“l(fā)ast mile”與DSL技術(shù)

“l(fā)ast mile”與DSL技術(shù)

通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，其中一個(gè)重要的特征就是高速化。隨著商業(yè)、政府、科研院校和個(gè)人家庭辦公的市場(chǎng)需求，人們經(jīng)常談起的“最后一英里”(last mile)問(wèn)題，也就成為了高速通信發(fā)展的瓶頸。為了使數(shù)據(jù)高速地通過(guò)“最后一英里”，從而在整體上提高通信速度，近些年來(lái)，通信市場(chǎng)上出現(xiàn)我了九種寬帶接入技術(shù)。其中主要包括；

(1)模擬Modem：采用V.90技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用戶(hù)可以獲得高達(dá)56kbps的下行33.6Kbps的上行速率；

(2)ISDN：ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）可以提供兩條各64Kbps數(shù)字化B信道，另外一個(gè)16kbpsD信道負(fù)責(zé)信令信息傳遞；

(3)無(wú)線接入：實(shí)現(xiàn)的方式很多，如衛(wèi)星電視系統(tǒng)或蜂窩電話(huà)系統(tǒng)，可以提供從幾Kbps到幾Mbps的同步或異步接入帶寬；

(4)Cable Modem：利用連接到用戶(hù)的有線電視系統(tǒng)（優(yōu)質(zhì)的同軸和光纖介質(zhì)），可以提供高達(dá)30Mbps的超高速接入速率。

(5)xDSL：DSL稱(chēng)為數(shù)字用戶(hù)線，xDSL是一組不同類(lèi)型的DSL的簡(jiǎn)稱(chēng)。不同類(lèi)型DSL根據(jù)不同整編的接入帶寬，限制不同的傳輸距離，最高速率超過(guò)50Mbps。

在過(guò)去的五十年間，為了配合通信的飛速發(fā)展，世界各國(guó)都鋪設(shè)了大量的銅質(zhì)雙絞線。由于DSL技術(shù)利用電話(huà)公司和用戶(hù)原有的銅線資源，保護(hù)了原有的投資；同時(shí)，不同類(lèi)型的DSL提供相應(yīng)不同的接入速率，可以滿(mǎn)足不同層次用戶(hù)和不同類(lèi)型業(yè)務(wù)的需要；因此，近幾年來(lái)，世界范圍內(nèi)的DSL技術(shù)發(fā)展很快。事實(shí)證明，DSL是目前可選技術(shù)中比較實(shí)用可靠性高、性能價(jià)格比高的寬帶接入技術(shù)。本文因此就xDSL作簡(jiǎn)要介紹。

一、xDSL的分類(lèi)

xDSL是一組采用不同技術(shù)的DSL的集合。例如：ADSL，SDSL，HDSL等。所有的DSL都可以分成兩類(lèi)：對(duì)稱(chēng)式DSL和非對(duì)稱(chēng)式DSL。

1、ADSL：非對(duì)稱(chēng)式DSL

“非對(duì)稱(chēng)”表現(xiàn)在雙向的數(shù)據(jù)速率不對(duì)稱(chēng)相等。一般都是下行速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上行速率。這種DSL，對(duì)于網(wǎng)上沖浪和遠(yuǎn)端LAN用戶(hù)接入都極具吸引力，因?yàn)檫@種情況下下行流量遠(yuǎn)大于上行流量。ADSL具體還可細(xì)分為如下三種：

(1)G.dmt ADSLL：G.dmt ADSL又稱(chēng)為全速(Full-rate)ADSL。在10,000-12,000英尺的范圍內(nèi)，G.dmt ADSL支持的下行速率最高可以達(dá)到8Mbps，而上行速率最高可達(dá)到1.5Mbps；如果距離達(dá)到18,000英尺，下行速率最高更可以達(dá)到1.5Mbps。G.dmt ADSL與G.lite ADSL（下面即將介紹）最大的不同點(diǎn)，在于它們之間速率的差異。

