提供窄带和宽带服务的电信系统的制作方法

专利名称：提供窄带和宽带服务的电信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及向数字用户线上的普通用户和小型商业机构提供高速通信服务。
背景技术：
Internet的突然出现产生了普通用户和小型商业机构对高速通信服务的迫切需 要。这些服务由突发性数据格式和不对称数据传输所区别_向用户位置发送的比从用户接 收到的信息要多得多的信息。在新的“xDSL”传输技术，如ADSL(不对称数字用户线)中已 经有对此需要的部分响应，至少在物理信号水平上是这样。这些技术最近已经足够成熟，它 允许每一用户线上的动态比特率匹配，因而可以适应范围较宽的环路长度。但所有这些变 化(突发数据、动态比特率等)几乎不可能来预测、控制、管理或保证向每一用户提供的同 可行的商业服务所需要的相同的服务质量(QoS)。已经有几家公司正在将DMT (离散多音频)和/或CAP (无载波幅度相位调制)用 于ADSL产品-每家公司都有自己的装置配置和目标应用程序。这些产品只是简单地对ADSL 数据流进行多路转换，而没有或仅有很少的灵活带宽控制，且没有QoS管理特性。

发明内容
本发明的一个目的是将ATM (异步传输模式)的数据管理特性和xDSL的物理层传 输灵活性结合来解决上述管理问题。本发明的另一个目的是为电信系统提供一种机构，它在已经为电话所部署的常规 传输线上同时向个人用户提供普通的旧电话服务和宽带数字服务。本发明的另一个目的是通过提供一个结构使得向用户提供不妨碍生命线电话服 务的数字用户线硬件的可维护性。本发明的另一个目的是提供能够实现此系统以上目的实际硬件部件。根据本发明的第一个方面，向多个用户位置提供窄带和宽带服务的一个电信系统 至少包括一个机柜(shelf)，用于连接到一个公共交换电话网(PSTN)以及用于连接到一个 异步传输模式(ATM)网络，以将PSTN和ATM网络通过对应的多条铜双绞线连接到多个用户 位置，以及多个用户调制解调器，用于连接到对应的多条铜双绞线对，其中每条铜双绞线提 供一条可适应普通的旧电话服务(POTS)和ATM格式的数字信道的数字用户线。数字用户 线可以是不对称数字用户线(ADSL)。而且，它可以使用离散多音频(DMT)技术，参看美国国 家标准协会(ANSI)的说明书ANSI Tl. 413-1995。或者，它还可以使用无载波幅度相位调制 (CAP)ο以前没有将ATM和xDSL用这种方式结合来为局部环路创建完整、可行、一般目的 的访问通信系统。实际上，ADSL本身只在最近才成为可行，因为它不清楚如何在现有铜双绞线上将电话频谱(最多到3.4KHz)以上的带宽用于长距离。现在，新的LSI (大规模集 成)和DSP(数字信号处理)技术已经使ADSL实际应用在每秒多兆比特的比特率上，而且对 高速数据服务(特别是Internet访问)的需求也使其成为必要。局部电信公司(telcos) 同样处于将现有的电话交换系统从它们从来没有设计为对其进行处理的繁重的Internet/ 调制解调器业务中解救出来的巨大压力之下。通过使用本公开中所述的系统，操作公司可 以同时解除电话交换的拥挤、作为新的收费产品向客户提供高速服务并扩展为迎合客户的 个人需要所提供的服务种类(即QoS种类)。ATM的全带宽灵活性提供了一个机架来支持不同的应用所需要的宽范围服务并完 成高资源应用。在本发明中特别有利的是ATM使得可以在网络中保留资源来满足用户所需 要的应用服务质量。特别是因为不对称数字用户线等的特性，在本发明中情况更是如此，其 中在不对称数字用户线中，很大的带宽被专用于下行通信，而保留了相对较小的带宽用于 来自用户的上行通信。在这种一个结构有大量用户与上行网络单元相连接的情况下，根据 可能与网络单元相连接的用户的数目，在上行方向上可能会出现严重的带宽容量问题。根 据本发明，通过向用户提供不同的服务质量，这可以通过由远程通信操作台使用不同的速 度结构来实现，可以在一定程度上平衡这个问题。根据本发明的第二个方面，一个电信系统包括用户装置和提供者装置，用户装置 包括一个低通滤波器，用于在用户位置响应占据一个频分多路复用信号的基带位置的电话 信号，该复用信号还具有占据基带以上位置的一个宽带信号，该低通滤波器仅用来提供用 于用户位置和公共交换电话网络之间的声音通信的电话信号，以及一个数字用户线调制解 调器，用于在用户位置响应提供宽带服务的频分多路复用信号，所提供的宽带服务用于用 户位置和一个信息包网络之间的数字通信，而其中的提供者装置包括一个机柜，它响应电 话信号和宽带信号，提供频分多路复用信号。本发明的第二个方面允许电话用户在现有的电话双铜线上获得有效、高速的家庭 和商业机构数字服务_而同时在同一双线上提供高完整性的常规模拟“生命线”电话服务。本发明的这些和其它方面的关键是独一无二的系统结构，以及共同工作以比常规 的模拟调制解调器的速度快100多倍的速度经济地发送Internet访问等服务的XDSL和打 包技术的新颖结合。通过提供与数字用户线调制解调器独立的低通滤波器，调制解调器可以独立进行 维护，而不会妨碍生命线电话服务，因此提供了上面提到的高完整性。通过在机柜中提供不 属于宽带服务的线路连接部分的一个独立的低通滤波器，同样可以在机柜上将电话服务与 宽带服务分开。以下描述的最佳实施例覆盖了在现有双铜线上的自适应速度ADSL编码、ATM格式 化数据，但应该意识到，下面描述的系统结构可与任何种类的信息包网络和/或包括ADSL、 VDSL、HDSL、SDSL、和ISDN-BRA在内的各种数字用户线(DSL)传输技术相结合。本方面的初 步实现对在名为“网络和用户安装接口 -不对称数字用户线(ADSL)金属接口”的ANSI标 准Tl. 413-1995中指定的ADSL使用了DMT编码方法，但应该意识到其它的编码方法也可以 使用。此外，多种ATM服务种类和它们各自的服务质量(QoS)参数也被支持，允许客户 定购CBR(固定比特率)、VBRrt (可变比特率-实时)、VBRnrt (可变比特率-非实时)和UBR(未定比特率)服务，以及被称为UBR+的新服务，它允许为UBR通信保留最小的带宽。在此公开的结构根据使用提供权重服务的优先权机制和信元老化机制，应用ATM 多路复用功能和在同一日期申请的、具有美国序列号(Attorney Docket NO. 902-553)的、 名为“具有优先权的数据传输和数据传输安排方法”的相关美国临时专利申请中详细公开 的独一无二的"IQ”总线，来在所需参数中分配通信量。“IQ”总线概念本身是对“I*"总 线访问机制的改进，公开于在同一日期申请的、名为“基于优先权的访问控制方法和安排” 的美国临时专利申请S/N (AttorneyDocket NO. 902-581)中，它基于在1997年2月11日申 请的欧洲专利申请97400303，并可以用于本发明选择的实施例中。根据本发明的第三个方面，一个电信系统至少包括一个机柜，用于通过铜双绞线 连接多个用户终端来定位对应的多个用户位置，其中至少一个机柜是用来存放多块卡，包 括用于连接到一个宽带网络的网络连接卡(network termination card)，用于通过机柜 的底板总线连接到网络连接卡的多块线连接卡(line termination card)，以及多块低通 滤波器卡，每一块都用于连接到公共交换电话网络，其中每一块低通滤波器卡都用于连接 到对应的线连接卡，用来在铜双绞线的上行侧将多个电话信号和对应的多个数字用户线信 号联结，且其中每一用户终端包括一个低通滤波器用来在对应的铜双绞线的下行侧进行连 接，向电话提供电话信号，以及在用于连接到一个数据终端的铜双绞线的下行侧用于连接 的一个数字用户线调制解调器。根据本发明的第四个方面，一个电信系统至少包括一个机柜，用于存放用来连接 到一个宽带网络的一块网络连接卡，用于通过所述机柜的底板总线连接到所述网络连接卡 的多块线连接卡，以及多块上行侧低通滤波器卡，每一块都用于连接到一个公共交换电话 网络，其中每一块低通滤波器卡都用于连接到对应的线连接卡，用来在对应的多条铜双绞 线的上行侧将多个电话信号和对应的多个数字用户线信号联结，以及用于在对应的多个用 户位置进行定位的多个用户终端，在对应的铜双绞线的下行侧用于连接的每一用户终端， 用来在所述对应的铜双绞线上与对应的上行侧低通滤波器和线连接卡进行通信，其中每一 用户终端包括在对应的所述铜双绞线的所述下行侧的一个下行侧低通滤波器，用于连接到 对应的用户位置的一个电话，以及在对应的所述铜双绞线的所述下行例也用于连接的一个 数字用户线调制解调器，双绞线用于连接到对应的所述用户位置的一个数据终端。根据本发明的第五个方面，一个电信系统包括用户装置，它包括一个下行侧低通 滤波器，仅用于在用户位置、响应在一个也具有占据基带以上位置的宽带信号的频分多路 复用信号中占据基带位置的一个电话信号，仅提供所述电话信号用于所述用户位置和一个 公共交换电话网络之间的音频通信，以及一个数字用户线调制解调器，用于在用户位置、响 应所述频分多路复用信号，提供所述宽带信号，用于所述用户位置和打包网络之间的数字 通信，以及提供者装置，它包括一个机柜，响应所述电话信号和宽带信号，用于提供所述频 分多路复用信号。根据本发明的第六个方面，一个电信系统中所用的用户装置，其中电信系统有一 个机柜用来连接到一个电话网络和一个宽带网络，并有多条用户线用来连接到多个用户位 置处的用户装置，其中每一个用户装置包括一个低通滤波器，用于在用户位置、响应在一个 也具有占据基带以上位置的宽带信号的频分多路复用信号中占据基带位置的一个电话信 号，仅提供所述低通滤波器和用户电话之间的所述电话信号用于所述用户位置和所述电话网络之间的音频通信，以及一个数字用户线调制解调器，用于在用户位置连接到所述频分多路复用信号，所述频分多路复用信号仅用于提供所述数字用户线调制解调器和用户数据 终端之间的所述宽带信号，用于所述用户位置和所述宽带网络之间的数字通信。根据本发明的第七个方面，在向多个用户位置提供窄带和宽带服务的一个电信系 统中所用的机架(rack)的多个机柜中的一个机柜，包括一个外壳，用于连接到一个窄带网 络和通过对应的多条铜双绞线将所述窄带网络和宽带网络连接到所述多个用户位置的一 个宽带网络，其中所述外壳由多个部分组成，包括一个上面部分，用来将多块低通滤波器卡 存放在中央部分，低通滤波器卡带有连接口用于插入到所述外壳的底板中，而其中的所述 外壳的所述上面部分还具有为连接所述窄带网络和所述多条铜双绞线所保留的一个末端 部分，以及一个下面部分，用来将多块线连接卡存放在中央部分，每块线连接卡上面都带有 连接口用于插入到所述外壳的底板中，而其中所述下面部分至少包括为电缆连接到所述宽 带网络的至少一块网络连接卡所保留的一个末端部分。