ADSL协议原理-讲课版.ppt

Page1,Jun2006,ADSL协议基础,HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.,ISSUE2.0,Page2,随着Internet的迅猛发展，人类社会的需求对网络的带宽及速率提出了更高的要求，促使网络由低速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速发展。本课程主要介绍一下当前的主流接入技术ADSL。,前言,Page3,了解主流xDSL技术掌握ADSL/ADSL2+协议原理了解ADSL/ADSL2+部分参数,目标,Page4,第1章xDSL概述第2章ADSL/ADSL2+技术原理第3章ADSL参数详解,内容介绍,Page5,接入网主流承载技术,xDSL高歌猛进因为其接入物理线路的普及性及资源专属性的绝对优势，xDSL技术自宽带接入网诞生以来就一直占据接入网市场的统治地位。ETHERNET锲而不舍源自企业级局域网应用的Ethernet技术也随着宽带接入网市场的出现找到了新的舞台。逐渐形成了与ADSL技术互补的局面，主要用于接入网汇聚层以及大客户专线等。PON前途远大新兴的PON无源光网络技术能够以低廉的成本提供Gigabit带宽至用户桌面，无疑将成为接入网技术的强有力竞争者。,Page6,xDSL的发展历程：,DSL,DSL的形成与发展,Page7,ADSL概述,ADSL（AsymmetricalDigitalSubscriberLine）非对称数字用户线，是一种非对称的xDSL传输技术，利用了普通电话线中未使用的高频频段，通过不同的调制，在铜缆上实现高速数据传输。其中上行频带26KHz138KHz，下行频带从138KHz1.104MHz，上行速率可达到896Kbit/s，下行速率可达到8160Kbit/s。ADSL具有速率自适应性和较好的抗干扰能力，可以根据线路状况，包括距离、噪声等影响，自动调节到一个合理的速率上。ADSL的传输速率与传输距离的关系是:传输距离越远，衰减越大，传输速率越低。但传输距离与衰减并非线性关系。,Page8,G.SHDSL技术概述,G.SHDSL（Single-pairHighratedigitalsubscriberline）单线对高比特率数字用户线技术是从HDSL、SDSL和ISDN上发展而来的新的对称数字用户线。SHDSL具有多速率、更优的性能、更低的发送功耗、频谱的兼容性等特点，单线对速率为192kbit/s2312kbit/s，可以根据线路情况自适应调整线路速率，调整粒度为8k；传输距离：3km5.5km。SHDSL的主要优势体现在以下几个方面：可以将E1/V.35（TDM方式）拉远至普通E1/V.35传输距离的4倍以上，可达35.5km。基于TDM方式的SHDSL，解决长距离的专线接入，延伸FR/CES组网距离。可以充分利用已经铺设的铜缆资源，实现对称的宽带业务接入。,Page9,VDSL技术概述,VDSL（Very-highspeedDigitalSubscriberLine）甚高速数字用户线路是一种比较新的xDSL技术，在一对双绞线上提供上下行对称/非对称传输输率，传输距离在1.5km左右。最大下行速率52M（非对称速率），最大上行速率12M（对称速率）。是当前速率最快的xDSL技术。标准化为ITU-TG.993.1。VDSL被视为在家中或办公室就能取得接近光纤数据传输速率的技术。VDSL允许同时使用模拟电话和高速数据连接。但是，VDSL只能短距离传输高速数据。VDSL技术类似ADSL技术。但是，因为ADSL的设计目的是用来适应比VDSL系统更恶劣的线路条件，实际上实现VDSL技术更简单。现在主要是VDSL2.,Page10,xDSL性能汇总,xDSL技术特性对照：,Page11,问题,1请简述ADSL,VDSL,G.SHDSL的技术特点2请描述ADSL,VDSL,G.SHDSL几种技术的应用,Page12,第1章xDSL概述第2章ADSL/ADSL2+技术原理第3章ADSL参数详解,内容介绍,Page13,第2章ADSL/ADSL2+技术原理2.1ADSL技术原理2.2ADSL2+技术特点,内容介绍,Page14,ADSL模型,ADSL特点上行速率可达896Kbps,下行速率可达8MbpsAsymmetricDigitalSubscriberLine：非对称数字用户线同一对双绞线上同时传送话音和数据,双绞线,ATU-R,分离器,分离器,PSTN,Internet,Page15,DSL基础理论,扰码器,前向纠错编码器,交织器,调制器,整形,解扰码,前向纠错解码器,解交织器,解调器,均衡器,信道,输入比特,输出比特,接收机,发射机,数据通信系统结构图:,减少误码,减少误码,减少误码,01101111010010,01101011010010,01101111010010,信道,调制,01001010111010101,01101011010010,Page16,ADSL标准化进程,目前从事ADSL技术的标准化工作的国际组织有：美国国家标准化委员会ANSI，国际电信联盟电信标准化部门ITU-T，ADSL论坛ADSLForum。,Page17,G.Lite概述,由于G.dmt方式的ADSL标准需安装语音分离器，且不同厂商间的设备难以实现互换。而G.lite方式省略了语音分离器。大大降低了芯片和安装成本。低速G.Lite的技术特点：1成本降低，不需要分离器2G.Lite仍采用抗干扰性好的DMT线路编码方式3上行512K,下行1.5M,非对称速率4传输距离增大，可达7KM由于带宽与市场化原因，国内G.Lite方式应用少,Page18,ADSL调制解调技术,在调制技术中，一般均用高速数字信号处理技术和性能更佳的传输码制，以获得传输中的高速率和远距离。