通過(guò)有線環(huán)路設(shè)備的點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸能力的接入節(jié)點(diǎn)（200）。該接入節(jié)點(diǎn)包括具有數(shù)字信號(hào)處理邏輯（DSP）和數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯（DAC；ADC）的第一發(fā)射/接收電路（210m）以及具有發(fā)射/接收放大器（LD；LNA）和用于到傳輸線（Ln）的連接的線路適配單元（LAU）的第二發(fā)射/接收電路（220n）。接入節(jié)點(diǎn)還包括用于根據(jù)發(fā)射/接收交叉連接表（XT）來(lái)動(dòng)態(tài)地將第一發(fā)射/接收電路之一與第二發(fā)射/接收電路之一相連的模擬交換機(jī)（230）以及用于根據(jù)各傳輸線上的發(fā)射/接收業(yè)務(wù)模式來(lái)更新發(fā)射交叉連接表的發(fā)射/接收控制邏輯（240）。發(fā)射/接收業(yè)務(wù)模式遵守時(shí)分多址TDMA方案，或者根據(jù)實(shí)際發(fā)射/接收業(yè)務(wù)需求來(lái)確定。發(fā)射/接收控制邏輯進(jìn)一步用于伴隨著對(duì)交叉連接表的更新而分別禁用或啟用發(fā)射/接收放大器。
【專利說(shuō)明】通過(guò)有線環(huán)路設(shè)備的點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及下一代銅線接入，并且更具體地涉及具有點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸能力的接入節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于下一代銅線接入，已經(jīng)在允許點(diǎn)到多點(diǎn)(P2MP)協(xié)議方面表現(xiàn)出興趣。這具有所主張的優(yōu)點(diǎn)，即能夠從接入節(jié)點(diǎn)中的單個(gè)收發(fā)機(jī)為N個(gè)用戶提供服務(wù)，并且對(duì)接入節(jié)點(diǎn)的成本、尺寸、能量消耗和可縮放性具有正面影響。
[0003]然而,銅線環(huán)路設(shè)備(loop plant)—般地由從接入節(jié)點(diǎn)到各訂戶駐地的專用(或點(diǎn)到點(diǎn))鏈路組成。在物理上，銅雙絞線不在多個(gè)用戶之間被共享。因此，向此類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用P2MP是非傳統(tǒng)的。這在發(fā)射功率方面是非常低效的。此外，對(duì)來(lái)自客戶駐地的反向功率饋送和對(duì)普通老式電話服務(wù)(POTS)的期望增加了對(duì)P2MP接入網(wǎng)絡(luò)的高效實(shí)現(xiàn)的進(jìn)一步的障礙。
[0004]在傳統(tǒng)P2MP拓?fù)渲?，發(fā)射信號(hào)在每個(gè)分叉處被劃分?？紤]具有用于連接到N個(gè)用戶的N個(gè)支路的星形拓?fù)洹０l(fā)射功率P被劃分成N個(gè)相等信號(hào)，其在N個(gè)支路中的每一個(gè)中具有功率P/N。在不失一般性的情況下，在這里忽略了下述事實(shí)，即在實(shí)踐中，如果不同支路的阻抗不同，則其上的信號(hào)功率可能不同。通常，數(shù)字訂戶線(DSL)標(biāo)準(zhǔn)以及其他接入或家庭標(biāo)準(zhǔn)定義能夠設(shè)在線路上的最大發(fā)射功率譜密度(PSD)。在星形拓?fù)渲?，將由將發(fā)射機(jī)連接到星形的N個(gè)支路的第一分段來(lái)實(shí)施PSD限制。因此，每個(gè)支路經(jīng)歷取決于不同環(huán)路的阻抗的、比所施加的PSD低得多的PSD。在不考慮支路的不同信道特性的情況下，允許發(fā)射功率比由PSD限制所指定的發(fā)射功率大N倍，因?yàn)樵摴β蕦⒃贜個(gè)訂戶環(huán)路上被分割。因此，前端硬件需要能夠在非常高的功率下進(jìn)行發(fā)射，比在傳統(tǒng)情況下高N倍，這進(jìn)而對(duì)諸如線路驅(qū)動(dòng)器這樣的部件的性能和線性度施加了嚴(yán)格要求。而且，由于反向功率饋送要求，不與功率預(yù)算約束兼容。簡(jiǎn)單的替代是使前端以當(dāng)前設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)并接受N倍的接收功率的沖擊。通常，N在8至24的量級(jí)。這對(duì)應(yīng)于9至14dB量級(jí)的信噪比(SNR)降低。此類現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式的示例是威爾金森功率分配器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是在接入節(jié)點(diǎn)內(nèi)提供一種用于支持P2MP傳輸?shù)膭?chuàng)新的布置(arrangement),其在消耗的功率和可用于每個(gè)用戶的單獨(dú)數(shù)據(jù)吞吐量方面是高效的。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種用于經(jīng)由有線環(huán)路設(shè)備來(lái)連接訂戶的接入節(jié)點(diǎn)包括:第一發(fā)射電路，包括用于輸出發(fā)射數(shù)字樣本的發(fā)射數(shù)字處理邏輯，其與用于將發(fā)射數(shù)字樣本轉(zhuǎn)換成模擬發(fā)射信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換邏輯串行耦合，該數(shù)模轉(zhuǎn)換邏輯與第一發(fā)射輸出端口串行耦合；以及多個(gè)第二發(fā)射電路，分別包括第二發(fā)射輸入端口，其與用于放大發(fā)射信號(hào)的發(fā)射放大器串行耦合，該發(fā)射放大器與線路適配單元串行耦合，該線路適配單元用于到有線環(huán)路設(shè)備的傳輸線的連接并且用于對(duì)傳輸線的線路物理特性的適配。