基于SOPC的EDSL Modem的研制

1 引言
目前，xDSL宽带接入技术充分利用现有双绞线资源，为用户提供非对称高速通道，尤其是ADSL技术已被人们广为接受而成为宽带接入技术的主流。然而随着IP交换技术的成熟与发展，主干网中交换方式将由 ATM逐步向IP交换方式转换，因此基于 ATM的ADSL技术也日益表现出其本身的局限性。基于此，中国信息产业部与2003年1月提出了基于IP交换网的EDSL技术，全称为基于时分双工的以太数字用户线系统（TDD based Ethernet Digital Subscriber Line System（TDD-EDSL））,它结合了目前广为应用的两大通信技术 xDSL和Ethernet 的精华，首次在接入网范畴内实现了IP包的直接传送,中间无ATM信令转换；采用数据突发技术，应用以太网碰撞检测机制，带宽动态分配,速率高达 10Mbit/s，第二代EDSL技术能实现智能频谱管理，最高速率可达100Mbit/s；TDD-EDSL实现IP端到端传送，传输距离长，标准距离可到8km，环路质量较好时可到 9km；传输效率高，功耗低；完善的网管系统、流量控制和服务质量控制；完全符合 IEEE802.3 Ethernet、YD/T1254-2003 以及ANSI TI 417 频谱管理标准；安装简便，用户端即插即用，使用10/100/1000Mbit/s以太网接口。
独特的智能频谱管理技术和时分双工模式，大大简化了系统结构，同时也顺应了主干网IP化的趋势。与传统 xDSL技术比较，它不仅克服了 xDSL技术的许多局限性（如对线路的挑、串扰等），并且增大了传输距离，提高了传输效率，EDSL系统结构与ADSL类似，其核心部分是EDSL Modem.
在EDSL实现中，本文提出了可剥夺实时内核的实时操作系统µC/OS-II[1]和32位精简指令集软核处理器 Nios核相结合的方法,构成一种基于可配置的软核处理器的嵌入式开发平台。该平台软、硬件均可按照用户需求进行剪裁配置，最大程度地提供了系统设计的灵活性，具有重要的应用价值，本文重点讲述基于SOPC的EDSL Modem的实现。
2 EDSL系统结构和协议栈
EDSL的主要技术特点：(1)IP端到端网络；(2)采用时分复用技术，双向带宽动态分配；
(3)客户服务器模式，I P 包无碰撞机制；(4)数据突发技术。正是由于以上技术的采用，使得EDSL技术不仅克服了xDSL技术的许多局限性，并且增大了传输距离，提高了传输效率。EDSL的系统结构与ADSL类似，由位于用户端的EDSL Modem 和 局端的高密度接入复用设备DSLAM(DSL Access Multiplexer)构成，其结构 [2]如图1。

EDSL技术是基于 IP交换的新型宽带接入技术，它结合了以太网技术和 xDSL技术的优点， 为了充分降低用户端设备的复杂性，使系统易于统一管理，该系统采用了客户服务器模式，即用户端工作在客户端模式，局端设备处于服务器模式，由局端设备进行线路的频谱管理以及速率自适应调试，得到双绞线中当前所能承受的最大速率以及最佳调制频率等参数，当用户端得 EDSL设备接收到包含此类信息的信息帧时，根据接收到的参数更改自身的参数，从而达到最佳工作状态。这种模式下无需用户进行设置即可方便使用，从而大大增强了用户的易用性。
与基于ATM的ADSL技术相比，EDSL技术拥有更为简单的协议结构 [3]。如图2。