【摘　要】從理論和實際開發兩個角度對Virata Helium和ST芯片組的功能和實現進行了詳細的論述　。　
　　關鍵詞：接入網　不對稱數字用戶環路　綜合業務數字網1　引　言
　　網絡時代，在Internet上的各種服務發展迅猛。原有的窄帶數據接入形式多以56K撥號上網、DDN和X．25為主，已嚴重制約了實際數據網絡應用的需求，限制了整個數據網絡業務的進一步發展。為了實現用戶接入網的數字化、寬帶化，提高用戶上網速度，今后將發展光纖到戶。但由于光纖用戶網的成本過高，在今后的十幾年甚至幾十年內大多數用戶網仍將繼續使用現有的銅線環路，于是近年來人們提出了多項過渡性的寬帶接入網技術，包括N－ISDN、Cable Modem、ADSL等等，其中，ADSL技術是提供寬帶服務到家庭和小公司的一種利用原有銅質雙絞電話用戶線的新型接入技術。它充分利用現有電話網絡的雙絞用戶線，利于改造，符合我國當前的國情，成為目前接入網建設中的一個優選方案。
　　華聲集團是一家有著近二十年歷史、致力于網絡通信和音像發行的企業。截至目前為止已推出了華聲PCI ADSL MODEM、USB ADSL MODEM、帶以太網接口的ADSL MODEM和帶路由功能的ADSL ROUTER共四類六個系列產品。該公司生產的WS－2x01系列ADSL MODEM采用的就是Virata Helium　STMicroelectronics公司生產的套片組合。該方案的主要目標是實現CPEADSL參考設計。WS－2x01提供全速率（ANSI和G．DMT）和G．Lite支持，通過以太網接口（RJ45）或者USB連接到PC機上，能提供上行640kbps、下行8Mbps的非對稱傳輸。
2　ADSL系統簡介
　　在開發ADSL MODEM過程中，我們選用了Virata公司的Helium（作為主處理機和接口）和STMicroelectronics公司的ASCOT套片。
　　Virata公司生產的Helium由協議處理機、網絡處理機以及Utopia和外圍總線接口等幾部分組成。其中的協議處理機和網絡處理機核心都是ARM7TDMI RISC（Reduced Instruction SetComputer）。協議處理機用于一般的處理，在其中運行高層協議　。而網絡處理機用于信元、幀和包的處理。Helium能夠運行一整套ATMOS（ATMOperation　System）軟件，包括橋、路由、SNMP（Simple Network Management Protocol）管理、UNI（User Network Interface）信令、NDIS（Network Driver Interface Standard）等。Helium是將ATM物理層設備，如ATM25或者xDSL，連接到其他象以太網或者USB等接口上的強有力的控制器，為高層協議處理提供了具備32位處理器的各種硬件接口。該MODEM的硬件還基于ASCOT的套片組：ST70134是模擬前端，ST70135A是DMT（Discrete Multi－tone）引擎。ST70134提供一些額外的濾波、模／數轉換以及VCXO控制（用于中心時鐘恢復）。ST70135A為DMT引擎，進行FFT（Fast Fourier Transform），IFFT（Inverted Fast Fourier Transform）變換，時域及頻域的量化，reed salomon及trellis編碼。ST70135A通過Utopia總線和外圍總線連接到Helium上。
　　整個ADSL MODEM系統的組成如圖1所示。
　　　　　　　　　　　　　
3　各種MODEM的比較
　　珠海華聲公司目前占領市場的四款ADSL MODEM產品分別是：WS－2301，WS－2601，WS－2801WS－2901。這些ADSL MODEM一方面通過AFE（Analog Front End），DSP（Digital Signal Processing），UTOPIA接口等模塊完成DMT調制解調功能，另一方面通過裝有嵌入式操作系統的RISC處理器提供與DTE（Data Terminal Equipment）的接口，使用戶設備可以通過高速數據通道接入寬帶網絡。由于世界上著名的芯片廠商都推有自己的基于DMT方式的調制解調芯片，為使用戶端與局端能互聯互通，用戶端廠家采取的是根據局端設備逐個配套的產品策略，Alcatel局端在市場上占40以上的份額，所以在硬件上一般選用與之兼容的芯片組。　　
　　而在軟件開發方面，依照不同的主機控制接口，將有不同的控制方式。PCI／USB占用PC機的資源及操作系統進行上層協議處理和系統配置。而內置的RISC CPU的ADSL MODEM則除了操作系統之外還需要依據不同的CPU完成相關通信協議的軟件程序，圖2是軟件構成。
