一、概述 当前的铜电话线以28.8Kbps（在软件的帮助下可达到56Kbps）的速率承载话音通信，这些线路使用现有的电话网，不需要任何附加的硬件或软件，其优点是可以立刻访问到任何电话网可达的地方，但这也恰是其缺点所在：整个网络是以过去的速率要求来布线的。
在理想的环境下，铜线的速率仅受线缆衰减的限制，但在现有的电话网中，带宽很大程序上被过滤器和网络本身所制约。现有铜双绞线的升级固然可以极大地提升整个网络性能，但其代价不菲，因此需要一种既能使用现有线缆又能明显提高性能的方法。Bellcore发明了第一代数字用户技术并创造了术语DSL。其目的是高性能、低成本：在现有铜线网络上达到至少2Mbps的带宽。DSL用软件和电子技术结合，弥补了铜线的一些缺陷。
DSL给予我们：
. 几乎立刻的网络升级
. 比光纤和同轴电缆更便宜的选择
. 更可靠的数据传输
xDSL是DSL(Digital Subscriber Line)的统称,意即数字用户线路,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。DSL技术在传统的电话网络(POTS)的用户环路上支持对称和非对称传输模式,解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的"最后一公里"的传输瓶颈问题。由于电话用户环路已经被大量铺设,如何充分利用现有的铜缆资源,通过铜质双绞线实现高速接入就成为业界的研究重点,因此DSL技术很快就得到重视,并在一些国家和地区得到大量应用。
二、实现 xDSL系统主要由局端设备(DSLAM--Digital Subscriber Line Access Multiplexer)和用户端设备(CPE)组成。
局端由DSLAM接入平台、DSL局端卡、语音分离器、IPC(数据汇聚设备)等组成,其中IPC为可选的设备。语音分离器将线路上的音频信号和高频数字调制信号分离,并将音频信号送入电话机,高频数字调制信号送入DSL接入系统;DSLAM接入平台可以同时插入不同的DSL接入卡和网管卡等;局端卡将线路上的信号调制为数字信号,并提供数据传输接口;IPC为DSL接入系统提供不同的广域网接口,如ATM、帧中继、T1/E1等。这些设备都设在电话系统的机房中。
用户设备由DSL Modem和语音分离器组成,DSL Modem对用户的数据包进行调制和解调,并提供数据传输接口。
三、原理 1. 其他传输技术
传统电话系统在用户环路上利用0～3KHz的频率传送语音,电话交换机将模拟语音信号转成64Kbps(零次群)的数字信号,通过多路复用技术,将多路语音信号合并为T1/E1或更高,通过光纤或铜缆传输到其他交换机。因此,由于电话系统的限制,利用电话连接进行数字传输的速率不是很高(33.6/56Kbps)。
ISDN 基本速率综合数字业务网可向用户提供2B+D=160Kbps的传输速率,用户利用数字终端可分别或组合利用这个带宽。ISDN利用线路的80～100KHz频率传输信号。
通过用户环路的T1/E1基带专线技术,传统的T1/E1专线技术利用非常简单的基带调制方法AMI(T1)或HDB3(E1)传输信号,由于调制技术的限制,传输距离很短,需要在线路中安装放大器,信号功率大,干扰大。
2. DSL技术
DSL技术是利用在电话系统中没有被利用的高频信号传输数据。DSL利用了更加先进的调制技术:
· 2B1Q--由AMI技术发展出来的基带调制技术,能够利用AMI的一半频带达到AMI一样的传输速率,由于降低了频带要求,提高了传输距离,主要应用于H/SDSL技术中。
· QAM--传统的拨号Modem所用的技术,MVL将其扩展到高频段,并综合了复用技术,以支持多Modem共享同一线路。
· CAP--载波频率可变,在一个频率周期或波特内传输2到9位二进制数据,因此在相同的传输速率下,占用更少的带宽,传输距离更远,主要应用于H/SDSL,RADSL中。
· DMT--将高频段划分为多个频率窗口,每个频率窗口分别调制一路信道,由于频段间的干扰,传输距离相对短,应用于ADSL中。DMT已成为ANSI制订的ADSL应用的调制标准--T1.413。
下表比较了各种编码技术在不同DSL技术中的应用。
