ay: block;">隨著家庭中的高帶寬應(yīng)用日趨增多,管理這些應(yīng)用的新一代家庭網(wǎng)關(guān)也需要具備更高性能,要能夠游刃有余地處理差不多所有進(jìn)出其中的數(shù)據(jù)。但消費(fèi)者畢竟有不同的口味和喜好,所以單一一款住宅網(wǎng)關(guān)無(wú)法滿足所有消費(fèi)者的需要。例如,有人對(duì)用VoIP取代模擬電話感興趣；另一些人需要一個(gè)基本家庭網(wǎng)絡(luò)；還有一些人要求一個(gè)帶本地存儲(chǔ)的網(wǎng)關(guān),要能通過(guò)本地網(wǎng)絡(luò)在家中任何地點(diǎn)欣賞存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)的電影、音樂(lè)及其它內(nèi)容,或在全球任何一個(gè)地方,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接訪問(wèn)上述內(nèi)容。
不同的服務(wù)提供商會(huì)選擇不同的家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)滿足不同的細(xì)分市場(chǎng)。但所有服務(wù)提供商都需要一種靈活性,以使各自的方案適應(yīng)變化的市場(chǎng)需要并抓住新產(chǎn)品帶來(lái)的機(jī)遇。需采用一個(gè)自適應(yīng)的可重配置網(wǎng)關(guān)平臺(tái),以實(shí)踐服務(wù)提供商的市場(chǎng)細(xì)分戰(zhàn)略。
下一代住宅網(wǎng)關(guān)
運(yùn)營(yíng)商正通過(guò)增加來(lái)自其寬帶基礎(chǔ)設(shè)施收入的方法來(lái)彌補(bǔ)下降的語(yǔ)音服務(wù)收入。目前的寬帶基礎(chǔ)設(shè)施有能力傳送各種各樣整合了數(shù)據(jù)、視頻和語(yǔ)音的各具特色的差異化服務(wù),從而為消費(fèi)者提供更大價(jià)值。為了給消費(fèi)者帶來(lái)最大價(jià)值,這些服務(wù)需連接各種數(shù)字設(shè)備、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信平臺(tái)、娛樂(lè)系統(tǒng)以及形形色色的其它家用產(chǎn)品。
目前的DSL和有線調(diào)制解調(diào)器提供的寬帶連接是為在家中傳送互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的。但它們無(wú)法滿足下一代三重(數(shù)據(jù)、電話和視頻)和四重(數(shù)據(jù)、電話、視頻和無(wú)線)服務(wù)的需要。越來(lái)越多的數(shù)據(jù)設(shè)備帶來(lái)的復(fù)雜性以及多媒體內(nèi)容的不斷增加,需要一種可支持多種新服務(wù)、提供更多連接選項(xiàng)并支持更高數(shù)據(jù)吞吐率的新方法。下一代住宅網(wǎng)關(guān)就是為滿足這些需要設(shè)計(jì)的。
圖1:住宅網(wǎng)關(guān)在家庭中扮演關(guān)鍵角色
新住宅網(wǎng)關(guān)的性能要求
下一代住宅網(wǎng)關(guān)提供領(lǐng)先的數(shù)據(jù)能力,且還可擔(dān)當(dāng)家庭語(yǔ)音和數(shù)字通信的中樞。某些住宅網(wǎng)關(guān)將支持用VoIP替換標(biāo)準(zhǔn)普通老式電話服務(wù)(POTS),而其它網(wǎng)關(guān)將提供用于固定移動(dòng)融合(FMC)的平臺(tái),從而更進(jìn)一步。這就允許消費(fèi)者在室外時(shí),利用與常規(guī)移動(dòng)電話一樣工作、支持Wi-Fi的移動(dòng)電話通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)接打電話和接入互聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)消費(fèi)者回屋后,電話會(huì)感知這一變化并與無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)連通,然后可將其當(dāng)無(wú)繩VoIP電話使用。市場(chǎng)研究公司iSupply預(yù)計(jì),2006年售出了2,200萬(wàn)部具有Wi-Fi功能的移動(dòng)電話,到2010年,該數(shù)字將達(dá)億部。
