电信行业ADSL培训ADSL的起源和历史doc 45页.docx
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ADSL课程
一、ADSL的起源与历史
数字用户线（DSL）技术是美国贝尔通信研究所于1989年为视频点播（VOD）业务开发的利用双绞线传输高速数据的技术，由于VOD业务受挫而没有得到广泛的应用。
近年来随着Internet的迅速发展，对固定连接的高速用户线需求日益高涨，基于双绞铜线的xDSL技术因其以低成本实现用户线高速化而重新崛起，打破了高速通信由光纤独揽的局面。
长期以来通信用户的电话机经过"对绞铜线"的用户线连至市内交换局，进入公共交换的通信网（PSTN），接至对方用户的电话机，使双方得以互相会话。
对绞铜线为传统的模拟电话提供300～3400Hz的频带，为了适应电话用户使用低速数据通信，曾加装调制一解调器（modem），使速率33kb／s和最高56kb／s的数据信号能够通过模拟话音频带与对方实行数据通信。
话音modem只能提供56kb／s的数据速率。
为什么对绞铜线只能传输以56kb／s为限度的数据呢？
应该说，这不是对绞铜线传输能力的限度，而是通信网中的交换机有限制，它对电话通信只是分配一个话音频带。
虽然用户的数据信息经过话音modem，交换机并不认出它是话音modem传来的数据信号，而只是对它当作话音信号看待。
对绞铜线本身并不限制定带数据信号的传输，只要避开窄带交换机，用户就可以把宽带数据信号送进通信网。
因此我们说，用户线如避开了窄带的话音交换机，就可成为"数字用户线"（DSL，DigitalSubscriberLine）。
DSL技术在传统的电话网络的用户线路上支持对称和非对称的传输模式，解决了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技术很快就得到了重视，并在一些国家和地区得到大量应用。
当然，对绞铜线用作DSL，其传输数据信号速率的容量与其线路长度有关。
以前的对绞铜线传输宽带数据信号，只能限于很短的长度。
如参数结构经过改进，新的对绞铜线能够传输较长距离。
这样的DSL到了交换局内，不经过原来的话音modem，而是由另一种modem提取数字信号，或者DSL连至街上某一接线箱，再连往通信网的交换机。
通信网可能是利用ATM，或是利用IP（InternetProtocol）。
用于DSL，传输宽带数据信号的modem，是需要精心设计的，必须利用最新的大规模集成芯片和信号处理技术，这就是为什么DSL到近年才开始应用和较快发展的原因。
根据国际上的共同统计，近年来通信用户使用业务的情况与过去相比有明显的变化。
尤其是Internet向全世界开放，众多拥有计算机的用户普遍要求上网以获取大量数据信息，给原来的电话通信网带来巨大的冲击。
而数字电视技术日趋成熟，使众多的住家用户产生浓厚的兴趣。
与通信网上各种通信业务量相比较，电话的业务量仅是缓慢上升，而数据信息的业务量却依指数规律上升，这意味着，数字用户线（DSL）非常需要加快发展。
在实际应用中，数据信息业务和数字图视业务使用有各种不同的情况。
有些是用户发送和接收的数据信息几乎具有相等的数字速率，这就属于对称的双向通信。
双方用户使用可视通信或多媒体通信，一般是双向对称的。
而另一些应用，用户上Internet网，用户发往网的仅是简短的数据信息，而网向用户提供的却往往是大量的、长时间传送的数据信息。
又如住家用户需要点播电视节目（VOD，VideoonD-emand）业务，用户发向网的也仅是简短的数据，而网向用户提供的却是长时间的数字电视节目。
这两类典型应用表明上行线路仅传输简短数据，而下行线路却传输大量数据。
这些应用属于不对称的双向通信。
针对这些不同的实际应用情况，数字用户线有对称的和不对称的，分别称为SDSL（SymmetricalDSL）和ADSL（AsymmetricalDSL），后一种适用于Internet接入和VOD。
另外，DSL技术还包括HDSL（highspeedDSL）和VDSL（veryhighspeedDSL）。
在众多的接入技术之中，ADSL因其在一对铜线上支持上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率1Mbps到8Mbps，有效传输距离在3～5公里范围以内，非常适合Internet接入和VOD，能够满足广大用户的需要，是最具有竞争力的一项技术。
能够满足广大用户的需要，是最具有竞争力的一项技术。
