數(shù)字用戶線路和電纜調(diào)制解調(diào)制網(wǎng)絡(luò)

羅萬敏

　　DSL和電纜調(diào)制解調(diào)制線路是連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商的兩個(gè)可用方案，適合我國中／小型企業(yè)和個(gè)人的數(shù)據(jù)服務(wù)需要，避免采用昂貴的其它專用技術(shù)。不論上述哪種寬帶都需要升級換代,都需要繼續(xù)投入，當(dāng)前我國出現(xiàn)的惡性競爭是否看到這一點(diǎn)。

　　DSL和電纜調(diào)制解調(diào)制網(wǎng)絡(luò)是兩種完全不同的技術(shù)，使用不同的基礎(chǔ)設(shè)施，一個(gè)使用現(xiàn)有的電話線路，一個(gè)使用現(xiàn)有的閉路電視網(wǎng)，但可以達(dá)到相同的目的，取得國際互聯(lián)網(wǎng)和各種其它網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)資源。

數(shù)字用戶線路

　　數(shù)字用戶線路（DSL）技術(shù)是一個(gè)調(diào)制和解調(diào)制的技術(shù)，使用現(xiàn)有的雙絞線對電話線路，傳輸各種高帶寬應(yīng)用，例如多媒體和動(dòng)畫。xDSL復(fù)蓋了大量DSL技術(shù)，例如非對稱數(shù)字用戶線路（ADSL），對稱數(shù)字用戶線路（SDSL），高速數(shù)字用戶線路（HDSL），高速數(shù)字用戶線路2（HDSL2），ITU DSL標(biāo)準(zhǔn)線路（G．SHDSL），ISDN數(shù)字用戶線路（IDSL）和甚高速數(shù)字用戶線路（VDSL）。

　　xDSL的各種服務(wù)都是專用的點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)訪問，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商和客戶點(diǎn)間的當(dāng)?shù)丨h(huán)路上，用雙絞線對銅錢進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸出和接入。xDSL也適合辦公大樓和校園環(huán)境。

和撥號上網(wǎng)比較，xDSL有兩大好處：

　　撥號上網(wǎng)的數(shù)據(jù)速度局限在53．3Kbps內(nèi)xDSL可達(dá)6．122Mbps．

　　撥號上網(wǎng)占用電話線路，當(dāng)用戶需要時(shí)才登錄。xDSL是一個(gè)專用的載波連接，與電話語音信道不沖突，這就意味著任何時(shí)后都可以把計(jì)算機(jī)連在網(wǎng)上。

非對稱數(shù)字用戶線路（ADSL）

　　非對稱數(shù)字用戶線路（ADSL）最適合中小型企業(yè)和家庭辦公的需要，也是公眾最常見的選擇。非對稱的數(shù)據(jù)速度適合用戶需要，上行帶寬僅被對互聯(lián)網(wǎng)的請求所耗用，數(shù)據(jù)是很小。下行帶寬才是用于響應(yīng)用戶請求后的數(shù)據(jù)流傳送，需要較高的速度。非對稱數(shù)字用戶線路正好滿足了這個(gè)需求。

　　ADSL技術(shù)的下行帶寬，即從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商（NSP）到用戶點(diǎn)的帶寬高于從用戶點(diǎn)到NSP的上行帶寬。其不對稱性和不中斷的連接使ADSL廣為國際互聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，影視點(diǎn)播和遠(yuǎn)程LAN訪問選用。

　　將ADSL調(diào)制解調(diào)器安裝在雙絞線中的電話路兩端，就可構(gòu)成了ADSL線路。

ADSL線路有三個(gè)數(shù)據(jù)信道：

高速的下行數(shù)據(jù)信道--帶寬1．5至9Mbps。

低速的上行數(shù)據(jù)信道--帶寬16至640Kbps。

電話語音服務(wù)信道--用濾波器或普通電話業(yè)務(wù)的線路分路器從數(shù)字調(diào)制解調(diào)制器中分割出來。

ADSL線路的上行帶寬和下行帶寬還取決于用戶點(diǎn)到DSL供應(yīng)商或中繼站間的距離。越遠(yuǎn)，帶寬下降越多。

　　ADSL系統(tǒng)由下列部件組成：

傳輸系統(tǒng)--為數(shù)字用戶線路接入多路復(fù)用器，提供載波主干傳輸接口。這個(gè)接口可以按各種特定的要求設(shè)置，例如T1／E1，T3／E3，OC－1／3，和STS－1／3。

