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ADSL接入技術(shù)

相關(guān)專題: 無線 中國(guó)電信 芯片


ADSL接入技術(shù)

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    現(xiàn)有的城市接入網(wǎng)可以分為五類,即:地面固定,有線電信接入網(wǎng);
地面移動(dòng),無線電信接入網(wǎng),近地軌道,靜止同步衛(wèi)星通信網(wǎng);有線電視廣播網(wǎng)電括 MMDS、
LMDS、衛(wèi)星直播電視DTH);地面電視廣播網(wǎng)。人們稱之為信息高速公路的五個(gè)車道,目前這五種
網(wǎng)均被用來做寬帶IP接入網(wǎng)。



城市地面固定電話銅線網(wǎng)最早被用于因特網(wǎng)接人。目前主要采用調(diào)制解調(diào)器接入,通過電話
線撥號(hào)上網(wǎng),其速率最高可以達(dá)到56kbit/S。另一種方法是通過窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)N-ISDN上
網(wǎng)。中國(guó)電信稱之為“一線通”服務(wù)。其傳輸速率為2B+ D=142kbit/s。這種方法需要撥號(hào)上網(wǎng),
其速率雖然高于普通電話調(diào)制解調(diào)器但仍然不能滿足寬帶接入的要求。由于其成本較高,主要是利
用已經(jīng)有的設(shè)備提供因特網(wǎng)接入服務(wù),不會(huì)再建新網(wǎng)。



用電話線實(shí)現(xiàn)寬帶接入的主要方法是各種數(shù)字用戶環(huán)路XDSL。對(duì)于家庭用戶主要是采用不對(duì)
稱的數(shù)字用戶環(huán)路ADSL。ADSL可以提供下行8Mbps上行1Mbps的不對(duì)稱的寬帶接入。



1 ADSL的發(fā)展概述



自1987年Bellcore首先提出ADSL的概念以來,有關(guān)數(shù)字用戶環(huán)路的新技術(shù)不斷涌現(xiàn),為
Internet接入,居室辦公,遠(yuǎn)端LAN接入,交互電視,遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)提供了方便。



ADSL即不對(duì)稱數(shù)字用戶線環(huán)路。所謂不對(duì)稱是指上、下行數(shù)據(jù)速率不一致,下行數(shù)據(jù)速率可
達(dá)8MbPS,上行數(shù)據(jù)速率可達(dá)1MbPS。ADSL允許在同一雙絞線上,在不影響現(xiàn)有的普通電話業(yè)務(wù)的
情況下,進(jìn)行非對(duì)稱高速傳輸,打破了高速通信由光纖獨(dú)攬的局面。僅僅是速率的提高并不能說明
ADSL的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。ADSL與ATM吻合得很好。用戶端的ATM包流經(jīng) ADSL的調(diào)制解調(diào)器在中心局的復(fù)
用器處聚合,然后進(jìn)入高速的ATM交換機(jī),通過ADSL進(jìn)行ATM傳輸?shù)淖罱K目標(biāo)是廣泛提供數(shù)據(jù)音頻
和話音的綜合服務(wù)。



