第二代ADSL技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

1 引言

　　從2006年初開始，中國(guó)電信宣布開始全面采購(gòu)和部署ADSL2/2+寬帶接入設(shè)備，此舉是為了進(jìn)一步提高用戶接入帶寬以及解決遠(yuǎn)距離用戶難以開通寬帶業(yè)務(wù)的問(wèn)題，為即將到來(lái)的IPTV、網(wǎng)絡(luò)游戲等高帶寬業(yè)務(wù)提供良好的基礎(chǔ)平臺(tái)。至此，新一代ADSL技術(shù)終于揭開神秘面紗，開始為普通大眾所知曉。

2 第二代ADSL技術(shù)的提出

　　在ADSL2/2+技術(shù)之前，運(yùn)營(yíng)商大量部署并為人們所熟知的是遵循ITU-T G.992.1標(biāo)準(zhǔn)的ADSL技術(shù)，它也被稱為第一代ADSL技術(shù)，正在為全球超過(guò)1億用戶所使用。但第一代ADSL技術(shù)隨著運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)部署的擴(kuò)大以及用戶業(yè)務(wù)量的逐漸增加，在業(yè)務(wù)開展、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等方面逐漸暴露出一些難以克服的弱點(diǎn)，例如：較低的下行傳輸速率難以滿足流媒體等高帶寬業(yè)務(wù)的需求；線路診斷能力較弱，在線路開通前難以快速確定線路質(zhì)量；單一的ATM傳送模式難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)IP化的發(fā)展趨勢(shì)。這些不良現(xiàn)狀，促使技術(shù)界對(duì)第一代ADSL技術(shù)的傳輸性能、抗線路損傷和射頻干擾能力、線路診斷、運(yùn)行維護(hù)等多方面進(jìn)行了改進(jìn)，先后推出了新一代ADSL技術(shù)：遵循ITU-T G.992.3/G.992.4標(biāo)準(zhǔn)的ADSL2和遵循ITU-T G.992.5標(biāo)準(zhǔn)的ADSL2+，即第二代ADSL技術(shù)。ADSL2/2+技術(shù)相對(duì)于ADSL技術(shù)來(lái)說(shuō)，提高了傳輸速率，擴(kuò)大了傳輸距離，增強(qiáng)了線路診斷功能，增加了功率管理功能。ADSL2/2+技術(shù)的新特點(diǎn)為運(yùn)營(yíng)商緩解寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展壓力，尋求新業(yè)務(wù)的發(fā)展點(diǎn)提供了幫助。

3 ADSL2/2+技術(shù)特點(diǎn)

　　第二代ADSL技術(shù)與第一代ADSL技術(shù)相比，除提高了傳輸速率和傳輸距離外，主要在線路相關(guān)功能方面有大幅增強(qiáng)。

　�。�1）更高的傳輸速率

　　第一代ADSL（ADSL1）工作在25kHz到1.1MHz的頻段，可以提供下行6～8Mbit/s的傳輸速率，最遠(yuǎn)傳送距離可以達(dá)到4km。

　　ADSL2使用與ADSL1相同的工作頻段。通過(guò)提高調(diào)制效率、減小幀開銷、提高編碼增益、采用更高級(jí)的信號(hào)處理算法等措施，ADSL2系統(tǒng)的傳輸性能，特別是在長(zhǎng)距離、有橋接頭、受射頻干擾（RFI）等情況下的傳輸性能有了進(jìn)一步改善。G.992.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ADSL1下行速率至少為6Mbit/s，上行速率至少為640kbit/s；而G.992.3標(biāo)準(zhǔn)要求ADSL2至少支持下行8Mbit/s、上行800kbit/s的傳輸速率。

　　ADSL2＋在ADSL2的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，將工作頻段從1.1MHz擴(kuò)展至2.2MHz，相應(yīng)地，最大子載波數(shù)目也由256增加至512個(gè)，傳輸性能比ADSL1/ADSL2有明顯提高：下行最大傳輸速率可達(dá)25Mbit/s，上行最大傳輸速率可達(dá)1Mbit/s。

　�。�2）更長(zhǎng)的傳輸距離

　　雖然G.992.1標(biāo)準(zhǔn)要求ADSL1在4km時(shí)下行速率應(yīng)達(dá)到576kbit/s以上，但在實(shí)際線路開通時(shí)，由于線纜質(zhì)量、串?dāng)_噪聲等原因，用戶線路長(zhǎng)度超過(guò)3km后，線路實(shí)際開通速率很難達(dá)到512kbit/s以上，因此運(yùn)營(yíng)商利用ADSL1技術(shù)開通的用戶基本上都在3km以內(nèi)，線路長(zhǎng)度超過(guò)3km的用戶業(yè)務(wù)很難開通，即使開通，線路速率也很難達(dá)到運(yùn)營(yíng)商512kbit/s的承諾帶寬。

