ADSL原理及基础知识.ppt

ADSL原理及基础知识,提纲, ADSL的发展史及其概念 ADSL的网络结构及用户接入 ADSL的复用和调制原理 ADSL信号传输及线路性能 ADSL故障分析及排除 ADSL二代技术简介,常见的宽带接入技术, ISDN（一线通） 以太网接入 有线电视网 FTTx 无线接入 PLC XDSL,DSL发展历史,1980年Bell实验室发明了DSL技术。 Joseph Lechleider最早提出了利用铜线传输宽带信号的非对称DSL技术 1994 ADSL论坛成立，开始推广ADSL技术 1998 ADSL技术进入中国 21世纪 ADSL成长为最流行的宽带接入技术,为什么要采用铜线接入DSL技术,网络的覆盖面广，规模大 投资节省，无需线路材料和铺设施工的投入 网络是现成的，可立即为用户开通高速业务 开通宽带业务的同时，一般不影响原有话音业务,Xdsl成员比较,ADSL技术的基本概念,ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line )的中文意思是“非对称数字用户线”。 它通过现有普通电话用户双绞线，实现远距离的高速非对称数据传输，同时还可以维持原有的电话业务及其质量，是一种集话音与数据一起的铜线接入技术。 ADSL目前是我国用户宽带接入的主要方式。,1.ADSL承载在现有的双绞铜线（普通电话线）上 2.ADSL在同一铜线上分别传送数据和语音信号 3.ADSL上下行速率是非对称的，即上下行速率不等.上行最高可达640Kb/s，下行最高可高8Mb/s传输速度 4.每一个ADSL用户都有单独的一条电话线路与ADSL局端相连,数据传输带宽由每一用户独享 5.ADSL的传输距离3KM-5KM(端局到用户),ADSL的速率,理论速率：上行最高1Mbps，下行最高8Mbps 实际速率：上行16kbps-1Mbps，下行512kbps-8Mbps ADSL的带宽通常指其下行速率。 1M的带宽指1Mbps下行传输速率 通信单位常用B（Byte），1B8bit 下载时的100kBps800kbps1Mbps,注意,ADSL原理及基础知识, ADSL的发展史及其概念 ADSL的网络结构及用户接入 ADSL的复用和调制原理 ADSL信号传输及线路性能 ADSL故障分析及排除 ADSL二代技术简介,ADSL系统与传统电话网,ADSL的系统结构及用户的接入,ADSL系统由局端设备和用户端设备组成。ADSL局端设备被称作DSLAM，由复用模块和ADSL调制模块（ATU-C）以及无源分离器组成。 目前的局端设备在网络连接侧提供 ATM接口或者IP接口，对用户线路侧提供多ADSL线路接口。其中ADSL线路信号在分离器处与电话信号无源合并，并通过用户线传送至用户家中。 用户端设备由ATU-R及无源分离器组成。无源分离器将信号分成电话信号和ADSL线路信号。ADSL信号由ATU-R接收并提供给用户终端设备.,ADSL的系统结构及用户的接入,ADSL的网络结构,ADSL网络的总体结构分为用户端、接入层、汇聚层、核心层四个层次。用户通过ADSL Modem连接到DSLAM，DSLAM通过STM-1与ATM相连，或者通过10/100Mbit/s以太网连接到城域网，ATM网和城域网均连接到宽带接入服务器(BAS)，完成对用户PPPoE呼叫的终结。,ADSL网络结构,“最后一公里”问题,用户驻地网 （终端）,宽带PON,DSALM,CMTS,接入网,LAN 交换机,光纤,铜线,Cable,5类线,服务 中心,服务 中心,服务中心,ATM骨干,IP骨干,骨干网络,ADSL原理及基础知识, ADSL的发展史及其概念 ADSL的网络结构及用户接入 ADSL的复用和调制原理 ADSL信号传输及线路性能 ADSL故障分析及排除 ADSL二代技术简介,ADSL的调制和编码使用了一系列关键技术。 