目前关于ADSL的国际标准主要是ANSI制定的，1994年TIE1.4工作组通过了第一个ADSL草案标准[15]，决定采用DMT作为标准接口，关键是能支持6.144Mbit/s甚至更高的速率并能传较远的距离。
ANSI标准将包含一个附录具体规定欧洲制式ADSL标准。
因而ANSI制定的ADSL标准实际上已经是一个准国际标准。
CAP码也在争取成为事实标准。
1997年中，一些ADSL的厂商和运营商开始认识到，也许牺牲ADSL的一些速率可能会加快ADSL的商业化进程，因为速率下降的同时也就意味着技术复杂度的降低。
全速率ADSL的下行速度是8Mbps，但是在用户端必须安装一个分离器（Splitter）。
如果把ADSL的下行速率降到1.5Mbps（下行为1.5Mbps，上行为384Kbps）,那么用户端的分离器就可以取消。
这意味着，用户可以像以往安装普通模拟Modem一样安装ADSLModem，没有任何区别，省略了服务商的现场服务，这对ADSL的推广至关重要。
于是，ADSL的一个新版本诞生了，称作通用ADSL（UniversalADSL）。
1998年1月，世界上一些知名厂商、运营商和服务商组织起来，成立了通用ADSL工作小组（UniversalADSLWorkingGroup,UAWG）,致力于该版本的标准化工作。
1998年10月，ITU开始进行通用ADSL标准的讨论，并将之命名为G.Lite，经过半年多的等待，1999年6月22日，ITU（国际电信联盟）最终批准通过了G.Lite（既G.992.2）标准，从而为ADSL的商业化进程扫清了障碍。
二、ADSL在国外及我国的发展情况
新标准的采用，标志着用户与用户之间高速数据传输的最后一步工作已经完成。
新标准的特点还在于，它们采用了彼此兼容的通用系统规格，并与一些区域ADSL标准存在良好的兼容性。
有专家预计，2003年将有910万个家庭订购宽频Internet服务，届时市场规模将达38亿美元；到了2003年DSL可遍及290万个家庭，大部分的增长将起于2000年，刚好是G.lite技术普及的时候。
1、美国
--贝尔大西洋公司耗资18亿美元升级通信网
位于纽约的BellAtlantic公司正积极地对其传统的电话网络进行升级，以应付与日俱增的数据通信及因特网业务。
今年3月该公司向阿尔卡特和北方电信订购了价值18亿美元的电话设备。
其中从阿尔卡特购进2千万美元的ADSL设备为已有的铜线扩容，以便进一步为住宅电话用户提供高速访问因特网。
与此同时，南方贝尔公司也宣布提供面向公司用户的DSL服务。
--AOL与电信公司合作提供DSL接入
今年7月，AOL与GTE电话公司签订DSL合约，向通过电话拨号上网的用户提供更快速的服务，通过这项合作，美国在线可取得GTE在美国西部17个州的DSL网络。
这次合作是美国在线和小贝尔电话公司群（BabyBell）签订的第四个DSL合约。
美国在线已与Ameritech、BellAtlantic、SBCCommunications等公司签约，并投资休斯电子（HughesElectronics）15亿美元，休斯电子提供卫星上网服务。
其中今年1月，AOL与BellAtlantic达成了一项协议，宣布从1999年中期开始，BellAtlantic东海岸地区的AOL用户可以将他们的网络访问连接升级到DSL。
这项服务于今年夏天在华盛顿特区、匹兹堡、费城、纽约、波士顿以及新泽西的部分地区投入运行。
美国在线的DSL服务月费将比一般拨号上网收费高20美元。
--Qwest推出DSL服务
Qwest通信国际于今年8月与Covad通信公司和RhythmsNetConnections达成协议，推出了一种针对消费者和小型企业的高速因特网服务。
目前它推出的的DSL服务将覆盖13个地区，到年底将会覆盖30个地区。
该公司的DSL服务的费用是每月119.95美元，初装费是500美元。
此外，Qwest公司还将收购在全美首家推出DSL业务美国西部电信公司。
--GTE大幅削减DSL服务的价格
GTE是美国第三大本地电话公司。
该公司最称，他们将在今年9月份将17个州的DSL服务价格降低17％，进而增强公司在消费者和小型企业市场上的竞争力。
这项称作BronzePlus的计划，将使用户每月花49.95美元就可以享受GTE.net的Web服务，而且可以比modem拨方式快上14倍。
GTE以前的价格是每月60美元。
2、英国
英国电信（BT）宣布从今年10月份开始，在英国的重要城市中，提供最大传输速度可达每秒2Mb的ADSL数据传输服务。
在明年三月份之前可以为6百万家庭用户提供ADSL服务。
ADSL可以在旧式铜电话线中提供高速连接服务，预计将广泛用于家庭和小型企业的网络互联系统中。
