寬帶接入技術--DSL淺析

　　在介紹DSL技術之前，我們有必要先了解一下電話系統(tǒng)的基本架構。電話系統(tǒng)是一個高度冗余、多層次的分層結構。每一部電話通過兩根銅線直接連到電話公司的中心局CO(Central Office，它是最近的電話交換站，可提供交換服務、撥號音服務、專用線路和用戶交換功能。電話用戶先連接到CO，進而再連接到電信系統(tǒng)的其它部分。)，用戶到中心局的距離通常為1公里--10公里。客戶電話和中心局之間的雙線連接被稱為本地回路(Local Loop)。每個中心局有大量的外線引至附近的一個或多個交換中心，即長途局和匯接局，長途局之間通過高帶寬的長途干線交換信息。電信系統(tǒng)中使用各種類型的傳輸介質，目前本地回路通常由雙絞線構成，而在交換局之間，同軸電纜、微波，特別是光纖已得到廣泛應用。





　　概括起來，電話系統(tǒng)主要由三個部分組成：本地回路(雙絞線介質，模擬信號)、干線(光纖或微波，多為數(shù)字信號)、交換局。電話系統(tǒng)最初是用來傳遞話音的，因此其上的信息以模擬信號為主，隨著INTERNET的迅猛發(fā)展，電話系統(tǒng)也開始應用于數(shù)字信號的傳輸，最典型的應用實例就是本地回路上使用調制解調器來傳輸數(shù)字信息。





　　網(wǎng)絡速度受到了多種條件的限制，而本地回路上的傳輸問題卻是整個傳輸系統(tǒng)中的速度瓶頸。調制解調器的極限速度為56K，即使稍后出現(xiàn)的ISDN最高也不過128K，為解決這一瓶頸，人們已經(jīng)開發(fā)出各種各樣的寬帶接入技術以提高本地回路速度。在眾多的寬帶接入技術中，DSL以其獨特的優(yōu)勢脫穎而出。





DSL技術概述





　　DSL是英文Digital Subscriber Line的縮寫。從字面上看，DSL是個很籠統(tǒng)的概念。我們常�？梢钥吹絰DSLP這個述語，它實際上是許多基于DSL技術服務的統(tǒng)稱，比如ADSL、SDSL、RADSL等。我們不必深究DSL技術到底是如何實現(xiàn)了，先看看DSL的真正吸引人之處。





　　DSL利用了全世界最普遍的介質--電話線來得到寬帶的速度(7Mbps)，這意味著我們無須更換現(xiàn)有的基本介質就能獲得曾經(jīng)夢寐以求的高速度。全世界有7億條電話線，如果把它們拉直并首尾相連的話，其長度是地球到月球來回距離的1000倍。設想一下，如果改換介質，那將消耗掉巨大數(shù)量的時間與金錢，因而也沒人愿意那樣做。除此之外，DSL還可以讓網(wǎng)絡服務提供者和用戶使用現(xiàn)有的技術實現(xiàn)不同的服務，如幀中繼、ATM等，而且是在同一個平臺上支持這些服務，這一點已吸引了越來越多的投資者。





DSL技術的基礎





　　普通老式電話業(yè)務POTS(Plain Old Telephone Service)是利用PSDN(Public Switched Telephone Network)來進行的。POTS設計用于傳輸語音，為了獲得良好的語音質量，被設定為只處理0--3400赫茲范圍內的信息。這種窄頻帶的服務如果用于通過調制解調器傳輸數(shù)據(jù)，則速率范圍為里(0.44mm)。隨著線路編碼調制技術的快速發(fā)展，出現(xiàn)了在一個波特中發(fā)送兩個比特的技術，這種編碼調制技術被稱之為2BIQ。ISDN BRI使用的就是2BIQ技術，同樣在本地回路距離5.4公里的情況下，頻率只需要到80kHz就夠了。




HDSL的出現(xiàn)