主要有：复用技术、调制技术、编码技术。 复用技术 频分复用（FDM）技术 回波抑制（EC）技术 调制技术 无载波幅度相位调制CAP（Carrierless Amplitude Phase modulation ） 离散多音频技术DMT(Discrete MultiTone Modulation),ADSL复用和调制技术,ADSL通过非对称传输，利用频分复用技术（或回波抵消技术）使上、下行信道分开来减小串音的影响，从而实现信号的高速传送。 相同点： 都是将双绞线04 KHz的频带用来传输电话信号。而对剩余频带的处理，两种技术则各有不同。 不同点： FDM技术将双绞线剩余频带划分为两个互不相交的频带，其中一个频带用于上行信道，另一个频带用于下行信道。 EC技术将双绞线剩余频带划分为两个相互重叠的频带，分别用于上行信道和下行信道，重叠的频带通过本地回波消除器将其分开，以此有效地使用了有限带宽。,频分复用（FDM）和回波抵消（EC）技术,FDM和EC,ADSL基本结构,Internet,PSTN,G.dmt 调制技术,DMT调制能力的范围是0-15bit/s。DMT调制系统根据情况使用这256个子信道，可以根据各子信道的瞬时衰减特性、群时延特性和噪声特性决定子信道的传输速率。在性能优良的中间频率子信道一般调制能力均大于10bit/s/Hz，而在低频率或高频率的子信道，DMT技术可根据信道性能自适应地将调制能力降为4bit/s/Hz。不能传输数据的信道将被关闭。,调制方式的选择(一),ADSL的核心是编码技术，目前有离散多音频复 用DMT（Discrete Multitone）和抑制载波幅度和相位CAP (Carrierless Amplitude/Phase Modulation)两种主要方法。 两者共同点:DMT 和CAP都使用正交幅度调制 (QAM)。 两者的区别:在 CAP中， 数据被调制到单一载波之上；在 DMT中，数据被调制到多个 载波之上，每个载波上的数据使用 QAM进行调制。两者相比，DMT技术复杂成本也要稍高一些，但由于DMT对线路的依赖性低,并且有很强的抗干扰和自适应能力,已被定为标准。 中国使用的ADSL就是基于DMT编码方式,DMT使用04Kbps频带传输电话音频，用25K1.1Mbps频带传送数据,并把它以4K的宽度分为25个上行子通道和249个下行子通道。速度计算公式为信道数每信道采样值位数调制速度，所以ADSL的理论上行速度为25154KHz=1.5Mbps，而理论下行速度为249154KHz=14.9Mbps。ADSL中使用了调制技术，即采用频分多路复用 (FDM) 技术或回波消除(Echo Cancellation)技术实现在电话线上分隔有效带宽，从而产生多路信道，使频带得到复用，因此可用带宽大大增加。同时回波消除技术则使上 行频带与下行频带叠加， 通过本地回波抵消来区分两频带。,调制方式的选择(二),由于电话铜线的质量问题以及外界环境干扰的存在，在不同时刻对不同频率上的信号有不同影响。DMT可根据探测到的信噪比 频率曲线自动调整各个子通道的速度使总体传输速度尽可能的接近给定条件下的最高速度。就是说，DMT理论上可以每赫兹传送15bits（位)数据，在干扰到来时受干扰的频率上的子通道可能降为每赫兹8bits，在不受干扰或干扰较小的子通道上仍然可保持15bits/赫兹或稍低。但对于CAP这类单载波单通道的方式，只要干扰存在各处都会降为8bits/赫兹，没受干扰的频段也被浪费了。基于DMT的ADSL还连续地对每个子通道进行监测，当某些通道噪音增大时DMT系统会自动地把分配给这个通道的数据流转移到其它通道去。