[0007]該接入節(jié)點(diǎn)還包括發(fā)射模擬交換機(jī)和發(fā)射控制邏輯，所述發(fā)射模擬交換機(jī)包括耦合到第一發(fā)射輸出端口的第三發(fā)射輸入端口以及耦合到第二發(fā)射輸入端口中的相應(yīng)的第二發(fā)射輸入端口的第三發(fā)射輸出端口，并且被配置成根據(jù)發(fā)射交叉連接表將第三發(fā)射輸入端口動(dòng)態(tài)地連接到第三發(fā)射輸出端口之一，所述發(fā)射控制邏輯耦合到發(fā)射模擬交換機(jī)并且被配置成根據(jù)各傳輸線上的發(fā)射業(yè)務(wù)模式來(lái)更新發(fā)射交叉連接表。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于經(jīng)由有線環(huán)路設(shè)備來(lái)連接訂戶的接入節(jié)點(diǎn)包括:第一接收電路，包括第一接收輸入端口，其與用于將接收模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成接收數(shù)字樣本的模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯串行耦合，該模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯與用于處理接收數(shù)字樣本的接收數(shù)字處理邏輯串行耦合；以及多個(gè)第二接收電路，分別包括線路適配單元，其用于到有線環(huán)路設(shè)備的傳輸線的連接并且用于對(duì)傳輸線的線路物理特性的適配，該線路適配單元與用于放大接收信號(hào)的接收放大器串行耦合，該接收放大器與第二接收輸出端口串行耦合。
[0009]接入節(jié)點(diǎn)還包括:接收模擬交換機(jī)，包括耦合到第二接收輸出端口中的相應(yīng)第二接收輸出端口的第三接收輸入端口以及耦合到第一接收輸入端口的第三接收輸出端口，并且被配置成根據(jù)接收交叉連接表而動(dòng)態(tài)地將第三接收輸入端口之一連接到第三接收輸出端口 ；以及接收控制邏輯，耦合到接收模擬交換機(jī)并且被配置成根據(jù)各傳輸線上的接收業(yè)務(wù)模式來(lái)更新接收交叉連接表。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射和/或接收業(yè)務(wù)模式遵守時(shí)分多址TDMA方案。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)各傳輸線上的發(fā)射和/或接收業(yè)務(wù)需求來(lái)確定發(fā)射和/或接收業(yè)務(wù)模式。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射控制邏輯還用于伴隨著對(duì)發(fā)射和/或接收交叉連接表的更新而分別禁用或啟用發(fā)射和/或接收放大器。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一發(fā)射電路包括串行I禹合在數(shù)模轉(zhuǎn)換邏輯與第一輸出端口之間的發(fā)射濾波器以用于將發(fā)射信號(hào)能量限制于發(fā)射頻帶內(nèi)。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一接收電路包括串行I禹合在第一接收輸入端口與模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯之間的接收濾波器以用于將接收信號(hào)能量限制于接收頻帶內(nèi)。
[0015]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，相互獨(dú)立地更新發(fā)射交換機(jī)和接收交換機(jī)的交叉連接表。
[0016]通過(guò)在發(fā)射機(jī)與鏈路之間引入交換機(jī)來(lái)規(guī)避有線環(huán)路設(shè)備上的P2MP傳輸?shù)娜秉c(diǎn)。交換機(jī)的位置被謹(jǐn)慎地設(shè)計(jì)成優(yōu)化功率消耗和單獨(dú)數(shù)據(jù)吞吐量，并且使實(shí)現(xiàn)困難最小化。該解決方案包括切換功能以允許任何線路到多個(gè)收發(fā)機(jī)中的任何一個(gè)的分配。
[0017]雖然存在不同的選擇，但已確認(rèn)了吸引人的設(shè)計(jì)。其涉及到在發(fā)射放大器和接收放大器級(jí)之前包括切換功能，可能包括用于伴隨著交叉連接表的更新而禁用或啟用發(fā)射放大器和接收放大器的控制邏輯以獲得附加能量效率。
[0018]該交換機(jī)基于時(shí)分多址(TDMA)方案或基于各傳輸線上的發(fā)射或接收實(shí)際業(yè)務(wù)需求而被驅(qū)動(dòng)。
[0019]該創(chuàng)新的布置允許按線路來(lái)優(yōu)化線路驅(qū)動(dòng)器和混合設(shè)置，同時(shí)包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)且可能還有發(fā)射濾波器和接收濾波器的單個(gè)數(shù)字收發(fā)機(jī)在多個(gè)用戶之間被共享。
