xDSL技术.docx

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xDSL技术

xDSL

一、概述

二、实现

三、原理

四、分类

五、应用范围

一、概述

当前的铜电话线以28.8Kbps（在软件的帮助下可达到56Kbps）的速率承载话音通信，这些线路使用现有的电话网，不需要任何附加的硬件或软件，其优点是可以立刻访问到任何电话网可达的地方，但这也恰是其缺点所在：

整个网络是以过去的速率要求来布线的。

在理想的环境下，铜线的速率仅受线缆衰减的限制，但在现有的电话网中，带宽很大程序上被过滤器和网络本身所制约。

现有铜双绞线的升级固然可以极大地提升整个网络性能，但其代价不菲，因此需要一种既能使用现有线缆又能明显提高性能的方法。

Bellcore发明了第一代数字用户技术并创造了术语DSL。

其目的是高性能、低成本：

在现有铜线网络上达到至少2Mbps的带宽。

DSL用软件和电子技术结合，弥补了铜线的一些缺陷。

DSL给予我们：

.几乎立刻的网络升级

.比光纤和同轴电缆更便宜的选择

.更可靠的数据传输

xDSL是DSL（DigitalSubscriberLine）的统称,意即数字用户线路,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。

DSL技术在传统的电话网络（POTS）的用户环路上支持对称和非对称传输模式,解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的"最后一公里"的传输瓶颈问题。

由于电话用户环路已经被大量铺设,如何充分利用现有的铜缆资源,通过铜质双绞线实现高速接入就成为业界的研究重点,因此DSL技术很快就得到重视,并在一些国家和地区得到大量应用。

二、实现

xDSL系统主要由局端设备（DSLAM--DigitalSubscriberLineAccessMultiplexer）和用户端设备（CPE）组成,其实现原理如下图所示。

局端由DSLAM接入平台、DSL局端卡、语音分离器、IPC（数据汇聚设备）等组成,其中IPC为可选的设备。

语音分离器将线路上的音频信号和高频数字调制信号分离,并将音频信号送入电话交换机,高频数字调制信号送入DSL接入系统;DSLAM接入平台可以同时插入不同的DSL接入卡和网管卡等;局端卡将线路上的信号调制为数字信号,并提供数据传输接口;IPC为DSL接入系统提供不同的广域网接口,如ATM、帧中继、T1/E1等。

这些设备都设在电话系统的交换机房中。

用户设备由DSLModem和语音分离器组成,DSLModem对用户的数据包进行调制和解调,并提供数据传输接口。

三、原理

1.其他传输技术

传统电话系统在用户环路上利用0～3KHz的频率传送语音,电话交换机将模拟语音信号转成64Kbps（零次群）的数字信号,通过多路复用技术,将多路语音信号合并为T1/E1或更高,通过光纤或铜缆传输到其他交换机。

因此,由于电话系统的限制,利用电话连接进行数字传输的速率不是很高（33.6/56Kbps）。

ISDN基本速率综合数字业务网可向用户提供2B+D=160Kbps的传输速率,用户利用数字终端可分别或组合利用这个带宽。

ISDN利用线路的80～100KHz频率传输信号。

通过用户环路的T1/E1基带专线技术,传统的T1/E1专线技术利用非常简单的基带调制方法AMI（T1）或HDB3（E1）传输信号,由于调制技术的限制,传输距离很短,需要在线路中安装放大器,信号功率大,干扰大。

2.DSL技术

DSL技术是利用在电话系统中没有被利用的高频信号传输数据。

DSL利用了更加先进的调制技术:

·2B1Q--由AMI技术发展出来的基带调制技术,能够利用AMI的一半频带达到AMI一样的传输速率,由于降低了频带要求,提高了传输距离,主要应用于H/SDSL技术中。

·QAM--传统的拨号Modem所用的技术,MVL将其扩展到高频段,并综合了复用技术,以支持多Modem共享同一线路。

·CAP--载波频率可变,在一个频率周期或波特内传输2到9位二进制数据,因此在相同的传输速率下,占用更少的带宽,传输距离更远,主要应用于H/SDSL,RADSL中。

·DMT--将高频段划分为多个频率窗口,每个频率窗口分别调制一路信道,由于频段间的干扰,传输距离相对短,应用于ADSL中。

DMT已成为ANSI制订的ADSL应用的调制标准--T1.413。

下表比较了各种编码技术在不同DSL技术中的应用。

四、分类

xDSL中,"x"代表着不同种类的数字用户线路技术。

各种数字用户线路技术的不同之处,主要表现在信号的传输速率和距离,还有对称和非对称的区别上。

DSL技术主要分为对称和非对称两大类。

1、对称DSL技术

对称DSL技术主要有以下几种:

1）HDSL--High-bit-rateDSL（高比特率DSL）

HDSL是xDSL技术中最成熟的一种,已经得到了较为广泛的应用。

这种技术可以通过现有的铜双绞线以全双工T1或E1方式传输。

（一个将要出现的称之为HDSL2的版本将可以使用单根双绞线完成同样的任务）。

其特点是:

·利用两对双绞线传输;

·支持N×64kbps各种速率,最高可达E1速率;

·HDSL是T1/E1的一种替代技术,主要用于数字交换机的连接、高带宽视频会议、远程教学、蜂窝电话基站连接、专用网络建立等。

与传统的T1/E1技术相比,HDSL具有以下优点:

·价格便宜;

·容易安装,T1/E1要求每隔0.9～1.8公里就安装一个放大器,而HDSL可在3.6公里的距离上传输而不用放大器。

2）SDSL--Single-lineDSL，这是HDSL的单线版本，它可以提供双向高速可变比特率连接,速率范围从160Kbps到2.084Mbps。

·利用单对双绞线;

·支持多种速率到T1/E1;

