語音分離器和分離器板的發(fā)展與應(yīng)用

語音分離器的基本應(yīng)用框圖

語音分離器，簡稱分離器（Splitter），應(yīng)用于xDSL（xDSL是各種DSL的統(tǒng)稱，即數(shù)字用戶線路，是以傳統(tǒng)電話銅線為傳輸介質(zhì)的傳輸技術(shù)，其中x代表不同種類的DSL技術(shù)，包括ADSL++、HDSL、VDSL等）的寬帶通信中。我們常說的分離器只是指ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Line非對稱用戶線路）分離器，即基于傳統(tǒng)語音電話線路上共線傳輸寬帶數(shù)字信號的語音分離器（即ADSL over POTS Splitter），現(xiàn)在ADSL已升級到新版本更高速率的ADSL++和VDSL（Very High Speed Digital Subscriber Line甚高速數(shù)字用戶線）。

語音分離器將線路上的低頻音頻信號（300～3400Hz）和傳輸數(shù)據(jù)的高頻數(shù)字調(diào)制信號（20KHz～4.4MHz/12MHz）有效分離，然后將音頻信號送入PSTN（Public Switched Telephone Network）交換機或POTS（Plain Old Telephone Service）電話機傳真機等，將高頻數(shù)字調(diào)制信號送入DSLAM（DSL Access Multiplexer）/DSL MODEM調(diào)制解調(diào)器。DSL技術(shù)實現(xiàn)用戶方多個電話分機、傳真機和ADSL調(diào)制解調(diào)器使用時互不影響，即隔絕寬帶上網(wǎng)在POTS電話機中產(chǎn)生的電流噪聲，保證優(yōu)質(zhì)的通話效果，也避免由于電話振鈴導(dǎo)致的寬帶上網(wǎng)掉線，保證了一定傳輸距離下的寬帶網(wǎng)上下載的速率等等。圖１是DSL分離器的應(yīng)用框圖。

圖１ DSL語音分離器應(yīng)用框圖

可以看出在CO(Central Office局端或LE，Local Exchange)和CPE(Customer Premise用戶端)都需要使用語音分離器。用戶端分離器一般是盒式分離器且根據(jù)實際需要采取分離器單體設(shè)備外接。局端分離器大都32/48/64路匯集在一塊分離器板上，多塊分離器板又安裝在局端機柜上，和控制交換板、背板、線路接口板和上聯(lián)板等共同實現(xiàn)語音與數(shù)字信號的分離和傳輸、語音的交換和管理以及寬帶的匯聚等。另外，分離器板上有過流過壓保護電路，實現(xiàn)雷擊、電力線碰觸和感應(yīng)等方面的防護功能。

語音分離器的主要指標(biāo)

隨著DSL技術(shù)在全球的普及和推廣，語音分離器也得到了廣泛的應(yīng)用。按照全球的分離器標(biāo)準(zhǔn)來分，有ETSI(European Telecommunications Standards Institute歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)、ANSI(American National Standards Institute美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)、BT(British Telecom英國電信)、ITU-T G.992（國際電聯(lián)G.992系列）和中國MII(Ministry of Industry and Information Technology of the People’s Republic of China中國工業(yè)和信息化部)等。按照分離器應(yīng)用分主要有ADSL over POTS、ADSL over ISDN和VDSL over POTS、VDSL over ISDN等。

現(xiàn)有語音分離器都是由電感、電容和電阻被動器件構(gòu)成的多階濾波器電路，其主要指標(biāo)有POTS插入損耗、POTS反射損耗、群延時、縱向平衡、頻帶隔離、DSL頻帶插入損耗等。

插入損耗反映語音分離器的低通濾波和高通濾波分別在各自的通帶內(nèi)信號衰減程度，決定了分離器對通過信號的影響程度，損耗越小則通過信號衰減越小。

反射損耗反映出分離器各個端口對接口阻抗的匹配程度，匹配程度越好反射損耗越小，源信號絕大部分得以被傳遞到負載。

群延時是指由于分離器的LC濾波電路導(dǎo)致傳輸?shù)恼Z音信號產(chǎn)生延時。延時越小越好。

縱向平衡是指分離器會因為Tip和Ring線路上的不對稱性導(dǎo)致分離器對差分信號產(chǎn)生一定的影響，影響信號傳輸?shù)耐暾??？v向平衡度越大越好。

頻帶隔離反映分離器在分離低頻語音信號和高頻數(shù)字信號時，對兩種信號的隔離程度。頻帶隔離越大越好。

由于分離器分離低頻語音信號到電話機或傳真機，這些設(shè)備是遠程供電，所以分離器必須在指定的饋電流下不至產(chǎn)品特性下降。國標(biāo)ADSL分離器饋電流能力上限為100mA，歐標(biāo)分離器為80mA的上限的饋電流。

語音分離器的演進和發(fā)展

從開始的傳統(tǒng)的語音程控交換機，到調(diào)制解調(diào)器撥號上網(wǎng)，再發(fā)展到利用銅線共纜傳輸語音信號和高頻數(shù)字信號的DSL技術(shù)。世界各地的工程技術(shù)人員對現(xiàn)有銅雙絞線實現(xiàn)了利用利用再利用，接入在已有的銅線上展現(xiàn)出前所未有的活力。隨著ADSL技術(shù)的應(yīng)用，ADSL語音分離器相伴而生，分離器也伴同DSL接入技術(shù)經(jīng)歷著低速到高速的演進和發(fā)展。