根据本发明的第八个部分，在一个电信系统的机柜中所使用的线连接装置，所述 线连接装置用于连接到多条用户线，而用户线用来连接到多个用户位置处对应的多个用户 装置，其中所述线连接装置包括多个用户信道，每一线连接装置都包括混合电路用于从对 应的用户位置连接到对应的双绞线，每一信道都包括一个高通滤波器，用于将在频分多路 复用信号中占据基带位置的一个电话信号与占据基带以上位置的宽带信号分离开，一个调 制器/编码器响应所述宽带信号，向所述混合电路提供编码和调制的宽带信号，用于在基 带以上的所述位置、在所述铜双绞线上提供所述编码和调制的宽带信号，以及一个解调器/ 解码器，响应来自所述用户位置的一个宽带信号，向所述宽带网络提供解调的和解码的宽 带信号。根据本发明的第九个方面，提供了在一个电信系统的机柜中所用的一块印刷板组 件，其中所述机柜用于连接到电话网络和宽带网络，并具有多条用户线用于连接到多个用 户位置处的用户装置，其中所述可替换PBA包括对应的多个低通滤波器，每一个滤波器都 具有第一个端口，用于连接到包括多条铜双绞线的一个普通旧电话服务接口，以及第二个 端口，用于连接到第二批对应的多条铜双绞线，用于通过所述机柜的宽带多路复用总线连 接到对应的所述多个客户位置和所述宽带网络。根据本发明的第十个方面，用于连接到一个上行网络服务提供者的一个远程通信 机架，所述网络服务提供者向同样连接到所述机架的下行用户装置提供所述服务，远程通 信机架包括多个机柜，至少一个机柜用于通过网络连接装置连接到所述上行网络服务提供 者，每一机柜用于通过线连接装置连接到所述下行用户装置的不同装置，其中所述多个机 柜的每一个都具有同样的非备用特性，至少一对备用线连接装置，所述对的一个线连接装 置用于与所述同一非备用特性关联的所述至少一个机柜，以及用于连接所述至少一个机柜 和所述另一机柜的装置，用来备用地提供所述同一非备用特性。根据本发明的第十一个方面，一个电信系统的机柜中所用的一个网络连接装置， 用于连接到一个上行网络提供者，所述网络连接装置用于连接到一个异步通信模式网络和 所述机柜中所用的用于连接到用户装置的多个线连接装置，其中所述网络连接装置包括通 过连接到所述ATM网络的串行输入/输出连接到物理媒体的物理媒体连接装置，用于提供 连接到所述并行输入/输出的并行输入/输出传输装置，用于从所述串行输入/输出的传输格式的结构恢复ATM信元或将ATM信元映射到所述串行输入/输出的传输格式的结构， 连接到所述传输装置的ATM层处理装置用于层处理由所述传输装置恢复的下行ATM信元并 将上行ATM信元提供给所述传输装置，以及一个ATM总线接口，它响应来自所述ATM层处理 装置的下行ATM信元，向所述下行ATM信元提供所述机柜中的ATM总线的一个保护字节，并 响应具有一个保护字节的上行ATM信元，向所述ATM层处理装置提供不带所述保护字节的 所述上行信元。结构的配置是为位于局部中央局、远程地点和客户位置处的装置所教导的，它适 合于各种电缆配置拓扑学。系统构造块(板、连接口、保护壳等)是被物理地组织到一个新 的机柜安排中的，在下面将详细描述，它将所有这些特性打包进一个高密度的机柜中，此机 柜可以很容易地安装到常规的中央局和远程方形和拱形机箱中。因此，本发明提供高速的数字访问通信系统，包括宽范围的配置和应用，利用新的 打包和xDSL技术使得有可能向用户提供被定义的QoS种类，例如，在各种ATM Forum (ATM 论坛)说明书中。由于它使用在发达世界中已经普遍采取的现有铜电缆配置，所以系统非 常经济合算-允许局部交换传输公司(Local Exchange carrlEr)与CATV公司(它们在自 己的同轴电缆配置中大量采用了电缆调制解调器技术)等可选择的服务提供者进行竞争。 本系统还保持了模拟“生命线"POTS的可靠性和简单性，使得用户和电话操作公司不需要改 变音频服务所提供的方式。参考下面对附图中所举例子的最好模式实施例的详细，本发明的这些和其它目 的、特性和优点将更加明显。


图1举例说明了 一个基本的xDSL机柜布局，例如，根据本发明，它可以是所说明的 实施例中用于ATM用户访问多路复用器(ASAM)系统中的一个ADSL机柜。图IA详细表示了图1的机柜，特别是表示了怎样完成前部通路。图IB根据本发明，表示了在中央局(CO) (Central offlCe)机架中的xDSL的标准配置。图IC表示了没带卡的一个机柜，它带有用于连接到底板、终端块的各种连接口。图ID根据本发明，表示了 一个机柜的侧视图。图IE根据本发明，表示了 一个机架，它用于根据本发明容纳被选择数目的机柜。图2表示了本发明的一个功能框图，例如在一个xDSL机柜中，ATM格式的高速打 包的数据与常规的POTS服务相结合，它可以是所说明的实施例中的一个用于提供装置的 ADSL机柜，据此，铜双绞线上的POTS生命线服务与高速数字服务结合，用于将高带宽服务 传送到客户位置。图3表示了图2的xDSL机柜的进一步的细节，它可以是如图所示的一个ADSL机 柜，为多个用户位置服务，在此情况下可多达48条线。图3A根据本发明，举例说明了一种具有优先权的数据的总线访问方法，其中在同 一种类中的保证带宽和超量挂号与一适当特性相混合。图4根据本发明，表示了在此用两个不同的实施例所表示的一个xDSL机柜中所构 造的附加灵活性，一个称为“集线器”，另一个称为“远程”，用于ASAM系统。
图4A根据本发明，表示了 LT-LPF BPA配线和LT-BPA收发机，用来支持将DS-3连 接到“远程”机柜的“集线器”应用。图4B根据本发明，表示了具有为“集线器”应用所安装的非备用DS-3卡的配线。图4C根据本发明，在一个“集线器”应用中的相同机柜上的备用DS-3LT。
图4D根据本发明，表示了在一个“集线器”应用的相同机柜中面向备用DS-3LT的 开关信号配线。图4E根据本发明，表示了对一个“集线器”应用的独立机柜中的DS-3LT卡的备用 的解决方案，以便提供IQ总线备用性，其中每一机柜只提供了信号IQ总线。图5根据本发明，表示了怎样将图4的中心和远程配置到一个ASAM系统的一个实 施例中。图6表示了一个ASAM系统的一个机架中的四个xDSL机柜；机柜可以是如图所示 的ADSL机柜，用于将备用的IQ总线扩展卡(EXT)应用到一个“A/B”键排切换设计中来将 IQ总线扩展到附加的机柜，提供三个这种机架，多达576个用户。图7A表示了插入到图1的机柜10的上部22的某个插槽24中的低通滤波器卡的 示意框图。图7B表示了插入到图1的机柜10的上部22的一个插槽中的这样一个低通滤波 器卡的侧视图，它上面有四个低通滤波器/分离器电路。图7C表示了从图1的机柜的前面所看到的图7B的卡的前视图。图7D根据本发明，表示了一个可选择的独立分离器机柜。图8根据本发明，表示了图7D的一个独立的分离器机柜，用于将xDSL服务加到现 有的DLC中。图8A更加详细地表示了图8所示的一个ADSL方形机箱，其中的配置在一个类型 为3002的方形机箱中可支持多达96条线。图9根据本发明，表示了一个简便的xDSL机柜，在此情况下是一个ADSLRAM(远程 访问多路复用器)机柜。图10根据本发明，表示了一块LT卡的功能框图。图IOA表示了一块LT卡的前视图。图IOB表示了一块LT卡的侧视图。图11根据本发明，表示了通过双绞线连接到一个用户ADSL调制解调器的机柜中 的LT卡的一个信道的简化的框图表示。图12根据本发明，表示了分别优化为线减损函数的电话和QAM-调制子信道(音 频)的频率分配的一个例子。图13A根据本发明，表示了在用户位置所用的一个ADSL调制解调器的简化框图。图13B表示了图13A所示的一个ADSL调制解调器的一个物理实施例的外部。图13C表示了图13B的调制解调器的一个LED布局。图13D表示图13C的各种LED指示符的意义的一个表格。图13E根据本发明，表示了在用户位置所用的一个ADSL调制解调器的更加详细的 功能框图。图14A是根据本发明，一块NT卡的简化框图表示。
图14B是举例说明图14A的NT卡的一些下行和上行功能的一个表格。图14C根据本发明，表示了一块NT卡的前视图。图14D根据本发明，表示了一块NT卡的侧视图。图14E根据本发明，表示了一块NT卡的更加详细的框图。图14F表示了一个ATM信元的信元头部结构，它是在一个ATM网络中所传输的主要实体。图14G是表示根据信元头部中的某些位，结合根据表格中所示的模式可进行的检 查，对接收到的ATM信元所进行的路径选择的一个表格。图14H根据本发明，表示了一个IQ总线信元布局。图15A是一个ADSL报警控制单元(AOT)的示意框图。图15B列出图15A中的A⑶信号的功能.图16表示了插入到图1的机柜的最右端的插槽中的一块ACU卡的实际物理实施 例。图17是图16的A⑶卡的侧视图。
具体实施例方式图1根据本发明，表示了在一个用户访问多路复用器中所用的一个新的机柜布局 10。所示的实施例是用于一个ATM用户访问多路复用器(ASAM)系统中的，但应该了解本发 明并不仅仅限于ATM实施例。机柜10包括至少一块或备用的一对网络连接(NT)卡12a、 12b，多达12条xDSL，在此情况下为ADSL(异步数字用户线路)，线连接(LT)卡14，相等数 目的“低通滤波器”(LPF)卡24，一个可选择的“网络单元处理器”(NEP) 16a (或可选择的备 用对16a、16b)以及一个“报警收集单元”(Α⑶)18。联系图10在下面更加详细地描述了 LT 卡，而在下面联系图14A-14E更加详细地描述了网络连接卡。低通滤波器卡在下面联系图 7A、7B和7C被更加详细地公开。报警收集单元(AOT)IS以框图显示表示在图15中，而物理 实施例则表示在图16中。这些卡可以按图1所示安装到机柜10的底部20，并且高度可达六个机架空间，其 中每一机架空间等于1.75英寸(4. 45cm)。机柜的上部22的高度可以为三个机架空间，用来 包含最多12块低通滤波器(LPF)卡24，每一块LPF卡专用于它正下方的相关ADSL-LT。另 外在机柜10的上部22还可以装有POTS(普通旧电话服务)接口的连接26和落线(drop) 提示/振铃接头的连接28、电源连接30以及下面将解释的DS-3-NT装置保护小板子32。 POTS可以但不必非得以模拟基带形式，它可以采取其它形式，例如ISDN等。注意低通滤波 器24位于机柜的上部22的中心，POTS连接26和落线提示/振铃接头28位于机柜上部22 的末端。由于低通滤波器被插在插入到机柜的底板插槽上而不与导线连接，它们位于上部 22的中心。另一方面，连接26、28、30和32需要电缆访问，根据本发明，它们位于末端33， 以便方便靠近机柜19的外围连接，而不需要导线穿过机柜的中央部分。同样，LT卡14位 于机柜10的下部20的中心，因为它们不需要导线连接并通过底板与其它模块连接，或通过 插入的连接口与要连接的部分连接。因此，NTs 12a、12b、NEPs 16a、16b和ACU18位于下部 20的末端35来提供方便的电缆访问。还要注意，整个机柜的设计完全是为了前端访问。机 柜10的大小可以既适合美国也适合欧洲的装置机架，例如可以是498mm宽和285mm深。
