CN101248656A - 共享的dsl网络和部署方法 - Google Patents

Abstract

为电信运营商和家庭之间的互连提供了DSL网络拓扑。给每个家庭提供了有助于进行数字通信的HCC(家用通信中心)。数字通信包括DSL(数字用户线)通信。还提供了形成DSL网络以便重复使用现有的铜线对的方法。

Description

共享的DSL网络和部署方法

技术领域

本发明涉及电信领域，具体来说，涉及有线网络。

背景技术

“最后一公里”为用户提供了与电信运营商的直接连接。“最后一公里”的标准电信网络配置为星型或集线器配置。家庭通常具有集中到一个集线器中的两个或更多铜线对；更多线缆数量的双绞线线缆，速度更高的线缆(如北美的T1/T3或全世界的E1/E3)或者光纤通过集线器将信号传输回中心局(CO)。远端站点通常是居住区中的被供电的机柜。

典型地，电信运营商所拥有的最大的一种资源是在它们的区域内进入每个家庭的双绞线。要替换此资源极其昂贵，且由于存在便宜得多的接入技术的希望，因而这种替换被推迟了。当前可用的是无线解决方案，但是，有关安全性和可用带宽的问题仍然很严重。此外，利用无线解决方案回避“最后一公里”使得对已经安装的双绞线的所有投资变得无用。对双绞线的大部分投资已经从初始安装开始被分期偿还，但是电信运营商希望最大化它们的投资回报率(ROI)。

许多电信运营商提供某种形式的DSL(数字用户线)业务，该业务使得能够通过铜制双绞线的电话线接入因特网。有许多种DSL，其在不同距离上具有不同的传输带宽级别。DSL技术的实例包括ADSL(异步DSL)、SDSL(对称DSL)，以及VDSL(甚高速DSL)。最新的技术是VDSL2(甚高速DSL版本2)，其使得能够在短距离内(1-2kft或大约1/2km)以大约50Mb/s(兆比特/秒)的速率实现对称DSL业务，如图7所示。一般而言，随着带宽增大，可以传输该带宽的距离缩小。还有通过双绞线来使用以太网的其他技术。诸如VoIP(基于Internet协议的语音)之类的技术使得线缆提供商之间产生竞争，这些线缆提供商拥有他们自己的网络，包括他们自己的“最后一公里”，并通过他们的娱乐服务获得资助。相对于电信运营商当前所做的，他们有必要提供距离CO远得多的情况下的大得多的带宽。

基于光纤的解决方案不是对于这里所讨论的问题的切实可行的解决方案。在光纤到节点(FTTN)或光纤到路边(FTTC)体系结构中，可以将DSLAM(DSL接入复用器)移得更靠近用户，从而增大了可用带宽。然而，光纤、设备的机柜，机柜所占的房地产，以及电源并不是已经存在于电信网络中。安装此基础设施需要庞大的物流，并且非常昂贵。光纤到驻地(FTTP)通过将新的光纤直接接入到用户的房屋使得FTTC/N方法更进一步。由于光纤并不是已经存在于网络中，因此需要安装，这又需要很多费用。所展示的这些正在使用的技术一般基于PON(无源光网络)体系结构。这些体系结构已经出现了许多年，极少有人采用，直到VoIP电话变得在商业上可行。

近来业界开始主动关注共享带宽的方法，特别是在双绞线网络上。前提是，如果原始高带宽信号被分成多个片段，并通过作为单独传输路径的若干线对发送，那么，带宽可以在几乎每种距离下被显著地增大。在该方法中，假设有另外的线对可用于此目的。在每个物理线路上插入了基于协议的开销，以便于被分成若干片段传输的信号可以在远端以正确的顺序被组装。此过程叫做“捆绑(bonding)”，并正在以G.BOND(ITU规范G.998.1-ATM，2-以太网，3-反向多路复用)为名称进行规范。将该方法应用于现有的线缆设施的难度是：一般有2个到4个之间的线对进入每个住宅，如果在与CO的平均距离为2.5km的情况下，当前ADSL的容量为4Mb/s，那么这会产生可用于每个房屋的16Mb/s的最大值。通常在住宅中只有2个线对，在相同情况下最大带宽将是8Mb/s。即使利用MPEG4压缩(当前不是很常用)，由于其带宽、抖动特性和延迟必须得到保证，因此对于视频传输来说，仍然认该带宽非常紧张。

对双绞线线缆设施进行改装(即：在整个网络中安装另外的双绞线)可能像用光纤替换它一样昂贵。

发明内容

根据一个方面，本发明提供了一种有线网络，包括：将至少一个电话网络交换设备连接到相应的第一用户通信节点的至少一个网络连接；多个第二用户通信节点；通信节点之间的多个互连，使得所有通信节点以线性方式互连，并至少具有一个到网络交换设备的通信路径，每个互连都包括导电双绞线；以及每个用户通信节点中的业务流分/插功能。

在某些实施例中，业务流分/插功能包括数据包分/插功能。

在某些实施例中，网络交换设备是从包括中心局、DLC(数字回路载波器)节点、网络POP(入网点)的组中选择的。

在某些实施例中，网络交换设备是分线箱中的网关节点。

在某些实施例中，有线网络和将至少一个电话网络交换设备连接到相应的第一用户通信节点的至少一个网络连接包括：在网关节点和相应的第一用户通信节点之间的至少一个连接。

在某些实施例中，网关节点被连接到网络侧的多个导电双绞线，这些双绞线用于将业务流传递到网关节点和相应的第一用户通信节点之间的至少一个连接，或传递来自所述至少一个连接的业务流。