[0020]此類布置通常形成線路終止單元的一部分，該線路終止單元是來(lái)自訂戶駐地的傳輸線在那里終止的一臺(tái)裝備。這臺(tái)裝備形成用于提供對(duì)訂戶的網(wǎng)絡(luò)接入的接入節(jié)點(diǎn)的一部分。接入節(jié)點(diǎn)的示例是數(shù)字訂戶線接入復(fù)用器(DSLAM)、以太網(wǎng)接入橋、IP接入或邊緣路由器等。接入節(jié)點(diǎn)可以存在于中央位置(例如，中心局)處或在更接近于訂戶駐地的遠(yuǎn)程位置(例如，街道機(jī)柜)處。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]通過(guò)參考結(jié)合附圖進(jìn)行的實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的上述及其他目的和特征將變得顯而易見(jiàn)，并將最好地理解本發(fā)明，在所述附圖中:
[0022]一圖1表示用于當(dāng)前和下一代銅線接入的不同接入拓?fù)洌?br> [0023]一圖2表示典型數(shù)字收發(fā)機(jī)的功能架構(gòu)，以及
[0024]一圖3表示包括用于P2MP傳輸?shù)哪芰扛咝瞻l(fā)機(jī)布置的接入節(jié)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]在圖1中看到三個(gè)接入拓?fù)?點(diǎn)到點(diǎn)(P2P)、點(diǎn)到多設(shè)備(P2MD)和點(diǎn)到多家(P2MH)。
[0026][P2P]在P2P使用情況下，每個(gè)訂戶被連接到接入節(jié)點(diǎn)中的專用收發(fā)機(jī)。每個(gè)訂戶具有單個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)終止(termination)。這是DSL (圖1，頂部)中的傳統(tǒng)方法。
[0027]這種方案的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)訂戶具有其專用信道。這使可用于每個(gè)訂戶的容量最大化，并且減少了相鄰用戶之間的互依賴性。在接入網(wǎng)絡(luò)和家中網(wǎng)絡(luò)之間還存在明確分離，其允許管理責(zé)任的明確分離。
[0028]一個(gè)缺點(diǎn)是每個(gè)終端用戶需要專用收發(fā)機(jī)，這對(duì)接入節(jié)點(diǎn)尺寸有牽連。串?dāng)_也是主要問(wèn)題。諸如聯(lián)合信號(hào)處理這樣的串?dāng)_消除技術(shù)能夠減輕該缺點(diǎn)。
[0029]另一缺點(diǎn)是每個(gè)訂戶需要將接入網(wǎng)絡(luò)和家中網(wǎng)絡(luò)分離的單個(gè)網(wǎng)關(guān)。另一方面，接入容量始終是可用的，無(wú)論任何家中業(yè)務(wù)如何。
[0030][P2MD]在P2MD使用情況下，每個(gè)訂戶被連接到接入節(jié)點(diǎn)中的專用收發(fā)機(jī)。訂戶可以在其家庭內(nèi)部具有多個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)終止裝備，每個(gè)被連接到進(jìn)入雙絞線的不同支路(圖1，中心)。
[0031]這種設(shè)置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠使用家庭內(nèi)部的任何連接來(lái)終止接入網(wǎng)絡(luò)，并且多個(gè)終止能夠同時(shí)進(jìn)行操作。這允許家中網(wǎng)關(guān)的移除。每個(gè)服務(wù)在其終端設(shè)備附近被終止:高速因特網(wǎng)接入(HSIA)在PC附近(或內(nèi)部)，以及IPTV在TV附近(或內(nèi)部)。
[0032]另一優(yōu)點(diǎn)是家中設(shè)備可以使用相同技術(shù)和拓?fù)溆糜诩彝?nèi)的設(shè)備間通信(S卩，不經(jīng)由接入節(jié)點(diǎn)收發(fā)機(jī))。這對(duì)應(yīng)于接入和家中網(wǎng)絡(luò)的合并。
[0033]其帶來(lái)的缺點(diǎn)是當(dāng)在同一網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送家中業(yè)務(wù)時(shí)，用于接入節(jié)點(diǎn)與終端設(shè)備之間的通信的容量減小。
[0034]另一缺點(diǎn)是固有地存在殘端(stub)。由于由信道響應(yīng)的突然下降和增加的噪聲拾取引起的容量的降低，許多運(yùn)營(yíng)商將家中橋接分接頭視為主要瓶頸。此外，分接頭中的拾取的噪聲類型常常是隨時(shí)間變化的(脈沖噪聲、AM侵入)。在P2MD中，容忍或者甚至有意地添加橋接分接頭以便增加靈活性。這將影響總體鏈路容量。
[0035]而且，串?dāng)_在P2MD的情況下仍是主要缺陷。[0036][P2MH]在P2MH使用情況下，每個(gè)訂戶具有單個(gè)網(wǎng)關(guān)。接入節(jié)點(diǎn)處的一個(gè)收發(fā)機(jī)被連接到分離的客戶駐地處的多個(gè)收發(fā)機(jī)，每個(gè)訂戶一個(gè)收發(fā)機(jī)(圖1，底部)。
[0037]這種使用情況的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是接入節(jié)點(diǎn)處的單個(gè)收發(fā)機(jī)可以服務(wù)于M個(gè)多個(gè)訂戶。具有N個(gè)收發(fā)機(jī)的接入節(jié)點(diǎn)將能夠服務(wù)于MXN個(gè)訂戶。這在潛在訂戶的數(shù)目大于單個(gè)節(jié)點(diǎn)中的收發(fā)機(jī)的最大可用或可承受數(shù)目的情況下可能是有用的。
