我國(guó)現(xiàn)有的接入網(wǎng)用戶(hù)線(xiàn)路大部分由雙絞銅線(xiàn)組成,用光纖完全代替銅線(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)、也不經(jīng)濟(jì)的。改造和建設(shè)我國(guó)用戶(hù)接入網(wǎng)的方針:在充分利用現(xiàn)有的銅線(xiàn)用戶(hù)網(wǎng),發(fā)揮其容量的潛力的基礎(chǔ)上,逐步過(guò)渡到光纖接入網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)。所以不應(yīng)忽視對(duì)銅線(xiàn)接入的學(xué)習(xí)和研究。
銅線(xiàn)接入方式主要以下幾種:線(xiàn)對(duì)增容技術(shù)、高比特速率數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(High data rate DigitalSubscriber Line,HDSL)、不對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(Asymmetric DigitalSubscriber Line,ADSL)和甚高速數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(Very highspeed DigitalSubscriberLine,VDSL)技術(shù)。DSL技術(shù)主要用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的基本速率業(yè)務(wù),在一對(duì)雙絞線(xiàn)上獲得全雙工傳輸,因而是最現(xiàn)實(shí)、最經(jīng)濟(jì)的寬帶接入技術(shù)。
2 ADSL特點(diǎn)
ADSL是一種利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話(huà)線(xiàn)路高速傳輸數(shù)字信息的技術(shù)。該技術(shù)將大部分帶寬用來(lái)傳輸下行信號(hào),而只使用一小部分帶寬來(lái)傳輸上行信號(hào),這樣就是所謂的不對(duì)稱(chēng)的傳輸模式。ADSL系統(tǒng)可提供三條信息通道:高速下行信道、中速雙工信道和普通電話(huà)業(yè)務(wù)信道。ADSL將高速數(shù)字信號(hào)排在普通電話(huà)頻段的高頻段,再用濾波器慮除干擾(如環(huán)路不連續(xù)點(diǎn)和振鈴引起的瞬間干擾)后,就可與傳統(tǒng)電話(huà)信號(hào)在同一對(duì)雙絞線(xiàn)共存而互不影響。目前使用的一般模擬調(diào)制解調(diào)器傳輸速度均無(wú)法與ADSL相抗衡。而且,ADSL的不對(duì)稱(chēng)傳輸技術(shù)符合Internet業(yè)務(wù)下行數(shù)量大、上行數(shù)量小的特點(diǎn)。ADSL也可以在相同的線(xiàn)路上同時(shí)容納模擬的語(yǔ)音信息,用戶(hù)在上網(wǎng)時(shí)仍然可以使用電話(huà)。
ADSL是一個(gè)有效解決網(wǎng)絡(luò)擁塞的方案。網(wǎng)絡(luò)上大多數(shù)的多媒體傳輸都有一種現(xiàn)象:有大量的數(shù)據(jù)流往用戶(hù),卻只有少量的交互控制信息上傳。PSTN(公用電話(huà)交換網(wǎng))系統(tǒng)的帶寬限制成為信息高速公路的“路障”。ADSL就是針對(duì)打破這種現(xiàn)象而設(shè)計(jì)的。如果建設(shè)ADSL,可以沿著現(xiàn)有的電話(huà)線(xiàn)路發(fā)展。ADSL系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是“不對(duì)稱(chēng)”,正好與接入網(wǎng)中圖像業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的固有不對(duì)稱(chēng)性相適應(yīng)。其主要優(yōu)點(diǎn)有:
