新一代ADSL技術(shù)浮出水面

——ADSL2與ADSL+技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用前景

中國(guó)電信集團(tuán)公司總工程師辦公室　王波

　　DSL技術(shù)和業(yè)務(wù)是寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。至2002年9月底，全球DSL用戶(包括ADSL、HDSL/SHDSL、VDSL等主要是ADSL)已超過(guò)3000萬(wàn)，在亞洲、歐洲、北美等地應(yīng)用最為廣泛。其中，韓國(guó)的DSL用戶數(shù)超過(guò)600萬(wàn)，排名世界第一；美國(guó)緊隨其后，用戶數(shù)達(dá)到580萬(wàn)；日本、德國(guó)的DSL用戶數(shù)分別為420萬(wàn)和280萬(wàn)，列第三、四位；我國(guó)的DSL用戶數(shù)也增長(zhǎng)很快，超過(guò)220萬(wàn)，居世界第五位。

　　ADSL不但在應(yīng)用上不斷推廣，在標(biāo)準(zhǔn)上也發(fā)展很快。ITU-T G.992.1(G.dmt)、G.992.1(G.lite)是第一代ADSL標(biāo)準(zhǔn)，自1999年6月發(fā)布以來(lái)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中對(duì)其傳輸性能、抗線路損傷和射頻干擾能力、線路診斷、運(yùn)行維護(hù)等許多方面提出了改進(jìn)的要求。2002年5月進(jìn)行的ITU-T會(huì)議中通過(guò)了新一代ADSL標(biāo)準(zhǔn)，包括G.992.3(ADSL2)和G.992.4(無(wú)分離器ADSL2)，在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的ADSL+標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)將于目前(2003年1月)正在舉行的ITU會(huì)議上通過(guò)。

　　ADSL2技術(shù)特點(diǎn)

　　1.ADSL2的特點(diǎn)和主要改進(jìn)

　　與第一代ADSL(G.992.1)相比，第二代ADSL(G.992.3)的突出特點(diǎn)和主要改進(jìn)有：

　　(1)傳輸能力有一定增強(qiáng)

　　傳輸能力主要指在一定線路和噪聲條件下傳輸距離與速率的關(guān)系。G.992.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ADSL下行速率至少6Mb/s，上行速率至少640Kb/s；而G.992.3標(biāo)準(zhǔn)對(duì)ADSL2的速率要求更為嚴(yán)格，至少應(yīng)支持下行8Mb/s、上行800Kb/s速率。

　　通過(guò)提高調(diào)制效率、減小幀開(kāi)銷(xiāo)、提高編碼增益、改進(jìn)初始化狀態(tài)機(jī)、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。同時(shí)，ADSL2增強(qiáng)了在線重配置功能，支持對(duì)不同通道的動(dòng)態(tài)速率分配、無(wú)縫速率適配；增強(qiáng)了頻譜控制功能，支持單載波模板；增強(qiáng)了功率控制功能，局端和遠(yuǎn)端均支持功率下調(diào)；具有可選的短初始化序列，支持快速錯(cuò)誤恢復(fù)(初始化時(shí)間由ADSL要求的10秒降為3秒以內(nèi))。

　　(2)應(yīng)用范圍進(jìn)一步拓展

　　ADSL2的傳送模式在ADSL標(biāo)準(zhǔn)(G.992.1)規(guī)定的ATM(異步傳送模式)和STM(同步傳送模式)的基礎(chǔ)上，增加了PTM(分組傳送模式)，從而更好地適應(yīng)日益增長(zhǎng)的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)(Ethernet over ADSL)的傳送需求。

　　ADSL2支持的主要應(yīng)用環(huán)境，在ADSL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Data+POTS、Data+ISDN的基礎(chǔ)上，增加了對(duì)Voice over Data(即VoADSL)的定義，實(shí)現(xiàn)上既可采用分組話音方式，也可采用信道化方式(即TDM話音通過(guò)ADSL透明傳送)。

　　ADSL2增加了全數(shù)字模式，即在沒(méi)有POTS業(yè)務(wù)時(shí)采用話帶傳送數(shù)據(jù)，這樣可增加上行帶寬256kb/s。

　　ADSL2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。

　　(3)線路診斷能力得到提高

　　ADSL2系統(tǒng)可在初始化過(guò)程中及結(jié)束后，提供對(duì)線路噪聲、線路衰減、信噪比等重要參數(shù)的測(cè)量功能，特別是定義了一種特殊的診斷測(cè)試模式，可在線路質(zhì)量很差而無(wú)法激活時(shí)進(jìn)行測(cè)量。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。ADSL2系統(tǒng)的線路質(zhì)量評(píng)測(cè)和故障定位功能有了很大改善，這對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)水平具有重要意義。

