寬帶接入終端設備的製作方法
2023-05-03 06:23:16 2
專利名稱：寬帶接入終端設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及寬帶接入技術，尤其涉及寬帶接入終端設備。
背景技術：
隨著網際網路的普及與發展，人們對遠程教學、遠程醫療、視頻會議、休閒娛樂等應用需求對網絡帶寬及速率也提出了更高的要求，促使網絡由低速向高速、由共享到交換、由窄帶向寬帶方向迅速發展。目前的常見寬帶接入方式主要有xDSL(數字用戶線路)接入、Cable Modem(有線電視電纜)接入、STB(機頂盒)接入、DDN專線接入以及ATM(異步傳輸模式)網等，而寬帶接入網絡系統中，用戶接入寬帶網絡需要通過寬帶接入終端設備來實現，例如xDSL用戶必須通過Modem(數據機)來接入寬帶網絡。
但是，現有的寬帶接入終端設備一般只能以一種方式接入寬帶網絡，即，使用這樣的接入終端設備只能提供一種接入功能。因此，當需要增加新的接入方式(如接入無線區域網等)或新的功能(如VOIP(語音通過IP協議進行傳輸)等)時，則需要將已有的寬帶接入終端設備更換為帶有新的接入方式或滿足新功能的接入終端設備，或者需要在網絡中添加一個新的設備(例如增加無線通信功能時，通過添加一個接入點(AP)設備，並藉由網口互連實現)，但是，前者將導致更換下來的接入終端設備無法得到有效的利用，後者增加了設備管理的複雜度，使得成本增加。
因此，有必要提供一種寬帶接入終端設備以解決上述問題。
發明內容
本發明提出一種寬帶接入終端設備，以解決現有技術中的寬帶接入終端設備功能單一、不可擴展的問題。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種寬帶接入終端設備，用於實現寬帶網絡與用戶終端的連接，其包括與寬帶網絡連接的基本單元部件及與所述基本單元部件組合連接的擴展單元部件；
所述基本單元部件包括外殼及設於所述外殼中用於實現寬帶接入、處理所述擴展單元部件的上層協議並對整個寬帶接入終端設備進行控制管理的處理單元，存儲數據的存儲單元及用於對外連接的接口單元，所述接口單元包括用於與所述寬帶網絡、用戶終端連接的功能接口及用於與其他基本單元部件或擴展單元部件連接的連接接口；所述擴展單元部件用於提供相應的擴展功能，包括外殼及設於所述外殼中用於完成所述擴展單元部件底層協議實現自身業務功能的功能單元、存儲數據的存儲單元及用於對外連接的接口單元，所述擴展單元部件的接口單元包括用於與用戶終端連接的功能接口及用於與其他基本單元部件或擴展單元部件連接的連接接口。
所述基本單元部件、擴展單元部件的連接接口的接口信號總體上分為電源區與信號區，且對應功能需求和接口擴展應用又包括用於設備的初始化和重要信息的緊急通道的2線制串行總線功能區、用於實現基於乙太網接口的擴展單元部件的連接快速乙太網功能區、用於實現信號復用的復用功能區、用於作為設備的供電通道的電源功能區及用於功能擴展時使用的保留功能區。
所述基本單元部件的連接接口形式為連接插槽，所述擴展單元部件的連接接口形式包括連接插槽及與所述基本單元部件的連接插槽和所述擴展單元部件的連接插槽相對應的連接插頭。
所述寬帶接入終端設備進一步包括用於連接所述基本單元部件的連接件，所述連接件包括板狀主體部，所述主體部相對兩邊對應所述基本單元部件的插槽的信號腳各設有連接端子，所述連接件進一步包括與所述主體部垂直的平衡板。
本發明的有益效果本發明提出一種可擴展的寬帶接入終端設備的平臺方案，在提供一種寬帶接入方式的基本單元部件上可進一步疊加提供其他寬帶接入方式的基本單元部件或提供如LSW接入、WLAN接入、視頻、音頻等功能的擴展單元部件，因此，用戶在應用過程中，可以根據需要，通過增加新的單元部件的方式，接入新的功能及新的接入方式，從而使整個寬帶接入終端設備具備可擴展性，降低設備使用和管理難度。
