專利名稱：基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種寬帶光接入網(wǎng)技術(shù)中的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)技術(shù)和基于因特網(wǎng)的語音傳輸(VoIP)技術(shù)，重點(diǎn)涉及到VoIP語音裝置的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON,Ethernet Passive Optical Network)是一種主流的光纖接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它綜合了無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有低成本、高帶寬、擴(kuò)展性強(qiáng)、、方便管理等優(yōu)勢(shì)，受到業(yè)界的普遍關(guān)注。VoIP (Voice over Internet Protocol)是一種建立在 IP (Internet Protocol)技術(shù)上的分組化、數(shù)字化傳輸方式，可以在IP網(wǎng)絡(luò)上互傳模擬語音或視頻。隨著Internet在全球范圍內(nèi)的興起和語音編碼技術(shù)的發(fā)展，VoIP技術(shù)獲得了突破性的進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用。由于VoIP能夠幫助用戶通過互聯(lián)網(wǎng)以很低的費(fèi)用進(jìn)行語音通信，因此它具有廣泛的用戶市場。隨著EPON技術(shù)在光纖接入網(wǎng)領(lǐng)域的普及，以EPON為物理層網(wǎng)絡(luò)直接傳輸VoIP業(yè)務(wù)將具有重要的應(yīng)用價(jià)值。而且EPON所提供的高帶寬、高可靠性和低成本，可以進(jìn)一步推動(dòng)VoIP技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展。目前，基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置的專利文獻(xiàn)很少。相關(guān)文獻(xiàn)是基于傳統(tǒng)的、非光纖接入網(wǎng)的VoIP語音網(wǎng)關(guān)(申請(qǐng)?zhí)枮?200620155489.0,200720171686.6等)，或者是基于光纖接入網(wǎng)的綜合接入設(shè)備(申請(qǐng)?zhí)枮?201029216059.9、200810120259.4等)?；诜枪饫w接入網(wǎng)(例如ADSL)的VoIP語音網(wǎng)關(guān)，結(jié)構(gòu)簡單清晰，并且技術(shù)已經(jīng)很成熟。但是由于受到帶寬限制，在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行VoIP通信，語音質(zhì)量無法得到很好的保障。而基于光纖接入網(wǎng)的綜合接入設(shè)備，例如光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)和光線路終端(0LT)，提供了 VoIP接口，能實(shí)現(xiàn)VoIP語音網(wǎng)關(guān)的功能。但是，這種綜合接入設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、開發(fā)周期長、開發(fā)成本比較高。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有VoIP語音技術(shù)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、開發(fā)周期長、成本高的不足，本實(shí)用新型提供一種簡化結(jié)構(gòu)、開發(fā)周期較短、成本較低的基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置，包括語音處理電路、光口處理電路和用于對(duì)語音處理電路、光口處理電路的控制與數(shù)據(jù)傳輸?shù)那度胧教幚硐到y(tǒng)，所述語音處理電路包括用于連接到用戶端的RJl I接口，所述光口處理電路包括用于連接到EPON網(wǎng)絡(luò)的光口，所述嵌入式處理系統(tǒng)與所述語音處理電路、光口處理電路連接。進(jìn)一步，所述語音處理電路包括用戶線接口芯片、分組語音處理器、用戶線接口芯片附屬電路、存儲(chǔ)部分、晶振部分和電源部分，所述RJll接口與所述用戶接口芯片連接，所述用戶接口芯片與所述分組語音處理器連接，所述分組語音處理器與存儲(chǔ)部分、晶振部分和電源部分連接，所述用戶線接口芯片與用戶線接口芯片附屬電路連接。所述嵌入式處理系統(tǒng)包括嵌入式處理器、晶振部分、復(fù)位部分、隨機(jī)接入存儲(chǔ)器、閃存、串口、JTAG 口和電源部分，所述嵌入式處理器分別與晶振部分、復(fù)位部分、隨機(jī)接入存儲(chǔ)器、閃存、串口、JTAG 口和電源部分連接。所述光口處理電路包括高速數(shù)據(jù)邏輯處理器、高速串行/并行轉(zhuǎn)換收發(fā)器、無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口、晶振部分、復(fù)位部分、存儲(chǔ)部分、JTAG 口和電源部分，所述高速數(shù)據(jù)邏輯處理器分別與高速串行/并行轉(zhuǎn)換收發(fā)器、無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口、晶振部分、復(fù)位部分、存儲(chǔ)部分、JTAG 口和電源部分連接。本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:用戶通過VoIP語音裝置可以直接掛載到EPON中，因此用戶將獲得更高的帶寬資源和更好的服務(wù)質(zhì)量。此外，VoIP語音裝置具有良好的軟件擴(kuò)展性，即:通過把嵌入式處理系統(tǒng)的軟件進(jìn)行升級(jí)，可以使裝置支持最新的VoIP技術(shù)和協(xié)議；通過把高速數(shù)據(jù)邏輯處理器的軟件進(jìn)行升級(jí)，可以使裝置支持其他無源光網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

