KR20120064118A - 회선 단말 유닛들을 위한 전원 공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, - 제 1 공급 전압 입력 단자(11) 및 제 2 공급 전압 입력 단자(12)를 갖는, 송신 회선을 구동하는 회선 구동기(10); - 회선 단말 유닛의 아날로그 부분에 공급하는 아날로그 공급 전압 출력 단자(22), 및 회선 단말 유닛의 디지털 부분에 공급하는 적어도 하나의 디지털 공급 전압 출력 단자(23a, 23b, 23c)를 갖는 전원 공급 수단(20), 및 - 접지 전압 기준(30)을 포함하는, 회선 단말 유닛(1')에 관한 것이다. 본 발명의 제 1 양태에 따라서, 아날로그 공급 전압 출력 단자는 제 1 공급 전압 입력 단자에 연결되고, 회선 단말 유닛은 제 2 공급 전압 입력 단자에 적어도 하나의 디지털 공급 전압 출력 단자 또는 접지 전압 기준 중 하나를 선택적으로 연결하는 선택기(40)를 추가로 포함한다.

Description

회선 단말 유닛들을 위한 전원 공급장치{POWER SUPPLY ARRANGEMENT FOR LINE TERMINATION UNITS}
본 발명은 전력 소모 및 생태 풋프린트(ecological footprint)를 감소시키기 위한 회선 단말 유닛(line termination unit)의 전원 공급장치에 관한 것이다.
DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer)은 통상적으로 가입자 구내(customer premises)로부터 구리 송신 회선들을 물리적으로 종료하기 위한 회선 단말 유닛들을 포함한다.
회선 단말 유닛은 회선 구동기(line driver)들, 하이브리드들, 변압기들 등과 같은 송신 회선들에 연결하는 특정 아날로그 회로를 수용한다. 회선 구동기는 아날로그 송신 신호를 송신 회선으로 형성하고, 증폭하고, 구동하는 아날로그 프런트-엔드 디바이스(front-end device)이다.
회선 단말 유닛들은 전체 시스템 전력 소모의 약 80%를 담당한다. 회선 구동기들 자체로는 회선 단말 유닛 전력 소모의 절반을 담당한다.
초고속 디지털 가입자 회선(VDSL) 신호를 갖는 구리 회선을 구동하는 회선 구동기의 전력 소모는 약 0.8 내지 1W이고, 이것은 회선 상에 부여될 수 있는 최대 전력인 100mW 보다 훨씬 더 높다. 그러나, 실제 송신 전력은 일정 서비스 품질(QoS)을 갖는 일정 데이터 처리율과 같은, 품질 보장 제도(SLA: Service Level Agreement)를 달성하도록 선택된 송신 프로파일 및 요구된 전력 레벨에 상당히 의존한다.
전력이 제공될 필요가 있는 회선 구동기가 갖는 최소 공급 전압은 출력될 신호의 최대 진폭에 의존한다. DSL 신호에 대해, 이러한 최대 진폭은 통상적으로 제곱 평균(RMS) 값의 진폭의 5 내지 6배이다.
타당한 한도들 내에서 회선 단말 유닛의 비용을 유지하기 위해, 모든 회선 구동기들은 단일 전원 변환기로부터 전력을 공급받는다. 이러한 전원의 출력 전압은 최악의 프로파일 및/또는 출력 전력에 의해 요구된 최소 공급 전압에 고정된다. 이러한 결과로서, 더 낮은 출력 전력 또는 덜 요구하는 프로파일을 갖도록 설정되는 모든 회선들은 요구되는 것보다 더 높고 결과적으로 에너지를 낭비하는 공급 전압에서 동작하는 회선 구동기들을 갖는다.
어떠한 설계들에서, 공급 전압을 모든 회선 구동기들에게 제공하는 전원 유닛의 출력 전압은 2개 이상의 레벨들 사이에서, 또는 미리 결정된 전압 범위 내에서 선택가능해진다. 그러나, 모든 회선 구동기들이 동일한 DC/DC 변환기를 공유하기 때문에, 이러한 회선들 중 하나가 높은 출력 전력을 요구하는 프로파일을 갖도록 설정되고/설정되거나 회선 특성들이 실제로 최대 전력을 요구하고 있는 개연성은 매우 높다. 그와 같이, 모든 회선 구동기들은 대부분의 시간에서 최대 선택가능한 공급 전압을 가지고 작동하고 있다.
선택가능하고 조정가능한 출력 전압을 갖는 전원은 다음과 같은 일부 단점들을 가진다.
- DC/DC 변환기의 효율은 단지 하나의 특정 출력 전압에서 최대로 도달한다. 이러한 선택 위 또는 아래의 어떤 출력 전압은 효율이 몇 퍼센트만큼 낮아지게끔 한다.
