《電子技術(shù)應(yīng)用》
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ADSL寬帶接入技術(shù)及應(yīng)用

2009-01-20
作者:陳天華

  摘? 要: 介紹了ADSL接入技術(shù)的特點(diǎn)和系統(tǒng)基本組成?對目前ADSL的單載波線路編碼調(diào)制和多載波線路編碼調(diào)制的兩類線路編碼與調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了深入比較,對ADSL傳輸技術(shù)的新趨勢ADSL G.Lite進(jìn)行了探討,詳細(xì)闡述了ADSL接入網(wǎng)絡(luò)中Packet和ATM兩種數(shù)據(jù)傳輸模式的特點(diǎn)。

  關(guān)鍵詞: 非對稱數(shù)字用戶線? 離散多音頻 無載波調(diào)幅/調(diào)相? G.Lite標(biāo)準(zhǔn)? ADSL? DMT? CAP DSLAM

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  隨著信息技術(shù)的發(fā)展,特別是Internet的商業(yè)應(yīng)用和多媒體服務(wù)諸方面的迅速發(fā)展,用戶對信息傳輸速率提出了越來越高的要求。要改善目前上網(wǎng)速度慢的情況,除了增加骨干網(wǎng)的帶寬?路由器速度和服務(wù)器的處理能力外,更主要的在于如何提高用戶接入網(wǎng)的傳輸速率。為了實(shí)現(xiàn)用戶接入網(wǎng)的數(shù)字化?寬帶化,提高用戶上網(wǎng)速度,光纖到戶(FTTH)是今后發(fā)展的必然方向。但由于光纖用戶網(wǎng)的成本過高,要實(shí)現(xiàn)光纖到戶還需要很長的時(shí)間。而且目前全世界已經(jīng)有超過7億條固定銅線在使用,所以目前應(yīng)該首先考慮如何利用已經(jīng)鋪設(shè)好的銅線來傳送高速數(shù)據(jù)。在今后十幾年甚至幾十年內(nèi)大多數(shù)用戶網(wǎng)仍將繼續(xù)使用現(xiàn)有的銅線環(huán)路。近年來人們提出了多項(xiàng)過渡性的寬帶接入網(wǎng)技術(shù),其中ADSL(非對稱數(shù)字用戶環(huán)路)是最具前景與競爭力的一種,在未來十幾年甚至幾十年內(nèi)將占主導(dǎo)地位。

  目前,ADSL的熱潮席卷世界各地,Intel?Compaq?Siemens?CISCO?3COM?Alcatel等公司均致力于發(fā)展ADSL技術(shù),相繼推出了ADSL產(chǎn)品,全球許多電信廠商和ISP也紛紛推廣各自的ADSL服務(wù),北美?新加坡等率先將ADSL正式投入營業(yè),日本?韓國及中國臺(tái)灣地區(qū)等已進(jìn)入試驗(yàn)階段,中國電信在北京?上海?廣東?福建等地已進(jìn)行相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)測試并開始試驗(yàn)性推廣,深圳已進(jìn)入了實(shí)用階段。

1 ADSL的主要特點(diǎn)

  DSL(Digital Subscriber Line)是以銅質(zhì)電話線為傳輸介質(zhì)的傳輸技術(shù)組合,它包括HDSL?SDSL?VDSL?ADSL和RADSL等,一般稱之為xDSL。其主要差別表現(xiàn)在信號(hào)傳輸速度?距離?上行速率?下行速率?對稱性幾個(gè)方面。

  HDSL與SDSL支持對稱的T1/E1(1.544Mbps/2.048Mbps)傳輸。其中HDSL的有效傳輸距離為3~4公里,且需要兩至四對銅質(zhì)雙絞電話線;SDSL最大有效傳輸距離為3公里,只需一對銅線。比較而言,對稱DSL更適用于企業(yè)點(diǎn)對點(diǎn)連接應(yīng)用,如文件傳輸?視頻會(huì)議等收發(fā)數(shù)據(jù)量大致相應(yīng)的工作。同非對稱DSL相比,對稱DSL的市場要小得多。

