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目前，寬帶接入技術(shù)已經(jīng)成為IT界日益關(guān)注的熱點(diǎn)。在各種寬帶接入技術(shù)中，具有代表意義的一種技術(shù)就是ADSL(非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn))。這種技術(shù)可以通過(guò)現(xiàn)有普通電話(huà)用戶(hù)雙絞線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的高速非對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)還可以維持原有的電話(huà)業(yè)務(wù)及其質(zhì)量，是一種集話(huà)音與數(shù)據(jù)一起的、新的銅線(xiàn)接入技術(shù)。它的最大特點(diǎn)是能夠提供高達(dá)8Mbit/s的下行速率。例如，可以使用ADSL技術(shù)來(lái)提供1.5MMPEG-1或4MMPEG-2的VOD業(yè)務(wù)。
ADSL更為吸引人的地方是：它在同一銅線(xiàn)上分別傳送數(shù)據(jù)和語(yǔ)音信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)并不通過(guò)電話(huà)交換機(jī)設(shè)備，減輕了電話(huà)交換機(jī)的負(fù)載，支持邊打電話(huà)邊上網(wǎng)的應(yīng)用。另外，使用ADSL上網(wǎng)不需要撥打電話(huà)號(hào)碼，因而并不需要繳付另外的電話(huà)費(fèi)。
ADSL接入方案在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上較為先進(jìn)。每一個(gè)ADSL用戶(hù)都有單獨(dú)的一條電話(huà)線(xiàn)路與ADSL局端相連，其結(jié)構(gòu)可以看作是星型結(jié)構(gòu)，它的數(shù)據(jù)傳輸帶寬可以得到保障并且由每一用戶(hù)獨(dú)享。另外，因?yàn)椴捎昧薃TM傳送技術(shù)，其數(shù)據(jù)傳送具有一定的安全與保密性。
在2001年，ADSL作為一種寬帶接入技術(shù)已經(jīng)在全國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，其中，北京電信就已經(jīng)投資建設(shè)了用戶(hù)規(guī)模為9萬(wàn)戶(hù)的ADSL接入網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)用戶(hù)從窄帶到寬帶，從單純的電話(huà)業(yè)務(wù)到集語(yǔ)音、圖象、視頻等一起的多媒體通信業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)需求變化。
一、ADSL的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
ADSL系統(tǒng)由局端設(shè)備和用戶(hù)端設(shè)備組成。局端設(shè)備一般被稱(chēng)作DSL復(fù)用器，由ATM復(fù)用模塊和ADSL調(diào)制模塊(ATU-C)以及無(wú)源分離器組成。目前的局端設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)連接側(cè)提供STM-1ATM接口，對(duì)用戶(hù)線(xiàn)路側(cè)提供多個(gè)ADSL線(xiàn)路接口。其中ADSL線(xiàn)路信號(hào)在分離器處與電話(huà)信號(hào)無(wú)源合并，并通過(guò)用戶(hù)線(xiàn)傳送至用戶(hù)家中。用戶(hù)端設(shè)備由ATU-R及無(wú)源分離器組成。無(wú)源分離器將信號(hào)分成電話(huà)信號(hào)和ADSL線(xiàn)路信號(hào)。ADSL信號(hào)由ATU-R接收并通過(guò)Ethernet10Base-T接口或者USB接口等提供給用戶(hù)終端設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)。
二、ADSL的調(diào)制技術(shù)