在某些实施例中，网关节点和相应的第一用户通信节点之间的至少一个连接包括：网关节点和两个第一用户通信节点中的每个之间的相应的网络连接。

在某些实施例中，互连形成环形拓扑。

在某些实施例中，业务流在围绕环形拓扑的两个方向上流动。

在某些实施例中，互连形成线性ADM(分/插复用器)。

在某些实施例中，每个用户通信节点中的数据包分/插功能将从网络上接收到的数据包取给用户通信节点，并将来自用户通信节点的数据包插入网络。

在某些实施例中，数据包分/插功能涉及DSL(数字用户线)通信。

在某些实施例中，DSL通信是从包括ADSL(异步DSL)、SDSL(对称DSL)、Uni-DSL(通用DSL)、VDSL(甚高速DSL)，以及VDSL2(甚高速DSL版本2)的组中选择的。

在某些实施例中，每个用户通信节点包括：用于提取通过互连传输的、来自网络交换设备的电源信号的电路。

在某些实施例中，对于每个用户通信节点：数据包分/插功能提取对应于特定用户通信节点的数据包，重新生成所有其他数据包，并对这些数据包进行转发；每个被取下的数据包以数字方式被传递到数字接口，或被转换为模拟形式传递到模拟接口。

在某些实施例中，每个用户通信节点包括：本地电源。

在某些实施例中，至少某些互连由现有的星形拓扑网络的部分导电双绞线构成。

在某些实施例中，每个用户通信节点包括用于通过无线连接与另一个用户通信节点进行通信的收发器。

在某些实施例中，在通过互连到网络交换设备的现有通信路径变得不可用的情况下，无线连接构成到网络交换设备的一部分可替选的通信路径。

在某些实施例中，有线网络进一步包括：多个第二用户通信节点；第二通信节点之间的多个互连，使得多个第二通信节点中的所有通信节点线性连接，每个互连包括导电的双绞线；将多个第二用户通信节点中的至少一个连接到多个第一用户通信节点中的一个的至少一个无线连接；以及多个第二用户通信节点中的每个中的业务流分/插功能。

根据另一个方面，本发明提供了一种形成DSL网络的方法，包括：使用从网络交换节点到第一用户端设备的现有的导电双绞线连接；断开从网络交换节点到第二用户端设备的连接，将该连接重新连接到第一用户端设备，使得第一用户端设备和第二用户端设备互连，对于其他用户端设备也是如此。

在某些实施例中，断开和重新连接是在分线箱中的配线盘中执行的。

在某些实施例中，该方法进一步包括：使用现有的从网络交换节点到另一个第一用户端设备的另一个导电双绞线连接；其中，连接形成DSL网络的环形拓扑。

在某些实施例中，连接形成DSL网络的线性ADM。

根据另一个方面，本发明提供了用在有线网络中的用户通信节点，该有线网络包括在多个用户通信节点之间的导电的双绞线互连，用户通信节点可连接到至少一个通信设备，并包括：用于连接第一导电双绞线互连的第一通信端口；用于连接第二导电双绞线互连的第二通信端口；用于连接至少一个通信设备的至少一个设备接口；以及分/插复用器，用于：a)如果数据包数据与到至少一个通信设备和/或用户通信节点的通信有关，则取下通过第一通信端口和第二通信端口中的至少一个接收到的DSL数据包数据；b)如果接收到的数据包数据与到至少一个通信设备和/或用户通信节点的通信无关，则通过端接(terminating)、重发或其他方法使接收到的DSL数据包数据从第一通信端口和第二通信端口中的至少一个上通过；以及c)在数据包数据与来自至少一个通信设备和/或用户通信节点的通信有关的情况下，通过第一通信端口和第二通信端口中的至少一个将DSL数据包数据插入。

在某些实施例中，至少一个通信设备包括至少一个模拟设备；且至少一个设备接口包括用于为至少一个模拟设备进行信号的模拟形式和数字形式之间的转换的A/D(模拟到数字)电路和D/A(数字到模拟)电路。

在某些实施例中，用户通信节点进一步用于：从第一通信端口和第二通信端口中的至少一个提取电力；以及将所提取的电力中的至少一部分提供给至少一个设备接口。

在某些实施例中，至少一个通信设备包括低电流消耗用户设备，用户通信节点进一步包括：电源，其用于向用户通信节点和低电流消耗设备用户设备提供电力，使得低电流消耗设备用户设备在电力干线的供电发生故障时能运转，所述电源由第一通信端口和第二通信端口中的至少一个供电。

在某些实施例中，低电流消耗设备用户设备为电话。

在某些实施例中，用户通信节点进一步包括无线接口。有线网络的范围通过该无线接口得以扩展，以到达有线连接不直接连接的其他设备。

在某些实施例中，用户通信节点进一步包括无线接口。在一个或多个有线连接发生故障的情况下通过该无线接口可以进行保护切换。

在某些实施例中，用户通信节点进一步包括无线接口。连接两个线性ADM拓扑的环形拓扑通过该无线接口得以实现。

根据另一个方面，本发明提供了一种方法，包括：至少一个第一用户通信节点接收DSL业务流；多个用户通信节点中的每个(其中一个节点为所述第一用户通信节点)执行数据包分/插功能，重新生成DSL业务流并通过到下一个通信节点的直接连接来发送DSL业务流。

在某些实施例中，该方法进一步包括：将多个用户通信节点的业务流聚集到包括多个导电双绞线的逻辑连接上；向网关节点发送业务流；网关节点向至少一个第一用户通信节点发送业务流。

