专利名称：宽带接入终端设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及宽带接入技术，尤其涉及宽带接入终端设备。
背景技术：
随着互联网的普及与发展，人们对远程教学、远程医疗、视频会议、休闲娱乐等应用需求对网络带宽及速率也提出了更高的要求，促使网络由低速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速发展。目前的常见宽带接入方式主要有xDSL(数字用户线路)接入、Cable Modem(有线电视电缆)接入、STB(机顶盒)接入、DDN专线接入以及ATM(异步传输模式)网等，而宽带接入网络系统中，用户接入宽带网络需要通过宽带接入终端设备来实现，例如xDSL用户必须通过Modem(调制解调器)来接入宽带网络。
但是，现有的宽带接入终端设备一般只能以一种方式接入宽带网络，即，使用这样的接入终端设备只能提供一种接入功能。因此，当需要增加新的接入方式(如接入无线局域网等)或新的功能(如VOIP(语音通过IP协议进行传输)等)时，则需要将已有的宽带接入终端设备更换为带有新的接入方式或满足新功能的接入终端设备，或者需要在网络中添加一个新的设备(例如增加无线通信功能时，通过添加一个接入点(AP)设备，并借由网口互连实现)，但是，前者将导致更换下来的接入终端设备无法得到有效的利用，后者增加了设备管理的复杂度，使得成本增加。
因此，有必要提供一种宽带接入终端设备以解决上述问题。
发明内容
本发明提出一种宽带接入终端设备，以解决现有技术中的宽带接入终端设备功能单一、不可扩展的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种宽带接入终端设备，用于实现宽带网络与用户终端的连接，其包括与宽带网络连接的基本单元部件及与所述基本单元部件组合连接的扩展单元部件；
所述基本单元部件包括外壳及设于所述外壳中用于实现宽带接入、处理所述扩展单元部件的上层协议并对整个宽带接入终端设备进行控制管理的处理单元，存储数据的存储单元及用于对外连接的接口单元，所述接口单元包括用于与所述宽带网络、用户终端连接的功能接口及用于与其他基本单元部件或扩展单元部件连接的连接接口；所述扩展单元部件用于提供相应的扩展功能，包括外壳及设于所述外壳中用于完成所述扩展单元部件底层协议实现自身业务功能的功能单元、存储数据的存储单元及用于对外连接的接口单元，所述扩展单元部件的接口单元包括用于与用户终端连接的功能接口及用于与其他基本单元部件或扩展单元部件连接的连接接口。
所述基本单元部件、扩展单元部件的连接接口的接口信号总体上分为电源区与信号区，且对应功能需求和接口扩展应用又包括用于设备的初始化和重要信息的紧急通道的2线制串行总线功能区、用于实现基于以太网接口的扩展单元部件的连接快速以太网功能区、用于实现信号复用的复用功能区、用于作为设备的供电通道的电源功能区及用于功能扩展时使用的保留功能区。
所述基本单元部件的连接接口形式为连接插槽，所述扩展单元部件的连接接口形式包括连接插槽及与所述基本单元部件的连接插槽和所述扩展单元部件的连接插槽相对应的连接插头。
所述宽带接入终端设备进一步包括用于连接所述基本单元部件的连接件，所述连接件包括板状主体部，所述主体部相对两边对应所述基本单元部件的插槽的信号脚各设有连接端子，所述连接件进一步包括与所述主体部垂直的平衡板。
本发明的有益效果本发明提出一种可扩展的宽带接入终端设备的平台方案，在提供一种宽带接入方式的基本单元部件上可进一步叠加提供其他宽带接入方式的基本单元部件或提供如LSW接入、WLAN接入、视频、音频等功能的扩展单元部件，因此，用户在应用过程中，可以根据需要，通过增加新的单元部件的方式，接入新的功能及新的接入方式，从而使整个宽带接入终端设备具备可扩展性，降低设备使用和管理难度。
