專利名稱：具有數(shù)字分離器裝置的xDSL調(diào)制解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于去耦或疊加低頻和高頻POTS/ISDN信號(hào)分量的xDSL調(diào)制解調(diào)器，具體涉及一種xDSL調(diào)制解調(diào)器，其具有用于一具有至少一個(gè)低頻信號(hào)分量和至少一個(gè)高頻信號(hào)分量的總信號(hào)的第一連接，用于該至少一個(gè)低頻信號(hào)分量的第二連接，用于該至少一個(gè)高頻信號(hào)分量的第三連接，和用于把總信號(hào)分解為低頻信號(hào)分量和高頻信號(hào)分量并疊加低頻信號(hào)分量和高頻信號(hào)分量以形成總信號(hào)的雙向數(shù)字分離器裝置。
背景技術(shù)：
通過用戶線路(subscriber line)，不僅可能發(fā)送話音(普通舊式電話業(yè)務(wù)POTS)或話音/ISDN數(shù)據(jù)(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))(這需要一個(gè)有限帶寬)，而且可能發(fā)送xDSL數(shù)據(jù)(這需要高帶寬)。在用戶處或者在交換期間，在一個(gè)xDSL調(diào)制解調(diào)器中分離話音/ISDN數(shù)據(jù)和xDSL數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)發(fā)到本地電話系統(tǒng)或公共電話系統(tǒng)(ISDN，POTS)，或轉(zhuǎn)發(fā)到(本地或公共)寬帶網(wǎng)絡(luò)(例如ATM)。(xDSL代表ADSL，SDSL，HDSL，VDSL等等，因此其包括所有類型的現(xiàn)代高比特率數(shù)字接入技術(shù))。
DE 198 31 779揭示了一種具有用于非對(duì)稱數(shù)字用戶線路傳輸系統(tǒng)的分配器的連接裝置，其中為一ADSL傳輸系統(tǒng)提供一個(gè)分配器。該連接裝置包括在用戶端的一個(gè)ADSL傳輸單元和一個(gè)電話連接裝置，該電話連接裝置包括一個(gè)用于把該電話連接裝置連接到公共電話網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)置電話連接分配器，該ADSL傳輸單元具有一個(gè)用于把該ADSL傳輸單元連接到公共電話網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)置分配器。
網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商(電信公司)所希望的xDSL調(diào)制解調(diào)器包括同時(shí)適合于傳統(tǒng)公共電話網(wǎng)絡(luò)(POTS)和數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)(ISDN)的數(shù)字分離器裝置。已經(jīng)知道數(shù)字分離器裝置是各種有源和無(wú)源濾波器電路。在實(shí)踐中，通常不使用有源電路，因?yàn)樵陔妷汗┙o失敗的情況下它們無(wú)法確保遠(yuǎn)程電力饋送。無(wú)源分離器非常復(fù)雜，因此體積龐大并且昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種xDSL調(diào)制解調(diào)器，其利用簡(jiǎn)單和節(jié)省成本的結(jié)構(gòu)，甚至在xDSL調(diào)制解調(diào)器的電壓供給失敗的情況下也能確保話音和信令信號(hào)的傳輸，并且甚至在xDSL運(yùn)行期間也能確保ISDN-NT的或POTS或ISDN終端的遠(yuǎn)程電力饋送。
利用根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有數(shù)字分離器裝置的xDSL調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)該目的。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明，具有數(shù)字分離器裝置的xDSL調(diào)制解調(diào)器包括一個(gè)用于ISDN信號(hào)的DC分量和低頻信號(hào)分量(信令信號(hào))的直接旁路(direct bypass)。該旁路包括一個(gè)電容，因此代表一個(gè)二階低通濾波器。在電壓供給失敗的情況下，利用例如一個(gè)繼電器把該電容去耦。這確保ISDN信號(hào)被轉(zhuǎn)發(fā)，所省略的只是具有話音/ISDN數(shù)據(jù)的低頻分量和具有xDSL數(shù)據(jù)的高頻分量的分離或疊加。
根據(jù)本發(fā)明的xDSL調(diào)制解調(diào)器具有用于一具有至少一個(gè)低頻信號(hào)分量和至少一個(gè)高頻信號(hào)分量的總信號(hào)的第一連接，用于該至少一個(gè)低頻信號(hào)分量的第二連接，用于該至少一個(gè)高頻信號(hào)分量的第三連接，和用于把總信號(hào)分解為低頻信號(hào)分量和高頻信號(hào)分量并疊加低頻信號(hào)分量和高頻信號(hào)分量以形成總信號(hào)的雙向數(shù)字分離器裝置，其特征在于，用于第一連接的電感耦合的第一變壓器，用于第二連接的電感耦合的第二變壓器，和第一變壓器和第二變壓器之間的旁路連接，該旁路連接包括一個(gè)旁路電容，低于預(yù)定頻率的信號(hào)可以通過該旁路連接發(fā)送。