- 출력 전압이 변할 때, 전압의 내부 이득 설정도 또한 변한다. 이것은 변환기가 모든 가능한 동작 상태들에서 안정되도록 하기 위한 복잡도를 증가시킨다. 이 부가된 복잡도를 해소하는 것은 더 높은 설계 비용을 초래한다.
다른 해결책들도 또한 존재한다.
통상적인 VDSL 회선 구동기들은 클래스-AB 증폭기들이다. 클래스-G 또는 클래스-H 증폭기들은 더 높은 전력 효율을 갖는 것으로 알려진다.
클래스-G 회선 구동기는 클래스-AB 회선 구동기가 단지 2개의 전원 단자들을 갖는 것에 비해 4개의 전원 단자들을 갖는다. 제 1 세트의 전원 단자들은 낮은 대칭적인 전압 공급 레일들(예를 들면, +/- 6V), 및 제 2 세트의 전원 단자들은 높은 대칭적인 전압 공급 레일들(예를 들면, +/- 9V)에 연결된다. 출력 신호의 진폭이 낮은 동안, 증폭기의 출력 단계는 저 전압 공급 단자로부터 전력이 공급된다. 출력 전압이 상위 레벨로 상승되어야 할 때, 증폭기는 고 전압 공급 레일들로부터 잠깐동안 전력이 공급된다.
이러한 것은 회선 구동기에 의해 소모된 평균 전력이 명백하게 더 낮지만, 이러한 기술은 다수의 단점들을 가진다.
- 클래스-AB 증폭기가 비대칭적으로, 즉 접지 기준 전압과 단일 공급 레일 사이에서 전력을 공급받는 동안, 클래스-G 증폭기는 적어도 3개의 공급 레일들을 요구하고, 모든 통상적인 클래스-G 증폭기들은 4개의 공급 레일들(즉, 낮은 및 높은 대칭적인 전압)을 이용한다. 이러한 4개의 공급 전압들의 발생은 전원 장치를 더 비싸게 하고 부피를 크게 만들 뿐만 아니라, 이러한 3개의 부가적인 공급 레일들의 분포는 인쇄 회로 기판(PCB)에 더 많은 구리층을 필요로하고, 회선 단말 유닛을 더 비싸지도록 한다.
- 클래스-G 회선 구동기들은 ADSL에 대해 이용가능하다. VDSL에 대해, 클래스-G 회선 구동기들은 단지 샘플링하기 위해 시작한다. 그러나, 더 높은 주파수로 작동하는 VDSL로 인해, 전부는 아닐지라도 대부분의 클래스-G VDSL 회선 구동기들은 높은 공급 레일들에 대해 스위치-오버될 필요가 있을 때 자체적으로 검출할 수 없다. 따라서, 제어 신호는 정확한 공급 레일들의 세트를 이용하여 클래스-G 회선 구동기를 연속적으로 조종하는 것이 요구된다.
- 클래스-G 회선 구동기들이 최근에야 알려지고 있어, 서로 교환되지 않을 수 있다. 그와 같이, 클래스-G 회선 구동기들은 대부분의 장비 제조업자들에 의해 적용되는 멀티-소싱 전략에 적합하지 않다.
- 한 세트의 공급 레일들로부터 다른 세트의 공급 레일들로의 온-더-플라이 스위치-오버(on-the-fly swithch-over) 복잡한 기술을 요한다. 이 기술을 숙달하기 위해서는, 클래스-G 회선 구동기들을 클래스-AB 회선 구동기들보다 더 비싸도록 하는 최신기술을 필요로한다.
클래스-H 회선 구동기들은 클래스-AB 회선 구동기들과 유사하게 단지 2개의 공급 단자들을 갖는다. 클래스-H 회선 구동기는 충전 펌프(charge pump)들 내부에 장착된다. 출력 전압이 상위 레벨로 상승되어야할 때, 충전 펌프들은 턴온되고, 요구된 출력 전압이 어떤 왜곡 없이 생성될 수 있는 방식으로 회선 구동기들의 출력 단계에 적용된 공급 전압들을 점차 상승시킨다. 출력 단계의 전원 레일은 순간적인 출력 전압에 대해 필요한 레벨까지만 상승되기 때문에, 클래스-H 회선 구동기들은 클래스-G 회선 구동기들과 비교하면 더 높은 전력 감소를 제공할 것이다.
또한, 클래스-H 회선 구동기들은 다수의 단점들을 가진다.
- 제조업자 한사람 만이 VDSL-가능한 클래스-H 회선 구동기를 만들기 위한 필요한 기술을 소유한다고 공표하였다. 그러나, 어떤 샘플도 이 시점에서는 이용할 수 없다. 클래스-G 회선 구동기들과 유사하게, 이것도 멀티-소싱 전략에 적합하지 않다.