附图说明

现在将结合附图详细描述本发明的优选实施例，其中：

图1是连接家庭和中心局之间的铜线对的已知网络拓扑的示意图；

图2是根据本发明的实施例的连接家庭和中心局之间的铜线对的示例性环形网络拓扑的示意图；

图3A是根据本发明的实施例的示例性HCC(家庭通信中心)的方框图；

图3B是根据本发明的实施例的网关节点的功能性方框图；

图4是具有多个VDSL(甚高速DSL)的DSLAM(DSL接入复用器)的星形网络的传统拓扑的示意图；

图5是根据本发明的实施例的具有多个VDSL(甚高速DSL)的环形网络的示例性拓扑的示意图；

图6是由本发明的实施例所提供的包括传统星形实现方式和环形网络拓扑的另一种网络的方框图；以及

图7示出了各种DSL技术的带宽与距离的关系图。

具体实施方式

星形拓扑

现在参考图1，其示出了连接家庭和中心局之间的铜线对的已知网络拓扑的示意图。多个家庭14利用双绞线线缆12与单独的中心局10互连为星形网络拓扑。这些互连一般被称为“最后一公里”。

诸如DSL和以太网之类的技术中的传输带宽随着距离的延长而减小。在当前星形网络的体系结构中，DSLAM(DSL接入复用器)在物理上位于中间，但是，到每个用户的距离常常大于针对最大带宽所要求的短距离。由于电信运营商希望为他们的客户提供更大的带宽，因此他们需要使双绞线的距离尽可能地短。

环形拓扑

现在参看图2，其示出了根据本发明的实施例的连接家庭和中心局之间的铜线对的示例性环形网络拓扑的示意图。尽管在整个说明书中引用了铜线对，但是一般而言，也可以使用任何导电的双绞线。许多家庭24、26，...，30和单独的中心局20使用双绞线线缆互连为环形网络拓扑。具体来说，CO 20通过双绞线线缆22连接到第一家庭24；第一家庭24通过双绞线线缆28连接到第二家庭26，依次类推，直到最后一个家庭30，而该最后一个家庭30通过双绞线线缆32连接到CO 20。每个家庭都具有提供数据包分/插功能的用户通信节点。在特定实例中，用户通信节点是HCC(家庭通信中心)，其能在电信业务提供商网络中实现DSL环形拓扑。下面将参考图3A详细描述HCC。“环”是比较普通的“分/插复用器(ADM)的菊花链”的特殊情况，其中，“环”从CO出发，并返回到同一个CO。另一个实例是在两个不同的CO之间的一组ADM或甚至是串联连接的网络“末梢(stub)”，有时称为线性ADM(即：起始于CO但是终结于不是另一个CO的站点的一组ADM)。

通过物理地、电学地和/或逻辑地连接用户的双绞线线缆使得电距离小于第一层技术的最大带宽距离，可以按距离DSLAM远得多的、且在另外的“最后一公里”线缆上投资极少的方式为用户提供服务。双绞线环大大地增大了支持“本地环路”容量的距离和带宽。通过将传输距离转化为家庭之间的距离以替代家庭和中心局之间的距离，可以使家庭获得大带宽。如果连接在一起的房屋之间的距离小于最大带宽距离，则可以获得最大带宽。

在某些实施例中，环形网络利用现有的“最后一公里”线缆。现有的“最后一公里”线缆可以包括从CO延伸到多个家庭的捆绑在一起的多个铜线对。铜线对可以存在于多个家庭，但是连接于家庭和CO之间。通过适当地切断来自第一房屋的线缆下游的第二房屋和CO之间的铜线对，并将切断的端头路由到第二房屋，就利用现有的线缆建立了两个家庭之间的连接。重复此过程即可以形成完整的环形网络拓扑。在较大的线缆中可以存在中间的无动力供应的技术人员访问点。在某些情况下，还可以通过简单地将这些访问点内部的双绞线“跳接”在一起，使得不需要实际的“线路切断”来实现环形拓扑。

在某些实现方式中，如果一个家庭不需要环上业务，则使环绕过这些家庭。因此，绕过选择不接受新技术的相应家庭的能力被包括在内。

在某些实现方式中，通过从每个用户到CO的一个以上的路径来提供到CO(中心局)的连接的路由分集。环固有地提供了此能力。例如，给定家庭可以通过东行的路径或西行的路径与CO进行通信。

在某些实现方式中，当有新的拓扑可用时，可以实现在文件特性上有发展的完整业务包。完整的包例如可以包括诸如因特网家庭影院或因特网协议电视(IPTV)、自动抄表(AMR)、家庭安全监视、虚拟专用网、因特网安全性和连接维护(即，无需用户干涉而进行的平台更新)，以及医疗救护监视之类的特性组合。

HCC(家庭通信中心)

现在参看图3A，其示出了根据本发明的实施例的由76来-般性地指示的示例性HCC(家庭通信中心)的方框图。应该理解，如图3A所示的HCC 76是非常特定的，只作为实例。HCC 76耦合到西行电话线40和东行电话线42。对“东行”和“西行”的引用不是必然意味着东或西，而是简单地指环可以连接到给定HCC的两个方向。每个电话线都具有铜线对。HCC具有耦合到西行电话线和东行电话线的DSL Ring/RPR业务流处理器62。HCC还具有主HCC处理器64和主HCC存储器66。电源60通过相应的LPF(低通滤波器)44、46、48、50耦合到西行电话线40和东行电话线42。家庭电话插孔68耦合到DSL Ring/RPR业务流处理器62。其他可能的接口包括以太网插孔70、WIFI收发器72，以及USB插孔74。还可以有其他组件，但是为简单起见，没有显示它们。业务流处理器62具有将各种接口连接到业务流处理器的分/插端口69。