。1)可充分利用現(xiàn)有的銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。
。2)ADSL系統(tǒng)初期投資小,設(shè)備可隨用隨裝,時(shí)間短,設(shè)備拆裝容易、方便。便于轉(zhuǎn)移,適合流動(dòng)性較強(qiáng)的用戶(hù)。
。3)ADSL充分利用雙絞線(xiàn)上的帶寬,以先進(jìn)的調(diào)制技術(shù),產(chǎn)生更大更快的通路。
。4)一條ADSL線(xiàn)路可同時(shí)提供個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視和電話(huà)頻道。
3 ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.1 系統(tǒng)構(gòu)成
ADSL系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。在一對(duì)普通銅線(xiàn)兩端各加一臺(tái)ADSL局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備。
ADSL系統(tǒng)的核心ADSL收發(fā)信機(jī)(局端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)),其原理框圖如圖2所示。局端ADSL收發(fā)信機(jī)與遠(yuǎn)端的不同:局端中MUL將下行高速數(shù)據(jù)與中速數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)合,經(jīng)FEC編碼后送發(fā)信單元調(diào)制,最后經(jīng)耦合器送到銅線(xiàn)上;線(xiàn)路耦合器將來(lái)自銅線(xiàn)上的信號(hào)分離出來(lái),經(jīng)接收單元和FEC解碼處理恢復(fù)上行中速數(shù)據(jù);線(xiàn)路耦合器還完成POTS信號(hào)的收、發(fā)耦合。遠(yuǎn)端ADSL的線(xiàn)路耦合器將來(lái)自銅線(xiàn)的下行數(shù)據(jù)信號(hào)分離出來(lái),經(jīng)接收單元解調(diào)和FEC解碼送DMUL進(jìn)行分路處理,恢復(fù)出下行高速數(shù)據(jù)和中速數(shù)據(jù),送給不同的終端設(shè)備。
3.2 傳輸帶寬
ADSL基本上運(yùn)用EC技術(shù)或FDM將ADSL信道分割成多重信道。一條ADSL物理信道可以分割為多條邏輯信道。
EC技術(shù)是將上行帶寬與下行帶寬產(chǎn)生重疊,再以局部回波消除的方法將2個(gè)不同方向的傳輸帶寬分離,該技術(shù)也用在一些模擬調(diào)制解調(diào)器上。
FDM將帶寬分為兩部分:分別分配給上行方向的數(shù)據(jù)(上行數(shù)字信道約占據(jù)25~200 kHz的中間頻段)和下行方向的數(shù)據(jù)使用(下行數(shù)字信道約占據(jù)200 kHz~1.1 MHz)。其中,POTS信道占據(jù)原來(lái)4 kHz以下的電話(huà)頻段。然后,再應(yīng)用TDM技術(shù)將下載部分的帶寬分為一個(gè)以上的高速次信道(AS0,AS1,AS2,AS3)和一個(gè)以上的低速次信道(LS0,LS1,LS2)。
在A(yíng)DSL系統(tǒng)中,常用的調(diào)制方式有QAM,CAP和DMT。其中,DMT技術(shù)更具吸引力。影響ADSL系統(tǒng)性能的因素主要有串音和脈沖干擾。
4 ADSL的傳輸方式
ADSL是一種“按幀傳輸方式”,與其他傳輸方式一樣。與其他幀不同的是,ADSL幀中的位流可以分割,一個(gè)ADSL物理信道最多可以支持7個(gè)承載信道,其中有4個(gè)只能供下行方向使用的單工信道(AS0~AS3),有3個(gè)可以傳輸上行和下行數(shù)據(jù)的雙工信道(LS0~LS2)。
4.1 下行方向傳輸