图1是本发明宽带接入终端设备的系统结构框图；图2是本发明宽带接入终端设备的基本单元部件的系统结构框图；图3是本发明宽带接入终端设备的扩展单元部件的系统结构框图；图4是本发明宽带接入终端设备的基本单元部件的结构示意图一；图5是本发明宽带接入终端设备的基本单元部件的结构示意图二；图6是本发明宽带接入终端设备的的连接件的结构示意图；图7是本发明宽带接入终端设备的的扩展单元的结构示意图；图8是本发明宽带接入终端设备的组合示意图；图9是本发明宽带接入终端设备的基本单元部件无线连接的示意图。
具体实施例方式
请参照图1，本发明宽带接入终端设备用于实现宽带网络与用户终端的连接，包括与宽带网络40连接、独立实现宽带接入功能的基本单元部件10及与所述基本单元部件10组合连接、提供扩展功能的扩展单元部件20。
请参照图2，所述基本单元部件10如数字用户线路调制解调器(xDSLModem)、机顶盒(STB)等设备，可作为独立的宽带接入设备供用户使用，也可与其他基本单元部件10或所述扩展单元部件20组合，共同完成更多功能，即，以ADSL基本单元部件为例，其可通过电话线将计算机设备终端接入宽带网络，也可与STB基本单元部件、无线局域网(WLAN)扩展单元部件、局域网交换(LSW)扩展单元部件等组合实现将电视终端接入宽带网络、无线通信、局域网接入等相应的扩展功能。
所述基本单元部件10包括用于实现宽带接入功能及处理所有扩展单元部件20的上层协议与对整个宽带接入终端设备进行控制管理的处理单元11、存储数据的存储单元12及用于对外连接的接口单元13。
所述处理单元11可采用现有的相应硬件体系结构通过软件升级实现。
例如，对于ADSL基本单元部件，可采用200MHz以ARM9为核心的LSI的AR901处理器，其与AR8203(ADSL模拟前端)连接完成ADSL接入处理，实现相应的宽带接入功能；与以太网及USB控制器AR229连接以实现快速以太网和USB的处理；另外，AR901处理器还提供EBB扩展接口，从而可以配置成PCMCIA模式以实现WLAN接入。而对所述的对扩展单元部件的上层协议的处理及对整个宽带接入终端设备进行控制管理则通过在所述AR901处理器上编制相应程序来实现。
对于STB基本单元部件，可以采用专用的处理芯片C-Cube的ZIVA5，并在外部附以声音解码器和以太网控制器，从而完成视频数据流由IP向普通模拟电视信号的转换，其可通过其上的以太网接口直接和小区宽带接口连接，也可以同所述的ADSL基本单元部件组合后与宽带网络的ADSL接口连接，或是与WLAN扩展单元部件连接，支持WLAN上行。而对所述的对扩展单元部件的上层协议的处理及对整个宽带接入终端设备进行控制管理则通过在所述处理芯片C-Cube的ZIVA5上编制相应程序来实现。
工作时，所述宽带接入终端设备可以自动启动已经存储在所述基本单元部件10上的相应软件模块，或从网络上下载/升级相应程序以适应上述新功能和新需求。
所述接口单元13包括用于与宽带网络40、用户终端30连接的功能接口131及用于与其他基本单元部件10或扩展单元部件20连接的连接接口132。
请参照图3，所述扩展单元部件20可以是实现无线局域网(WLAN)或局域网交换(LSW)接入及视频或音频等功能的部件，其与所述基本单元部件10组合连接后，为基本单元部件10提供相应的扩展功能，其包括用于完成底层协议实现自身业务功能的功能单元21、存储数据的存储单元22及用于对外连接的接口单元23。
其中，所述扩展单元部件20的功能单元21完成所述扩展单元部件20的底层协议的处理，其位于上层协议的处理由与其连接的基本单元部件10完成。
