ADSL技術(shù)及其應(yīng)用

　　摘要：ADSL技術(shù)是一種調(diào)制技術(shù)，在雙絞銅線的兩端分別接入ADSL調(diào)制解調(diào)器，即可利用其高頻寬帶特性傳送高速數(shù)據(jù)。本文全面闡述了實現(xiàn)用戶線高速化的ADSL技術(shù)及其應(yīng)用。


　　關(guān)鍵詞：ADSL 高速接入 DMT



　　一、ADSL技術(shù)的導(dǎo)入


　　數(shù)字用戶線（xDSL：Digital Subscriber Line）是美國貝爾通信研究所于1989年為推動視頻點播（VOD）業(yè)務(wù)開發(fā)出的用戶線高速傳輸技術(shù)，后因VOD業(yè)務(wù)受挫而被擱置了很長一段時間。近年來Internet和Intranet迅速發(fā)展，對固定連接的高速用戶線需求日益高漲，基于雙絞銅線的xDSL技術(shù)因其以低成本實現(xiàn)用戶線高速化而重新崛起，打破了高速通信由光纖獨攬的局面。


　　二、xDSL技術(shù)的分類


　　xDSL是以銅電話線為傳輸介質(zhì)的傳輸技術(shù)組合，它按上行（用戶到交換局）和下行（交換局到用戶）的速率是否相同可分為速率對稱型和速率非對稱型兩種。它包括普通DSL、HDSL(對稱DSL)、ADSL(不對稱DSL)、VDSL(甚高比特率DSL)、SDSL(單線制DSL)、CDSL(ConsumerDSL) 等，一般稱之為xDSL。


　　對于普通需要高帶寬接入的用戶而言，ADSL是一種值得考慮的技術(shù)，因其下行速率很高，適用于下行數(shù)據(jù)量很大的Internet業(yè)務(wù)。從電信網(wǎng)絡(luò)提供商到用戶的下行速率范圍一般在1.5Mbps 至8Mbps之間，而反向的上行速率則是在16Kbps至640Kbps之間，所對應(yīng)的最大傳輸距離為 5.5km,這種方式是目前最有應(yīng)用前途高速接入INTERNERT 的手段。


　　三、ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)


　　ADSL使用一對電話線，在用戶線兩端各安裝一個ADSL調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器采用了頻分復(fù)用（FDM）技術(shù)，將帶寬分為三個頻段部分：最低頻段部分為0-4KHz，用于普通電話業(yè)務(wù)，中間頻段部分為20-50KHz，用于速率為16-640Mbit/s的上行數(shù)據(jù)信息的傳遞；最高頻段部分為150- 550KHz或140Khz-1.1MHz，用于1.5Mbit/s-6.0Mbit/s的下行數(shù)據(jù)信息的傳送。


　　1�狈蛛x器的功能


　　ADSL技術(shù)能同時提供電話和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為此應(yīng)在已有的雙絞線的兩端接入分離器，分離承載音頻信號的4 kHz以下的低頻帶和ADSL Modem調(diào)制用的高頻帶。分離器實際上是由低通濾波器和高通濾波器合成的設(shè)備，為簡化設(shè)計和避免饋電的麻煩，通常采用無源器件構(gòu)成。


　　2�盇DSL Modem的結(jié)構(gòu)


　　用戶側(cè)的ADSL Modem內(nèi)部結(jié)構(gòu)與V．34等模擬Modem幾乎相同。主要由處理D/A變換的模擬前端（analog front end）、進行調(diào)制/解調(diào)處理的數(shù)字信號處理器（DSP）以及減小數(shù)字信號發(fā)送功率和傳輸誤差，利用“網(wǎng)格編碼”和“交織處理”實現(xiàn)差錯校正的數(shù)字接口構(gòu)成。
　　交換局側(cè)的ADSL Modem產(chǎn)品大多具有多路復(fù)用功能（DSLAM：DSL Access Multiplexer）。各條ADSL線路傳來的信號在DSLAM中進行復(fù)用，通過高速接口向主干網(wǎng)側(cè)的路由器等設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)，這種配置可節(jié)省路由器的端口，布線也得到簡化。目前已有將數(shù)條ADSL線路集束成一條10BASE-T的產(chǎn)品和將交換機架上全部數(shù)據(jù)綜合成155 Mbit/s ATM端口的產(chǎn)品。


