通信網(wǎng)banner.jpg)
相關(guān)專題：
隨著Internet的迅速普及和網(wǎng)上眾多新業(yè)務(wù)的開放，用戶端對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求也日益增加。然而目前接入IP網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)仍然是以撥號(hào)Modem為主，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了用戶的需求，于是各種寬帶接入技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
xDSL數(shù)字用戶線技術(shù)
目前，用戶環(huán)路依然由模擬雙絞線技術(shù)扮演著重要角色，究其原因不外乎它的經(jīng)濟(jì)性，在提供電話業(yè)務(wù)時(shí)，沒有一種技術(shù)能比它更廉價(jià)的了。隨著通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代通信網(wǎng)正向著寬帶化演進(jìn)，然而模擬用戶接入部分的低速率傳輸卻阻礙著這種發(fā)展，形成了“瓶頸”效應(yīng)。在這種情況下，出現(xiàn)了XDSL技術(shù)。目前XDSL主要旨HDSL、ADSL、和VDSL三種。
1、HDSL技術(shù)
DSL（Digtal Subscriber Line，數(shù)字用戶線技術(shù)）是20世紀(jì)80年代后期的產(chǎn)物，主要用于ISDN的基本速率業(yè)務(wù)，在一個(gè)以絞線對(duì)上獲得全雙工傳輸，采用的技術(shù)是時(shí)間壓縮復(fù)接（TCM）和回波消除。但是，當(dāng)傳輸速率增加到T1（1.544Mbps）或E1（2.048Mbps）時(shí)，串?dāng)_和符號(hào)間干擾增加。為了改善通信質(zhì)量，在DSL技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了高速數(shù)字用戶線（HDSL）技術(shù)，采用的調(diào)制技術(shù)是基帶2BIQ、QAM/CAP和DMT（離散多音頻），使普通電話線傳送數(shù)字信號(hào)的速率從2B+D（144Kbps）提高到T1/E1。HDSL還可以得用兩個(gè)環(huán)路對(duì)，但只能限于載波服務(wù)區(qū)（CSA）范圍。
2、ADSL技術(shù)
鑒于數(shù)字用戶線上的數(shù)字業(yè)務(wù)大多數(shù)是非對(duì)稱的，1989年Bellcore首先提出了ADSL（Asynchronous Digital Subscriber Line，非對(duì)稱數(shù)字線技術(shù)），一對(duì)雙絞銅線上的最高數(shù)字傳輸速率可高達(dá)6Mbps以上。
目前，ADSL技術(shù)根據(jù)傳輸速率的大小分為通用ADSL和UADSL。通用ADSL的上行通道速率為6Mbit/s，下行通道速率為512Kbit/s；UADSL即ITU的G.Lite標(biāo)準(zhǔn)，上下行速率分別為1.5mbit/s和256Kbit/s。ADSL將一條雙絞線上的用戶頻譜分為三個(gè)頻段：0-4KHZ頻段用于電話業(yè)務(wù)；20-120KHZ的100KHZ的頻帶用來傳送上行或下行的低速數(shù)據(jù)或控制信息；高頻段（約124-1000KHZ）的近1MHZ帶寬用于傳送下行高速數(shù)據(jù)。
目前的ADSL產(chǎn)品中主要采用的線路編碼技術(shù)為CAP（無載波幅度/相應(yīng)調(diào)制）與DMT（離散多音），這兩種編碼方案是影響ADSL性能和使用場(chǎng)合的不同領(lǐng)域都有一定的實(shí)力。通常認(rèn)為DMT在速率自適應(yīng)（依據(jù)線路狀況調(diào)節(jié)速率）、變化環(huán)路狀況和處理噪聲和子載波（話音應(yīng)用）等方面具有優(yōu)勢(shì)；而CAP的回波抵消設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、延時(shí)（據(jù)稱只有DTM處理時(shí)延的25％）、技術(shù)要成熟（基于QAM，已經(jīng)有幾年的歷史），實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等。
無論采用何種編碼技術(shù)，在一對(duì)雙絞線上進(jìn)行雙向傳輸時(shí)，必須采用上行和下行帶寬的簡(jiǎn)單的頻率分割或回波抵消技術(shù)，自適應(yīng)回波抵消器以減弱雙向傳輸引起的回波干擾。由于電纜的一個(gè)線束中有若干對(duì)雙絞線，這就需要采用自適應(yīng)均衡來減少線對(duì)之間的串?dāng)_。脈沖噪聲是ADSL的主要損害因素，特別是在ADSL用戶環(huán)路損耗嚴(yán)重時(shí)，在ADSL系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考試采用正向糾錯(cuò)編碼（FEC）和交織編碼等措施來減小其影響。為了對(duì)付電子線路電磁耦合射頻干擾（RFI）等產(chǎn)生的背景白噪聲，ADSL設(shè)備應(yīng)該有良好的電磁兼容性。既要分開ADSL信號(hào)和POTS信號(hào)，又要做到降低回波和側(cè)音，這需要高品質(zhì)的隔離濾波器。綜合考試雙絞線的傳輸特性和噪聲環(huán)境，多采用QAM、CAP或DMT等調(diào)制技術(shù)，以提高雙絞線對(duì)的頻帶利用效率。