ADSL中的關(guān)鍵技術(shù)是調(diào)制,有CAP和DMT兩種方式,CAP是基于正交幅度調(diào)制(QAM)的調(diào)制方
式,上、下行信號(hào)調(diào)制在不同的載波上,占用30kHz~1MHz的頻帶,頻率越高,其波形周期越小,
故可提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾。美?guó)Goldspan公司是美國(guó)采用CAP方式生產(chǎn)ADSL芯片的公司之一,整個(gè)
套片的價(jià)格已降到$40。DMT方式是多載波調(diào)制,在可用帶寬內(nèi),整個(gè)信道被分成大量彼此獨(dú)立的
離散信道,如將1MHz頻譜劃分為256個(gè)帶寬為4.3125kHz的子信道,按實(shí)際測(cè)得的信道質(zhì)量來確定
每個(gè)信道的承載比特?cái)?shù),以避開那些噪聲太大或損耗太大的子信道中分配的數(shù)據(jù)量。DMT在結(jié)構(gòu)上
又分為頻分復(fù)用(FDM)和回波抵消方式。FDM按上、下行信道劃分頻帶,回波抵消方式上、下行
頻帶重疊,其效率較FDM高,但設(shè)備復(fù)雜。CAP方式與DMT相比各有優(yōu)缺點(diǎn):CAP方式較DMT方式簡(jiǎn)
單,時(shí)延小。而DMT方式調(diào)制的特點(diǎn)使其具有良好的抗噪聲性能和線路狀態(tài)調(diào)控功能,相同環(huán)境下
較CAP方式傳輸速率高。1993年3月美國(guó)ECSI工作組推薦 DMT調(diào)制方式作為 ADSL的優(yōu)選線路編碼
信號(hào)。并于1995年通過了DMT、ADSL MODEM標(biāo)準(zhǔn)。目前AD公司的AD20MSP910低成本芯片組、TI公
司TNET2000芯片組、MOTOROLA公司的COPPER GOLD芯片組均是采用DMT方式的ADSL芯片。目前市
場(chǎng)上已有ADSL MODEM小批量供貨。







2 應(yīng)用現(xiàn)狀



ADSL最早是為推動(dòng)視頻點(diǎn)播(VOD)業(yè)務(wù)而開發(fā)的,后因VOD業(yè)務(wù)受挫而被擱置了很長(zhǎng)一段時(shí)
間,近年來隨著Internet和Intranet迅速發(fā)展,對(duì)固定連接的高速用戶線需求日益高漲。



新加坡電信有限公司是對(duì)ADSL技術(shù)應(yīng)用最鐘情的公司,并在大規(guī)模ADSL商業(yè)應(yīng)用方面進(jìn)行了
投入,它已在27個(gè)電話交換機(jī)上安裝了ADSL接入設(shè)備,使新加坡總?cè)丝谥械?0%的人可以使用這
一設(shè)備,其設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過該網(wǎng)絡(luò)提供廣泛的多媒體業(yè)務(wù),估計(jì)1999年度末已實(shí)現(xiàn)全國(guó)覆蓋。香
港電信公司的計(jì)劃比新加坡電信公司的更宏大,其目標(biāo)是通過ADSL和VDSL線路提供ATM業(yè)務(wù),目前
已有9000多個(gè)大樓中已安裝了線路。瑞典的Telia公司已經(jīng)聲明將采用大規(guī)模的 ADSL接入方式,
2004年實(shí)現(xiàn)98%的瑞典家庭擁有高速Internet接入。美國(guó)IDS,Interaccess,BELL,IONET,加
拿大的CAD vision提供低資費(fèi)的高速ADSL服務(wù),月租金與ISDN接入沒有什么區(qū)別。使用戶付同樣
的費(fèi)用獲得了15倍的帶寬,目前正有一批用戶進(jìn)行試用。Bell south,Pacific Bell和SBC
Communication聲明到2001年ADSL用戶將達(dá)100萬(wàn)。在計(jì)算機(jī)業(yè),康柏,英特爾和微軟,這三家計(jì)
算機(jī)技術(shù)及軟件開發(fā)商曾建議制定一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)集合,使不同制造商的調(diào)制解調(diào)器和傳輸技術(shù)可
以圍繞簡(jiǎn)化的ADSL協(xié)同工作,以盡快地將寬帶Internet接人服務(wù)推入百姓家庭。



但ADSL步履蹣跚,到目前為止是ADSL的開發(fā)者多于ADSL用戶,ADSL技術(shù)本身也有待進(jìn)一步成
熟,沒有人知道ADSL在規(guī)模化的應(yīng)用中能否有效地工作。



3 存在的問題



ADSL無論在技術(shù)上,工程實(shí)現(xiàn)上,還是在綜合益處和推廣方式上均存在一些問題。



3.1技術(shù)問題



(1)線路性能;衰減與失真



為了提供電話信號(hào)的良好傳輸通路,二線制電話回路必須符合如下的標(biāo)準(zhǔn):