[0038]另一優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)向相互串?dāng)_方分配正交時(shí)隙能夠在P2MD傳輸(具有明確容量份額)中避免串?dāng)_。
[0039]缺點(diǎn)是P2MH將DSL接入變成共享介質(zhì)。雖然每個(gè)訂戶在物理上具有一個(gè)或多個(gè)專用對(duì)，但P2MH MAC意味著相鄰訂戶仍將需要對(duì)其帶寬進(jìn)行時(shí)間共享或頻率共享。這將以m(t)的因數(shù)減少可用于每個(gè)訂戶的平均帶寬，其中m是在時(shí)間t活動(dòng)的訂戶的數(shù)目。因此，存在對(duì)可用帶寬的明確時(shí)間依賴性。這是可接受的，只要對(duì)吞吐量的需求充分地低于單個(gè)鏈路容量即可，即用于初始部署。但是當(dāng)需求上升時(shí)，介質(zhì)共享將變得不那么吸引人。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，運(yùn)營(yíng)商能夠選擇對(duì)其裝備進(jìn)行重新布線或替換，使得每個(gè)訂戶具有專用收發(fā)機(jī)。這不需要上門(mén)服務(wù)(truck-roll)。
[0040]另一缺點(diǎn)是絞線對(duì)之間的金屬接觸使得在接入節(jié)點(diǎn)處發(fā)射的功率將被劃分到M個(gè)線路中。在具有相等性質(zhì)和長(zhǎng)度的M個(gè)線路的情況下，所需發(fā)射功率將比在P2P情況下大M倍。
[0041]因此，要求更復(fù)雜的解決方案，其涉及每個(gè)被連接到專用對(duì)的多個(gè)LD/LNA，該多個(gè)LD/LNA從單個(gè)DAC/ADC接收其信號(hào)。在DAC/ADC與線路驅(qū)動(dòng)器/放大器組之間需要交換機(jī)。線路驅(qū)動(dòng)器和放大器的數(shù)目的倍增允許仍調(diào)諧每個(gè)線路的前端設(shè)置。這是重要的，以便限制由于對(duì)一般前端設(shè)置的需要而引起的進(jìn)一步容量減小。并且，此類方案仍能夠處理每個(gè)線路的POTS或反向功率饋送。
[0042]在圖2中看到收發(fā)機(jī)布置100的高級(jí)框圖。收發(fā)機(jī)布置100被示為包括被相互串行耦合的以下功能塊。
[0043]一數(shù)字信號(hào)處理器110 O^DSP),
[0044]一模擬前端 120 (或 AFE)，
[0045]—線路適配單元130(或LAU)，
[0046]—POTS 分離器(splitter) 140,
[0047]一功率分離器150。
[0048]DSPllO用于將用戶數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)編碼和調(diào)制成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)符號(hào)，并且用于將用戶數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)符號(hào)解調(diào)和解碼。
[0049]在優(yōu)選實(shí)施例中，DSPllO對(duì)多個(gè)正交載波上的離散多音(DMT)數(shù)據(jù)符號(hào)編碼和解碼(也稱為正交頻分復(fù)用(OFDM)通信)，但是認(rèn)為也將涵蓋其他數(shù)字通信技術(shù)。
[0050]通常在DSPllO內(nèi)執(zhí)行以下發(fā)射步驟:
[0051]一數(shù)據(jù)編碼，諸如數(shù)據(jù)復(fù)用、成幀、加擾、糾錯(cuò)編碼和交織，
[0052]一信號(hào)調(diào)制，包括根據(jù)載波排序表對(duì)載波排序、根據(jù)有序載波的比特加載來(lái)解析編碼比特流、以及將每個(gè)比特塊映射到適當(dāng)?shù)陌l(fā)射星座點(diǎn)(具有相應(yīng)的載波振幅和相位)的步驟，
[0053]一信號(hào)縮放，[0054]一快速傅立葉逆變換(IFFT)，
[0055]一循環(huán)前綴(CP)插入，以及
[0056]一時(shí)間開(kāi)窗。
[0057]通常在DSPllO內(nèi)執(zhí)行以下接收步驟:
[0058]—時(shí)域信號(hào)均衡，
[0059]一循環(huán)前綴(CP )去除，
[0060]一快速傅立葉變換(FFT)，
[0061]—頻域信號(hào)均衡，
[0062]一信號(hào)解調(diào)和檢測(cè)，包括下述步驟:向每個(gè)均衡的頻率樣本應(yīng)用適當(dāng)?shù)男亲W(wǎng)格，其圖案取決于相應(yīng)的載波比特加載；檢測(cè)預(yù)期的發(fā)射星座點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的發(fā)射比特序列；以及根據(jù)載波排序表將所有檢測(cè)到的比特塊重新排序，
[0063]一數(shù)據(jù)解碼，諸如數(shù)據(jù)解交織、RS解碼(在此步驟期間，如果存在字節(jié)錯(cuò)誤，則對(duì)其進(jìn)行修正)、解擾、幀定界和解復(fù)用。
[0064]AFE120包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器121 (或DAC)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器122 (或ADC)、用于將信號(hào)能量限制在適當(dāng)通信頻帶內(nèi)、同時(shí)抑制帶外干擾的發(fā)射濾波器123 (或TX_FILT)和接收濾波器124 (或RX_FILT)、用于放大發(fā)射信號(hào)且用于驅(qū)動(dòng)傳輸線的線路驅(qū)動(dòng)器125 (或LD)以及用于以盡可能少的噪聲放大接收信號(hào)的低噪聲放大器125 (LNA)0