許多電信運(yùn)營(yíng)商也將IPTV作為其所提供產(chǎn)品的一個(gè)關(guān)鍵部分。路由、管理和確保多個(gè)IPTV流帶寬的要求將可測(cè)試下一代住宅網(wǎng)關(guān)的性能。將需要住宅網(wǎng)關(guān)控制多個(gè)工作在9Mbps或更快速率的HDTV流。雖然類(lèi)似MPEG2這樣的早期視頻CODEC(編解碼器)已很穩(wěn)固,但諸如MPEG4和等效率更高的新型CODEC仍處在精益求精的過(guò)程中。必須考慮開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能產(chǎn)生的變化及未來(lái)的升級(jí)因素。
在家中傳送廣播質(zhì)量的視頻將需要住宅網(wǎng)關(guān)整合多種有線和無(wú)線技術(shù)、安全特性和服務(wù)質(zhì)量(QoS)能力。住宅網(wǎng)關(guān)需要支持最新的無(wú)線連網(wǎng)技術(shù),例如目前的以及暫露頭角的、和標(biāo)準(zhǔn)。多種有線家庭連網(wǎng)技術(shù)也在考慮之內(nèi),所以住宅網(wǎng)關(guān)應(yīng)能支持以太網(wǎng)、同軸電纜多媒體聯(lián)盟(MOCA)、家用電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟(HPNA)、家庭插電聯(lián)盟(HPPA)和通用電力線協(xié)會(huì)(UPA)等機(jī)構(gòu)推出的有線家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
圖2:UR8架構(gòu)可以處理數(shù)據(jù)、IPTV和VoIP業(yè)務(wù)
在任何消費(fèi)產(chǎn)品中,易于使用和可靠都是考慮的要點(diǎn)。下一代住宅網(wǎng)關(guān)必須便于安裝和設(shè)置,且其操作必須對(duì)消費(fèi)者相對(duì)透明。為實(shí)現(xiàn)快速的故障修復(fù)和問(wèn)題解決,住宅網(wǎng)關(guān)應(yīng)裝備支持遠(yuǎn)程管理和調(diào)度的軟件子系統(tǒng)。除網(wǎng)關(guān)盒本身外,住宅網(wǎng)關(guān)還應(yīng)包括可見(jiàn)性,即使連至住宅網(wǎng)關(guān)的許多設(shè)備并非服務(wù)提供商的管束范圍,只要可能也要將這種可見(jiàn)性延伸至相連接的這些設(shè)備。因服務(wù)提供商有可能引導(dǎo)消費(fèi)者求助適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu),所以可節(jié)省時(shí)間。
圖3:無(wú)線-有線融會(huì)
強(qiáng)大平臺(tái)現(xiàn)身
半導(dǎo)體制造商通過(guò)開(kāi)發(fā)能從性能、靈活性和適用性等方面滿足這些要求的強(qiáng)有力平臺(tái)來(lái)滿足這些需要。典型特性集包括多處理器以及豐富的本地局域網(wǎng)(LAN)接口。專(zhuān)門(mén)用于特定服務(wù)的多處理器確保為最終用戶提供高的系統(tǒng)性能和服務(wù)質(zhì)量。
圖2演示了這種架構(gòu)的一個(gè)例子,即一款帶集成ADSL和VDSL2寬帶連接功能的SoC。該SoC具有一個(gè)工作在400MHz頻率的多媒體網(wǎng)關(guān)處理器,性能比以前產(chǎn)品提升了一倍。附加的硬件加速器和32位寬的存儲(chǔ)器接口進(jìn)一步提升了該網(wǎng)關(guān)的聯(lián)網(wǎng)能力。
VoIP子系統(tǒng)基于一個(gè)專(zhuān)門(mén)的高性能DSP,它能處理最多4路電話而不會(huì)對(duì)該網(wǎng)關(guān)內(nèi)的其它功能造成任何影響。每路電話可運(yùn)行許多可能的有線或無(wú)線語(yǔ)音CODEC中的一種。可確證這樣一種架構(gòu)以后能支持類(lèi)似FMC等新興技術(shù)。其中的Unified DSL PHY支持高達(dá)60Mbps(在VDSL2模式)的數(shù)據(jù)速率,可向家中傳送多套HDTV流。該DSL PHY也支持所有現(xiàn)存的ADSL模式(ADSL、ADSL2和ADSL2+)。
寬帶連接