在操作中，DSL Ring/RPR业务流处理器62、主HCC处理器64，以及主HCC存储器66的组合适用于处理通过西行电话线40和/或东行电话线42的所有通信。处理通信包括数据包分/插功能。例如，如果DSL Ring/RPR业务流处理器62接收到西行电话线40上的数据包，且如果该数据包是发给当前HCC 72的，则DSL Ring/RPR业务流处理器62可以处理该数据包，或者如果该数据包是发给另一个HCC的，则DSLRing/RPR业务流处理器62通过东行电话线42将该数据包转发到其目的地。在某些实现方式中，按每个数据包对多个数据包进行路由。HCC 76也可以生成与本地通信设备关联的数据包，并将数据包转发到它们的目的地。在某些实施例中，业务流的保护切换是通过专门为此任务设计的行业标准协议来处理的。这种协议的实例是弹性分组环(RPR，IEEE 802.17)技术。RPR是为光学传输的基础架构开发的，但也适用于此场合。

有两个铜制双绞线：东行电话线42以及西行电话线40(即：在相反的方向上)。在某些实现方式中，电话线上的通信是双向的，其使用铜线对中的每根铜线上的单向通信。例如，如所示的实例中的箭头所示，通信可以使用最上面的铜线78向西通过，也可以使用其他铜线80向东通过。在某些实施例中，东行和西行两个方向的数据速率是对称的(即：传输比特速率＝接收比特速率)。对于东行电话线42可以使用类似方法。在某些实施例中，使用流控制机制，以便在整个环中数据速率是相同的，而没有比其他链路更快的链路。一个给定家庭可以通过东行路径和/或西行路径与CO进行通信。在某些实现方式中，如果一个方向上的通信不能实现，那么，尝试其他方向上的通信。

由于多个家庭占用单个环，因此没有基带信道可用于每个家庭进行模拟通信，尽管在每个方向为例如第一家庭提供单独的基带信道在技术上是可行的。同样地，诸如电话和传真之类的传统POTS(普通老式电话业务)通信还将被数字化并在环上发送。这样，东行电话线和西行电话线上的通信是数字的，例如只使用DSL通信。相应地，如果将诸如模拟电话和传真机之类的模拟设备与HCC进行连接，那么，HCC必须提供D/A(数字到模拟)和A/D(模拟到数字)的转换。这样的转换对于使HCC与数字通信设备接口是不需要的。此外，在这样的实现方式中，CO确保传输到HCC的通信是数字的。数字通信包括数据包通信。DSL通信是数字通信的实例。

家庭电话插孔68、以太网插孔70以及WiFi收发器72为家庭提供了通信接口。当安装了HCC 76后，使得USB插孔74能够针对HCC76进行存储和维护访问。HCC 76可以安装在住宅中，优选情况下，其永久地与住宅在一起。这可以用来实现AMR(自动抄表)功能。在某些实现方式中的体系结构将现有的家庭电话与移动电话结合起来。这可以例如包括最近的和/或向后兼容的无线接口。在某些实施例中，HCC 76具有无线接口，例如，用于实现与无线设备通信的WiFi(IEEE 802.11 a/b/g)接口72，该无线设备为例如无线装置、立体声系统、PC、TV、仪表、移动电话、机顶盒(STB)等等。

在某些实现方式中，提供了QoS(服务质量)，以便提供比其他通信具有更高优先级的某些通信。具有递减的优先级的一系列示例性通信可以是VoIP通信、流视频通信，以及非流数据通信。当具有较高的优先级时，流通信更能够不被中断并具有较小的延迟和/或抖动。在某些实现方式中，如在RPR规范中所详细描述的那样使用COS(服务类别)，以便对环上的业务流区分优先级次序。这使得运营商能够基于每个优先级的业务流量向他们的用户销售所谓的“SLA(服务等级协议)”。例如，用户A获得N GB/月的优先级1的业务流和M GB/月的优先级2的业务流等等，而用户B可以获取完全不同的业务流特性。

在某些实施例中，HCC部分地通过电话线供电，因此，对于基于固定电话的业务，不依赖于家庭供电。在某些实现方式中，家庭电话插孔68和业务流处理器62通过至少一个电话线供电，而其余的组件可以由家庭电源供电(即需要插入电源)。例如，在基于DC体系结构中，每个电话线都可以通过-48V的第一铜线和0V的第二铜线80之间的电位差来供电。LPF 44、46、48、50从西行电话线40和东行电话线42中移除数字信号。通过使用来自电话线的电力，降低了对CO设备的闪电威胁，因为在两个方向上接触第一家庭的电击将被第一家庭消除。

在某些实施例中，业务流处理器62通过RPR协议和VDSL2标准来控制环上的业务流。对于这样的实现方式，业务流处理器62还控制VDSL2接口芯片。业务流处理器62还控制带宽的不对称性(参见上文)和任何保护切换活动。主处理器64可以例如实现以下功能：如防火墙/VPN、对WiFi接口的控制、控制与网络的通信、访问规则的实现(即：用户身份验证、用户之间的WiFi接口逻辑分段等等)、根据需要进行可能的接口转换(例如，USB)等等。