[0065]LAU130包括用于將發(fā)射機(jī)輸出稱合到傳輸線并將傳輸線稱合到接收機(jī)輸入、同時(shí)實(shí)現(xiàn)低發(fā)射機(jī)-接收機(jī)稱合比(例如，借助于回波消除技術(shù))的混合體(hybrid)、用于濾出存在于POTS和功率頻帶中的任何不期望信號(hào)的其他發(fā)射和接收高通濾波器、用于對(duì)線路的特性阻抗進(jìn)行適配的阻抗匹配電路以及隔離電路(通常為變壓器)。
[0066]POTS分離器140和功率分離器150分別用于拾取POTS和功率信號(hào)。POTS分離器140和/或功率分離器150是可選的:如果分別需要傳統(tǒng)語(yǔ)音級(jí)服務(wù)和反向功率饋送，則它們存在。POTS和功率分離器塊的順序是任意的。所描述的順序?qū)?yīng)于其中在DC下傳輸功率的情況，其間DC POTS信令在POTS分離器塊處被轉(zhuǎn)換成可識(shí)別AC信令。
[0067]現(xiàn)在從右到左穿過(guò)框圖并且指出將交換機(jī)定位于該位置處的利弊。
[0068]為了能夠從每個(gè)終端用戶吸引功率，即使在該線路上暫時(shí)不存在傳輸，也需要將交換機(jī)定位在功率分離器150的左側(cè)。如果來(lái)自單個(gè)終端用戶的功率不足以對(duì)所有(遠(yuǎn)程)接入節(jié)點(diǎn)功能提供功率，則這是至關(guān)重要的，例如因?yàn)樾枰喙β驶蛘咭驗(yàn)樵摼€路上的功率傳輸有故障。
[0069]同樣地，為了同時(shí)地針對(duì)所有終端用戶啟用POTS服務(wù)，將交換機(jī)定位于POTS分離器140的左側(cè)是重要的。
[0070]為了設(shè)計(jì)的緊湊性，可以將交換機(jī)定位于LAU130與POTS分離器140之間。僅需要單個(gè)LAU以服務(wù)于N個(gè)線路。在此架構(gòu)中，ALU、AFE和DSP在終端用戶之間被共享。這意味著需要適用于所有線路的一般線路適配設(shè)置，或者需要與交換機(jī)的交叉連接表同步地改變LAU配置。此類改變通常將引起不期望的瞬態(tài)效應(yīng)。這使一般線路適配設(shè)置成為用于該交換機(jī)位置的優(yōu)選選擇。
[0071]在框圖中進(jìn)一步向左移動(dòng)，可以將交換機(jī)定位于AFE120與LAU130之間。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即AFE在N個(gè)用戶之間被共享。這是重要的，因?yàn)锳FE到目前為止是該鏈中的能量的最大消耗者。另一優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)線路具有其自己的優(yōu)化的LAU。該優(yōu)點(diǎn)必須被合理化:由于預(yù)期所有環(huán)路來(lái)自同一線纜類型，所以不同線路的線路適配設(shè)置將是類似的。這種方法的缺點(diǎn)是AFE和ALU現(xiàn)在是協(xié)同優(yōu)化的。到目前為止難以將AFE和LAU解開(kāi)并且保持同
等聞效。
[0072]所考慮的下一選擇是將交換機(jī)定位于DSPllO與AFE120之間。這到目前為止是最容易的實(shí)施方式，因?yàn)樾盘?hào)仍在數(shù)字域中。而且，AFE設(shè)置被按線路優(yōu)化。然而，每個(gè)線路具有其自己的AFE的事實(shí)引起空間和能量消耗問(wèn)題:AFE是該塊的最大能量消耗者。當(dāng)收發(fā)機(jī)在TDMA模式下進(jìn)行切換通過(guò)線路時(shí)用于節(jié)省功率而接通或關(guān)斷整個(gè)AFE將引起瞬態(tài)效應(yīng)。更具體地，由于線路上的時(shí)延要求，將不存在給定線路的長(zhǎng)時(shí)段的不活動(dòng)(除非如果線路處于空閑模式)。應(yīng)理解該切換比過(guò)高而不能啟用AFE中的顯著能量節(jié)省。
[0073]現(xiàn)在集中于AFE以使切換過(guò)程中的能量效率最優(yōu)化。AFE的數(shù)字部分包括直至DAC和從ADC開(kāi)始的所有部件。在AFE模擬部分中，通常存在分別用于將能量限制在下游頻帶和上游頻帶內(nèi)的發(fā)射濾波器和接收濾波器以及用于信號(hào)放大的LD和LNA。假設(shè)DAC和ADC以及濾波器特性對(duì)于不同的線路而言是固定的或者至少是相似的。優(yōu)先地適配LD和LNA中的增益控制，特別是在環(huán)路長(zhǎng)度差異顯著的情況下。用于交換機(jī)的適當(dāng)位置因此將在AFE內(nèi)、在Tx/Rx濾波器與LD/LNA之間。在該設(shè)計(jì)中，DSP和直至且包括濾波器的AFE在通過(guò)P2MP連接的用戶之間被共享。每個(gè)線路具有其專用的LD/LNA、LAU以及POTS和功率分離器。這允許LD/LNA和LAU的照常的協(xié)同優(yōu)化。而且，LD/LNA自然地隨著活動(dòng)而縮放功率。LD特性是眾所周知的并且遵守靜寂能量(quiescent energy)消耗。依靠該設(shè)計(jì),對(duì)選擇具有低靜寂消耗的LD很重要，因?yàn)長(zhǎng)D可以在(N-l)/N的時(shí)間內(nèi)是不活動(dòng)的。該設(shè)計(jì)的其他優(yōu)點(diǎn)是其使得能夠在一個(gè)線路上進(jìn)行發(fā)射、同時(shí)在另一個(gè)線路上進(jìn)行接收，產(chǎn)生TDMA方案和US/DS比方面的進(jìn)一步靈活性。
[0074]在圖3中描繪了所提出的布置。在圖3中看到包括以下功能塊的接入節(jié)點(diǎn)200:
[0075]-M個(gè)第一收發(fā)機(jī)電路210m，
[0076]一N個(gè)第二收發(fā)機(jī)電路220n，
[0077]—交換機(jī)230，以及
[0078]一控制器 240 (或 CTRL)。
