語(yǔ)音分離器和分離器板的發(fā)展與應(yīng)用

語(yǔ)音分離器的基本應(yīng)用框圖

語(yǔ)音分離器，簡(jiǎn)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(shuō)的分離器只是指ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Line非對(duì)稱用戶線路）分離器，即基于傳統(tǒng)語(yǔ)音電話線路上共線傳輸寬帶數(shù)字信號(hào)的語(yǔ)音分離器（即ADSL over POTS Splitter），現(xiàn)在ADSL已升級(jí)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(yǔ)音分離器將線路上的低頻音頻信號(hào)（300～3400Hz）和傳輸數(shù)據(jù)的高頻數(shù)字調(diào)制信號(hào)（20KHz～4.4MHz/12MHz）有效分離，然后將音頻信號(hào)送入PSTN（Public Switched Telephone Network）交換機(jī)或POTS（Plain Old Telephone Service）電話機(jī)傳真機(jī)等，將高頻數(shù)字調(diào)制信號(hào)送入DSLAM（DSL Access Multiplexer）/DSL MODEM調(diào)制解調(diào)器。DSL技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶方多個(gè)電話分機(jī)、傳真機(jī)和ADSL調(diào)制解調(diào)器使用時(shí)互不影響，即隔絕寬帶上網(wǎng)在POTS電話機(jī)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(yǔ)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(yǔ)音分離器。用戶端分離器一般是盒式分離器且根據(jù)實(shí)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(jī)柜上，和控制交換板、背板、線路接口板和上聯(lián)板等共同實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音與數(shù)字信號(hào)的分離和傳輸、語(yǔ)音的交換和管理以及寬帶的匯聚等。另外，分離器板上有過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)雷擊、電力線碰觸和感應(yīng)等方面的防護(hù)功能。

語(yǔ)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(yǔ)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(lái)分，有ETSI(European Telecommunications Standards Institute歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))、ANSI(American National Standards Institute美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))、BT(British Telecom英國(guó)電信)、ITU-T G.992（國(guó)際電聯(lián)G.992系列）和中國(guó)MII(Ministry of Industry and Information Technology of the People’s Republic of China中國(guó)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(yǔ)音分離器都是由電感、電容和電阻被動(dòng)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(shí)、縱向平衡、頻帶隔離、DSL頻帶插入損耗等。

插入損耗反映語(yǔ)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(hào)衰減程度，決定了分離器對(duì)通過(guò)信號(hào)的影響程度，損耗越小則通過(guò)信號(hào)衰減越小。

反射損耗反映出分離器各個(gè)端口對(duì)接口阻抗的匹配程度，匹配程度越好反射損耗越小，源信號(hào)絕大部分得以被傳遞到負(fù)載。

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

縱向平衡是指分離器會(huì)因?yàn)門ip和Ring線路上的不對(duì)稱性導(dǎo)致分離器對(duì)差分信號(hào)產(chǎn)生一定的影響，影響信號(hào)傳輸?shù)耐暾?。縱向平衡度越大越好。

頻帶隔離反映分離器在分離低頻語(yǔ)音信號(hào)和高頻數(shù)字信號(hào)時(shí)，對(duì)兩種信號(hào)的隔離程度。頻帶隔離越大越好。

由于分離器分離低頻語(yǔ)音信號(hào)到電話機(jī)或傳真機(jī)，這些設(shè)備是遠(yuǎn)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(guó)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(yǔ)音分離器的演進(jìn)和發(fā)展

從開始的傳統(tǒng)的語(yǔ)音程控交換機(jī)，到調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)上網(wǎng)，再發(fā)展到利用銅線共纜傳輸語(yǔ)音信號(hào)和高頻數(shù)字信號(hào)的DSL技術(shù)。世界各地的工程技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)有銅雙絞線實(shí)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(yǔ)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(jìn)和發(fā)展。

接入技術(shù)主要分為有線接入和無(wú)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(wú)論在穩(wěn)定性、互通性、傳輸速度、傳輸距離和節(jié)省運(yùn)營(yíng)商的投資(投入產(chǎn)出比)等各個(gè)方面，都體現(xiàn)出其他接入技術(shù)無(wú)法相比擬的競(jìng)爭(zhēng)力，DSL仍然是接入技術(shù)的重要力量。特別是光進(jìn)銅退過(guò)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(shì)。DSL接入也逐漸發(fā)展成為IPTV、Triple-Play等流媒體的接入平臺(tái)。DSL接入與家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展結(jié)合緊密，逐步實(shí)現(xiàn)DSL終端的遠(yuǎn)程管理，維護(hù)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(yǔ)音信號(hào)和高頻DSL數(shù)據(jù)信號(hào)，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(huì)通過(guò)電話線對(duì)用戶終端供電，饋電壓為48V；饋電流流過(guò)局端、用戶端分離器，按照國(guó)標(biāo)YD/T-1187，饋電流不小于100mA。

從ADSL到ADSL++、再擴(kuò)展到VDSL/VDSL2，DSL接入技術(shù)的頻帶分布和頻帶擴(kuò)展如圖2。按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，ADSL到ADSL++時(shí)頻帶從30K-1104KHz擴(kuò)展30K-4.4MHz；發(fā)展到VDSL/VDSL2，頻帶分別擴(kuò)展到20K-12MHz擴(kuò)展20K-30MHz。按照歐洲ETSI系列標(biāo)準(zhǔn)，ADSL到ADSL++時(shí)頻帶從32K-1104KHz擴(kuò)展32K-4.4MHz；發(fā)展到VDSL/VDSL2，頻帶分別擴(kuò)展到25K-12MHz擴(kuò)展25K-30MHz。中國(guó)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(dá)12MHz/30MHz。對(duì)分離器的要求更高。由于現(xiàn)代分離器板的集成密度越來(lái)越高，對(duì)分離器的尺寸也越來(lái)越小。

語(yǔ)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(gè)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(jī)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(guò)一個(gè)功能廣泛的機(jī)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(shí)點(diǎn)播電影、電視劇、交互電視、并提供信息服務(wù)、可視電話、遠(yuǎn)程教育等服務(wù)。

IPTV業(yè)務(wù)具有互動(dòng)化、綜合化、個(gè)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(duì)語(yǔ)音分離器的新要求是，當(dāng)電話振鈴和語(yǔ)音通信時(shí)，不會(huì)對(duì)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)電視信號(hào)產(chǎn)生影響，如丟幀產(chǎn)生馬賽克或顯示停頓等。對(duì)分離器的要求則是分離器過(guò)饋電流能力要更強(qiáng)，需要超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求的100mA的饋電流能力，同時(shí)語(yǔ)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(wú)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(gè)用戶分?jǐn)倖蝹€(gè)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(shí)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(duì)語(yǔ)音分離器也提出了的新的要求。首先分離器工作帶寬要擴(kuò)展到12M/30M，分離器工作帶寬更高；其次由于VDSL2擴(kuò)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(yǔ)音通信時(shí)，不會(huì)對(duì)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)電視信號(hào)產(chǎn)生影響，如丟幀產(chǎn)生馬賽克或顯示停頓等，這一點(diǎn)同DSL在IPTV的應(yīng)用。