非对称数字用户线环路(Asymmetric Digital Subscriber Line,ADSL)是一种新的数据传输方式。因为上行和下行带宽不对称,所以称为非对称数字用户线环路。特别适合传输多媒体信息业务,如视频点播(VOD)、多媒体信息检索和其他数据文档交互式业务。
ADSL采用频分复用技术把普通电话线路分成电话、上行和下行三个相对独立的信道,从而避免了相互之间的干扰。即使边打电话边上网,也不会发生上网速率和通话质量下降的情况。通常ADSL在不影响正常电话通信的情况下可以提供最高3.5Mbit/s的上行速度和最高24Mbit/s的下行速度。ADSL是一种异步传输模式(ATM)。图4-4是ADSL结构图。
在电信服务提供商端,需要将每条开通ADSL业务的电话线路连接到数字用户线路访问多路复用器(DSLAM)上。而在用户端需要使用一个ADSL终端(即ADSL调制解调器,简称Modem,或称ADSL信号分离器)连接电话线路。由于ADSL使用高频信号,ADSL调制解调器可将ADSL数据信号和音频电话信号分离出来,避免打电话时出现噪音干扰。
通常的ADSL调制解调器有一个电话线路输入(Line-In)接口和一个以太网接口。
图4-4 ADSL结构图
某些ADSL调制解调器使用USB接口与计算机相连,需要在计算机上安装指定的软件以添加虚拟网卡来进行通信。
1.ADSL数据通信原理
传统电话线系统使用的是铜线的低频部分(4kHz以下频段)。而ADSL采用DMT(离散多频)技术,将电话线路的20kHz~1.1MHz高频段划分成256个频宽为4.3kHz的子频带。其中,4kHz以下频段用于传送传统电话业务,20~138kHz频段用来传送上行信号,138kHz~1.1MHz的频段用来传送下行信号。传输距离达3~5km。
离散多频(Discrete Multitone,DMT)调制技术,每个信道调制的比特数(数据率)可以根据线路情况自动调整,以便充分利用线路。一般来说,子信道的信噪比越大,在该信道上调制的比特数越多;如果某个子信道信噪比很差,则弃之不用。目前,ADSL可达到上行640kbit/s、下行8Mbit/s的数据传输速率。
由此可见,对于原先的电话信号而言,仍使用原先的频带,ADSL的数据传输,使用的是话音以外的频带。所以原先的电话业务不受任何影响。
ADSL采用频分多路复用技术,在一条线路上可以同时传送3个信道;当使用光纤/同轴电缆(HybridFiber/Coax,HFC)混用方案时,通过CABLEModem(电缆调制解调器)连接。
2.主要特点
ADSL技术的主要特点是可以充分利用现有的电话铜缆网络,在线路两端加装ADSL调制解调器,即可为用户提供宽带服务。并与普通电话共存于一条电话线上。用户通过ADSL接入宽带多媒体信息网和因特网,同时可以收看影视节目,举行视频会议,还可以很高的速率下载数据文件。主要特点如下:
(1)一条电话线可同时接听、拨打电话和数据传输,互不影响。
(2)虽然使用的还是原来的电话线,但ADSL传输的数据并不通过电话交换机,所以ADSL上网不需要缴付额外的电话费,节省了费用。
(3)ADSL的数据传输速率是根据线路的情况自动调整的,它以“尽力而为”的方式进行数据传输。
安装ADSL极其方便快捷。在现有的电话线上除了在用户端安装ADSL通信终端外,不用对现有线路作任何改动。
使用ADSL技术,通过一条电话线,可以比普通语音Modem快一百倍的速度浏览因特网,享受到先进的数据服务,如网上购物、视频会议、视频点播、网上音乐、网上电视、网上MTV的乐趣。
ADSL是众多DSL技术中较为成熟的一种,带宽较大、连接简单、投资较小,因此发展很快。宽带运营部门已先后推出了联通ADSL宽带接入服务,而区域性应用更是发展快,但从技术角度看,ADSL对宽带业务来说只能作为一种过渡性方法。(www.daowen.com)
3.ADSL分类