[0079]M和N是正整數(shù)，M基本上低于N，從而實(shí)現(xiàn)高資源共享和降低的成本；m和n分別是從I至M和I至N范圍內(nèi)的索引。
[0080]每個(gè)第一收發(fā)機(jī)電路210m包括發(fā)射輸出端口 Olm和接收輸入端口 Ilm。每個(gè)第一收發(fā)機(jī)電路210m包括f禹合到發(fā)射輸出端口 Olm的第一發(fā)射電路以及I禹合到接收輸入端口 Ilm的第一接收電路。第一發(fā)射電路包括相互串行耦合的DSP、DAC和發(fā)射濾波器，并且第一接收電路包括相互串行耦合的接收濾波器、ADC和DSP。接收濾波器和發(fā)射濾波器塊是可選的。在DSP塊與DAC/ADC塊之間可以存在其他的外推/抽取塊。
[0081]每個(gè)第二收發(fā)機(jī)電路220n包括發(fā)射輸入端口 I2n和接收輸出端口 02n。每個(gè)第二收發(fā)機(jī)電路220n包括耦合到發(fā)射輸入端口 I2n的第二發(fā)射電路以及耦合到接收輸出端口02n的第二接收電路。第二發(fā)射電路包括串行耦合到LAU的LD，并且第二接收電路包括串行耦合到LNA的LAU。LAU進(jìn)一步耦合到有線環(huán)路設(shè)備的傳輸線。
[0082]交換機(jī)230是模擬交換機(jī)，其包括耦合到m個(gè)發(fā)射輸出端口 Olm中的相應(yīng)的發(fā)射輸出端口的m個(gè)發(fā)射輸入端口 I3m、耦合到m個(gè)接收輸入端口 Ilm中的相應(yīng)的接收輸入端口的m個(gè)接收輸出端口 03m、耦合到n個(gè)發(fā)射輸入端口 I2n中的相應(yīng)的發(fā)射輸入端口的n個(gè)發(fā)射輸出端口 04n以及耦合到n個(gè)接收輸出端口 02n中的相應(yīng)的接收輸出端口的n個(gè)接收輸入端口 I4n。輸入和輸出端口通常被組合為雙向端口。
[0083]交換機(jī)230是被配置成使通過(guò)特定輸入端口接收到的模擬信號(hào)朝向與特定輸入端口處于一對(duì)一關(guān)系的特定輸出端口進(jìn)行傳播的模擬交換機(jī)。這能夠借助于微機(jī)電(MEM)開(kāi)關(guān)、場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)或類似基本切換器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。特定輸入端口與特定輸出端口之間的一對(duì)一關(guān)聯(lián)被保持在由控制器240動(dòng)態(tài)地更新的交叉連接表XT中。
[0084]控制器240耦合到DSP、LD、LNA和交換機(jī)230。
[0085]控制器240用于根據(jù)發(fā)射業(yè)務(wù)模式和接收業(yè)務(wù)模式來(lái)動(dòng)態(tài)地更新交換機(jī)230的交叉連接表。第一收發(fā)機(jī)電路210中的每一個(gè)首先被配置為被靜態(tài)地或半靜態(tài)地分配給從零至N范圍內(nèi)的多個(gè)線路。如果線路的數(shù)目大于或等于2，則使用多接入方案。接下來(lái)，在該特定線路組內(nèi)，通過(guò)交換機(jī)230來(lái)動(dòng)態(tài)地建立第一發(fā)射路徑以將第一發(fā)射電路連接到第二發(fā)射電路，并且通過(guò)交換機(jī)230來(lái)動(dòng)態(tài)地建立第二接收路徑以將第一接收電路連接到相同或另一第二接收電路。
[0086]接收路徑和發(fā)射路徑是遵循某個(gè)預(yù)定TDMA方案或根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求而動(dòng)態(tài)地被建立的，包括在分配資源時(shí)的用戶公平性考慮。按照預(yù)期業(yè)務(wù)去往/來(lái)自哪個(gè)訂戶，能夠根據(jù)業(yè)務(wù)信息來(lái)確定實(shí)際業(yè)務(wù)需求。例如，DSP能夠向控制器240報(bào)告接下來(lái)的下游數(shù)據(jù)符號(hào)將在其上被傳輸?shù)木€路的標(biāo)識(shí)，并且一旦交換機(jī)230已被適當(dāng)?shù)匕才?，則控制器240能夠?qū)?shù)據(jù)符號(hào)的實(shí)際傳輸進(jìn)行授權(quán)。然后，由DSP將下游業(yè)務(wù)按優(yōu)先次序排列并在各訂戶線路上公平地派送。又例如，LNA能夠檢測(cè)來(lái)自客戶端設(shè)備(CPE)的某個(gè)接收信號(hào)，其指示對(duì)上游通信的需求并相應(yīng)地通知控制器240。一旦特定用戶已被選擇進(jìn)行上游通信，則通過(guò)交換機(jī)230安排對(duì)應(yīng)的接收路徑，并在對(duì)應(yīng)的傳輸線上發(fā)送某種確認(rèn)信號(hào)，條件是CPE能夠開(kāi)始上游發(fā)射。該確認(rèn)信號(hào)可以是在不利用第一發(fā)射資源的情況下直接地由LD發(fā)出的某個(gè)可編程或一般信號(hào)，該第一發(fā)射資源能夠在不同的傳輸線上有利地被使用。
[0087]替代地，低復(fù)雜度接收功率檢測(cè)器耦合到交換機(jī)230，并且控制器240通過(guò)所有不活動(dòng)線路連續(xù)地連接接收功率檢測(cè)器。這樣，僅需要單個(gè)功率檢測(cè)器，并且能夠在第一線路上檢測(cè)隨機(jī)接入，而在第二線路上進(jìn)行上游通信。
[0088]控制器240還被配置成如果LD未被連接到第一發(fā)射電路中的任何一個(gè)，這意味著如果針對(duì)該LD不存在通過(guò)交換機(jī)230的活動(dòng)發(fā)射路徑，則將LD切換至低功率靜寂模式(通常利用具有較低靜寂電流和降低的線性度的偏置)；控制器240還被配置成如果LD被連接到一個(gè)第一發(fā)射電路，這意味著如果針對(duì)該LD存在通過(guò)交換機(jī)230的活動(dòng)發(fā)射路徑，則將LD切換回具有標(biāo)稱功率消耗的操作(通常利用具有較高靜寂電流和改善的線性度的另一偏置)。
