第二代ADSL技術的發(fā)展與應用

1 引言

　　從2006年初開始，中國電信宣布開始全面采購和部署ADSL2/2+寬帶接入設備，此舉是為了進一步提高用戶接入帶寬以及解決遠距離用戶難以開通寬帶業(yè)務的問題，為即將到來的IPTV、網(wǎng)絡游戲等高帶寬業(yè)務提供良好的基礎平臺。至此，新一代ADSL技術終于揭開神秘面紗，開始為普通大眾所知曉。

2 第二代ADSL技術的提出

　　在ADSL2/2+技術之前，運營商大量部署并為人們所熟知的是遵循ITU-T G.992.1標準的ADSL技術，它也被稱為第一代ADSL技術，正在為全球超過1億用戶所使用。但第一代ADSL技術隨著運營商網(wǎng)絡部署的擴大以及用戶業(yè)務量的逐漸增加，在業(yè)務開展、網(wǎng)絡維護等方面逐漸暴露出一些難以克服的弱點，例如：較低的下行傳輸速率難以滿足流媒體等高帶寬業(yè)務的需求；線路診斷能力較弱，在線路開通前難以快速確定線路質(zhì)量；單一的ATM傳送模式難以適應網(wǎng)絡IP化的發(fā)展趨勢。這些不良現(xiàn)狀，促使技術界對第一代ADSL技術的傳輸性能、抗線路損傷和射頻干擾能力、線路診斷、運行維護等多方面進行了改進，先后推出了新一代ADSL技術：遵循ITU-T G.992.3/G.992.4標準的ADSL2和遵循ITU-T G.992.5標準的ADSL2+，即第二代ADSL技術。ADSL2/2+技術相對于ADSL技術來說，提高了傳輸速率，擴大了傳輸距離，增強了線路診斷功能，增加了功率管理功能。ADSL2/2+技術的新特點為運營商緩解寬帶業(yè)務發(fā)展壓力，尋求新業(yè)務的發(fā)展點提供了幫助。

3 ADSL2/2+技術特點

　　第二代ADSL技術與第一代ADSL技術相比，除提高了傳輸速率和傳輸距離外，主要在線路相關功能方面有大幅增強。

　　（1）更高的傳輸速率

　　第一代ADSL（ADSL1）工作在25kHz到1.1MHz的頻段，可以提供下行6～8Mbit/s的傳輸速率，最遠傳送距離可以達到4km。

　　ADSL2使用與ADSL1相同的工作頻段。通過提高調(diào)制效率、減小幀開銷、提高編碼增益、采用更高級的信號處理算法等措施，ADSL2系統(tǒng)的傳輸性能，特別是在長距離、有橋接頭、受射頻干擾（RFI）等情況下的傳輸性能有了進一步改善。G.992.1標準規(guī)定ADSL1下行速率至少為6Mbit/s，上行速率至少為640kbit/s；而G.992.3標準要求ADSL2至少支持下行8Mbit/s、上行800kbit/s的傳輸速率。

　　ADSL2＋在ADSL2的基礎上進行擴展，將工作頻段從1.1MHz擴展至2.2MHz，相應地，最大子載波數(shù)目也由256增加至512個，傳輸性能比ADSL1/ADSL2有明顯提高：下行最大傳輸速率可達25Mbit/s，上行最大傳輸速率可達1Mbit/s。

　�。�2）更長的傳輸距離

　　雖然G.992.1標準要求ADSL1在4km時下行速率應達到576kbit/s以上，但在實際線路開通時，由于線纜質(zhì)量、串擾噪聲等原因，用戶線路長度超過3km后，線路實際開通速率很難達到512kbit/s以上，因此運營商利用ADSL1技術開通的用戶基本上都在3km以內(nèi)，線路長度超過3km的用戶業(yè)務很難開通，即使開通，線路速率也很難達到運營商512kbit/s的承諾帶寬。