ADSL-LTs和LPFs的大小为每块卡四条线。这样，在图1中所示的物理配置中，一个基本机柜支持48条ADSL线。图IA表示了实际的一个机柜的前视图，其中插入了备用的NT卡、12块LT卡、12块 对应的LPF卡和一块A⑶卡。图IB表示了如图IE所示，在为192条ADSL线服务的标准配 置中安装在中央局机架中的多个机柜。通过使用安装在NTs位置处的扩充单元，最多4个 相邻的机架可以共享同一条馈线，下面将联系图6对其进行解释。在此情况下，单个一块可 选择保护的NT卡可最多支持576条ADSL线。图IC表示的是没有安装任何卡的图IA的机 柜并表示了安装在底板中的连接口，通过将卡滑动到所示的插槽中可以将卡上匹配的连接 口插入到其中。通过这种方法就实现了仅前端访问。机柜的一个侧视图表示在图ID中。应该意识到不经任何改动就可将LTs安装在上部而将LPFs安装在下部。同样，各 种电源和连接部分也可以安装在不同于图1中所示的其它位置。因此，上面所述的ATM用 户访问多路转换器(ASAM)机柜尽管是独一无二的，但仍可以具有附加部分或其它物理和 封装布局来满足具体应用。除了与上述与美国和国际机架相匹配的仅前端访问机柜外，上 述机柜还方便了高密度，即每条线设计的小容量。还包括实际的高速(155-622Mb/s)底板 数据总线。它包括简单、灵活的机柜ID(标识)机制。连接口配置和配线是为将来的BITS 性能而设计的。它满足了美国和欧洲的电磁兼容性(EMC)需要。它包括NT的卡排列和TWP 的LT电缆线、同轴电缆或光纤等。按上面所建议的，可以将其应用为所示的具有最大密度和最小花费的全尺寸LT 机柜，如图IB对CO所示，或作为下面联系图9将更加全面描述小远程地址的最小尺寸 (“RAM”)机柜。图1的POTS低通滤波器(LPF)24可以是包含在所示的独立单元中的无源滤波器， 它确保POTS不受XDSL失败、维护和“搅拌器”的影响以及较低的数-模交调失真。换句话 说，LT卡或任何其它的ADSL信道的方面可以在不干扰POTS的情况下进行维护。因此提高 了总体性能。图2中表示了来自图1的组14、24的为一条铜双绞线36的一个LT/L PF对服务 的功能框图。尽管只表示了一条铜双绞线36，但应该意识到最佳的实施例包括每个LT/LPF 卡对的4条铜双绞线。换句话说，在ADSL机柜部分34中所示的LT/LPF块对图1中所示的 每一个这样的LT/LPF对将重复4次(见图10的LT卡)。从图2中看到，通过使用位于短划线44左边的ADSL机柜处和位于线44右边的用 户位置处的高通滤波器38、39和低通滤波器40、42，被格式化为ATM信元的一个ADSL数据 流仅以一种迭加方式在通常用于电话(POTS服务)的铜线对(copper pair) 36上被传输。 线44标记的是去用户的铜线配线开始的位置。通常，ADSL机柜部分34是图IA所示的位于 图IB所示的一个中央局的机架中的机柜10的一部分，其中还具有一个CO开关46和诸如 打包开关等宽带开关，如ATM开关48。宽带开关还可以位于其它地方，例如更上方。CO开 关46用于连接到一个交换电话网络，如向铜双绞线36并通过客户端的铜线52向客户位置 提供线路50上的POTS服务的会共交换电话网络(PSTN)，如图2所示短划线54右边标记用 户位置边界，用于连接到电话56来进行正常的音频通信。但是，ADSL机柜34可以简单地 位于与DLC(数字环路载波)机柜连接的一个远程方形机箱内，同时通过S0NET(同步光学 网络)等传输产品将ATM通信量和POTS传送给它，下面将对其进行进一步描述。
ATM开关48是用于连接到一个ATM网络的，它提供与Internet服务提供者(ISPs) 和其它高带宽服务提供者等各种服务的连接。ATM开关48在线58上向网络连接(NT)卡 60提供ATM格式化数据，而网络连接卡依次与卡62等多块ADSL线连接(LT)卡连接，包括 高通滤波器38，它在线64上向连接点66提供ADSL信号用来与低通滤波器40提供的正常 的电话信号进行合成。节点66因此形成了用于频分多路转换的一个装置，即将线50上的 低频POTS服务与在线58上提供的且通过LT 62转换为ADSL的高频高带宽服务结合起来， 以便通过滤波器38到达线64与铜双绞线36的节点66处的电话服务进行合成。图12 (没 按比例画)表示的是在基带，如0-4kHz，对POTS服务的带宽分配的一个例子，并将DMT技术 用于40KHz和1. IMHz之间的ADSL信号。在此情况下，分配给下行侧使用的频谱比分配给 上行使用的频谱要大得多，因此被称为“不对称”数字用户线(ADSL)。参考图2，在客户端54，在将电话信号通过一个低通滤波器42传送到一个网络接 口装置(NID)(没画出)之前，节点68允许线36上的信号在线70上被分离。NID可以是安 装在房子墙上的一个盒子(盒)，而节点68和LPF42都可位于NID之中。线70与一个ADSL 调制解调器72连接，它对线70上的信号进行高通滤波并解调和解码ADSL信号，在线74上 向客户位置装置提供高带宽信号，客户位置装置可以但不仅仅限于是个人计算机(PC) 76。 例如，NID盒可以是在同一日期申请的、名称为“在电话网络接口盒中安装低通滤波器的装 置”且具有美国序列号(Atty. Docket NO. 907-158)的共同未决和共同拥有的专利申请中所 示的NID盒。应该提到图2中线36上的信号的信号频谱的基带部分中的POTS信号可以包括常 规的模拟调制解调器甚至机械环路检测(MLT)信号，这两个信号都不会因ADSL服务而退 化，也不会影响ADSL服务。图2中所示的功能框图表示了到客户的数据和电话通路。机柜(基本机柜)结 构将进一步表示在图3中。基本机柜10包括一条“IQ总线”，它包括控制引线(control lead) 78，在同一日期申请的名为“设置数据传输和数据传输安排优先权的方法”的共同未 决的美国暂时专利申请序列号(Atty. Docket NO. 902-583)中对控制引线进行了充分描述， 在此作为参考。在现有技术中已经知道，每当大量任何种类的终端单元需要访问常规媒体 或总线时，都需要有一些访问确认标准，例如，当接收到确认信号时，每个终端单元根据赋 予终端单元的各优先权值加入一个仲裁阶段。其问题是公平性问题，即具有低优先权的终 端可能永远得不到访问。简单说，如图3A中所示，IQ总线发明使得每次确认循环之后可 对优先权进行修改，使得如果一个信元没有得到访问，那么可以提高其优先权。另外，优先 权值可以与终端单元所需要的一种访问模式连接，例如与通过为每一访问模式分配值范围 的保证信元率GCR(在基于ATM总线时的CBR、VBR、ABR)、为保证的信元率GCR (在基于ATM 总线时的VBR、ABR、EBR)连接，这样，优先权的提高将由各个范围的界限所限制。例如，在 图3A的左边表示了 5个不同的QoS类水平，较低的3个类指示了保证的信元率和未保证信 元率子类。通常，恒定的比特率(CBR)和不定的比特率实时时间(VBRrt)类并不具有未保 证信元率(NGCR)，因为它们必需要被保证。未保证信元率表示在右边的优先权图的底部， 它表示了 QOS子类，并将保证的子类放在顶部(阴影部分)。但是，根据本发明，通过不仅 提供所示的优先权设置，而且提供图3A最右边的老化机制，可以允许未保证带宽的超挂号 (overbook)。当允许未保证的服务种类的一个终端在预定时间之内没有得到访问时，它的优先权就根据选择的一种算法被提高到与具有较高访问概率的一种访问模式所对应的范 围内的一个值。在图3A中建议了一种具体的且不受限制地定义优先权值的方法，它定义 215_1个优先权值并将其在QoS子类中(例如)平等地分配。例加，对硬(hardened) UBR QoS 类，保证信元率(GCR)通常被定义为每秒的信元数目。具有反向定义的时间的时间段如图 3A所示进行定义，表示从最低子类(未确认硬UBR)开始的信元的优先权在等待了 T = 1/ GCR秒的时间之后仍没被保证访问总线时如何提高。在所示的例子中，优先权单步提高到保 证硬UBR子类的优先权，因而满意地实现了最低子类的最小信元速度。这些教导有利地提 供了一种灵活的方法，它允许根据一种访问模式和授权的访问参数进行访问。IQ总线因此 可以根据独一无二的确认机制和公平性算法进行区别。它提供了多个QoS种类，其中每一 个类都具有多个信元优先权。它以一个信元老化优先 权机制以及一个QoS优先权机制为特 征，确保信元与在Bellcore Specification GR-IllO定义的服务种类的参数相匹配。它被 提供了容错和恢复机制，允许在多路转换总线上的任何错误立即被识别和分离。它还具有 备用的扩展能力，将在下面联系图6进行描述。IQ总线建立在较早的“i*bus"(无QoS) 上，有关“I*bus"在同一日期申请的名为“基于优先权的访问控制方法和安排”的共同未决 的美国临时申请序列号(Atty. Docket NO. 902-581)中已进行了描述，在此也作为参考。如图1和3中所示，在备用和非备用的配置中都提供了 NTs 12a、12b。在此结构 中，正常的NE处理是由NT执行的，而NT可以作为一个SONET用户网络接口(UNI)接口、一 个DS-3 UNI接口或一个DSI反向多路转换UNI接口来提供。如果SONET NTs作为备用对 提供，则利用在Bellcore文档GR-253中详细描述的正常的1+1切换机制提供自动保护交 换(APS)。在SONET NTs上，物理接口(光纤)位于NT本身的面板上(见图14C和14D)， 而不需要附加的接口电路。但是，如果NTs作为DS-3接口提供，装置保护(不带电缆保护) 利用图1所示的安装在机柜上面的DS-3F0板32提供，允许单个DS-3功能(同轴电缆Tx/ Rx对)被分解并由两个NT(交互NT通信仲裁哪一个是活动的)访问。从前面所述可以知道ADSL机柜结构的核心是上面提到的IQ总线和控制引线78。 IQ总线实际上是以与NT物理接口相同的有效速度作为一个多路转换器起作用的。由于 ADSL-LTs提供几种服务种类(如在Bellcore文档GR-IllO和ATM Forum Standards中所 定义)，因此为了满足QoS参数对提供的各服务的需要，确认机制允许对这一 ATM MUX总线 的高优先权上行信元访问。如上所述，可以选择两种信元优先权方法来确认QOS要求和相 对的公平性-一种加权优先权机制(根据服务保证)和一种老化机制(根据一个信元已经 等待确认的时间)。这种机制是独一无二的，且在此参考上述暂时申请序列号(Atty Docket 902-583)的主题。图3的A⑶18以框图形式示于图15A，它执行以下功能(1)收集在线80上被 指定为报警节点的外部客户并通过线78将这些事件转送到个信元优先权。它以一个信元 老化优先权机制以及一个QoS优先权机制为特征，确保信元与在Bellcore Specincation GR-IllO定义的服务种类的参数相匹配。它被提供了容错和恢复机制，允许在多路转换总线 上的任何错误立即被识别和分离。它还具有备用的扩展能力，将在下面联系图6进行描述。 IQ总线建立在较早的“i*bus"(无QoS)上，有关“I*bus"在同一日期申请的名为“基于优 先权的访问控制方法和安排”的共同未决的美国时申请序列号(Atty. DocketNO. 902-581) 中已进行了描述，在此也作为参考。