,调制方式的选择(三),ADSL DMT(离散多音频)调制,ADSL频谱分布,ADSL标准,ANSI标准（American National Standards Institute） T1.413 Issue I T1.413 Issue II ITU-T 标准 G.lite (G.992.2) G.dmt (G.992.1) G.992.3 G.992.4 G.992.5 G.994.1、G.996.1、G.997.1,第一代ADSL,第二代ADSL,ADSL原理及基础知识, ADSL的发展史及其概念 ADSL的网络结构及用户接入 ADSL的复用和调制原理 ADSL信号传输及线路性能 ADSL故障分析及排除 ADSL二代技术简介,Adsl的传输,Adsl在数据链路层使用ATM协议。 传统adsl网是建立在ATM网络基础上的，现在正在向纯IP网络转变。,IP包,ATM信元,IP包,ATM相关概念,VPI/VCI 是ATM协议中用来识别子信道的标识 不同的地区一般有不同的vpi/vci 乌鲁木齐的vpi/vci：电信0/32,网通0/32,铁通8/35。 LLC/VC Mux 是ATM对上层协议的承载方式 国内一般都为LLC,DOWN STREAM SPEED(下行当前速率) UP STREAM SPEED(上行当前速率) DOWN NOISE MARGIN(下行噪声容限) UP NOISE MARGIN(上行噪声容限) DOWN CAPACITY USED(下行带宽容量) UP CAPACITY USED(上行带宽容量) NOISE ANALAYSIS dbm/HZ(噪声频谱密度) DISCRETE MULTI-TONE TESTING（DMT 测试）,ADSL测试仪主要指标,交织信道（Interleave）： 长时延、高可靠信道，高抗差错能力 适用于数据传输 快速信道（Fast）： 低时延、快速、低可靠信道 适于实时性要求高、可靠性要求较低的视频、话音等信息,信道类型,ADSL的快速通道模式和交织通道模式,影响ADSL速率的几个因素,在实际线路中ADSL的速率受线路质量的影响很大 决定线路质量的重要因素： 内因 外因：干扰 ADSL都具有速率自适应的功能,在实际线路中ADSL的速率受线路质量的影响很大，特别是下行速率 决定线路质量的重要因素包括：线路长度、线缆规格、是否有桥接分接头、线路上的干扰程度 线路衰减正比于线路的长度和频率而反比于线缆直径，因此说明ADSL性能时应注明线缆规格和用户线长度 一般来说在2公里内，线路长度对ADSL速率的影响不是太大，但超过2公里后，ADSL速率随线路长度的增加而急剧下降 ADSL都具有速率自适应的功能，即根据线路质量动态调整，速率变化是以32kbps为单位的,影响ADSL速率的几个因素,ADSL传输性能表,联通测速站点,/test.rar 50（用户名与密码均为unicom）,PPPOE协议简介,pppoe是point-to-point protocol over ethernet的简称。 不仅为以太网接入的用户提供了一种宽带接入手段，同时还能提供方便的接入控制和计费。 通常用于ADSL虚拟拨号接入 PPPOE协议分为发现阶段和PPP会话阶段。,第一步，由用户侧首先发送这样一个PADI（PPPOE Active Discovery Initiation）报文。 第二步，由访问集中器回应各用户主机发送的PADI报文，此时该PADO（PPPOE Active Discovery Offer）报文所对应的以太网帧的源地址填充访问集中器的MAC地址，而目的地址则填充从PADI中所获取的用户主机的MAC地址。 第三步，是由用户主机向访问服务器发送单播的请求PADR（PPPOE Active Discovery Request）报文。 第四步，此时访问集中器当收到PADR报文时，就准备进入开始一个PPP的会话了，而此时访问集中器会为在这个会话分配一个唯一的会话进程ID，并在发送给主机的PADS（PPPOE Active Discovery Session-confirmation）报文中携带上这个会话ID。