(2)G.lite ADSL：也稱(chēng)為universal ADSL。是一種低速版本的ADSL。這種析標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生于1999年的中后期。相對(duì)于其它類(lèi)型的DSL，G.lite ADSL設(shè)備投資少，同時(shí)操作簡(jiǎn)單。其最高下行速率為1.5Mbps，上行速率為384Kbps。

(3)RADSL(Rate Adaptive Asymmetric Digital Subscriber Line)：即速率可調(diào)的ADSL，類(lèi)似于Full-rate ADSL，支持的下行速率最高可以達(dá)到7Mbps，上行速率最高可達(dá)到1.5Mbps。與其它不同的是，在數(shù)據(jù)傳輸階段可以根據(jù)線路質(zhì)量來(lái)調(diào)整帶寬，保證用戶(hù)數(shù)據(jù)的傳送，而其它種類(lèi)的DSL產(chǎn)品，必須在建立連接的時(shí)候確定傳輸帶寬。

2、對(duì)稱(chēng)式DSL：

對(duì)稱(chēng)式DSL提供雙向同等速率的帶寬，適用于那些需要發(fā)送大量數(shù)據(jù)的用戶(hù)。對(duì)稱(chēng)式DSL可以分為如下五種；

(1)HDSL(High Bit-Rate Digital Subscriber Line)：稱(chēng)為高速數(shù)字用戶(hù)線、HDSL是目前應(yīng)用當(dāng)中最廣泛、最成熟的DSL技術(shù)�？梢栽�12,000-15,000英尺的范圍內(nèi)，使用兩對(duì)雙絞線提供高達(dá)2Mbps的雙向數(shù)據(jù)通道，通過(guò)中繼器的使用距離還可以延伸。

(2)HDSL II(High Bit-Rate Digital Subscriber Line II)：這是下一代的HDS/HDSL II主要完成三個(gè)功能：第一，以一對(duì)雙絞線提供全速EI業(yè)務(wù)；第二，遵從HSDL II設(shè)備之間的互通性；第三，HDSL II支持傳輸距離達(dá)到12,000英尺。

(3)SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line)：即為對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線，又可以稱(chēng)為S-HDSL，即單線對(duì)的HDSL。S-HDSL/SDSL使用一對(duì)雙絞線，提供全速E1業(yè)務(wù)，這一點(diǎn)是與HDSL的最主要的區(qū)別，HDSL提供E1速率使用兩對(duì)雙絞線。SDSL支持的最長(zhǎng)距離在10,000英尺左右。SDSL是是HDSL II的前身。

(4)IDSL (ISDN Digital Subscriber Line)：ISDN數(shù)字用戶(hù)線。ISDN是DSL和ISDN技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。IDSL最早由Ascend公司提出，使用與ISDN設(shè)備相同的數(shù)字編碼技術(shù)，并且提供144Kbps的帶寬，最長(zhǎng)距離達(dá)到18,000英尺。IDSL與ISDN不同之處在于，IDSL繞過(guò)了擁塞的電話(huà)網(wǎng)，而使用數(shù)據(jù)網(wǎng)。另外，使用IDSL也沒(méi)有ISDN的呼叫建立連續(xù)的時(shí)延。

(5)VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line)：超高速數(shù)字用戶(hù)線。VDSL是當(dāng)前xDSL技術(shù)中速率最高的一種。目前這還是一種非對(duì)稱(chēng)式產(chǎn)品，提供下行最高13-52Mbps,上行1.5-2.3Mbps的速率，速率高于ADSL產(chǎn)品，距離為1,000-4,500英尺。這種超高速DSL可以配合光纖到路邊（FTTC）實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的超高速接入。同時(shí)，在不久的將來(lái)，VDSL的上行和下行可能實(shí)現(xiàn)速率對(duì)稱(chēng)。