- 단지 한 사람의 제조업자에 의해 전달되는 복잡한 기술이므로, 매우 비싼 기술일 것으로 예상된다.
- 더 비싼 회선 구동기들인 것이외에도, 충전 펌프로 인해 필요한 외부 커패시터들 때문에 더 많은 재료비가 필요하다. 이 커패시터들은 또한 보드 상에 여분의 공간을 필요로한다.
또한, 고전압 공급 레일들 내적으로 생성시키고, 전원 전압을 스위칭시키기 위해 외부 제어 신호를 필요로하는, 소위 '게이티드 클래스-H(gated class-H)' 회선 구동기, 즉, 일종의 클래스-G 회선 구동기가 존재한다. 따라서, 이러한 '게이티드 클래스-H' 회선 구동기는 진정한 클래스-H 회선 구동기에 의해 보증된 전력 이득을 전달하지 못하고, 클래스-G 회선 구동기들과 더욱 비교할 만하다(심지어 충전 펌프들에서 효율 손실들로 인해 더 열악할 수 있다).
본 발명의 목적은 이전에 언급된 종래 기술의 단점을 극복하고 회선 단말 유닛의 전력 소모를 감소시키는 비용이 적게드는 해결책을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따라, 회선 단말 유닛은:
- 제 1 공급 전압 입력 단자 및 제 2 공급 전압 입력 단자를 갖는, 송신 회선을 구동하는 회선 구동기,
- 상기 회선 단말 유닛의 아날로그 부분에 공급하는 아날로그 공급 전압 출력 단자, 및 상기 회선 단말 유닛의 디지털 부분에 공급하는 적어도 하나의 디지털 공급 전압 출력 단자를 갖는 전원 공급 수단, 및
- 접지 전압 기준을 포함하고,
상기 아날로그 공급 전압 출력 단자는 상기 제 1 공급 전압 입력 단자에 연결되고,
상기 회선 단말 유닛은 상기 제 2 공급 전압 입력 단자에 상기 적어도 하나의 디지털 공급 전압 출력 단자 또는 상기 접지 전압 기준 중 하나를 선택적으로 연결하는 선택기를 추가로 포함한다.
회선 구동기의 높은 공급 전압 입력 단자에 연결된 아날로그 공급 전압 출력을 선택하거나 조정하는 대신, 낮은 공급 전압 입력 단자는 접지 귀한 또는 회선 단말 유닛의 디지털 구간에 공급하는데 통상적으로 이용되는 공급 전압 출력들(예를 들면, TTL 회로들을 위한 +5V 출력, LVTTL 회로들을 위한 +3.3V 출력, DDR1 메모리 칩들 또는 GB 이더넷을 위한 2.5V 출력, DDR2 메모리 칩들을 위한 +1.8V 출력 등) 중 하나에 선택적으로 결합된다.
이러한 선택적인 연결은 예를 들면, 저가의 FET 스위치들에 의해 달성될 수 있고, 이러한 해결책은 회선 구동기 하나를 기반으로 또는 회선 구동기의 그룹을 기반으로 하여 적용될 수 있다. 따라서, 지원된 회선 프로파일(line profile)들 및 출력 전력 레벨들의 큰 다양성의 기능으로 전력 손실 면에서 가장 적합한 공급 전압을 선택하는 것이 가능해 질 수 있다.
회선 단말 유닛의 전력 소모는 DSL 오퍼레이터들에 대한 중요한 인자이다. 오퍼레이터는 설치된 DSLAM들의 기반의 운영 자금(OPEX)을 감소시키기 위해 추가의 비용을 기꺼이 지불할 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 회선 단말 유닛은 적어도 하나의 회선 파라미터에 따라 상기 선택기의 동작을 제어하는 제어기를 추가로 포함한다.
각 회선 구동기의 전력 공급은 각 회선의 하나 이상의 회선 파라미터들에 따라 동적으로 조절되고, 그 결과 각각의 그리고 모든 회선 구동기의 공급 전압을 최적으로 조정한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 회선 파라미터는 상기 송신 회선을 통해 이용될 오퍼레이터-조절가능한 송신 프로파일을 포함한다.
송신 프로파일은 신호가 준수할 전력 특성들 및 스펙트럼을 결정하고, 그 결과 회선 구동기가 지원할 신호 피크-대-평균 비(PAR: Peak-to-Average Ratio)를 결정한다. 신호 PAR은 차례로 회선 구동기에 공급될 충분한 전압 범위를 결정한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 회선 파라미터는 상기 송신 회선의 측정가능한 채널 특성을 포함한다.