ADSL是一種新的在一對(duì)雙絞線(xiàn)上同時(shí)傳輸電話(huà)業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)信號(hào)的技術(shù)，它屬于速率非對(duì)稱(chēng)型銅線(xiàn)接入網(wǎng)技術(shù)，并且可以在一對(duì)用戶(hù)線(xiàn)上進(jìn)行上行832kbit/s，下行達(dá)1.5~8Mbit/s速率的傳輸。由于ADSL能夠很好地適應(yīng)Internet業(yè)務(wù)非對(duì)稱(chēng)性的特點(diǎn)，所以在眾多的xDSL技術(shù)中是一種最有希望能夠解決高速I(mǎi)nternet接入的技術(shù)。另外，ADSL采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)減少線(xiàn)路損傷對(duì)傳輸性能的影響。
ADSL采用了離散多音頻調(diào)制(DMT)技術(shù)，又稱(chēng)多載波調(diào)制，是一種正交的頻分復(fù)用技術(shù)。其最大優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)的發(fā)送和接收均可以利用高效的快速傅立葉變換(FFT)和反變換(IFFT)來(lái)完成QAM信號(hào)與數(shù)字形式的副載波信號(hào)之間的變換。DMT的基本方法是將全頻道分成256個(gè)子信道，并且根據(jù)子信道的瞬時(shí)衰減特性、群延時(shí)特性和噪聲特性，把輸入數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)地分配給它們。同時(shí)，DMT將不能發(fā)送數(shù)據(jù)的子信道關(guān)閉。對(duì)可以發(fā)送數(shù)據(jù)的子信道，則按其瞬時(shí)特性，在1個(gè)碼元包絡(luò)發(fā)送2～15比特信息，并且使用數(shù)字信號(hào)處理器在必要的時(shí)間調(diào)整參數(shù)。這種動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)的技術(shù)使頻帶利用率大大提高，將誤碼和噪聲減至最小，提高了系統(tǒng)的傳輸容量。由于子信道的頻帶很窄，其電纜特性可以近似地被認(rèn)為是線(xiàn)性的，所以脈沖混疊可以被減小到最低程度。盡管來(lái)自脈沖干擾的能量會(huì)影響信號(hào)的接收，但是采用FFT可以將這種影響擴(kuò)展到FFT窗口內(nèi)的各子信道內(nèi)，所以其影響大大減輕。
另外，ADSL采用了信道估計(jì)技術(shù)。在開(kāi)始建立傳輸時(shí)，通過(guò)發(fā)送雙方預(yù)知的信道訓(xùn)練序列，在接收端測(cè)試誤碼率或者信噪比，對(duì)雙絞線(xiàn)線(xiàn)路的性能進(jìn)行測(cè)試，從所測(cè)試的數(shù)據(jù)確定出一個(gè)信道模型，再根據(jù)信道性能的好壞，決定傳輸速率。這個(gè)測(cè)試過(guò)程就稱(chēng)作信道估計(jì)。ADSL采用一個(gè)較短的時(shí)域均衡器并且在傳送信號(hào)的每個(gè)字符塊前加入循環(huán)前綴，用以消除信號(hào)間串?dāng)_。為了更好地抑制脈沖噪聲，ADSL不僅采用ReedSolomon前向糾錯(cuò)碼，而且還采用附加的格柵編碼技術(shù)。就性能而言，DMT是一種較理想的ADSL調(diào)制方式，它的信噪比最高，抗噪聲能力強(qiáng)，傳輸速率高，傳輸距離遠(yuǎn)。
三、ADSL承載IP業(yè)務(wù)的技術(shù)
當(dāng)利用ADSL技術(shù)向用戶(hù)提供業(yè)務(wù)接入通道時(shí)，必須通過(guò)其局端設(shè)備DSLAM在用戶(hù)端設(shè)備ATU-R與業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，例如寬帶接入服務(wù)器之間建立一條永久虛電路(PVC)的ATM連接。例如，對(duì)IP業(yè)務(wù)的接入來(lái)說(shuō)，用戶(hù)計(jì)算機(jī)的IP數(shù)據(jù)包通過(guò)計(jì)算機(jī)上的以太網(wǎng)接口被傳送到ATU-R，ATU-R在內(nèi)部采用協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)將從以太網(wǎng)接口所接收的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為ATM信元，映射到PVC連接中，經(jīng)過(guò)雙絞線(xiàn)被傳送到DSLAM，再經(jīng)過(guò)ATM網(wǎng)絡(luò)或者直接連接到寬帶接入服務(wù)器，在寬帶接入服務(wù)器上進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)流還原為IP數(shù)據(jù)包。