　　3�盇DSL的調(diào)制方式


　　ADSL的調(diào)制技術(shù)是ADSL的關(guān)鍵所在。在ADSL調(diào)制技術(shù)中，一般均使用高速數(shù)字信號處理技術(shù)和性能更佳的傳輸碼型，用以獲得傳輸中的高速率和遠距離。在信號調(diào)制技術(shù)上，ADSL調(diào)制解調(diào)器分別采用CAP和DMT技術(shù)：


　　1）CAP(Carricerless Amplitude/Phase Modulation, 無載波調(diào)幅調(diào)相)。CAP是AT&T提出的調(diào)制方式，是一種無載波的正交幅度調(diào)制（QAM），數(shù)據(jù)信號在發(fā)送前被壓縮，然后沿電話線發(fā)送，在接收端重組。CAP的主要優(yōu)點為：載波頻率可變，在一個頻率周期或波特內(nèi)傳輸2到9位二進制數(shù)據(jù)，因此在相同的傳輸速率下，占用更少的帶寬，傳輸距離更遠。


　　2）DMT(Discrete Multi-Tone，離散多音)。DMT采用多載波調(diào)制技術(shù)，可用頻段劃分為多個（典型為256個）子信道，每個子信道的帶寬為4kHz，對應(yīng)不同頻率的載波，并根據(jù)子信道發(fā)送數(shù)據(jù)的能力將數(shù)據(jù)分配給各子信道，不能載送數(shù)據(jù)的子信道被關(guān)掉。DMT用離散快速傅立葉變換進行編解碼，DMT嘗試可能的最高速率，根據(jù)線路的噪聲和衰減特性分配數(shù)據(jù)。目前，DMT已成為 ANSI制訂的ADSL的調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)——T1.413。
　　由于CAP信號傳輸占用全部信道帶寬，所以頻域和時域噪聲都會對它造成影響。DMT的每個很窄的子信道頻帶內(nèi)的電纜特性可以近似認(rèn)為是線性的，因此脈沖混疊可以減到最低程度。在每個子信道內(nèi)傳送的比特率可以按該信道內(nèi)信號和噪聲的大小自適應(yīng)地變化，故DMT技術(shù)可自動避免工作在干擾較大的頻段。


　　DMT和CAP技術(shù)都可以實現(xiàn)速率的自適應(yīng)調(diào)整，這就是RADSL。不同的是DMT可以做到從64kbps開始以32kbps的間隔平滑遞增。而CAP只能從640kbps開始作較粗糙的調(diào)整。


　　CAP的優(yōu)點是處理較DMT簡單，故時延小，芯片功耗低、其商品化也走在DMT方式之前。DMT的優(yōu)點是抗噪聲性能比CAP好。兩種技術(shù)互不兼容，設(shè)備之間無法互連，影響了ADSL的推廣。不過現(xiàn)在市場上的產(chǎn)品基本上以CAP調(diào)制技術(shù)為基礎(chǔ)。


　　4�盇DSL的安裝步驟


　　ADSL安裝包括局端線路調(diào)整和用戶端設(shè)備安裝：局端由服務(wù)商將用戶原有 的電話線中串接入 ADSL局端設(shè)備；用戶端的ADSL安裝也非常簡易方便，只要將電話線連上POTS分離器，分離器與 ADSL MODEM之間用一條兩芯電話線連上，ADSL MODEM與計算機的網(wǎng)卡之間用一條交叉網(wǎng)線連通即要完成安裝。局域網(wǎng)用戶的ADSL安裝與單機用戶只需再加多一個集線器，用網(wǎng)線將集線器與ADSL MODEM連起來就可以了。


　　四、ADSL技術(shù)的發(fā)展


　　雖然從理論上說ADSL系統(tǒng)中ADSL信號（數(shù)據(jù)信號）和話音信號占用不同頻帶傳輸，但由于電話設(shè)備的非線性響應(yīng)，高頻段的ADSL信號會干擾電話業(yè)務(wù)；同樣，電話信號也會干擾ADSL信號。所以，ADSL系統(tǒng)必須在用戶端安裝防止數(shù)據(jù)信號和電話信號互相干擾的分離器（Splitter），而且安裝工作必須由專門的技術(shù)人員完成。這極大地影響了ADSL技術(shù)的普及。