그와 같은 측정가능한 채널 특성은 예를 들면, 송신 회선의 전기 길이(electrical length) 등이고, 이는 특정 송신 회선을 통해 요구되는 실제 송신 전력을 최종 제어한다. 그와 같은 채널 특성들은 SELT(Single End Line Testing) 또는 DELT(Dual End Line Testing)으로부터 획득될 수 있습니다.
그와 같은 채널 특성은 또한, 각각의 반송파 비트 로딩들을 결정하는데 이용되고, 취득가능한 비트 에러율(BER) 및 예측된 코딩 이득들에 기초하여 얻는 신호 대 잡음비(SNR)와 같이, 정규의 송수신기 동작의 일부로서 구동 시간동안 측정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 회선 파라미터는 상기 송신 회선을 통해 통신 구간의 과거 동작 동안 결정된 통신 파라미터를 포함한다.
본 발명의 대안의 실시예에서, 상기 적어도 하나의 회선 파라미터는 상기 송신 회선을 통해 통신 구간의 현재 동작 동안 결정된 통신 파라미터를 포함한다.
그와 같은 통신 파라이터들은 예를 들면, (gi라고도 불리는) 상대적 채널 이득, 및/또는 특정 송신 라인을 통해 실제 송신 전력을 산출하는 통신 파라미터들인 (tssi 계수 또는 PSD 마스크라도고 불리는) 전력 스펙트럼 밀도(PSD) 형성 계수들을 나타낸다.
제어기는 비 휘발성 메모리 영역에 저장된 과거 통신 구간의 통신 파라미터들을 이용할 수 있거나, 대안으로 송수신기 유닛에서 시행중인 전류 구간의 통신 파라미터들을 이용할 수 있다.
다른 특징지어진 실시예들은 첨부된 청구항들에서 언급된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적들 및 특징들은 더 명확해 질 것이고, 본 발명 자체는 첨부된 도면들의 결합된 실시예의 하기의 기술을 언급함으로써 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 전력 공급 회선 드라이버들에 대한 종래 기술의 해결책을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 전력 공급 배열을 갖는 회선 단말 유닛을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 제 2 전력 공급 배열을 갖는 회선 단말 유닛을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 제 3 전력 공급 배열을 갖는 회선 단말 유닛을 도시한 도면.
도 1에서 다음의 기능 블록들:
- 회선 구동기(10) (또는 LD),
- 전원 유닛(20) (또는 PSU), 및
- 전류에 대한 공통 귀환 경로로서 동작하는 접지 전압 기준(30) (또는 GND)을 포함하는 회선 단말 유닛(line termination unit)(1) (또는 LT)이 도시된다.
통상적으로, 출력 단자들은 일반 삼각형으로서 도시되고, 입력 단자들은 빈 삼각형들로 도시된다. 전력 트레일들 및 접지 귀한 경로는 두꺼운 선들로서 도시된다.
예시적인 실시예로서, 4개의 회선 구동기들(10a 내지 10d)이 도시된다.
전원 유닛(20)은 배터리로부터의 -48V/-60V 또는 AC 전력 유틸리티로부터의 110/220V(RMS 값)과 같은 DC 또는 AC 전원(도시되지 않음)에 연결된 전원 입력 단자(또는 AC/DC IN), 및 접지 전압 기준(30)에 연결된 접지 기준 입력 단자(24)를 포함한다.
전원 유닛(20)은 하나 이상의 전압 조절기들 및 제 1 공급 전압 출력 단자(22)를 통해 제 1 아날로그 공급 전압 출력 기준을 제공하는 다른 회로(예를 들면, 커패시터들), 및 다른 공급 전압 출력 단자들(23)을 통해 다른 디지털 공급 전압 출력 기준들을 추가로 포함한다.
아날로그 공급 전압 출력은, 무엇보다도 회선 구동기들(10)을 포함하는 회선 단말 유닛(1)의 아날로그 부분에 공급되고, 미리 규정된 범위, 지금 +10V로부터 +13.2V 내에서 선택가능하다. 그러나, 전원 유닛(20)은 특별한 전압 출력 값, 예를 들면, +13.2V에서 최적의 효율을 갖도록 설계된다.
다른 디지털 전압 출력들은 회선 단말 유닛(1)의 각각의 디지털 부분들에 공급된다. 예시적인 실시예로서, 3개의 디지털 공급 출력 단자들(23a, 23b 및 23c)은 디지털 공급 전압 출력 기준들로서, 3.3V, 2.5V 및 1.2V를 각각 공급하도록 도시된다.
종래 기술의 해결책에서는, 회선 구동기들(10)은 비대칭적으로 전력을 공급받고, 즉, 회선 구동기들(10)의 모든 양의 공급 전압 입력 단자들(11)(또는 +VCC)은 전원 유닛(20)의 아날로그 공급 전압 출력 단자(22)에 연결되고, 회선 구동기들(10)의 모든 음의 공급 전압 입력 단자들(12)(또는 -VCC)은 접지 전압 기준(30)에 연결된다.