　　根據(jù)G.992.5標準要求，通過優(yōu)化發(fā)送功率譜模板，ADSL2+在4km時下行速率仍能達到1.2Mbit/s以上，遠遠高于ADSL1的速率能力。從部分ADSL2+設備的實際線路開通情況看，在超過3km的實際線路上，下行開通速率至少在800kbit/s以上，可以滿足運營商512kbit/s的承諾帶寬要求。這在很大程度上可以解決遠距離用戶的業(yè)務開通問題。

　�。�3）增強的線路診斷功能

　　ADSL2系統(tǒng)可在初始化過程中及結束后，通過診斷模式下的單端測試（SELT，用戶端線路開路，由局端設備獨自完成測試工作）和雙端測試（DELT，由局端設備和用戶端設備在診斷模式下共同完成測試工作），提供對信道頻響函數(shù)、線路長度、線路噪聲、線路衰減、信噪比等重要參數(shù)的測量功能，還可在業(yè)務運行過程中提供對上述重要參數(shù)的實時監(jiān)測能力。這為運營商提供了強大的線路診斷手段和能力。

　�。�4）新增的功率管理功能

　　第一代ADSL不論是否有數(shù)據(jù)傳輸設備發(fā)送功率始終相同，總是處在滿功率傳輸狀態(tài)，而ADSL2/2＋根據(jù)傳輸速率大小的不同，分別有3種不同的功率模式：滿功率模式、低功耗模式和休眠模式。正常工作時，設備處于滿功率模式；在用戶沒有進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈g隔，設備會快速進入低功耗狀態(tài)，當用戶再次進行數(shù)據(jù)傳輸時，設備會快速返回至滿功率模式；當用戶在一段限定時間內(nèi)一直沒有數(shù)據(jù)傳輸，設備會進一步降低發(fā)射功率并進入睡眠模式，此時，物理層鏈路仍然連接，但是沒有有效數(shù)據(jù)傳送，當再次有數(shù)據(jù)傳輸要求時，設備通過快速訓練進入滿功率模式。新增的功率狀態(tài)管理功能可以大大降低功耗，降低設備散熱要求，可以更好地適應“永遠在線”的應用方式。

　　（5）其它新特點

　　和ADSL1相比，ADSL2/2+還具有以下新的技術特點：

　　●除了支持傳統(tǒng)的STM（同步傳送模式）和ATM（異步傳送模式），增加了PTM（分組傳送模式）以實現(xiàn)IP業(yè)務的高效傳輸；

　　●定義了更靈活的幀結構以支持四種延遲通道、四個承載信道，支持對誤碼和時延的配置，提高了QoS支持能力；

　　●增強了在線重配置能力，如比特交換和無縫的速率調(diào)整；

　　●增加了全數(shù)字模式，即在沒有POTS業(yè)務時用話帶傳送數(shù)據(jù)，從而提高上行帶寬。

4 第二代ADSL技術的應用

　　近年來，與我國寬帶接入用戶數(shù)量的高增長形成對比的是寬帶業(yè)務應用嚴重缺乏，寬帶應用的后續(xù)發(fā)展空間不足，電信運營商普遍感受到了急切的發(fā)展壓力，努力尋求新業(yè)務的發(fā)展點和新的延伸。在這樣的背景情況下，電信運營商把目光投向了IPTV，希望通過提供包含視頻業(yè)務在內(nèi)的業(yè)務捆綁，在增加用戶收入的同時培養(yǎng)用戶的忠誠度，降低離網(wǎng)率。然而，隨著IPTV視頻組播、點播業(yè)務的全面展開，對接入網(wǎng)的承載能力提出了更高的帶寬需求，IPTV所需帶寬至少在2Mbit/s以上，高清IPTV帶寬至少需要6～8Mbit/s以上。對于一般接入帶寬為512kbit/s或1Mbit/s的家庭用戶而言，不能滿足IPTV業(yè)務所要求的帶寬，在這種情況下，帶寬升級成了電信運營商的當務之急，ADSL2/2+帶寬能力的顯著提升滿足了電信運營商對開展新的寬帶業(yè)務應用的帶寬需求，將ADSL設備升級為ADSL2/2+是大勢所趨。