,PPPOE的发现阶段,在这个阶段一开始，由于接入用户并不知道访问集中器的MAC地址，则使用类似于ARP解析的过程的机制来获取访问集中器的MAC地址。首先由接入用户侧发起一个初始化的广播报文，对于访问集中器如果配置了PPPOE的业务时，它会时实检测网络上的数据包，当发现以太网数据帧中所承载的是PPPOE报文时（通过协议域的内容来区分），就会将其交给相应的模块去处理。当收到初始化报文后，访问集中器会向该用户回应一个报文。如果网络上存在很多这样的访问集中器且都收到了用户侧发送的初始化报文时，它们也都会向用户侧会送一个确认报文，如果该用户收到这个报文后，则会依据报文中所携带的内容或本端的一些配置来选择一个唯一的访问集中器进行会话。到此时已完成了前两步了，那么剩下的两步则是协商一些所提供的服务选项和获取PPPOE会话阶段所必须的会话ID值。,PPPOE发现阶段总结,一旦PPPOE进入到会话阶段，则PPP的数据报文就会被填充 在PPPOE的净载荷中被传送，这时两者所发送的所有以太网 包均是单目地址。,PPPOE的会话过程,ADSL原理及基础知识, ADSL的发展史及其概念 ADSL的网络结构及用户接入 ADSL的复用和调制原理 ADSL信号传输及线路性能 ADSL故障分析及排除 ADSL二代技术简介,ADSL故障检查原则,ADSL的故障定位一般原则是： 1、留心指示灯和报错信息。 2、先硬件后软件。 3、先内部后外部，先本地后外网，充分检查后再定论。,由于ADSL故障涉及的范围较宽，涉及的设备也较多，因此首先判定故障的大致范围，是很关键的。基本思路如下： 首先可以通过数据局网管系统查看，大致可以判断是否接入BAS以上故障，还是 DLSAM以下故障。 DSLAM以下故障包含两方面： 用户终端MODEM故障，计算机配置、软件设置等 故障. 用户线路质量问题，DSLAM的ADSL端口问题。线路质 量需满足以下条件，否则更换 .,ADSL故障范围的初步判断,用户线路绝缘性能,开通ADSL业务的用户线路绝缘性能要求： RA-B5M; RA-GND5M； RB-GND5M。,适宜开通ADSL业务的用户: 线路环阻应当小于900-1100欧姆，线路长度应当小于3公里。环阻过大会导致ADSL用户可开通速率很低或根本不能激活,并容易上网掉线。,开通adsl基本条件,装机条件：是指用户申请512K速率,线路条件满足最大可达上行速率300K、最大可达下 行速率1M，噪声容限6dB。用户申请1M,满足最大可达上行速率512K、最大可达下行速率 1.5M，噪声容限6dB。用户申请2M满足最大可达上行速率512K、最大可达下行速率2.5M，噪声容限6dB。,当ADSL用户报障时，应详细询问用户故障现象，按用户报障习惯，基本可以分为以下五类故障： 1、 不能上网，不能打电话。,ADSL故障分类1,2 能打电话不能上网 此类为比较典型的故障。故障原因和宽带网络结构中的所有设备或环节都可能有关系。可按以下顺序逐级排查,ADSL故障分类2,查看MODEM的型号和指示灯状态，判别故障。,PWR灯状态,如果确认RTU的电源是正常的，但RTU的所有指示灯均不亮，则肯定是RTU故障,电源指示灯不亮，表明RTU的电源没有接好或者RTU故障,ADSL故障分类2,2. ADSL MODEM的 LINK灯状态,Ethernet灯亮，表明以太网连接正常 ，查看能否ping通MODEM的IP地址,Ethernet指示灯不亮，表明与网卡的连线没有连好，确认接好连线、必要时更换网卡、网线,LINK 灯状态,ADSL故障分类2,3、查看ADSL MODEM的WLINK状态,dsl灯亮表明广域网连接正常，即ADSL线路连接正常,dsl灯不亮表明MODEM工作不正常，应重新上电连接，看能否工作正常。