所述扩展单元部件20的接口单元23包括用于与用户终端30连接的功能接口231及用于与其他基本单元部件10或扩展单元部件20连接的连接接口232。
所述扩展单元部件20可将现有的设备经过接口调整后实现，例如，可以将WLAN无线网卡PCMCIA接口的信号对应部件间连接接口上相应功能信号的分布顺序重新排列，放在适合堆叠的壳体中即可成为WLAN扩展单元部件，或者是为了实现特定的功能，开发具有特定功能及相应接口的专用部件。
所述基本单元部件10的连接接口132的接口信号、扩展单元部件20的连接接口232的接口信号可分别采用如下方式定义表1
如表1所示，本发明中接口信号定义总体上分为电源区与信号区连两个区域，考虑各部件的功能需求和接口的扩展应用，又分为I2C(2线制串行总线)功能区、FE(快速以太网)功能区、Loacl Bus(本地总线)/PCMCIA(个人电脑记忆体卡国际协会)复用功能区、Power(电源)功能区及保留功能区。各连接接口132、232可使用板卡插座实现，例如可以采用通用的PCI板卡插座等。
所述I2C功能区为2线制串行总线，包含一个时钟和一个双向数据线，用于设备的初始化和重要信息的紧急通道。
所述FE功能区为以太网差分线，用于实现基于以太网接口的扩展单元部件的连接。
所述Loacl Bus/PCMCIA复用功能区，根据功能需求，以分时方式工作在Local Bus或PCMCIA模式下，该功能区接口即可以作为普通Local Bus使用以支持普通扩展单元部件，也可以作为PCMCIA使用以支持WLAN扩展单元部件。
且所述FE功能区和Loacl Bus/PCMCIA复用功能区作为正常工作情况下整个扩展宽带接入终端设备的主要数据和控制总线。
所述保留功能区用于今后功能扩展时使用。
所述Power功能区用于作为设备的供电通道，如表2所示，为本发明各部件连接接口的电源信号分布举例，其中接口信号上分别在信号区内定义了5V、3.3V、在电源区内定义供电总线，从而支持集中供电和分布供电2种模式，信号区的电压主要用于基本单元部件10直接向扩展单元部件20提供其所需电压，电源区的电压信号主要提供大功率电源，各部件所需电源由该电源线上直接取出或自行做相应变换。
表2
本实施例中，各基本单元部件10连接接口132的接口信号、扩展单元部件20的连接接口232的接口信号定义均相同，以使各部件间可自由连接组合，从而方便用户使用。另外，上述接口信号定义是一种以信号复用为基础，针对不同的设备形态使用不同的控制方法，以实现扩展单元部件的多样化和开放式，除了上面提到的Local Bus、PCMCIA外，其也可以进一步兼容MINI PCI、Card Bus等其它信号定义形式。
使用时，如上所述，将所需的基本单元部件10、扩展单元部件20的相应连接接口132、232连接组合成为可扩展的宽带接入终端设备，上电后，基本单元部件10首先通过I2C总线检测设备基本信息，按I2C总线标准依次读取整个设备的信息，并启动相应的软件模块通过Local Bus/PCMICA或FE继续进行设备的初始化等工作，待设备正常启动后业务和控制数据将通过FE和Local Bus/PCMCIA进行收发。
请参照图4与图5，本发明基本单元部件10各单元设于一个外壳15中，形成结构上独立的可堆叠装置，本实施例中，所述外壳15略呈长方体形，所述连接接口132形式为设于所述外壳15中的连接插槽151，所述连接插槽151的信号脚上按上述接口信号定义进行定义，所述连接插槽151可仅设于所述外壳15顶面上(如图4)，也可分别于所述外壳15顶面、底面各设有一个插槽151(如图5)。