圖1是本發明寬帶接入終端設備的系統結構框圖；圖2是本發明寬帶接入終端設備的基本單元部件的系統結構框圖；圖3是本發明寬帶接入終端設備的擴展單元部件的系統結構框圖；圖4是本發明寬帶接入終端設備的基本單元部件的結構示意圖一；圖5是本發明寬帶接入終端設備的基本單元部件的結構示意圖二；圖6是本發明寬帶接入終端設備的的連接件的結構示意圖；圖7是本發明寬帶接入終端設備的的擴展單元的結構示意圖；圖8是本發明寬帶接入終端設備的組合示意圖；圖9是本發明寬帶接入終端設備的基本單元部件無線連接的示意圖。
具體實施例方式
請參照圖1，本發明寬帶接入終端設備用於實現寬帶網絡與用戶終端的連接，包括與寬帶網絡40連接、獨立實現寬帶接入功能的基本單元部件10及與所述基本單元部件10組合連接、提供擴展功能的擴展單元部件20。
請參照圖2，所述基本單元部件10如數字用戶線路數據機(xDSLModem)、機頂盒(STB)等設備，可作為獨立的寬帶接入設備供用戶使用，也可與其他基本單元部件10或所述擴展單元部件20組合，共同完成更多功能，即，以ADSL基本單元部件為例，其可通過電話線將計算機設備終端接入寬帶網絡，也可與STB基本單元部件、無線區域網(WLAN)擴展單元部件、區域網交換(LSW)擴展單元部件等組合實現將電視終端接入寬帶網絡、無線通信、區域網接入等相應的擴展功能。
所述基本單元部件10包括用於實現寬帶接入功能及處理所有擴展單元部件20的上層協議與對整個寬帶接入終端設備進行控制管理的處理單元11、存儲數據的存儲單元12及用於對外連接的接口單元13。
所述處理單元11可採用現有的相應硬體體系結構通過軟體升級實現。
例如，對於ADSL基本單元部件，可採用200MHz以ARM9為核心的LSI的AR901處理器，其與AR8203(ADSL模擬前端)連接完成ADSL接入處理，實現相應的寬帶接入功能；與乙太網及USB控制器AR229連接以實現快速乙太網和USB的處理；另外，AR901處理器還提供EBB擴展接口，從而可以配置成PCMCIA模式以實現WLAN接入。而對所述的對擴展單元部件的上層協議的處理及對整個寬帶接入終端設備進行控制管理則通過在所述AR901處理器上編制相應程序來實現。
對於STB基本單元部件，可以採用專用的處理晶片C-Cube的ZIVA5，並在外部附以聲音解碼器和乙太網控制器，從而完成視頻數據流由IP向普通模擬電視信號的轉換，其可通過其上的乙太網接口直接和小區寬帶接口連接，也可以同所述的ADSL基本單元部件組合後與寬帶網絡的ADSL接口連接，或是與WLAN擴展單元部件連接，支持WLAN上行。而對所述的對擴展單元部件的上層協議的處理及對整個寬帶接入終端設備進行控制管理則通過在所述處理晶片C-Cube的ZIVA5上編制相應程序來實現。
工作時，所述寬帶接入終端設備可以自動啟動已經存儲在所述基本單元部件10上的相應軟體模塊，或從網絡上下載/升級相應程序以適應上述新功能和新需求。
所述接口單元13包括用於與寬帶網絡40、用戶終端30連接的功能接口131及用於與其他基本單元部件10或擴展單元部件20連接的連接接口132。
請參照圖3，所述擴展單元部件20可以是實現無線區域網(WLAN)或區域網交換(LSW)接入及視頻或音頻等功能的部件，其與所述基本單元部件10組合連接後，為基本單元部件10提供相應的擴展功能，其包括用於完成底層協議實現自身業務功能的功能單元21、存儲數據的存儲單元22及用於對外連接的接口單元23。
其中，所述擴展單元部件20的功能單元21完成所述擴展單元部件20的底層協議的處理，其位於上層協議的處理由與其連接的基本單元部件10完成。
所述擴展單元部件20的接口單元23包括用於與用戶終端30連接的功能接口231及用於與其他基本單元部件10或擴展單元部件20連接的連接接口232。
所述擴展單元部件20可將現有的設備經過接口調整後實現，例如，可以將WLAN無線網卡PCMCIA接口的信號對應部件間連接接口上相應功能信號的分布順序重新排列，放在適合堆疊的殼體中即可成為WLAN擴展單元部件，或者是為了實現特定的功能，開發具有特定功能及相應接口的專用部件。
