XDSL接入技术.docx

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XDSL接入技术

xDSL接入技朮

　　在我國目前比較流行的接入業務中，ISDN曾經成為數字接入技朮的最佳方案。

但是ISDN有一個比較明顯的不足──它是一個交換式的廣域網,基礎建設要花費巨大的資金,而且其本身的帶寬也不能滿足現在用戶越來越高的要求，特別是在多媒體傳輸等方面的需求。

這時候xDSL的出現使得這些問題迎刃而解，也為高速接入技朮帶來了曙光。

下面就說說寬帶接入技朮的未來─xDSL。

　　一、xDSL的發展現狀

　　隨著互聯網的普及，網絡上的信息爆炸性的增長，對高速線路的需求已經不再是大型公司的專利，許多中小企業甚至普通家庭用戶對高速線路的需求也日益迫切。

為了滿足不同人們對以更快的速度獲取更多信息的渴望，各大網絡技朮廠商、接入技朮服務提供商和標准化組織紛紛提出了各自新的寬帶高速接入技朮，由Bellcore公司在1987年首先提出來xDSL技朮就是其中最受關注而且最有可能在短期內普遍實現的接入技朮。

它是基于公共電話網（PSTN）的擴充方案，可以最大限度的保護已有的投資，降低成本。

　　DSL是數字用戶環路（DigitalSubscriberLine）的簡稱，它是以銅質電話雙絞線為傳輸介質的點對點傳輸技朮，DSL利用軟件和電子技朮結合，使用在電話系統中沒有被利用的高頻信號傳輸數據以彌補銅線傳輸的一些缺陷。

　　xDSL中的x表示A/H/S/C/I/V/RA等不同數據調制實現方式，利用不同的調制方式使數據或多媒體信息可以更高速地在銅質雙絞線上傳送，避免由于數據流量過大而對中心機房交換機和公共電話網（PSTN）造成擁塞。

xDSL只是利用現有的公用電話網中的用戶環路部分，而不是整個網絡，采用xDSL技朮需要在原有話音線路上疊加傳輸，在電信局和用戶端分別進行合成和分解，為此需要配置相應的局端設備。

此外當傳輸距離越長，信號衰減越大，越不適合高速傳輸，由于xDSL只能工作在用戶環路上，所有傳送距離有限。

　　xDSL與利用有線電視（CATV）混合光纖同軸（HFC）網的電纜調制解調器技朮相比，主要優勢在于：

HFC網的帶寬是由小區的所有用戶所共享，隨著用戶的增加，每個用戶分得的所能夠使用的帶寬會大大下降，而在xDSL技朮中，由于用戶到局方是使用點對點傳輸，因而每個用戶的帶寬是固定的，不會由于用戶的增加而導致傳輸效率的下降。

另外，CATV的HFC系統僅是為單向廣播電視節目而設計的，所以要利用CableModem實現在HFC網絡上雙向數據通信就必須對現有的有線電視網絡進行需要大量資金投入的改造，以及考慮到CATV網在商業區的分布不如電話線廣以及CATV的同軸電纜網絡結構在物理上缺少安全性，xDSL都是更勝一籌的選擇。

　　與其他寬帶接入方案相比，xDSL目前被普遍看好的主要原因在于兩點：

一、可以充分利用現有的已經鋪設好的電話線路，而無需重新布線、構建基礎設施，所以改造投入小﹔二、其高速帶寬可以為服務提供商增加新的業務收入，為用戶在信息時代提供競爭優勢。

從國外的發展經驗來看，目前可由xDSL提供的寬帶服務應用主要在于高速的數據傳輸業務，如：

高速Internet接入、小型家庭辦公室（SOHO）局域網訪問、異地多點協作、遠程教學、遠程醫療以及視頻點播等。

　　雖然xDSL在技朮和商業上還不能說是最好的解決方案，但因為它現在具有比較明顯的優勢，所以隨著用戶數量的增加，相信它的成本估計在短期內將會有較大幅度的下降，并且很有可能會和現在的普通Modem價格水平相當。