　　根據(jù)G.992.5標(biāo)準(zhǔn)要求，通過(guò)優(yōu)化發(fā)送功率譜模板，ADSL2+在4km時(shí)下行速率仍能達(dá)到1.2Mbit/s以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ADSL1的速率能力。從部分ADSL2+設(shè)備的實(shí)際線路開通情況看，在超過(guò)3km的實(shí)際線路上，下行開通速率至少在800kbit/s以上，可以滿足運(yùn)營(yíng)商512kbit/s的承諾帶寬要求。這在很大程度上可以解決遠(yuǎn)距離用戶的業(yè)務(wù)開通問(wèn)題。

　　（3）增強(qiáng)的線路診斷功能

　　ADSL2系統(tǒng)可在初始化過(guò)程中及結(jié)束后，通過(guò)診斷模式下的單端測(cè)試（SELT，用戶端線路開路，由局端設(shè)備獨(dú)自完成測(cè)試工作）和雙端測(cè)試（DELT，由局端設(shè)備和用戶端設(shè)備在診斷模式下共同完成測(cè)試工作），提供對(duì)信道頻響函數(shù)、線路長(zhǎng)度、線路噪聲、線路衰減、信噪比等重要參數(shù)的測(cè)量功能，還可在業(yè)務(wù)運(yùn)行過(guò)程中提供對(duì)上述重要參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力。這為運(yùn)營(yíng)商提供了強(qiáng)大的線路診斷手段和能力。

　�。�4）新增的功率管理功能

　　第一代ADSL不論是否有數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備發(fā)送功率始終相同，總是處在滿功率傳輸狀態(tài)，而ADSL2/2＋根據(jù)傳輸速率大小的不同，分別有3種不同的功率模式：滿功率模式、低功耗模式和休眠模式。正常工作時(shí)，設(shè)備處于滿功率模式；在用戶沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈g隔，設(shè)備會(huì)快速進(jìn)入低功耗狀態(tài)，當(dāng)用戶再次進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，設(shè)備會(huì)快速返回至滿功率模式；當(dāng)用戶在一段限定時(shí)間內(nèi)一直沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)備會(huì)進(jìn)一步降低發(fā)射功率并進(jìn)入睡眠模式，此時(shí)，物理層鏈路仍然連接，但是沒(méi)有有效數(shù)據(jù)傳送，當(dāng)再次有數(shù)據(jù)傳輸要求時(shí)，設(shè)備通過(guò)快速訓(xùn)練進(jìn)入滿功率模式。新增的功率狀態(tài)管理功能可以大大降低功耗，降低設(shè)備散熱要求，可以更好地適應(yīng)“永遠(yuǎn)在線”的應(yīng)用方式。

　　（5）其它新特點(diǎn)

　　和ADSL1相比，ADSL2/2+還具有以下新的技術(shù)特點(diǎn)：

　　●除了支持傳統(tǒng)的STM（同步傳送模式）和ATM（異步傳送模式），增加了PTM（分組傳送模式）以實(shí)現(xiàn)IP業(yè)務(wù)的高效傳輸；

　　●定義了更靈活的幀結(jié)構(gòu)以支持四種延遲通道、四個(gè)承載信道，支持對(duì)誤碼和時(shí)延的配置，提高了QoS支持能力；

　　●增強(qiáng)了在線重配置能力，如比特交換和無(wú)縫的速率調(diào)整；

　　●增加了全數(shù)字模式，即在沒(méi)有POTS業(yè)務(wù)時(shí)用話帶傳送數(shù)據(jù)，從而提高上行帶寬。

4 第二代ADSL技術(shù)的應(yīng)用

　　近年來(lái)，與我國(guó)寬帶接入用戶數(shù)量的高增長(zhǎng)形成對(duì)比的是寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用嚴(yán)重缺乏，寬帶應(yīng)用的后續(xù)發(fā)展空間不足，電信運(yùn)營(yíng)商普遍感受到了急切的發(fā)展壓力，努力尋求新業(yè)務(wù)的發(fā)展點(diǎn)和新的延伸。在這樣的背景情況下，電信運(yùn)營(yíng)商把目光投向了IPTV，希望通過(guò)提供包含視頻業(yè)務(wù)在內(nèi)的業(yè)務(wù)捆綁，在增加用戶收入的同時(shí)培養(yǎng)用戶的忠誠(chéng)度，降低離網(wǎng)率。然而，隨著IPTV視頻組播、點(diǎn)播業(yè)務(wù)的全面展開，對(duì)接入網(wǎng)的承載能力提出了更高的帶寬需求，IPTV所需帶寬至少在2Mbit/s以上，高清IPTV帶寬至少需要6～8Mbit/s以上。對(duì)于一般接入帶寬為512kbit/s或1Mbit/s的家庭用戶而言，不能滿足IPTV業(yè)務(wù)所要求的帶寬，在這種情況下，帶寬升級(jí)成了電信運(yùn)營(yíng)商的當(dāng)務(wù)之急，ADSL2/2+帶寬能力的顯著提升滿足了電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)開展新的寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用的帶寬需求，將ADSL設(shè)備升級(jí)為ADSL2/2+是大勢(shì)所趨。

