xDSL技術(shù)及其應(yīng)用

高月皓
　　摘要：xDSL技術(shù)是一種調(diào)制技術(shù)，在雙絞銅線的兩端分別接入xDSL調(diào)制解調(diào)器，即可利用其高頻寬帶特性傳送高速數(shù)據(jù)。本文全面闡述了實(shí)現(xiàn)用戶線高速化的xDSL技術(shù)及其應(yīng)用。


　　關(guān)鍵詞：　ADSL　HDSL　SDSL　VDSL　xDSL


　　1　xDSL技術(shù)的導(dǎo)入


　　近年來(lái)Internet和Intranet迅速發(fā)展，對(duì)固定連接的高速用戶線的需求日前高漲，xDSL是各種類型DSL的總稱，包括ADSL、RADSL、VDSL、SDSL、IDSL和HDSL等。它是一種新的傳輸技術(shù)，在現(xiàn)有的銅質(zhì)電話線路上采用較高的頻率及相應(yīng)調(diào)制技術(shù)，即利用在模擬線路中加入或獲取更多的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的信號(hào)處理技術(shù)來(lái)獲得高傳輸速率（理論值可達(dá)52Mbps）。各種DSL技術(shù)最大的區(qū)別體現(xiàn)在信號(hào)傳輸速率和距離的不同，以及上行信道和下行信道的對(duì)稱性不同兩個(gè)方面。


　　xDSL具有以下特征：


　　1）與話音工作于不同頻段，基本不影響電話的正常使用，話音所占頻帶為0-4KHz，xDSL調(diào)制頻帶為4.4KHz-1MHz。


　　2）在以辦公室和家庭為中心一定距離范圍內(nèi)可以提供較高的數(shù)據(jù)傳輸率。


　　3）銅線的具體條件、天氣和片斷對(duì)話可能會(huì)影響傳輸性能。


　　2　xDSL技術(shù)的分類


　　xDSL中“x”表示任意字符或字符串，根據(jù)所采取的調(diào)制方式，獲得的信號(hào)傳輸速率和距離的不同以及按上行和下行速率是否相同可分為速率對(duì)稱型和速率非對(duì)稱型兩種。


　　1）速率對(duì)稱型的xDSL有HDSL、SDSL等多種形式。


　　*HDSL采用2對(duì)雙絞銅線實(shí)現(xiàn)雙向速率對(duì)稱通信，即為上、下行通信提供相等的帶寬，速率可達(dá)到T1/E1，有效傳輸距離5km。它很適合連接PBX系統(tǒng)、數(shù)字局域環(huán)路、Internet服務(wù)商和校園網(wǎng)等應(yīng)用場(chǎng)合。


　　2）非對(duì)稱型的xDSL值有ADSL和VDSL數(shù)種。


　　*ADSL下行速率很高，用戶的下行速率可以達(dá)到1.5至8Mbps，而反方向的上行速率為16至640kbps。其最大傳輸距離為5.5km，適用于下行數(shù)據(jù)量很大的Internet業(yè)務(wù)。最近又出現(xiàn)了速率自適應(yīng)的ADSL（即RADSL），它克服了ADSL在強(qiáng)噪聲條件下中斷通信的缺點(diǎn)，能自適應(yīng)地降低速率保持通信連接。能夠根據(jù)雙絞銅線質(zhì)量的好壞和傳輸距離的遠(yuǎn)近動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)用戶的訪問(wèn)速率，這使得用戶可以用不同的速率將不同的銅線連接起來(lái)，最大限度地利用現(xiàn)有的通信資源。


　　*VDSL（極高速率數(shù)字用戶線路）和ADSL一樣也是一種上行和下行傳輸速率不對(duì)稱的技術(shù)。VDSL使用一條電話線，獲得下行傳輸速率可達(dá)到13-52Mbps，上行速率為1.5-2.3Mbps，同時(shí)傳輸距離不超過(guò)1.5km，其主要用于視頻和多媒體等相關(guān)場(chǎng)合。


　　3　分離器的功能


　　SDAL、ADSL和VDSL等xDSL技術(shù)能同時(shí)提供電話和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為此應(yīng)在已有的雙絞線的兩端接入分離器，分離承載音頻信號(hào)的4KHz以下的低頻帶和xDSL　Modem調(diào)制用的高頻帶。分離器實(shí)際上是由低通濾波器和高通濾波器合成的設(shè)備。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和避免饋電的麻煩，通常采用無(wú)源器件構(gòu)成。


　　xDSL　Modem內(nèi)部結(jié)構(gòu)與V634等模擬Modem幾乎相同。主要由處理D/A變換的模擬前端（analog frone end）、進(jìn)行調(diào)制/解調(diào)處理的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）以及減小數(shù)字發(fā)送功率和傳輸誤差，利用“網(wǎng)格編碼”和“交織處理”實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)校正的數(shù)字接口構(gòu)成。