대칭적인 아날로그 전원은, 대안으로 회선 구동기들(10)의 모든 양의 공급 전압 입력 단자들(11) 및 모든 음의 공급 전압 입력 단자들(12) 각각에 +9V 및 -9V 아날로그 공급 전압 출력 기준들과 같이, 회선 구동기들(10)에 전력을 공급하도록 이용된다.
도 2에서 본 발명에 따른 제 1 전원 공급장치을 갖는 회선 단말 유닛(1')이 도시된다.
회선 단말 유닛(1')은 다음의 기능 블록들:
- 회선 구동기(10),
- 전원 유닛(20),
- 접지 전압 기준(30),
- 선택기(40)(또는 SEL), 및
- 제어기(50)(또는 CTRL)를 포함한다.
이 실시예에서, 회선 구동기들(10)의 모든 양의 공급 전압 입력 단자들(11)은 또한 전원 유닛(20)의 아날로그 공급 전압 출력 단자(22)에 연결되지만, 회선 구동기들(10)의 음의 공급 전압 입력 단자들(12)은 접지 전압 기준(30), 또는 전원 유닛(20)의 디지털 공급 전압 출력 단자들(23) 중 하나에 선택기(40)를 통해 개별적으로 결합된다. 그와 같이, 회선 구동기는 (아날로그 공급 전압 기준이 최적 값 +13.2V으로 조정된 것으로 추정하는) 13.2V, 12.0V, 10.7V 또는 9.9V 중 하나에서 동작하도록 구성될 수 있고, 이는 어느 것이든 선택된 회선 프로파일 또는 출력 전력에 대해 가장 적합하다.
아날로그 공급 전압 출력 기준을, 예를 들면, 10V, 즉, 10V, 8.8V, 7.5V 또는 6.7V로 낮게 조정함으로써 회선 구동기들에 대한 더 낮은 공급 전압들이 획득될 수도 있다.
그와 같은 전원 공급장치에 의한 송신 신호로 도입된 DC 바이어스는 통상적으로 송신 회선으로부터 송수신기 회로를 고립시키는 변압기(transformer)(도시 않됨)에 의해 필터링되는 것으로 알려진다.
선택기(40)는 저가 FET 스위치들 등과 같은 스위치들(41)을 포함한다. 각 회선 구동기에는 전원 전압을 개별적으로 제어하도록 전용 스위치가 할당될 수 있거나, 대안으로, 2개 이상의 회선 구동기들은 (비용 감소를 위해) 동일한 귀환 전압(return voltage) 선택 스위치를 공유할 수 있다. 예시적인 실시예에서 처럼, 회선 구동기들(10)은 각각 한 쌍의 회선 구동기 {10a, 10b} 및 {10c, 10d}처럼, 짝을 이뤄 그룹지어지고, 각각의 쌍은 선택기(40)의 각각의 스위치 41a 및 41b에 연결되고 있다.
제어기(50)는 선택기(40)에 연결되고, 선택기(40)의 동작을 동적으로 제어한다. 더 구체적으로, 제어기(50)는 스위치들(41)에 연결된 대응하는 회선 구동기 또는 회선 구동기들의 그룹에 전력 요건들에 따라 스위치들(41)의 위치를 동적으로 제어한다.
최적의 공급 전압은 관련된 회선 구동기 또는 회선 구동기들의 그룹의 실제 다운스트림 집합체 송신 전력의 함수이다. 이 데이터는 통상적으로, 초기설정 시퀀스가 완결되고 송수신기들이 동기화된 후 이용가능하다. 그러나, 회선 구동기 공급 전압 스위치는 바람직하게 구동 시간동안 과도 현상(transient effect)들을 회피하기 위해 초기설정 시퀀스 이전에 제어되어야 한다. 따라서, 이러한 선택은 회선 송신 프로파일 및/또는 다른 전력 제한들과 같은 개별적인 구성 데이터, 및/또는 SELT 또는 DELT 측정들로부터 획득된 루프 플랜트 추정치들(loop plant estimates), 및/또는 완화된 BER과 같은 완화된 요건들, 및/또는 이전의 초기설정으로부터의 실적 자료(historical data)에 기초할 것이다.
한가지 요건은, 디지털 구간의 선택가능한 공급 레일들 각각의 전류 흐름은 모든 회선 구동기들의 전류 흐름보다 높다는 것이다. 이런 점이 보증될 수 없는 디지털 구간의 공급 레일들은, 소싱 성능(sourcing capability) 만을 갖는 것 대신에 '싱크/소스(sink/source)' 유형이 될 필요가 있다. 대부분의 통상적인 설계들에서, 이러한 요건은 쉽게 충족된다.
