XDSL概論

2019-11-04 22:56:20

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供稿：網(wǎng)友

　　一、概述
　　當前的銅電話線以28.8Kbps（在軟件的幫助下可達到56Kbps）的速率承載話音通信，這些線路使用現(xiàn)有的電話網(wǎng)，不需要任何附加的硬件或軟件，其優(yōu)點是可以馬上訪問到任何電話網(wǎng)可達的地方，但這也恰是其缺點所在：整個網(wǎng)絡(luò)是以過去的速率要求來布線的。
　　
　　在理想的環(huán)境下，銅線的速率僅受線纜衰減的限制，但在現(xiàn)有的電話網(wǎng)中，帶寬很大程序上被過濾器和網(wǎng)絡(luò)本身所制約。現(xiàn)有銅雙絞線的升級固然可以極大地提升整個網(wǎng)絡(luò)性能，但其代價不菲，因此需要一種既能使用現(xiàn)有線纜又能明顯提高性能的方法。Bellcore發(fā)明了第一代數(shù)字用戶技術(shù)并創(chuàng)造了術(shù)語DSL。其目的是高性能、低成本：在現(xiàn)有銅線網(wǎng)絡(luò)上達到至少2Mbps的帶寬。DSL用軟件和電子技術(shù)結(jié)合，彌補了銅線的一些缺陷。
　　
　　DSL給予我們：
　　
　　. 幾乎馬上的網(wǎng)絡(luò)升級
　　. 比光纖和同軸電纜更便宜的選擇
　　. 更可靠的數(shù)據(jù)傳輸
　　xDSL是DSL(Digital Subscriber Line)的統(tǒng)稱,意即數(shù)字用戶線路,是以銅電話線為傳輸介質(zhì)的點對點傳輸技術(shù)。DSL技術(shù)在傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)(POTS)的用戶環(huán)路上支持對稱和非對稱傳輸模式,解決了經(jīng)常發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供給商和最終用戶間的"最后一公里"的傳輸瓶頸問題。由于電話用戶環(huán)路已經(jīng)被大量鋪設(shè),如何充分利用現(xiàn)有的銅纜資源,通過銅質(zhì)雙絞線實現(xiàn)高速接入就成為業(yè)界的研究重點,因此DSL技術(shù)很快就得到重視,并在一些國家和地區(qū)得到大量應(yīng)用。
　　
　　二、實現(xiàn)
　　xDSL系統(tǒng)主要由局端設(shè)備(DSLAM--Digital Subscriber Line access Multiplexer)和用戶端設(shè)備(CPE)組成。
　　局端由DSLAM接入平臺、DSL局端卡、語音分離器、IPC(數(shù)據(jù)匯聚設(shè)備)等組成,其中IPC為可選的設(shè)備。語音分離器將線路上的音頻信號和高頻數(shù)字調(diào)制信號分離,并將音頻信號送入電話交換機,高頻數(shù)字調(diào)制信號送入DSL接入系統(tǒng);DSLAM接入平臺可以同時插入不同的DSL接入卡和網(wǎng)管卡等;局端卡將線路上的信號調(diào)制為數(shù)字信號,并提供數(shù)據(jù)傳輸接口;IPC為DSL接入系統(tǒng)提供不同的廣域網(wǎng)接口,如ATM、幀中繼、T1/E1等。這些設(shè)備都設(shè)在電話系統(tǒng)的交換機房中。
　　用戶設(shè)備由DSL Modem和語音分離器組成,DSL Modem對用戶的數(shù)據(jù)包進行調(diào)制和解調(diào),并提供數(shù)據(jù)傳輸接口。
　　
　　三、原理
　　1. 其他傳輸技術(shù)
