【摘　要】從理論和實際開發(fā)兩個角度對Virata Helium和ST芯片組的功能和實現(xiàn)進行了詳細的論述　。　
　　關(guān)鍵詞：接入網(wǎng)　不對稱數(shù)字用戶環(huán)路　綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)1　引　言
　　網(wǎng)絡(luò)時代，在Internet上的各種服務(wù)發(fā)展迅猛。原有的窄帶數(shù)據(jù)接入形式多以56K撥號上網(wǎng)、DDN和X．25為主，已嚴重制約了實際數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求，限制了整個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的進一步發(fā)展。為了實現(xiàn)用戶接入網(wǎng)的數(shù)字化、寬帶化，提高用戶上網(wǎng)速度，今后將發(fā)展光纖到戶。但由于光纖用戶網(wǎng)的成本過高，在今后的十幾年甚至幾十年內(nèi)大多數(shù)用戶網(wǎng)仍將繼續(xù)使用現(xiàn)有的銅線環(huán)路，于是近年來人們提出了多項過渡性的寬帶接入網(wǎng)技術(shù)，包括N－ISDN、Cable Modem、ADSL等等，其中，ADSL技術(shù)是提供寬帶服務(wù)到家庭和小公司的一種利用原有銅質(zhì)雙絞電話用戶線的新型接入技術(shù)。它充分利用現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)的雙絞用戶線，利于改造，符合我國當前的國情，成為目前接入網(wǎng)建設(shè)中的一個優(yōu)選方案。
　　華聲集團是一家有著近二十年歷史、致力于網(wǎng)絡(luò)通信和音像發(fā)行的企業(yè)。截至目前為止已推出了華聲PCI ADSL MODEM、USB ADSL MODEM、帶以太網(wǎng)接口的ADSL MODEM和帶路由功能的ADSL ROUTER共四類六個系列產(chǎn)品。該公司生產(chǎn)的WS－2x01系列ADSL MODEM采用的就是Virata Helium　STMicroelectronics公司生產(chǎn)的套片組合。該方案的主要目標是實現(xiàn)CPEADSL參考設(shè)計。WS－2x01提供全速率（ANSI和G．DMT）和G．Lite支持，通過以太網(wǎng)接口（RJ45）或者USB連接到PC機上，能提供上行640kbps、下行8Mbps的非對稱傳輸。
2　ADSL系統(tǒng)簡介
　　在開發(fā)ADSL MODEM過程中，我們選用了Virata公司的Helium（作為主處理機和接口）和STMicroelectronics公司的ASCOT套片。
　　Virata公司生產(chǎn)的Helium由協(xié)議處理機、網(wǎng)絡(luò)處理機以及Utopia和外圍總線接口等幾部分組成。其中的協(xié)議處理機和網(wǎng)絡(luò)處理機核心都是ARM7TDMI RISC（Reduced Instruction SetComputer）。協(xié)議處理機用于一般的處理，在其中運行高層協(xié)議　。而網(wǎng)絡(luò)處理機用于信元、幀和包的處理。Helium能夠運行一整套ATMOS（ATMOperation　System）軟件，包括橋、路由、SNMP（Simple Network Management Protocol）管理、UNI（User Network Interface）信令、NDIS（Network Driver Interface Standard）等。Helium是將ATM物理層設(shè)備，如ATM25或者xDSL，連接到其他象以太網(wǎng)或者USB等接口上的強有力的控制器，為高層協(xié)議處理提供了具備32位處理器的各種硬件接口。該MODEM的硬件還基于ASCOT的套片組：ST70134是模擬前端，ST70135A是DMT（Discrete Multi－tone）引擎。ST70134提供一些額外的濾波、模／數(shù)轉(zhuǎn)換以及VCXO控制（用于中心時鐘恢復）。ST70135A為DMT引擎，進行FFT（Fast Fourier Transform），IFFT（Inverted Fast Fourier Transform）變換，時域及頻域的量化，reed salomon及trellis編碼。ST70135A通過Utopia總線和外圍總線連接到Helium上。
　　整個ADSL MODEM系統(tǒng)的組成如圖1所示。
　　　　　　　　　　　　　
3　各種MODEM的比較
　　珠海華聲公司目前占領(lǐng)市場的四款A(yù)DSL MODEM產(chǎn)品分別是：WS－2301，WS－2601，WS－2801WS－2901。這些ADSL MODEM一方面通過AFE（Analog Front End），DSP（Digital Signal Processing），UTOPIA接口等模塊完成DMT調(diào)制解調(diào)功能，另一方面通過裝有嵌入式操作系統(tǒng)的RISC處理器提供與DTE（Data Terminal Equipment）的接口，使用戶設(shè)備可以通過高速數(shù)據(jù)通道接入寬帶網(wǎng)絡(luò)。由于世界上著名的芯片廠商都推有自己的基于DMT方式的調(diào)制解調(diào)芯片，為使用戶端與局端能互聯(lián)互通，用戶端廠家采取的是根據(jù)局端設(shè)備逐個配套的產(chǎn)品策略，Alcatel局端在市場上占40以上的份額，所以在硬件上一般選用與之兼容的芯片組。　　