　　運營商選擇ADSL2/2+而不是FTTH來應對接入帶寬壓力的另一個重要原因是成本。采用ADSL2/2+升級帶寬無需新建線纜管道，只需要更換設備板卡，并且可以和現(xiàn)有的ADSL網(wǎng)絡兼容。而如果選擇建設FTTH，雖然業(yè)界均同意FTTH是接入網(wǎng)的發(fā)展方向，其10km傳輸距離下平均30Mbit/s的接入帶寬能力遠高于ADSL2/2+，但需要運營商重新建設整個接入網(wǎng)絡，把原來的銅線網(wǎng)絡全部更換為光纖網(wǎng)絡，網(wǎng)絡建設的動作較大，費用高昂。在目前競爭十分激烈而高帶寬業(yè)務應用前景還不十分明朗的情況下，電信運營商還沒有足夠的決心付出如此大的代價來升級網(wǎng)絡，對現(xiàn)有網(wǎng)絡的升級成為首選。因此也可以說，ADSL2/2+的應用給正處于起步階段的FTTH網(wǎng)絡建設帶來了新的強大阻力。

5 ADSL設備形態(tài)的發(fā)展變化

　　ADSL2/2+設備的應用部署在緩解運營商寬帶業(yè)務壓力的同時，也給運營商帶來了一個問題：如何與第一代ADSL設備融合以實現(xiàn)平滑升級。目前，新型ADSL局端設備具有后向兼容性，可以同時支持ADSL1、ADSL2和ADSL2+三種線路模式，如果用戶端設備只支持一種線路模式，則局端設備可在線路訓練過程中通過握手協(xié)商自適應到用戶端設備的工作模式上；如果用戶端設備也可以同時支持ADSL1、ADSL2和ADSL2+三種線路模式，則局端設備和用戶設備可根據(jù)線路長度、信噪比等參數(shù)自動進行協(xié)商握手選擇最合適的線路模式。

　　此外，ADSL2/2+局端設備一般都可以使用第一代ADSL局端設備的平臺，包括機框、背板和業(yè)務匯聚處理板卡等，運營商只需要更換線路板卡和分離器板卡就可以實現(xiàn)向ADSL2/2+設備的升級，無需更換用戶端設備，就能同時向老ADSL1用戶和新ADSL2/2+用戶提供服務。如果老ADSL用戶申請開通更高速率的業(yè)務，則可通過更換用戶端設備為ADSL2/2+用戶端設備來實現(xiàn)。這不僅能大力推動ADSL2/ADSL2+的快速良性發(fā)展和廣泛應用，而且也能提升運營商的服務質(zhì)量和經(jīng)營靈活性。

　　前面提到過，ADSL2/2+技術的應用與IPTV業(yè)務的發(fā)展密切相關，IPTV業(yè)務的多播特性給新一代的ADSL局端設備帶來了新的要求，即大量用戶同時加入某一頻道對DSLAM設備支持的多播能力提出了很高的要求，要求其能夠支持強大的多播復制能力，包括單板復制能力和背板復制能力。面對這一新的要求，多播復制能力成為運營商評估ADSL局端設備業(yè)務轉(zhuǎn)發(fā)能力的重要指標，也成為設備廠商在設計產(chǎn)品架構時新的關注點。

　　此外，隨著DSL用戶數(shù)的高速增長和用戶端設備功能的愈加復雜，支持用戶端設備遠程管理功能也成為DSL局端設備的發(fā)展方向，要求局端設備及其維護管理平臺可提供直觀、快捷、高效的手段來發(fā)現(xiàn)、分析和定位網(wǎng)絡故障，并對用戶端設備進行遠程維護。2004年DSL Forum發(fā)布的TR-069規(guī)范，定義了如何通過網(wǎng)絡對DSL用戶端設備進行遠程維護管理的總體架構，國內(nèi)也制定并發(fā)布了相應的通信行業(yè)標準來規(guī)范具體的管理協(xié)議和管理信息。

6 結束語

　　業(yè)界普遍認為，ADSL2/2＋技術是未來DSL市場的主流技術。該技術的應用和寬帶業(yè)務應用的發(fā)展息息相關，它的大規(guī)模應用從一個側面反映了電信運營商在發(fā)展寬帶業(yè)務應用上的壓力以及積極應對壓力的決心。