  VDSL?ADSL和RADSL屬于非對稱式傳輸。其中VDSL技術(shù)是xDSL技術(shù)中最快的一種,在一對銅質(zhì)雙絞電話線上,上行數(shù)據(jù)的速率可達(dá)13~52Mbps,下行數(shù)據(jù)的速率為1.5~2.3 Mbps,但是VDSL的傳輸距離只在幾百米以內(nèi),VDSL可以成為光纖到戶的具有高性價(jià)比的替代方案。ADSL技術(shù)是1989年由Bellcore提出的一種新興的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)制解調(diào)傳輸技術(shù),該技術(shù)可以在普通電話線上將現(xiàn)有電話線路的頻寬經(jīng)由調(diào)制解調(diào)技術(shù)處理后擴(kuò)大,ADSL將高速數(shù)字信號(hào)安排在普通電話頻段的高頻側(cè),再用濾波器濾除如環(huán)路不連續(xù)點(diǎn)和震鈴引起的瞬態(tài)干擾后即可與傳統(tǒng)電話信號(hào)在同一對雙絞線共存而不互相影響;ANSIT1.143標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ADSL在傳輸距離為9000~12000英尺時(shí),下行速率為8Mbps,上行速率為1.5Mbps;在傳輸距離為15000~18000英尺時(shí),數(shù)據(jù)速率降為下行1.5Mbps和上行64kbps。從ADSL的傳輸速率和傳輸距離上看,ADSL都能夠較好地滿足目前用戶接入Internet的要求;而且ADSL這種不對稱的傳輸技術(shù)符合Internet業(yè)務(wù)下行數(shù)據(jù)量大,上行數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn)。RADSL能夠提供的速度范圍與ADSL基本相同,但它可以根據(jù)雙絞銅線質(zhì)量的優(yōu)劣和傳輸距離的遠(yuǎn)近動(dòng)態(tài)地調(diào)整用戶的訪問速度。正是RADSL的這些特點(diǎn)使RADSL成為用于網(wǎng)上高速?zèng)_浪?視頻點(diǎn)播?遠(yuǎn)程局域網(wǎng)絡(luò)訪問的理想技術(shù),因?yàn)樵谶@些應(yīng)用中用戶下載的信息往往比上載的信息要多得多。

2 ADSL與其它接入技術(shù)的比較

  ADSL接入服務(wù)具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和較高的性能價(jià)格比,它無需另鋪電纜,節(jié)省投資;滲入能力強(qiáng),接入快,適合于集中與分散的用戶;能為用戶提供上?下行不對稱的傳輸帶寬;采用點(diǎn)—點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),用戶可獨(dú)享高帶寬;可廣泛用于視頻業(yè)務(wù)及高速INTERNET等數(shù)據(jù)的接入。

2.1 ADSL與Cable Modem的比較

  ADSL技術(shù)不同于電纜調(diào)制解調(diào)器,它不被眾多用戶所共享,因此其速度和容量不會(huì)像電纜調(diào)制解調(diào)器那樣受用戶數(shù)量多少的影響。Cable Modem的HFC接入方案采用分層樹型結(jié)構(gòu),其優(yōu)勢是帶寬比較高(10M),但這種技術(shù)本身是一個(gè)較粗糙的總線型網(wǎng)絡(luò),這就意味者用戶要和鄰近用戶分享有限的帶寬,當(dāng)一條線路上用戶激增時(shí),其速度將減慢。有關(guān)資料表明,大部分情況下,HFC方案必需兼顧現(xiàn)有的有線電視節(jié)目,因而占用了部分帶寬,有部分帶寬可供傳送其它數(shù)據(jù)信號(hào),所以只能達(dá)到Cable Modem的理論傳輸速率的一小半。大量實(shí)驗(yàn)表明,其速率減為 1M~2Mbps,更常見的是 400K~500Kbps。綜合來看,即使在理想狀態(tài)下,HFC只相當(dāng)于一個(gè)10Mbps的共享式總線型以太網(wǎng),而ADSL接入方案在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上較為先進(jìn),因?yàn)槊總€(gè)用戶都有單獨(dú)的一條線路與ADSL局端相連,它的結(jié)構(gòu)可以看作是星型結(jié)構(gòu),它的數(shù)據(jù)傳輸帶寬是由每一用戶獨(dú)享的。