如图1和3中所示，在备用和非备用的配置中都提供了 NTs 12a、12b。在此结构 中，正常的NE处理是由NT执行的，而NT可以作为一个SONET用户网络接口(UNI)接口、一 个DS-3 UNI接口或一个DSI反向多路转换UNI接口来提供。如果SONET NTs作为备用对 提供，则利用在Bellcore文档GR-253中详细描述的正常的1+1切换机制提供自动保护交 换(APS)。在SONET NTs上，物理接口(光纤)位于NT本身的面板上(见图14C和14D)， 而不需要附加的接口电路。但是，如果NTs作为DS-3接口提供，装置保护(不带电缆保护)利用图1所示的安装在机柜上面的DS-3I/0板32提供，允许单个DS-3功能(同轴电缆Tx/ Rx对)被分解并由两个NT(交互NT通信仲裁哪一个是活动的)访问。从前面所述可以知道ADSL机柜结构的核心是上面提到的IQ总线和控制引线38。 IQ总线实际上是以与NT物理接口相同的有效速度作为一个多路转换器起作用的。由于 ADSL-LTs提供几种服务种类(如在Bellcore文档GR-1110和ATM Forum Standards中所 定义)，因此为了满足QoS参数对提供的各服务的需要，确认机制允许对这一ATMMUX总线的 高优先权上行信元访问。如上所述，可以选择两种信元优先权方法来确认QoS要求和相对 的公平性-一种加权优先权机制(根据服务保证)和一种老化机制(根据一个信元已经等 待确认的时间)。这种机制是独一无二的，且在此参考上述暂时申请序列号(Atty Docket 902-583)的主题。图3的A⑶18以框图形式示于图15，它执行以下功能(1)收集在线80上被指定 为报警节点的外部客户并通过线78将这些事件转送到NT12a ； (2)收集机架中的失败指示 并将此信息转送到NT12a ； (3)从NT接收经过处理的报警数据并在A⑶的面板上显示报警 条件(危急、重要、较小)，以及通过线82向机架保险丝面板和一个CO报警接口提供可视、 可听的接点闭合(和遥测报警)。ACU还包括(4) 一个报警切断(ACO)功能，它消除可听的 指示直到新的报警被检测到(以及通过线82的远程ACO功能)；(5)控制OAM和ADSL NE 的P功能的一个巧妙的接口 84(利用与NT中的处理器的连接)；(6)用于通过NEP进行OS 连接的一个以太网端口 ；以及(7) —个灯亮检测功能。当系统具有多个机架时，为每个机架 提供了一块ACU卡。当一个给定的机架中具有多个系统时，每个NT (或备用的NT对)被提 供了一个ACU。当要由单独一个机柜为非常宽的带宽服务时，在一个给定的机架中将具有多 个系统。在此情况下，单独一个机柜有可能用光0C-3或DS-3电缆的整个带宽。如图3和10中所示，根据本发明，每Tl.413(见图12)，每个ADSL LT 14a、
14b.....141都通过DMT (离散多音频)与对应的用户位置处的可多达4个的远程调制解
调器(ADSL NT或ANT)进行通信，它利用ATM信元作为数据传输格式。例如，用户可将一个 低通滤波器(LPF) 42安装到自己家外墙上的一个NID (网络接口装置)盒中来将低频服务 (电话)和高频服务(ADSL)分离开。如上所述，将这样一个LPF安装到当前设计的NID中 的方法示于同一日期申请的共同未决申请美国序列号(Atty.Dockct 907-158)中，在此作 为参考。这两种服务一旦被分开，在房屋布线中将使用不同的双绞线，双ADSL线或者在一 个ANT中结束或直接通过一个NIC(网络接口卡)接入到PC中。例如，ANTs可以具有两种 类型一种是ATMF25. 6Mb/s接口，另一种是以太网接口(在此情况下，ANT利用AALS(ATM 适应层5)协议将以太网数据打包为ATM信元)。如图13B所示，在同一 ANT上可以提供两 种选择。如图1和3中所示，基本机柜10还包括，一个可选择网络单元处理器(NEP)备用对16a、16b，它们通过IQ总线78机制进行通信并通过独立的引线86与它的备用配件进行 通信，以便确定哪一个是活动的。NEP可以连接SVC(交换的虚拟连接)服务或PVC(永久虚 拟连接)服务的信号发送信道并可以终接ACU以太网端口。
尽管为它们保留了两个插槽，但现在还没有实现图1和3的两块NEP卡16a、16b。 在以后将计划用它们来端接和处理SVC(交换的虚拟多路)信号发送信道，并用于为以太网 终端提供A⑶以太网端口。对NEP卡当前还没有计划用于其它功能。如图4中所示，基本机柜10还可以当作一个“集线器”机柜90使用，具有一个或 多个由DS-3-LTs或诸如0C-3、DS-I反向多路调制器LTs等其它卡的ADSL-LT插槽。每个 DS-3-LT将集线器与图4中所示的一个连锁的“远程”ADSL机柜96、98连接。在此情况下， 对集线器来说，DS-3-LTs上的“LPF”模块由DS-3-LT接口模块代替(一种类型用于非备用 操作，另一种类型用于备用的DS-3 “装置保护”操作)。第3种DS-3LT接口模块类型可用 于备用的IQ总线操作，为了可靠，将DS-3-LTs放在分开的机柜上(因为每个机柜只有一条 IQ总线)。本结构独一无二地提供了这些备用选择中的每一种选择。如图4A中所示，用LT收发机表示了 LT-LPF底板布线。在此情况下，LPF和LT卡 可以作为插在同一机柜或独立的机柜中的LT插槽中的LT卡的备用。例如，在图4B中，用 插在LPF插槽1中的一个DS-3接口表示了非备用选择LT，其中来自CO开关的输入和输出 DS-3同轴电缆被连接到插在LPF插槽1中的一块DS-3接口卡上，它又通过底板与插在LT 插槽1中的一块DS-3-LT卡，如图4中的DS-3-LT卡92连接。低通滤波器功能是在图4的 远程机柜96实现的，在此可使用一个DLC。图4B所示的对LT插槽1和LPF插槽1的配置 也可以用于图4E，将在下面解释。图4C表示的是在给定的一个机柜的LT插槽1和LT插槽2中插入备用DS-3-LT 卡的应用。在此情况下，使用了不同种类的DS-3I/0卡，有图示的两倍宽，卡上带有中央抽 头的转换器，它被连接到与LPF插槽1和LPF插槽2联系的传输(TXA/TXB)和接收(RXA/ RXB)底板布线。NT控制使哪一个LT插槽为活动的。图4D与图4A相同，但它还表示了备用的DS-3-LTs之间的仲裁接口。如上所建议，由于每个机柜只有一条非备用IQ总线，因此如果IQ总线本身出现错 误，那么图4所示的通过将备用DS-3-LT卡A和B插入到插槽1和插槽2中所实现的装置 保护将无效。如果想避免这项错误产生，可以提供不同种类的备用DS-3卡，如图4E中所 示。在此情况下，一半的传输和接收信号用于机柜中，而另一半可以连接到一个不同的机 柜，用来代替同一机柜中的插槽2。图4E中所示的最上面的两条电缆将因此被连接到另一 个机柜，并连接到图4B所示的另一个机柜中的DS-3输出和DS-3输入变换器。图4E所示 的DS-3输出和DS-3输入电缆将去往CO开关或其它网络元件。从图4中可以看到，一个ADSL机柜90可以具有ADSL-LTs 14a和集合类型的LTs， 如所示的DS-3-Lts 92、94。通过每种服务种类(CBR、VBR、UBR等)的独立缓冲区向用户提 供两种情况下的服务种类，每一种都竞争通过控制引线对IQ总线的上行访问，且确认机制 部分基于赋予每一上行信元的优先权。在集合LTs的情况下，如图4的集线器90中所示， 为了使远程用户公平享有所赋予的操作带宽，服务种类缓冲区所具有的信元优先权等于每 一缓冲区中的集合信元优先权的总和(或一个百分比)。在突然发生上行通信时，通过限制 DS-3连接带宽和允许远程ADSL-LTs中的暂时的缓冲区填充(直到通信量高峰下降)来对拥挤和DS-3-LT缓冲区溢出进行管理。注意图4中没有给出POTS接口，但将由相邻或集成 到远程96、98中的DLCs进行通常的提供。图5表示了图4中位于中央局100的集线器90，它也可以包括一个CO开关102和 一个ATM开关104。CO开关与公共交换电话网络(PSTN) 106连接，而ATM开关与ATM网络
108连接，它们依次与包括各种Internet服务提供者112.....114的其它服务110连接。