　　(4)節(jié)能特性明顯改善

　　第一代ADSL收發(fā)器不論是否有數(shù)據(jù)傳輸，功率始終相同。ADSL2引入兩個(gè)新?tīng)顟B(tài)(L2低功耗模式、L3低功耗模式)，使收發(fā)器在數(shù)據(jù)速率低或無(wú)數(shù)據(jù)傳送時(shí)進(jìn)入休眠狀態(tài)，可大大降低功耗，對(duì)于局端設(shè)備，還可降低散熱要求，這樣就能很好地適應(yīng)“永遠(yuǎn)在線”的使用方式。

　　另外，ADSL2系統(tǒng)的互通性得到進(jìn)一步改善。由于G.992.3標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)功能規(guī)定更詳細(xì)、明確，特別是改進(jìn)了初始化狀態(tài)機(jī)，從而增強(qiáng)了不同廠家芯片的互通性，同時(shí)減小了互通時(shí)傳輸性能上受到的影響。

　　2.ADSL2的應(yīng)用形式

　　 ADSL2利用現(xiàn)有電話銅纜資源，可在開(kāi)通話音業(yè)務(wù)(POTS、ISDN)的同時(shí)，利用高頻段提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。其中ATU-C、ATU-R分別為局端和用戶端的ADSL2收發(fā)單元，話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過(guò)分離器(Splitter)隔開(kāi)。

　　根據(jù)提供業(yè)務(wù)的不同，ADSL2包括以下四種具體應(yīng)用形式：

　　(1)Data，即只提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

　　(2)Data+POTS，即同時(shí)提供數(shù)據(jù)和普通電話業(yè)務(wù)。

　　(3)Data+ISDN，即同時(shí)提供數(shù)據(jù)和ISDN業(yè)務(wù)。

　　(4)Voice over Data，即通過(guò)數(shù)據(jù)通道提供話音業(yè)務(wù)(VoADSL)。此時(shí)需要話音網(wǎng)關(guān)功能完成話音到分組數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

　　3.ADSL2的協(xié)議層次和主要功能

　　ADSL2收發(fā)器的協(xié)議模型在物理媒質(zhì)之上分為三個(gè)子層：傳送協(xié)議相關(guān)匯聚子層(TPS-TC)、物理媒質(zhì)相關(guān)匯聚子層(PMS-TC)、物理媒質(zhì)子層(PMD)。

　　(1)TPS-TC子層

　　這一子層提供對(duì)上層傳送協(xié)議的適配功能，包括STM、ATM和PTM(分組傳送模式)三種模式，主要功能有速率適配、幀定界、錯(cuò)誤監(jiān)視等。該子層只與上層協(xié)議相關(guān)而與與物理媒質(zhì)上的信號(hào)特性無(wú)關(guān)。

　　(2)PMS-TC子層

　　這一子層用于加強(qiáng)ADSL數(shù)據(jù)流在物理媒質(zhì)上的傳送能力，主要包括幀同步、擾碼(scamble)、前向糾錯(cuò)(FEC)、交織(interleave)等功能。該子層只與物理媒質(zhì)相關(guān)而與應(yīng)用(上層協(xié)議)無(wú)關(guān)。

　　(3)PMD子層

　　這一子層的規(guī)定包括發(fā)送信號(hào)的電氣特性、編碼、調(diào)制、雙工方式等。

　　在編碼方面，包括載波排序、格形編碼(trellis code)、星座映射、增益調(diào)整等，在調(diào)制方面，包括子載波、離散傅立葉反變換、循環(huán)前綴、并/串轉(zhuǎn)換等。

　　對(duì)于PMD子層，頻帶劃分、功率譜密度(PSD)是非常重要的內(nèi)容，是決定ADSL2傳送能力的主要因素。ADSL2利用1.1MHz以下頻段，下行通帶的最大PSD為-36.5dBm/Hz，上行通帶的最大PSD為-34.5dBm/Hz。G.992.3標(biāo)準(zhǔn)考慮了ADSL2與POTS、ISDN在同一對(duì)銅纜上開(kāi)通和在相鄰線對(duì)中共存的情況，針對(duì)Data+POTS、Data+ISDN、全數(shù)字ADSL2兼容POTS、全數(shù)字ADSL2兼容ISDN四種應(yīng)用方式作了規(guī)定。其中，后兩種方式為此標(biāo)準(zhǔn)新定義的，是在銅纜上無(wú)POTS或ISDN業(yè)務(wù)時(shí)，盡可能擴(kuò)展ADSL2的使用頻帶，同時(shí)又要減小對(duì)同一捆銅纜中其它線對(duì)上的POTS/ISDN業(yè)務(wù)影響(降低相應(yīng)頻率下的PSD)。