[0089]同樣地，控制器240還被配置成如果LNA未被連接到第一接收電路中的任何一個(gè)，這意味著如果針對(duì)該LNA不存在通過(guò)交換機(jī)230的活動(dòng)接收路徑，則將LNA切換至低功率靜寂模式；控制器240還被配置成如果LNA被連接到一個(gè)第一發(fā)射電路，這意味著如果針對(duì)該LNA，通過(guò)交換機(jī)230的對(duì)應(yīng)接收路徑是活動(dòng)的，則將LNA切換回具有標(biāo)稱功率消耗的操作；請(qǐng)注意，如果將檢測(cè)到來(lái)自CPE的隨機(jī)接入信號(hào)，則LNA應(yīng)始終或間歇性地保持開(kāi)啟。[0090]替換地，放大器控制邏輯可以是隱含的，并且基于LD和/或LNA的輸入處的信號(hào)檢測(cè)。
[0091 ] 通過(guò)將多個(gè)第二發(fā)射電路同時(shí)地交叉連接到單個(gè)第一發(fā)射電路來(lái)實(shí)現(xiàn)多播傳輸。這是有用的，例如當(dāng)處于空閑模式的多個(gè)線路需要訓(xùn)練信號(hào)以便保持同步時(shí)。單個(gè)第一發(fā)射電路能夠同時(shí)向多個(gè)第二發(fā)射電路提供此類訓(xùn)練信號(hào)，使其他第一發(fā)射電路自由地用于其余活動(dòng)的第二發(fā)射電路。在多播傳輸期間，線路驅(qū)動(dòng)器放大可以被適配用于克服多個(gè)路徑上的功率劃分。替換地，通過(guò)由第二電路發(fā)出且不涉及第一電路的一般或可編程信號(hào)來(lái)保持同步。
[0092]應(yīng)注意的是不應(yīng)將術(shù)語(yǔ)“包括”解釋為局限于其后所列出的裝置。因此，措辭“包括裝置A和B的設(shè)備”的范圍不應(yīng)局限于僅由部件A和B組成的設(shè)備。這意味著相對(duì)于本發(fā)明，設(shè)備的相關(guān)部件是A和B。
[0093]還應(yīng)注意的是不應(yīng)將術(shù)語(yǔ)“耦合”解釋為僅局限于直接連接。因此，措辭“耦合到設(shè)備B的設(shè)備A”的范圍不應(yīng)局限于其中設(shè)備A的輸出直接連接到設(shè)備B的輸入和/或反之亦然的設(shè)備或系統(tǒng)。這意味著在A的輸出與B的輸入之間存在路徑和/或反之亦然，其可以是包括其他設(shè)備或裝置的路徑。
[0094]描述和附圖僅僅舉例說(shuō)明本發(fā)明的原理。因此，將認(rèn)識(shí)到的是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)各種布置，其雖然未在本文中明確地描述或示出，但體現(xiàn)本發(fā)明的原理并且被包括在其精神和范圍內(nèi)。此外，本文所敘述的所有示例主要是明確地僅用于教導(dǎo)的目的，以幫助讀者理解本發(fā)明的原理和由本發(fā)明人貢獻(xiàn)以使本領(lǐng)域進(jìn)步的概念，并且應(yīng)將其理解為不限于此類具體敘述的示例和條件。此外，本文中的敘述本發(fā)明的原理、方面和實(shí)施例以及其特定示例的所有說(shuō)明意在涵蓋其等價(jià)物。
[0095]可以通過(guò)使用專用硬件以及能夠與適當(dāng)軟件相關(guān)聯(lián)地執(zhí)行軟件的硬件來(lái)提供圖中所示的各種元件的功能。當(dāng)由處理器來(lái)提供時(shí)，這些功能可以由單個(gè)專用處理器、由單個(gè)共享處理器或由多個(gè)單獨(dú)處理器來(lái)提供，其中的某些可以被共享。此外，不應(yīng)將處理器理解為專指能夠執(zhí)行軟件的硬件，并且可以隱式地包括，但不限于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)硬件、網(wǎng)絡(luò)處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)等。其他(常規(guī)和/或自定義的)硬件，諸如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)以及非易失性存儲(chǔ)裝置也可以被包括。
【權(quán)利要求】
1.一種用于經(jīng)由有線環(huán)路設(shè)備來(lái)連接訂戶的接入節(jié)點(diǎn)(200)，并且包括: 第一發(fā)射電路(210m)，包括用于輸出發(fā)射數(shù)字樣本的發(fā)射數(shù)字處理邏輯(DSP)，所述發(fā)射數(shù)字處理邏輯與用于將所述發(fā)射數(shù)字樣本轉(zhuǎn)換成模擬發(fā)射信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換邏輯(DAC)串行耦合，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換邏輯與第一發(fā)射輸出端口(Olm)串行耦合， 多個(gè)第二發(fā)射電路(220m)，分別包括第二發(fā)射輸入端口(I2n)，所述第二發(fā)射輸入端口與用于放大發(fā)射信號(hào)的發(fā)射放大器(LD)串行耦合，所述發(fā)射放大器與線路適配單元(LAU)串行耦合，所述線路適配單元用于到所述有線環(huán)路設(shè)備的傳輸線(Ln)的連接并且用于對(duì)所述傳輸線的線路物理特性的適配， 