环形网络中可以互连的HCC的数量是根据实现方式来确定的。一种示例性的设计考虑的是，可以仅通过电话线进行部分供电以使高阻抗用户设备能在电源发生故障时正常工作的HCC的最大数量。低电流消耗用户设备是不汲取大电流并可以只由电话线供电的用户设备。不需要接电源的电话是低电流消耗用户设备的实例。在正常情况下，每个HCC都被插入电源，使得HCC能够接收家庭电源的供电。然而，在电源发生故障时，可能失去家庭电源。在某些实施例中，HCC具有从电话线接收供电的本地电源，使得在电源发生故障时，本地电源能够部分地对HCC进行供电，以及对高阻抗用户设备进行供电，这样，用户可以对高阻抗用户设备进行操作。在这样的实现方式中，在电源发生故障时，能够给用户提供至少基本的电话功能。

环形拓扑和HCC涉及对“最后一公里”的修改。“最后一公里”由于种种理由被视为“不可及的(untouchable)”。首先，它给用户的感觉是他们拥有不与其他用户共享的带宽。这只有当业务流到达网络中的第一接入多路复用器时才是真的。从这一点向前，所有带宽都是共享的。其次，星形拓扑使得电信运营商能够给老式电话(即，没有电源线的那些电话)供电，以便在电源发生故障时仍可以进行电话呼叫。在某些实现方式中，HCC考虑到这一情况，提供了从电信运营商中心局(CO)供电的功能。再其次，具有星形拓扑意味着没有其他人可以“听到”另一个人的电话呼叫，因为在传输路径中没有别的人。在某些实现方式中，HCC通过加密提供了类似的功能。

关于对业务流的加密，在某些实施例中，整个环中的所有业务流都被加密，使得没有人能够“听到”另一个人的业务流。加密本质上可以是端对端的(例如，在用户的PC和因特网上的某处的服务器之间)，或简单地围绕环进行加密，直到网关节点(在将它发送到CO中的DSLAM之前将解除加密)。

应该理解，HCC的其他实现方式也是可以的。在所示的实例中，示出了具体的示例性接口。在具体实例中，HCC包括因特网防火墙/VPN(虚拟专用网)、2个或3个电话插孔(RJ11)、用于存储器和维护访问的USB端口、WiFi接口，以及以太网线缆插孔(RJ45)。但是一般而言，可以实现任何合适的接口或合适的接口的组合。也是在所示的实例中，使用处理器和存储器的特定实现方式来进行处理。一般而言，可以使用软件、硬件、固件，或软件、硬件和固件的任何适当的组合来进行处理。每个通信节点中必须包括的最小功能是业务流分/插功能。在上面的实例中，这是在业务流处理器中实现的，但是，也可以使用其他实现方式。

环形与星形配置

下面对本发明的实施例所提供的环形配置和传统的星形配置进行比较。应该理解，这些比较是非常特定的示例性比较，目的是为了便于说明。在此比较中，适用五个特定规则：

1.每个房屋获得2kft或更短的xDSL供给。

2.对于环形配置和星形配置，xDSL技术是一样的。

3.只考虑DSL技术。

4.采用了最佳的直接的配线。

5.假设对每个房屋有2对线可用。

通过使用这些特定规则来比较环形配置和星形配置。

现在参考图4，该图示出了具有多个VDSL(甚高速DSL)的DSLAM(DSL接入复用器)的星形网络的传统拓扑示意图。有6个DSLAM星80，每个星80由半径为2kft而直径为4kft的圆来表示。这些DSLAM星中的五个在中心局82的外部。每个家庭占用的面积为400ft×400ft。

每个DSLAM至少具有60个端口。对外部DSLAM的要求包括机柜、机柜所占的房地产、电源、光纤、光纤的安装等等。线对捆绑可以用来增加带宽，但这需要新的调制解调器，并且具有对POTS(普通老式电话业务)的不确定性影响。因为在CO侧不实现RPR(弹性分组环)，也不需要另外的OSS(运营支撑系统)功能，因此不需要对DSLAM进行改变。使用FTTN体系结构可以将光纤移得更靠近用户。在部署光纤之前，高速度不可用。升级的途径为使用FTTH(光纤到户)以及xPON(无源光网络)。设备安装在CO的外部，以便进行本地环路的分类，以允许电话公司与电话公司之间的竞争。

现在参考图5，该图示出了根据本发明的实施例的具有多个VDSL(甚高速DSL)环形网络的示例性拓扑示意图，其示出了由24个房屋乘以12个房屋来测定的房屋阵列。每个家庭占用的面积为400ft×400ft。该阵列具有24个VDSL环，这些环以节点之间1.6kft来堆叠，图例中示出的六个这种环为81、82、83、84、85、86。每个VDSL环有12所房屋。中心局88中有一个DSLAM。

对于此实例，甚至不需要诸如DSLAM设备之类的CO外部的固定设备来使得电话公司之间进行竞争或“对本地环路进行分类”。该拓扑使用现有的铜线，不需要POTS滤波器。对于每个房屋有两倍的最大带宽可用。当环上的所有其他房屋不使用带宽，并且与CO的通信是通过两个通信路径进行时，环上的给定房屋可获得最大带宽。对于24个环，只需要48个DSLAM端口。这提高了生存性，因为到每个房屋有2个路径。在某些实现方式中，在线路被切断时可以执行环的保护切换。因为端口是成对的，因此可以在DSLAM模拟端口(被定义为面向用户双绞线的端口-业务流实际上是数字的)实现RPR。由于可以对业务流进行优先级的区分和整形，所以可以具有COS(服务类别)。因为POTS是通过标准的SLA实现的，因此SLA(服务等级协议)包括COS。存在新的OSS特性。升级的途径为使用FTTH光纤环或降低每个环上的家庭的数量。不同电话公司具有不同的层叠环，这使得电话公司之间的存在竞争。