ADSL作為寬帶接入網(wǎng)方案，其優(yōu)勢(shì)是明顯的，它充分利用了現(xiàn)有的雙絞線資源，對(duì)運(yùn)營商來說，不需花太大的投資，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上就可以向用戶提供寬帶業(yè)務(wù)。但是，ADSL技術(shù)目前還未達(dá)到完全成熟的地步，還有許多問題需要進(jìn)一步解決，比如這種技術(shù)對(duì)線徑有要求，只有介于0.4-0.5mm的線纜才能使用，但是目前世界上鋪設(shè)的銅絞線有相當(dāng)一部分不符合該要求；而且數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)會(huì)對(duì)話帶產(chǎn)生干擾等。
2、VDSL技術(shù)
VDSL（甚高速數(shù)字用戶環(huán)路）技術(shù)能在普通的短距離（0.3-1.5Km）雙絞線上提供高達(dá)55Mbps傳輸，它的速度大大高于ADSL和Cable Modem。
目前VDSL技術(shù)還處于研究階段，統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺(tái)。美國的ANSI T1.4和歐洲的ETSI TM6標(biāo)準(zhǔn)化小組已經(jīng)確定了VDSL系統(tǒng)相關(guān)方面的規(guī)定，如數(shù)據(jù)傳輸速率、輻射抑制和功率密度等。
困擾VDSL應(yīng)用的主要是各種噪聲的影響，有串?dāng)_、無線電頻率干擾和脈沖干擾。線纜的線束中有多對(duì)雙絞線，不可能實(shí)現(xiàn)完全的相互屏蔽，于是形成了串?dāng)_。在VDSL應(yīng)用中，串?dāng)_有兩種形式：NEXT（近端串?dāng)_）是指本地接收機(jī)檢測(cè)到了一個(gè)或多個(gè)本地發(fā)送機(jī)在其他線路上發(fā)送的信號(hào)；FEXT（遠(yuǎn)端串?dāng)_）是指本地接收機(jī)檢測(cè)到了在其他頻帶中傳輸?shù)囊粋�(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)端發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號(hào)。與VDSL頻帶重疊的無線電信號(hào)耦合到雙絞線上會(huì)形成一種類似尖峰噪聲。而脈沖噪聲的干擾則會(huì)把信號(hào)完全淹沒了，為了消除這種噪聲可以采用FEC編碼技術(shù)。
VDSL的線路編碼技術(shù)主要有兩種選擇：?jiǎn)屋d波調(diào)制和多載波調(diào)制。單載波調(diào)制包括QAM（正交幅度調(diào)制）和CAP（無載波相位調(diào)制）。典型的多載波調(diào)制是DMT（離散多音頻調(diào)制）。這兩種方案實(shí)現(xiàn)時(shí)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。一般來說，由于在DMT中采用了DFT，其復(fù)雜度要高于CAP/QAM，但隨著集成度的提高，這種優(yōu)勢(shì)會(huì)削弱。在頻率的兼容性上，DMT要做得更好一些。
總之，VDSL與ADSL相比，仍然是一種尚未成熟的技術(shù)，它面臨著許多難題的解決，但是，VDSL技術(shù)作為最后1km的解決方案，其應(yīng)用前景是十分廣闊的。
EtherLoop（以太環(huán)路技術(shù)）
針對(duì)XDSL技術(shù)存在不足，業(yè)界提出了一種新的用戶接入技術(shù)----Ether Loop。它是一種集中DSL技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)為一體的接入方案。
在EtherLoop方案中引入了類似于以太網(wǎng)的突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸方式。在多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)是突出產(chǎn)生的。與以XDSL為代表的連續(xù)比特流方式相比，采用突發(fā)方式具有很大的優(yōu)越性。首先，它的半雙工通信機(jī)制消除了在帶有橋接頭或是線型變換的情況下會(huì)給發(fā)送端造成的反饋干擾。其次，突發(fā)數(shù)據(jù)方式大大降低了發(fā)送功率。同時(shí)為了避免以太網(wǎng)的碰撞檢測(cè)機(jī)制帶來的負(fù)面影響（降低數(shù)據(jù)的發(fā)送帶寬），它采用點(diǎn)到點(diǎn)的方式進(jìn)行通信。
