銅纜構建寬帶接入

2019-11-03 10:05:43

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

——基于銅纜的寬帶接入技術及應用探討東北大學信息工程學院李暉喻洪輝劉書生　　隨著經濟及通信和計算機的發展，電信業進入了大發展階段，特別是ISDN技術、ATM技術、寬帶技術、SDH/SONET傳輸技術和多媒體技術的應用，人們對電信業務要求越來越高，已經從窄帶的電話、傳真和數據等業務向可視電話、視頻點播、高速數據、圖文檢索及居家辦公為一體的多媒體業務發展。特別是目前Internet正在以前所未有的速度蓬勃發展，技術的發展和網絡的升級換代現已完成，通信傳輸的長途干線網、局間中繼網、長途交換網和局間交換網絡數字化之后，有線網與家庭用戶相連的接入網部分——用戶接入網大多還使用窄帶低速的話帶Modem和Internet相連，這種低速Modem已成為接入Internet的瓶頸，妨礙了用戶對寬帶交互式多媒體信息的獲取，因此信息高速公路的最后一公里的數字化和寬帶化成為發展的必然趨勢。

圖1 基于端到端ATM方式網絡模型

　　就現有大多數接入網的傳輸介質——銅線網的大規模徹底改造即FTTC（光纖到路邊）、FTTH（光纖到家）所需成本昂貴，短期內很難實現，20世紀90年代中期出現的ADSL（非對稱數字用戶環路）技術解決了這一問題，它可以保護現有投資、不需要對現有的接入網作太多改造，就可以提供高速的多媒體信息服務，且不影響正常電話或話帶Modem通信。本文對現有基于銅線技術的寬帶接入網高比特數字用戶環路HDSL和ADSL，特別是ADSL網絡接入技術的網絡結構、性能及其關鍵技術進行詳細分析，并就其應用給以討論。

　　高比特率數字用戶環路HDSL

　　1988年Bellcore提出了HDSL概念，即在兩對雙絞線上實現2.048Mbit/s的全雙工高速數字傳輸，每對線的傳輸速率為1.168Mbit/s。HDSL主要技術為數字信號處理技術，用于消除碼間干擾的自適應均衡技術、用于消除回波效應的自適應回波消抵技術以及用于降低信號帶寬并減少信號衰減的線路編碼技術。

HDSL的線路碼型為2B1Q碼和CAP碼。其無中繼傳輸距離比PCM技術要長一倍以上，對線對要求不高，被廣泛應用于移動通信基站中心、無線尋呼中繼、DDN節點中繼、ISDN基群接入、幀中繼、RLU（遠端用戶線單元）中繼及計算機LAN互聯等業務。

　　非對稱數字用戶線技術ADSL

　　由于HDSL是上下行方向都為相同的傳輸速率的傳輸系統，而有些業務的上下行方向速率不一樣，如VOD點播、Internet文圖下載。一般下行速率高，上行速率低為控制信號，因此1989年Bellcore公司針對這類業務的需要提出了非對稱數字用戶線概念ADSL。近兩年隨著Internet，特別是基于Web瀏覽器業務的迅速增長，ADSL技術重新得到人們廣泛的關注，它不僅比話帶Modem和ISDN基本速率接入提供高得多的數據傳輸速率，而且其傳送數據方式與Web瀏覽器的需要一致。其高速下行信道的速率一般在1.5Mbit/s～9Mbit/s，用于向用戶傳送視頻、音頻信號及控制信號。目前下行速率分為3等，分別為8Mbit/s、4Mbit/s、2Mbit/s。而低速上行信道速率在16kbit/s～640kbit/s之間主要用于傳送音頻信息與控制信息。

圖2 基于ip方式的網絡模型

　　ADSL不僅具有HDSL的優點，而且在信號調制、數字相位均衡、回波消除等方面采用了更加先進的器件和動態控制技術。其調制技術包括正交調幅QAM、無載波幅度相位調制CAP和離散多音頻調制DMT技術，廣泛應用的是DMT調制技術。 ADSL的應用主要用于Internet接入和視頻點播業務等方面。

以下為普遍應用的ADSL接入網網絡結構。

　　基于ATM協議的ADSL接入網

　　如圖1所示，是基于ATM協議的ADSL接入網的網絡結構模型。ATM方式的接入網方案是根據ADSL新標準（ANSI T1.413 Issue 2）和ADSL論壇的規定，假定所有的業務均可通過ATM交換網，這就為各種業務帶來了巨大的靈活性，可傳輸分組、語音、視頻業務。其結構如圖所示，每個端局安有接入集中器和ADSL系統的局端模塊ATU-C，用戶側相應地在銅線上接入ADSL系統的用戶端模塊ATU-R并連接ATM 局域網PC機等，這樣ATM信元可以直接在ADSL信道上傳輸，直至用戶側。用戶側為速率為ATM25Mbit/s。

用戶側ATU-R與PC的接口有以下幾種方案可供選擇：

a、在計算機內開發通用串行總線接口與ADSL系統ATU-R連接；

b、將ATU-R做成插卡安裝在PC機內；

c、類似于CIF協議將ATM信元加載到以太網接口與ATU-R相連。

由于ATM核心網尚未建成，考慮ATM信令、轉換及ATM卡價格等方面的問題，這種ADSL接入網尚未得到廣泛的應用。

　　基于IP的ADSL接入網

　　如圖2所示，ADSL的ATU-R和ATU-C位于銅線的兩端，一端連接中心局內的以太網交換機，另一端連接用戶PC機，以太網再通過路由器接入網路內。這是一種利用ADSL提供高速Internet訪問服務的網絡結構模型，這種網絡模型也可以利用于Internet接入、LAN網間的互聯等業務，目前有許多中間協議如幀中繼、ATM，可支持IP在ADSL上的傳輸。

　　這種網絡可以節省路由器端口。一條E1中繼線路可允許60個用戶以1Mbit/s的速率接入網絡，這種網絡優點是無需協議轉換，與LAN及因特網協議兼容，充分利用現有設備，初期投資少，特別適用于因特網及局域網的高速接入，被廣泛應用。缺點是不能處理非IP業務及無升級協議支持的視頻業務。圖2為基于IP的ADSL接入網網絡結構。

　　基于電路交換方式ADSL接入網

　　如圖3所示，為基于電路交換方式的ADSL網絡結構模型，采用這種網絡結構使得ADSL技術可以平滑地綜合到現有基于時分復用技術的網絡結構中，這種方式也應用的較為普遍。

圖3 基于電路交換方式的網絡模型

結論

　　本文介紹了基于銅纜的寬帶接入網HDSL和ADSL的接入技術，特別對ADSL接入網的幾種結構模型及關鍵技術進行了詳細分析。在眾多寬帶接入網技術DSL、HFC、FTTC、FTTH、PON、LMDS、DBS等寬帶接入網中HDSL和ADSL是DSL家族的一員，其共同的優點在于可以利用現有的銅纜設備，很快地為用戶提供服務，且有一定帶寬。但這種基于銅纜的接入網受到傳輸距離的限制，帶寬和傳輸質量有限，在光纖到戶之前，是被廣泛應用的過渡性產品。

摘自《互聯網世界》

上一篇：淺談音頻電纜

下一篇：1-wire網絡的電纜選擇與保護