2.2 ADSL與普通撥號(hào) Modem及N-ISDN的比較

  普通撥號(hào) Modem的最高速率是56K,N-ISDN的速率為128K,顯然ADSL的速率優(yōu)勢是不言而喻的。ADSL可將現(xiàn)有的銅電話線(亦稱“銅雙絞線”)轉(zhuǎn)化成多媒體寬帶分布系統(tǒng)。它在同一銅線上分別傳送數(shù)據(jù)和語音信號(hào),數(shù)據(jù)信號(hào)不通過電話交換機(jī)設(shè)備,減輕了電話交換機(jī)的負(fù)載,它無需像普通的模擬調(diào)制解調(diào)器那樣撥號(hào),永遠(yuǎn)處于“在線”狀態(tài),很難出現(xiàn)掉線的情況,用戶在享受高傳輸速率的同時(shí),還可使用電話服務(wù)。另外,利用ADSL,多人通過局域網(wǎng)上網(wǎng)且不易擁擠。一個(gè)公司甚至一個(gè)住宅小區(qū)的局域網(wǎng)通過ADSL上網(wǎng),沖浪的速度仍能保持較高狀態(tài)。

3 ADSL的應(yīng)用前景

  ADSL作為一種高速接入技術(shù)具有很強(qiáng)的生命力, 目前世界上許多電信公司對ADSL傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了成功開發(fā),歐洲和北美已開始規(guī)模應(yīng)用。一般認(rèn)為,ADSL可以在以下諸多方面將得到廣泛應(yīng)用。

  高速數(shù)據(jù)接入。用戶可以通過ADSL寬帶接入方式快速地瀏覽各種互連網(wǎng)上的信息,進(jìn)行網(wǎng)上交談?游戲?動(dòng)畫和收發(fā)電子郵件,獲得所需要的信息。深圳已提供ADSL高速寬帶接入Internet服務(wù),ADSL用戶訪問相應(yīng)的站點(diǎn)即可享受多種寬帶多媒體服務(wù)。

  視頻點(diǎn)播?;诜菍ΨQ性傳輸技術(shù)的ADSL特別適合用戶對音樂?影視和交互式游戲的點(diǎn)播,用戶可以根據(jù)自己的需要,任意地對上述業(yè)務(wù)進(jìn)行隨意控制,而不必象有線電視節(jié)目一樣受控于電視臺(tái)。如深圳視聆通寬帶網(wǎng)站與廣州視聆通寬帶網(wǎng)站上的視頻點(diǎn)播VOD?音樂廳?網(wǎng)上劇場等;并可提供網(wǎng)上游戲?交互電視和網(wǎng)上購物等寬帶多媒體服務(wù)。

  網(wǎng)絡(luò)互連業(yè)務(wù)。ADSL寬帶接入方式可以將不同地點(diǎn)的企業(yè)網(wǎng)或局域網(wǎng)連接起來,避免了企業(yè)分散所帶來的麻煩,同時(shí)又不影響各用戶對互連網(wǎng)的瀏覽。

  家庭辦公。通信技術(shù)的飛躍發(fā)展已經(jīng)越來越影響著人們的生活與工作方式,一些企業(yè)的工作人員因?yàn)槟撤N原因需要在家里履行自己的工作職責(zé),通過高速的接入方式從自己企業(yè)信息庫中提取所需要的信息,甚至面對面地和同事進(jìn)行交談,完成自己的工作任務(wù)。

  遠(yuǎn)程教學(xué)?遠(yuǎn)程醫(yī)療等。隨著ADSL技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用,ADSL接入服務(wù)還將可以提供點(diǎn)對點(diǎn)的遠(yuǎn)程醫(yī)療,遠(yuǎn)程教學(xué)等服務(wù)。通過寬帶的接入方式,教育和醫(yī)療資源的全社會(huì)共享將成為大勢所趨。

