DSL模拟与功率管理技术
随着数字技术带来的进步,异步数字用户线路(ADSL)为越来越多的最终用户实现了高速宽带连接。ADSL比起传统拨号服务具有诸多优势,如数据速率成倍提高、在线连接保持不断且不需要增加电话线路,因此成为深受广大消费者和企业青睐的技术。
尽管数字技术为 ADSL打下基础,但是服务运营商要有效部署ADSL,使其90%的用户得到升级,需依赖于模拟和混合信号技术。从多种意义上讲,ADSL设计中的模拟和混合信号部分是实现总体系统目标的跳板。 设计精良的模拟和混合信号可使系统功率大幅下降,减少元器件并提高集成度,因此降低系统每端口的总体成本。而每端口成本正是服务运营商能否降低用户价格并获得更多利润的最关键因素。
最初,ADSL的系统设计人员主要关心从中心交换局(CO)到远程终端或客户端调制解调器的较长环路上(18000英尺)系统是否可以保持高性能。 随着 ADSL的普及,人们很快认识到,中心交换局由于空间、功率和制冷能力的限制需要更高集成化和功效的设计。最早的 ADSL 电路板只能支持4条线路,而今天的电路板可提供72条线路,可见功率和空间是非常关键的因素。
为使ADSL 实现90%以上的覆盖,OEM(代工)厂商正致力于生产用于中长和较短环路连接的设备。节点的增加使更多的用户,特别是因环路过长的CO无法连接的用户享受到全速率 8 Mbps服务。 对于距离在12000英尺内的用户,服务运营商使用数字环路载频(DLC)这一中长系统进行连接。而对于那些在多居住单元(MDU) 环境中,环路长度在6000英尺内的用户,它们则通过光网络单元(ONU)进行连接。 由于环境特点,这些系统功能尤其受到空间限制,因此需要功效高而密度大的设计。
具有智能化、高效和高度集成的模拟和功率管理设计的ADSL系统可解决空间和功耗问题,保证 ADSL进一步普及。OEM厂商使用这样的设计可推出经济高效、高密度产品,使服务运营商向更多的客户提供高效而廉价的服务。
同样重要的是,制造商甚至服务运营商要选择适当的ADSL方案供应商。它们应了解系统,掌握工艺技术并具有集成能力,以便帮助实施最有效的DSL功率管理和模拟方案。
德州仪器(TI)为ADSL系统设计提供的高性能模拟方案包括各种线路驱动器/接收器,集成线路驱动器/接收器,高性能、低功率编解码器(CODEC)和功率管理产品。这些产品作为ADSL模拟解决方案的一部分,紧密配合TI的基于DSP的DSL收发信机,以提供最大的集成和低功率性能。 另外,设计人员由于选择TI不同的ADSL 模拟和功率管理产品也会对系统产生重大影响。
图1展示了TI ADSL解决方案的系统结构图,TNET5800是数字部分, 在软件上实现了自动的线路功率调整(CUT BACK),低功率模式(Q-MODE)的支持;低功率编解码器(CODEC)TNET5080完成模拟数字信号的转换;单电压Line Driver(线驱动器)实现低功耗的线路驱动;可编程的TPS54900可实现对Line Driver的动态电压调节,降低平均功耗。
线路驱动器和接收器为ADSL 离线或连线信号提供真正的连接,这是降低系统功耗进而提高线路板密度要解决的最大难题。在最早的CO设计中,线路驱动器在驱动全速率离散多音频(DMT) ADSL信号时耗电约2.5W。今天,集成式线路驱动器/接收器依然是整个系统预算中的主要耗电源。但是,通过设计改良和设计拓扑的进步,象TI的THS7102和THS7103这样的高度集成式线路驱动器/接收器每线只消耗1W就可实现同样的功能。