任何承載通道可編程為傳輸32 kb/s的字節(jié)流。不是32 kb/s倍數(shù)的余數(shù),則并到幀的附加信息區(qū)中。下行速率是T1速率的4倍,成本也低于T1接入。有的ADSL系統(tǒng)還可以提供8.192 Mb/s的下行速率通路和640 kb/s的雙向速率通路,可支持2個(gè)4 Mb/s廣播級(jí)質(zhì)量的圖像信號(hào)傳輸。
ADSL規(guī)范指定了4種下行單工承載通道(AS0~AS3)的傳輸級(jí)別,他們是1.536 Mb/s(T1速率)的簡(jiǎn)單倍數(shù),分別是1.536 Mb/s,3.072 Mb/s,4.608 Mb/s和6.144 Mb/s。雙工通道可以包含一個(gè)控制通道和一些ISDN通道(BRI或384 kb/s)。承載通道的最高速率的上限僅受ADSL鏈路傳輸能力的控制。所有AS承載通道不能同時(shí)使用最大的傳輸級(jí)別速率6.144 Mb/s。
子頻帶(子帶)AS0是必須被支持的?稍谥付〞r(shí)間內(nèi)激活的最大子帶數(shù)目和傳輸?shù)某休d通道數(shù)目依賴(lài)于傳輸級(jí)別。在A(yíng)DSL系統(tǒng)中,傳輸級(jí)別依賴(lài)于A(yíng)DSL環(huán)路可以達(dá)到的線(xiàn)速率和子帶的配置。
傳輸級(jí)別被編號(hào)為1~4,各種配置組合如下:
。1)傳輸級(jí)別1是必要的,常用于最短的回路上,可提供最快的速度。他可以以任意一種組合作為選擇性配置,也就是1.536 Mb/s的1~4倍,至少要支持AS0這1個(gè)子帶的使用。如4個(gè)1.536 Mb/s的次信道組合,或是1個(gè)1.536 Mb/s的次信道和1個(gè)4.608 Mb/s次信道的組合,或是兩個(gè)1.536 Mb/s次信道和1個(gè)3.072 Mb/s次信道的組合。
(2)傳輸級(jí)別2是可選擇的,傳輸速率為4.608 Mb/s。 其配置組合原則和級(jí)別1相同,系統(tǒng)可以按任一種或是所有的載體速率來(lái)組合成4.608 Mb/s,如3個(gè)1.536 Mb/s次信道組合,或是1個(gè)1.536 Mb/s次信道和1個(gè)3.072 Mb/s次信道組合。傳輸級(jí)別2不使用AS3。
。3)傳輸級(jí)別3也是可選擇的,其速率為3.072 Mb/s。 系統(tǒng)可以按任一種或是所有的載體速率來(lái)組合成3.072 Mb/s。
。4)傳輸級(jí)別4是必要的,常用于最長(zhǎng)的環(huán)路上傳輸,只能支持最低的1.536 Mb/s的速度,而且只能在A(yíng)S0次信道上運(yùn)行。承載信道是1.536 Mb/s的AS0。
ADSL也定義了以相當(dāng)于E1的2.048 Mb/s速率為基數(shù)的2M-1,2M-2和2M-3三個(gè)傳輸?shù)燃?jí),支持AS0,AS1和AS2三個(gè)次信道供下行傳輸。三個(gè)傳輸?shù)燃?jí)都是選擇性的,系統(tǒng)可以以任一種或是所有的載體速率來(lái)組合成各不同傳輸?shù)燃?jí)。但ADSL子信道的速率應(yīng)匹配承載通路的速率,承載通路傳送應(yīng)服從表1所示的限制。
傳輸級(jí)別2M-1為6.144 Mb/s,可以按以下可選的配置運(yùn)行:1個(gè)6.144 Mb/s;或1個(gè)4.096 Mb/s加1個(gè)2.048 Mb/s;或3個(gè)2.048 Mb/s的承載信道。2M-2和2M-3分別為4.096 Mb/s和2.048 Mb/s,可按同樣的原則來(lái)組合。
ATM信元也可以在A(yíng)DSL上傳輸(這只是一種選擇性的功能,ADSL并不一定都支持ATM信元傳輸),不過(guò)只有AS0次信道支持ATM信元的下行單向傳輸,因此,載體次信道也只能配置為AS0。
4.2上行方向傳輸
ADSL系統(tǒng)最多可同時(shí)支持3個(gè)雙工承載信道(LS0~LS2)。其中,LS0固定作為以1.536 Mb/s為基數(shù)(或以2.048 Mb/s為基數(shù))的傳輸?shù)燃?jí)的控制信道,ATM則使用LS2作為控制信道。