接入技術(shù)主要分為有線接入和無線接入，雖然新的接入技術(shù)如FTTx和WiMAX等接入方式發(fā)展迅猛，但有線接入中的DSL接入，隨著ADSL到ADSL++和VDSL/VDSL2的發(fā)展，DSL接入無論在穩(wěn)定性、互通性、傳輸速度、傳輸距離和節(jié)省運營商的投資(投入產(chǎn)出比)等各個方面，都體現(xiàn)出其他接入技術(shù)無法相比擬的競爭力，DSL仍然是接入技術(shù)的重要力量。特別是光進銅退過程中，銅線在最后的幾百米距離傳輸中的主要方式。

近幾年全球有線接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，已呈現(xiàn)出寬帶化、IP化及業(yè)務(wù)融合化的趨勢。DSL接入也逐漸發(fā)展成為IPTV、Triple-Play等流媒體的接入平臺。DSL接入與家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展結(jié)合緊密，逐步實現(xiàn)DSL終端的遠程管理，維護成本持續(xù)降低。

由于DSL接入網(wǎng)絡(luò)需要有效分離傳統(tǒng)的低頻語音信號和高頻DSL數(shù)據(jù)信號，就必須使用分離器，DSL分離器應(yīng)用框圖參考下圖2。通常DSL分離器局端設(shè)備會通過電話線對用戶終端供電，饋電壓為48V；饋電流流過局端、用戶端分離器，按照國標(biāo)YD/T-1187，饋電流不小于100mA。

從ADSL到ADSL++、再擴展到VDSL/VDSL2，DSL接入技術(shù)的頻帶分布和頻帶擴展如圖2。按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)，ADSL到ADSL++時頻帶從30K-1104KHz擴展30K-4.4MHz；發(fā)展到VDSL/VDSL2，頻帶分別擴展到20K-12MHz擴展20K-30MHz。按照歐洲ETSI系列標(biāo)準(zhǔn)，ADSL到ADSL++時頻帶從32K-1104KHz擴展32K-4.4MHz；發(fā)展到VDSL/VDSL2，頻帶分別擴展到25K-12MHz擴展25K-30MHz。中國MII標(biāo)準(zhǔn)為YD/T-1187-2006，歐洲標(biāo)準(zhǔn)有ETSI TS 101 952-1(2)-1/2/3/4等等。

圖２ DSL頻帶分布和發(fā)展

發(fā)展到VDSL/VDSL2的應(yīng)用，分離器應(yīng)用的頻帶分布已高達12MHz/30MHz。對分離器的要求更高。由于現(xiàn)代分離器板的集成密度越來越高，對分離器的尺寸也越來越小。

語音分離器的新應(yīng)用和新應(yīng)用下的特殊要求

DSL技術(shù)的幾個典型新應(yīng)用有IPTV(Internet Protocol Television因特網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電視)和FTTx(Fiber to the Cabinet or Building or Home光纖到樓或到戶的統(tǒng)稱) +DSL應(yīng)用。

IPTV 是以IP寬帶網(wǎng)絡(luò)為傳輸通道、以電視機為終端、為用戶提供交互式多媒體服務(wù)的一種業(yè)務(wù)。主要通過一個功能廣泛的機頂盒，連接寬帶網(wǎng)絡(luò)，在電視上觀看更豐富的節(jié)目頻道，可以隨時點播電影、電視劇、交互電視、并提供信息服務(wù)、可視電話、遠程教育等服務(wù)。

IPTV業(yè)務(wù)具有互動化、綜合化、個性化、人性化和豐富化等特性。參考下圖3可以看出DSL技術(shù)和IPTV的關(guān)系。

IPTV對語音分離器的新要求是，當(dāng)電話振鈴和語音通信時，不會對數(shù)字網(wǎng)絡(luò)電視信號產(chǎn)生影響，如丟幀產(chǎn)生馬賽克或顯示停頓等。對分離器的要求則是分離器過饋電流能力要更強，需要超過標(biāo)準(zhǔn)要求的100mA的饋電流能力，同時語音分離器的縱向平衡特性也更高。

FTTx+DSL應(yīng)用是以EPON(Ethernet Passive Optical Network以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))的FTTX技術(shù)為基礎(chǔ)，延伸光纖到小區(qū)、大樓和樓道的ONU(Optical Network Unit)或MDU(Multi-Dwelling Unit)，利用多用戶以太網(wǎng)型ONU或多用戶DSL型ONU，配合DSLAM板或已集成DSLAM到ONU或MDU的設(shè)備，為用戶提供以太網(wǎng)接口、DSL用戶線以及Cable線，一方面可滿足各種業(yè)務(wù)的接入，另一方面由于多個用戶分攤單個終端成本，使得在保障帶寬的基礎(chǔ)上大大降低了建設(shè)成本，實現(xiàn)最后１英里的網(wǎng)絡(luò)接入。

DSL在FTTx(EPON&GPON)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如下所示：

PON+DSL2plus/VDSL/VDSL2應(yīng)用對語音分離器也提出了的新的要求。首先分離器工作帶寬要擴展到12M/30M，分離器工作帶寬更高；其次由于VDSL2擴展30M后受外界的干擾也較大，要求相鄰信道間串?dāng)_更?。涣硗庥捎谠摷夹g(shù)也包含了IPTV應(yīng)用，一樣要求當(dāng)電話振鈴和語音通信時，不會對數(shù)字網(wǎng)絡(luò)電視信號產(chǎn)生影響，如丟幀產(chǎn)生馬賽克或顯示停頓等，這一點同DSL在IPTV的應(yīng)用。