　　而在軟件開發(fā)方面，依照不同的主機控制接口，將有不同的控制方式。PCI／USB占用PC機的資源及操作系統(tǒng)進行上層協(xié)議處理和系統(tǒng)配置。而內(nèi)置的RISC CPU的ADSL MODEM則除了操作系統(tǒng)之外還需要依據(jù)不同的CPU完成相關(guān)通信協(xié)議的軟件程序，圖2是軟件構(gòu)成。
　　　　　　　　　　　　　
　　下面四種ADSL MODEM物理層同時支持ANSI TI．413 Issue2，ITU－TG．992．1（G．DMT）和G．992．2（G．Lite），并支持UNI3．0和3．1信令。
　　（1）PCI ADSL MODEM（WS－2301）
　　這種ADSL MODEM是內(nèi)置卡，通過PCI總線與PC機連接。它的特點是：體積小，軟件在PC機內(nèi)，開發(fā)環(huán)境較好，但占用PC機處理資源多，容易產(chǎn)生硬件DMA及I／O沖突等問題。對電信運營商來說，也不便于維護。這種卡對操作系統(tǒng)沒有什么特殊的要求，Windows 95，98，NT4．0，2000均可，它支持的協(xié)議有RFC1577－Classical IPOver ATM，RFC1483－Bridged Ethernet Over ATM PVCs，RFC2364－PPPOver ATM PVCs。
　　（2）USB ADSL MODEM（WS－2601）
　　這種ADSL MODEM通過用戶PC機自帶的USB接口相連，不需要打開機箱，不需要外加電源供電，占用PC資源少，它除了支持上述PCI ADSL MODEM所支持的那些協(xié)議外，還支持PPP Over Ethernet，以及可配置的PAP（Password Authentication Protocol）／CHAP（Chanllenge Handshake Authentication Protocol）認證。這種外置式MODEM的特點是開發(fā)環(huán)境要求較高（在通信處理機上），價格比較昂貴。
　　（3）帶以太網(wǎng)接口的ADSL MODEM（WS－2801）
　　這種ADSL MODEM只需用戶有一個普通的網(wǎng)卡，通過以太網(wǎng)接口（RJ45）連接到PC機上，它也能支持PPP Over Ethernet，也可配置PAP／CHAP認證。這種MODEM是當前寬帶接入市場上的主導產(chǎn)品，它的缺點是用戶端必須安裝驅(qū)動程序。
　　（4）帶路由功能的ADSL MODEM（WS－2901）
　　這種ADSL MODEM也是通過網(wǎng)卡的RJ45口與用戶的PC機相連，它除了支持上述的所有協(xié)議外，還具備路由功能，它能實現(xiàn)DHCP（Dynamic Host C Protocol），DNS（Domain Name Server），NAT（Net Address Translation），以及包的過濾等功能。其缺點是價格偏高　。
4　未來演進
　　ADSL MODEM中的G．Lite由于成本低、安裝方便、即插即用、低功耗、速率是56K Modem的5倍，有望成為標準外設(shè)，從而取代目前廣為采用的話帶Modem，成為用戶上網(wǎng)的有力工具。
　　從ADSL目前的發(fā)展來看，ADSL寬帶接入已經(jīng)不僅僅用作一種純粹的接入技術(shù)，它在高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入方面的應(yīng)用更具有生命力。業(yè)界的許多專家都堅信，以ADSL為主的xDSL技術(shù)終將成為銅質(zhì)雙絞線上的贏家，利用DSL線路同時提供多條分組話音線路的解決方案之一VoDS將是今后幾年最熱門的市場之一。
　　VoDSL就是指在DSL線路上傳送分組話音。目前，VoDSL可以在一條DSL線路上傳送多達24條分組話音鏈路。VoDSL技術(shù)被評為2000年“十大熱點技術(shù)”之一，更被一些公司稱為點銅成金的技術(shù) 。隨著產(chǎn)品的成熟，VoDSL業(yè)務(wù)將在今后4～5年內(nèi)高速發(fā)展，不同的運營公司將以不同的方式進入VoDSL市場。一些長途公司將把它作為進入本地市場的一種手段。大的運營公司將它看作是促進寬帶接入的一種應(yīng)用。而最主要的還是為中小企業(yè)提供低價格的多條電話線。根據(jù)CIR預(yù)測，到2005年全球?qū)⒂?500萬VoDSL線路，其中三分之一在北美 。VoDSL技術(shù)不僅僅是一種新的傳送技術(shù)，它將成為中小型企業(yè)新一代話音業(yè)務(wù)的主要技術(shù)。在今后幾年，VoDSL將成為DSL設(shè)備的一項標準功能，話音正成為DSL業(yè)務(wù)新的殺手锏應(yīng)用。 1　Warrier，P．，Kumar，B．編著．XDSL體系結(jié)構(gòu)．北京：清華大學出版社，2000，11
2　Charles K．Summers．ADSL Standard，Implementation and Architecture.CRC Press ，1999
3　Albert Azzam，Niel Ransom．Broadband Access Techn－ologies．McGraw Hill Compaines，Inc.,1999
4　Technical Report DSL Forum TR－032．CPE Architecture Recommendations for Access to Legacy Data Networks．2000，5