其他有线拓扑

以上描述集中于环形拓扑。但是应该理解，环形拓扑不是必需的。一般而言，可以实现互连了通信节点的任何适当拓扑。“通信节点”通常是指用于和其他节点进行通信的任何节点。通信节点可以是具有HCC并与用户或家庭关联的用户通信节点，或与中心局关联的中心局通信节点。这些节点中的至少一个节点充当网络交换设备，以便将用户环互连到网络。该节点接受来自环的业务流，并转发此业务流；以及接收发往环的业务流，并将它放到环上。在图2的实例中，网络交换设备是中心局，而在下面将描述的图6的实例中，网络交换设备是分线箱中的网关节点。一般而言，网络交换设备可以在物理上放置在CO和第一用户之间的任何地点，包括中跨(mid-span)。当然，增大到第一用户的距离将减小带宽容量。

另一种拓扑实例是线性ADM或“菊花链”拓扑。实现线性ADM拓扑可以使一组通信节点串联地连接在一起。环形拓扑是这样一种拓扑：其中两端通信节点被互连在一起。在线性ADM拓扑中，由于两端通信节点没有互连在一起，因此线性ADM拓扑没有与环形拓扑所具有的路由分集相同的路由分集。尽管如此，本发明可以使用线性ADM拓扑。

其他环形网络

现在参看图6，其示出了由本发明的实施例所提供的DSL环形网络的另一个实例。所示出的是连接为环形配置的一组家庭118、120、122。第一家庭118以124连接到构成分线箱114的一部分的网关节点115。类似地，家庭122以130连接到网关节点115。其余的家庭以类似于图2所示的环形被连接在环中，但是在此情况下，环上连续的家庭之间的连接通过分线箱114返回。这样，该图示出了家庭118和120之间的连接126，以及家庭120和122之间的连接128。一般而言，环上可包括任意数量的家庭。所示的分线箱114通过N个线对105连接到机柜106(通常叫做主连接点-PCP，或跳线接口-JWI，或业务接入接口-SAI，这取决于网络运营商的术语)，而机柜106进而连接到具有DSLAM 101的中心局100。分线箱114通过N个线对105和100个线对102中的N个线对以类似于G.Bond(ITU 998.1/2/3)104中所描述的方式连接到中心局100。为了进行比较，还示出了连接到星形拓扑中的家庭112、114的传统分线箱110。

分线箱通常包括许多来自网络的入线对以及使得去往特定家庭的任何线对能够与任何入线对连接的配线盘。这样，对于传统分线箱110，配线盘将使得家庭112、114能够任意地连接到进入分线箱110的50个线对中的相应的线对。

对于加入DSL环的分线箱114，只有线对124和130连接到网关节点115。其余的连接位于相邻的家庭之间。这可以通过在构成分线箱114的一部分的配线盘中建立连接来实现。例如，家庭118和120之间的互连126可以通过连接从分线箱到第一家庭118的第一线对和到第二家庭120的第二线对之间的跳线来实现。通过这种方式可以非常灵活地对DSL环进行配置，并且可以通过简单地修改连接线组来轻松地改变对DSL环的配置。在所示的实例中，通过上述捆绑方法可以提供从中心局100到分线箱114的带宽。具体来说，来自DSLAM 101的一组线对被聚集为逻辑管道，该逻辑管道提供比单个线对所提供的带宽更大的带宽。该逻辑管道用于传输来往于DSL环路上的网关节点115和任何家庭的数据包。例如，假设DSLAM 101和网关节点115之间的单个线对各支持4Mb/s，这是DSLAM 101和网关节点115之间的距离的函数，50个这样的线对可以被组合起来以产生200Mb/s带宽；这可以以通过网关节点115在每个方向上传输100Mb来围绕环通过。关于加倍最大VDSL2带宽的能力，家庭路由器可能能够处理的量小于此量，例如，100MB/s。这将不会带来问题，只要不在给定家庭处取下比那个业务流量更大的业务流量即可。对称的实现方式中VDSL2环的最大带宽是200MB/S。

在某些实施例中，网关节点115的作用与任何家庭的HCC非常相同。图3B示出了可以在某些网关节点的实现方式中包括的另外的功能。这包括支持G.Bond的VDSL2接口150和双绞线配线盘152。一般而言，可以使用能够与主网和DSL环路交换业务流的任何元件组。该元件组可以被包括在网关节点中，其中网关节点也包括基本上与上述HCC中的业务流处理器相同的业务流处理器。在这种情况下，支持G.Bond的接口152的作用与上述HCC上的通信设备的作用相同，并被显示为连接到业务流处理器62的分/插端口151；这里唯一的区别是，基本上所有的业务流将发往该设备/来自该设备，可能的例外是可在网关节点本身端接的任何业务流。网关节点可以包括另外的通信接口，如USB端口，WiFi端口等等，如针对HCC所描述的。

从图6可以看出，使用G.Bond协议104来获得从CO 100到分线箱114的最大带宽。网关节点115(其可以在环境中被加固并通过来自CO的双绞线供电)对G.Bond 104业务流进行端接，并充当DSL环的网关。

在某些实施例中，基于VDSL2，在环中的每个节点处是完整的ADM。在每一跳(hop)，DSL传输距离再次从零开始。在大多数情况下，这些回到分线箱后又到邻居房屋的跳小于250米(＜1000ft)。在该距离时的VDSL2带宽范围为＞100Mb/s(这取决于VDSL2芯片集制造商的规范)。图7示出了各种DSL技术的带宽距离。