회선 구동기들의 전류가 귀환될 수 있는 디지털 구간으로부터의 공급 레일들의 수는 적용되는 경우마다 다를 수 있다. 디지털 구간의 모든 공급 전압 레일들이 가능한 귀환 전압 레일로서 작용할 필요는 없다.
본 명세서에서 언급된 공급 전압들은 통상적인 값들임을 유의해야한다. 기술이 진전되거나 일반적이지 않은 보드 사양들이 충족되어야 할 때, 다른 전압 레벨들이 선택될 수 있다.
일 예로서, +24V 회선 구동기들은, 통상적으로 +5V 또는 +6V인 버스 전압이, 부가적으로 +18V 또는 +19V, 그에 덧붙여 +22.8V, 21.5V 및 20.7V를 생성하도록 이용될 수 있는 경우에서 디지털 공급 전압들이 발생되고 있는 것으로부터 이용될 수 있다.
이러한 구성은 도 3에서 도시되고, 도 3에서는 다른 회선 단말 유닛(1'')이 다음의 기능 블록들:
- 회선 구동기(10),
- 제 1 전원 유닛(70)(또는 PSU1),
- 제 2 전원 유닛(80)(또는 PSU2),
- 접지 전압 기준(30),
- 선택기(40), 및
- 제어기(50)를 포함하는 것이 도시된다.
제 1 전원 유닛(70)은 DC 또는 AC 전력원에 연결된 공급 전압 입력 단자(71) 및 접지 전압 기준(30)에 연결된 접지 기준 입력 단자(74)를 포함한다.
제 1 전원 유닛(70)은 회선 단말 유닛(1'')의 아날로그 부분에 공급되는 현재 +24V인, 제 1 공급 전압 출력 단자(72)를 통해 제 1 아날로그 공급 전압 출력 기준, 및 특히 제 2 전원 유닛(80)에 공급되는 현재 +6V인, 제 2 공급 전압 출력 단자(73)를 통해 제 2 공급 전압 출력 기준을 제공한다.
제 2 전원 유닛(80)은 제 1 전원 유닛(70)의 공급 전압 출력 단자(73)에 연결된 공급 전압 입력 단자(81)(또는 DC IN), 및 접지 전압 기준(30)에 연결된 접지 기준 입력 단자(83)를 포함한다.
제 2 전원 유닛(80)은 현재 디지털 전압 출력 기준들로서, 각각 3.3V, 2.5V 및 1.2V를 각각 공급하는 3개의 디지털 공급 전압 출력 단자들(82a, 82b 및 82c)인 공급 전압 출력 단자들(82)을 통해 디지털 공급 전압 출력 기준들을 제공한다.
회선 구동기들(10)의 모든 양의 공급 전압 입력 단자들(11)(또는 +VCC)은 제 1 전원 유닛(70)의 아날로그 공급 전압 출력 단자(72)에 연결되고, 회선 구동기들(10)의 음의 공급 전압 입력 단자들(11)은 선택기(40)를 통해, 접지 전압 기준(30), 또는 제 1 전원 유닛(70)의 공급 전압 출력 단자(73), 또는 제 2 전원 유닛(80)의 디지털 공급 전압 출력 단자들(82)에 개별적으로 결합된다.
높은 양의 아날로그 공급 전압을 이용하는 대신에, 음의 아날로그 공급 전압은 회선 구동기들의 공통 공급 단자로서 이용될 수 있다. 회선 구동기들의 다른 공급 단자들은 다시 접지 귀환 또는 보드의 디지털 구간의 공급 레일들 중 일부에 개별적으로 결합된다.
이러한 구성은 도 4에서 도시되고, 도 4에서는 다른 회선 단말 유닛(1''')이 다음의 기능 블록들:
- 회선 구동기(10),
- 다른 전원 유닛(90),
- 접지 전압 기준(30),
- 선택기(40), 및
- 제어기(50)를 포함하는 것이 도시된다.
전원 유닛(90)은 DC 또는 AC 전력원에 연결된 공급 전압 입력 단자(91) 및 접지 전압 기준(30)에 연결된 접지 기준 입력 단자(94)를 포함한다.
전원 유닛(90)은 현재 -10V인, 공급 전압 출력 단자(92)를 통해 음의 아날로그 공급 전압 출력 기준, 및 현재 디지털 공급 전압 출력 기준들로서, 각각 3.3V, 2.5V 및 1.2V를 각각 공급하는 3개의 디지털 공급 전압 출력 단자들(93a, 93b 및 93c)인 다른 공급 전압 출력 단자들(93)을 통해 다른 양의 디지털 공급 전압 출력 기준들을 제공한다.