局域接入網(wǎng)--以當(dāng)?shù)剌d波網(wǎng)為基礎(chǔ)，用幀中繼或ATM交換機(jī)為多個(gè)服務(wù)供應(yīng)商和多個(gè)用戶提供連接。

數(shù)字用戶線路接入多路復(fù)用器（DSLAM）--從多個(gè)DSL環(huán)路上將通信數(shù)據(jù)集中至主干網(wǎng)，以便與其它網(wǎng)絡(luò)連接。

DSL收發(fā)機(jī)遠(yuǎn)程單元（xTU－R--連接DSL環(huán)路的用戶點(diǎn)設(shè)備。

普通電話服務(wù)線路分路器--電話公司和用戶點(diǎn)上可以增選的設(shè)備，使銅線環(huán)路同時(shí)為DSL和單線電話服務(wù)。

　　普通電話服務(wù)線路分路器有兩種配置：

安裝在用戶一側(cè)的單分路器方案。

安裝在電話公司為大量終端使用的多分路器方案。

　　普通電話線路上的分路器有兩種選擇：有源分路器消耗額外的電流，要求備用電源。無源分路器不要求電源，故障后恢復(fù)時(shí)間長。但是，無源分路器可以支持災(zāi)難救生，例如911時(shí)DSLAM或xTU－R均斷電。

　　ADSL數(shù)據(jù)傳輸速度

下行帶寬取決于很多因素：

銅線長度，即距離；

銅線的直徑；

橋接抽頭數(shù)；

交叉藕合的干擾。

　　橋接抽頭就是任何拼接在主線路上的纜線對。過去，合用線路時(shí)是一種正常的安排，每條線上總有兩三個(gè)抽頭。至今，很多未用的橋接抽頭仍就存在，引起不必要的反射，在現(xiàn)在通信技術(shù)中使高頻信號失真。

　　線路衰減隨線路長度和頻率的增加而增加，隨銅線直徑加大而減小。不計(jì)橋接抽頭的影響，ADSL的性能如下：

　　超過上述距離的用戶可以采用光纖環(huán)路載波系統(tǒng)。

　　美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（ANSI）T1E1．4工作組批準(zhǔn)的ADSL標(biāo)準(zhǔn)中，數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)6．1Mbps?DMT／ANSI標(biāo)準(zhǔn)T 1．413。歐洲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)局（ETSI）為T1．431增加了一個(gè)歐洲的需要，接入線路上增加了單終端接口。

　　際異步傳輸論壇（ATM Forum?和國際數(shù)字化音視委員會Digital Audio－Visual Council或DAVIC都把未屏蔽的雙絞線對（UTP）廣泛地用于局域網(wǎng)和電話連接。UTP不能提供高帶寬，也不具有同軸電纜和光纜的抗干擾能力。但是UTP便宜，容易使用。

　　其它的xDSL技術(shù)

　　除了ADSL外，還有幾種其它的xDSL技術(shù)，它們是：

　　單線數(shù)字用戶線路Single－lined digital Subscriber line或SDSL--它是一種高速數(shù)字用戶線路（HDSL）的速度自適應(yīng)版本。和HDSL一樣，是對稱的速度，即在SDSL支持下，下行帶寬和上行帶寬相同，但只用一條線支持通信，且不支持模擬呼叫。最大帶寬1．544Mbps。

　　高數(shù)據(jù)速度數(shù)字用戶線路High－data－rate digital subscriber line或HDSL--Bellcore開發(fā)了這種高位元速度DSL（HDSL）／T1／E1技術(shù)。ANS1在美國進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，ETSI在歐洲進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。HDSL比使用傳統(tǒng)的服務(wù)更省錢。

　　HDSL2--本標(biāo)準(zhǔn)在T1速度上提供對稱服務(wù)。不像HDSL使用兩個(gè)線對，本標(biāo)準(zhǔn)只用一個(gè)線對。HDSL2已有標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的產(chǎn)品具有互操作性。

　　G SHDSL（ITU HDSL標(biāo)準(zhǔn)）--它是HDSL－2的多速度版本，提供雙向?qū)ΨQ服務(wù)，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。

　　綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）數(shù)字用戶線路（IDSL）--它是ISDN和xDSL的交叉技術(shù)，使用單線對，傳輸雙全工數(shù)據(jù)，速度為128Kbps。