　　傳統(tǒng)電話系統(tǒng)在用戶環(huán)路上利用0～3KHz的頻率傳送語音,電話交換機將模擬語音信號轉(zhuǎn)成64Kbps(零次群)的數(shù)字信號,通過多路復(fù)用技術(shù),將多路語音信號合并為T1/E1或更高,通過光纖或銅纜傳輸?shù)狡渌粨Q機。因此,由于電話系統(tǒng)的限制,利用電話連接進行數(shù)字傳輸?shù)乃俾什皇呛芨?33.6/56Kbps)。
　　ISDN 基本速率綜合數(shù)字業(yè)務(wù)網(wǎng)可向用戶提供2B+D=160Kbps的傳輸速率,用戶利用數(shù)字終端可分別或組合利用這個帶寬。ISDN利用線路的80～100KHz頻率傳輸信號。
　　通過用戶環(huán)路的T1/E1基帶專線技術(shù),傳統(tǒng)的T1/E1專線技術(shù)利用非常簡單的基帶調(diào)制方法AMI(T1)或HDB3(E1)傳輸信號,由于調(diào)制技術(shù)的限制,傳輸距離很短,需要在線路中安裝放大器,信號功率大,干擾大。
　　
　　2. DSL技術(shù)
　　DSL技術(shù)是利用在電話系統(tǒng)中沒有被利用的高頻信號傳輸數(shù)據(jù)。DSL利用了更加先進的調(diào)制技術(shù):
　　 · 2B1Q--由AMI技術(shù)發(fā)展出來的基帶調(diào)制技術(shù),能夠利用AMI的一半頻帶達到AMI一樣的傳輸速率,由于降低了頻帶要求,提高了傳輸距離,主要應(yīng)用于H/SDSL技術(shù)中。
　　 · QAM--傳統(tǒng)的撥號Modem所用的技術(shù),MVL將其擴展到高頻段,并綜合了復(fù)用技術(shù),以支持多Modem共享同一線路。
　　 · CAP--載波頻率可變,在一個頻率周期或波特內(nèi)傳輸2到9位二進制數(shù)據(jù),因此在相同的傳輸速率下,占用更少的帶寬,傳輸距離更遠,主要應(yīng)用于H/SDSL,RADSL中。
　　 · DMT--將高頻段劃分為多個頻率窗口,每個頻率窗口分別調(diào)制一路信道,由于頻段間的干擾,傳輸距離相對短,應(yīng)用于ADSL中。DMT已成為ANSI制訂的ADSL應(yīng)用的調(diào)制標準--T1.413。
　　下表比較了各種編碼技術(shù)在不同DSL技術(shù)中的應(yīng)用。
　　
　　
　　四、分類
　　xDSL中,"x"代表著不同種類的數(shù)字用戶線路技術(shù)。各種數(shù)字用戶線路技術(shù)的不同之處,主要表現(xiàn)在信號的傳輸速率和距離,還有對稱和非對稱的區(qū)別上。
　　DSL技術(shù)主要分為對稱和非對稱兩大類。
　　
　　1、對稱DSL技術(shù)
　　對稱DSL技術(shù)主要有以下幾種:
　　1) HDSL--High-bit-rate DSL(高比特率DSL)
　　HDSL是xDSL技術(shù)中最成熟的一種,已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。這種技術(shù)可以通過現(xiàn)有的銅雙絞線以全雙工T1或E1方式傳輸。(一個將要出現(xiàn)的稱之為HDSL2的版本將可以使用單根雙絞線完成同樣的任務(wù))。其特點是:
　　 · 利用兩對雙絞線傳輸;
　　 · 支持N×64kbps各種速率,最高可達E1速率;
　　 · HDSL是T1/E1的一種替代技術(shù),主要用于數(shù)字交換機的連接、高帶寬視頻會議、遠程教學、蜂窩電話基站連接、專用網(wǎng)絡(luò)建立等。
　　
　　與傳統(tǒng)的T1/E1技術(shù)相比,HDSL具有以下優(yōu)點:
　　 · 價格便宜;
　　 · 輕易安裝,T1/E1要求每隔0.9～1.8公里就安裝一個放大器,而HDSL可在3.6公里的距離上傳輸而不用放大器。
　　
　　2） SDSL--Single-line DSL，這是HDSL的單線版本，它可以提供雙向高速可變比特率連接,速率范圍從160Kbps到2.084Mbps。