由于DSL技術(shù)是21世紀(jì)90年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的一種新興技術(shù)，因此在世界范圍內(nèi)引起了廣泛的研究和發(fā)展，不同廠商推出的新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮。以上列舉的只是xDSL的比較普遍的分類(lèi)方法。另外還有一些廠商的專(zhuān)利產(chǎn)品，如Rockwell International 公司推出的Consumer Digital Subscriber Line (CDSL),以及Nortel公司的Ethernet Local Loop (Ether Loop)也屬于xDSL范疇。

二、xDSL技術(shù)

就目前來(lái)講，支持DSL的技術(shù)主要有三種，它們分別是2BIQ,DMT(Discrete Multi-Tone)和CAP（Carrierless Amplitude phase）技術(shù)。

(1)2BIQ:2BIQ屬于脈沖振幅調(diào)制（PAM）技術(shù)。2BIQ碼是由2個(gè)二進(jìn)制比特編碼后，轉(zhuǎn)換為一個(gè)四進(jìn)制脈沖幅度，即四電平脈幅調(diào)制碼。

2BIQ碼與二元碼相比頻帶利用率提高了一倍，其傳輸距離也相應(yīng)增加，但是對(duì)部件要求有高質(zhì)量的數(shù)字濾波器和均衡器，才能保證高速率、低噪聲的傳輸效果、性能。

(2)CAP：CAP是冗余無(wú)載波調(diào)幅調(diào)相技術(shù)。CAP技術(shù)與正交振幅調(diào)制（QAM）聯(lián)系密切，事實(shí)上它們之間可以通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)變換得到。QAM應(yīng)用廣泛，在衛(wèi)星通信和軍事領(lǐng)域乾隆奶普遍。在重新組合和發(fā)送之前，信號(hào)被分成兩個(gè)部分，并且對(duì)兩個(gè)相互正交的載波進(jìn)行市制。然后，在相同的頻帶內(nèi)形成正交頻譜的調(diào)制信號(hào)。

在接收端對(duì)該信號(hào)利用本地的兩修正在交載波實(shí)現(xiàn)同步檢測(cè)，于是完成兩部分信號(hào)的同時(shí)解調(diào)。由于在同一頻帶風(fēng)傳輸兩個(gè)信號(hào)，因而系統(tǒng)總的信息傳輸速率提高了一倍。CAP與QAM的主要不同在于其實(shí)現(xiàn)上：QAM利用正交調(diào)制后在模擬域中相加，然后發(fā)送。而CAP技術(shù)，在于正交信號(hào)調(diào)制數(shù)字化，使用兩個(gè)數(shù)字帶通濾 波器，然后兩個(gè)信號(hào)相加經(jīng)過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（DAC）發(fā)送出去。CAP與QAM相比，由于數(shù)字化的引入，使得其更加高效、靈活。

(3)DMT：DMT是離散多音頻調(diào)制技術(shù)。DMT技術(shù)與CAP技術(shù)不同，它使用大量的窄帶載波，同時(shí)采用并行發(fā)送的形式，每個(gè)載波攜帶完整信息的一部分。大量離散的波段，或者稱(chēng)為子信道，相互獨(dú)立地調(diào)制到一個(gè)載波頻率并且是并行處理。數(shù)據(jù)的調(diào)制和解調(diào)由快速傅立葉變換完成。多載波調(diào)制還需要所有子信道之間的分離，同時(shí)多載波技術(shù)使用更多的數(shù)字處理技術(shù)，因此，目前DMT技術(shù)商用化的開(kāi)銷(xiāo)比較大。