　　　　　　　　　　　　　
　　下面四種ADSL MODEM物理層同時支持ANSI TI．413 Issue2，ITU－TG．992．1（G．DMT）和G．992．2（G．Lite），并支持UNI3．0和3．1信令。
　　（1）PCI ADSL MODEM（WS－2301）
　　這種ADSL MODEM是內置卡，通過PCI總線與PC機連接。它的特點是：體積小，軟件在PC機內，開發環境較好，但占用PC機處理資源多，容易產生硬件DMA及I／O沖突等問題。對電信運營商來說，也不便于維護。這種卡對操作系統沒有什么特殊的要求，Windows 95，98，NT4．0，2000均可，它支持的協議有RFC1577－Classical IPOver ATM，RFC1483－Bridged Ethernet Over ATM PVCs，RFC2364－PPPOver ATM PVCs。
　　（2）USB ADSL MODEM（WS－2601）
　　這種ADSL MODEM通過用戶PC機自帶的USB接口相連，不需要打開機箱，不需要外加電源供電，占用PC資源少，它除了支持上述PCI ADSL MODEM所支持的那些協議外，還支持PPP Over Ethernet，以及可配置的PAP（Password Authentication Protocol）／CHAP（Chanllenge Handshake Authentication Protocol）認證。這種外置式MODEM的特點是開發環境要求較高（在通信處理機上），價格比較昂貴。
　　（3）帶以太網接口的ADSL MODEM（WS－2801）
　　這種ADSL MODEM只需用戶有一個普通的網卡，通過以太網接口（RJ45）連接到PC機上，它也能支持PPP Over Ethernet，也可配置PAP／CHAP認證。這種MODEM是當前寬帶接入市場上的主導產品，它的缺點是用戶端必須安裝驅動程序。
　　（4）帶路由功能的ADSL MODEM（WS－2901）
　　這種ADSL MODEM也是通過網卡的RJ45口與用戶的PC機相連，它除了支持上述的所有協議外，還具備路由功能，它能實現DHCP（Dynamic Host C Protocol），DNS（Domain Name Server），NAT（Net Address Translation），以及包的過濾等功能。其缺點是價格偏高　。
4　未來演進
　　ADSL MODEM中的G．Lite由于成本低、安裝方便、即插即用、低功耗、速率是56K Modem的5倍，有望成為標準外設，從而取代目前廣為采用的話帶Modem，成為用戶上網的有力工具。
　　從ADSL目前的發展來看，ADSL寬帶接入已經不僅僅用作一種純粹的接入技術，它在高速數據網絡接入方面的應用更具有生命力。業界的許多專家都堅信，以ADSL為主的xDSL技術終將成為銅質雙絞線上的贏家，利用DSL線路同時提供多條分組話音線路的解決方案之一VoDS將是今后幾年最熱門的市場之一。
　　VoDSL就是指在DSL線路上傳送分組話音。目前，VoDSL可以在一條DSL線路上傳送多達24條分組話音鏈路。VoDSL技術被評為2000年“十大熱點技術”之一，更被一些公司稱為點銅成金的技術 。隨著產品的成熟，VoDSL業務將在今后4～5年內高速發展，不同的運營公司將以不同的方式進入VoDSL市場。一些長途公司將把它作為進入本地市場的一種手段。大的運營公司將它看作是促進寬帶接入的一種應用。而最主要的還是為中小企業提供低價格的多條電話線。根據CIR預測，到2005年全球將有2500萬VoDSL線路，其中三分之一在北美 。VoDSL技術不僅僅是一種新的傳送技術，它將成為中小型企業新一代話音業務的主要技術。在今后幾年，VoDSL將成為DSL設備的一項標準功能，話音正成為DSL業務新的殺手锏應用。 1　Warrier，P．，Kumar，B．編著．XDSL體系結構．北京：清華大學出版社，2000，11
2　Charles K．Summers．ADSL Standard，Implementation and Architecture.CRC Press ，1999
3　Albert Azzam，Niel Ransom．Broadband Access Techn－ologies．McGraw Hill Compaines，Inc.,1999
4　Technical Report DSL Forum TR－032．CPE Architecture Recommendations for Access to Legacy Data Networks．2000，5