為支持類(lèi)似IPTV這樣的新型實(shí)時(shí)服務(wù),需要更穩(wěn)固的DSL連接。但糾錯(cuò)技術(shù)增加了網(wǎng)關(guān)的延遲,而不同應(yīng)用能容忍的延遲又各不相同。例如,IPTV能容忍的延遲是幾百毫秒,而游戲要求最短的延遲。DSL線上的主要噪聲源之一是脈沖噪聲。脈動(dòng)噪聲破壞DSL線上接續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。
在DSL住宅網(wǎng)關(guān)中采用的脈沖噪聲保護(hù)(INP)糾錯(cuò)策略涉及Reed-Solomon編碼與卷積交錯(cuò)技術(shù)的組合。在發(fā)射側(cè),Reed-Solomon編碼為每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)塊添加冗余字節(jié),生成一個(gè)Reed-Solomon碼字(codeword)。然后,光梳狀分波器在時(shí)間域內(nèi)混合連續(xù)的數(shù)據(jù)字節(jié)。
在接收器側(cè),首先由光梳狀合波器恢復(fù)正確的字節(jié)順序,然后對(duì)每個(gè)Reed-Solomon碼字進(jìn)行解碼,解碼時(shí)可能修復(fù)受損的數(shù)據(jù)字節(jié)。其結(jié)果是每個(gè)Reed-Solomon碼字內(nèi)的受損數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)量被降至Reed-Solomon碼字的糾錯(cuò)能力范圍內(nèi)。
下一代住宅網(wǎng)關(guān)將可以實(shí)現(xiàn)最少16個(gè)DMT符號(hào)(INP=16)的可選INP能力,它能消弭最長(zhǎng)4ms的脈沖噪聲。但,增加INP同時(shí)也增加了數(shù)據(jù)到達(dá)最終用戶的延遲。下一代平臺(tái)將在DSL PHY內(nèi)提供多條數(shù)據(jù)通路。因此,可將一條數(shù)據(jù)通路配置為具有最強(qiáng)的魯棒性(INP=16),而另一條數(shù)據(jù)通路配置為具有最短延遲(INP=0)。因而,可通過(guò)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)通路處理IPTV(具有可接受的一定延遲),而語(yǔ)音和游戲包可由快速數(shù)據(jù)通路(INP=0)處理。
通過(guò)在DSL PHY內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩條或更多的數(shù)據(jù)通路,而每條通路又都可由不同的Reed-Solomon編碼和內(nèi)插器配置進(jìn)行編程,則下一代住宅網(wǎng)關(guān)可確保各種類(lèi)型的服務(wù)在堅(jiān)固性和低延遲間做出最佳權(quán)衡。
應(yīng)對(duì)VoIP服務(wù)升級(jí)
公共交換電話網(wǎng)(PSTN)具有內(nèi)置的機(jī)制確保端到端間的短延遲和魯棒性。PSTN還包括一系列工具,使得服務(wù)提供商可以監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)及測(cè)試每條電話線。當(dāng)用戶呼叫客服時(shí),客服支持技術(shù)人員可實(shí)時(shí)測(cè)試連至特定客戶的線路。這些工具使服務(wù)提供商能早期確診PSTN網(wǎng)絡(luò)中的任何問(wèn)題,積極主動(dòng)地解決發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,增加客戶的滿意度,減少客戶的不便,并極大削減了對(duì)往返現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的高昂開(kāi)銷(xiāo)。
這些機(jī)制并不存在于互聯(lián)網(wǎng)或目前的IP網(wǎng)絡(luò)中,從而為服務(wù)供應(yīng)商提供及升級(jí)高質(zhì)量VoIP服務(wù)帶來(lái)了新挑戰(zhàn)。