英国电信宣布了服务价格，包括从安装到硬件的提供，根据带宽，通过ADSL上网的费用每月从64美元到240美元不等。
这意谓着提供高速数据传输的ISP之间的竞争更激烈。
英国电信一开始对其计划有所犹豫，担心影响其ISDN业务。
英国电信的首席执行官PeterBonfield爵士称：
该计划将为使英国成为全球的信息革命领头羊，又向前迈进了一步。
它推动新兴信息工业，并使大家都受益。
计划最初在如下几个城市中实现：
伦敦，Cardiff，Belfast，Coventry，Blrmingham，Manchester，Leeds，Newcastle，Edinburgh和Glasgow。
3、新加坡
新加坡电信（SlngTel）与Alcatel今年年初签署一项协议，协议将新加坡的ADSL网络扩展到5万线。
AingTel称，不断增长的高级多媒体服务的需求使得有必要将已有网络扩展到这个水平。
SingTel采用SingTelMagix商标向居民提供点播视频、视频会议、远程教育等多媒体服务和高速Internet接入。
SingTel还将向小型办公室／家庭办公室市场推出若干新的宽带多媒体服务。
其中第一项就是笔记本电脑的ADSL连接。
4、中国
阿尔卡特在广东省深圳经济特区安装了5，000多线的ADSL设备，每个ADSL用户的安装费为4,000元，每月的服务费为300元。
阿尔卡特还与上海签署了一项协议，进行500线ADSL高速接入技术的试验。
此外，广东佛山也已开通了ADSL业务。
但据业界称，要进一步扩展这一技术将十分困难，因为要真正实现ADSL的优点，国内的电话传输和交换设施及光纤传输系统都必须先进行改造。
三、ADSL厂商简述
--Micrrsoft投资DSL服务
在上市后，Microsoft准备向NorthPoint通信公司这家DSL服务提供商投资3000万美元。
作为合作的一部分，Microsoft将在今后两年内，从这家公司购买大约10万条DSL线路的设备。
Microsoft和NorthPiont将为大约85个ISP合作伙伴建立一个共有品牌的MSN人口页面。
他们也从事商用高速Internet的研究，并且将对基于标准的内容提供界面展开合作研究。
此前Microsoft向RhythmsNetConnections公司投资3000万美元，而这家公司是NorthPoint的竞争对手。
--朗讯推动DSL普及
朗讯公司日前宣布，它将与五家公司签约，由这些公司销售朗讯的modem，朗讯推出相关软件，使朗讯modem也能接通非朗讯器材所操作的高速网络，以提高高速数字用户回路（DSL）的普及率。
这项服务的最终结果，是让更多消费者能获得DSL服务，而电话公司不必安装新的DSL器材。
DSL技术无法顺利推广，是因为使用者必须使用DSL服务公司的modem，才能取得该公司的服务，随着G.liteDSLmodem的标准的出台，这个问题已经获得一定解决。
不过，服务商仍须在总部安装能与G.litemodem沟通的modem，所以大部分状况下需安装新器材。
有了朗讯的软件，朗讯的WildWire芯片可和G.liteDSL、全速率（fullrate）DSLmodem沟通。
所以现有的器材可提供一般用户、高收费全速用户服务。
朗讯表示，已经出售25万个modem芯片组，作为技术升级之用。
其它如戴尔、modem厂商ZoomTelephonics、CreativeTechnology等公司，都出售用于技术升级的芯片。
--阿尔卡特和康柏在欧洲联手开拓ADSL市场
法国阿尔卡特公司和美国康柏公司目前正联手在欧洲推出一系列营销活动，以推动阿尔卡特ADSL设备和技术在欧洲运营商和消费者当中的商业应用。
Alcatel在北美及全球的ADSL产品销售业务中均居首位。
Alcatel占有北美ADSL市场的52％。
1998年，Alcatel向北美地区交付了400多套DSLAM产品。
Alcatel在全球的ADSL市场上占有35％的市场份额，其客户遍及新加坡、比利时、西班牙、法国、中国、土耳其、韩国、日本、丹麦等国。
由世界最大的ADSL销售商和世界第二大计算机公司联合发起的这一系列促销活动旨在向运营商和因特网用户宣传ADSL技术将带给他们的益处。
英国、比利时、意大利和瑞典等国成为这次联合营销行动的首选市场。
这项计划表明，阿尔卡特和康柏将在欧洲大力推进ADSL技术的应用。
总的目标是让尽可能多的Presarlo用户享受国特网高速接入技术所带来的益处，通过双方合作向欧洲电信运营商发出一个绿灯信号：
大规模实施ADSL的时机已经成熟。
不过，有一个标准和不同厂家之间的产品互通性的问题。
ADSL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，现有的调制技术包括2B1Q、QAM、CAP和DMT等。
