“l(fā)ast mile”與DSL技術(shù)

“l(fā)ast mile”與DSL技術(shù)

通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，其中一個重要的特征就是高速化。隨著商業(yè)、政府、科研院校和個人家庭辦公的市場需求，人們經(jīng)常談起的“最后一英里”(last mile)問題，也就成為了高速通信發(fā)展的瓶頸。為了使數(shù)據(jù)高速地通過“最后一英里”，從而在整體上提高通信速度，近些年來，通信市場上出現(xiàn)我了九種寬帶接入技術(shù)。其中主要包括；

(1)模擬Modem：采用V.90技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用戶可以獲得高達(dá)56kbps的下行33.6Kbps的上行速率；

(2)ISDN：ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）可以提供兩條各64Kbps數(shù)字化B信道，另外一個16kbpsD信道負(fù)責(zé)信令信息傳遞；

(3)無線接入：實(shí)現(xiàn)的方式很多，如衛(wèi)星電視系統(tǒng)或蜂窩電話系統(tǒng)，可以提供從幾Kbps到幾Mbps的同步或異步接入帶寬；

(4)Cable Modem：利用連接到用戶的有線電視系統(tǒng)（優(yōu)質(zhì)的同軸和光纖介質(zhì)），可以提供高達(dá)30Mbps的超高速接入速率。

(5)xDSL：DSL稱為數(shù)字用戶線，xDSL是一組不同類型的DSL的簡稱。不同類型DSL根據(jù)不同整編的接入帶寬，限制不同的傳輸距離，最高速率超過50Mbps。

在過去的五十年間，為了配合通信的飛速發(fā)展，世界各國都鋪設(shè)了大量的銅質(zhì)雙絞線。由于DSL技術(shù)利用電話公司和用戶原有的銅線資源，保護(hù)了原有的投資；同時，不同類型的DSL提供相應(yīng)不同的接入速率，可以滿足不同層次用戶和不同類型業(yè)務(wù)的需要；因此，近幾年來，世界范圍內(nèi)的DSL技術(shù)發(fā)展很快。事實(shí)證明，DSL是目前可選技術(shù)中比較實(shí)用可靠性高、性能價格比高的寬帶接入技術(shù)。本文因此就xDSL作簡要介紹。

一、xDSL的分類

xDSL是一組采用不同技術(shù)的DSL的集合。例如：ADSL，SDSL，HDSL等。所有的DSL都可以分成兩類：對稱式DSL和非對稱式DSL。

1、ADSL：非對稱式DSL

“非對稱”表現(xiàn)在雙向的數(shù)據(jù)速率不對稱相等。一般都是下行速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上行速率。這種DSL，對于網(wǎng)上沖浪和遠(yuǎn)端LAN用戶接入都極具吸引力，因?yàn)檫@種情況下下行流量遠(yuǎn)大于上行流量。ADSL具體還可細(xì)分為如下三種：

(1)G.dmt ADSLL：G.dmt ADSL又稱為全速(Full-rate)ADSL。在10,000-12,000英尺的范圍內(nèi)，G.dmt ADSL支持的下行速率最高可以達(dá)到8Mbps，而上行速率最高可達(dá)到1.5Mbps；如果距離達(dá)到18,000英尺，下行速率最高更可以達(dá)到1.5Mbps。G.dmt ADSL與G.lite ADSL（下面即將介紹）最大的不同點(diǎn)，在于它們之間速率的差異。

(2)G.lite ADSL：也稱為universal ADSL。是一種低速版本的ADSL。這種析標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生于1999年的中后期。相對于其它類型的DSL，G.lite ADSL設(shè)備投資少，同時操作簡單。其最高下行速率為1.5Mbps，上行速率為384Kbps。

(3)RADSL(Rate Adaptive Asymmetric Digital Subscriber Line)：即速率可調(diào)的ADSL，類似于Full-rate ADSL，支持的下行速率最高可以達(dá)到7Mbps，上行速率最高可達(dá)到1.5Mbps。與其它不同的是，在數(shù)據(jù)傳輸階段可以根據(jù)線路質(zhì)量來調(diào)整帶寬，保證用戶數(shù)據(jù)的傳送，而其它種類的DSL產(chǎn)品，必須在建立連接的時候確定傳輸帶寬。

2、對稱式DSL：

對稱式DSL提供雙向同等速率的帶寬，適用于那些需要發(fā)送大量數(shù)據(jù)的用戶。對稱式DSL可以分為如下五種；

(1)HDSL(High Bit-Rate Digital Subscriber Line)：稱為高速數(shù)字用戶線、HDSL是目前應(yīng)用當(dāng)中最廣泛、最成熟的DSL技術(shù)。可以在12,000-15,000英尺的范圍內(nèi)，使用兩對雙絞線提供高達(dá)2Mbps的雙向數(shù)據(jù)通道，通過中繼器的使用距離還可以延伸。

