ADSL продукция от STMicroelectronics: решения для широкополосного доступа Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Компоненты и технологии, № 5'2005

Компоненты

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 передавать до 8 Мбит/с данных к пользователю (downstream) и до 1 Мбит/с от пользователя в сеть (upstream).

Денис Дуленцов

Методы модуляции

denis.dulentsov@ В технологии ADSL для модуляции несущей ис-

petrointrade.kiev.ua пользуется 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.

Flash ROM ** Host CPU

ATM/ Utopia POS ln'Band

STM/

RMII/"

SMII/

ATM

Serial Host interface

Рис. 1. Архитектура семейства Copperwing12

STLC612556

Twelve

ADSL

Transceiver

with

PerFlow

SDRAM )

p Ґ "N STLC60454<. Quad AFE

STLC60454 Quad AFE

STLC60454 Quad AFE

STLC60243 Dual Line Driver

t

STLC60243 Dual Line Driver

152

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.

Основные характеристики STLC61256:

• поддержка 12 каналов;

• низкое энергопотребление;

• поддержка ADSL по АТС, ADSL по ISDN, а также любых цифровых линий;

• интегрированный процессор PerFlow IP/ATM;

• кристалл выполнен по технологии CMOS 0,13 мкм;

------www.finestreet.ru-------------------------

Компоненты и технологии, № 5'2005

Компоненты

ST70138

DMT/ATM

MTC20174 AFE

USB PCI

PLL

APB BRIDGE

ROM

»

Line Interface

COMMUNICATION

CONTROLLER

ARM946ES

»

Phone Line

PC/Mac

EEPROM (0-16KB) Optional

ADSL

DMT-U

AAL5

SAR

»

SDRAM INTERFACE

«

JTAG

ISA

(FLASH)

DMA

GPIO

10/100 BRIDGE & MAC

UART

Рис. 2. Архитектура Unicorn II

Рис. 3. Функциональная схема MTC50150

• напряжение ядра 1,2 В (ввод-вывод 3,3 В);

• рабочий диапазон температур от -40 до +85 °С;

• микросхема выпускается в корпусе 676-вы-водном 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 одно-

го 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 впоследствии и Unicorn II. Это чипы ST70138 (DMT) и MTC20174 (AFE).

Основные характеристики ST70138:

• совместимость с ГГО992.1 (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-разрядный 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).

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.

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).

www.finestreet.ru

153