xDSL是各种数字用户线路(Digital Subscriber Line)的简称,xDSL中的x代表不同种类的数字用户线路技术,如ADSL(非对称数字用户线)、HDSL(高比特率数字用户线)、R-ADSL(可调速率数字用户线)、SDSL(单线路数字用户线)、VDSL(甚高速率数字用户线)等几种。
xDSL技术按上行(用户到交换局)和下行(交换局到用户)的速率是否相同可分为对称型和非对称型两种。对称型的有HDSL、SDSL、IDSL,非对称型的有ADSL、VDSL、RADSL。下面分别介绍其主要的技术方式。
1.非对称数字用户线(ADSL)
ADSL是目前最常用的一种,它可以使用户的计算机通过电话线接入因特网,上网和打电话可以同时进行,互不干扰。ADSL利用FDM把一条1.1MHz容量的双绞铜线频谱分成3个不同频段:POTS信道、上行数据信道、下行数据信道,如图8-17所示。
传统电话业务(POTS)信道:0~25kHz。话音占用0~4kHz,多余的带宽为保护频带,防止话音和数据信道之间的串扰。
图8-17 ADSL的频谱划分
上行单向低速信道:25Hz~200kHz。低速的上行信道包括通向网络的控制开销信号,速率一般在640kbit/s~1Mbit/s之间。
下行单向高速信道,250kHz~1.1MHz。高速下行信道向用户传送数据、视频、音频信息及控制、开销信号,速率一般在1.5~8Mbit/s之间,在0.5mm双绞铜线上传送距离可达3.6km。值得注意的是,线路距离和线路质量会影响实际的传输速率。
在不采用FDM而采用回波抵消的ADSL系统中,下行信道的低频段与上行信道的整个频带重叠。
ADSL系统由交换局侧的局端模块(ADSL收发器-局端,ATU-C)和用户侧的远端模块(ADSL收发器-远端,ATU-R)组成,具体设备有ADSL调制解调器、分离器、DSL接入复用器(DSL Access Multiplexer,DSLAM)。ADSL的基本结构如图8-18所示。
图8-18 ADSL的基本结构
分离器用于分开话音信道和数据信道。DSLAM对多个用户的ATU-C进行复用,提供到因特网的接入。ADSL调制解调器利用QAM、CAP或DMT等调制技术传输来自计算机的数字信号。CAP(无载波幅相调制)与QAM调制类似,只不过不采用载波,而是通过激励一个数字滤波器来产生调制信号。
DMT(离散多音)调制技术比QAM和CAP技术具有更多优势,它是我国ADSL线路传输的唯一选用技术。DMT是一种多载波调制技术,它在下行频带内再次采用FDM技术,把整个频带分成256个子频段(亦称为子信道、音调、副载波等),如图8-19所示。
图8-19 DMT的子信道(www.daowen.com)
DMT系统可以看做是一组持续并行的QAM系统,它在每个子频段内采用QAM方法,然后再把各自的输出叠加在一起进行传输。理论上,每个子信道为60kbit/s,共15.36Mbit/s,实际上为1.5~9Mbit/s。
DMT预先发送一个测试序列,以测得每个子信道的特性(包括瞬时衰减特性、延时特性和噪声特性等)。然后,根据子信道发送数据的能力,分配l~11bit信号给各子信道,并将不能发送数据的子信道关闭。对那些受串扰和射频载波干扰的用户环路,DMT能够大大改善系统的性能,整个系统能够自适应地分配数据。
ADSL的应用推广比较快,它在标准上也发展很快。ITU-TG.992.1(G.dmt)、G.992.1(G.lite)是第一代ADSL标准。2002年ITU-T通过了第二代ADSL标准,包括G.992.3(AD-SL2)和G.992.4(无分离器ADSL2)。2003年又推出了G.992.5(ADSL2+)标准。
G.992.1标准规定ADSL下行速率至少6Mbit/s,上行速率至少640kbit/s。G.992.3标准对ADSL2的速率要求更为严格,至少应支持下行8Mbit/s、上行800kbit/s。ADSL2+标准在ADSL2的基础上进一步扩展,主要是将频谱范围从1.1MHz扩展至2.2MHz,使得传输能力明显提高。ADSL2+的最高下行速率可达到25Mbit/s,在1.5km时下行速率为20Mbit/s,上行速率为800kbit/s,在5km时下行速率为384kbit/s。
2.高比特率数字用户线(HDSL)
HDSL属于速率对称型铜线接入技术,可在两对普通电话双绞线上提供1.544Mbit/s(全双工T1方式)的速率,在三对铜线上提供2.048Mbit/s(全双工E1方式)的速率,无中继传输距离达3~5km。HDSL技术是最早推出的DSL技术,ITU-T的标准为G.991.1(HDSL)。
HDSL主要用于2Mbit/s租用线路业务,如会议电视、LAN与LAN互连、移动通信基站、ISDN一次群速率和专用PABX连接。但是,HDSL至少需要两对用户线,一般用户难以承受。HDSL比较适合企业集团的LAN接入因特网使用。
HDSL的单线版本是单线路高速数字用户线(SHDSL)。SHDSL的国际标准是G.991.2(G.SHDSL),它是一种多速率传输技术,可以提供全双工高速可变比特率连接,传输距离5km时的速率是192kbit/s,2km时的速率是2.312Mbit/s。SHDSL支持多种速率,速率调整幅度是8kbit/s,传输距离为1.8~6.5km。SHDSL也可选用2对双绞线,传输速率是384kbit/s~4.624Mbit/s。
3.基于ISDN数字用户线路(IDSL)
ISDN从其现在的应用来说也可以算做DSL技术中的一种。IDSL可以认为是ISDN技术的一种扩充,通过在用户端使用ISDN终端适配器和在双绞线的另一端使用与ISDN兼容的接口卡,它可以为用户提供基本速率BRI(128kbit/s,双向对称)的ISDN业务,但其传输距离可达5km,其主要应用场合有远程通信和远程办公室连接。
4.甚高速数字用户线(VDSL)
VDSL的国际标准是G.993.1,它是在ADSL基础上发展起来的,可在很短的双绞铜线上传送比ADSL更高速的数据,其最大的下行速率为52Mbit/s,上行速率则为6.4Mbit/s,传输线长度不超过300m;当下行速率在13Mbit/s以下时,传输距离可达到1.5km,上行速率则为1.6Mbit/s以上。为了实时传输压缩视频信号,VDSL采用前向纠错(FEC)编码技术进行传输差错控制,并使用交换技术纠正由于脉冲噪声产生的突发误码。
和ADSL相比,VDSL传输带宽更高,而且由于传输距离缩短,码间干扰小,数字信号处理技术简化,成本显著降低。VDSL技术最适合在用户相对密集、铜缆距离较短的地区提供高速数据接入业务。
5.速率自适应数字用户线(RADSL)
RADSL利用一对双绞线进行传输,支持同步和非同步传输方式,速率自动调整,下行速率从640kbit/s到12Mbit/s,上行速率从128kbit/s到1Mbit/s,可以同时传输数据和语音。与ADSL的区别是,RADSL可以根据双绞线的质量和传输距离动态地调整用户的访问速率,当距离增大时,速率降低,这样可以提供用户传输服务的灵活选择。
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