(2)HDSL II(High Bit-Rate Digital Subscriber Line II)：這是下一代的HDS/HDSL II主要完成三個功能：第一，以一對雙絞線提供全速EI業(yè)務(wù)；第二，遵從HSDL II設(shè)備之間的互通性；第三，HDSL II支持傳輸距離達(dá)到12,000英尺。

(3)SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line)：即為對稱數(shù)字用戶線，又可以稱為S-HDSL，即單線對的HDSL。S-HDSL/SDSL使用一對雙絞線，提供全速E1業(yè)務(wù)，這一點(diǎn)是與HDSL的最主要的區(qū)別，HDSL提供E1速率使用兩對雙絞線。SDSL支持的最長距離在10,000英尺左右。SDSL是是HDSL II的前身。

(4)IDSL (ISDN Digital Subscriber Line)：ISDN數(shù)字用戶線。ISDN是DSL和ISDN技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。IDSL最早由Ascend公司提出，使用與ISDN設(shè)備相同的數(shù)字編碼技術(shù)，并且提供144Kbps的帶寬，最長距離達(dá)到18,000英尺。IDSL與ISDN不同之處在于，IDSL繞過了擁塞的電話網(wǎng)，而使用數(shù)據(jù)網(wǎng)。另外，使用IDSL也沒有ISDN的呼叫建立連續(xù)的時延。

(5)VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line)：超高速數(shù)字用戶線。VDSL是當(dāng)前xDSL技術(shù)中速率最高的一種。目前這還是一種非對稱式產(chǎn)品，提供下行最高13-52Mbps,上行1.5-2.3Mbps的速率，速率高于ADSL產(chǎn)品，距離為1,000-4,500英尺。這種超高速DSL可以配合光纖到路邊（FTTC）實(shí)現(xiàn)用戶的超高速接入。同時，在不久的將來，VDSL的上行和下行可能實(shí)現(xiàn)速率對稱。

由于DSL技術(shù)是21世紀(jì)90年代開始發(fā)展起來的一種新興技術(shù)，因此在世界范圍內(nèi)引起了廣泛的研究和發(fā)展，不同廠商推出的新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮。以上列舉的只是xDSL的比較普遍的分類方法。另外還有一些廠商的專利產(chǎn)品，如Rockwell International 公司推出的Consumer Digital Subscriber Line (CDSL),以及Nortel公司的Ethernet Local Loop (Ether Loop)也屬于xDSL范疇。

二、xDSL技術(shù)

就目前來講，支持DSL的技術(shù)主要有三種，它們分別是2BIQ,DMT(Discrete Multi-Tone)和CAP（Carrierless Amplitude phase）技術(shù)。

(1)2BIQ:2BIQ屬于脈沖振幅調(diào)制（PAM）技術(shù)。2BIQ碼是由2個二進(jìn)制比特編碼后，轉(zhuǎn)換為一個四進(jìn)制脈沖幅度，即四電平脈幅調(diào)制碼。

2BIQ碼與二元碼相比頻帶利用率提高了一倍，其傳輸距離也相應(yīng)增加，但是對部件要求有高質(zhì)量的數(shù)字濾波器和均衡器，才能保證高速率、低噪聲的傳輸效果、性能。

(2)CAP：CAP是冗余無載波調(diào)幅調(diào)相技術(shù)。CAP技術(shù)與正交振幅調(diào)制（QAM）聯(lián)系密切，事實(shí)上它們之間可以通過簡單的數(shù)學(xué)變換得到。QAM應(yīng)用廣泛，在衛(wèi)星通信和軍事領(lǐng)域乾隆奶普遍。在重新組合和發(fā)送之前，信號被分成兩個部分，并且對兩個相互正交的載波進(jìn)行市制。然后，在相同的頻帶內(nèi)形成正交頻譜的調(diào)制信號。

在接收端對該信號利用本地的兩修正在交載波實(shí)現(xiàn)同步檢測，于是完成兩部分信號的同時解調(diào)。由于在同一頻帶風(fēng)傳輸兩個信號，因而系統(tǒng)總的信息傳輸速率提高了一倍。CAP與QAM的主要不同在于其實(shí)現(xiàn)上：QAM利用正交調(diào)制后在模擬域中相加，然后發(fā)送。而CAP技術(shù)，在于正交信號調(diào)制數(shù)字化，使用兩個數(shù)字帶通濾 波器，然后兩個信號相加經(jīng)過一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（DAC）發(fā)送出去。CAP與QAM相比，由于數(shù)字化的引入，使得其更加高效、靈活。