　　運(yùn)營(yíng)商選擇ADSL2/2+而不是FTTH來(lái)應(yīng)對(duì)接入帶寬壓力的另一個(gè)重要原因是成本。采用ADSL2/2+升級(jí)帶寬無(wú)需新建線纜管道，只需要更換設(shè)備板卡，并且可以和現(xiàn)有的ADSL網(wǎng)絡(luò)兼容。而如果選擇建設(shè)FTTH，雖然業(yè)界均同意FTTH是接入網(wǎng)的發(fā)展方向，其10km傳輸距離下平均30Mbit/s的接入帶寬能力遠(yuǎn)高于ADSL2/2+，但需要運(yùn)營(yíng)商重新建設(shè)整個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)，把原來(lái)的銅線網(wǎng)絡(luò)全部更換為光纖網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的動(dòng)作較大，費(fèi)用高昂。在目前競(jìng)爭(zhēng)十分激烈而高帶寬業(yè)務(wù)應(yīng)用前景還不十分明朗的情況下，電信運(yùn)營(yíng)商還沒(méi)有足夠的決心付出如此大的代價(jià)來(lái)升級(jí)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)成為首選。因此也可以說(shuō)，ADSL2/2+的應(yīng)用給正處于起步階段的FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來(lái)了新的強(qiáng)大阻力。

5 ADSL設(shè)備形態(tài)的發(fā)展變化

　　ADSL2/2+設(shè)備的應(yīng)用部署在緩解運(yùn)營(yíng)商寬帶業(yè)務(wù)壓力的同時(shí)，也給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題：如何與第一代ADSL設(shè)備融合以實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。目前，新型ADSL局端設(shè)備具有后向兼容性，可以同時(shí)支持ADSL1、ADSL2和ADSL2+三種線路模式，如果用戶端設(shè)備只支持一種線路模式，則局端設(shè)備可在線路訓(xùn)練過(guò)程中通過(guò)握手協(xié)商自適應(yīng)到用戶端設(shè)備的工作模式上；如果用戶端設(shè)備也可以同時(shí)支持ADSL1、ADSL2和ADSL2+三種線路模式，則局端設(shè)備和用戶設(shè)備可根據(jù)線路長(zhǎng)度、信噪比等參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行協(xié)商握手選擇最合適的線路模式。

　　此外，ADSL2/2+局端設(shè)備一般都可以使用第一代ADSL局端設(shè)備的平臺(tái)，包括機(jī)框、背板和業(yè)務(wù)匯聚處理板卡等，運(yùn)營(yíng)商只需要更換線路板卡和分離器板卡就可以實(shí)現(xiàn)向ADSL2/2+設(shè)備的升級(jí)，無(wú)需更換用戶端設(shè)備，就能同時(shí)向老ADSL1用戶和新ADSL2/2+用戶提供服務(wù)。如果老ADSL用戶申請(qǐng)開通更高速率的業(yè)務(wù)，則可通過(guò)更換用戶端設(shè)備為ADSL2/2+用戶端設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。這不僅能大力推動(dòng)ADSL2/ADSL2+的快速良性發(fā)展和廣泛應(yīng)用，而且也能提升運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)營(yíng)靈活性。

　　前面提到過(guò)，ADSL2/2+技術(shù)的應(yīng)用與IPTV業(yè)務(wù)的發(fā)展密切相關(guān)，IPTV業(yè)務(wù)的多播特性給新一代的ADSL局端設(shè)備帶來(lái)了新的要求，即大量用戶同時(shí)加入某一頻道對(duì)DSLAM設(shè)備支持的多播能力提出了很高的要求，要求其能夠支持強(qiáng)大的多播復(fù)制能力，包括單板復(fù)制能力和背板復(fù)制能力。面對(duì)這一新的要求，多播復(fù)制能力成為運(yùn)營(yíng)商評(píng)估ADSL局端設(shè)備業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)能力的重要指標(biāo)，也成為設(shè)備廠商在設(shè)計(jì)產(chǎn)品架構(gòu)時(shí)新的關(guān)注點(diǎn)。

　　此外，隨著DSL用戶數(shù)的高速增長(zhǎng)和用戶端設(shè)備功能的愈加復(fù)雜，支持用戶端設(shè)備遠(yuǎn)程管理功能也成為DSL局端設(shè)備的發(fā)展方向，要求局端設(shè)備及其維護(hù)管理平臺(tái)可提供直觀、快捷、高效的手段來(lái)發(fā)現(xiàn)、分析和定位網(wǎng)絡(luò)故障，并對(duì)用戶端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)。2004年DSL Forum發(fā)布的TR-069規(guī)范，定義了如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)DSL用戶端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)管理的總體架構(gòu)，國(guó)內(nèi)也制定并發(fā)布了相應(yīng)的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范具體的管理協(xié)議和管理信息。

6 結(jié)束語(yǔ)

　　業(yè)界普遍認(rèn)為，ADSL2/2＋技術(shù)是未來(lái)DSL市場(chǎng)的主流技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用和寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用的發(fā)展息息相關(guān)，它的大規(guī)模應(yīng)用從一個(gè)側(cè)面反映了電信運(yùn)營(yíng)商在發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用上的壓力以及積極應(yīng)對(duì)壓力的決心。