XDSL接入网技术的应用状况及前景分析.doc

接入网技术的应用状况及前景分析薛兴华( 江苏省邮电管理局, 南京 210003)xd sl摘要现在的低速率双绞线上直接接入的方式很难满足多媒体宽带业务的需求, xd sl接入方式就可以在现有电话网的用户铜线上经济有效地进行短距离数字通信, 方便地实现宽带业务, 是目前一种新的高速接入技术。 文中介绍了 xd sl 技术的应用及存在的问题, 并对 xd sl 技术 的发展前景进行了分析。关键词电话网接入网双绞线中图分类号tn 91312xd slv 5 接口随着社会信息化的加快, 人们已不再满足于传送语音信息, 因特网可以提供各种高速数据、多媒体 通信、图像通信、视频点播等新业务。 由于微处理器能力不断增强以及数字程控交换机的普及, 交换能 力不足的矛盾在我国已大为缓解。而用户线的缺乏, 用户接入网落后已成为整个电信网发展的瓶颈。 如 果使用话路调制解调器, 最高通信速率只能达到2818 k b its, 仅为 gb its 高速传输级的 1106 , 远远 不能满足多媒体通信的带宽业务需要。 以数字图像业务为例, m p e g2i 数字图像需 11132 m b its 的传 输速率, m p e g2 数字图像需要高达 4 8 m b its的传输速率。 现在的低速率双绞线上直接接入的方式很难实现这些宽带业务的需求, 已制约了公用电 信网向数字化、综合化、宽带化的现代通信网过渡。 数字用户线路 xd sl 接入方式就可以在现有 电话网的用户铜线上经济有效地进行短距离数字通 信, 方便地实现宽带业务, 是目前一种新的高速接入技术。一、利用现有电话网的础的电缆配线为主公用电信网用户线路网中绝大部分是铜芯市话电缆 (双绞线对)。 在充分考虑铜线的 使用价值的情况下 ( 电信企业已付出了巨大的投 资) , 采用 xd sl 技术则不需要对现有接入系统进 行改造就可以方便地开通宽带业务。xd sl 技术方 式主要有如下几种:1. 高比特率数字用户线 (hd sl )hd sl 是在无中继的用户环路网上使用无负载 电话线提供高速数字接入的传输技术, 典型的传输速率为 2 m b its, 可以实现高带宽双向传输。hd sl 可在现有任意双绞线上传输, 双向速率 高达 2 m b its; 可无中继运行, 不需选择线对; 采用 线路编码、误码率 (b er ) 低。hd sl 主要采用现代数字通信的自适应均衡技术、自适应回波抵消技术和线路编码技术。线路编码主要采用a n s i (美国国家 标准委员会) 和 e t s i(欧洲电信标准委员会) 制订的 有关标准的 2b iq 线路编码。高速数字用户环路传输技术是一种基于现有普 通铜线的传输技术, 能够在现有的普通电话双绞铜线 ( 两对或三对) 上全双工传输 2 m b its 速率的数 字信号, 无中继传输距离达 3 5 km 。目前hd sl 技 术已经发展得比较成熟, hd sl 系统可以为用户提 供 30b + d 的 2 m b its 的租用线业务; 也可以用来传送 30 路话音, 进行普通电话业务的扩容。 预计hd sl 今后除用于终端用户直接接入外, 还可用于接入网技术xd sl现代电信网由交换网、传输网和接入网三大部分组成。经过几十年的建设, 我国的通信网已完成了 从模拟到数字、从电缆到光纤、从 pd h 到 sd h 的飞 跃。 虽然国际上最先进的高新技术已应用到传输网11第 1 期薛兴华: xd sl 接入网技术的应用状况及前景分析统中无线发信机与主交换机的连接, 局域网 (l a n )与广域网 (w a n ) 的连接以及网管监控中心与交换 设备、传输系统间的数据采集和信令传递等。2. 不对称数字用户线 (ad sl )a d sl 是在无中继的用户环路网上使用有负载 电话线提供高速数字接入的传输技术, 对少量使用宽带业务的用户是一种经济快速的接入方法。 