　　甚高速數(shù)字用戶線路（Very－h(huán)igh－data－rate digital subscriber line或VDSL--小距離內(nèi)用雙絞線對銅電話線傳輸高速數(shù)據(jù)流。取決于絞線長度，1000英尺300m內(nèi)最大下行速度可達(dá)51和55Mbps。4000英尺1500m內(nèi)，下行速度低至13Mbps。

電纜訪問技術(shù)

　　電纜電視Cable television或CATV即我們慣稱的閉路電視，是一種單向的媒體廣播。CATV服務(wù)商沿各電視頻道，用最低的成本把節(jié)目提供給用戶。五十年來，除了頻道不斷地增加外，技術(shù)上幾乎沒有變動(dòng)。

　　九十年代DSL出現(xiàn)后，CATV唯恐丟失市場，意識到必須向用戶提供高級的數(shù)據(jù)服務(wù)才能生存，北美地區(qū)各主要的電纜電視公司聯(lián)合組建了多媒體電纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)伙伴有限公司Multimedia Cable Network System Partners Ltd或MCNS。MCNS的目標(biāo)在于創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品和系統(tǒng)，沿CATV原有的基礎(chǔ)設(shè)施為社會提供數(shù)據(jù)和更多的服務(wù)。MCNS的主要成員是北美地區(qū)最大的通信公司和電視公司，例如Comcast Cable Communications，時(shí)代華納公司等，具有很強(qiáng)的實(shí)力。

　　首先，MCNS創(chuàng)建了電纜數(shù)據(jù)服務(wù)接口規(guī)范DOCSIS 1．0，后來變成北美標(biāo)準(zhǔn)，在電纜電視的基礎(chǔ)設(shè)施上，為用戶實(shí)現(xiàn)了雙向的數(shù)據(jù)服務(wù)。

電纜訪問的結(jié)構(gòu)

　　為了在電纜網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)，把一個(gè)50至750MHz的電視頻道用作下行數(shù)據(jù)傳輸，把數(shù)據(jù)傳給用戶。另一個(gè)5至42MHz的頻道用作上行數(shù)據(jù)傳輸，把用戶的需求傳送給電纜公司。

電纜網(wǎng)絡(luò)的細(xì)部結(jié)構(gòu)說明如下：

　　家庭和商業(yè)最終用戶用同軸電纜連在光纖節(jié)點(diǎn)上。首先，用戶要在PC機(jī)內(nèi)安裝Ethernet網(wǎng)接口卡，然后再連接電纜調(diào)制解調(diào)器。電纜調(diào)制解調(diào)器的入口端就是同軸電纜，由電纜公司提供。

　　在各光纖節(jié)點(diǎn)的頭端，安裝電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)?Cable Modem Termination System。用戶需要時(shí)，和電纜調(diào)制解調(diào)器通信，在用戶和服務(wù)商之間構(gòu)成LAN連接。

　　大多數(shù)電纜調(diào)制解調(diào)器都是外置硬件，通過標(biāo)準(zhǔn)的10Base－T Ethernet卡或通用串行總線（USB）連接。

　　光纖節(jié)點(diǎn)藉光纖環(huán)路（例如同步光纖網(wǎng)SONET）連在分布集線器上，再由光纖環(huán)路連到當(dāng)?shù)氐碾娎|頭端。

　　電纜頭端進(jìn)一步將數(shù)據(jù)傳到某個(gè)相應(yīng)的網(wǎng)上，即VoIP應(yīng)用傳給PSTN，其它的IP通信傳給公用的Internet。

　　單個(gè)6MHz下行電視頻道，從電纜頭端可以傳送27Mbps下行數(shù)據(jù)；上行頻道可從家庭用戶或商業(yè)最終用戶向頭端傳送500Kbps至10Mbps上行數(shù)據(jù)。

　　上行和下行的帶寬，被連接在同一電纜網(wǎng)分段上的其它數(shù)據(jù)用戶共享。最新設(shè)置的網(wǎng)段上，一般總有500至2000家。取決于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和話務(wù)負(fù)荷，每個(gè)電纜調(diào)制解調(diào)器用戶得到的實(shí)際帶寬是500到1．5Mbps或更高。