4 ADSL接入技術(shù)原理

  ADSL的接入模型主要有中央交換局端模塊和遠(yuǎn)端模塊組成,其接入系統(tǒng)如圖1所示。ADSL接入系統(tǒng)采用市話雙絞線路作為傳輸媒質(zhì),能同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù),因此接入系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)由局端數(shù)據(jù)復(fù)用設(shè)備DSLAM(DSL Acess? Multiplexer)?局端話音數(shù)據(jù)分離器(Splitter)?本地市話線路?用戶端話音數(shù)據(jù)分離器和用戶端數(shù)據(jù)設(shè)備RTU(Remote Terminal Unit)組成。

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  一般將多個(gè)ADSL局端收發(fā)模塊ATU-C(ADSL Transmission Unit-Central)集成在DSLAM設(shè)備中的一張線路卡內(nèi),來自不同線路卡的用戶數(shù)據(jù)流量經(jīng)DSLAM復(fù)用后形成上行數(shù)據(jù)鏈路,并由DSLAM來提供所需的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口。每個(gè)ATU-C對應(yīng)的局端Splitter通常也可集成在DSLAM設(shè)備中,再由局端集成的Splitter組提供一個(gè)通向話音交換機(jī)的市話電纜接口。一般用戶端話音數(shù)據(jù)分離器為一單獨(dú)分立設(shè)備,由它提供面向用戶室內(nèi)話機(jī)和RTU設(shè)備的線路接口。用戶端Splitter一般安裝在市話線路中入戶線的進(jìn)門處以避免用戶室內(nèi)并機(jī)分支線路對ADSL高頻數(shù)據(jù)傳輸通路造成的影響。ADSL用戶端收發(fā)模塊ATU-R(ADSL Transmission Unit-Remote)包含在用戶端數(shù)據(jù)設(shè)備RTU內(nèi),并由RTU最終向用戶提供通用的用戶數(shù)據(jù)接口。

  ADSL接入系統(tǒng)中,原有的模擬話音雙工通路通過局端和用戶端Splitter來維持。話音數(shù)據(jù)分離器由高頻濾波器和低頻濾波器組成,它將ADSL線路模擬頻帶劃分為高頻段和低頻段,其中高頻段用于數(shù)字載波調(diào)制的數(shù)據(jù)傳輸通路,低頻段用于話音通路。ADSL接入系統(tǒng)中上行和下行數(shù)據(jù)通路的建立則通過ATU-C和ATU-R的初始化同步過程來完成。

  ADSL設(shè)備既可以直接接入系統(tǒng)中的局端設(shè)備DSLAM,又可以是用戶端設(shè)備RTU。目前ADSL設(shè)備在線路接口上采用的調(diào)制技術(shù)主要有QAM?CAP和DMT方式;而在數(shù)據(jù)接口上采用的傳送模式則主要有以太包和ATM信元等方式。但是不管這些設(shè)備的在線路接口或數(shù)據(jù)接口的具體實(shí)現(xiàn)方式如何,它們在面向線路接口的物理媒質(zhì)相關(guān)模塊中均應(yīng)具備線路編碼?傳輸同步過程初始化?話音和數(shù)據(jù)通道的分離?線路傳輸信號(hào)的加解擾碼以及數(shù)字傳輸通道的嵌入操作控制等功能;而在面向數(shù)據(jù)接口的傳輸匯聚模塊中則應(yīng)具備數(shù)字信道的復(fù)用及解復(fù)用?數(shù)字傳輸信號(hào)的前向糾錯(cuò)?線路傳輸幀格式的實(shí)現(xiàn)?面向高層(如ATM鏈路層或IP網(wǎng)絡(luò)層)的協(xié)議處理和網(wǎng)元設(shè)備管理等功能。