이 실시예에서, 회선 구동기들(10)의 모든 음의 공급 전압 입력 단자들(12)은 전원 유닛(90)의 음의 아날로그 공급 전압 출력 단자(92)에 연결되고, 회선 구동기들(10)의 양의 공급 전압 입력 단자들(11)은 접지 전압 기준(30), 또는 전원 유닛(90)의 디지털 공급 전압 출력 단자들(93) 중 하나에 선택기(40)를 통해 개별적으로 결합된다. 그와 같이, 회선 구동기는 13.3V, 12.5V, 11.2V 또는 10V 중 하나에서 동작하도록 구성될 수 있고, 이는 어느 것이든 선택된 회선 프로파일 또는 출력 전력에 대해 가장 적합하다.
그러나, 이런 구성은 제 1 및 제 2 실시예와 비교하면 덜 효율적인 것을 알아야 한다. 제 1 및 제 2 실시예에서, 회선 구동기의 귀환 전류는 회선 구동기가 접속되는 디지털 공급 레일에서 소모된 전류의 실제 전달 부분이다. 제 3 실시예에서, 회선 구동기에 또한 전력을 공급하는 디지털 공급 레일은 디지털 구간에 의해 소모되는 전류의 정상에서 회선 구동기에 의한 전류 흐름을 전달해야 한다. 언뜻 보기에는 이것이 실제로 더 많은 전력을 소모하는 것처럼 보이나, 제 3 실시예의 음의 공급 전압은 제 1 및 제 2 실시예에 비하여 감소될 수 있기 때문에 그러한 경우는 아니다. 그러나, 더 많은 전류를 전달하기 위해 필요한 전력 출력은 통상적으로 더 높은 RI2 손실들을 가진다. 그와 같이, 이러한 제 3 실시예에서, 변환기의 효율이 더 낮기 때문에, 약간 더 많은 전력을 소모할 것이다.
2개의 전력 단자들을 제외하고, 대부분의 회선 구동기들이, 회선 구동기의 바이어스 전류를 설정하는 디지털 입력 신호들에 대한 기준 전압으로서 역할을 하는 다른 입력 단자를 갖는 것을 언급하는 것에 주목해야 한다. 이 기준 전압 (및 기준 전압의 정상에서 바이어스 설정 신호들의 진폭)은 공급 전압 범위 [-VCC; +VCC] 내에서 유지해야 한다.
도 2 또는 도 3에서 도시된 구성들에서, 이 다른 입력 단자는 회선 구동기의 음의 전원 입력 단자(12), 또는 최고 디지털 공급 전압 출력 단자에 연결될 필요가 있다. 그때, (3개의 저항들로 구성되는) '레벨 시프터(level shifter)'는 적절한 레벨로 디지털 구성요소들에 의해 생성된 바이어스 제어 신호들을 변형하는데 요구된다.
도 4의 하나와 같은 구성에서, 이 기준 전압은 접지 기준에 접속되도록 유지되고, 바이어스 제어 회선들은 레벨 시프터들을 필요로하지 않는다.
18dBm 또는 20dBm 출력 전력(예를 들면, ADSL 또는 VDSL 8b 프로파일)을 생성할 수 있고 클래스-G 또는 클래스-H 회선 구동기들이 장착된 회선 단말 유닛에 대해, 이러한 클래스-G 또는 클래스-H 회선 구동기들은 14.5dBm 이하(예를 들면, 17a VDSL 송신 프로파일 또는 인에이블된 다운스트림 전력-컷-백을 갖는 어떤 다른 프로파일)에서 동작하도록 구성된 회선들에 대한 전력 소비에서 어떤 이득도 전달할 수 없다. 반대로, 동작하기 위해 클래스-G 또는 클래스-H 회선 구동기들에 대해 필요한 제어 회로 또는 충전 펌프(charge pump)는 완전히 비기능적이고 클래스-AB 회선 구동기들을 갖는 이러한 제안된 해결책보다는 더 많은 전력을 소모할 수 있는 그러한 더 새로운 회선 구동기 기술들을 만드는 동안 작은 양의 전력을 소모할 수 있다.
본 발명은 DSL 기술 및 장비에 대하여 배타적으로 기준들로 기술되고 있지만, 송신 회선을 종결하기에 적합한 어떤 장비에도 적용가능하다. 그와 같은 장비는 액세스 노드, 라우터, 브리지, 멀티플렉서, 광 유닛, 리피터 등의 부분을 형성할 수 있고, 송신 회선은 (CAT3/CAT5 케이블과 같은) UTP(Unshield Twisted pairs), 동축 케이블, (PCL에 대한) 전력 공급 회선, 광 섬유등을 언급할 수 있다.