如图4中所示，集线器机柜90可以安装ADSL LT卡，如卡14a和包括DS-3LT卡92、94的各种其它卡。从图4的ADSL LT卡引出的4条双铜线在图4和图5中被表示为多条双铜线 116。这些接头提供了直接位于集线器和所示的各客户位置包括详细表示的客户位置118 之间的ADSL连接。如果机柜90唯一用于ADSL LTs 14，如图1中所示，那么所有的用户线 将象线116 —样，不将机柜90作为集线器，且没有图5的远程。换句话说，将有12组4P0TS 加ADSL线116为48个不同的客户位置服务。图5的实施提供了更多由单个机柜服务的客 户位置，但同时带来了对上行带宽竞争的加剧。在大部分用户使用低质量服务的情况下，这 可以容忍。低通滤波器120安装在网络接口装置布局(没画出)中，用来端接客户位置的用 户线。它从双铜线中滤除除低频电话信号之外的所有信号，并在线122上将其提供给常规 的电话124用于音频通信。它还滤除高频拨号脉冲或振铃瞬态，使得它们不至于在上行方 向上干扰高速数据通信。如图所示连接在低通滤波器之前的第二条双铜线被提供给一个 ADSL调制解调器126，它在高通滤波之后解调和解码ADSL信号并在线128上将输出位提供 给一个用户终端130，如个人机、Internet计算机等，用于Internet访问或访问其它高带宽 服务110。应该注意到ADSL调制解调器还可以以反(上行)方向进行操作，尽管带宽要窄 得多，用来每ANSI Tl. 413从用户到ATM网络将位编码并调制到ADSL线上(见图12)。图4的远程机柜96、98还表示在图5中，并连接到各种与位置118相似的不同的 客户位置。图6详细表示了上面提到的本结构的特征，其中图1中所示的多个机柜10a、10b、 10c、10d可以通过每个连续机柜中的一块扩展卡(EXT)菊花链式连接到一个机架中。扩 展卡的功能是有效地从机柜到机柜扩展IQ总线(例如菊花链式连接，到最大总共12个机 柜)，允许多达576个ADSL用户访问系统。换句话说，扩展卡允许第一个机柜中的NT卡作 为另一个机柜或多个其它机柜中的NT卡使用。在此情况下，三个机架具有总共12个菊花链 式连接的机柜。扩展卡可以按图6所示安装到连续机柜的NT插槽中且可以是备用的。在 此情况下，NT卡或扩展卡阵列的任何错误将将所有LTs从“A" NT/扩展串切换到“B”串。 活动串然后承担对每一机柜的IQ总线的控制。当NT具有从IQ总线(使无效)移走每一 LT来分离一项错误并将其从服务中移走时，IQ总线本身(在每一机柜中)并非备用的，但 满足可靠性需要。如上面所建议的，POTS低通滤波器的提供可具有不同的选择，包括“集成”到一个 CO机柜中，以便实现如上所述的最大的打包密度、最小的布线和安装复杂度以及最小的费 用，或者是“独立”的(远程、非集成)，以便实现灵活性和对现有(拥挤的)DLC机箱的访 问。图7A表示了一块低通滤波器卡，例如图1中以示意图形式所示的LPF卡24之一。 在卡上表示了 4个不同的低通滤波器/分离器。每块卡的左边是一个音频端口，用于通过线50和CO开关46与窄带(NB)网络连接。在每个低通滤波器/分离器的右边是一个端口，它通过铜双绞线36与用户连接并与LT62(见图2)的高通滤波器38连接。在图7B中表示 了这样一块四信道LPF卡的物理尺寸的侧视图，而其前视图表示在图7C中。图7D表示了 一个分离器机柜，它用于低通滤波器需要远离ADSL机柜的应用中。例 如，在下列情况下可以使用这样一个机柜，(a)当独立的服务提供者负责电话和ADSL服务 时，或(b)当在其中的DLC装置的远程机箱不可能容纳ADSL装置(由于物理空间的缺乏) 的DLC (数字循环载波)配置中，由于用户双传输线端接在DLC机箱中(而且有足够的空间 可用于一个小低通滤波器“分离器”)，这一机柜只被安装在DLC机箱中时。在此情况下，使用了基本的xDSL机柜，如前所示，但LPF卡没有很多。然后提供 了如图7中所示的一个独立的“分离器”机柜，它具有与图1的基本xDSL机柜10的上部相 同或非常相似的配置。远程分离器配置中的主要不同是其布线和“可堆积”连接口的使用。 分离器机柜表示在图7中，而使用分离器机柜的典型配置表示在图8中。在最初的实现中， LPFs (以及分离器机柜)不需电源，因为所有的电路都是无源的。图8A表示了在将ADSL服务加入到现有的金属馈给DLCs中时可使用的一个远程 机箱。这一配置在3002型机箱中最多可支持96条线。应该注意，图1所示的低通滤波器24与LTs的“独立”以及图7、8和8A的LPFs 的独立不仅因上述理由使其方便分离提供电话和ADSL服务的服务提供者，而且其非常重 要的原因在于根据本发明，它可以将生命线电话服务与ADSL服务进行物理分离。这种服务 提高了生命线POTS服务的完整性水平，因为这种分离本身确保了在系统的ADSL部分商可 能需要执行的任何维护动作都可以一种物理独立的方式完成，且用这种方法不会影响POTS 服务(反之亦然)。另一个这种机柜是图9中所示的RAM(远程ADSL多路转换器)机柜。整个机柜的 配置非常类似于图4中所示的远程ADSL机柜96、98，而实际上它可具有与图3所示的机柜 相同的机柜结构。其不同在于RAM机柜更适合于CPE或DLC应用，其中只需要不超过24条 线，因此希望有一个较小的机柜(6RS对9RS)。因此，可以按图9所示对一个RAM机柜进行 设计和物理配置。这表示了本结构的xDSL机柜的灵活性。图10表示了图1、3和4中的一块ADSLLT卡14a的功能框图。通过DMT技术的 受让人的ADSL芯片集的应用可以实现各功能块。这一芯片集由3块芯片(集成电路)组 成，用于ATM功能的RCHAP、用于Reed Sofomon编码和解码的DACHA/SACHA芯片以及被称 为ADSLB的前端DSP芯片。下剩的块最好由芯片集外周的装置来完成。芯片集的3块芯片 RCHAP、SACHA和ADSLB还以一种简化的框图形式表示在图11中，它以芯片的反方向表示了 ADSL机柜34中的一块LT 14a中和在客户位置的一个ADSL调制解调器71中的芯片集。因为考虑到由RCHAPB芯片执行的ATM功能，所以才如此关心在54个字节的插槽 中的ATM信元的封装和对上行、下行两条独立IQ总线的访问。为了允许在上行IQ接口(信 元之间)上从一个LT向另一个LT的交换，在53个标准的ATM信元中加入了一个伪信元。 在下行IQ接口上，这一字节没被填充，而在上行IQ接口上，在这一字节期间总线处于高阻 抗状态。通过一个ATM网络传输的主实体被分成两部分形成一个信元，每一部分都具有给 定大小信头(5个字节)，和信息字段(48个字节)。根据ATM信元信头的值，可以执行多项与ATM有关的功能，如维护信元的插入和取出、信元率去耦、信头错误控制(HEC)产生/检查、有效负荷编码、信元回送等。在ADSL线上传送的数据通过Reed Sofomon (RS)编码进行前项校错(FEC)来改善误码率。考虑到对突发错误的更好保护，其中结合了插入概率，但其缺点在于插入数据增加 了传输延迟。另外，还包括一个编码器用来在RS编码器之前随机化数据。在RS解码器之 后，数据随后被解码。除了 Reed Solomon (解)编码被映射和反映射(demapping)之外，SACHA芯片集也 执行此操作。在ADSL系统中，后面可跟一 DMT方法，例如，最多可使用256个载波比率。这些 比率中的每一个都可根据映射器(mapper)携带多个位。映射器的功能是将位赋予不同的 频率。映射器还可发送一些特殊的DMT符号用于连接初始化和维护。反映射器(demaPPer) 将解调和监视接收到的符号。在解调之后，它将数据传送到单片RS解码器。在反映射器中 还包括一些特殊功能，用于ADSL连接的初始化和维护。在1996年7月10日申请的共同未 决和共享申请序列号08/677，468的图1中给出了一个ADSL映射器的例子，并从第7页的 第5行到第9页的第23行对其进行了描述。在同一日期申请的名为“降低泄漏的方法和加 窗单元，其中在单元中使用了傅里叶变换和DMT调制解调器”的共同未决的临时申请序列号 (Atty. Docket NO. 902-575)中的第5页的第10行到第7页的第26行中也给出了相似的描 述。映射器的输出是所有载波频率的一个复杂表示。一个反向快速傅里叶变换器用来 将此表示变换为一个时间信号。与IFFT协作，可以安装一个载波选择定标。在上行方向， 一个FFT用来将接收到的一个时间信号变换为频率表示。前端数字信号处理的主要功能是将接收到的信号尽可能地与传输的信号分离，并 修正线和前端模拟特征。ADSLB芯片功能包括模_数(A/D)和数-模(D/A)转换。用户线模拟前端的功能 是模拟线接口的端接和将数字数据变换为在物理用户线36上可传输的模拟通带信号的变 换及其反变换。对D/A和A/D转换，可以使用一种sigma-delta( Σ Δ)方法。如图11所示，用户线模拟前端功能包括用来将ADSLB输出放大为适合在用户线上 传输的电平的一个线驱动器。包括一个混合网络作为无源网络用来执行用户线与标称阻抗 的接线以及处理上行侧的LT中的四线和两线之间的转换。它执行上行方向上的上行和下 行信号之间的分离，以及下行方向上的合成。在线的下行侧执行的是其逆过程。参考图10，注意LT 14a包括用于4个独立用户的4条线接线路径。尽管在图10 或11中没有画出，但应该意识到双绞线不仅连接到图10和11中所示的HP滤波器和混合 网络，而且连接到如图2所示的一个低通滤波器40。图IOA表示的是LT卡的前视图，而图 10B表示的是侧视图。由于POTS信号和ADSL信号是在用户线上频率多路复用传输的，如图12所示，因 此需要一个POTS低通滤波器26，它执行以下功能(1)将POTS和向用户位置的ADSL传输 信号合成；(2)从用户位置将POTS和ADSL信号分离出来；(3)保护由来自ADSL调制解调 器和ADSL机柜的信号所产生的POTS不受音频干扰；以及(4)保护ADSL接收机不受所有与 POTS有关的信号的干扰，特别是拨号脉冲、振铃和振铃瞬态。这些功能是在满足了 POTS性能的所有需要时执行的，如ANSI标准TI413中的回波损耗、介入损耗和群延迟等。POTS和ADSL信号的合成和分离是通过低通和高通滤波来完 成的，如图2中所示。只有高通滤波器和混合网络属于LT部分。如上所述，低通部分最好 位于不同的印刷板组件(PBA)上。图10还给出了一个板上控制器(OBC)，它可以作为一个微处理器来处理各项任 务，如ASICs的初始化、维护信息的监视和处理以及多功能LT的检测。板上存储器可以包 括快闪PROM和DRAM用来存放可执行的代码和数据。存储信息可以存放到EEPROM中，以便 为可替代项的足够标识提供必要的数据。这些标识可以包括产品标识、生产信息和存储信 息。在图10中还表示了通过板上安装的DC/DC变压器所执行的供电功能。还可提供一个 测试访问端口(没画出)。