所述基本單元部件10的連接接口132的接口信號、擴展單元部件20的連接接口232的接口信號可分別採用如下方式定義表1
如表1所示，本發明中接口信號定義總體上分為電源區與信號區連兩個區域，考慮各部件的功能需求和接口的擴展應用，又分為I2C(2線制串行總線)功能區、FE(快速乙太網)功能區、Loacl Bus(本地總線)/PCMCIA(個人電腦記憶體卡國際協會)復用功能區、Power(電源)功能區及保留功能區。各連接接口132、232可使用板卡插座實現，例如可以採用通用的PCI板卡插座等。
所述I2C功能區為2線制串行總線，包含一個時鐘和一個雙向數據線，用於設備的初始化和重要信息的緊急通道。
所述FE功能區為乙太網差分線，用於實現基於乙太網接口的擴展單元部件的連接。
所述Loacl Bus/PCMCIA復用功能區，根據功能需求，以分時方式工作在Local Bus或PCMCIA模式下，該功能區接口即可以作為普通Local Bus使用以支持普通擴展單元部件，也可以作為PCMCIA使用以支持WLAN擴展單元部件。
且所述FE功能區和Loacl Bus/PCMCIA復用功能區作為正常工作情況下整個擴展寬帶接入終端設備的主要數據和控制總線。
所述保留功能區用於今後功能擴展時使用。
所述Power功能區用於作為設備的供電通道，如表2所示，為本發明各部件連接接口的電源信號分布舉例，其中接口信號上分別在信號區內定義了5V、3.3V、在電源區內定義供電總線，從而支持集中供電和分布供電2種模式，信號區的電壓主要用於基本單元部件10直接向擴展單元部件20提供其所需電壓，電源區的電壓信號主要提供大功率電源，各部件所需電源由該電源線上直接取出或自行做相應變換。
表2
本實施例中，各基本單元部件10連接接口132的接口信號、擴展單元部件20的連接接口232的接口信號定義均相同，以使各部件間可自由連接組合，從而方便用戶使用。另外，上述接口信號定義是一種以信號復用為基礎，針對不同的設備形態使用不同的控制方法，以實現擴展單元部件的多樣化和開放式，除了上面提到的Local Bus、PCMCIA外，其也可以進一步兼容MINI PCI、Card Bus等其它信號定義形式。
使用時，如上所述，將所需的基本單元部件10、擴展單元部件20的相應連接接口132、232連接組合成為可擴展的寬帶接入終端設備，上電後，基本單元部件10首先通過I2C總線檢測設備基本信息，按I2C總線標準依次讀取整個設備的信息，並啟動相應的軟體模塊通過Local Bus/PCMICA或FE繼續進行設備的初始化等工作，待設備正常啟動後業務和控制數據將通過FE和Local Bus/PCMCIA進行收發。
請參照圖4與圖5，本發明基本單元部件10各單元設於一個外殼15中，形成結構上獨立的可堆疊裝置，本實施例中，所述外殼15略呈長方體形，所述連接接口132形式為設於所述外殼15中的連接插槽151，所述連接插槽151的信號腳上按上述接口信號定義進行定義，所述連接插槽151可僅設於所述外殼15頂面上(如圖4)，也可分別於所述外殼15頂面、底面各設有一個插槽151(如圖5)。
請參照圖6，為了實現所述基本單元部件10之間的連接，所述寬帶接入終端設備進一步包括連接件30。所述連接件30包括略呈板狀的主體部31，所述主體部31相對兩邊對應所述基本單元部件10連接插槽內信號腳各設有連接端子，從而可作為信號連接的插卡，另外，為保持連接時的穩定性，所述連接件30進一步包括與所述板體垂直的平衡板32。所述連接件30主體部兩端分別插入不同基本單元部件10上的插槽151內，與插槽151內的信號腳連接通信，實現兩基本單元部件10的連接，進而實現擴展功能。另外，所述連接件30的金手指上還可進一步設有保護殼體(圖未示)，以增強固定能力。