(3)DMT：DMT是離散多音頻調(diào)制技術(shù)。DMT技術(shù)與CAP技術(shù)不同，它使用大量的窄帶載波，同時采用并行發(fā)送的形式，每個載波攜帶完整信息的一部分。大量離散的波段，或者稱為子信道，相互獨(dú)立地調(diào)制到一個載波頻率并且是并行處理。數(shù)據(jù)的調(diào)制和解調(diào)由快速傅立葉變換完成。多載波調(diào)制還需要所有子信道之間的分離，同時多載波技術(shù)使用更多的數(shù)字處理技術(shù)，因此，目前DMT技術(shù)商用化的開銷比較大。

DMT的ANSI標(biāo)準(zhǔn)T1.413使用了256個子信道（其中32個子信道用于上行數(shù)據(jù)），每個載波占用4KHz帶寬，每個載波均可單獨(dú)調(diào)制從0到最大15bit/ssec/Hz，因此每個話音頻帶可以支持60Kbps(一些情況滿足16bit/ssec/Hz，因此支持64Kbps)。在較低頻帶，有較好信噪比的情況下，典型結(jié)果可以達(dá)到10bits/Hz;在線路條件稍差的情況下，可以達(dá)到4bits/Hz或更低。這樣，高速數(shù)據(jù)分散成為數(shù)百個載波上的低速數(shù)據(jù)流。

目前這三種主要實(shí)現(xiàn)xDSL的技術(shù)，2BIQ主要用于HDSDL：CAP技術(shù)應(yīng)用相當(dāng)廣泛SDSL、HDSL、HDSL II和VDSL，ITU-T在1998年通過G.911.1關(guān)于2線HDSL標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定CAP為2線HDSL標(biāo)準(zhǔn)；而DMT技術(shù)是ANSI（T1.413）的ADSL的線路編碼標(biāo)準(zhǔn)。

三、xDSL在國內(nèi)的主要應(yīng)用

相對于國外的DSL技術(shù)的飛速發(fā)展，國內(nèi)仍處于起步階段，目前國內(nèi)DSL的應(yīng)用主要集中在廣域網(wǎng)范圍，而在國外的通信市場上，在局域網(wǎng)范圍內(nèi)的應(yīng)用也相當(dāng)普遍。當(dāng)前在國內(nèi)DSL的應(yīng)用形式主要有兩種。

1、DSL作為高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)（幀中繼、ATM等）的接入

于1998年正式投入商用的北京地區(qū)幀中繼網(wǎng)，用戶接入手段主要通過HDSL設(shè)備，提供64Kbps-2048Kbps的雙向?qū)ΨQ式速率接入，滿足用戶之間點(diǎn)到點(diǎn)的高速數(shù)據(jù)通信。同時幀中繼網(wǎng)與163網(wǎng)通過光纖的互連，使用戶通過幀中繼網(wǎng)，可以獲得較高速的Internet服務(wù)。

2、高速DSL（如ADSL或VDSL）作為視頻點(diǎn)播（VOD）的接入

這在上海和廣東發(fā)展很快，北京地區(qū)幾年前建立了VOD的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，現(xiàn)在還沒有大規(guī)模正在投入商用。

遠(yuǎn)端光節(jié)點(diǎn)（ORN）與機(jī)頂盒之間采用VDSL技術(shù)，最高下行速率27Mbps，實(shí)際中傳送MPEG-2時使用3.072Mbps帶寬，但距離限制在240米左右。上海和廣東已經(jīng)使用ADSL接入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)話音、VOD和Internet的整體解決方案，并且已經(jīng)投入商用。

四、結(jié)束語

在過去的10年間，xDSL技術(shù)取得了長足的發(fā)展，這主要由于xDSL技術(shù)不僅保護(hù)了電信公司的原有投資，同時由于目前光纖到戶、到桌面從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上來說還不現(xiàn)實(shí)，而xDSL技術(shù)恰恰能夠滿足當(dāng)前市場的需求。根據(jù)Cahners In-Stat公司的市場分析，預(yù)計(jì)到2000年末，DSL用戶將達(dá)到4.4百萬線，而2001年底，用戶將達(dá)到10.2百萬線。由此可見，未來幾年內(nèi)，在世界范圍內(nèi)，在中國地區(qū)，用戶解決“最后一英里”的高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}上，xDSL將會有很大市場，將會有一個大展宏圖的明天。（

張晉紅 劉軍）