多路DSL信号传输硬件平台设计与验证

摘要

接入网作为通信网络时代的产物，从诞生到发展已经有二十多个年头了。在这短短的二十余载中，接入网技术推陈出新，从早些的铜线接入技术到近年的混合光纤同轴电缆网，甚至是光纤直接入户。
　　这些技术的革新，是宽带业务需求飞速增长所使然，同时也需要足够的建设资金支持。面对全光纤的改造成本，很多国家和地区是无法承受的。而且，在很多老旧建筑占多数的地区，铜线接入目前还是可以满足用户对宽带接入的要求。只是需要升级靠近用户端的中心设备，加强其覆盖终端用户设备的能力。
　　面对以上问题，本论文在现有的光纤铜线混合使用方案的基础上，对硬件设备进行改进和优化，并对硬件处理平台进行了验证。
　　首先，给出了多路DSL信号复用传输接入改进方案。将原先比较靠近用户侧的局端设备拉远至中心机房，大大加强中心机房的数据处理能力和服务用户数量。靠近用户侧增加远端设备，只保留信号汇聚和分离功能。远端设备和近端设备之间通过光纤连接。
　　然后，根据数字硬件平台的总体需求，从信号处理模块、数据采集和重建模块、电源模块、本地时钟模块分别提出了各自的性能需求并分析。根据各模块的详细需求设计了一套支持48用户通道，并且单用户通道带宽达17.664MHz的射频直采DSL接入网数字信号处理平台。
　　最后按照项目测试要求，在实验室环境下进行了充分地测试。依托实验室先进的硬件测试平台和成熟的软件测试技术，分别对FPGA核心供电电压、时钟源OCXO的时钟性能、PLL输出时钟频点及性能、ADC和DAC关键指标逐一进行了测试。针对各项测试结果，进行了详细的分析，并且也为后续改进设计提出了建议。
　　论文设计并成功实现了多路DSL信号复用传输硬件平台，通过了项目的性能和功能验收。光纤和铜线混合使用的方案，在目前DSL用户仍大量存在，最后一公里需要双绞线接入的情况下，还是拥有很高的可行性。

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缩略词表

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 论文研究内容与安排

第二章 接入网技术与射频直采技术

2.1 引言

2.2 接入网的特点及分类

2.3 从DSL接入技术到HFC接入技术

2.4 信号采样理论

2.5 小结

第三章 多路DSL信号传输平台需求与分析

3.1 引言

3.2 数字板卡总体需求

3.3 单元模块需求

3.4 小结

第四章 多路DSL信号传输平台器件选型与设计

4.1 引言

4.2 硬件系统组成方案

4.3 FPGA板卡总体架构

4.4 主要器件选型

4.5 子模块设计

4.6 小结

第五章 多路DSL信号传输平台实现

5.1 引言

5.2 主FPGA模块实现

5.3 cfgFPGA模块实现

5.4 ADC模块实现

5.5 DAC模块实现

5.6 时钟模块实现

5.7 电源模块实现

5.8 PCB制作与预布局

5.9 小结

第六章 硬件平台的测试与分析

6.1 引言

6.2 测试平台搭建

6.3 FPGA板卡性能测试

6.4 ADC性能测试

6.5 DAC SFDR性能测试

6.6 近远端设备全链路测试

6.7 小结

第七章 结束语

7.1 本文总结及主要工作

7.2 下一步工作的建议

致谢

参考文献

附录

个人简历

攻读硕士学位期间的研究成果