而目前，不同厂家往往采用不同的调制技术，例如Paradye采用的是CAP编码，Alcatel采用的是DMT编码，这就造成了不同厂家的局端和用户端产品不能交叉使用的问题，尽管随着G.lite标准的出台，这个问题会渐渐解决，但是目前还是一个十分突出的矛盾。
四、ADSL的主要特点
DSL（数字用户线路，DigitalSubscriberLine）是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL和RADSL等，一般称之为xDSL。
它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对称性的不同这两个方面。
HDSL与SDSL支持对称的T1/E1（1.544Mbps/2.048Mbps）传输。
其中HDSL的有效传输距离为3－4公里，且需要两至四对铜质双绞电话线；SDSL最大有效传输距离为3公里，只需一对铜线。
比较而言，对称DSL更适用于企业点对点连接应用，如文件传输、视频会议等收发数据量大致相应的工作。
同非对称DSL相比，对称DSL的市场要少得多。
VDSL、ADSL和RADSL属于非对称式传输。
其中VDSL技术是xDSL技术中最快的一种，在一对铜质双绞电话线上，上行数据的速率为13到52Mbps，下行数据的速率为1.5到2.3Mbps，但是VDSL的传输距离只在几百米以内，VDSL可以成为光纤到家庭的具有高性价比的替代方案，目前深圳的VOD（Videoondemand）就是采用这种接入技术实现的；ADSL在一对铜线上支持上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率1Mbps到8Mbps，有效传输距离在3－5公里范围以内；RADSL能够提供的速度范围与ADSL基本相同，但它可以根据双绞铜线质量的优劣和传输距离的远近动态地调整用户的访问速度。
正是RADSL的这些特点使RADSL成为用于网上高速冲浪、视频点播（IAV）、远程局域网络（LAN）访问的理想技术，因为在这些应用中用户下载的信息往往比上载的信息（发送指令）要多得多。
据CNNIC（中国国家网络信息中心）统计，截至1997年10月31日，中国上网用户数达62万，其中49.1%的用户认为Internet最令人失望的地方是网上速度太慢，36.2%的用户则认为是上网收费太贵；而截至1998年6月30日，在不到一年的时间里，以上三个统计数字都将近翻了一番，分别是：
117.5万，88.9%，61.2%。
由此可见，随着中国Internet上网用户数的飞速膨胀，网上速度太慢和收费太贵愈发成为中国Internet发展的两大障碍。
目前深圳的上网用户达10万，比去年激增近一倍多，其中大部分用户正在寻求一种上网速度快而性能价格比高的上网方式。
基于以上分析，以及结合目前上网用户的实际条件及市场需求，深圳市数据通信局首先采用了RADSL（以下简称为ADSL）技术作为用户网宽带高速接入服务。
深圳推出ADSL之初，就并不因为这是一种先进的高速接入技术而将其“贵族化”，而是将其定位为“大众化”的高速接入服务，（目前ADSL用户中，个人用户与公司用户各占一半，就说明ADSL已步入小公司、家庭用户，是普通用户所能承受的，足以说明目前深圳数据局的价格定位是基本合理的）。
所以深圳的ADSL接入与其它接入方式相比，一直保持了较高的性能价格比（具体资费见下表）。
ADSL接入服务能做到较高的性能价格比这一点，与ADSL接入技术较其它接入技术具有其独特的技术优势是分不开的。
下面看看ADSL与其它接入服务的比较：
ADSL与CableModem的比较：
与CableMode相比，ADSL技术具有着相当大的优势。
CableModem的HFC接入方案采用分层树型结构，其优势是带宽比较高（10M），但这种技术本身是一个较粗糙的总线型网络，这就意味者用户要和邻近用户分享有限的带宽，当一条线路上用户激增时，其速度将会减慢。
再者，有关资料表明，大部分情况下，HFC方案必需兼顾现有的有线电视节目，而占用了部分带宽，只剩余了一部分可供传送其它数据信号，所以CableModem的理论传输速率只能达到一小半。
国外公司实验表明，其速率减为1M-2Mbps，更常见的是400K-500Kbps。
综合来看，即使在理想状态下，HFC只相当于一个10Mbps的共享式总线型以太网，而ADSL接入方案在网络拓扑结构上较为先进，因为每个用户都有单独的一条线路与ADSL局端相连，它的结构可以看作是星型结构，它的数据传输带宽是由每一用户独享的。