針對(duì)用戶環(huán)路的高BER（誤比特率），EtherLoop還提供幀檢驗(yàn)和重發(fā)。EtherLoop還利用了半雙工以太網(wǎng)靈活的對(duì)稱性，也就是說每個(gè)方向上傳輸?shù)臅r(shí)間和該方向上提供的信息流量是成正比的。例如，當(dāng)用戶在下載文件時(shí)，絕大部分時(shí)間用于傳輸下行信息，這種情況下EtherLoop的帶寬將絕大部分用于下行通信，只有一小部分用于上行傳輸。當(dāng)用戶上載文件時(shí)則反之。當(dāng)用戶在進(jìn)行電視會(huì)議時(shí)，帶寬是對(duì)稱分配的。以上只是幾個(gè)EtherLoop帶寬分配的例子，其實(shí)任何組合都是可行的。EtherLoop并不將固定的上/下行帶寬分配給用戶，而是根據(jù)用戶的實(shí)際流量來動(dòng)態(tài)分配帶寬。
EtherLoop還可以動(dòng)態(tài)調(diào)整頻率。在發(fā)送端靜默時(shí)，通過監(jiān)控信號(hào)質(zhì)量，測(cè)量出串話和干擾的大小，設(shè)備通過不斷地改變內(nèi)部頻率來降低串話和干擾。通常采用比特率調(diào)整技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這一功能。調(diào)制解調(diào)器可以通過比特率調(diào)整來及時(shí)適應(yīng)它收到的或是產(chǎn)生的噪聲，從而提高了調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送質(zhì)量，降低了同一個(gè)電纜束中的相互干擾。
ADSL和EtherLoop的物理限制是相似的。任何ADSL可以達(dá)到的速率，EtherLoop都可以或近似達(dá)到。
EtherLoop還有一點(diǎn)優(yōu)于ADSL技術(shù)，即ADSL是同時(shí)雙向傳輸數(shù)據(jù)的，而EtherLoop則是在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上單向傳輸數(shù)據(jù)的，故EtherLoop可以達(dá)到ADSL上/下行帶寬的總的峰值速率。假如在一根銅線上，ADSL的下行速率為6Mbps、上行速率為1Mbps，那么EtherLoop在同一根銅線上，上/下行兩個(gè)方向上都可以達(dá)到7Mbps的速率。EtherLoop還可以根據(jù)用戶流量將7Mbps的帶寬以任意方式分配給上/下信道。
由于采用了DSL信令技術(shù)、數(shù)據(jù)的突發(fā)模式傳送和以太網(wǎng)的幀技術(shù)，使得EtherLoop具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。DSL技術(shù)允許使用現(xiàn)有的電話設(shè)備，以太網(wǎng)的突發(fā)技術(shù)降低了干擾和功耗，并提供了一個(gè)廉價(jià)的接口。
Cabel Modem電纜調(diào)制解調(diào)技術(shù)
目前的有線電視網(wǎng)是HFC（光纖-同軸線混合網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)，它與用戶環(huán)路光纖有著相同的帶寬，高達(dá)1GHZ，但其成本比用戶光纖環(huán)路要低的多，因此，對(duì)于有線電視運(yùn)營商來說，面臨的是如何充分利用這些帶寬資源，向用戶開放交互式帶寬業(yè)務(wù)。
Cabel Modem技術(shù)的出現(xiàn)可以說解決了這一問題。它是通過頻分復(fù)用（FDM）來分離HFC系統(tǒng)帶寬。在HFC系統(tǒng)上，頻譜資源的劃分尚未形成統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)。
HFC的頻譜分配
其中，HFC的上行通道占據(jù)的頻段較窄（5-42MHZ），但已能滿足用戶的要求，主要用于傳輸?shù)退儆脩艨刂菩畔�、�?shù)據(jù)和電話業(yè)務(wù)，采用QPSK或π/4DQPSK技術(shù)傳輸控制信息等，傳輸速率為768Kbps或10Mbps。另外，也可采用VSB（殘留邊帶）調(diào)制技術(shù)。
下行通道所占的頻段（45-750MHZ）較寬，它又分成兩段，45-440MHZ段用于傳輸模擬CATV業(yè)務(wù)，可以傳輸80個(gè)NTSC制式（每個(gè)頻道占有8MHZ）的模擬電視頻道；550-750MHZ用于傳輸下行電話、數(shù)據(jù)和壓縮數(shù)字視頻信號(hào)，采用64QAM技術(shù)傳輸高速數(shù)據(jù)（10-30MBPS），還可用SCDMA或QPSK調(diào) 制技術(shù)。
目前，在業(yè)界有兩種相互競(jìng)爭(zhēng)的Cable Modem標(biāo)準(zhǔn)，即DOCSIS和數(shù)字視頻廣播/數(shù)字音頻委員會(huì)（DVB/DAVIC）。DOCSIS是美國和加拿大的多家公司作為多媒體電視網(wǎng)絡(luò)線纜（MCNS）聯(lián)合組織的一種倡議推出的。參加該組織的主要的公司有Cisco、摩托羅拉、3Com、Philips和sony等公司。DVB/DAVIC的主要成員有Alcatel、休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和湯姆遜公司等。