　　1997年，不少DSL制造廠商認(rèn)識到可以通過降低速率以減少硬件的復(fù)雜程度，從而可以使用與撥號Modem相同的數(shù)字處理芯片（DSP）來實現(xiàn)DSL Modem，大大降低成本，同時用戶可以自行安裝DSL設(shè)備，如安裝撥號 Modem一樣方便。這就產(chǎn)生了一種新的標(biāo)準(zhǔn)——G.Lite(或稱UADSL)，它是一種簡單的、無POTS分離器的ADSL版本、廉價、方便。不過DMT和G.Lite兩種標(biāo)準(zhǔn)各有所長，分別適用于不同的領(lǐng)域。DMT是全速率的ADSDL標(biāo)準(zhǔn)，支持8Mbps/1.5Mbps的高速下行/上行速率，而G.Lite標(biāo)準(zhǔn)雖然速率較低，下行/上行速率為 1.5Mbps/512Kbps，但用戶可以像使用普通Modem一樣自己安裝。


　　應(yīng)當(dāng)指出，G.Lite的產(chǎn)生并不是對高速ADSL技術(shù)的否定。相反，G.Lite的產(chǎn)生正是為了更好地引導(dǎo)用戶進入高速銅線傳輸?shù)氖澜纭．?dāng)一部分用戶逐漸感到需要比G.Lite更高的數(shù)據(jù)率時，就會轉(zhuǎn)而使用較為復(fù)雜的高速ADSL技。


　　五、ADSL的優(yōu)勢


　�。�1）電信企業(yè)的主干網(wǎng)已采用2．5 Gbit/s和10 Gbit/s的超高速光纖，但連接用戶和交換局的用戶線絕大多數(shù)仍是電話用的雙絞線，以現(xiàn)有的調(diào)制技術(shù)不能滿足用戶高速接入的需求。導(dǎo)入ADSL技術(shù)后，即可在雙絞線上傳送高達數(shù)Mbit/s的數(shù)字信號，如配置了分離音頻頻帶和高頻帶的分離器，則可同時提供電話和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。


　�。�2）基于光纖同軸電纜混合網(wǎng)（HFC）的Cable Modem作為接入線路高速化的計劃受阻。雖然采用CableModem能夠使CATV用戶線路提供數(shù)Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，但因多個用戶共享帶寬和安全等因素使能夠利用此項業(yè)務(wù)的用戶受到很大限制；實驗和調(diào)查表明，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施上，能夠利用Cable Modem的用戶僅約占15％左右，如果對現(xiàn)有的設(shè)施進行雙向改造。投資巨大。


　�。�3）減輕電話網(wǎng)的負(fù)荷是導(dǎo)入ADSL的第三個原因。有相當(dāng)多的地區(qū)其市內(nèi)電話采取定額月租計費，因此不少撥號用戶24小時一直與Internet相連，占用ISP服務(wù)器端口，使用戶交換機過負(fù)荷運行。采用ADSL技術(shù)則可通過分離器將話音和數(shù)據(jù)分別送入電話交換機和Internet，從而抑制了Internet的業(yè)務(wù)量流入電話網(wǎng)。


　　六、結(jié)束語：


　　要獲得比較滿意的性能，除了要更好地設(shè)計ADSL設(shè)備外，運營商也要提供高質(zhì)量的線路。因為ADSL設(shè)備可以自適應(yīng)地改變傳輸速率，當(dāng)線路不能滿足一定的要求時，用戶會感到傳輸速率得不到保證。所以，在開始使用ADSL之前，要對線路進行測試和優(yōu)化。如測試環(huán)路長度、環(huán)路電阻、環(huán)路損耗是否可接受，定位并去掉影響高速傳輸?shù)募痈芯�圈和橋分點，對線路誤碼率進行測試等。


　　業(yè)界許多專家都堅信，以ADSL為主的xDSL技術(shù)終將成為銅雙絞線上的贏家，而G.Lite最有發(fā)展前途。目前采用普通撥號Modem及N-ISDN技術(shù)接入的用戶將逐步過渡到以ADSL為代表的寬帶接入方式，并最終實現(xiàn)光纖接入。


摘自《通信市場》