|
ADSL-продукция от STMicroelectronics: решения для широкополосного доступа
Доступ к всемирной сети Интернет становится все более привлекательным в связи
с расширением возможностей, предоставляемых различными веб#порталами. В этих условиях коммутируемый доступ постепенно сдает свои позиции технологии xDSL (Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия). В наиболее перспективном с точки зрения развития сегменте домашних пользователей и малых офисов, где традиционно больше данных получают из сети, чем передают в нее, разумнее всего использовать технологию ADSL (Asymmetric DSL), позволяющую в передавать до 8 Мбит/с данных к пользователю (downstream) и до 1 Мбит/с от пользователя в сеть (upstream).
Методы модуляции
В технологии ADSL для модуляции несущей используется дискретная мультитоновая модуляция (DMT — Discrete MultiTone). В полномасштабном варианте ADSL по технологии DMT весь диапазон частот от 0 до 1104 кГц разделяется на 256 несущих частот с шагом 4,3125 кГц. Для образования несущих используется 256-точечное комплексное преобразование Фурье, и на каждой из них применяется квадратурная амплитудная модуляция (QAM) с числом бит на несущую до 15 и частотой модуляции 4 кГц.
Достоинство DMT в том, что возможно независимое изменение числа бит, передаваемых за одно изменение сигнала, для каждого из поддиапазонов. Имеет смысл использовать менее «емкие» посылки, так как их можно принимать с большей надежностью. Да и потеря при этом не так страшна, поскольку теряется меньше бит. Подробно этот метод модуляции описан в стандартах ITU G.992.1 (G.dmt) и ANSI T1.413 Issue 2.
Там же определены требования к характеристикам и способу действия соответствующих модемов. Кроме того, существует отдельный стандарт, регламентирующий процедуру установления соединения (хэндшейк — handshake)— ITU G.994.1 (G.hs). В нем определяется процесс выбора общего режима работы сторон, от которого зависит скорость.
В общем случае все ADSL-оборудование можно разделить на две большие группы: оборудование, устанавливаемое на ЦАТС и служащее для объединения DSL-линий в общий канал (мультиплексор доступа DSLAM — DSL Access Multiplexer), и пользовательское (абонентское) оборудование (CPE — Customer Premises Equipment). Инженеры компании STMicroelectronics (www.st.com) для обеих групп оборудования разработали решения, использование которых позволяет достичь высокого уровня технических показателей и привлекательной цены готового оборудования. Эти свойства уже оценили европейские производители ADSL-оборудования. Рассмотрим их более подробно.
Разрабатываем DSLAM
Для построения мультиплексора доступа предлагается использовать микросхемы семейства Copperwing12. Под этим красивым названием скрываются: 12-канальный DMT приемопередатчик STLC61256, 4-канальный ADSL/ADSL2+ аналоговый интерфейс (AFE — Analog Front End) STLC60454 и 2-канальный линейный драйвер STLC60243. Микросхемы этого семейства включают все ADSL/ADSL2+ функции для интерфейсов ATM/IP.
Рис. 1. Архитектура семейства Copperwing12
Основные характеристики STLC61256:
- поддержка 12 каналов;
- низкое энергопотребление;
- поддержка ADSL по АТС, ADSL по ISDN, а так же любых цифровых линий;
- интегрированный процессор PerFlow IP/ATM;
- кристалл выполнен по технологии CMOS 0,13 мкм;
напряжение ядра 1,2 В (ввод-вывод 3,3 В);
- рабочий диапазон температур от –40 до +85 °С;
- микросхема выпускается в корпусе 676-выводном PBGA.
Основные характеристики STLC60454:
- наличие программируемых фильтров и усилителей;
- обнаружение сигнала согласно ITU-T и ANSI;
- полное программирование посредством STLC60256;
- низкое энергопотребление (0,8 Вт);
- расширенный температурный диапазон;
- напряжение питания 3,3 В;
- корпус LBGA144.
Основные характеристики STLC60243:
- низкий уровень шума (3,5 нВ/Гц);
- максимальный выходной ток 600 мА;
- низкий уровень искажений;
- защита от перегрузки;
- корпус HTSSOP28.
Разрабатываем абонентский модем
Абонентские устройства, в зависимости от наделенных возможностей, можно разделить на две группы: маршрутизаторы (ADSL-шлюзы) и индивидуальные устройства. Первые наделены встроенными сетевыми процессорами, обладают как минимум одним портом Ethernet и предназначены для организации широкополосного доступа группы пользователей (например, домашней сети или сети малого офиса). Индивидуальные же модемы наиболее подходят для тех случаев, когда необходимо подключение всего одного пользователя. Такие устройства обычно оснащаются одним портом USB, содержат только самое необходимое (DMT + AFE), а функции обработки сетевых протоколов возлагаются на программное обеспечение, запускаемое на подключенном ПК.
Для производства простейшего ADSL-модема в STMicroelectronics разработали микросхемы семейства Unicorn, а в последствии и Unicorn II. Это чипы ST70138 (DMT) и MTC20174 (AFE).
Рис. 2. Архитектура Unicorn II
Основные характеристики ST70138:
- совместимость с ITU992.1 (полнофункциональный ADSL, ADSL по АТС, ADSL по ISDN), ITU 992.2 (G.Lite);
- прямой интерфейс USB 1.1;
- прямой интерфейс для внешней последовательной памяти 8/16 бит;
- прямой интерфейс для AFE MTC20174;
- напряжение питания 1,8 и 3,3 В;
- совместимость с уровнем TTL;
- управление энергопотреблением;
- низкое энергопотребление (не более 0,45 Вт);
- корпус TQFP144 и LFBGA80.
Основные характеристики MTC20174:
- полностью интегрированный AFE и линейный драйвер;
- 12-рязрядный АЦП, полоса пропускания 1,1 МГц;
- поддержка большинства ADSL-стандартов;
- рассеиваемая мощность 900 мВт;
- корпус TQFP100.
Для разработки маршрутизатора в паре с микросхемой MTC20174 оптимально использовать микросхему MTC50150 (шлюзовой процессор ADSL).
Рис. 3. Функциональная схема MTC50150
Основные характеристики MTC50150:
- RISC-процессор для обработки сетевых протоколов ARM946ES;
- ATM-процессор;
- 10/100 Base-T Ethernet;
- интерфейс для MTC20174;
- JTAG-интерфейс;
- работа на частоте 140 МГц;
- корпус PBGA208.
 Рис. 4. Плата и внешний вид модема GS-USB174
В том, что описанные микросхемы могут отлично работать в качестве основы для ADSL-модемов, можно убедиться, проинсталлировав одно из готовых решений от STMicroelectronics — индивидуальный USB-модем USB174 или маршрутизатор ETH50150. Изделия поддерживают работу с большинством DSLAM ведущих производителей, поддерживают современные операционные системы (Win, Mac OS, Linux). Модемы можно заказать как полностью готовые (в корпусе, с необходимым комплектом соединительных шнуров), так и в виде отдельной платы (в этом случае можно создать свой, оригинальный дизайн или выполнить дизайн в уже разработанном и узнаваемом стиле).
Денис Дуленцов
|