·用户可根据数据流量,选择最经济合适的速率,最高可达E1速率,比用HDSL节省一对铜线;

·在0.4mm双绞线上的最大传输距离为3公里以上。

3）MVL--MultipleVirtualLine（多虚拟数字用户线）

MVL是Paradyne公司开发的低成本DSL传输技术。

·利用一对双绞线;

·安装简便,价格低廉;

·功耗低,可以进行高密度安装;

·利用与ISDN技术相同的频率段,对同一电缆中的其他信号干扰非常小;

·支持语音传输,在用户端无需语音分离器;

·支持同一条线路上同时连接多至8个MVL用户设备,动态分配带宽;

·上/下行共享速率可达768Kbps;

·传输距离可达7公里。

4）IDSL（ISDN数字用户线）通过在用户端使用ISDN终端适配器和在双绞线的另一端使用与ISDN兼容的接口卡,这种技术可以提供128Kbps的服务。

2、非对称DSL技术

非对称DSL技术主要有以下几种:

1）ADSL--AsymmetricDSL（非对称DSL），ADSL为网络提供速率从32Kbps到8.192Mbps的上行流量和从32Kbps到1.088Mbps的下行流量,同时在同一根线上可以仿真提供语音电话服务。

·利用一对双绞线传输;

·上/下行速率从1.5Mbps/64Kbps到6Mbps/640Kbps;

·支持同时传输数据和语音。

2）RADSL--RateAdaptiveDSL（速率自适应DSL），这种技术允许服务提供者调整xDSL连接的带宽以适应实际需要并且解决线长和质量问题。

·利用一对双绞线传输;

·支持同步和非同步传输方式;

·速率自适应,下行速率从640Kbps到12Mbps,上行速率从128Kbps到1Mbps;

·支持同时传输数据和语音。

3）VDSL--VeryHighDataRateDSL（甚高速数字用户线）在用户回路长度小于5000英尺的情况下,可以提供的速率高达13Mbps甚至还可能更高,这种技术可作为光纤到路边网络结构的一部分。

此技术可在较短的距离上提供极高的传输速率,但应用还不是很多。

此外还有一些公司所提出的建议，如UDSL（UnidirectionalDSL）、x2/DSL，应用很少。

五、xDSL技术的应用范围

1.对称DSL技术

对称DSL技术主要用于替代传统的T1/E1接入技术。

与传统的T1/E1接入相比,DSL技术具有对线路质量要求低、安装调试简单等特点。

广泛地应用于通信、校园网互连等领域,通过复用技术,可以同时传送多路语音、视频和数据。

2.非对称DSL技术

非对称DSL技术非常适用于对双向带宽要求不一样的应用,如Web浏览、多媒体点播、信息发布等,因此适用于Internet接入、VOD系统等。

ADSL

一、概述

二、标准

三、原理

四、未来

一、概述

ADSL是DSL的一种非对称版本，它利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容量,同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。

其原因是它用电话话音传输以外的频率传输数据。

也就是说,用户可以在上网"冲浪"的同时打电话或发送传真,而这将不会影响通话质量或降低下载Internet内容的速度。

ADSL能够向终端用户提供8Mbps的下行传输速率和1Mbps的上行传输速率,比传统的28.8K模拟调制解调器快将近200倍。

这也是传输速率达128Kbps的ISDN（综合业务数据网）所无法比拟的。

与电缆调制解调器相比,ADSL具有独特优势:

它提供针对单一电话线路用户的专线服务,而电缆调制解调器则要求一个系统内的众多用户分享同一带宽。

尽管电缆调制解调器的下行速率比ADSL高,但考虑到将来会有越来越多的用户在同一时间上网,电缆调制解调器的性能将大大下降。

另外,电缆调制解调器的上行速率通常低于ADSL。

不容忽视的是,目前,全世界有将近7.5亿铜质电话线用户,而享有电缆调制解调器服务的家庭只有1200万。

ADSL设计目的有两个功能：

高速数据通信和交互视频。

数据通信功能可为因特网访问、公司远程计算或专用的网络应用。

交互视频包括需要高速网络视频通信的视频点播（VoD）、电影、游戏等。

目前，ADSL只支持与T1/E1的接口，在未来可以到桌面。

下传速率由距离、线缆尺寸、干扰等多种因素所影响，从10Kbps到640Kbps，下表为一定距离内标准的下传速率：

Speed（feet）

Distance（Mbps）

<=9000

8.448

>9000to<=12000

6.312

>12000to<=16000 

2.048

>16000to<=18000

1.544

二、ADSL的标准

一直以来,ADSL有CAP和DMT两种标准,CAP由AT&TParadyne设计，而DMT由Amati通信公司发明，其区别在于发送数据的方式。

ANSI标准T1.413是基于DMT的，DMT已经成为国际标准,而CAP则大有没落之势。

近来谈论很多的G.Lite标准很被看好,不过DMT和G.Lite两种标准各有所长,分别适用于不同的领域。

DMT是全速率的ADSL标准,支持8Mbps/1.5Mbps的高速下行/上行速率,但是,DMT要求用户端安装POTS分离器,比较复杂;而G.Lite标准虽然速率较低,下行/上行速率为1.5Mbps/512Kbps,但由于省去了复杂的POTS分离器,因此用户可以像使用普通Modem一样,直接从商店购买CPE,然后自己就可以简单安装。

就适用领域而言,DMT可能更适用于小型或家庭办公室（SOHO）;G.Lite则更适用于普通家庭用户。

1、CAP（CarrierlessAmplitude/PhaseModulation）

CAP是AT&TParadyne的专有调制方式，数据被调制到单一载体信道，然后沿电话线发送。

信号在发送前被压缩，在接收端重组。

2、DMT（DiscreteMu