청구항들에서 또한 이용되는, 용어 '포함하는'은 이후에 연거된 수단을 제한하고 있는 것으로 해석되지 않아야 한다. 따라서, '수단 A 및 B를 포함하는 디바이스'의 표현의 범위는 구성요소 A 및 B로만 구성되는 디바이스들로 제한되지 말아야 한다. 본 발명과 관련하여, 디바이스의 관련된 구성요소들은 A 및 B인 것을 의미한다.
청구항들에서 또한 이용되는, 용어 '결합된'은 단지 직접 결합되는 것으로 제한되게 해석하지 않아야 한다. 따라서, '디바이스 B에 연결된 디바이스 A'의 표현의 범위는 디바이스 A의 출력부가 디바이스 B의 입력부에 직접 결합되는, 및/또는 그 반대 경우인 장치들 또는 시스템들로 한정되지 않아야 한다. 그것은 다른 장치 장치들 또는 수단들을 포함하는 경로일 수 있는, A의 출력부 및 B의 입력부 사이, 및/또는 그 반대의 경우의 경로가 존재하는 것을 의미한다.
명세서 및 도면들은 단지 발명의 원리들을 나타낸다. 따라서, 당업자는 명확하게 이 문서에서 기술되거나 도시되지 않지만 발명의 원리들을 구현하거나 발명의 정신 및 범위 내에 포함되는 여러 배열들을 고안할 수 있는 것을 알 수 있다. 더욱이, 이 문서에서 언급된 모든 예들은 원칙적으로 발명의 원리들 및 기술을 발전시키기 위해 발명자(들)에 의해 제안된 개념들을 독자가 이해하는 것을 돕기 위한 교육적인 목적을 위해서만 표현하도록 의도되고, 그와 같이 구체적으로 기술된 예들 및 조건들에 한정되지 않는 것으로 이해된다. 더욱이, 발명의 구체적인 예들뿐 아니라 발명의 원리들, 양태들, 및 실시예들을 나열하는 본 문서의 모든 설명들은 발명의 등가물들을 포함하도록 의도된다.
도면에서 도시되는 여러 요소들의 기능들은 적절한 소프트웨어와 협력하여 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어 뿐만 아니라, 전용 하드웨어의 이용을 통해 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 기능들은 하나의 전용 프로세서, 하나의 공유된 프로세서, 또는 일부가 공유될 수 있는 복수의 개별적인 프로세서에 의해 제공될 것이다. 더욱이 프로세서는 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 배타적으로 언급하는 것으로 이해되어서는 안되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 네트워크 프로세서, 주문형 반도체(ASIC), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등을 암시적으로 포함할 수 있다. ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 및 비휘발성 저장장치와 같은 전통적 및/또는 관습적인 다른 하드웨어도 또한 포함될 수 있다.
1: 회선 단말 유닛 10: 회선 구동기
20: 전원 유닛 40: 선택기
50: 제어기

Claims (7)

  1. 회선 단말 유닛(line termination unit)(1')에 있어서:
    - 제 1 공급 전압 입력 단자(11) 및 제 2 공급 전압 입력 단자(12)를 갖는, 송신 회선을 구동하는 회선 구동기(line driver)(10),
    - 상기 회선 단말 유닛의 아날로그 부분에 공급하는 아날로그 공급 전압 출력 단자(22), 및 상기 회선 단말 유닛의 디지털 부분에 공급하는 적어도 하나의 디지털 공급 전압 출력 단자(23a, 23b, 23c)를 갖는 전원 공급 수단(20), 및
    - 접지 전압 기준(30)을 포함하고,
    상기 아날로그 공급 전압 출력 단자는 상기 제 1 공급 전압 입력 단자에 연결되고,
    상기 회선 단말 유닛은 상기 제 2 공급 전압 입력 단자에 상기 적어도 하나의 디지털 공급 전압 출력 단자 또는 상기 접지 전압 기준 중 하나를 선택적으로 연결하는 선택기(40)를 추가로 포함하는, 회선 단말 유닛(1').
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 회선 파라미터(line parameter)에 따라 상기 선택기의 동작을 제어하는 제어기(50)를 추가로 포함하는, 회선 단말 유닛(1').
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회선 파라미터는 상기 송신 회선을 통해 이용될 오퍼레이터-조절가능한 송신 프로파일(operator-adjustable transmission profile)을 포함하는, 회선 단말 유닛(1').
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회선 파라미터는 상기 송신 회선의 측정가능한 채널 특성을 포함하는, 회선 단말 유닛(1').
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회선 파라미터는 상기 송신 회선을 통해 통신 구간(communication session)의 과거 동작 동안 결정된 통신 파라미터를 포함하는, 회선 단말 유닛(1').
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회선 파라미터는 상기 송신 회선을 통해 통신 구간의 현재 동작 동안 결정된 통신 파라미터를 포함하는, 회선 단말 유닛(1').
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 회선 단말 유닛(1')을 포함하는, 액세스 노드.
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