宽带接入技术第2章.ppt

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第2章铜线接入技术,2.1.1xDSL技术定义：

xDSL是DSL（DigitalSubscriberLine，数字用户线）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。

任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.1xDSL技术传输距离：

通常在300m5km之间；传输速率：

通常在1.552Mbit/s之间；,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.2xDSL的发展历史,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,DSL优点：

DSL利用这些已有的传输介质，本身就降低了物理成本；DSL技术的应用基本上都不会跟电话业务产生冲突，而且DSL业务不会经过窄带交换设备，不会额外增加话费；DSL在速率上，基本上都是以Mbit/s为单位。

任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.3xDSL技术分类对称性：

HDSL、SDSL；非对称：

ADSL、RADSL、VDSL。

任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.3xDSL技术分类1高比特率数字用户线（HDSL）技术编码类型：

2B1Q码或CAP码；传输介质：

电话线缆的用户线中两对或三对双绞线来提供全双工的T1/E1信号传输；传输距离：

36km；应用：

移动通信基站中继、无线寻呼中继、视频会议、远端用户线单元（RLU）中继等业务，传输速率是2Mbit/s左右。

任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.3xDSL技术分类2非对称数字用户环路（ADSL）技术用户线的上行速率和下行速率不同；信号调制数字相位均衡、回波抑制等方面采用先进的动态控制技术，采用正交调幅（QAM）、无线载波幅度相位调制（CAP）、离散多音频调制（DMT）等调制技术，将原始信息调制到多个载波上；传输距离：

一般为3km5km。

ADSL的标准有DMT（离散多音）和G.Lite（ADSL简化版）。

ADSL提供电话业务和多种宽带业务。

任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.3xDSL技术分类3超高比特率数字用户线（VDSL）技术采用频分复用方式，将POTS、ISDN、VDSL的上、下行信号放在不同的频段传播；采用CAP、DMT、DWMT等编码方式；传输速率：

上行1.62.3Mbit/s，下行12.9655.2Mbit/s；传输距离短，一般为0.31.5km，特别适合于光纤接入网中与用户相连的“最后一公里”，并且要求光网络单元（ONU）尽量与用户接近，其系统配置图与ADSL类似，可同时传送多种宽带业务。

任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.4xDSL技术比较,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.2ADSL技术2.2.1ADSL标准简介1ADSL标准1996年6月，ITU组织正式发布了ADSL的标准G.992.1和G.992.2。

G.992.1又称G.dmt：

它规定了全速率的ADSL技术规范，最低下行传输速率为6.144Mbit/s，上行传输速率为640kbit/s。

G.992.2又称G.Lite：

它规定了不使用信号分离器的ADSL技术规范。

这种ADSL设备省略了分离器，降低了设备的复杂性和成本，但同时降低了信号速率，其下行传输速率为1.536Mbit/s，上行传输速率为512kbit/s。

任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.2.1ADSL标准简介1ADSL标准2002年5月，ITU-T公布了ADSL的两个新标准（G.992.3和G.992.4），即ADSL2标准，其下行速率达到12Mbit/s，上行速率达到1Mbit/s。

2003年1月，在第一代ADSL标准的基础上，ITU-T制定了G.992.5，也就是ADSL2plus（ADSL2+），其上行速率达到2.3Mbit/s，下行速率达到24Mbit/s，传输距离可提高到6km。

任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.1ADSL标准简介2ADSL技术原理ADSL是一种非对称的xDSL传输技术，利用了普通电话线中未使用的高频频段，通过不同的调制，在铜缆上实现高速数据传输。

ADSL具有速率自适应性和较好的抗干扰能力，可以根据线路状况，包括距离、噪声等影响，自动调节到一个合理的速率上。

2.2.1ADSL标准简介3ADSL技术特点

（1）高速传输：

下行速率最高达到8Mbit/s，上行速率最高达到1Mbit/s。

（2）上网、打电话互不干扰：

ADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于各自频段，互不干扰。

（3）独享带宽、安全可靠：

ADSL利用电信运营商深入千家万户的电话网络，先天形成星型结构的网络拓扑构造，骨干网络采用电信运营商遍布全国的光纤传输，各节点采用ATM宽带交换机处理交换信息，信息传递快速安全。

（4）安装快捷方便：

在现有电话线上安装ADSL，只需在用户侧安装1台ADSLModem。

任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.2ADSL网络结构,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.2ADSL网络结构1ADSLModemADSLModem包括局端ADSLModem和用户ADSLModem，其功能是对用户的数据包进行调制和解调，并提供高速数据传输接口。

ADSLModem采用了离散多音频（DMT，DiscreteMultiTone）调制编码技术，提高了频谱利用率，可以在有限的频带内传输更高比特率的信号。

DMT技术是将整个信道划分为最多256个子载波，然后在每个离散的子载波中，根据各自信噪比的大小，实现16256点的星座编码。

任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.2ADSL网络结构2DSLAMDSLAM的功能是对多条ADSL线路进行复用，并以高速接口接入高速数据网，能与多种数据网相连，接口速率支持155Mbit/s、100Mbit/s、45Mbit/s和10Mbit/s。

任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.2ADSL网络结构3信号分离器信号分离器包括局端分离器和用户POTS分离器，它是一个3端口器件，由一个双向低通滤波器（LPF）和一个双向高通滤波器（HPF）组合而成，其功能是实现对数据信号和电话信号的分离与合成。