其中所述接入節(jié)點(diǎn)還包括發(fā)射模擬交換機(jī)(230)，所述發(fā)射模擬交換機(jī)包括耦合到所述第一發(fā)射輸出端口的第三發(fā)射輸入端口( I3m)以及耦合到所述第二發(fā)射輸入端口中的相應(yīng)的第二發(fā)射輸入端口的第三發(fā)射輸出端口(04n)，并且被配置成根據(jù)發(fā)射交叉連接表(XT)來(lái)動(dòng)態(tài)地將所述第三發(fā)射輸入端口連接到所述第三發(fā)射輸出端口之一， 并且其中所述接入節(jié)點(diǎn)還包括發(fā)射控制邏輯(240)，所述發(fā)射控制邏輯耦合到所述發(fā)射模擬交換機(jī)并且被配置成根據(jù)各傳輸線上的發(fā)射業(yè)務(wù)模式來(lái)更新所述發(fā)射交叉連接表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接入節(jié)點(diǎn)(200)，其中所述發(fā)射業(yè)務(wù)模式遵守時(shí)分多址TDMA方案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接入節(jié)點(diǎn)(200)，其中根據(jù)各傳輸線上的發(fā)射業(yè)務(wù)需求來(lái)確定所述發(fā)射業(yè)務(wù)模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的接入節(jié)點(diǎn)(200)，其中所述發(fā)射控制邏輯進(jìn)一步用于伴隨著對(duì)所述發(fā)射交叉連接表的所述更新而分別禁用或啟用所述發(fā)射放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4 中的任一項(xiàng)所述的接入節(jié)點(diǎn)(200)，其中所述第一發(fā)射電路包括串行耦合在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換邏輯和所述第一輸出端口之間的發(fā)射濾波器(TX_FILT)，所述發(fā)射濾波器用于將發(fā)射信號(hào)能量限制在發(fā)射頻帶內(nèi)。
6.一種用于經(jīng)由有線環(huán)路設(shè)備來(lái)連接訂戶的接入節(jié)點(diǎn)(200)，并且包括: 第一接收電路(210m),包括第一接收輸入端口(Ilm),所述第一接收輸入端口與用于將接收模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成接收數(shù)字樣本的模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯(ADC)串行耦合，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯與用于處理所述接收數(shù)字樣本的接收數(shù)字處理邏輯(DSP)串行耦合， 多個(gè)第二接收電路(220n)，分別包括線路適配單元(LAU)，所述線路適配單元用于到所述有線環(huán)路設(shè)備的傳輸線的連接并且用于對(duì)所述傳輸線的線路物理特性的適配，所述線路適配單元與用于放大接收信號(hào)的接收放大器(LNA)串行耦合，所述接收放大器(LNA)與第二接收輸出端口(02n)串行耦合， 其中所述接入節(jié)點(diǎn)還包括接收模擬交換機(jī)(230)，所述接收模擬交換機(jī)包括耦合到所述第二接收輸出端口中的相應(yīng)的第二接收輸出端口的第三接收輸入端口( Mn)以及耦合到所述第一接收輸入端口的第三接收輸出端口(03m)，并且被配置成根據(jù)接收交叉連接表(XT)動(dòng)態(tài)地將所述第三接收輸入端口之一連接到所述第三接收輸出端口， 并且其中所述接入節(jié)點(diǎn)還包括接收控制邏輯(240)，所述接收控制邏輯耦合到所述接收模擬交換機(jī)并且被配置成根據(jù)各傳輸線上的接收業(yè)務(wù)模式來(lái)更新所述接收交叉連接表。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接入節(jié)點(diǎn)(200)，其中所述接收業(yè)務(wù)模式遵守時(shí)分多址TDMA方案。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的接入節(jié)點(diǎn)(200)，其中根據(jù)各傳輸線上的接收業(yè)務(wù)需求來(lái)確定所述接收業(yè)務(wù)模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中的任一項(xiàng)所述的接入節(jié)點(diǎn)(200)，其中所述接收控制邏輯進(jìn)一步用于伴隨著對(duì)所述接收交叉連接表的所述更新而分別禁用或啟用所述接收放大器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任一項(xiàng)所述的接入節(jié)點(diǎn)(200)，其中所述第一接收電路包括串行耦合在所述第一接收輸入端口和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯之間的接收濾波器(RX_FILT)，所述接收濾波器用于將接收信號(hào)能量限制在接收頻帶內(nèi)。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)以及根據(jù)權(quán)利要求6至10中的任一項(xiàng)所述的接入節(jié)點(diǎn)(200)，并且其中所述發(fā)射交換機(jī)和所述接收交換機(jī)的所述交叉連接表相互獨(dú)立地被更新。
【文檔編號(hào)】H04Q11/04GK103609032SQ201280029182
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月14日
【發(fā)明者】J·梅斯, K·胡格 申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