①最大長(zhǎng)度必須保持在規(guī)定的極限范圍之內(nèi)以符合在衰減方面的要求。



②阻抗應(yīng)均勻以使對(duì)電話機(jī)及網(wǎng)絡(luò)有良好的信號(hào)匹配。



③每一條導(dǎo)線與地之間必須相互保持高度平衡以防止外部干擾、噪聲及導(dǎo)線之間的串音。




只有這樣,才可保證在300Hz~3.4kHz的話帶內(nèi)進(jìn)行有效通信。但銅線上的信號(hào)損耗隨距離延
長(zhǎng)及頻率升高而迅速增大。在1.0kHz頻率下,一英里24號(hào)線損耗為2.2dB,在傳輸服務(wù)區(qū)范圍之內(nèi)
(CSA)的總損耗不應(yīng)超過8dB~10dB,所以回路最大長(zhǎng)度約為3~4英里。高比特率ADSL系統(tǒng)運(yùn)作
于300kHz或以上頻率,整個(gè)回路的損耗可高達(dá)70dB。在這種高速環(huán)路中,不僅要考慮環(huán)路環(huán)境,
還要考慮容抗和感抗。其中用于抵消用戶線客抗而增加負(fù)載線圈(加感線圈)的環(huán)路更不宜使用
ADSL技術(shù)。



不僅如此,若損耗與頻率之間的關(guān)系是線性的,則不會(huì)造成重大的問題。但導(dǎo)線直徑改變,
加感線圈及諸如ADSL這種較高頻率系統(tǒng)的其他因素均會(huì)造成損耗的突然變化。當(dāng)信號(hào)的幅度受限
制或以非線性方式變化時(shí),就會(huì)發(fā)生諧波失真。諧波失真取決于放大器、調(diào)制器、復(fù)用器及線路上
的其他有源設(shè)備的動(dòng)態(tài)范圍。當(dāng)不同頻率沿電話線路以不同的速率傳輸時(shí),會(huì)產(chǎn)生相位時(shí)延失真,
它將對(duì)高速數(shù)據(jù)造成巨大影響。



(2)反射干擾及平衡性能



從交換局到用戶,至少有三個(gè)接頭(橋接點(diǎn),每個(gè)接頭的線徑也會(huì)相應(yīng)改變,再加上電纜損
失等造成阻抗的突然改變會(huì)引起功率反射或反射波損耗。在話音通信中其反映是回聲,而在ADSL
中復(fù)雜的調(diào)制方式很容易受到反射信號(hào)的干擾。而現(xiàn)在還沒有能夠在300kHz或更高的頻率下測(cè)定
用戶分配電纜中的反射源的測(cè)試設(shè)備。



就平衡來說,二線回路平衡性不好會(huì)造成噪聲,串音及失真,尤其是在較高頻率下,這也對(duì)
ADSL特別有害。



(3)噪聲及串音



電路線路可能受到若干形式噪聲及干擾的影響,為達(dá)到有效數(shù)據(jù)傳輸,應(yīng)確保接收信號(hào)的強(qiáng)
度、動(dòng)態(tài)范圍、信噪比在可接收的范圍之內(nèi)。



當(dāng)傳輸線路相對(duì)較長(zhǎng)時(shí),超過1km,遠(yuǎn)端串音衰減較大,主要是近端串音。但距離短時(shí),遠(yuǎn)端
串音造成的失真也很大,尤其是當(dāng)一條電纜內(nèi)的許多用戶均傳輸這種高速信號(hào)時(shí),干擾尤其顯著,
而且會(huì)限制這種系統(tǒng)的回聲消除設(shè)備的作用范圍。對(duì)采用回聲消除技術(shù)的DMT方式的ADSL設(shè)備,這
種串音干擾尤為嚴(yán)重。



目前還沒有對(duì)大范圍開通ADSL設(shè)備后對(duì)現(xiàn)有用戶的影響和ADSL性能進(jìn)行大量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,所
以串音問題的嚴(yán)重程度尚不清楚。



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