控制信道也稱(chēng)為C信道,C信道攜帶服務(wù)選擇以及呼叫建立信號(hào)信息,所有的單向下行鏈路的用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)信令都是通過(guò)他傳輸?shù)。如果需要,C信道實(shí)際上可以攜帶單向及雙向信號(hào)通道信令。在傳輸級(jí)別4和2M-3通道的速率是16 kb/s。C通道信令一般是在A(yíng)DSL幀的特殊的幀頭部分傳輸?shù)摹F渌麄鬏敿?jí)別使用64 kb/s的C通道,消息是在雙向承載信道LS0中傳輸?shù)摹?br />
除了C通道,ADSL系統(tǒng)可以有2個(gè)可選的雙向承載信道:一個(gè)是160 kb/s的LSl,另一個(gè)是384 kb/s或576 kb/s的LS2。雙向通道的結(jié)構(gòu)隨單向通道中定義的傳輸級(jí)別不同而不同。與單向傳輸一樣,雙向傳輸也必須考慮到傳輸?shù)燃?jí),前述的最低等級(jí)-第4級(jí)和2M-3,其C信道的速率為16 kb/s,該等級(jí)的C信道必須一直保持在起作用狀態(tài)。其余各個(gè)傳輸?shù)燃?jí)的C信道速率都是64 kb/s。LSl的速度為160 kb/s,LS2的速度為384 kb/s或576 kb/s。
ANSITI.413.1998標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,ADSL的ATM上行方向的數(shù)據(jù)傳輸必須支持單等待時(shí)間模式,也就是說(shuō),只能選擇快速或者交錯(cuò)路徑中的一種進(jìn)行傳輸,并且只能使用LS0次信道。若使用雙等待時(shí)間模式(同時(shí)使用快速及交錯(cuò)路徑),則必須使用LS0及LSl次信道進(jìn)行上行方向的傳輸,并分別配置這2個(gè)次信道供不同路徑使用。ADSL系統(tǒng)至少須支持AS0單向載體次信道和LS0雙向載體次信道,其數(shù)據(jù)速率須支持以32 kb/s為基數(shù),從32 kb/s到640 kb/s的速率。
如果雙向信道用來(lái)支持ATM信元的傳輸,則只使用LS2次信道,其速率為448 kb/s或672 kb/s,4個(gè)傳輸?shù)燃?jí)的C信道速率均為64 kb/s。
按照E1T1.4傳輸標(biāo)準(zhǔn),ADSL系統(tǒng)用于圖像傳輸可以有多種選擇:如1~4個(gè)1.536 Mb/s通路,或1~2個(gè)3.072 Mb/s通路,或1個(gè)6.144 Mb/s通路及混合方式。
5 ADSL的應(yīng)用和前景
ADSL是一種寬帶調(diào)制解調(diào)技術(shù),能把一般的電話(huà)線(xiàn)路轉(zhuǎn)換成高速的數(shù)字傳輸通路,可供互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)及公司網(wǎng)絡(luò)高速接收/發(fā)送信息,同時(shí)還可以提供各種實(shí)時(shí)的多媒體服務(wù);ADSL系統(tǒng)除了能向用戶(hù)提供原有的電話(huà)業(yè)務(wù)外,還能向用戶(hù)提供多種多樣的寬帶業(yè)務(wù):廣播電視、VOD、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教學(xué)、會(huì)議電視、多方可視游戲、多媒體接入、Internet接入、多媒體分配等;ADSL系統(tǒng)還可用于局域網(wǎng)(LAN)與廣域網(wǎng)(WAN)的接入。
從實(shí)際情況看,隨著全球電子商務(wù)的趨勢(shì),網(wǎng)絡(luò)必然要寬帶化,在未來(lái)的幾年內(nèi),以寬帶調(diào)制解調(diào)器高速上網(wǎng)就像現(xiàn)在的33.6 kb/s或56 kb/s調(diào)制解調(diào)器上網(wǎng)一樣普遍。ADSL銅質(zhì)電話(huà)線(xiàn)路接入至少會(huì)使用20年。目前,ADSL調(diào)制解調(diào)器惟一的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手只有CATV經(jīng)營(yíng)者的電纜調(diào)制解調(diào)器。所以,ADSL系統(tǒng)的發(fā)展前景仍可看好。
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