請參照圖7，本發明擴展單元部件20各單元設於一個外殼25中，形成結構上獨立的可堆疊裝置，所述擴展單元部件20的外殼25與所述基本單元部件10的外形相配合，以使其可堆疊的組合於所述基本單元部件10上。
所述擴展單元部件20的連接接口232形式為分別設於所述擴展單元部件20外殼25兩相對面的設有相應信號腳的連接插槽251、插頭252，所述連接插槽251、插頭252的信號腳也按上述接口信號定義進行定義，以實現所述擴展單元部件20與基本單元部件10、及兩擴展單元部件20之間的組合及連接。所述擴展單元部件20的插頭252插設在所述基本單元部件10的插槽161中實現擴展單元部件20與所述基本單元部件10的組合及連接。一個擴展單元部件20的插頭252插設在另一擴展單元部件20的插槽251中，實現擴展單元部件20間的組合及連接，以實現在基本單元部件10疊加多個擴展部件單元10，實現多種擴展功能。
如圖8所示，為本發明寬帶接入終端設備的全功能組合方式舉例，其中ADSL基本單元部件82兩側各設有插槽，STB基本單元部件81一側設有插槽，WLAN擴展單元部件92、LSW擴展單元部件91兩側分別設有插頭、插槽，且這些插頭、插槽作為連接接口，各接口按上述接口定義進行定義。將所述ADSL基本單元部件82置於STB基本單元部件81上並通過兩端分別插設在ADSL基本單元部件82的插座及STB基本單元部件81的插座中的連接件30，將所述ADSL基本單元部件82與STB基本單元部件81組合在一起，並實現通信連接。所述LSW擴展單元部件91置於所述ASDL基本單元部件82上，通過插頭插設在所述ADSL基本單元部件82另一側的插槽中，將所述LSW擴展單元部件91連接至所述ADSL基本單元部件82上，即，實現擴展單元部件與基本單元部件的連接通信。所述WLAN擴展單元部件92通過插頭插設至所述LSW擴展單元部件91上的插槽中，連接至LSW擴展單元部件91，即，實現擴展單元部件在基本單元部件上的疊加。
另外，本發明所述基本單元部件10之間還可以通過分別連接WLAN擴展單元部件實現基本單元部件10之間的無線連接。例如請參照圖9，將ASDL基本單元部件82，通過上述插頭、插槽與WLAN擴展單元部件連接92，將STB基本單元部件81，通過上述插頭、插座與WLAN擴展單元部件82連接，從而可通過無線網絡實現ASDL基本單元部件82與STB基本單元部件81的無線連接。
可以理解，在此組合方式和接口定義基礎上，設備還有更多的基本單元部件和擴展單元部件形式，在此沒有一一描述。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種寬帶接入終端設備，用於實現寬帶網絡與用戶終端的連接，其特徵在於，包括與寬帶網絡連接的基本單元部件及與所述基本單元部件組合連接的擴展單元部件；所述基本單元部件包括外殼及設於所述外殼中用於實現寬帶接入、處理所述擴展單元部件的上層協議並對整個寬帶接入終端設備進行控制管理的處理單元，存儲數據的存儲單元及用於對外連接的接口單元，所述接口單元包括用於與所述寬帶網絡、用戶終端連接的功能接口及用於與其他所述基本單元部件或擴展單元部件連接的連接接口；所述擴展單元部件用於提供相應的擴展功能，包括外殼及設於所述外殼中用於完成所述擴展單元部件底層協議實現自身業務功能的功能單元、存儲數據的存儲單元及用於對外連接的接口單元，所述擴展單元部件的接口單元包括用於與所述用戶終端連接的功能接口及用於與其他所述基本單元部件或擴展單元部件連接的連接接口。
2.如權利要求1所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於所述擴展單元部件為實現無線區域網或區域網交換接入、視頻或音頻功能的部件。
3.如權利要求1所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於所述基本單元部件為實現寬帶接入的xDSL、機頂盒部件。