　　據了解，微軟、英特爾、康柏等著名的計算機公司都已經開始認識到xDSL的飛速發展趨勢，并會

逐漸在自己的產品中集成xDSL功能，而xDSL也終將成為個人PC的基本配置，98年1月，由上述三家公司牽頭，組成了由計算機產業界、電信業以及網絡公司等上百家企業組成的全球ADSL工作組（UAWG），估計微軟的下一代Windows操作系統將支持xDSL的自動安裝。

可以預料，隨著我國Intenet應用的進一步發展，xDSL也會加快普及的速度，目前廣東電信已開始向普通家庭用戶提供ADSL服務，用戶反響十分熱烈。

　　二、xDSL的分類標准

　　在xDSL中，“x”是不同種類的數字用戶環路技朮的統稱。

各種數字用戶環路在技朮實現上的不同之處,主要在于對數據進行傳輸前調制時采用了不同的方式,還有對稱和非對稱的區別上。

DSL技朮按上行（用戶到網絡）和下行（網絡到用戶）速率的是否相同可分為速率對稱型和速率非對稱型兩種類型。

速率對稱型DSL技朮上下行信道使用相同的速率，速率非對稱型DSL技朮上下行信道的速率則不同。

一般情況下，用戶下載的數據量比較大，所以在速率非對稱型DSL技朮中，下行信道的速率要大于上行信道速率。

下面對這些技朮分別進行介紹：

　　1、對稱DSL技朮

　　對稱DSL技朮主要有以下几種:

　　1）HDSL（High-bit-rateDSL）高速數字用戶環路

　　在時下成型的xDSL技朮中，HDSL是最為成熟且已進入實用的一種,已經在美國等許多國家的骨干網建設中得到了較為廣泛的應用。

這種技朮可在兩對銅線上提供1.544Mbps（全雙工T1方式）的速度，在三對銅線上提供2.048Mbps（全雙工E1方式）的速度，（一個將要出現的稱之為HDSL2的版本將可以使用單根雙絞線完成同樣的任務）。

　　HDSL很適合連接PBX系統、數字局域環、Internet服務商和大學校園網等。

由于HDSL采用了高速自適應濾波技朮和先進的信號處理器，因而可以自動處理環路中的近端串音及噪聲對信號的干擾和損傷，適應多種混合線路或橋接條件。

其無需再生中繼器的傳輸距離可達3～5km（0.4～0.6mm線徑）。

與傳統的T1/E1技朮相比,HDSL的價格更為便宜而且容易安裝（T1/E1要求每隔0.9～1.8公里就安裝一個昂貴的信號再生中繼器）。

　　HDSL的工作原理并不復雜。

在網絡側，首先局端機接收交換機來的標准一次群信號，然后加上所需的用于同步和維護的HDSL開銷，再進行數字信號處理和線路編碼，形成具有HDSL幀的線路信號，最后送到用戶銅雙絞線上傳輸。

在用戶側，調制解調器對收到的線路信號進行解碼和信號處理，減小傳輸損傷，去掉HDSL開銷，并恢復成標准的一次群信號。

　　HDSL采用混合電路和回波抵消技朮，實現在同一線對上的雙向信號傳輸。

而線路碼型則可采用2BIQ、CAP（無載波調幅調相碼）。

HDSL系統一般采用2BIQ編碼技朮。

目前已有許多實現HDSL數字調制和信號處理的芯片問世，如MITEL、MOTOROLA等公司的芯片，國內的華為公司也提供HDSL的產品。

　　2）SDSL（Single-lineDSL），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，支持多種速率，用戶可根據數據流量,選擇最經濟合適的速率,最高可達E1速率,比用HDSL節省一對銅線，在0.4mm雙絞線上的最大傳輸距離為3公里以上。

　　3）IDSL（ISDN數字用戶線）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,這種技朮可以提供128Kbps上下行速率的服務。

　　2、非對稱DSL技朮

　　非對稱DSL技朮主要有以下几種:

　　1）ADSL（AsymmetricDSL）非對稱數字用戶環路，ADSL為網絡用戶提供速率從32Kbps到8.192Mbps的下行流量和從32Kbps到1.088Mbps的上行流量,同時在同一根線上可以仿真提供語音電話服務，支持同時傳輸數據和語音。