请参照图6，为了实现所述基本单元部件10之间的连接，所述宽带接入终端设备进一步包括连接件30。所述连接件30包括略呈板状的主体部31，所述主体部31相对两边对应所述基本单元部件10连接插槽内信号脚各设有连接端子，从而可作为信号连接的插卡，另外，为保持连接时的稳定性，所述连接件30进一步包括与所述板体垂直的平衡板32。所述连接件30主体部两端分别插入不同基本单元部件10上的插槽151内，与插槽151内的信号脚连接通信，实现两基本单元部件10的连接，进而实现扩展功能。另外，所述连接件30的金手指上还可进一步设有保护壳体(图未示)，以增强固定能力。
请参照图7，本发明扩展单元部件20各单元设于一个外壳25中，形成结构上独立的可堆叠装置，所述扩展单元部件20的外壳25与所述基本单元部件10的外形相配合，以使其可堆叠的组合于所述基本单元部件10上。
所述扩展单元部件20的连接接口232形式为分别设于所述扩展单元部件20外壳25两相对面的设有相应信号脚的连接插槽251、插头252，所述连接插槽251、插头252的信号脚也按上述接口信号定义进行定义，以实现所述扩展单元部件20与基本单元部件10、及两扩展单元部件20之间的组合及连接。所述扩展单元部件20的插头252插设在所述基本单元部件10的插槽161中实现扩展单元部件20与所述基本单元部件10的组合及连接。一个扩展单元部件20的插头252插设在另一扩展单元部件20的插槽251中，实现扩展单元部件20间的组合及连接，以实现在基本单元部件10叠加多个扩展部件单元10，实现多种扩展功能。
如图8所示，为本发明宽带接入终端设备的全功能组合方式举例，其中ADSL基本单元部件82两侧各设有插槽，STB基本单元部件81一侧设有插槽，WLAN扩展单元部件92、LSW扩展单元部件91两侧分别设有插头、插槽，且这些插头、插槽作为连接接口，各接口按上述接口定义进行定义。将所述ADSL基本单元部件82置于STB基本单元部件81上并通过两端分别插设在ADSL基本单元部件82的插座及STB基本单元部件81的插座中的连接件30，将所述ADSL基本单元部件82与STB基本单元部件81组合在一起，并实现通信连接。所述LSW扩展单元部件91置于所述ASDL基本单元部件82上，通过插头插设在所述ADSL基本单元部件82另一侧的插槽中，将所述LSW扩展单元部件91连接至所述ADSL基本单元部件82上，即，实现扩展单元部件与基本单元部件的连接通信。所述WLAN扩展单元部件92通过插头插设至所述LSW扩展单元部件91上的插槽中，连接至LSW扩展单元部件91，即，实现扩展单元部件在基本单元部件上的叠加。
另外，本发明所述基本单元部件10之间还可以通过分别连接WLAN扩展单元部件实现基本单元部件10之间的无线连接。例如请参照图9，将ASDL基本单元部件82，通过上述插头、插槽与WLAN扩展单元部件连接92，将STB基本单元部件81，通过上述插头、插座与WLAN扩展单元部件82连接，从而可通过无线网络实现ASDL基本单元部件82与STB基本单元部件81的无线连接。
可以理解，在此组合方式和接口定义基础上，设备还有更多的基本单元部件和扩展单元部件形式，在此没有一一描述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种宽带接入终端设备，用于实现宽带网络与用户终端的连接，其特征在于，包括与宽带网络连接的基本单元部件及与所述基本单元部件组合连接的扩展单元部件；所述基本单元部件包括外壳及设于所述外壳中用于实现宽带接入、处理所述扩展单元部件的上层协议并对整个宽带接入终端设备进行控制管理的处理单元，存储数据的存储单元及用于对外连接的接口单元，所述接口单元包括用于与所述宽带网络、用户终端连接的功能接口及用于与其他所述基本单元部件或扩展单元部件连接的连接接口；所述扩展单元部件用于提供相应的扩展功能，包括外壳及设于所述外壳中用于完成所述扩展单元部件底层协议实现自身业务功能的功能单元、存储数据的存储单元及用于对外连接的接口单元，所述扩展单元部件的接口单元包括用于与所述用户终端连接的功能接口及用于与其他所述基本单元部件或扩展单元部件连接的连接接口。