,dsl灯状态,ADSL故障分类2,将ADSL MODEM 直接接入户线,检查室内的电话线接头是否接触不良,检查 连至分离器的电话线接触是否可靠,WLINK灯一直闪烁,同步否,Y,N,检查线路质量，更换ADSL端口,ADSL故障分类2,若MODEM的指示灯均显示正常，但用户仍有上网故障，可按下面方法继续定位、处理故障：,用户一般为PPPOE方式接入。首先请观察是否能到达PPPOE的认证阶段，如果能到达认证阶段但是认证失败，或者认证成功但不能正常上网浏览，则问题可能出现在接入服务器上层。,如果不能正常开始PPPOE拨号，一般为用户拨号软件问题，请重新安装软件，并正确设置计算机后再试。,ADSL故障分类2,3、能上网，但上网速度慢,ADSL故障分类3,联通测速站点：/test.rar,Dslam设备端口，线路接触不良氧化，室内线路老化。最好分段测试网速，确定问题所在,ADSL故障分类4,4、上网不稳定，经常断线,线路质量不好或线路过长，线路噪声过大，线路接触不好等导致高频衰减过大 ；modem过热不稳定。,可能的原因还有MODEM前端安装其他话音设备；分离器安装不正确；电气设备有干扰；电话线插头接触不良，局端设备问题 。,Modem类 电源、Modem过热、静电击穿等 参数配置错误 线路类 分接头过多 分离器连接错误或者不够 网线连接不正确 噪声类 电话噪声大 空鸣 摘机挂机Modem掉线,硬件类故障,软件类 拨号软件配置错误（绑定网卡、协议错误等） 驱动程序错误 防火墙设置 应用软件冲突,软件故障,常见错误代码(一),Error 678 ： 问题：远程计算机无响应。 原因：线路故障，设备故障，软件故障。 解决： 1、首先检查ADSL MODEM链路指示灯link等是否长亮，是ok，否则检查线路；再次检查本地连接是否正常，如出现断开，检网卡和猫之间连接，确定物理上连接没问题。 2、重启adsl modem，重启电脑，停用再重启本地连接。 3、卸载网卡驱动，重装网卡驱动，甚至重装系统。 4、如果上述操作无效联系电信部门确认是否为机房端口与板卡的问题。,Error 619 问题：与ISP服务器不能建立连接 原因：ADSL ISP 服务器故障，ADSL电话线故障 解决：检查ADSL信号灯是否能正确同步。致电ISP询问 。 Error 691 问题：输入的用户名和密码不对，无法建立连接 原因：用户名和密码错误，ISP服务器故障 解决：使用正确的用户名和密码，并且使用正确的ISP账号格式，(致电ISP询问。 Error 769 问题：网卡被禁用或网卡驱动没有正确安装 解决：检查网卡驱动是否正确安装。若网卡驱动正常，进入设备管理器，把被禁用的以太网卡状态设置为启用，再重新连接即可。,常见错误代码(二),Error 718 问题：验证用户名时远程计算机超时没有响应，断开连接 原因：运营商的认证服务器故障 解决：致电提供服务的运营商询问 ，此类故障基本是认证服务器出现问题，出现此问题时会同时影响大量用户。 Error676 问题：电话占线 原因：（1）、ADSL设备或BAS上保留了失效的用户在线数据 （2）、用户计算机系统（主要是网卡）出现故障 解决：（1）、在ADSL或BAS设备上清除用户在线数据； （2）、检查自身的计算机系统（网卡、网卡驱动、网络协议等） Error 651 问题：ADSL MODEM报告发生错误 原因：线路断，modem与主机无信号。 解决：检查线路，更换modem。,常见错误代码(三),典型案例一,一位用户的网络一直比较正常，可在夏天出了点很奇怪的故障。网络白天一般比较正常，晚上MODEM则经常断流。他自己把电脑检查好几次，把ADSL线路检查了N遍，结果无济于事。正当无处下手的时候，一位朋友告诉他，你把电脑换个地方试一下，结果MODEM就正常了。换回原来的位置，又不正常了。是什么原因呢？ 上门了解情况后，看着朋友新装的空调轰轰作响，心里就有点名目了。于是把空调关掉，网络马上恢复正常了。原来，在用电高峰时，由于空调用电功率比较大，引起线路电压过低，同时，空调和电脑的电流回路相连接，对MODEM的工作造成干扰，从而导致不能正常上网。 