　　雖然同一網(wǎng)段上的數(shù)字用戶人數(shù)影響電纜調(diào)制解調(diào)制速度，但電視信號對數(shù)據(jù)服務(wù)沒有影響。因?yàn)樵谕�一電纜上，它們使用不同的頻率。這就意味著你的家人看電視時(shí)，不影響你的上網(wǎng)速度。

　　在國際互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽時(shí)，系統(tǒng)性能受到主干英特網(wǎng)擁塞的影響，地區(qū)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商對此毫無辦法，因?yàn)槟鞘侵鞲删W(wǎng)的問題。

DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)，信號協(xié)議和應(yīng)用

　　數(shù)據(jù)電纜服務(wù)接口規(guī)范（Data Over Cable Service Interface Specification或DOCSIS是一組標(biāo)準(zhǔn)，用來保證用電纜電視網(wǎng)和電纜調(diào)制解調(diào)器傳送數(shù)據(jù)。DOCSIS接口規(guī)范也保證了在IP話務(wù)傳輸中，多家生產(chǎn)商的產(chǎn)品間的互操作性。

　　開放式系統(tǒng)連接Open System Interconnection或OSI是網(wǎng)絡(luò)兩端用戶通信的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)模型，用作計(jì)算機(jī)通信必須遵守的標(biāo)準(zhǔn)。下面說明OSI基準(zhǔn)模型和DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。

TCP／IP支持：

□網(wǎng)絡(luò)層OSI Layer3上的IP服務(wù)

□傳輸層OSI Layer4上的TCP／UDP服務(wù)

數(shù)據(jù)--鏈路層：

□邏輯鏈路控制（LLC）子層遵守Ethernet標(biāo)準(zhǔn)

□保密，認(rèn)可，驗(yàn)證有鏈路安全子層

□媒體訪問控制（MAC）子層支持變長度規(guī)約數(shù)據(jù)單元（PDU）

物理層由下列組成：

□下行數(shù)據(jù)會聚層遵守MPEG－2標(biāo)準(zhǔn)

□上行下行數(shù)據(jù)傳輸使用物理媒體相關(guān)（PMD）子層

總結(jié)

　　避免使用價(jià)格昂貴的專用線路，DSL和電纜調(diào)制解調(diào)制網(wǎng)絡(luò)是連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商的兩種可用方式。

　　DSL是一個(gè)調(diào)制解調(diào)制技術(shù)，使用現(xiàn)有的雙絞線對電話線路獲得高帶寬數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　xDSL有很多不同的結(jié)構(gòu)，每種設(shè)計(jì)適用于不同的市場需求，如表所列。

　　電纜系統(tǒng)原本用來為家庭用戶傳送電視節(jié)目。下行圖像編程信號沿50MHz開始。5MHz到42MHz多為上行通信預(yù)留。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電視頻道占用6MHz無線電頻譜。傳統(tǒng)的電纜系統(tǒng)擁有400MHz的下行帶寬，能夠傳送相當(dāng)于60個(gè)模擬電視信道。現(xiàn)代光纖／同軸電纜混合系統(tǒng)擁有700MHz下行帶寬，接近110個(gè)信道。

　　MCNS制定的DOCSIS 1．0標(biāo)準(zhǔn)，已變成北美標(biāo)準(zhǔn)，值得我們參考。

DSL和電纜調(diào)制解調(diào)制網(wǎng)絡(luò)并非到處都有，實(shí)施前一定要和當(dāng)?shù)氐腄SL／電纜服務(wù)供應(yīng)商詳細(xì)討論。以北美地區(qū)為例，未能敷設(shè)這些網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)，只能采用比較昂貴的Frac－T1／T3或ISDN或速度較慢的撥號上網(wǎng)服務(wù)。

　　兩種技術(shù)各具自己的優(yōu)勢，很難說誰好誰次。與DSL相比，電纜上網(wǎng)的主要缺點(diǎn)是電纜頭端的帶寬共享，最終用戶和鄰居們使用相同的一條電纜，上網(wǎng)點(diǎn)可能成為數(shù)據(jù)存取的擁擠點(diǎn)。另一個(gè)缺點(diǎn)，最終用戶不能自由選擇互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商（ISP）。

　　DSL為最終用戶提供了一條到ISP的專用線路，在同一個(gè)訪問網(wǎng)絡(luò)上，不存在帶寬共享。和電纜技術(shù)一樣，上網(wǎng)點(diǎn)會變成一個(gè)十分擁擠的地方。

摘自　電腦商情報(bào)