对于环路，有两个路径进出每个房屋，其中每个房屋的潜在传输容量为＞100Mb/s。因此，该情况下的带宽潜力潜在地大于200Mb/s(东行100mb/s，西行100Mb/s)，这取决于捆绑的线对的数量和从DSLAM到分线箱的实际距离。基本上，环上的用户数量越大，由于在G.Bond 104流中可用于捆绑的线对的数量N越大，可用的带宽池就越大。

环路还具有保护其自身的优点，这使得在一个线对被切断时，可以在相反的方向上将业务流发送到网关节点。这对于维护目的以及向环路中添加和从环路中移除节点(房屋)特别有用，其使得能够基于客户的需求来部署业务情况，以“东西做出来自然会有人用”的方式消除了被埋没的投资。这也适用于捆绑，以便当用户签约业务时可以将房屋添加到环中。

在某些实施例中，实现了本地环路开放(LLU)。在某些实施例中，LLU是利用逻辑分离来实现的，而逻辑分离当前是通过在CO中共置(co-location)而实现的(即：业务流由用户负责传送到CO，然后该业务流被移交)。在其他实施例中，另一个网关节点连同CO中的共置被接入分线箱中。这样便可以基于逐个运营商来对环进行物理分离。分线箱中的空间因素可能成为问题，这取决于需要照这样被支持的运营商的数量。更加实际的做法是具有有竞争力的运营商来为CPE(用户端设备)和分线箱中的跳线安装支付费用。

如果某人切断它们的电话线，环形体系结构的一个特征是，环可以进行自行保护。例如，如果是这种情况，即如果业务流在一个方向上不能到达网关节点，它被路由到另一个方向。此情况将向运营商生成报警，根据运营商的特定流程来采取措施。问题在于，节点(住宅)可以为了任何原因使其自身从环中脱离，但是他们不能独自导致他们的邻居断开与网络的连接。如果CPE中包括了WiFi接口，则运营商可以实现无线网络，这使得在线缆被切断时有另一个保护路径可用。根据无线发射信号的强度和传输距离，无线网络的实现可以充当到另一个以物理方式布线的环的桥。在某些实现方式中，每个用户通信节点都具有用于通过无线连接与另一个用户通信节点进行通信的收发器。在现有的到CO的通信路径无法工作的情况下，无线连接可以作为到CO的替选通信路径。

在另一个实施例中，可以使用能够扩展有线网络的范围的无线接口，以到达没有通过有线连接直接连接的其他设备。第二家庭组通过与所描述的主网(前面的实施例中所描述的网络)的连接方式类似的方式被连接，家庭的线对之间以线性方式进行有线连接，这可以例如构成环或线性ADM。至少一个家庭具有到主网上的一个家庭的无线连接。

如上所述，在某些实施例中，无线接口可用于在一个或多个有线连接发生故障的情况下执行保护切换。

在某些实施例中，在两个线性的ADM拓扑的端点之间可以使用无线连接来完成环形拓扑。

在某些实施例中，环传输协议基于IEEE 802.17弹性分组环(RPR)标准，只是有某些修改，以使得节点之间具有不同的可能带宽和总体上较低的峰值带宽。RPR是为城域光网络设计的。

在所述实施例中，每个节点中包括了数据包分/插功能，以便分/插数据包。更一般而言，包括了业务流分/插功能。这可以包括数据包分/插功能，或使用时隙或波长/频率来实现的业务流，在此仅举几个例子。

在某些实施例中，数据包分/插涉及DSL通信。这可以是例如ADSL(异步DSL)、SDSL(对称DSL)、Uni-DSL(通用DSL)、VDSL(甚高速DSL)，以及VDSL2(甚高速DSL版本2)或DSL的未来一代。

根据上述原理，可以对本发明进行很多修改和变化。因此应该理解，在所附的权利要求的范围内，可以用这里所专门描述的方式之外的方式来实施。

Claims (34)

1.一种有线网络，包括：

将至少一个电话网络交换设备连接到相应的第一用户通信节点的至少一个网络连接；

多个第二用户通信节点；

通信节点之间的多个互连，以使得所有通信节点以线性方式互连，并至少具有一个到所述网络交换设备的通信路径，每个互连都包括导电的双绞线；以及

每个用户通信节点中的业务流分/插功能。

2.根据权利要求1所述的有线网络，其中所述业务流分/插功能包括数据包分/插功能。

3.根据权利要求2所述的有线网络，其中所述网络交换设备是从包括中心局、DLC(数字回路载波器)节点、网络POP(入网点)的组中选择的。

4.根据权利要求2所述的有线网络，其中所述网络交换设备是分线箱中的网关节点。

5.根据权利要求4所述的有线网络，其中，将至少一个电话网络交换设备连接到相应的第一用户通信节点的至少一个网络连接包括：网关节点和相应的第一用户通信节点之间的至少一个连接。

6.根据权利要求4所述的有线网络，其中：

网关节点被连接到网络侧的多个导电双绞线，这些双绞线用于将业务流传递到网关节点和相应的第一用户通信节点之间的至少一个连接，或传递来自所述至少一个连接的业务流。

7.根据权利要求6所述的有线网络，其中网关节点和相应的第一用户通信节点之间的至少一个连接包括：网关节点和两个第一用户通信节点中的每个之间的相应的网络连接。

8.根据权利要求2所述的有线网络，其中所述互连形成环形拓扑。

9.根据权利要求8所述的有线网络，其中，业务流在围绕环形拓扑的两个方向上流动。

10.根据权利要求2所述的有线网络，其中所述互连形成线性ADM(分/插复用器)。

11.根据权利要求2所述的有线网络，其中每个用户通信节点中的数据包分/插功能将从网络上接收到的数据包取给用户通信节点，并将来自用户通信节点的数据包插入网络。

12.根据权利要求11所述的有线网络，其中数据包分/插功能涉及DSL(数字用户线)通信。

13.根据权利要求12所述的有线网络，其中所述DSL通信是从包括ADSL(异步DSL)、SDSL(对称DSL)、Uni-DSL(通用DSL)、VDSL(甚高速DSL)，以及VDSL2(甚高速DSL版本2)的组中选择的。