對(duì)IP數(shù)據(jù)包/ATM信元進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能是在ADSL用戶(hù)端設(shè)備ATU-R內(nèi)部完成的，與DSLAM無(wú)關(guān)。目前，可以用于提供傳送通道來(lái)承載IP業(yè)務(wù)，為用戶(hù)提供IP接入服務(wù)的技術(shù)有：RFC1483橋接、PPPoE、RFC1483路由、PPPoA、PPP代理、NAT、L2TP。
(1)RFC 1483橋接方式
在這種方式中，ATU-R利用IEEE802.3自學(xué)習(xí)橋，根據(jù)RFC1483橋接協(xié)議將以太幀打入LLC/SNAP和AAL5/ATM信元中。ADSL設(shè)備類(lèi)似于網(wǎng)橋，作為二層透明傳輸通道，將用戶(hù)計(jì)算機(jī)設(shè)備與寬帶接入服務(wù)器(BRAS)連接起來(lái)。使用這種方式時(shí)，用戶(hù)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)置簡(jiǎn)單，需要分配靜態(tài)的IP地址，同時(shí)也不需要在用戶(hù)計(jì)算機(jī)上安裝特殊的軟件，便于安裝。這種方式可以用于家庭用戶(hù)和企業(yè)用戶(hù)。
(2)PPPoE方式
PPPoE方式是在Ethernet網(wǎng)環(huán)境下利用PPPoE協(xié)議發(fā)起PPP連接呼叫，通過(guò)二層以太網(wǎng)將PPP呼叫傳送到寬帶接入服務(wù)器，與寬帶接入服務(wù)器進(jìn)行握手協(xié)商，在用戶(hù)計(jì)算機(jī)和寬帶接入服務(wù)器之間建立PPP連接，向用戶(hù)分配IP地址，完成虛擬撥號(hào)過(guò)程。其特點(diǎn)是能夠根據(jù)用戶(hù)的帳號(hào)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行控制，用戶(hù)首先必須經(jīng)過(guò)寬帶撥號(hào)，并通過(guò)寬帶接入服務(wù)器的用戶(hù)認(rèn)證后，才能夠接入到互聯(lián)網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是提供了根據(jù)接入時(shí)間、數(shù)據(jù)流量對(duì)用戶(hù)進(jìn)行控制與計(jì)費(fèi)的手段，為電信與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)各種靈活、彈性的業(yè)務(wù)發(fā)展策略與計(jì)費(fèi)優(yōu)惠方式提供了技術(shù)保障。同時(shí)，使用這種方式時(shí)，不需要預(yù)先給用戶(hù)分配IP地址，僅在用戶(hù)需要接入到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)才分配IP地址;在停止PPP連接時(shí)，釋放被分配的IP地址，從而節(jié)省了IP地址并且提高了IP地址的利用率。這種方式可以用于家庭用戶(hù)和企業(yè)用戶(hù)。
(3)RFC 1483路由方式
在這種方式中，ATU-R利用RFC1483路由協(xié)議將IP數(shù)據(jù)包打入LLC/SNAP和AAL5/ATM信元中。ADSL設(shè)備類(lèi)似于路由轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，作為三層傳輸通道，將用戶(hù)計(jì)算機(jī)設(shè)備與寬帶接入服務(wù)器(BRAS)在IP網(wǎng)絡(luò)層連接起來(lái)。使用這種方式時(shí)，用戶(hù)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)置簡(jiǎn)單，需要分配靜態(tài)的IP地址，同時(shí)也不需要在用戶(hù)計(jì)算機(jī)上安裝特殊的軟件，便于安裝。這種方式適合用于企業(yè)用戶(hù)。
(4)外置PPPoA方式
在這種方式中，當(dāng)用戶(hù)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，ATU-R從以太網(wǎng)接口接收用戶(hù)的IP包，發(fā)起到寬帶接入服務(wù)器的PPP連接，利用PPPoA協(xié)議將IP數(shù)據(jù)包打入PPP包再打入到LLC/SNAP和AAL5/ATM信元中。使用這種方式時(shí)，用戶(hù)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)置簡(jiǎn)單，需要分配靜態(tài)的IP地址，同時(shí)也不需要在用戶(hù)計(jì)算機(jī)上安裝特殊的軟件，便于安裝。其缺點(diǎn)是當(dāng)用戶(hù)計(jì)算機(jī)沒(méi)有被關(guān)閉時(shí)，到寬帶接入服務(wù)器的PPP連接將會(huì)被一直保持。這種方式適合用于企業(yè)用戶(hù)。