5 ADSL線路編碼與調(diào)制技術(shù)

  ADSL傳輸系統(tǒng)中使用的線路編碼和調(diào)制技術(shù)主要有兩種相互競爭?互不兼容的ADSL調(diào)制編碼技術(shù),每種線路編碼和調(diào)制技術(shù)都有其各自的代表產(chǎn)品。一種是被美國國家標(biāo)準(zhǔn)ANSI T1.413?歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)ESIETR 328以及ITU G.992采用的離散多音頻(DMT)線路編碼技術(shù)。另一種是市場上廣泛使用的無載波調(diào)幅/調(diào)相(CAP)技術(shù)。CAP類似于QAM,QAM與CAP線路編碼均屬于單載波線路調(diào)制技術(shù)。CAP由QAM編碼技術(shù)發(fā)展而來,其調(diào)制效率或頻帶利用率也與QAM相同。QAM是兩個(gè)正交的載波經(jīng)調(diào)制后相加。而CAP的正交化是將數(shù)字信號(hào)通過兩個(gè)相同幅頻特性但有k/2相差的橫向帶通數(shù)字濾波器來完成。濾波器的輸出相加后經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換進(jìn)行傳輸。接收端采用″軟判決″技術(shù)對信號(hào)進(jìn)行解調(diào),再用判決前債均衡器對電纜芯徑變化和橋接抽頭進(jìn)行適配。CAP采用二維線性碼,并結(jié)合柵格碼以減少近端串音。

  DMT線路編碼屬于正交頻分復(fù)用方式的多載波線路調(diào)制技術(shù)。DMT首先對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行IFFT變換,相當(dāng)于把信號(hào)調(diào)制到多個(gè)正交載波上,接受端對其進(jìn)行FFT變換即可接受原信號(hào)。ANSI T1.413為 ADSL傳輸系統(tǒng)定義了256個(gè)載波,每個(gè)載波占用4.3125kHz的線路模擬頻帶,并且每個(gè)載波均使用QAM線路編碼。因此在理想情況下,QAM?CAP和DMT三種線路編碼的調(diào)制效率是相同的。DMT線路編碼的每個(gè)載波通常被稱為一個(gè)Tone,ADSL上行傳輸通道可征用幾十個(gè)Tone,而下行傳輸通道則可征用兩百多個(gè)Tone。從理論上看,每個(gè)Tone的傳輸設(shè)計(jì)能力應(yīng)該相當(dāng)甚至大于一個(gè)V.34話音Modem的數(shù)據(jù)傳輸能力。此外為了更好地抑制脈沖噪聲,DMT采用了Reed Solomon前向糾錯(cuò)碼和柵格碼技術(shù)。

  由于CAP信號(hào)傳輸占用全部信道帶寬,所以頻域和時(shí)域噪聲都會(huì)對它造成影響。DMT的每個(gè)很窄的子信道頻帶內(nèi)的電纜特性可以近似認(rèn)為是線性的,因此脈沖混疊可以減到最低程度。在每個(gè)子信道內(nèi)傳送的比特率可以按該信道內(nèi)信號(hào)和噪聲的大小自適應(yīng)地變化,故DMT技術(shù)可自動(dòng)避免工作在干擾較大的頻段。

  DMT和CAP技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)速率的自適應(yīng)調(diào)整,這就是RADSL。不同的是DMT可以從64kbps開始以32kbps的間隔平滑遞增。而CAP只能從640kbps開始作較粗糙的調(diào)整。