14.根据权利要求11所述的有线网络，其中每个用户通信节点包括：

用于提取通过互连传输的、来自网络交换设备的电源信号的电路。

15.根据权利要求11所述的有线网络，其中，对于每个用户通信节点：

数据包分/插功能提取对应于特定用户通信节点的数据包，重新生成所有其他数据包，并对这些数据包进行转发；

每个被取下的数据包以数字方式被传递到数字接口，或被转换为模拟形式并被传递到模拟接口。

16.根据权利要求11所述的有线网络，其中每个用户通信节点包括：

本地电源。

17.根据权利要求2所述的有线网络，其中至少某些互连由现有的星形拓扑网络的部分导电双绞线构成。

18.根据权利要求2所述的有线网络，其中每个用户通信节点包括用于通过无线连接与另一个用户通信节点进行通信的收发器。

19.根据权利要求18所述的有线网络，其中，在通过互连到网络交换设备的现有通信路径变得不可用的情况下，无线连接构成到网络交换设备的一部分可替选的通信路径。

20.根据权利要求1所述的有线网络，进一步包括：

多个第二用户通信节点；

所述第二通信节点之间的多个互连，使得多个第二通信节点中的所有通信节点线性连接，每个互连包括导电的双绞线；以及

将多个第二用户通信节点中的至少一个连接到多个第一用户通信节点中的一个的至少一个无线连接，以及

多个第二用户通信节点中的每个中的业务流分/插功能。

21.一种形成DSL网络的方法，包括：

使用从网络交换节点到第一用户端设备的现有的导电双绞线连接；

断开从网络交换节点到第二用户端设备的连接，将该连接重新连接到第一用户端设备，使得第一用户端设备和第二用户端设备互连，对于其他用户端设备依此类推。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述断开和重新连接是在分线箱中的配线盘中执行的。

23.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：

使用从网络交换节点到另一个第一用户端设备的现有的另一个导电双绞线连接；

其中所述连接形成DSL网络的环形拓扑。

24.根据权利要求21所述的方法，其中所述连接形成DSL网络的线性ADM。

25.用在有线网络中的用户通信节点，所述有线网络包括在多个用户通信节点之间的导电双绞线互连，所述用户通信节点可连接到至少一个通信设备，并包括：

用于连接第一导电双绞线互连的第一通信端口；

用于连接第二导电双绞线互连的第二通信端口；

用于连接至少一个通信设备的至少一个设备接口；以及

分/插复用器，其用于：

a)如果数据包数据与到至少一个通信设备和/或用户通信节点的通信有关，则取下通过第一通信端口和第二通信端口中的至少一个接收到的DSL数据包数据；

b)如果接收到的数据包数据与到至少一个通信设备和/或用户通信节点的通信无关，则通过端接、重发或其他方法使接收到的DSL数据包数据从第一通信端口和第二通信端口中的至少一个上通过；以及

c)在数据包数据与来自至少一个通信设备和/或用户通信节点的通信有关的情况下，通过第一通信端口和第二通信端口中的至少一个将DSL数据包数据插入。

26.根据权利要求25所述的用户通信节点，其中：

至少一个通信设备包括至少一个模拟设备；以及

至少一个设备接口包括用于为至少一个模拟设备进行信号的模拟形式和数字形式之间的转换的A/D(模拟到数字)电路和D/A(数字到模拟)电路。

27.根据权利要求25所述的用户通信节点，进一步用于：

从第一通信端口和第二通信端口中的至少一个提取电力；以及

将所提取的电力中的至少一部分提供给至少一个设备接口。

28.根据权利要求25所述的用户通信节点，其中至少一个通信设备包括低电流消耗用户设备，所述用户通信节点进一步包括：

电源，其用于向用户通信节点和低电流消耗设备用户设备提供电力，使得低电流消耗设备用户设备在电力干线的供电发生故障时能运转，所述电源通过第一通信端口和第二通信端口中的至少一个供电。

29.根据权利要求28所述的用户通信节点，其中所述低电流消耗用户设备为电话。

30.根据权利要求28所述的用户通信节点，进一步包括：

无线接口；有线网络的范围通过所述无线接口得以扩展，以到达有线连接不直接连接的其他设备。

31.根据权利要求28所述的用户通信节点，进一步包括：

无线接口；在一个或多个有线连接发生故障的情况下通过所述无线接口进行保护切换。

32.根据权利要求28所述的用户通信节点，进一步包括：

无线接口；连接两个线性ADM拓扑的环形拓扑通过所述无线接口得以实现。

33.一种方法，包括：

至少一个第一用户通信节点接收DSL业务流；以及

多个用户通信节点中的每个执行数据包分/插功能，重新生成DSL业务流并通过到下一个通信节点的直接连接来发送DSL业务流，其中所述多个用户通信节点中的一个为所述第一用户通信节点。

34.根据权利要求33所述的方法，进一步包括：

将多个用户通信节点的业务流聚集到包括多个导电双绞线的逻辑连接；

向网关节点发送业务流；

所述网关节点向至少一个第一用户通信节点发送业务流。

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