在電壓供給失敗的情況下旁路電容的去耦優(yōu)選由一個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于阻抗匹配，旁路連接優(yōu)選包括雙向數(shù)字分離器裝置與第一變壓器之間的一個(gè)第一Z濾波器和雙向數(shù)字分離器裝置與第二變壓器之間的一個(gè)第二Z濾波器。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，低通濾波器的截止頻率是100Hz；在本發(fā)明的一個(gè)另選優(yōu)選實(shí)施例中，低通濾波器的截止頻率實(shí)質(zhì)上是4kHz。
根據(jù)本發(fā)明的具有一個(gè)直接旁路的結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，有可能發(fā)送具有高電壓的DC分量和低頻信號(hào)(無(wú)法通過數(shù)字分離器裝置發(fā)送它們)，即，使得所謂的“帶電業(yè)務(wù)”(live line service)成為可能。而且，根據(jù)本發(fā)明的分離器裝置的結(jié)構(gòu)允許充電脈沖(charge pulses)的傳輸。此外，低通濾波器的截止頻率在50和100Hz之間的優(yōu)選實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，提供了對(duì)POTS話音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波的可能性。作為對(duì)比，低通濾波器的截止頻率是約4kHz的另選優(yōu)選實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，可以使用簡(jiǎn)單得多的變壓器。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)可以從下面的示例實(shí)施例的說明中得到。


圖1示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。
圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字分離器裝置的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示包括其主要部件的xDSL調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)。xDSL調(diào)制解調(diào)器1由實(shí)線畫出的外部方框代表。其具有用于一個(gè)總信號(hào)S的第一連接2?？傂盘?hào)S由至少一個(gè)低頻信號(hào)分量Sn和至少一個(gè)高頻信號(hào)分量Sh組成。低頻信號(hào)分量Sn出現(xiàn)在xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第二連接8；高頻信號(hào)分量Sh出現(xiàn)在xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第三連接9。
xDSL調(diào)制解調(diào)器1是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的交換中心與用戶線路之間或用戶的本地電話和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與用戶線路之間的接口。通過用戶線路在兩個(gè)方向發(fā)送話音/ISDN數(shù)據(jù)和xDSL數(shù)據(jù)，使得圖1中的xDSL調(diào)制解調(diào)器1(臨時(shí)地)作為發(fā)射機(jī)或接收機(jī)工作。
xDSL調(diào)制解調(diào)器1包含一個(gè)數(shù)字分離器裝置4。數(shù)字分離器裝置4通過用于輸入信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器/AD/DA轉(zhuǎn)換器5連接到xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第二連接8。此外，它通過收發(fā)信機(jī)6連接到xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第三連接9。在每個(gè)情況下，數(shù)字分離器裝置4通過一個(gè)雙向端口連接到下一級(jí)5和6，雙向端口在圖1中用雙箭頭表示。在所示實(shí)施例中，xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第三連接9也是一個(gè)端口。
數(shù)字分離器裝置4雙向地工作。當(dāng)xDSL調(diào)制解調(diào)器1接收到數(shù)據(jù)時(shí)，雙向數(shù)字分離器裝置4把總信號(hào)S分解為低頻信號(hào)分量Sn和高頻信號(hào)分量Sh。在發(fā)送情況下，雙向數(shù)字分離器裝置4疊加低頻信號(hào)分量Sn和高頻信號(hào)分量Sh以形成總信號(hào)S。
對(duì)于xDSL調(diào)制解調(diào)器1的輸入和輸出信號(hào)的定向分離，在雙向數(shù)字分離器裝置4與第一連接2之間提供一個(gè)第一混合電路3。類似地，在雙向數(shù)字分離器裝置4與第二連接8之間提供一個(gè)第二混合電路7。
在xDSL調(diào)制解調(diào)器1的結(jié)構(gòu)具有上述部件的情況下，電源供給失敗將導(dǎo)致用戶與ISDN網(wǎng)絡(luò)之間的連接中斷，并且特別是會(huì)導(dǎo)致電話業(yè)務(wù)的完全失效，即，不再發(fā)送話音/ISDN數(shù)據(jù)。