　　無(wú)分離器ADSL2技術(shù)

　　無(wú)分離器ADSL2(G.992.4)是對(duì)Glite(G.992.2)的增強(qiáng)，主要包括兩大方面：一是與G.992.3相似的改進(jìn)，如增加了全數(shù)字模式，增加了PTM模式，可支持四種延遲通道、四個(gè)承載信道，以及傳輸能力、線路診斷、在線重配置、功率控制、頻譜控制、減小功耗等；二是與無(wú)分離器特性相關(guān)的改進(jìn)，如包含快速重訓(xùn)練的更強(qiáng)大的激活過(guò)程、自適應(yīng)長(zhǎng)度快速啟動(dòng)等。由于Glite的應(yīng)用很少，制訂G.992.4主要為了標(biāo)準(zhǔn)上的完整性，應(yīng)用前景有限。

　　ADSL+技術(shù)特點(diǎn)

　　目前，ITU-T第15研究組會(huì)議正在瑞士日內(nèi)瓦進(jìn)行，ADSL+標(biāo)準(zhǔn)將在此次會(huì)議上討論通過(guò)。此標(biāo)準(zhǔn)在ADSL2(G.992.3)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，主要是將頻譜范圍從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。

　　由于ADSL2使用的頻段與ADSL相同，因此傳輸性能的改進(jìn)主要表現(xiàn)在長(zhǎng)距離、抗線路損傷、抗噪聲等方面，最大傳輸速率與相同條件下的ADSL相比并無(wú)明顯提高。而ADSL+由于將使用的頻譜作了擴(kuò)展，傳輸性能將有明顯提高(下行最大傳輸速率理論上可接近ADSL的2倍)。

　　新一代ADSL技術(shù)的應(yīng)用前景

　　新一代ADSL芯片的研發(fā)在標(biāo)準(zhǔn)形成的過(guò)程中一直在進(jìn)行，不同的芯片廠商采用不同的策略。有的廠商分階段研制ADSL2和ADSL+芯片，其主要考慮是，一方面，ADSL2比ADSL+標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程快(至少相差半年)，另一方面，ADSL2的芯片成本在有一定產(chǎn)量的情況下比ADSL增加不多，有望在市場(chǎng)上取得一定優(yōu)勢(shì)，此后再根據(jù)需求狀況決定ADSL+芯片的生產(chǎn)。有的廠商則更注重ADSL+在傳輸性能上的提高，直接研發(fā)ADSL+芯片。目前，ADSL2芯片已有初步的產(chǎn)品，更多的產(chǎn)品將于今年陸續(xù)推出。

　　從應(yīng)用角度來(lái)看，在歐洲、北美等地，由于用戶分布一般比較分散，適合采用ADSL技術(shù)，對(duì)ADSL技術(shù)的升級(jí)形成ADSL2/ADSL+有較強(qiáng)的需求。一方面，由于新一代ADSL在應(yīng)用模式上變化不大，而性能和功能上得到了擴(kuò)展，還可在原有ADSL DSLAM上混插ADSL2/ADSL+的用戶板，為用戶提供更高水平的服務(wù)，同時(shí)兼容原有ADSL Modem；另一方面，由于國(guó)際范圍內(nèi)通信行業(yè)普遍不景氣，歐美運(yùn)營(yíng)商一般不愿投入更多的資金進(jìn)行全新技術(shù)(如VDSL)的引入和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。而在東亞、東南亞等地，ADSL的應(yīng)用快速發(fā)展的同時(shí)，由于用戶居住相對(duì)密集，適合VDSL中短距離、高速率的特點(diǎn)，特別是在韓國(guó)、日本等寬帶接入發(fā)展較快、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈的國(guó)家，VDSL已進(jìn)入商用化進(jìn)程。

　　在我國(guó)，ADSL的應(yīng)用近幾年來(lái)不斷推廣，特別是2002年，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，用戶數(shù)進(jìn)入快速增長(zhǎng)時(shí)期，已成為運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)收入的主要增長(zhǎng)點(diǎn)之一。同時(shí)，由于VDSL技術(shù)，特別是以太網(wǎng)與VDSL結(jié)合的EoVDSL方式，與ADSL和以太網(wǎng)接入相比具有一定的潛在優(yōu)勢(shì)，也得到了運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商的廣泛關(guān)注。因此，有必要緊密跟蹤新一代ADSL和VDSL技術(shù)的進(jìn)展，在綜合考慮性能、成本、技術(shù)成熟度、市場(chǎng)需求等因素在基礎(chǔ)上制訂恰當(dāng)?shù)陌l(fā)展策略。



摘自《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》2003.2.19