DMT的ANSI標(biāo)準(zhǔn)T1.413使用了256個(gè)子信道（其中32個(gè)子信道用于上行數(shù)據(jù)），每個(gè)載波占用4KHz帶寬，每個(gè)載波均可單獨(dú)調(diào)制從0到最大15bit/ssec/Hz，因此每個(gè)話(huà)音頻帶可以支持60Kbps(一些情況滿(mǎn)足16bit/ssec/Hz，因此支持64Kbps)。在較低頻帶，有較好信噪比的情況下，典型結(jié)果可以達(dá)到10bits/Hz;在線路條件稍差的情況下，可以達(dá)到4bits/Hz或更低。這樣，高速數(shù)據(jù)分散成為數(shù)百個(gè)載波上的低速數(shù)據(jù)流。

目前這三種主要實(shí)現(xiàn)xDSL的技術(shù)，2BIQ主要用于HDSDL：CAP技術(shù)應(yīng)用相當(dāng)廣泛SDSL、HDSL、HDSL II和VDSL，ITU-T在1998年通過(guò)G.911.1關(guān)于2線HDSL標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定CAP為2線HDSL標(biāo)準(zhǔn)；而DMT技術(shù)是ANSI（T1.413）的ADSL的線路編碼標(biāo)準(zhǔn)。

三、xDSL在國(guó)內(nèi)的主要應(yīng)用

相對(duì)于國(guó)外的DSL技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)仍處于起步階段，目前國(guó)內(nèi)DSL的應(yīng)用主要集中在廣域網(wǎng)范圍，而在國(guó)外的通信市場(chǎng)上，在局域網(wǎng)范圍內(nèi)的應(yīng)用也相當(dāng)普遍。當(dāng)前在國(guó)內(nèi)DSL的應(yīng)用形式主要有兩種。

1、DSL作為高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)（幀中繼、ATM等）的接入

于1998年正式投入商用的北京地區(qū)幀中繼網(wǎng)，用戶(hù)接入手段主要通過(guò)HDSL設(shè)備，提供64Kbps-2048Kbps的雙向?qū)ΨQ(chēng)式速率接入，滿(mǎn)足用戶(hù)之間點(diǎn)到點(diǎn)的高速數(shù)據(jù)通信。同時(shí)幀中繼網(wǎng)與163網(wǎng)通過(guò)光纖的互連，使用戶(hù)通過(guò)幀中繼網(wǎng)，可以獲得較高速的Internet服務(wù)。

2、高速DSL（如ADSL或VDSL）作為視頻點(diǎn)播（VOD）的接入

這在上海和廣東發(fā)展很快，北京地區(qū)幾年前建立了VOD的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，現(xiàn)在還沒(méi)有大規(guī)模正在投入商用。

遠(yuǎn)端光節(jié)點(diǎn)（ORN）與機(jī)頂盒之間采用VDSL技術(shù)，最高下行速率27Mbps，實(shí)際中傳送MPEG-2時(shí)使用3.072Mbps帶寬，但距離限制在240米左右。上海和廣東已經(jīng)使用ADSL接入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)話(huà)音、VOD和Internet的整體解決方案，并且已經(jīng)投入商用。

四、結(jié)束語(yǔ)

在過(guò)去的10年間，xDSL技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，這主要由于xDSL技術(shù)不僅保護(hù)了電信公司的原有投資，同時(shí)由于目前光纖到戶(hù)、到桌面從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō)還不現(xiàn)實(shí)，而xDSL技術(shù)恰恰能夠滿(mǎn)足當(dāng)前市場(chǎng)的需求。根據(jù)Cahners In-Stat公司的市場(chǎng)分析，預(yù)計(jì)到2000年末，DSL用戶(hù)將達(dá)到4.4百萬(wàn)線，而2001年底，用戶(hù)將達(dá)到10.2百萬(wàn)線。由此可見(jiàn)，未來(lái)幾年內(nèi)，在世界范圍內(nèi)，在中國(guó)地區(qū)，用戶(hù)解決“最后一英里”的高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題上，xDSL將會(huì)有很大市場(chǎng)，將會(huì)有一個(gè)大展宏圖的明天。（

張晉紅 劉軍）