　　90年代初期，一些廠商將2BIQ調制技術應用于T1/E1服務中，線路中不使用中繼器，數(shù)據(jù)在4線(4根銅線)的線路中傳輸，其中銅線兩兩成對。每一對銅線的線路速率是784，000bps，整個線路速度為1,544,000bps。這樣一來，在使用頻率較小的情況下，也得獲得所要求的本地回路距離，這項技術被稱為HDSL(High Bit Rate Digital Subsoriber Line)�；�于該技術，可以使本地回路在不需要中繼器的情況下，回路距離達到3.6公里(0.5mm線徑)。





　　在眾多的編碼調制技術中，還有一個叫做CAP(Carrierless Amplitude and Phase)編碼技術。它與2BIQ相似，也是在一個波特中傳輸多個比特，不同的是，CAP能在每一波特中傳輸2--9個不等的比特。這使得在相同本地回路距離的條件下，CAP比2BIQ所需的頻率要小得多，從另一角度看，在同樣的頻帶下，CAP比2BIQ能傳輸更遠。目前，CAP調制技術已經(jīng)應用于HDSL中。





串音對傳輸?shù)挠绊?br />




　　當電信號被調制傳輸?shù)姐~導線中時，它會向與它相鄰的其他銅導線輻射能量，這種現(xiàn)象就叫做串音(Crosstalk)。在電信網(wǎng)絡中，許多銅導線都用絕緣材料隔開并集中放在電纜內，電纜中的銅導線各自傳送接收信息，當相鄰近的銅導線傳輸信號頻率相近時，就會產(chǎn)生嚴重的串音，使波形變形。串音可分成兩類，一種叫做近端串音，這是不同線路發(fā)送的信號在線路發(fā)送端的干擾；另一種叫做遠端串音，它是不同線路發(fā)送的信號在線路接收端的干擾。近端串音要比遠端串音明顯一些，而經(jīng)過線路傳輸后，會由于衰減而變得較弱。另外，在同一回路中傳送和接受信息時，相同頻率的信號間也會產(chǎn)生干擾，但這種干擾不同于串音，它檢測原信號的延遲復制，然后在接受信息的信道上加上一反向信號的傳輸，它可以使已變形的波形得到有效的復原。這種方法被稱作回波消除(echo cancellation).





　　在一些DSL系統(tǒng)中，傳送和接受信號使用的是不同的頻率范圍，我們把它稱作FDM(Frequency Division Multiplexing).這種基于FDM系統(tǒng)的好處在于它能消除近端串音，因為在這個系統(tǒng)中，一條線路中不會接收到與鄰近線路發(fā)送頻率相同的信號。因此可以說，基于FDM系統(tǒng)的工作性能比前面所提到的回波消除系統(tǒng)更好。FDM系統(tǒng)在應用上把上傳(Upstream)與下傳(Downstream)分為兩個不同的頻帶，這就會比回波消除系統(tǒng)使用的頻率更多一些。在某些情況下，衰減可能是影響性能最關鍵的因素，而在另一些情況下，最關鍵的因素又是串音。因此，什么是最佳的選擇要依實際情況而定。有時衰減現(xiàn)象比串音現(xiàn)象嚴重的多，因此頻率不能很高，則選擇回波消除系統(tǒng)；而在另一些情況下，串音的影響會很重要，F(xiàn)DM將是最好的選擇。





SDSL的出現(xiàn)





　　現(xiàn)在的接收發(fā)送系統(tǒng)已經(jīng)可以在相同的本地回路距離情況下，僅用兩線就達到甚至超過T1/E1 HDSL所能達到的速度，這種只使用兩線就可以實現(xiàn)T1/E1 HDSL的技術稱之為SDSL(Symmetric Digital Subsoriber line)。由于還沒有在業(yè)界 正式命名，術語SDSL也用來泛指那些只用一對線的不同速率，一般是9.6kbps--33.6kbps，采用某些調制技術也可以使速率達到56kbps，但56K對于像這樣的窄頻帶來說，幾乎已經(jīng)到了極限。DSL技術所要解決的問題就是如何能在同樣的電話線上將數(shù)據(jù)傳輸速率提高。





　　摘自《林普》