四、分类 xDSL中,"x"代表着不同种类的数字用户线路技术。各种数字用户线路技术的不同之处,主要表现在信号的传输速率和距离,还有对称和非对称的区别上。
DSL技术主要分为对称和非对称两大类。
1、 对称DSL技术
对称DSL技术主要有以下几种:
1) HDSL--High-bit-rate DSL(高比特率DSL)
HDSL是xDSL技术中最成熟的一种,已经得到了较为广泛的应用。这种技术可以通过现有的铜双绞线以全双工T1或E1方式传输。(一个将要出现的称之为HDSL2的版本将可以使用单根双绞线完成同样的任务)。其特点是:
· 利用两对双绞线传输;
· 支持N×64kbps各种速率,最高可达E1速率;
· HDSL是T1/E1的一种替代技术,主要用于数字交换机的连接、高带宽视频会议、远程教学、蜂窝电话基站连接、专用网络建立等。
与传统的T1/E1技术相比,HDSL具有以下优点:
· 价格便宜;
· 容易安装,T1/E1要求每隔0.9～1.8公里就安装一个放大器,而HDSL可在3.6公里的距离上传输而不用放大器。
2） SDSL--Single-line DSL，这是HDSL的单线版本，它可以提供双向高速可变比特率连接,速率范围从160Kbps到2.084Mbps。
· 利用单对双绞线;
· 支持多种速率到T1/E1;
· 用户可根据数据流量,选择最经济合适的速率,最高可达E1速率,比用HDSL节省一对铜线;
· 在0.4mm双绞线上的最大传输距离为3公里以上。
3） MVL--Multiple Virtual Line(多虚拟数字用户线)
MVL是Paradyne公司开发的低成本DSL传输技术。
· 利用一对双绞线;
· 安装简便,价格低廉;
· 功耗低,可以进行高密度安装;
· 利用与ISDN技术相同的频率段,对同一电缆中的其他信号干扰非常小;
· 支持语音传输,在用户端无需语音分离器;
· 支持同一条线路上同时连接多至8个MVL用户设备,动态分配带宽;
· 上/下行共享速率可达768Kbps;
· 传输距离可达7公里。
4） IDSL(ISDN数字用户线) 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,这种技术可以提供128Kbps的服务。
2、 非对称DSL技术
非对称DSL技术主要有以下几种:
1） ADSL--Asymmetric DSL(非对称DSL)，ADSL为网络提供速率从32Kbps到8.192Mbps的上行流量和从32Kbps到1.088Mbps的下行流量,同时在同一根线上可以仿真提供语音电话服务。
· 利用一对双绞线传输;
· 上/下行速率从1.5Mbps/64Kbps到6Mbps/640Kbps;
· 支持同时传输数据和语音。
2） RADSL--Rate Adaptive DSL(速率自适应DSL)，这种技术允许服务提供者调整xDSL连接的带宽以适应实际需要并且解决线长和质量问题。
· 利用一对双绞线传输;
· 支持同步和非同步传输方式;
· 速率自适应,下行速率从640Kbps到12Mbps,上行速率从128Kbps到1Mbps;
· 支持同时传输数据和语音。
3） VDSL--Very High Data Rate DSL(甚高速数字用户线) 在用户回路长度小于5000英尺的情况下,可以提供的速率高达13Mbps甚至还可能更高,这种技术可作为光纤到路边网络结构的一部分。此技术可在较短的距离上提供极高的传输速率,但应用还不是很多。
此外还有一些公司所提出的建议，如UDSL(Unidirectional DSL)、x2/DSL，应用很少。
五、xDSL技术的应用范围 1. 对称DSL技术
对称DSL技术主要用于替代传统的T1/E1接入技术。与传统的T1/E1接入相比,DSL技术具有对线路质量要求低、安装调试简单等特点。广泛地应用于通信、校园网互连等领域,通过复用技术,可以同时传送多路语音、视频和数据。
2. 非对称DSL技术
非对称DSL技术非常适用于对双向带宽要求不一样的应用,如Web浏览、多媒体点播、信息发布等,因此适用于Internet接入、VOD系统等。
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