4.如權利要求1所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於所述基本單元部件、擴展單元部件的連接接口的接口信號總體上分為電源區與信號區，且所述基本單元部件、擴展單元部件的連接接口的接口信號對應功能需求和接口擴展應用又分為若干功能區。
5.如權利要求4所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於所述接口信號的功能區進一步包括用於設備的初始化和重要信息的緊急通道的2線制串行總線功能區、用於實現基於乙太網接口的擴展單元部件的連接快速乙太網功能區、用於實現信號復用的復用功能區、用於作為設備的供電通道的電源區及用於功能擴展時使用的保留功能區。
6.如權利要求5所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於所述復用功能區的信號復用為Loacl Bus/PCMCIA信號復用，其以分時方式工作在Local Bus或PCMCIA模式下，用於分別支持普通擴展單元部件或無線區域網擴展單元部件。
7.如權利要求5所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於所述基本單元部件通過2線制串行總線檢測設備基本信息，並按2線制串行總線標準依次讀取整個設備的信息，啟動相應的軟體模塊通過所述復用功能區或乙太網功能區進行設備的初始化，所述快速乙太網功能區、復用功能區為所述擴展寬帶接入終端設備正常啟動後的主要數據和控制總線。
8.如權利要求5所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於所述電源功能區進一步包括位於信號區內用於所述基本單元部件向所述擴展單元部件供電的電壓信號及位於電源區用於提供大功率電源的供電總線。
9.如權利要求5所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於所述基本單元部件的連接接口形式為連接插槽。
10.如權利要求5所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於所述擴展單元部件的連接接口形式包括連接插槽及與所述基本單元部件的連接插槽和所述擴展單元部件的連接插槽相對應的連接插頭。
11.如權利要求1所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於進一步包括用於連接所述基本單元部件的連接件，所述連接件包括板狀主體部，所述主體部相對兩邊對應所述基本單元部件的插槽的信號腳各設有連接端子，所述連接件進一步包括與所述主體部垂直的平衡板。
12.如權利要求2所述的寬帶接入終端設備，其特徵在於所述基本單元部件分別通過所述基本單元部件的連接插槽與一個無線區域網擴展單元部件的連接插頭配合連接實現無線連接。
全文摘要
本發明提供一種寬帶接入終端設備，用於實現寬帶網絡與用戶終端的連接，其包括與寬帶網絡連接的基本單元部件及與所述基本單元部件組合連接的擴展單元部件。所述基本單元部件包括外殼及設於所述外殼中用於實現寬帶接入、處理所述擴展單元部件的上層協議並對整個寬帶接入終端設備進行控制管理的處理單元，存儲單元及接口單元。所述擴展單元部件用於提供相應的擴展功能，包括外殼及設於所述外殼中用於完成所述擴展單元部件底層協議實現自身業務功能的功能單元、存儲單元及接口單元。所述基本單元部件、擴展單元部件的接口單元分別設有可與其他基本單元部件或擴展單元部件連接的連接接口。
文檔編號H04L12/28GK1668016SQ20041000840
公開日2005年9月14日 申請日期2004年3月10日 優先權日2004年3月10日
發明者陳傳寧, 王洪新 申請人:華為技術有限公司