(5)內(nèi)置PPPoA方式
這種方式僅適合于用戶(hù)端ADSL設(shè)備ATU-R為內(nèi)置PCI插卡的情形。其中，用戶(hù)計(jì)算機(jī)利用PPPoA協(xié)議發(fā)起PPP連接呼叫，通過(guò)ATM通道將PPP呼叫傳送到寬帶接入服務(wù)器，與寬帶接入服務(wù)器進(jìn)行握手協(xié)商，在用戶(hù)計(jì)算機(jī)和寬帶接入服務(wù)器之間建立PPP連接，向用戶(hù)分配IP地址，完成虛擬撥號(hào)過(guò)程。其特點(diǎn)是能夠根據(jù)用戶(hù)的帳號(hào)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行控制，用戶(hù)首先必須經(jīng)過(guò)寬帶撥號(hào)，并通過(guò)寬帶接入服務(wù)器的用戶(hù)認(rèn)證后，才能夠接入到互聯(lián)網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)與PPPoE方式的優(yōu)點(diǎn)相同。其缺點(diǎn)是需要在用戶(hù)計(jì)算機(jī)上安裝相應(yīng)的軟件，并進(jìn)行相應(yīng)的配置，這將給安裝與維護(hù)帶來(lái)一定程度的復(fù)雜性。這種方式價(jià)格低廉，適合用于家庭用戶(hù)。
(6)PPP代理方式
在這種方式中，用戶(hù)從PC上啟動(dòng)WWW瀏覽器程序，發(fā)起到特定域名的連接請(qǐng)求，ATU-R通過(guò)DNS功能對(duì)用戶(hù)PC作出響應(yīng)。隨后，ATU-R從以太網(wǎng)接口接收用戶(hù)的Web請(qǐng)求，并根據(jù)該連接請(qǐng)求相應(yīng)地發(fā)起到寬帶接入服務(wù)器的Web連接請(qǐng)求。寬帶接入服務(wù)器向用戶(hù)彈出一個(gè)WEB頁(yè)面形式的窗口，提供建立PPP連接的選項(xiàng)。用戶(hù)根據(jù)要求填寫(xiě)合適的帳號(hào)與密碼并進(jìn)行提交，之后，ATU-R發(fā)起到寬帶接入服務(wù)器的PPP連接，通過(guò)ATM通道將PPP呼叫傳送到寬帶接入服務(wù)器，與寬帶接入服務(wù)器進(jìn)行握手協(xié)商，在用戶(hù)計(jì)算機(jī)和寬帶接入服務(wù)器之間建立PPP連接，向ATU-R分配IP地址，完成虛擬撥號(hào)過(guò)程。這樣，ATU-R利用PPP連接在用戶(hù)計(jì)算機(jī)與寬帶接入服務(wù)器之間建立了IP連接，隨后可以利用NAT等功能允許用戶(hù)訪問(wèn)外部互聯(lián)網(wǎng)。使用這種方式時(shí)，用戶(hù)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)置簡(jiǎn)單，只需要為用戶(hù)計(jì)算機(jī)分配靜態(tài)私網(wǎng)IP地址，可以部分地節(jié)省IP地址的資源。同時(shí)也不需要在用戶(hù)計(jì)算機(jī)上安裝特殊的軟件，便于安裝。另外，這種方式允許電信或者網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在初始彈出的WEB頁(yè)面中提供各種信息，包括電信或者網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的公司介紹、業(yè)務(wù)宣傳資料、資費(fèi)政策和廣告，即電信或者網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以建立自己的門(mén)戶(hù)網(wǎng)站，并將其內(nèi)容提供給每個(gè)用戶(hù)，是利用ADSL提供增值服務(wù)的一種方式。其缺點(diǎn)是限制了部分應(yīng)用。這種方式可以用于家庭用戶(hù)和企業(yè)用戶(hù)。
(7)NAT方式
在這種方式與RFC1483橋接方式類(lèi)似，其區(qū)別僅在于在寬帶接入服務(wù)器內(nèi)對(duì)IP地址進(jìn)行了NAT轉(zhuǎn)換。使用這種方式，用戶(hù)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)置簡(jiǎn)單，并且可以為用戶(hù)計(jì)算機(jī)分配靜態(tài)的私網(wǎng)IP地址，節(jié)省了IP地址的數(shù)量。