任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.3ADSL关键技术1复用技术FDM（频分复用）EC（回波抵消）,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.3ADSL关键技术2调制技术QAM（QuadatureAmplitudeModulation正交波幅调制技术）CAP（CarrierlessAmplitude/Phasemodulation，无载波幅度和相位调制）DMT（DiscreteMulti-Tone，离散多音频调制）,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.3ADSL关键技术2调制技术QAM（QuadatureAmplitudeModulation正交波幅调制技术）CAP（CarrierlessAmplitude/Phasemodulation，无载波幅度和相位调制）DMT（DiscreteMulti-Tone，离散多音频调制）,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.3ADSL关键技术2调制技术QAM：

将发送数据流分为两路，分别对正弦载波和余弦载波进行数字调幅，然后相加传输。

任务二ADSL接入技术应用认知,正交幅度调制（QAM）是幅度调制和相位调制的结合，又称正交双边带调制，是将两路独立的基带波形分别对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，所得到的两路已调信号叠加起来的过程。

这种调制方式具有较高的频谱效率。

QAM调制系统原理方框图如图所示。

QAM调制原理方框图,A路的基带信号S1（t）与载波cosct相乘，形成抑制载波的双边带调幅信号：

e1（t）=S1（t）cosctB路的基带信号S2（t）与载波相乘，形成另一路抑制载波的双边带调幅信号：

e2（t）=S2（t）sinct两路合成的输出信号为e（t）=e1（t）+e2（t）=S1（t）cosctS2（t）sinct,在发送端，发送数据流经过串/并转换被分成A、B两路（速率各为原来的1/2），分别与一对正交调制分量相乘（即调制），求和后经数模变换、发送滤波器输出。

在接收端，双绞线送来的信号经过接收滤波器、模数变换后送至解调器，载波的正交性允许解调器对两路比特信息分别解调、取样判决，再经并/串转换后合路输出原始的比特数据流。

与其他调制技术相比，QAM具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点。

QAM用于ADSL的主要问题，是如何适应性能差异较大的不同电话线路。

为了获得较理想的工作特性，接收端需要一个与发送端具有相同的频谱和相位特性的输入信号用于译码，一般均采用自适应均衡器来补尝传输过程中信号产生的失真，这造成了系统的复杂性。

2.2.3ADSL关键技术2调制技术CAP：

该技术在原理上类似QAM，但不用正交载波，而是通过两个数字横向带通滤波器进行调制，其输出结合起来即形成了发送信号。

任务二ADSL接入技术应用认知,CAP调制技术源于QAM，是QAM的一个变种。

与QAM的区别是其采用了数字化处理。

基本原理是将输入信号的1/2速率码流分别送入两个正交的、具有等幅特性、但相位相差/2的数字横向带通滤波器，两者相加后，通过一个数模（D/A）转换器向线路发送信号。

CAP解调时使用软判决技术，并利用均衡器对线路芯径等变化进行适配。

CAP产生的频谱形状与QAM相同。

CAP编码是二维冗余线性调制码，功率谱是带通型，上限是180kHz，低频截止频率低于20kHz。

CAP受低频能量丰富的脉冲噪声及高频的近端串扰等的干扰程度较小，但主要技术难点是要克服低频近端串扰对信号的干扰，一般可通过使用近端串音抵消器或端串音均衡器来解决这一问题。

CAP-ADSL采用04kHz传送话音，25160kHz作为上行信道，2401104kHz作为下行信道。

为了适应不同的电话线路信道，CAP调制系统使用了5种调制速率，为38bit/Hz，最低速率时使用的线路频带为613kHz，最高速率时使用的线路频带为1.494kHz。

系统在初始化时根据线路状况，自动选择传输速率。

CAP相对QAM而言，实现起来更容易、更方便、更灵活。

CAP调制系统框图,2.2.3ADSL关键技术2调制技术DMT：

即离散多音频调制，又称多载波调制。

其核心思想是将整个传输频带分成若干个子信道，每个子信道对应不同频率的载波，在不同的载波上分别进行QAM调制，不同信道上传输的信息容量（即每个载波调制的数据比特数）根据当前子信道的传输性能决定。

任务二ADSL接入技术应用认知,ANSI的ADSL标准是将频带（01.104MHz）划分为256个子信道，每个子信道的带宽是4.3125kHz，符号速率是4000bauds，每个子信道在一个码元内每次可以分配115bit，因此，子信道的最高码速率可以达到60kb/s。

其中1#子信道（04kHz）用于传输话音，低频一部分子信道用于传输上行数据（除16#子信道外），其余子信道用于传输下行数据（除64#子信道外）。

上行调制频点在69kHz，下行调制频点在276kHz。

因此，大多数DMT系统只使用248个子信道来传输信息。

DMT调制的功率谱图和基本结构如图和所示。

2.2.3ADSL关键技术2调制技术,任务二ADSL接入技术应用认知,上图只是DMT调制的基本结构图，实际ADSL设备在进行信号处理时还采用了前向纠错、载波排序、比特交织、网格编码等技术，使传输时抗干扰能力更强。

DMT的工作过程是：

在发送端，根据预先求出的每个子信道可以分配的比特数，将输入信息拆分为大小不等的比特块，分别注入相应的子信道，进行QAM调制编码，形成N个QAM子字符（N为实际使用的子信道数）；然后经加复共轭处理，映像为N个DMT