从美国国家电信标准“网络和客户安装接口 -不对称数字用户线(ADSL)金属接 口”，ANSI Tl. 413-1995中，本领域技术人员可以了解，图11和图2中所示的双绞线36上 的信号的特征可以是标准化的不对称数字用户线，它允许提供普通的旧电话服务(POTS) 和各种数字信道。在从网络到客户位置的方向上，数字信道可以由全双工低速信道和单工 高速信道组成；而在上行方向上，则只能提供低速信道。传输系统的设计是在具有精确标 准的双线金属双绞线上操作的。此标准是基于使用不带负载线圈的电缆的，但除了非常情 况，桥接抽头也可以接受。例如，如图12所示，所示的能量频谱包括为POTS服务所保留 的一个4KHz的频带，40KHz到1. IMHz之间的频谱部分被大量载波所占据，其音频间隔为 4.3125KHZ。频谱的一小部分用于上行数据，而其余部分用于下行数据。每一个4KHz的音 调被QAM调制并分别被选择且优化为各用户线特征的一项功能。由于线条件不同，有些音 调被分配了大量位，而其它的则很少甚至根本没有。如图11中所示，在ADSL调制解调器72中重复了已经联系ADSL LT 14a描述过的 功能。另外，用户PC 76的选择接口可以包括一个ATM-25和/或以太网接口，如图11所示。图13A表示的是一个ADSL网络连接(ANT)单元的简化框图表示。它包括一个调 制解调器部件，它执行ATU-R发射机参考模型功能，如ANSI Tl. 423-1995的4. 3节中所述。 根据本发明，加入了一项ATM功能，用于ATM变换和信号处理。在下行方向上，ANT单元接 收ADSL信号、解调，而互连功能将ATM信元转换为用户数字终端装置(DTE)的一个数字位 流。在所示的实施例中，客户装置的接口块包括ATM和/或以太网接口。图13B用线、ATM 和以太网连接表示了一个ADSL网络连接单元。线连接口是RJ14，而ATMF-25和IOBase-T 连接口是RJ45。图13C表示了在图13B的箱的顶部可见到的5个LED指示，它们提供在图 13D的表中所给出的指示。在图13中表示了一个ADSL调制解调器72 (如已经在图11中表示的)的更加详 细的功能框图。图2的低通滤波器42被表示为图13中的外部“分离器”的一部分，它也可 以包括图2中的节点68。图13中表示了一个外部AC/DC转换器(6V DC/xV AC)和一个板上DC/DC电源，它 们用来为板供电。外部电源(AC/DC)将来自墙上插座的高电压转换为可以由ADSL调制解 调器72处理的一个电压，如+6伏DC。另外的转换以DC/DC电源表示。一个模拟前端可以包括已经在图2中表示的高通滤波器39，以及在图11中表示的 一个混合网络和线驱动器。混合网络用于2线向/从4线转换。所示的一个ADSLB块用于连接负载模拟线接口并用于将来自DACH/SACHA块的数字数据转换为可以在物理用户线上传输的一个模拟通带信号即其逆过程。ADSLB执行 模-数(A/D)和数-模(D/A)转换。另外，SACHA是DMT信号调制器/解调器。软件配置的ASIC处理来自RCHAP块的 ATM信元(已编码)并将DMT调制信号发送到ADSLB，反之亦然。注意除了 SACHA的费用较 低之外，DACHA和SACHA之间没有不同，特别是DACHA可以用来支持标准化的4. 3125KHz音 调间隔模式。RCHAP提供SACHA/DACHA和系统其余部分之间的连接。它包括上行和下行方向和 上行方向上的16个ATM信元，并执行虚拟路径/虚拟信道(VP/VC)转换、ATM信元的取出 和插入以及处理板上任务。RAP ID块提供RCHAP、ATM变换器和IDT-PHY块之间的连接。它还包括DMA控制 器和以太网功能逻挥。IDT-PHY块对板上并行数据总线(具有标准一字节宽的单元)和ATM Forum物理 连接口(具有被编码的4B5B编码数据)上的串行数据之间的ATM信元进行译码。ATM变换器是上行控制器，它负责服务的上行质量、信元整形和管理。它负责将下 行AAL5信息包译码为以太网帧以及执行其逆过程。正处理的上行ATM Forum数据也由ATM 变换器执行。 182596控制器执行CSMA/⑶媒体访问控制，移动SRAM信息包存储器和串行以太网 收发机之间的以太网帧。它由OBC监视。182503执行802. 310Base-T的串行收发机功能， 将接口引到182596。对代码处理，包括了一个1960微处理器来处理多项任务，例如ASICs和存储器等 的初始化、维护信息的监视和处理以及在线/离线检测支持。存储器还包括在OBC中，例如 用于可执行程序的2MbDRAM和用于引导代码、电源打开检测的1. 5Mb FPROM以及用于以太 网信息包存储器的512Kb等。一个小EEPROM(4Kbit)用于远程发明者电路。图14A根据本发明，表示了 NT卡的一个实施例的一个简化框图。它提供对同步光 学网络(SONET)传输系统的高速光或电访问。它将异步传输模式(ATM)信元转换为SONET 信息包(即帧)并将SONET信息包转换为ATM信元。因此，NT卡使IQ在线上携带的ATM信 元适合于SONET传输系统，反之亦然。它还包括图14B的表中所列的必要功能，用于操作和 维护本发明的ATM用户访问多路转换器。注意图14B的表被分成两列，分别表示下行功能和上行功能。例如，将下行功能分 组并赋予数字1-4，与图14A中4个块顶部的标号相同。同样，上行功能在表的右边分组并 赋予标号5-8，与图14A的下半部分所示的标号相同。应该意识到这些功能可以在块与块之 间移动，这仅仅是个例子而已。对于物理媒体块，它可以是连接一个光学传输系统的光学接口，它可以用 155. 52Mbps的标称比特率来接收和传输光纤携带信号。接口是对称的，即它在两个方向上 具有相同的比特率，而且可以以1. 3 μ m的波长进行操作。这一信号可以是用于转换为电气 域的STM-1/STS-3C的0C-3水平上的SONET(同步光学网络)信号。这是一个串行信号，物 理媒体接口块以较低的比特率将其转换为并行形式，以便在NT卡上进行处理，而并行下行 输出则锁定在接收到的时钟上。传输收敛子层处理是在第二个块中完成的，其中ATM信元是在用来传输ATM信元的一个分层传输帧结构中被描述的。这些信元被分成两部分，每一部分都具有固定大小，头 具有5个八位字节，如图14F中所示，而有效负载具有48个八位字节，如图14H中所示。在 图14A的ATM块中，执行了 ATM层处理。在上行方向上，除了头部错误控制(HEC)字段(见 ITU-T Recommendation 1.361，“ B-ISDNATM 层说明书”)之外，在 IQup 接 口上接收到的 ATM信元中的所有字段都被透明传输。作为一个选择，可以对HEC进行检查也可以不检查。 接收到的ATM信元的路由选择依据信元头部的VPI (虚拟路径标记)和VCI (虚拟信道标记) 位确定。可以对完整的VPI八位字节和8个VCI的最低有效位进行与要提取的数据信道对 应的VPI/VCI组合。这一方法最多可提供216个可以被标记为提取的信道。从IQ接口接收 到的所有的有效信元可以被下行传输到一个虚拟容器或同步有效负载包络(VC-4/SPE)中 或到一个板上控制器中。对于图14A的ATM块中的下行ATM层处理来说，每一个VC-4/SPE都携带相等的44. 151个信元(53个八位字节)，它们都被赋予八位字节且在VC-4/SPE中浮动。ATM信元描 述使用了信元头部的头部错误控制(HEC)和信元头部本身之间的互相关。还使用了 ITU-T Recommendation 1.432，‘‘ B-ISDN用户网络接口物理层说明书”所推荐的信元描述机制。 当在八位字节H4中使用了 ATM信元边界标识时，信元描述将从被指示为H4的八位字节处 开始查找。否则，查找将从有效负载周期的第一个八位字节开始。ATM信元信息字段是根据 ITU-T推荐的自同步编码/解码方案被解码的。带有其已确认的HEC八位字节和解码信息字段的有效非空闲信元被发送到IQ下 行接口，即图14A中所示的最后一个块。在此块中，加入空闲信元周期来使接收到的最多可 为 149. 76Mbit/s 的比特率适合于 152. 64Mbit/s。接收到的ATM信元的路由选择根据在信元头部中的VPI、VCI和PTI (有效负载类 型标识)位确定。总的说来，16位或4个半字节的VPI/VCI组合可以根据图14G中所示的 模式进行检查。在所提到的每一种模式中，选择了不同的VPI/VCI半字节。所选择的VPI/ VCI半字节组合与要提取的专用数据信道对应。对应的提取可以通过只看VPI/VCI组合或 通过看VPI/VCI组合和PTI位来进行。在第二种情况中，每个PTI (总共有23个)都可被 标记为提取。这一标记将随后用于所有被标记为提取的VPI/VCI组合，包括PTI检查。在 虚拟容器或同步有效负载包络中接收到的所有有效信元，独立于它们的VPI/VCI组合，都 将被传输到IQ下行接口的下行(被标记为提取的信元也被发送到ATM接口总线)。为了提供操作和维护以及信号发送单元的传输和接收，ATM信元插入和提取是按 网络方向和IQ总线方向在NT上提供的。信元插入和提取处于一个板上控制器(OBC)的控 制之下。 在上行方向，OBC有可能将ATM信元插入到输出的VC-4/SPE中。OBC必须提供不 带HEC的一个有效信元头，后跟最少6个字节以及最多全部的信元有效负载(总共52个八 位字节)。HEC是在信元被放入到VC-4/SPE中之前进行计算的。OBC和上行信元流之间的 接口连接是通过FIFO缓冲区来执行的，它上面有一个反压信号用来指示OBC是否允许插入 一个信元或必须等待以前插入的信元被传输走。在IQ上接口上接收到的信元具有比来自 OBC的信元要高的优先权。同步是通过一个同步信号来执行的，此信号向信元插入装置指示 两个被插入的信元之间的边界在FIFO缓冲区中的位置。下行OBC可能将ATM信元插入到 IQ下行信元流中。OBC必须提供不带HEC的一个有效信元头，后跟最少6个字节，最多全部的信元有效负载(总共52个八位字节)。HEC是在被传输到IQ接口上时产生的。OBC和下 行信元流之间的接口连接是通过与下行信元插入相同的信元FIFO缓冲区执行的。对下行 信元插入，也完成了一种反压机制。在VC-4/SPE中接收到的信元具有比来自OBC的信元要 高的优先权。同步是通过一个同步信号执行的，此信号向信元插入装置指示两个被插入的 信元之间的边界在FIFO缓冲区中的位置。上行方向上的信元提取是利用上述的信元滤波机制来执行的。从IQ上接口中只 提取出信元头的前4个半字节和全部的有效负载。对提取电路和OBC之间的接口连接，使 用了一个FIFO缓冲区。OBC应该通过读取52个八位字节块与被提取的信元流同步，并直到 缓冲区变空为止。下行信元提取是通过上述的信元滤波机制来执行的。从VC-4/SPE中只提取出了信元头的前4个半字节和全部的有效负载。在可能的提取之前，在这些信元中的HEC已经 被执行过了查错。对提取电路和OBC之间的接口连接，使用了一个FIFO缓冲区。OBC应该 通过读取52个八位字节块与被提取的信元流同步，并直到缓冲区变空为止。被提取到OBC 的信元还可以有选择地被发送到IQ下接口。如上所建议，IQ下和IQ上总线传输带有5个八位字节头部和48个八位字节信 息字段的ATM信元。在每个字节前面是一个伪八位字节，如图14H中所示。ATM信元被封 装在54个八位字节时间发中，并提供对IQ总线的访问。155. 52Mbit/s和152. 64Mbit/ s(53/54*155. 52Mbit/S)的自适应是通过删除空闲信元来执行的。由于在VC-4s/SPEs中所 包含的有效ATM信元的最大比特率被限制为149. 76Mhit/s (26-27*155. 