其特 点是: 可在现有任意双绞线上传输; 误码率低; 下行数字信道可传送 6 m b its, 上行数字信 道可传送 144 k b its 或 384 k b its 中速数据; 模拟用户话路独立; 采用线路码。统中的上下信道频谱是利用频分复用技术分开的,一般采用 ca p、dm t 和dnm t 三种编码方式。a d sl 上下行速率也是不对称的。 其下行速率 有 3 档: 13, 26, 52 m b its, 相应传输距离为 115, 1,013 km ; 上 行 速 率 一 般 也 有 3 档: 116, 213, 1912m b its。v d sl 通常采用离散多音频 (dm t ) 调制,其它调制方法包括无载波调幅调相 (ca p ) 码、残余 边滞 (v sb ) 码和离散子波多音频 (dw m t ) 调制。为 了实时传输压缩视频信号, v d sl 采用前向纠错 ( f ec ) 编码技术进行传输差错控制, 并使用交织技术纠正由于脉冲噪声产生的突发误码。一个基本的 a d sl系统由局端收发机和用户和 a d sl 相比, v d sl传输带宽更高, 而且由端收发机两部分组成, 收发机实际上是一种高速调制解调器。a d sl 的非对称性表现在局端到用户端 下行速率和用户端到局端上行速率的不同。 高速下行信道向用户传送视频、音频信息及控制、开销信号, 速率一般在 115 6 m b its 之间, 在 015 mm 双 绞铜线上传送距离可达 316 km ; 低速上行信道包括 通向网络的控制开销信号, 速率一般在 16 640 k b its 之间。a d sl 信号和基本音频电话信号 ( 4 kh z 以下) 通过普通电话业务分离器无源耦合到普 通电话线上。a d sl 业务能力可提供的传输通道有: (1) 高速单工通道该通道提供d s2 速率 (61144 m b its) 的下行数于传输距离缩短, 码间干扰小, 数字信号处理技术简化, 成本将显著降低。它和光纤到路边(f t t c ) 相结 合, 实现宽带综合接入。 目前, v d sl 仅处于研究阶 段, 国际标准尚未出台。相关标准化组织正在努力进 行规范的制定工作。下面对 x 数字用户线 (xd sl ) 进行技术比较。 我国现有用户线绝大多数是铜线。 在接入网光 纤化的过程中, 作为过渡措施, 对铜线资源的利用是 十分必要的, 且经济可行。v d sl 可以利用现有铜缆 实现扩容和提供宽带业务, 是现阶段宽带业务接入 的重要方式。a d sl 和v d sl 目前要与 h fc 竞争, 选择方式取决于经济分析。xd sl 系统可提供带宽 和距离调整, 即电话交换局与用户间的距离越长, 带宽越小, 其比较见表 1。据流, 它可以分成 4 个 11536 m b its 的 a信道, 每条a 信道都能传送m p e g21 质量的图像。(2) 64 k b its 双工数据传输通道 可配合高速通道使用, 在用户和业务提供者之间进行交互式控制和必要的信息传输。(3) 全双工通道表 1xd sl 技术比较下行速率(m b its21 )上行速率(m b its21 )双绞线传输距离m技术方式hd sl 1) a d sl 2) v d sl 3) sd sl 4) id sl 5)ra d sl 6)01768115 613 52115, 20112870176801640 1115 213115, 201128136573657 5486304 13713048根据业务需要, a d sl和 576 k b its 的速率。(4) 宽带业务传输速率系统可提供 160 k b its5486可以通过现有双绞铜线接入, 实现高速宽带业务, 为用户提供宽带信息服务。3. 甚高速数字用户线 (vd sl )在a d sl 基础上发展起来的v d sl , 可在很短 的双绞铜线上传送比a d sl 更高速的数据, 其最大 的下行速率为 51 55 m b s, 传输线长度不超过300 m ; 当传输速率在 13 m b s 以下时, 传输距离可达 115 km , 上行速率则为 116 m b s 以上。