　　· 利用單對雙絞線;
　　· 支持多種速率到T1/E1;
　　· 用戶可根據(jù)數(shù)據(jù)流量,選擇最經(jīng)濟合適的速率,最高可達E1速率,比用HDSL節(jié)省一對銅線;
　　· 在0.4mm雙絞線上的最大傳輸距離為3公里以上。
　　
　　3） MVL--Multiple Virtual Line(多虛擬數(shù)字用戶線)
　　MVL是Paradyne公司開發(fā)的低成本DSL傳輸技術(shù)。
　　· 利用一對雙絞線;
　　· 安裝簡便,價格低廉;
　　· 功耗低,可以進行高密度安裝;
　　· 利用與ISDN技術(shù)相同的頻率段,對同一電纜中的其他信號干擾非常小;
　　· 支持語音傳輸,在用戶端無需語音分離器;
　　· 支持同一條線路上同時連接多至8個MVL用戶設(shè)備,動態(tài)分配帶寬;
　　· 上/下行共享速率可達768Kbps;
　　· 傳輸距離可達7公里。
　　
　　4） IDSL(ISDN數(shù)字用戶線) 通過在用戶端使用ISDN終端適配器和在雙絞線的另一端使用與ISDN兼容的接口卡,這種技術(shù)可以提供128Kbps的服務(wù)。
　　
　　2、非對稱DSL技術(shù)
　　非對稱DSL技術(shù)主要有以下幾種:
　　
　　1） ADSL--Asymmetric DSL(非對稱DSL)，ADSL為網(wǎng)絡(luò)提供速率從32Kbps到8.192Mbps的上行流量和從32Kbps到1.088Mbps的下行流量,同時在同一根線上可以仿真提供語音電話服務(wù)。
　　· 利用一對雙絞線傳輸;
　　· 上/下行速率從1.5Mbps/64Kbps到6Mbps/640Kbps;
　　· 支持同時傳輸數(shù)據(jù)和語音。
　　
　　2） RADSL--Rate Adaptive DSL(速率自適應(yīng)DSL)，這種技術(shù)答應(yīng)服務(wù)提供者調(diào)整xDSL連接的帶寬以適應(yīng)實際需要并且解決線長和質(zhì)量問題。
　　· 利用一對雙絞線傳輸;
　　· 支持同步和非同步傳輸方式;
　　· 速率自適應(yīng),下行速率從640Kbps到12Mbps,上行速率從128Kbps到1Mbps;
　　· 支持同時傳輸數(shù)據(jù)和語音。
　　
　　3） VDSL--Very High Data Rate DSL(甚高速數(shù)字用戶線) 在用戶回路長度小于5000英尺的情況下,可以提供的速率高達13Mbps甚至還可能更高,這種技術(shù)可作為光纖到路邊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一部分。此技術(shù)可在較短的距離上提供極高的傳輸速率,但應(yīng)用還不是很多。
　　此外還有一些公司所提出的建議，如UDSL(Unidirectional DSL)、x2/DSL，應(yīng)用很少。
　　
　　五、xDSL技術(shù)的應(yīng)用范圍
　　1. 對稱DSL技術(shù)
　　對稱DSL技術(shù)主要用于替代傳統(tǒng)的T1/E1接入技術(shù)。與傳統(tǒng)的T1/E1接入相比,DSL技術(shù)具有對線路質(zhì)量要求低、安裝調(diào)試簡單等特點。廣泛地應(yīng)用于通信、校園網(wǎng)互連等領(lǐng)域,通過復(fù)用技術(shù),可以同時傳送多路語音、視頻和數(shù)據(jù)。
　　
　　2. 非對稱DSL技術(shù)
　　非對稱DSL技術(shù)非常適用于對雙向帶寬要求不一樣的應(yīng)用,如Web瀏覽、多媒體點播、信息發(fā)布等,因此適用于Internet接入、VOD系統(tǒng)等。

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