基于SOPC的EDSL Modem的研制

1 引言
目前，xDSL寬帶接入技術(shù)充分利用現有雙絞線(xiàn)資源，為用戶(hù)提供非對稱(chēng)高速通道，尤其是ADSL技術(shù)已被人們廣為接受而成為寬帶接入技術(shù)的主流。然而隨著(zhù)IP交換技術(shù)的成熟與發(fā)展，主干網(wǎng)中交換方式將由 ATM逐步向IP交換方式轉換，因此基于 ATM的ADSL技術(shù)也日益表現出其本身的局限性。基于此，中國信息產(chǎn)業(yè)部與2003年1月提出了基于IP交換網(wǎng)的EDSL技術(shù)，全稱(chēng)為基于時(shí)分雙工的以太數字用戶(hù)線(xiàn)系統（TDD based Ethernet Digital Subscriber Line System（TDD-EDSL））,它結合了目前廣為應用的兩大通信技術(shù) xDSL和Ethernet 的精華，首次在接入網(wǎng)范疇內實(shí)現了IP包的直接傳送,中間無(wú)ATM信令轉換；采用數據突發(fā)技術(shù)，應用以太網(wǎng)碰撞檢測機制，帶寬動(dòng)態(tài)分配,速率高達 10Mbit/s，第二代EDSL技術(shù)能實(shí)現智能頻譜管理，最高速率可達100Mbit/s；TDD-EDSL實(shí)現IP端到端傳送，傳輸距離長(cháng)，標準距離可到8km，環(huán)路質(zhì)量較好時(shí)可到 9km；傳輸效率高，功耗低；完善的網(wǎng)管系統、流量控制和服務(wù)質(zhì)量控制；完全符合 IEEE802.3 Ethernet、YD/T1254-2003 以及ANSI TI 417 頻譜管理標準；安裝簡(jiǎn)便，用戶(hù)端即插即用，使用10/100/1000Mbit/s以太網(wǎng)接口。
獨特的智能頻譜管理技術(shù)和時(shí)分雙工模式，大大簡(jiǎn)化了系統結構，同時(shí)也順應了主干網(wǎng)IP化的趨勢。與傳統 xDSL技術(shù)比較，它不僅克服了 xDSL技術(shù)的許多局限性（如對線(xiàn)路的挑、串擾等），并且增大了傳輸距離，提高了傳輸效率，EDSL系統結構與ADSL類(lèi)似，其核心部分是EDSL Modem.
在EDSL實(shí)現中，本文提出了可剝奪實(shí)時(shí)內核的實(shí)時(shí)操作系統µC/OS-II[1]和32位精簡(jiǎn)指令集軟核處理器 Nios核相結合的方法,構成一種基于可配置的軟核處理器的嵌入式開(kāi)發(fā)平臺。該平臺軟、硬件均可按照用戶(hù)需求進(jìn)行剪裁配置，最大程度地提供了系統設計的靈活性，具有重要的應用價(jià)值，本文重點(diǎn)講述基于SOPC的EDSL Modem的實(shí)現。
2 EDSL系統結構和協(xié)議棧
EDSL的主要技術(shù)特點(diǎn)：(1)IP端到端網(wǎng)絡(luò )；(2)采用時(shí)分復用技術(shù)，雙向帶寬動(dòng)態(tài)分配；
(3)客戶(hù)服務(wù)器模式，I P 包無(wú)碰撞機制；(4)數據突發(fā)技術(shù)。正是由于以上技術(shù)的采用，使得EDSL技術(shù)不僅克服了xDSL技術(shù)的許多局限性，并且增大了傳輸距離，提高了傳輸效率。EDSL的系統結構與ADSL類(lèi)似，由位于用戶(hù)端的EDSL Modem 和 局端的高密度接入復用設備DSLAM(DSL Access Multiplexer)構成，其結構 [2]如圖1。

EDSL技術(shù)是基于 IP交換的新型寬帶接入技術(shù)，它結合了以太網(wǎng)技術(shù)和 xDSL技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)， 為了充分降低用戶(hù)端設備的復雜性，使系統易于統一管理，該系統采用了客戶(hù)服務(wù)器模式，即用戶(hù)端工作在客戶(hù)端模式，局端設備處于服務(wù)器模式，由局端設備進(jìn)行線(xiàn)路的頻譜管理以及速率自適應調試，得到雙絞線(xiàn)中當前所能承受的最大速率以及最佳調制頻率等參數，當用戶(hù)端得 EDSL設備接收到包含此類(lèi)信息的信息幀時(shí)，根據接收到的參數更改自身的參數，從而達到最佳工作狀態(tài)。這種模式下無(wú)需用戶(hù)進(jìn)行設置即可方便使用，從而大大增強了用戶(hù)的易用性。
與基于A(yíng)TM的ADSL技術(shù)相比，EDSL技術(shù)擁有更為簡(jiǎn)單的協(xié)議結構 [3]。如圖2。