当前ADSL调制解调方法主要采用以下3种线路编码技术：QAM：QuadratureAmplitudeModulation(正交波幅调制技术)使两个信号调制成一个载波频率的过程。这两个信号的振幅调制频率相同但相位相90。CAP：CarrierlessAmplitude/PhaseModulation（无载波幅度和相位调制）基于正交幅度调制（QAM），数据被调制到单一载波之上。DMT：DiscreteMulti-Tone（离散多音频调制）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。本调制技术为当前主流调制技术。由于DMT抗干扰能力强及日常化原因，DMT方式为当前市场主流技术。,Page19,QAM调制技术,调制器,解调器,4位输入比特,映射一个星座点,通过信道发送并被接收,定义一个波形,映射一个星座点,4位比特输出,找到最近的“真实点”,1010,1010,距离代表着信号的幅度;角度代表着信号的相位,Page20,DMT,DMT是当前ADSL使用最广泛的调制技术，其核心思想是将整个传输频带分成若干个子信道，每个子信道对应不同频率的载波，在不同的载波上分别进行QAM调制，不同信道上传输的信息容量（即每个载波调制的数据比特数）根据当前子信道的传输性能决定。DMT技术以4.3125kHz频宽为基本单位，把1MHz的频带分为256个子信道，而POTS业务在电话线上占用的频带大致为300Hz4kHz，再加上隔离效果等因素，在DMT技术中把025kHz的频带都留给话音业务使用，也就是前面的6个子信道，实际用来作为数字业务传输的子信道为250个。DMT技术中的每个信道都采用QAM技术（除去前面用于话音业务的子信道），然后把每个子信道的输出波形再叠加（因为每个子信道的频率不一样）后输入到线路上；对端接收端再根据频率先分解成各子信道的输入波形，各子信道再采用QAM解调过程解出传送的比特数据。,Page21,DMT子载波,对象1,对象2,Page22,ADSL系统初始化,ADSL系统的初始化过程：,ADSL系统初始化的目的：是为了在ATU-C和ATU-R工作之前，测试实际信道的性能，协调两者之间的传输配置情况，如上下行带宽大小、子频带数目等，并交换各种参数，以便建立一个实际可用的通信链路。,Page23,第2章ADSL/ADSL2/ADSL2+技术原理2.1ADSL技术原理2.2ADSL2+技术特点,内容介绍,Page24,ADSL2+标准,ADSL2+为第二代全速率不对称数字用户线。2003年，ITU组织推出了ADSL的新标准G.992.5，也称作ADSL2+标准。该标准在兼容第一代ADSL标准的基础上，可以提供更多的功能，更高的速率和更稳定的性能。ADSL2+由于其优越的技术特性，得到了广泛的关注和应用。ADSL由于其高带宽，多业务支持，可运维等特性，已成为当前xDSL的主流技术。,Page25,ADSL2+主要特性高速长距,高速率-增加下行频带根据ADSL2、ADSL2+频谱分布对比可以了解到,ADSL2+,由于使用更宽的频率（tone32511），更多的子带（512个），因此支持24Mbps以上的下行速率。更长的传输距离,Page26,ADSL2+的主要特性,更远的传输距离ADSL2/ADSLplus则支持距离不低于6.5kM的应用，速率192k/96kbpsADSL2+支持1bit星座，ADSL支持的星座最小为2bit。ADSL2+annexL使用新的频谱划分，超过4km的情况下tone128以上的子带关掉，提高128以下的发送功率，增大距离。可灵活配置的帧开销能够提供28kbps的带宽，在长距离下非常重要。由接收器决定的载波排序（toneordering）以及导频，能够改善因为ADSL导频信号信噪比过低而无法激活的情况，并且导频上承载2bit也能提供8kbps的额外带宽。,Page27,ADSL2+的主要特性,Page28,ADSL2+主要特性速率绑定功能,运营商经常需要为不同的客户提供不同层次的服务，通过绑定多个电话线为一个应用，就可以为家庭用户和商业用户提供更高的速率。为了实现绑定功能，ADSL2标准支持ATM运营的IMA标准。通过IMA技术，ADSL2可以绑定2到多个铜线为一个ADSL连接，这种应用在下行速率提交上特别灵活。IMA在ADSL物理层和ATM层之间增加了一个新的子层。在发送端，IMA子层把一个ATM层来的ATM数据流分到多个ADSL物理层。在接收端其过程相反。为了绑定不同误码、不同时延以及不同情况下的应用，IMA子层详细定义了IMA帧，协议和管理功能。同时，IMA子层需要更新一些标准ADSL物理层功能，比如在接收端丢弃idle信元和误码等。,Page29,ADSL2+主要特性,更稳定的运行与良好的频谱兼容能力由接收器根据信道分析结果决定的载波排序，选择最好的tone作为导频，有利于ADSL连接稳定在训练过程中关闭tone，接收端测试RFI（射频干扰信号）分布，很好的避开RFI，并减少对其他线对的串扰。良好的动态适应能力：增强的bitswap，无缝动态改变线路速率。接收机和发送端高达40dB的Powercutback功能减少了近端回音及串扰。接收端决定导频避免了线路桥接头或AM干扰导致无法激活。提供缩短的训练过程，能够很快从错误中恢复连接同步。,Page30,ADSL2+主要特性SRA,ADSL2+可以通过“无缝速率适配技术（SeamlessRateAdaptive，SRA）”改善串扰问题，这项新技术被称为SRA。能够在不改变ADSL误码率的情况下改变ADSL连接速率。ADSL2+检测到其通道环境改变时，会适配其速率应用于新环境，这对用户是透明的。,Page31,ADSL2+特性汇总,增强的编码功能更低的功耗高速长距速率绑定功能更稳定的运行与良好的频谱兼容能力无缝速率适配技术,Page32,总结,现网中ADSL应用普遍，ADSL2只是做为一种技术上的过