ADSL与普通拨号Modem及N-ISDN的比较：
A）比起普通拨号Modem的最高56K速率，以及N-ISDN128K的速率，ADSL的速率
优势是不言而喻的。
B）与普通拨号Modem或ISDN相比，ADSL更为吸引人的地方是：
它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载，并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方式。
这意味着使用ADSL上网并不需要缴付另外的电话费。
五、ADSL系统构成
图1 传统Modem与xDSL技术的比较
图2 ADSL应用中的分离器
ADSL系统构成如图2－19所示。
它是在一对普通铜线两端，各加装一台ADSL收发信机而构成。
它除了向用户提供一路普通电话业务外，还能向用户提供一个中速（速率可达576kbit/s）双工数据通信通道和一个高速（速率可达6Mbit/s）单工下行数据传送通道。
ADSL系统的核心是ADSL收发信机，其原理框图见图2－20。
应当注意，局端的ADSL收发信机结构与用户端的不同。
局端ADSL收发信机中的复用器（MUL）将下行高速数据与中速数据进行复接，经前向纠错（FEC）编码后送发信单元进行调制处理，最后经线路耦合器送到铜线上；线路耦合器将来自铜线的上行数据信号分离出来，经接收单元解调和FEC解码处理，恢复上行中速数据；线路耦合器还完成普通电话业务（POTS）信号的收、发耦合。
用户端ADSL收发信机中的线路耦合器将来自铜线的下行数据信号分离出来，经接收单元解调和FEC解码处理，送分接器（DMUL）进行分接处理，恢复出下行高速数据和中速数据，分别送给不同的终端设备；来自用户终端设备的上行数据经FEC编码和发信单元的调制处理，通过线路耦合器送到铜线上；普通电话业务经线路耦合器进、出铜线。
线路耦合器按照图2－21所示ADSL系统的频谱结构，对POTS信道、上行数据信道和下行数据信道进行合成和分离。
由图2－21可知，ADSL系统是按FDM方式工作的。
POTS信道占据原来4kHz以下的电话频段，上行数字信道占据10－50kHz的中间频段，下行数字信道占据1MHz以下的高端频段。
FDM方式的缺点是下行信号占据的频带较宽，而铜线的衰减随频率的升高迅速增大，所以其传输距离有较大局限性。
为了延长传输距离，需要压缩信号带宽。
一种方法是将高速下行数字信道与上行数字信道的频段重叠使用，两者之间的干扰用非对称回波抵消器予以消除。
六、ADSL技术简介
用户接入网（从本地电话局到用户之间的部分）是电信网的重要组成部分，是电信网的窗口，也是信息高速公路的“最后一英里”（thelastmile）。
为实现用户接入网的数字化、宽带化，用光纤作为用户线是用户网今后发展的必然方向，但由于光纤用户网的成本过高，在今后的十几年甚至几十年内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路，近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术，其中ADSL（不对称数字用户环路）和HFC（光纤同轴混合网）是最具有竞争力的两种。
ADSL技术能利用现有的市话铜线进行信号传输，其最高速率：
下行信号（从端局到用户）为Mbps，上行信号（从用户到端局）为1Mbps。
现有的市话铜线网的用户数目十分庞大，而ADSL能对现有的市话铜线进行充分的利用。
近年来，Internet以惊人的速度发展，Internet的用户众多，分布广泛，但现有的用户网所能提供的用户接入速率太低，难以满足Internet飞速发展的需要，这正为ADSL的发展提供了一个机遇。
由于市话铜线现在已与所有的Internet用户相连接，一旦ADSL技术发展成熟，必将成为各电话公司和Internet用户的首选方案。
1.技术性能分析
现存的用户环路主要由UTP（非屏蔽双绞线）组成。
UTP对信号的衰减主要与传输距离和信号的频率有关，如果信号传输超过一定距离，信号的传输质量将难以保证。
此外，线路上的桥接抽头也将增加对信号的衰减。
因此，线路衰减是影响ADSL性能的主要因素。
ADSL通过不对称传输，利用频分复用技术（或回波抵消技术）使上、下行信道分开来减小串音的影响，从而实现信号的高速传送。
衰减和串音是决定ADSL性能的两项标准损伤。
传输速率越高，它们对信号的影响也越大，因此ADSL的有效传输距离随着传输速率的提高而缩短。
附表列出了正常情况下24号线规U
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