圖1是VoIP語音裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是VoIP語音裝置中的語音處理電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是VoIP語音裝置中的嵌入式處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是VoIP語音裝置中的光口處理電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是VoIP語音裝置應(yīng)用舉例示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1 圖5，一種基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置，包括語音處理電路、嵌入式處理系統(tǒng)和光口處理電路。其中，所述語音處理電路通過RJll接口連接到用戶端(如電話機(jī));所述光口處理電路通過光口連接到EPON網(wǎng)絡(luò)端；所述嵌入式處理系統(tǒng)完成對(duì)語音處理電路、光口處理電路的控制與數(shù)據(jù)傳輸。所述語音處理電路包括用戶線接口芯片、分組語音處理器、用戶線接口芯片附屬電路、存儲(chǔ)部分、晶振部分和電源部分。其中，用戶線接口芯片和分組語音處理器構(gòu)成了語音處理電路的核心。所述嵌入式處理系統(tǒng)包括嵌入式處理器、晶振部分、復(fù)位部分、隨機(jī)接入存儲(chǔ)器(RAM)、閃存(FLASH)、串口、JTAG (聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組)口和電源部分。所述光口處理電路包括高速數(shù)據(jù)邏輯處理器、高速串行/并行轉(zhuǎn)換收發(fā)器、無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口、晶振部分、復(fù)位部分、存儲(chǔ)部分、JTAG 口和電源部分。當(dāng)兩個(gè)VoIP終端建立語音通道后，本發(fā)明提出的基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置運(yùn)行流程如下:(I)用戶的聲音被用戶線接口芯片數(shù)字化后，產(chǎn)生64Kb/s的PCM (脈沖編碼調(diào)制)數(shù)據(jù)流。PCM數(shù)據(jù)流進(jìn)入分組語音處理器后，分組語音處理器按編碼要求通過語音壓縮算法(G.711、G.723.1、G.729A等)對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼處理，再將語音數(shù)據(jù)按時(shí)間分段組合成幀，一般20ms語音數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)幀。(2)分組語音處理器將壓縮語音數(shù)據(jù)幀傳給嵌入式處理系統(tǒng)，嵌入式處理系統(tǒng)再對(duì)語音數(shù)據(jù)幀按協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，然后再將打包好的數(shù)據(jù)包發(fā)送到高速數(shù)據(jù)邏輯處理器。(3)與高速數(shù)據(jù)邏輯處理器相連的存儲(chǔ)部分負(fù)責(zé)對(duì)上行突發(fā)數(shù)據(jù)包的緩存。(4)高速數(shù)據(jù)邏輯處理器連接一塊高速串行/并行轉(zhuǎn)換收發(fā)器，經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)再通過無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口發(fā)送到上行的EPON中。圖1中用戶終端通過語音接口接入到VoIP語音裝置。語音信號(hào)經(jīng)過語音處理電路后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并傳輸?shù)角度胧教幚硐到y(tǒng)。嵌入式處理系統(tǒng)按照VoIP協(xié)議將數(shù)字信號(hào)處理后，傳輸?shù)焦饪谔幚黼娐?。光口處理電路?fù)責(zé)將低速的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為高速的光信號(hào)，并通過光口傳輸?shù)紼PON中。圖2中用戶線接口芯片附屬電路是配合用戶線接口芯片而設(shè)計(jì)的。配合用戶線接口芯片，主要實(shí)現(xiàn)摘掛機(jī)檢測(cè)、用戶線的高壓驅(qū)動(dòng)、根據(jù)語音處理電路的外界輸入來產(chǎn)生電路所需電源等功能。用戶線接口芯片主要實(shí)現(xiàn)語音數(shù)據(jù)的高速收發(fā)控制與數(shù)字化處理功能。