  與CAP方式相比,DMT具有許多優(yōu)點(diǎn)。在ADSL標(biāo)準(zhǔn)化過程中,DMT調(diào)制方式比CAP方式獲得了更廣泛的支持。DMT對線路信號(hào)衰減的適應(yīng)能力較強(qiáng),由于DMT線路編碼中每個(gè)載波的數(shù)據(jù)傳輸能力可以根據(jù)該載波所在頻段的信噪比進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),因此比較容易適應(yīng)寬頻帶模擬傳輸信號(hào)在市話雙絞線路上出現(xiàn)的非均衡衰減。帶寬利用率更高,DMT技術(shù)可以自適應(yīng)地調(diào)整各個(gè)子信道的比特率,可以達(dá)到比單頻調(diào)制高得多的信道速率。可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)帶寬分配,DMT技術(shù)將總的傳輸帶寬分成大量的子信道,這就有可能根據(jù)特定業(yè)務(wù)的帶寬需求,靈活地選取子信道的數(shù)目,從而達(dá)到按需分配帶寬的目的。由于線路編碼調(diào)制效率的調(diào)整可以在各個(gè)載波內(nèi)進(jìn)行,DMT的線路自適應(yīng)調(diào)整的步長可以較小。DMT具有很強(qiáng)抗脈沖噪聲和窄帶噪聲干擾能力,根據(jù)傅立葉分析理論,頻域中越窄的信號(hào)其時(shí)域延續(xù)時(shí)間越長,DMT方式下各子信道的頻帶都非常窄,因而各子信道信號(hào)在時(shí)域中都是延續(xù)時(shí)間較長的符號(hào),故可以抵御短時(shí)脈沖的干擾;如果線路中出現(xiàn)窄帶噪聲干擾,可以直接關(guān)閉被窄帶噪聲覆蓋的幾個(gè)信道,系統(tǒng)傳送性能不會(huì)受到太大影響。

  從性能上看,DMT是比較理想的編碼調(diào)制方式,信噪比高?傳輸距離遠(yuǎn),或同樣距離下傳速率較高。但DMT也存在一些問題,比如DMT對某個(gè)子信道的比特率進(jìn)行調(diào)整時(shí),會(huì)在該子信道的頻帶上引起噪聲,對相鄰子信道產(chǎn)生干擾,而且比CAP實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。為得到更廣泛的應(yīng)用,DMT應(yīng)該很好地解決其存在的問題,使優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。

6 ADSL技術(shù)的發(fā)展趨勢

  從理論上說ADSL系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信號(hào)和話音信號(hào)占用不同頻帶傳輸,但由于電話設(shè)備的非線性響應(yīng),高頻段的ADSL信號(hào)會(huì)干擾電話業(yè)務(wù);同樣,電話信號(hào)也會(huì)干擾數(shù)據(jù)信號(hào)。所以,ADSL系統(tǒng)必須在用戶端安裝防止數(shù)據(jù)信號(hào)和電話信號(hào)互相干擾的分離器,而且安裝工作必須由專業(yè)技術(shù)人員完成,這一定程度上影響了ADSL技術(shù)的普及。

  為更好地適應(yīng)市話線路的特點(diǎn)并使ADSL技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用, ADSL Modem的使用應(yīng)該象傳統(tǒng)的話帶Modem那樣簡單,將電話線插入即可使用。這促使了一種ADSL標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生:ITU-T于1998年10月制定了輕便型無話音數(shù)據(jù)分離器的G.992.2(又稱G.Lite)標(biāo)準(zhǔn)。G.Lite Modem的價(jià)格比ADSL Modem便宜,支持T1.413標(biāo)準(zhǔn)的ADSL設(shè)備可通過軟件升級支持G.Lite。目前由世界上主要的電信公司和康柏?英特爾和微軟等計(jì)算機(jī)公司組成了UAWG(Universal ADSL Working Group),其目的是開發(fā)出符合G.Lite標(biāo)準(zhǔn)支持即插即用的Modem。得到廣泛支持的G.Lite標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)很快普及。

  ADSL G.Lite的設(shè)計(jì)思路主要有兩點(diǎn)。首先,通過降低下行數(shù)據(jù)通道的傳輸速率及調(diào)制頻帶內(nèi)模擬傳輸信號(hào)所占用的頻帶寬度來獲得系統(tǒng)較長的傳輸距離,從而使ADSL接入系統(tǒng)具有普遍的市話電纜收容率;其次,通過在ADSL接入系統(tǒng)用戶端實(shí)現(xiàn)無話音分離器的數(shù)據(jù)傳輸,簡化用戶端的設(shè)備安裝,甚至即插即用,并大大節(jié)省ADSL設(shè)備的安裝費(fèi)用。ITU-T G.992.2標(biāo)準(zhǔn)草案定義的ADSL G.Lite傳輸設(shè)備的下行數(shù)據(jù)通道最大設(shè)計(jì)容量為1.536Mbps,上行數(shù)據(jù)通道的最大設(shè)計(jì)容量為512kbps。