　　交換局側(cè)的xDSL　Modem產(chǎn)品大多具有多路復(fù)用功能，各條xDSL線路傳來(lái)的信號(hào)在DSLAM中進(jìn)行復(fù)用，通過(guò)高速接口向主干網(wǎng)側(cè)的路由器等設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)，這種配置可節(jié)省路由器的端口，布線也得到簡(jiǎn)化。目前已有將數(shù)條xDSL線路集束成一條10BASE-T的產(chǎn)品和將交換機(jī)架上全部數(shù)據(jù)綜合成155Mbit/s　ATM端口的產(chǎn)品。


　　4　xDSL的調(diào)制方式


　　xDSL采用的調(diào)制/解調(diào)方式有2B1Q、CAT和DMT三種。它們都要利用高頻頻帶。高頻信號(hào)損耗大并易受噪聲干擾，因此速率越高，傳輸距離越近，此外傳輸速率還與雙絞線徑和質(zhì)量有關(guān)。


　　1）2B1Q方式：2B1Q是通過(guò)改變矩形波振幅來(lái)傳送數(shù)據(jù)的調(diào)制方式。其幅值分成4級(jí)，能一次傳送2比特的數(shù)據(jù)。IDSL、HDSL和SDSL等速率對(duì)稱型的xDSL采用此種調(diào)制方式。


　　2）CAP方式：CAP是基于正交幅度調(diào)制的調(diào)制方式。上、下行信號(hào)調(diào)制在不同的載波上，速率對(duì)稱型和非對(duì)稱型的xDSL均可采用。V.34等模擬Modem也采用QAM，它和CAP的差別在于其所利用的頻帶。V.34 Modem只用到4KHz，而ADSL方式中的CAP要利用30KHz-1Mhz的頻帶。頻率越高，其波形周期越小，故可提高調(diào)制信號(hào)的速率（即數(shù)據(jù)傳輸速率）。CAP中的“Carrierless（無(wú)載波）”是指生成載波的部分（電路和DSP的固件模塊）不獨(dú)立，它與調(diào)制/解調(diào)部分合為一體，使結(jié)構(gòu)更加精煉。


　　3）DMT方式:DMT采用256　QAM調(diào)制，通常用于ADSL等速率非對(duì)稱型的Modem。在ADSL中一個(gè)載波調(diào)制占用4KHz帶寬，對(duì)256個(gè)載波進(jìn)行QAM調(diào)制需作傅里變換。DMT對(duì)各4KHz帶寬分配調(diào)制的數(shù)據(jù)量，這樣能減少分配到有噪頻帶內(nèi)的數(shù)據(jù)量，所以DMT方式具有很強(qiáng)的抗噪聲性能。DMT又可分為頻分復(fù)用方式（FDM）和回波抵消方式。FDM按上、下行信道劃分頻帶�；夭ǖ窒�方式的上、下行頻帶重疊，其效率比FDM高，但處理復(fù)雜。


　　5　xDSL的應(yīng)用范圍


　　1）用作專線網(wǎng)的接入線：專線提供上、下行速率對(duì)稱的通信業(yè)務(wù)，因此，可采用IDSL、SDSL和HDSL型Modem，終端通過(guò)V.35或X.21等串口與其相連，其雙向傳輸速率為128kbit/s-2Mbit/s。


　　2）用作Internet的接入線：在Internet中，瀏覽Web等客戶/服務(wù)器業(yè)務(wù)的下行數(shù)據(jù)量要大得多，因此可采用下行高速化的ADSL　Modem。


　　3）用作ATM的接入線。


　　6　結(jié)束語(yǔ)


　　隨著Internet帶寬的持續(xù)增加，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注從高速網(wǎng)絡(luò)到遠(yuǎn)程的辦公室和家庭用戶“最后一公里”的網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸問(wèn)題，xDSL技術(shù)正是為克服至用戶“最后一公里”的傳輸瓶頸而產(chǎn)生的，它利用現(xiàn)有的電話線路，采用特殊的調(diào)制技術(shù)來(lái)大大提高傳輸速率，且xDSL接入與其它接入方式相比，一直保持了較高的性能價(jià)格比，因此，xDSL技術(shù)正為越來(lái)越多的用戶所采用。


摘自《無(wú)線電通信技術(shù)》2002.3