分組語音處理器、存儲(chǔ)芯片和晶振部分組成了一個(gè)完整的語音數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能夠完成語音數(shù)據(jù)的編碼和解碼功能。電源部分為整個(gè)語音處理電路提供穩(wěn)定的電壓。圖3中嵌入式處理器、晶振部分、復(fù)位部分、RAM模塊、FLASH模塊、串口和JTAG 口組成了一個(gè)完整的嵌入式處理系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，VoIP裝置可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的VoIP協(xié)議。電源部分為整個(gè)嵌入式處理系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓。 圖4中高速數(shù)字邏輯處理器、存儲(chǔ)部分、晶振部分、復(fù)位部分和JTAG 口組成了 一個(gè)完整的高速數(shù)字邏輯處理系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的EPON協(xié)議。高速串行/并行轉(zhuǎn)換收發(fā)器用于將低速的數(shù)字信號(hào)做串行/并行轉(zhuǎn)換，并通過無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。電源部分為整個(gè)光口處理電路提供穩(wěn)定的電壓。實(shí)施例:如圖5所示，用戶終端(如電話機(jī))通過VoIP語音裝置直接連接到光分配網(wǎng)(ODN)中。同時(shí)，其他用戶終端(如計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等)也可以通過光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)與光分配網(wǎng)連接。VoIP語音裝置與光網(wǎng)絡(luò)單元屬于同一層次的網(wǎng)絡(luò)單元。光分配網(wǎng)屬于一個(gè)無源器件，能夠完成光信號(hào)的分配和上傳。最后，整個(gè)EPON網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通過光線路終端(OLT )連接到城域網(wǎng)中。本實(shí)施例所述內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置，其特征在于:包括語音處理電路、光口處理電路和用于對(duì)語音處理電路、光口處理電路的控制與數(shù)據(jù)傳輸?shù)那度胧教幚硐到y(tǒng)，所述語音處理電路包括用于連接到用戶端的RJll接口，所述光口處理電路包括用于連接到EPON網(wǎng)絡(luò)的光口，所述嵌入式處理系統(tǒng)與所述語音處理電路、光口處理電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置，其特征在于:所述語音處理電路包括用戶線接口芯片、分組語音處理器、用戶線接口芯片附屬電路、存儲(chǔ)部分、晶振部分和電源部分，所述RJll接口與所述用戶接口芯片連接，所述用戶接口芯片與所述分組語音處理器連接，所述分組語音處理器與存儲(chǔ)部分、晶振部分和電源部分連接，所述用戶線接口芯片與用戶線接口芯片附屬電路連接。
3.如權(quán)利要求1所述的基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置，其特征在于:所述嵌入式處理系統(tǒng)包括嵌入式處理器、晶振部分、復(fù)位部分、隨機(jī)接入存儲(chǔ)器、閃存、串口、JTAG 口和電源部分，所述嵌入式處理器分別與晶振部分、復(fù)位部分、隨機(jī)接入存儲(chǔ)器、閃存、串口、JTAG 口和電源部分連接。
4.如權(quán)利要求1所述的基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置，其特征在于:所述光口處理電路包括高速數(shù)據(jù)邏輯處理器、高速串行/并行轉(zhuǎn)換收發(fā)器、無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口、晶振部分、復(fù)位部分、存儲(chǔ)部分、JTAG 口和電源部分，所述高速數(shù)據(jù)邏輯處理器分別與高速串行/并行轉(zhuǎn)換收發(fā)器、無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口、晶振部分、復(fù)位部分、存儲(chǔ)部分、JTAG 口和電源部分連接。
專利摘要一種基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置，包括語音處理電路、光口處理電路和用于對(duì)語音處理電路、光口處理電路的控制與數(shù)據(jù)傳輸?shù)那度胧教幚硐到y(tǒng)，所述語音處理電路包括用于連接到用戶端的RJ11接口，所述光口處理電路包括用于連接到EPON網(wǎng)絡(luò)的光口，所述嵌入式處理系統(tǒng)與所述語音處理電路、光口處理電路連接。本實(shí)用新型提供一種簡化結(jié)構(gòu)、開發(fā)周期較短、成本較低的基于EPON傳輸?shù)腣oIP語音裝置。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK203014950SQ201220702538
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者樂孜純, 陳興龍, 鄭振鵬, 付明磊 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)