v d sl 系3657注:1) h igh 2b it2ra te d sl2) a symm e t r ic d sl3) v e ry2h igh 2ra te d sl4) symm e t r ic d sl5) isdn d sl6) r a te2adap t ive d sl二、xd sl技术的应用及存在的问题高速 xd sl 的最大优点是可以在构成本地回12江 苏 通信 技 术1999 年路的铜质双绞线中高速传输多种类型的数据 ( 如语音和视频数据) , 并为中央办公室和用户之间、建筑 物内部以及局域网之间提供高速接入服务。 在未来 几年内, xd sl 还将为企业、小型办公室、家庭办公 室以及消费者的用户提供高速 in te rn e tin t ran e t 连 接、联机服务、视频点播、交互式娱乐及电视信号传 送等各种服务。随着 in te rn e t 应用和 ip 电话技术的 发展, 用户对带宽的要求越来越高。xd sl 能够为用 户提供高速数据传输服务。xd sl 的典型应用有: in te rn e t 高速接入。通过a d sl 接入, 线路的下行速 率可以达到 711 m b its, 较之 3316 k b its 的普通 m o dem 要快 200 倍以上, 且可以在公司局域网内部 实现 线 路 资 源 的 集 体 共 享。 视 频 点 播 v od (v ideo o n d em an d)、卡拉o k 点播、网上游戏、交互 电视和网上购物等宽带多媒体服务。 远程l a n 接入、异地办公及在家办公等高速数据应用。 远 程医疗、远程教学、视话会议及体育比赛的现场实时 传送。 在专用网域的应用。在专用网中发展 xd 2期的a d sl 还有许多应用领域需要开发。表 2 列出了a d sl 提供的业务应用情况。表 2ad sl 提供的业务及带宽m b its所需频带业务种类下行信道上行信道电视电视点播 交互式可视游戏 电视会议n 2isdn 基本速率3 6115 3115 60138401160001016 01064低0138401160传统的用户环路采用一对铜线连接一个用户终端方式, 沿用了 100 多年。传统音频实线难以支持宽 带业务, 且当用户数迅速增加, 市话交换区域扩大 时, 用户环路的费用要上升。目前的铜线接入网故障 较多, 维护成本较高。城市内现有地下管道因电信业 务管线的增长而日益紧张, 管道扩容费用很大。尤其 大容量、高速率的骨干网的建设以及各种增值电信 业务的发展, 对用户接入网的数字化、宽带化要求更 高。目前, 分组网和ddn 网上运行的业务出现的故 障有 90% 集中在本地中继和接入网上。接入网的建 设约占全网投资的三分之一, 是技术最复杂、实施最 困难、影响面最广的部分。 对于 hd sl , 传输容量有 限, 升级困难, 在未来接入网中不宜全面铺开。因此, xd sl 技术作为过渡是必要的, 但不能作为重点。接 入网的全光纤化是发展方向, 但在建设中要充分考 虑到光纤接入网与原电缆接入网拓扑结构的兼容 性。业务增值, 使其作为企业网络的延伸和补充,slxd sl 具有得天独厚的优势。 其应用主要包括:l a n 的互连延伸, 使不同地点的网络或用户之间 进行数据交换; 程控交换机网络通道延伸, 使中心用户程控交换机向分布在园区各处的用户提供话音 服务; 视频会议远距离教学使多个不同地点的人们 可以面对面地进行交流。hd sl 系统除可为用户提供 t 1e 1 速率的数 字接入开通相应速率的业务外, 也可用作铜线增容,加入数据服务单元的功能使一套系统为多个用户提供 64 k b its 或 144 k b its 的数字接入。 