為了甚至在電源供給失敗的情況下確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的交換中心或用戶連接到ISDN網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)本發(fā)明提供一個(gè)旁路。在電源供給失敗的情況下，根據(jù)本發(fā)明的旁路使xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第一連接2與xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第二連接8之間短路。在交換中心中電源供給失敗的情況下，這可以確保通過連接2把話音/ISDN數(shù)據(jù)從連接8饋送到POTS/ISDN網(wǎng)絡(luò)中，盡管沒有疊加低頻信號(hào)分量和高頻信號(hào)分量(即在連接9出現(xiàn)的xDSL數(shù)據(jù))。如果相反地(或同時(shí)地)在用戶處發(fā)生電源供給失敗，那么通過xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第二連接8經(jīng)斷電的xDSL調(diào)制解調(diào)器1把出現(xiàn)在連接2的ISDN網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到用戶的本地電話網(wǎng)絡(luò)。在電源供給失敗的情況下，在xDSL調(diào)制解調(diào)器1中僅中斷高頻信號(hào)分量Sh從總信號(hào)S中的分離。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的概念，如圖1所示，在數(shù)字分離器裝置4與第一連接2和第二連接8之間分別提供第一變壓器10和第二變壓器11。
在所示實(shí)施例中，每種情況下的第一和第二變壓器10和11包括兩個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈。兩個(gè)變壓器10和11的兩個(gè)初級(jí)線圈中的每一個(gè)通過第一觸點(diǎn)分別連接到調(diào)制解調(diào)器1的外部連接2和8。變壓器10的第一初級(jí)線圈的第二觸點(diǎn)通過旁路連接12的第一線路連接到變壓器11的第一初級(jí)線圈的第二觸點(diǎn)。同樣，變壓器10的第二初級(jí)線圈的第二觸點(diǎn)通過旁路連接12的第二線路連接到變壓器11的第二初級(jí)線圈的第二觸點(diǎn)。
旁路連接12構(gòu)成第一和第二變壓器10和11之間的旁路以用于遠(yuǎn)程電力饋送和POTS信號(hào)。此外為了避免高頻信號(hào)通過旁路連接12的傳輸，提供一個(gè)旁路電容13。旁路電容13連接旁路連接12的兩個(gè)線路。結(jié)果，旁路12形成一個(gè)二階低通濾波器。
旁路連接12作為二階低通濾波器的實(shí)施例可以確保在xDSL調(diào)制解調(diào)器1的工作期間(具有有效電源)，僅通過旁路連接12發(fā)送低頻信號(hào)分量，而通過雙向數(shù)字分離器裝置4發(fā)送高頻信號(hào)分量。
反之，在用戶端的xDSL調(diào)制解調(diào)器1的電源供給中斷的情況下，想要通過旁路連接12發(fā)送具有低頻和高頻分量Sn和Sh的總信號(hào)S。為此，必須使低通濾波器可以通過所有頻率。為此，通過一個(gè)開關(guān)14把旁路電容13去耦。僅在電壓供給失敗的情況下切換開關(guān)14。
類似地，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的交換中心中的xDSL調(diào)制解調(diào)器1的電源供給中斷的情況下，通過把旁路電容13去耦，使連接8處的數(shù)據(jù)Sn在不經(jīng)過濾波并且不與連接9處的數(shù)據(jù)Sh疊加的情況下通過xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第一連接2被饋送到用戶線路中。
在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的xDSL調(diào)制解調(diào)器1中，對(duì)變壓器10和11和旁路電容13的選擇要使得(低通濾波器的)旁路連接12的截止頻率處于50與100Hz之間，或者低通濾波器的截止頻率不遠(yuǎn)大于4kHz。下面的表1代表在POTS和“ADSL上的ISDN”(“ISDN over ADSL”)這兩種情況下信號(hào)的傳輸路徑。
表1

在表1中，旁路連接12的截止頻率由“Fg”表示。4B3T和2B1Q是ISDN網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)代慣用數(shù)據(jù)格式的規(guī)范格式。
從表1可以看出，在一般電源供給網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，旁路連接12的旁路電容13被斷開，使得不會(huì)對(duì)POTS和ISDN信號(hào)產(chǎn)生旁路連接12的明顯的低通濾波器行為，即，所有信號(hào)都通過旁路連接12發(fā)送。
為了利用單個(gè)集成電路覆蓋各種模式4B3T，2B1Q和POTS，使用兩個(gè)Z濾波器，它們提供取決于用于各自頻帶的傳輸方法的阻抗。這將在下面參考圖2解釋。
圖2顯示雙向數(shù)字分離器裝置4的實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
在xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第一連接2的來自ISDN網(wǎng)絡(luò)的總信號(hào)S由第一混合電路3的下游位置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器15[sic]轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在第一低通濾波器17中把不希望的高頻分量從數(shù)據(jù)中濾出。