HFC網(wǎng)具有很好的數(shù)模兼容性，它不僅能滿足市場(chǎng)的近期要求，又能滿足今后的長(zhǎng)期要求。同時(shí)HFC網(wǎng)的成本比光纖用戶環(huán)路低，具有雙絞銅線無法比擬的傳輸帶寬，它充分利用現(xiàn)有資源，可大大節(jié)省對(duì)原來網(wǎng)絡(luò)改造的費(fèi)用。但是，由于其上行帶寬過窄，只能使用5-42MHZ，加上外界的干擾，一般只能用18-42MHZ。困擾Cable Modem技術(shù)的主要難點(diǎn)在于系統(tǒng)的上行噪聲太大，不能確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。同時(shí)，如前所述，Cable Modem的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，使得各系統(tǒng)之間的不能很好的互聯(lián)。成本居高不下也是限制其發(fā)展的一個(gè)主要因素。
本地多點(diǎn)分布業(yè)務(wù)（LMDS）
LMDS是一種新型的寬帶無線接入，其工作頻段在24-31GHZ，可用帶寬1GHZ以上，因此有人稱之為“無線光纖”，它的出現(xiàn)大大緩解了目前接入網(wǎng)環(huán)境下帶寬不足的問題。
LMDS將點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)微波通信（PMP）技術(shù)和ATM技術(shù)有效結(jié)合，采用快速動(dòng)態(tài)容量分配（F-DCA）的TDM/TDMA技術(shù)，可以動(dòng)態(tài)的為每個(gè)用戶提供高達(dá)37Mbit/s的瞬時(shí)速率。由于LMDS采用了基于ATM平臺(tái)的機(jī)制，它不僅可以向遠(yuǎn)端客戶提供多種靈活的接入類型，如以太網(wǎng)接口、ATM接口、幀中繼及E1接口等，而且為多種業(yè)務(wù)（語音、視頻以及將來的基于IP的應(yīng)用）提供有效的支持。此外，LMDS還具有一般無線通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，如造價(jià)低、風(fēng)險(xiǎn)小、建設(shè)周期短、維護(hù)費(fèi)用低、靈活等。
LMDS系統(tǒng)一般有基站系統(tǒng)、用戶端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心（NOC）組成�；鞠到y(tǒng)采用多扇區(qū)技術(shù)進(jìn)行用戶端 的覆蓋，并提供骨干網(wǎng)絡(luò)的接口，包括PSTN、Internet、FrameRelay、ATM和ISDN等。多扇區(qū)技術(shù)不但可以充分
利用無線頻譜資源，而且使系統(tǒng)具有很大的靈活性，只要減小扇區(qū)角度，增大扇 區(qū)數(shù)目，就可以使系統(tǒng)容量增加。用戶端設(shè)備包括室外安裝的微波發(fā)射和接收裝置和室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)接口單元（NIU），NIU為各種用戶業(yè)務(wù)提供接口，并完成復(fù)用/解復(fù)用功能。
當(dāng)然，LMDS也有其缺陷，這是由其本性決定的。因?yàn)長(zhǎng)MDS的工作頻段是在mm波段，必須采用視距傳輸，為了避免視距傳輸中障礙物的阻擋，其傳輸距離一般限制在2-4km，在某些情況下，基站的高度必須達(dá)到15-20m。同時(shí)，工作在這一頻段的微波很容易受到天氣的影響，信道極不穩(wěn)。此外，LMDS手持收信機(jī)中的放大器必須采用基于鎵砷技術(shù)的單mm波集成電路，使之成本居高不下。
各種接入技術(shù)的比較
現(xiàn)在，普遍看好的是XDSL技術(shù)，尤其是ADSL技術(shù)，各大廠商都在開發(fā)、生產(chǎn)自己的產(chǎn)品，但是，依照目前的情況來看，ADSL的費(fèi)用依然高昂。EtherLoop技術(shù)巧妙地將DSL和以太網(wǎng)結(jié)合在一起，不失為一種有效的接入手段。而Cable Modem除了費(fèi)用高昂外，還得采用合理的機(jī)制確何數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸。LMDS是目前一種新興的接入手段，它可以為運(yùn)營商提供一種快速、高效、廉價(jià)的系統(tǒng)，為用戶提供高速的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
上述的幾種接入技術(shù)都具有適用的市場(chǎng)，因?yàn)閺哪撤N意義上來說，它們都滿足了用戶某種程度上的需要。在應(yīng)用中，要根據(jù)實(shí)際情況選用合適的產(chǎn)品和技術(shù)。
摘自《實(shí)用無線電》