G.Lite標(biāo)準(zhǔn)支持傳輸速率的自適應(yīng)。它的數(shù)據(jù)率不僅和傳輸距離有關(guān),而且和室內(nèi)的布線情況以及所連接的電話設(shè)備有關(guān)。在良好的環(huán)境中,當(dāng)下行速率1.5Mbps?上行速率384kbps時(shí)可以傳輸18000英尺,并且限制傳輸速率低于該值。

  為避免G.Lite? Modem影響電話設(shè)備,當(dāng)G.Lite Modem檢測到電話摘機(jī)時(shí)即將發(fā)送功率減小,同時(shí)傳輸速率也要相應(yīng)減小。用戶掛機(jī)后,發(fā)送功率和傳輸速率又會(huì)恢復(fù)。因此,除非能確信傳送時(shí)不使用電話,否則最好不要使用ADSL Modem傳送需要保證比特率的業(yè)務(wù)。G.Lite的產(chǎn)生并不是對高速ADSL技術(shù)的否定,實(shí)際上G.Lite的產(chǎn)生是為了更好地引導(dǎo)用戶進(jìn)入高速銅線傳輸世界。當(dāng)用戶感到需要比G.Lite更高的傳輸速度時(shí),即使用其它高速ADSL技術(shù)。

7 ADSL用戶接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

  由于ADSL接入系統(tǒng)要求為用戶提供高速的數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù),因此接入系統(tǒng)本身必須適應(yīng)骨干數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和用戶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求。目前的ADSL接入設(shè)備已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)意義上傳輸設(shè)備的范疇而成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組成部分。當(dāng)今基于IP技術(shù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展的主流,中國公眾多媒體通信網(wǎng)(169網(wǎng))采用了ATM的傳輸模式。如何利用ADSL接入技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接入ATM寬帶數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò),并且最終向用戶提供基于IP技術(shù)的各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是目前電信部門建設(shè)ADSL接入網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵?;贏DSL的寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如圖2所示。目前ADSL用戶接入系統(tǒng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)傳送模式主要有兩種:一種是Packet傳送模式;一種是ATM傳送模式。

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7.1 Packet傳輸模式

  采用Packet傳送模式的ADSL接入系統(tǒng)中,局端DSLAM設(shè)備的上行鏈路數(shù)據(jù)接口和用戶端RTU設(shè)備的用戶數(shù)據(jù)接口均為目前流行Ethernet以太網(wǎng)接口。ADSL傳輸系統(tǒng)承載的傳送數(shù)據(jù)格式通??筛鶕?jù)局端和用戶端設(shè)備的功能變化而分別采用可變長度的第二層以太網(wǎng)幀或第三層IP包。采用Packet傳送模式的ADSL數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有時(shí)也被稱為Data Centric結(jié)構(gòu)。DSLAM的上行Ethernet接口經(jīng)ATM邊緣路由器接入ATM寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng),同時(shí)接入系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通道的IP路由也由該路由器來解決。因此ATM邊緣路由器應(yīng)考慮在ADSL接入網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本之中。ADSL接入設(shè)備的網(wǎng)元管理系統(tǒng)要求支持采用IP協(xié)議的遠(yuǎn)程配置和監(jiān)視訪問,而考慮到網(wǎng)元管理系統(tǒng)的安全性,用戶數(shù)據(jù)傳送的網(wǎng)段和網(wǎng)元管理系統(tǒng)所在網(wǎng)段應(yīng)在IP路由上分開。隨著ADSL接入系統(tǒng)規(guī)模的增長和ADSL數(shù)據(jù)用戶需求的增多,ATM邊緣路由器在提供相應(yīng)增長的Ethernet端口數(shù)量的同時(shí),還應(yīng)具備Ethernet交換的功能,而在用戶側(cè)的RTU設(shè)備也應(yīng)具備連接大型企業(yè)用戶局域網(wǎng)和IP路由的能力。