52Mbit/s)，所以可 进行此操作。为了允许在IQ上接口上从一个LT往另一个LT的转换，伪八位字节被加入到ATM 信元中。在IQ下接口中，这一八位字节没有进行填充，而在IQ上八位字节中，在此八位字 节期间总线处于高阻状态。NT卡是由一台ADSL工作站(AWS)来管理的，它可以位于图5中所示的一个操作系 统(Os)。这样一个OS可以通过在中央局的一个ATM网络和一个ATM开关与机柜中的NT卡 进行通信。详细内容请参看同一日期申请的名为“具有开环流控制的ASAM网络管理系统” 的共同未决和共同享有的美国专利申请S/N(Atty. DocketNO. 907-160)，在此作为参考。图 14C表示了一块NT卡的前视图，而图14D表示了其侧视图，例如在图1的一个机柜的插槽中 所用。图14E表示了图1的一块NT卡12a的更加详细的功能框图。一个光/电收发机 向一个集成信息包中的155. 52Mbit/s STMI或STS3_c信号提供一个S0NET/SDH兼容接口。 时钟恢复是在S/UNI+中完成的。恢复时钟(155. 52MHz)在S/UNI+中被除以8，并作为一个 输入来作为位于VCXO输出时钟必须跟踪(如果循环定时被启动)一个UlAC块的PLL电路 的参考时钟。从VCXO输出的时钟作为输入时钟，用来将数据传输到光收发机，在此此时钟 用来同步传输时钟，且作为系统时钟。在UIAC中参考时钟输入和VCXO输出时钟还被除以 一个因子N(对Bellcore，N = 2048，对ITU，N= 128)。在完成对两个被除的时钟之间的相 位比较之后，所产生的电压被送给一个低通滤波器，此后，信号将启动VCX0。通过将传输时 钟(系统时钟)锁定在接收时钟上，可以完成循环定时。在S/UNI+的ATM端有两个4信元同步FIFO，它们由UIAC控制。这一接口作为一SCI/PHY(类似于Utopia)接口。由于FIFO被集成到S/UNI中，故还存在反压(上行)。对 上行方向来说，这意味着如果在IQ总线(在Utopia接口为152.64Mbps)上有155. 52Mbps 的满负载且具有149. 76Mbps ATM信元的最大传输能力，那么在1. 5ms之后，4信元的FIFO 将被充满。
UIAC部件是一个LCA装置，它是在“电源打开复位”期间由一个串行PROM来编程 的。它将3个同步512*9位FIFOs用于信元插入和提取并将一个128Kx8位的SRAM用于路 由选择。UIAC模块具有与S/UNI+部件连接的一个SCH/PHY(类似于Utopia)接口。在网络 (SDH/S0NET)方向和LTs方向上的ATM信元插入是由一个1SIF(信号发送插入FIFO)缓冲 区来处理的。一条OBC总线直接与FIFO的8个数据输入连接。信元插入的方向是由OBC 通过写入到一个附加UIAC寄存器中来指定的。FIFO的第9位用于信元同步和插入方向指 定。一个RAM查询表用于VPI/VCI组成上的信元滤波。RAM具有128K的八位输入。下行信元提取是由一个下行信号发送提取FIFO(DSEF)来执行的。这一缓冲区的 八位输出数据与外围总线连接。所有被提取的信元都被默认复制到下行通信流中。但可以 通过UIAC中的一个通信量控制寄存器来去掉此操作。上行信元提取是通过USEF(上行信号提取FIFO)执行的。这一缓冲区的八位输出 数据与外围总线连接。在上行IQ接口上接收到的一个信元被发送到OBC或上行SDH/S0NET 接口。所有被提取的信元都被默认复制到上行通信量流中。但可以通过UIAC中的一个通 信量控制寄存器来去掉此操作。在下行方向，ATM信元被传输到一个ICOM接口。在上行方向，ATM信元从ICOM被 接收。UIAC可以装有符合IEEE 1149. I(JTAG)说明书的边界扫描接口。图15A中所示为一个ADSL报警控制单元(AOT)的框图，而其功能则示于图15B的 表中。图16和图17表示的分别是ACU的前视图和侧视图。除了前述公开，以下的公开在此也作为参考1997年6月3日申请的名为“在接收到的数字数据中检测删除的方法”的美国专 利号 5，636，253。1997年5月27日申请的名为“快速傅里叶变换专用处理器”的美国专利号 5，633，817。1995年11月21日申请的名为“信号处理器模块”的美国专利申请序列号 08/561，445，它公开了 ADSL 的可选 DPLL。1995年11月20日申请的名为“信号处理器”的美国专利申请序列号08/560，938， 它公开了基于DMT的收发机。1996年1月30日申请的名为“频分多址(FDMA)专用传输系统，在此系统中所用 的发射机和接收机”的美国专利申请序列号08/593，885，它公开了多地址访问的一个DMT
调制解调器。1996年7月10日申请的名为“在多路载波应用中分配数据单元的方法以及执行 此方法的装置”的美国专利申请序列号08/677，468，它公开了 ADSL位分配。1996年7月10日申请的名为“在一组载波中分配数据单元的方法，执行此方法的 映射单元和调制器”的美国专利申请序列号08/675，323，它公开了 ADSL BIGI算法。
1996年8月15日申请的名为“插入数据帧的方法，包括这样一个装置的前校错装置和调制器”的美国专利申请序列号08/700，756，它公开了 ADSL中的插入。1996年9月17日申请的名为“感测电路”的美国专利申请序列号08/718，641，它 公开了 ADSL的动作检测器，在此CO静态等待远程动作。1996年10月11日申请的名为“传输线脉冲响应均衡方法和执行此方法的一个装置”的美国专利申请序列号08/729，429，它公开了在一个模拟(前端)收发机中的ISI降
低算法。1997年1月16日申请的名为“在多载波系统中的导频的自适应分配方法和调制 解调器”的美国专利申请序列号08/783，859，它公开了 DMT导频的再分配。在同一日期申请的名为“降低泄漏的方法和加窗单元，使用加窗单元的傅里叶变 换器和DMT调制解调器”的美国临时申请序列号(Atty. Docket No. 902-575)，它公开了信 号频率或频带噪声的抗干扰性。名为“带有相位转子的发射机、调制器/解调器、通信系统和籍此所执行的方法” 的美国临时申请序列号(Atty. Docket No. 902-576)，它公开了一个DMT转子。名为“在一个网络段上透明传输一个输入时钟信号的方法以及相关的发射机和接 收机单元”的美国临时申请序列号(Atty. DocketNO. 902-577)，它公开了在ADSL上传输的 一个ATM时间参考。名为“对数据进行同步方法以及实现所述方法的发射机和接收机”的美国临时申 请序列号(Atty. Docket No. 902-578)，它公开了在ADSL上的ATM的时钟反向。名为“自适应数据率的初始化协议和相关收发机”的美国临时申请序列号(Atty. Docket NO. 902-579)，它公开了 ADSL 率再协商。名为“分配数据位的方法，利用此方法的多载波和发射机以及接收机，和相关的分 配信息”的美国临时申请序列号(Atty. DocketNo. 902-580)，它公开了 DMT系统中的RFI降 低。名为“基于优先权的访问控制方法和排列”的美国临时申请序列号(Atty. Docket No. 902-581)，它公开了将NT与LTs连接的较早的I*总线。名为“当前控制接口安排”的美国临时申请序列号(Atty. DocketNo. 902-582)，它 公开了一个上电电路。名为“具有优先权的数据传输方法和数据传输安排”的美国临时申请序列号 (Atty. Docket No. 902-583)，它公开了连接NT和LTs的最佳IQ总线，如以上图3中所述。名为“具有电源降低装置的多载波电信系统”的美国临时申请序列号(Atty. Docket No. 902-584)。以及名为“具有电源自适应装置的多载波电信系统”的美国临时申请序列号(Atty. Docket No. 902-555)。尽管已经参考一个最佳模式实施例对本发明进行了表示和描述，但应该了解本领 域技术人员在不偏离本发明的精神和范围的前提下，可以对其方式和细节进行前述的以及 其它各种修改、省略和增加。
权利要求
一种为多个用户位置提供窄带和宽带服务的电信系统，包括至少一个机柜，用于连接到一个公共交换电话网络PSTN和一个异步传输模式ATM网络，通过对应的多条铜双绞线将所述PSTN和所述ATM网络连接到所述多个用户位置；以及多个用户调制解调器，用于连接到所述对应的多条铜双绞线，其中每一条所述铜双绞线用于提供一条不对称数字用户线，以提供普通旧电话服务POTS和按ATM格式的数字信道；其中连接到所述多个用户位置的所述机柜可以在远程配置中作为一个远程机柜，用以通过被用作集线器机柜的一个机柜与所述ATM网络连接，其中所述集线器机柜可用于将所述ATM网络与其它远程机柜以及直接与用户位置连接。
2.根据权利要求1的电信系统，其中所述不对称数字用户线使用离散多音频DMT技术。
3.根据权利要求1的电信系统，其中所述机柜包括一块ATM网络连接NT卡，用以提供与所述ATM网络的连接；连接到所述NT卡的一条ATM信号总线，用以传偷ATM信元；以及连接到所述ATM信号总线的多块线连接LT卡，每一块LT卡用于连接到多条所述铜双 绞线。
4.根据权利要求3的电信系统，其中所述机柜还包括多块低通滤波器卡，其中每一块都对应于到所述PSTN的连接的所述LT卡之一，以及连 接到对应的多条所述铜双绞线及所述对应的LT卡之一，用于将所述PSTN与所述数字信道 分离。
5.根据权利要求4的电信系统，其中每一块LT卡包括一个高通滤波器，用于与每一条 所述铜双绞线连接以将所述POTS与所述LT卡分离。
6.根据权利要求5的电信系统，其中每一用户调制解调器包括一个高通滤波器，用于 与所述对应的铜双绞线连接以将所述用户调制解调器与所述POTS分离。
7.根据权利要求6的电信系统，还包括多个用户低通滤波器，用于连接到位于所述多 个用户位置的所述对应的多条铜双纹线，以及用于连接到一个用户电话以将所述电话与所 述数字信道分离。
8.根据权利要求3的电信系统，还包括一个机架，它可以容纳用于连接到所述PSTN和 所述ATM网络的多个机柜中的所述至少一个机柜，其中所述ATM信号总线是可扩展的以在 多个机柜间共享。
9.根据权利要求8的电信系统，其中在所述机架中只有一个机柜具有一块ATMNT卡，且 在所述机架中没有所述ATMNT卡的其它机柜具有扩展卡，用以将所述其它机柜与所述ATM 信号总线连接。
10.根据权利要求9的电信系统，其中所述多个用户位置通过一个远程机柜被连接到 所述至少一个机柜，且所述至少一个机柜可用作一个集线器机柜，用以将所述ATM网络与 所述远程机柜以及直接与用户位置连接。