在第一低通濾波器17的下游，通過驅(qū)動(dòng)器5把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第二輸出8。事先，把來自xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第三連接9的數(shù)據(jù)疊加到由第一低通濾波器17輸出的數(shù)據(jù)上。在收發(fā)信機(jī)6中、然后在第一高通濾波器19中預(yù)先處理來自第三連接9的數(shù)據(jù)。在第一加法器21中進(jìn)行來自第一低通濾波器17的數(shù)據(jù)與來自第一高通濾波器19的數(shù)據(jù)的疊加。
類似地，由驅(qū)動(dòng)器/AD/DA轉(zhuǎn)換器5從xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第二連接8處的信號(hào)分量Sn獲得的數(shù)據(jù)通過第二高通濾波器20被轉(zhuǎn)發(fā)到收發(fā)信機(jī)6和xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第三連接9。而且，由驅(qū)動(dòng)器/AD/DA轉(zhuǎn)換器5從xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第二連接8處的信號(hào)分量Sn獲得的數(shù)據(jù)通過第二低通濾波器18并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器16被輸出到驅(qū)動(dòng)器/AD/DA轉(zhuǎn)換器3，然后被輸出到xDSL調(diào)制解調(diào)器1的第一輸出2。
為了在xDSL調(diào)制解調(diào)器1的電源供給接通的情況下和在第一連接2和第二連接8處的電源供給失敗的情況下確保線路終接而沒有反射，在根據(jù)圖2的雙向數(shù)字分離器裝置4中提供第一Z濾波器22和第二Z濾波器24。第一Z濾波器22被設(shè)置在模數(shù)轉(zhuǎn)換器15或數(shù)模轉(zhuǎn)換器16的上游處雙向數(shù)字分離器裝置4到混合電路3的輸出處。第二Z濾波器24被直接設(shè)置在雙向數(shù)字分離器裝置4到驅(qū)動(dòng)器5的輸出處。第一Z濾波器22的耦合通過第二加法器23實(shí)現(xiàn)；第二Z濾波器24的耦合通過第三加法器25實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明可以采用已知的ADSL芯片組，而無(wú)需改變IC。
權(quán)利要求
1.一種xDSL調(diào)制解調(diào)器，具有用于一具有至少一個(gè)低頻信號(hào)分量(Sn)和至少一個(gè)高頻信號(hào)分量(Sh)的總信號(hào)(S)的第一連接(8)，用于該至少一個(gè)低頻信號(hào)分量(Sn)的第二連接(2)，用于該至少一個(gè)高頻信號(hào)分量(Sh)的第三連接(9)，和用于把總信號(hào)(S)分解為低頻信號(hào)分量(Sn)和高頻信號(hào)分量(Sh)并疊加低頻信號(hào)分量(Sn)和高頻信號(hào)分量(Sh)以形成總信號(hào)(S)的雙向數(shù)字分離器裝置(4)，其特征在于，用于第一連接(8)的電感耦合的第一變壓器(10)，用于第二連接(2)的電感耦合的第二變壓器(11)，和第一變壓器(10)和第二變壓器(11)之間的旁路連接(12)，該旁路連接包括一個(gè)旁路電容(13)，低于預(yù)定頻率(Fg)的信號(hào)可以通過該旁路連接發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的xDSL調(diào)制解調(diào)器，其特征在于在電壓供給失敗的情況下一個(gè)用于去耦旁路電容(13)的開關(guān)(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的xDSL調(diào)制解調(diào)器，其特征在于在雙向數(shù)字分離器裝置(4)與第一變壓器(10)之間的第一Z濾波器(22)。
4.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的xDSL調(diào)制解調(diào)器，其特征在于在雙向數(shù)字分離器裝置(4)與第二變壓器(11)之間的第二Z濾波器(24)。
5.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的xDSL調(diào)制解調(diào)器，其特征在于預(yù)定頻率(Fg)是100Hz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的xDSL調(diào)制解調(diào)器，其特征在于預(yù)定頻率(Fg)是4kHz。
全文摘要
本發(fā)明涉及xDSL調(diào)制解調(diào)器,具有用于一具有至少一個(gè)低頻信號(hào)分量(Sn)和至少一個(gè)高頻信號(hào)分量(Sh)的總信號(hào)(S)的第一連接(8),用于該至少一個(gè)低頻信號(hào)分量(Sn)的第二連接(2),用于該至少一個(gè)高頻信號(hào)分量(Sh)的第三連接(9),和用于把總信號(hào)(S)分解為低頻信號(hào)分量(Sn)和高頻信號(hào)分量(Sh)并疊加低頻信號(hào)分量(Sn)和高頻信號(hào)分量(Sh)以形成總信號(hào)(S)的雙向數(shù)字分離器裝置(4)。其特征在于,包括用于第一連接(8)的電感耦合的第一變壓器(10),用于第二連接(2)的電感耦合的第二變壓器(11),和第一和第二變壓器(11)之間的旁路連接(12)。
文檔編號(hào)H04L5/14GK1375985SQ0210744
公開日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月15日
發(fā)明者波恩德·海瑟 申請(qǐng)人:印菲內(nèi)奧技術(shù)股份有限公司