随着大功率的用电器(如空调、微波炉)的普及，加上老的线路没有及时的改造，类似的故障越来越多。由于宽带对干扰、电源的稳定性要求很高。平行线也不要和220伏电距离过近。,典型案例二,某宽带用户在交接箱处衰减为31DB，至用户端测衰减为57DB，虽然链路能激活，但是丢包率达25%。 将该用户对应的dslam设备用户板端口线路参数类型由原来的fast（快速）模式更改为interleaved（绞织）模式，并更改安adsl链路速率降低用户带宽，解决问题。 吐鲁番新站用户反映掉线，无法使用，测试发现用户的adsl modem等异常，测试发现线路衰减为58DB，核查发现用户端到模块局为4-5公里，故将该用户adsl设备更换为adsl2+设备，并配置dslam数据dmt-modem为adsl2-plus-auto，故障解决。, ADSL的发展史及其概念 ADSL的网络结构及用户接入 ADSL的复用和调制原理 ADSL信号传输及线路性能 ADSL故障分析及排除 ADSL二代技术简介,名词解释,G.992.1 ADSL Transceivers (G.DMT) ANNEX A FULL RATE ADSL over POTS ANNEX B FULL RATE ADSL over ISDN G.992.2 Splitterless ADSL (G.Lite) （ G.994.1， G.995.1， G.996.1， G.997.1） G.992.3 = ADSL2 (G.DMT.BIS ) G.992.4 = Splitterless ADSL2 (G.Lite.bis) G.992.5 = ADSL2+,G.992.3 , G.992.4,ADSL2是在第一代ADSL的基础上发展起来的，ADSL2标准 G.992.3于2002年6月通过。 G.992.3下行频谱与第一代ADSL相同，由于强制支持四维、16状态格状码，所以理论上其最高下行速率可以达到12Mb/s ，最高上行速率可以达到1.2Mb/s左右。 无分离器ADSL2（G.992.4）是对G.lite（G.992.2）的增强，主要包括两大方面：一是与G.992.3相似的改进，如增加了全数字模式，增加了PTM模式，可支持四种延迟通道、四个承载信道，以及传输能力、线路诊断、在线重配置、功率控制、频谱控制、减小功耗等；二是与无分离器特性相关的改进，如包含快速重训练的更强大的激活过程、自适应长度快速启动等。由于G.lite的应用很少，制订G.992.4主要为了标准上的完整性，应用前景有限。,ADSL2由于帧结构的改进，增加了对四维、16状态格状码的支持，以及优化的RS编码，最高下行速率可达12Mb/s。 ADSL2支持更长的接入距离。第一代ADSL的传输距离在5km以内，而ADSL2、ADSL2+则支持距离接近7km的应用。,ADSL2 改进(1)-速率与距离,ADSL2技术改进,在相同的传输距离下， ADSL2可以获得50Kbps的速率提高 在相同的传输速率下， ADSL2可以使传输距离延长183米 传输性能的改善主要得益于以下核心技术： （1）采用高效的调制解调技术，保证在较低的信噪比条件下，在较长的传输线路上获得较高的传输速率 （2）减少帧开销，与ADSL技术中每帧采用固定的32 Kbps 的开销相比，ADSL2 采用可编程的帧头，使每帧的帧头可根据需要从4Kbps到32Kbps灵活调整，从而，提高了信息净负荷的传输效率 （3）在ADSL帧RS编码结构方面，其灵活性、可编程性也大大提高 （4）链路建立的初始化机制有所改善，从而保证线路速率的提高与稳定,ADSL2改进(2)-增强的功率管理,L0正常工作下的满功率传输； L2低功耗状态 L3睡眠模式,ADSL2改进(3)-增强的抗噪音能力,更快的比特交换（bit swap） 无缝的速率调整(SRA，Seam-less Rate Adapta