　　ADSL的調制技朮主要有DMT（離散多音頻調制技朮）和CAP（無載波調幅調相技朮）兩種，CAP（CarrierlessAmplitudePhaseModulation無載波幅相位調制）是最早的標准，已推向市場的ADSL產品大部分采用CAP調制方式，在1996年ADSL總裝機量中，CAP設備超過97%﹔DMT（DiscreteMulti-ToneModulation離散多音頻調制）把數字信號進行分段調制以實現更高的帶寬。

它性能更強，而且可以實現不同廠家ADSL設備之間的互聯。

　　考慮到不同用戶，DMT有兩個標准子集，一個是全頻段的G.DMT（8Mbps下行，1.088Mbps上行），另一個是簡化版的G.Lite（1.5Mbps下行，640Kbps上行）﹔采用DMT技朮的ADSL的下行速率已可達9Mbit/s。

ADSL本身具有一路對一路的特點，即用戶端的一個Modem對應中心端一個相應的端口，所以，發展ADSL時，在某一用戶處采用某一標准并不影響在另一用戶處采用另一標准。

假定中心設備是CAP，下面發展的就是CAP用戶﹔發展下一批用戶時，如果中心端采用DMT，用戶端也應是DMT。

采用CAP的用戶和采用DMT的用戶是沒有關系的。

所以，ADSL與56KModem等其他技朮不同，不需等所有標准統一就能提供服務。

　　從目前的情況看，CAP和DMT對于用戶來說所實現的速率差別不大。

DMT的優勢在于，將來中心端如果采用統一的設備，用戶端設備可以是不同廠家的，而不同廠商的CAP設備無法兼容。

AD、Aware、Amatit等公司均有相應的ADSL芯片問世。

ADSL不但具有HDSL的所有優點，而且還具有自己的特點：

（1）僅使用一對用戶線，相應減輕用戶的壓力，其市場主要是分散的住宅居民用戶，也可以擴展至企業集團用戶。

（2）具有普通電話信道，即使ADSL設備出現故障，也不影響普通電話業務。

（3）下行速率大，不但能夠滿足目前的Internet用戶的需要，而且還可滿足將來廣播電視、視頻點播、多媒體接入業務的需要。

　　提供ADSL服務的典型結構是這樣的：

在用戶端安裝ADSL調制解調設備，用戶數據經過調制變成ADSL信號，可以放在普通雙絞銅線上傳送。

如果要在銅線上同時傳送電話，就要加一個分線器，分線器能將話音信號和調制好的數字信號放在同一條銅線上傳送。

信號傳送到交換局，再通過一個分路器，將話音信號和ADSL數字調制信號分離出來，把話音信號交給中心局交換機，ADSL數字調制信號交給ADSL中心設備，由中心設備處理后，變成信元或數據包后，再交給骨干網。

　　2）RADSL（RateAdaptiveDSL）速率自適應數字用戶環路。

這種技朮允許服務提供者調整xDSL連接的帶寬以適應實際需要并且解決線長和質量問題。

它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,下行速率從640Kbps到12Mbps,上行速率從128Kbps到1Mbps，支持同時傳輸數據和語音。

RADSL（速率自適應用戶數字線）能夠提供的速度范圍與ADSL基本相同，但它可以根據雙絞銅線的質量和傳輸的距離動態地調整用戶的訪問速度。

　　3）VDSL（VeryHighDataRateDSL）甚高速數字用戶環路。

這是在ADSL的基礎上發展起來的xDSL技朮，它可以將傳輸速率提高到25～52Mbit/s，應用前景更廣。

它與ADSL有許多相似之處，也采用頻分復用方式，將普通電話、ISDN及VDSL上下行信號放在不同的頻帶內。

接收時采用無源濾波器就可以濾出各種信號。

　　VDSL采用的調制技朮有CAP、DMT、DWMT（離散子波多頻音調制技朮）等，上行和下行信號的復用方式也與ADSL相似。

VDSL的速率比ADSL高約10倍，但傳輸距離比ADSL要近得多。

例如ADSL在速率為2.048Mbit/s時的傳輸距離約5000m，而VDSL在13Mbit/s時傳輸距離約1500m，在52Mbit/s時傳輸距離只有300m左右。