现在比较成熟的ADSL标准有G.DMT和G.Lite两种:
G.DMT是全速率的ADSL标准,支持8Mbit/s高速下行和1.5Mbit/s上行速率,但是,G.DMT要求用户端安装POTS分离器,适用于家庭办公室(SOHO)。
G.Lite标准速率较低,下行/上行速率为1.5Mbit/s/512kbit/s,但省去了复杂的POTS分离器,成本较低且便于安装,适用于普通家庭用户。
4.ADSL技术标准
ADSL技术标准分为传输标准和网络登录标准。
(1)传输标准。1994年TIE1.4工作组通过了第一个ADSL草案标准[15],决定采用DMT作为标准接口,支持6.144Mbit/s,甚至更高的速率,能传较远的距离。ANSI标准包含一个附录,规定了欧洲制式ADSL标准。因而ANSI制定的ADSL标准实际上已经是一个准国际标准。
1998年1月,世界上一些知名厂商、运营商和服务商组织起来,成立了通用ADSL工作小组(UniversalADSL Working Group,UAWG),致力于该版本的标准化工作。
1998年10月,ITU(国际电信联盟)开始进行通用ADSL标准的讨论,并将之命名为G.Lite,经过半年多的等待,1999年6月22日,ITU最终批准通过了G.Lite(即G.992.2)标准,从而为ADSL的商业化进程扫清了障碍。一个称为通用ADSL(Universal ADSL)新版本诞生了。
以ITU-TG.992.1标准为例,ADSL在一对铜线上支持上行速率为512kbit/s~1Mbit/s,下行速率为1~8Mbit/s,有效传输距离在3~5km范围以内。当电信服务提供商的设备端与用户终端之间距离小于1.3km时,还可以使用速率更高的VDSL,它的速率可以达到下行速率为55.2Mbit/s,上行速率为19.2Mbit/s。
(2)网络登录标准。ADSL通常提供三种网络登录方式:
①桥接登录,直接提供静态IP。
②PPPoA登录(PPPoverATM,基于ATM的端对端协议)。
③PPPoE登录(PPPover Ethernet,基于以太网的端对端协议)。后两种登录通常不提供静态IP,给用户动态分配网络地址。
1997年中,一些ADSL的厂商和运营商开始认识到,也许牺牲ADSL的一些速率可能会加快ADSL的商业化进程,因为速率下降的同时也就意味着技术复杂度的降低。全速率ADSL的下行速度是8Mbit/s,但是在用户端必须安装一个分离器(Splitter)。如果把ADSL的下行速率降到1.5Mbit/s(下行为1.5Mbit/s,上行为384kbit/s),那么用户端的分离器就可以取消。这意味着,用户可以像以往安装普通模拟Modem一样安装ADSLModem,省略了服务商的现场服务,这对ADSL的推广至关重要。
在Internet向全世界开放的时代,拥有计算机的用户普遍要求上网以获取大量数据信息,给原来的电话通信网带来巨大的冲击。而数字电视技术日趋成熟,使众多住家用户产生了浓厚的兴趣。近年来,通信网上的电话业务量仅缓慢上升,而数据信息的业务量却以指数规律上升,这意味着,XDSL数字用户线必须跟进、加快发展。
实际应用中,数据信息业务和数字图像业务有各种不同的使用情况。有些用户发送和接收的数据信息几乎具有相等的数字速率,这就属于对称双向通信。双方用户使用可视通信或多媒体通信,一般是双向对称的。
大量上Internet的用户,他们发往网络的仅是简短的数据信息,而网络向用户提供的往往是大量的、长时间传送的数据信息。如住家用户需要VOD(VideoOnDemand)点播电视节目业务,用户发向网络发送的也仅是简短的数据,而网络向用户提供的却是长时间的数字电视节目。这两类典型应用表明上行线路仅传输简短数据,而下行线路却传输大量数据,属于不对称的双向通信。
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