该接入系统还可在电话网中作为公用交换机与用户专用交换机之间的互连, 在移动通信网中用作 交换机与基站之间的互连, 在计算机网络中用作局 域网计算机之间的互连, 以及作为光纤通路的延伸,等等。a d sl 适合于用户密度低的居民区和地理上 分散的小企业或部门, 这些用户往往是光纤网不便到达的地方。a d sl 上下行速率不对称的特点使它便于在商 业、科学研究、教育及娱乐等领域中作有交互功能的 业 务使用。 预计能提供的宽带业务有视频点播三、xd sl技术发展前景分析我国用户线路基本上是铜线对称回路。 预计今后相当长的时间, 用户接入网仍将主要利用铜线对 称回路。随着电话普及率的提高和数据、图像等非话 业务需求量的增大, 建立上网信息库应成为网络运 营者的重要工作, 通话仅是整个通信网的一部分。目 前已开展了 2 m b its 会议电视、数字用户环路载波 及ddn 网等业务, 并准备进一步开展可视电话、交 换型宽带数字业务、isdn 基群速率的数字接入、计 算机链路等数字业务。 这些业务主要用户是一些大 单位如政府、银行、大型集团公司, 还未深入到普通 百姓家中。因此, 进一步开发现有铜线对称回路的传互(v od )、远程教学、可视电话、多媒体检索、l a n连、in te rn e t 接入、等等, 在家购物, 居家银行业务,交互式游戏等种种设想也将成为现实。 对于发展初13第 1 期薛兴华: xd sl 接入网技术的应用状况及前景分析输能力很有必要。 发展光纤用户网是今后的主要方及引入线路中并非光纤传输不可, 电缆技术不仅成熟, 而且便宜, 选择 xd sl 技术十分必要。(2) 积极采用v 5 接口v 5 是国际电联 itu 2t 制定的交换机和接入网 之间的公开接口标准, 能适应电话网上多种新技术、新业务, 使接入网接口与交换局制式相协调。 itu 先后提出接入网 v 5 接口建议 g1964、g 1965 等一 系列技术标准。 根据速率不同, v 5 接口分为 v 511 和v 512 接口, v 511 接口可支持模拟电话接入及支 持 isdn 基群接入, v 512 接口可支持 isdn 基群接入。 目 前, itu 2t 正 在 考 虑 支 持 stm 21 速 率 的v 513 接口和支持b 2isdn 的v b 15 接口。 通过v 5接口, 用户接入网可与各种交换机相连。(3) 合理规划市话网结构, 因地制宜地采用模块 局方式由于光纤通信的众多优点, 用户线长度可大大 扩展, 使每个终端局的管辖范围 ( 网径大小) 大大拓 宽, 可省去辅助局, 减少终端局, 为市话网的建设省 去大量投资。在大中城市, 应与小交换机及专用网撤 点并网联系起来建设接入网; 在农村, 要针对用户分散、环境差, 与解决村村通电话联系起来建设接入 网。 但同时也应看到交换机的远端模块是当前使用 较多的技术和设备, 具有组网灵活等优点, 可以结合 网络结构, 因地制宜地采用模块局方式, 随着接入网 技术的发展和成熟再逐步减少模块局的数量。(4) 积极与广电部合作, 促使电话、数据、有线电 视三网合一这种既可节省投资, 又为公用电话网开通宽带 业务创造了良好的条件。 建设时可考虑视像业务与 电信业务在主线路上共缆分纤, 到用户附近再由同轴电缆传递视像业务, 双绞线传送电信业务, 以提供 多种模拟数据业务。总之, 铜线接入、光纤和无线目前处于共存的应 用地位。 光纤由于投资大、回收期长, 在取代原有铜 线网方面进展缓慢; 无线本地环路在窄带网的应用方面, 有一定优势。根据国情来选择接入方式十分必 要。 ( 收稿日期: 19992126)向, 但不可能在短期内实现, 因此, 采用 xd sl技术, 满足高速短距离传输业务需求仍是今后一段时间内的发展策略。 我国用户接入网上的新业务才刚 刚开展, 尚未形成用户对通过 xd sl 传输非话业务的大量需求。如目前 hd sl 主要是在小区制的蜂窝 式电话网、ddn 用户线、计算机链路、数字用户交换 机中继线以及 2 m b its 会议电视等业务方