11.根据权利要求10的电信系统，其中所述远程机柜用于通过所述集线器机柜或通过 所述机架中的一个备用集线器机柜与所述ATM网络连接。
12.根据权利要求8的电信系统，其中所述多个用户位置通过一个远程机柜被连接到 所述至少一个机柜，且所述至少一个机柜可用作一个集线器机柜以将所述ATM网络与所述远程机柜以及直接与用户位置连接。
13.根据权利要求12的电信系统，其中所述远程机柜用于通过所述集线器机柜或通过 所述机架中的一个备用集线器机柜与所述ATM网络连接。
14.一种电信系统，包括至少一个机柜(34)用以容纳用于与一个宽带网络连接的一块网络连接卡(12a)，用于通过所述机柜的底板总线(78)与所述网络连接卡连接的多块线连接卡(14)，多块上行侧低通滤波器卡(24)，每一块都用于与一个公共交换电话网络连接，其中每 一块上行侧低通滤波器卡都用于与对应的线连接卡连接，用以连接多个电话信号和在对应 的多条铜双绞线(36)上行侧(66)处的对应的多个数字用户线信号；以及位于对应的多个用户位置的多个用户终端，在对应的铜双绞线的下行侧用于连接的每 一用户终端通过所述对应的铜双绞线与对应的上行侧低通滤波器和线连接卡通信，其中每 一用户终端包括在所述对应的铜双绞线的所述下行侧用于连接且用于与对应用户位置(54)处的一个 电话(56)连接的一个下行侧低通滤波器(42)；以及在所述对应的铜双绞线的所述下行侧(68)也用于连接的一个数字用户线调制解调器 (72)，用于与所述对应用户位置处的一个数据终端(76)连接；其中所述至少一个机柜可作为一个远程机柜用在远程配置中通过作为集线器机柜的 一个机柜而与所述宽带网络连接，其中所述集线器机柜可用于将所述宽带网络与其它远程 机柜以及直接与用户位置连接。
15.根据权利要求14的电信系统，其中所述多块上行侧低通滤波器卡是用于插入到所 述至少一个机柜的插槽中的，所述插槽被安排为与所述至少一个机柜的对应线连接卡插槽 相邻。
16.根据权利要求15的电信系统，还包括与所述至少一个机柜独立的一个分离器机 柜，其中一块或多块所述上行侧低通滤波器卡可插入到所述分离器机柜的插槽中而不是所 述至少一个机柜的所述插槽。
17.根据权利要求14的电信系统，其中所述数字用户线信号是一个不对称数字用户线信号。
18.根据权利要求17的电信系统，其中所述不对称数字用户线信号使用DMT。
19.根据权利要求14的电信系统，还包括一个机架，用以容纳通过一条常规数据和控 制总线相互连接的多个机柜中的所述集线器机柜。
20.根据权利要求19的电信系统，其中所述远程机柜用于通过所述集线器机柜或通过 在所述机架中的一个备用集线器机柜与所述宽带网络连接。
21.一种电信系统，包括用户装置，它包括在用户位置(54)使用的一个下行侧低通滤波器(42)，它响应在一个频分多路复用信 号(36)中占据基带位置的一个电话信号(50)，其中多路复用信号也具有一个占据基带以 上位置的宽带信号(58)，仅用以提供所述用户位置和一个PSTN之间的音频通信中所使用 的所述电话信号；以及在用户位置使用的一个数字用户线调制解调器(72)，它响应所述频分多路复用信号以 提供在所述用户位置和一个信息包网络之间的数字通信中所用的所述宽带信号；以及 提供者装置，它包括一个机柜(34)，响应所述电话信号(50)和所述宽带信号(58)，用于提供所述频分多路 复用信号(36)；其中所述机柜可作为一个远程机柜在远程配置中使用，用以通过另一个作为所述提供 者装置的集线器机柜部分使用的机柜来与所述信息包网络连接，其中所述集线器机柜可用 于连接所述信息包网络与其它远程机柜以及直接与用户位置连接。
22.根据权利要求21的电信系统，其中所述机柜包括 用于与所述信息包网络连接的一块NT卡(12a)；用于通过所述机柜的底板总线(78)与所述NT卡连接的LT卡(14)；以及 多块上行侧低通滤波器LPF卡(24)，每一块都用于与所述PSTN连接； 其中每一块上行LPF卡都用于与对应的LT卡连接，用以连接对应的电话信号和在铜双 绞线(36)的上行侧对应的一个宽带信号，其中所述电信系统还包括多个用户装置，每一个 都包括一个下行侧低通滤波器(42)和一个数字用户线调制解调器(72)，每个用户装置都 用于与在对应铜双绞线的下行侧的对应上行侧LPF卡和LT卡连接。
23.根据权利要求22的电信系统，其中所述多块上行侧LPF卡是用于插入到所述至少 一个机柜的插槽中的，所述播槽被安排为与所述机柜的对应LT卡插槽相部。
24.根据权利要求23的电信系统，还包括与所述机柜独立的一个分离器机柜，其中一 块或多块上行侧低通滤波器卡可插入到所述分离器机柜的插槽中而不是所述至少一个机 柜的所述插槽。
25.根据权利要求21的电信系统，其中所述宽带信号是一个数字用户线信号。
26.根据权利要求25的电信系统，其中所述数字用户线是一个不对称数字用户线信号。
27.根据权利要求26的电信系统，其中所述不对称数字用户线信号使用用于调制的DMT。
28.根据权利要求21的电信系统，其中所述提供者装置还包括一个机架，用以容纳通 过常规数据和控制总线连接的多个机柜中的所述集线器机柜。
29.根据权利要求28的电信系统，其中所述远程机柜用于通过所述集线器机柜或通过 所述机架的一个备用机柜与所述信息包网络连接。
30.根据权利要求21的电信系统，还包括多个机架，每一个都容纳至少一个与多个对 应的用户装置连接的机柜。
31.根据权利要求30的电信系统，其中所述机架用于安装在不同的地理位置。
32.一种在电信系统中使用的用户装置，所述电信系统具有用以与一个电话网络和一 个宽带网络连接的机柜，并具有多条用户线用以与多个用户位置的用户装置连接，每一用 户装置包括在用户位置(54)使用的一个低通滤波器(42)，它响应在一个频分多路复用信号(36) 中占据基带位置的一个电话信号(50，52)，其中多路复用信号也具有一个占据基带以上位 置的宽带信号(58，74)，仅用以提供所述用户位置和所述交换电话网络之间的音频通信中所使用的所述低通滤波器(42)和用户电话(56)之间的所述电话信号；以及在用户位置使用的一个数字用户线调制解调器(72)，它用于连接到所述频分多路复用 信号，以提供在所述数字用户线调制解调器(72)和在所述用户位置与所述宽带网络之间 的数字通信中所用的用户的数据终端(76)之间的所述宽带信号；其中所述机柜包括都与所述上行侧节点(66)连接的一个上行侧低通滤波器(40)和一 个上行侧高通滤波器(38)，其中所述频分多路复用信号(36)包括上行信号，所述上行信号 包括占据所述基带位置的一个上行电话信号和占据所述基带以上位置的一个上行宽带信 号，其中所述上行侧低通滤波器(40)响应所述上行信号，仅提供所述上行电话信号，所述 上行侧高通滤波器(38)响应所述上行信号，仅提供所述上行宽带信号。
33.根据权利要求32的用户装置，其中所述宽带信号(58)是按ATM格式来传输的。
34.根据权利要求32的用户装置，其中所述频分多路复用信号(36)是在所述机柜 (34)和用户端的一个下行侧节点(68)之间所连接的双绞线上提供的，所述下行侧节点 (68)用于在下行方向上分离所述低通滤波器(42)和所述数字用户线调制解调器(72)之间 的所述频分多路复用信号，其中所述机柜包括用于在所述下行方向联结所述电话信号(50) 和所述宽带信号(58)，以形成所述频分多路复用信号(36)的一个上行侧节点(66)。
35.根据权利要求32的用户装置，其中所述下行侧低通滤波器(42)和所述数字用户线 调制解调器(72)与一个下行侧节点(68)连接，所述节点通过双绞线与在所述机柜(34)的 一个上行侧节点(66)连接，其中所述机柜包括与所述上行侧节点(66)连接的一个低通滤 波器(40)和一个高通滤波器(38)，其中所述高通滤波器(38)与所述宽带信号(58)连接， 所述低通滤波器(40)与所述电话信号(50)连接。
36.一种在一个机架的多个机柜中使用的机柜，用于电信系统以向多个用户位置提供 窄带和宽带服务，包括用以与一个窄带网络和一个宽带网络连接的机箱，它用于通过对应的多条铜双绞线 将所述窄带网络和所述宽带网络与所述多个用户位置连接，其中所述机箱包括以下多个部 分上部(22)，在其中央部分(24)中容纳多块低通滤波器卡，上面具有可插入到所述机箱 的底板中的连接器，其中所述机箱的上部(22)还具有末端部分(33)，这是为连接所述窄带 网络和所述多条铜双绞线而保留的；以及下部(20)，在其中央部分(14)中容纳线连接卡，每块卡上都具有可插入到所述机箱的 底板中的连接器，其中所述下部(2)包括至少一个末端部分(35)，这是为与所述宽带网络 进行电缆连接的至少一块网络连接卡所保留的。
37.一种在电信系统的机柜中所用的可替换印刷板组件PBA，其中所述机柜用于与电 话网络和宽带网络连接，并具有多条用户线用以与多个用户位置处的用户装置连接，所述 可替换PBA包括对应的多个低通滤波器，每一个都具有用于与包括多条铜双绞线的POTS接口(50)连接的第一个端口 ；以及用于与对应的第二部分的多条铜双纹线连接的第二个端口，用以通过所述机柜的宽带 多路复用总线与所述对应多个用户位置和所述宽带网络连接。
全文摘要
一种为多个用户位置提供窄带和宽带服务的电信系统，包括至少一个机柜，用于连接到一个公共交换电话网络PSTN和一个异步传输模式ATM网络，通过对应的多条铜双绞线将所述PSTN和所述ATM网络连接到所述多个用户位置；以及多个用户调制解调器，用于连接到所述对应的多条铜双绞线，其中每一条所述铜双绞线用于提供一条不对称数字用户线，以提供普通旧电话服务POTS和按ATM格式的数字信道；其中连接到所述多个用户位置的所述机柜可以在远程配置中作为一个远程机柜，用以通过被用作集线器机柜的一个机柜与所述ATM网络连接，其中所述集线器机柜可用于将所述ATM网络与其它远程机柜以及直接与用户位置连接。
文档编号H04M11/06GK101807987SQ20101012394
公开日2010年8月18日 申请日期1998年7月9日 优先权日1997年7月10日
发明者丹尼尔·A·C·维利, 伊曼纽尔·F·博罗夫斯基, 克里丝·范·德·奥维拉, 凯恩·A·G·德·伍尔夫, 吉尔伯特·A·F·范·坎彭霍特, 吉尔特·A·E·范·旺特翰, 弗兰克·里克布希, 彼得·A·R·范·龙普, 彼得·M·L·谢帕斯, 彼得·P·F·路森斯, 德克·M·J·范·埃肯, 爱德华·C·M·贝肯斯, 理查德·H·贝利, 理查德·M·彻维克, 科特·派纳尔特, 约瑟夫·E·萨瑟兰, 罗伯特·N·L·佩施, 赫曼·L·R·维布肯, 马林·V·西梅林 申请人:阿尔卡塔尔公司