所以VDSL適用于光纖網絡中與用戶相連的最后一段線路，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,這種技朮可作為光纖到路邊網絡結構的一部分。

此技朮可在較短的距離上提供極高的傳輸速率,但應用還不是很多。

　　目前也有許多VDSL產品問世，如Orckit公司推出的VDSL調制解調器ORspeed系統，Aware公司的WavetelVDSL系統等。

由于VDSL所具有的寬帶特性，所以它可以向用戶提供更高質量的通信業務服務，比如高清晰度電視（HDTV）等圖像業務。

　　其它與xDSL技朮有關的組織還包括IEEEP.1007，TIATR41.5（制定有關網關的規范）和IEEE802.14（VDSL）。

　　三、xDSL技朮的應用范圍

　　按照xDSL技朮的對稱性與否，既上下行速率的是否相同，它們也有著各自的應用范圍：

　　1.對稱DSL技朮

　　對稱DSL技朮將會是傳統的T1/E1接入技朮的主要替代手段。

與傳統的T1/E1接入相比,DSL技朮對線路質量要求低、安裝調試更為簡單、成本相對低廉。

可廣泛地應用在通信、校園網互連等領域,通過復用技朮,可以同時傳送多路語音、視頻和數據。

IDC對xDSL的分析預測表明，在過去几年里，用于骨干網的HDSL發展迅速，HDSL作為T1/E1的一種替代技朮,主要用于數字交換機的連接、蜂窩電話基站連接、專用網絡建立等等。

　　2.非對稱DSL技朮

　　非對稱DSL技朮非常適合于對雙向帶寬要求不一樣的應用,如Internet沖浪、多媒體點播、信息發布等。

以ADSL為例，我們可以看到几年來ADSL的增長極為快速，過去ADSL裝機主要集中在歐美，從1998年開始，世界主要的電信公司都開始面向大眾提供ADSL服務。

　　如太平洋貝爾公司在87個交換局安裝了ADSL設備，可以服務480萬家庭用戶和120萬商業用戶﹔其他如USWest、Ameritch、貝爾大西洋公司、Covad、芬蘭電信、加拿大貝爾、德國電信、法國電信、Telia、英國電信、新加坡電信等大的國際電信公司也均宣布了自己的ADSL服務計划﹔在中國的大城市，ADSL亦將形成大規模應用。

目前中國電信網中，從用戶到最近交換局的距離一般不超過5公里，線路質量較高，提供兆級速率的ADSL服務是完全可行的。

　　商業市場、專用網市場和家庭市場將會是ADSL業務最重要的成長點。

傳統企事業單位實現WAN的手段，如租用ISDN、X.25、DDN、幀中繼專線的速率不超過1兆，而且相當昂貴，ADSL則能以相對更為低廉的價格提供更快連接的服務，對企事業用戶來說有著莫大的吸引力。

通過ADSL技朮，任何企事業單位都可輕松的構建自己的專用網絡。

在家庭市場方面，ADSL最多的應用是作為一種新的高速訪問Internet的方式，實現視頻點播、需要復雜身份驗証的遠程購物等等需要高帶寬的應用。

　　電信部門可以從ADSL中獲取收益的方法也是多種多樣的：

如向ISP、其他小電信業務經營商出租線路，或提供接入手段﹔直接向用戶提供ADSL線路﹔在ADSL上開展增值服務，如幫助企事業單位構建更具安全性的虛擬專用網（VPN），向用戶提供聯機游戲、視頻點播、電子商務、電視會議、多媒體教學等多種服務。

　　總之，xDSL技朮在不改變現有的有線電話網絡結構的前提下，實現了以現有的銅質雙絞線為用戶提供兆比特/秒級的數據傳輸速率，較好地滿足了用戶的需求，保護了電信部門現有的投資，為電信業務經營者實現FTTH（光纖到用戶）網絡之前，提供了一種寬帶接入業務的過渡措施，這對于我國目前仍然相對匱乏建設資金的國情來說，是具有其他接入方式所不可比擬的優勢的。

可以認為，xDSL接入技朮是我們向未來的純光纖接入網過渡的理想方案之一。