7.2 ATM 傳輸模式

  采用ATM傳送模式的ADSL接入系統(tǒng)中,局端DSLAM設(shè)備上行鏈路的數(shù)據(jù)接口通常為標(biāo)準(zhǔn)的ATM接口,并可直接或通過本地傳輸網(wǎng)絡(luò)與ATM交換機(jī)相連。ADSL傳輸系統(tǒng)承載的傳送數(shù)據(jù)格式為ATM信元。而接入系統(tǒng)的用戶端RTU設(shè)備上通??商峁〢TMF25.6M或Ethernet 10M的應(yīng)用接口。采用ATM模式的ADSL數(shù)據(jù)接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有時(shí)也被稱為Telecom-Centric結(jié)構(gòu)。由于局端DSLAM設(shè)備通常在數(shù)據(jù)傳送通道上僅支持單純的ATM交叉和復(fù)用功能,ADSL接入系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通道的IP路由仍需由連接在ATM交換網(wǎng)上的邊緣接入路由器來解決,因此ATM接入路由設(shè)備也應(yīng)考慮在ADSL接入網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本之中。ADSL接入設(shè)備的網(wǎng)元管理系統(tǒng)EMS要求支持采用IP協(xié)議的遠(yuǎn)程配置和監(jiān)視訪問,并可直接通過ATM接口或通過Ethernet接口經(jīng)ATM路由設(shè)備與ATM寬帶網(wǎng)絡(luò)相連。由于目前這種EMS系統(tǒng)通常使用專用的PVC(Permanent Virtual Circuit)與被管理網(wǎng)元連接,因此系統(tǒng)具有較好的安全性。隨著ADSL接入系統(tǒng)規(guī)模的增長和ADSL數(shù)據(jù)用戶需求的增多,接入系統(tǒng)用戶側(cè)RTU設(shè)備還應(yīng)具備連接大型企業(yè)用戶局域網(wǎng)的IP路由功能或支持用戶側(cè)路由器的能力。

8 發(fā)展ADSL存在的問題

  ADSL技術(shù)具有許多優(yōu)越性,但我們同樣要一分為二。目前ADSL的技術(shù)仍控制在少數(shù)國外大公司手中,這種情況可能造成技術(shù)壟斷。一些Web服務(wù)器的性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能與ADSL所提供的帶寬相適應(yīng)。兩大主流標(biāo)準(zhǔn)CAP和DMT都有支持自己的生產(chǎn)廠家,標(biāo)準(zhǔn)暫時(shí)不能統(tǒng)一。

  由于ADSL方案以現(xiàn)有的電話雙絞銅線為接入線路,而電話線畢竟是為打電話而設(shè)計(jì)的,其傳輸質(zhì)量和可靠性無法與現(xiàn)代通信電纜相比。例如,它需補(bǔ)償和克服比語音傳輸更大的衰減和串音(近端串音和遠(yuǎn)端串音),并且電話線從用戶處直接通到電信局的結(jié)構(gòu)使它更易受到外界干擾。因此要獲得比較滿意的ADSL傳輸性能,除ADSL設(shè)備性能之外,運(yùn)營商需要提供高質(zhì)量的線路。因?yàn)锳DSL設(shè)備可以自適應(yīng)選擇傳輸速率,當(dāng)線路不能滿足要求時(shí),傳輸速率就得不到保證。因此,在開始ADSL業(yè)分之前,要對線路進(jìn)行測試和優(yōu)化,如測試環(huán)路長度?環(huán)路電阻?環(huán)路損耗是否可接受,定位并去掉影響高速傳輸?shù)募痈芯€圈和橋分點(diǎn),對線路誤碼率進(jìn)行測試等。

  總之,各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對傳輸速率提出越來越高的要求以及世界上各大公司對G.Lite標(biāo)準(zhǔn)的一致認(rèn)可,將極大地推動(dòng)ADSL技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,而發(fā)展我國自己ADSL設(shè)備和業(yè)務(wù)也將成為未來研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

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參考文獻(xiàn)

1 張肇儀.光纖通信系統(tǒng),北京:人民郵電出版社.1999

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3 Walter Goradshi著,劉勇等譯.ADSL與DSL技術(shù),北京:人民郵電出版社.2000

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