2.如权利要求1所述的宽带接入终端设备，其特征在于所述扩展单元部件为实现无线局域网或局域网交换接入、视频或音频功能的部件。
3.如权利要求1所述的宽带接入终端设备，其特征在于所述基本单元部件为实现宽带接入的xDSL、机顶盒部件。
4.如权利要求1所述的宽带接入终端设备，其特征在于所述基本单元部件、扩展单元部件的连接接口的接口信号总体上分为电源区与信号区，且所述基本单元部件、扩展单元部件的连接接口的接口信号对应功能需求和接口扩展应用又分为若干功能区。
5.如权利要求4所述的宽带接入终端设备，其特征在于所述接口信号的功能区进一步包括用于设备的初始化和重要信息的紧急通道的2线制串行总线功能区、用于实现基于以太网接口的扩展单元部件的连接快速以太网功能区、用于实现信号复用的复用功能区、用于作为设备的供电通道的电源区及用于功能扩展时使用的保留功能区。
6.如权利要求5所述的宽带接入终端设备，其特征在于所述复用功能区的信号复用为Loacl Bus/PCMCIA信号复用，其以分时方式工作在Local Bus或PCMCIA模式下，用于分别支持普通扩展单元部件或无线局域网扩展单元部件。
7.如权利要求5所述的宽带接入终端设备，其特征在于所述基本单元部件通过2线制串行总线检测设备基本信息，并按2线制串行总线标准依次读取整个设备的信息，启动相应的软件模块通过所述复用功能区或以太网功能区进行设备的初始化，所述快速以太网功能区、复用功能区为所述扩展宽带接入终端设备正常启动后的主要数据和控制总线。
8.如权利要求5所述的宽带接入终端设备，其特征在于所述电源功能区进一步包括位于信号区内用于所述基本单元部件向所述扩展单元部件供电的电压信号及位于电源区用于提供大功率电源的供电总线。
9.如权利要求5所述的宽带接入终端设备，其特征在于所述基本单元部件的连接接口形式为连接插槽。
10.如权利要求5所述的宽带接入终端设备，其特征在于所述扩展单元部件的连接接口形式包括连接插槽及与所述基本单元部件的连接插槽和所述扩展单元部件的连接插槽相对应的连接插头。
11.如权利要求1所述的宽带接入终端设备，其特征在于进一步包括用于连接所述基本单元部件的连接件，所述连接件包括板状主体部，所述主体部相对两边对应所述基本单元部件的插槽的信号脚各设有连接端子，所述连接件进一步包括与所述主体部垂直的平衡板。
12.如权利要求2所述的宽带接入终端设备，其特征在于所述基本单元部件分别通过所述基本单元部件的连接插槽与一个无线局域网扩展单元部件的连接插头配合连接实现无线连接。
全文摘要
本发明提供一种宽带接入终端设备，用于实现宽带网络与用户终端的连接，其包括与宽带网络连接的基本单元部件及与所述基本单元部件组合连接的扩展单元部件。所述基本单元部件包括外壳及设于所述外壳中用于实现宽带接入、处理所述扩展单元部件的上层协议并对整个宽带接入终端设备进行控制管理的处理单元，存储单元及接口单元。所述扩展单元部件用于提供相应的扩展功能，包括外壳及设于所述外壳中用于完成所述扩展单元部件底层协议实现自身业务功能的功能单元、存储单元及接口单元。所述基本单元部件、扩展单元部件的接口单元分别设有可与其他基本单元部件或扩展单元部件连接的连接接口。
文档编号H04L12/28GK1668016SQ20041000840
公开日2005年9月14日 申请日期2004年3月10日 优先权日2004年3月10日
发明者陈传宁, 王洪新 申请人:华为技术有限公司