下一代住宅網(wǎng)關(guān)需整合將在IP網(wǎng)絡(luò)中解決此問(wèn)題的工具。眼下,產(chǎn)品公司與服務(wù)提供商、第三方及其它廠商攜手打造一個(gè)將為最終用戶提供優(yōu)于目前PSTN網(wǎng)絡(luò)所能提供的通話體驗(yàn)的回聲(echo)系統(tǒng),且同時(shí)減少運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)性支出(OPEX)和資本支出(CAPEX)。VoIP產(chǎn)品(用于基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)和客戶端設(shè)備)將集成用于幫助調(diào)試和管理IP網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量管理工具。這些質(zhì)量管理工具支持服務(wù)、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)、監(jiān)測(cè)和修復(fù),允許服務(wù)供應(yīng)商積極主動(dòng)地管理類(lèi)似回聲、掉包和線延遲等因素。住宅網(wǎng)關(guān)每秒都向網(wǎng)絡(luò)管理員發(fā)送關(guān)于連接質(zhì)量的信息,通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算立即評(píng)估與用戶體驗(yàn)相關(guān)的質(zhì)量參數(shù),從而允許服務(wù)供應(yīng)商適應(yīng)變化的條件并在IP網(wǎng)絡(luò)中做出實(shí)時(shí)調(diào)整。
集成語(yǔ)音功能
下一代住宅網(wǎng)關(guān)將包括對(duì)多達(dá)4條帶三方會(huì)議功能的語(yǔ)音線路的支持。每條線路可同時(shí)支持與DECT、保密(black)、寬帶或無(wú)線電話的連接并支持不同的CODEC。基于DSP的實(shí)現(xiàn)與基于需2到3倍DSP周期的通用處理器核的實(shí)現(xiàn)相比,能提供更優(yōu)異的語(yǔ)音處理能力。高性能可編程語(yǔ)音子系統(tǒng)使其可支持各種低位速率CODEC、無(wú)線CODEC、寬帶CODEC以及類(lèi)似傳真和調(diào)制解調(diào)器中繼、包丟失最小化和噪聲削減算法等先進(jìn)特性。
現(xiàn)今可用的固定移動(dòng)融合方案使有線運(yùn)營(yíng)商通過(guò)將移動(dòng)性帶至運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)且令有線網(wǎng)絡(luò)擔(dān)當(dāng)無(wú)線工作的努力來(lái)彌補(bǔ)收入損失、重新拉回流失的客戶。這些方案采用雙模手機(jī)在Wi-Fi和蜂窩網(wǎng)絡(luò)中無(wú)縫漫游,它還為用戶帶來(lái)一套電話特性、一個(gè)電話號(hào)碼、一張?jiān)捹M(fèi)單和一個(gè)用戶接口的便利。在新一代住宅網(wǎng)關(guān)中對(duì)諸如GSM-FT/EFR/ARM等無(wú)線CODEC的支持省去了從移動(dòng)到本地電話轉(zhuǎn)換的需要。另外,在移動(dòng)通話中,移動(dòng)電話處在活躍模式中的時(shí)間需盡可能地短。住宅網(wǎng)關(guān)中WLAN子系統(tǒng)內(nèi)對(duì)與FMC友好模式的高妙實(shí)現(xiàn)使移動(dòng)電話的活躍時(shí)間不足通話時(shí)間的5%,從而延長(zhǎng)了手機(jī)電池壽命。
新技術(shù)平臺(tái)將為新一代住宅網(wǎng)關(guān)方案打下基礎(chǔ),這些方案將以其使產(chǎn)品具有新的先進(jìn)特性從而獨(dú)樹(shù)一幟的靈活性使能下一代服務(wù)。能迅速且以具成本效益的方式采用這些新的高度靈活的架構(gòu)以提供超越消費(fèi)者、服務(wù)供應(yīng)商和設(shè)備制造商預(yù)期的多種產(chǎn)品。它們將使設(shè)備制造商能夠靈活地開(kāi)發(fā)帶多種家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、可傳送多條HDTV流且同時(shí)支持多路語(yǔ)音通話及其它增值服務(wù)的住宅網(wǎng)關(guān)。可容易交互的軟硬件配屬選項(xiàng)將縮短設(shè)備制造商的開(kāi)發(fā)時(shí)間,并為服務(wù)提供商提供一個(gè)能借此啟動(dòng)增加收入的新服務(wù)的強(qiáng)有力平臺(tái)。
作者:Alick Einav
產(chǎn)品線經(jīng)理
住宅網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)部
德州儀器
