通信行业电信、移动宽带接入技术

xDSL宽带接入技术 目录第1章 xDSL概述21.1 接入网主流承载技术21.2 xDSL21.3 ADSL概述31.4 xDSL性能汇总3第2章 ADSL技术原理4第3章 ADSL参数详解63.1 ADSL工作模式63.1.1 ADSL transmission modeADSL工作模式63.1.2 端口在训练中遵循的标准63.2 ADSL速率相关参数73.2.1 Parameters for rate速率设置73.2.2 上行速率设置低影响下行速率73.2.3 上/下行通道位交换7第4章 影响ADSL速率的主要因素94.1 影响ADSL速率的几个因素94.2 ADSL传输性能表9第5章 ADSL组网介绍105.1 IP网络结构105.2 数据网络的分层结构组网模型105.3 宽带接入组网结构115.4 ADSL典型组网应用115.4.1 ADSL组网集中BRAS直连方式125.4.2 ADSL组网集中BRAS二层汇聚125.4.3 ADSL组网集中BRAS MSTP汇聚135.4.4 ADSL组网分布BRAS135.4.5 ADSL组网分布BAS内置BAS14第1章 xDSL概述1.1 接入网主流承载技术xDSL：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：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：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。1.2 xDSLADSL（非对称数字用户环路）技术是利用现有的双绞线资源，为用户提供上、下行非对称传输速率的一种技术；G.SHDSL（单线对高速数字用户环路）则可以在普通双绞线上为用户提供对称的高速专线接入业务，主要适用于中小企业互联、移动基站中继、ISDN基群接入；VDSL宽带接入技术，适用于酒店、网吧用户高速上网、视频会议等，实现专线互连和专线接入。 VDSL（甚高比特率数字用户环路）：VDSL和ADSL技术相似，采用频分复用方式，将POTS、ISDN以及VDSL的上、下行信号放在了不同的频段传输，但VDSL比ADSL的传输速率更高，是高速的 ADSL。VDSL在一对普通电话双绞线上提供的典型速率为上行1.62.3Mbit/s，下行12.9655.2Mbit/s（目前最高达到155Mbit/s），速率比ADSL高约10倍，但传输距离比ADSL也短得多，典型的传输距离为0.31.5km。由于VDSL的传输距离比较短，因此特别适合于光纤接入网中与用户相连接的最后“一公里”，并且要求光网络单元尽量与用户接近，其系统配置图与ADSL类似，它存在于用户与本地光网络单元之间。VDSL可同时传送多种宽带业务，如高清晰度电视（HDTV）、高清晰度图像通信以及可视化计算等，其国际标准还正在制定中。VDSL是目前传输带宽最高的一种DSL接入技术，具有支持双向速率对称、传输速率高的特点，但传输距离短。对于相对密集、中等距离（在11.5km内）及带宽需求较高的住宅小区用户可考虑采用VDSL方式，取代LAN接入技术，避免在综合布线上的大量投资；对于酒店、商业楼宇等无法进行综合布线或综合布线成本太高的特殊商业区域以及被竞争对手通过综合布线先行占领的区域，也可考虑采用VDSL技术，以快速抢占用户市场。ADSL2：目前，不管是在覆盖距离、出线率、下行带宽方面还是在电源管理、故障检测等方面，ADSL2相对ADSL技术都有了很大的改善，拥有许多新的特性与功能。这些新的特性和功能将进一步提高网络的性能和协同工作能力，这样运营商可以通过对现有设备的升级来实现新技术应用部署，而不是淘汰现有设备，同时更好地支持新的应用和服务。因此，ADSL2技术作为ADSL技术的补充，通过对现有ADSL设备的升级，使其具有ADSL2的能力。在一些用户线距离较远的地区可以利用ADSL2对用户进行覆盖；而对部分带宽需求高于ADSL提供能力的地方，也可以部署ADSL2；对于出线率较低的地区，ADSL2也可以作为一种解决方法进行部署，以减少线束之间的干扰，提高出线率。1.3 ADSL概述ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Line）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。1.4 xDSL性能汇总xDSL技术特性对照xDSL技术对称性传输速率最大传输距离（KM）线对支持POTSG.SHDSL对称最大速率2.3Mbps5.51不支持ADSL不对称下行最大速率8196Kbps，上行最大速率896Kbps51支持ADSL 2+不对称下行最大速率25Mbps，上行最大速率3Mbps6.51支持VDSL对称/不对称下行最大速率52Mbps（非对称），上行最大速率12Mbps（对称）1.51支持第2章 ADSL技术原理ADSL是一种上下传输速率不相等的DSL技术。这里，上行传输是指从用户到中心局方向的传输，下行传输是从中心局到用户方向的传输。ADSL下行传输速率最大可以达到8Mbps，上行传输速率最大可以达到896kbps，由于ADSL的下行速率不等于且远远大于上行速率，所以被称作非对称DSL技术，Asymmetric Digital Subscriber Line。ADSL技术可以在同一对双较线上同时传输数据信号和传统的模拟话音信号。 ADSL的技术特性及其方便易用性使得ADSL成为目前广泛使用的接入技术。首先，ADSL采用非对称传输有其特殊的意义。第一，目前很多DSL应用中，用户通常是从主干网络上大量获取数据，而发送出去的数据却相对少得多。例如用户在访问Internet和视频点播时，都要求高速获取大量数据，而发送的只是一些地址信息和简单的命令信息。第二，非对称传输可以大大减少近端串扰。另外，ADSL相对于其它DSL技术的另一项突破在于它可以在同一对双绞线中同时提供传统的话音业务，这样不仅便于用户使用，而且节省了另外铺设线路的成本。1998年10月，ITU组织正式给出了关于ADSL的推荐标准：G.992.1和G.992.2。G.992.1又称G.dmt。它规定了全速率的ADSL技术规范，最大下行传输速率为 8Mbps，最大上行传输速率为896kbps。G.992.2又称G.lite。他规定了不用信号分离器的ADSL技术规范。这种ADSL系统省略了分离器，降低了设备安装的复杂性和成本，但同时也降低了信号速率，其最大下行速率为1.536Mbps，最大上行速率为512kbps。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：Quadrature Amplitude Modulation(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：Carrierless Amplitude/Phase Modulation（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。CAP在数据信号在发送前被压缩，然后沿着电话线发送，在接收端重组由于CAP信号传输占用全部信道带宽，所以频域与时域都会对它造成影响。DMT在每个子信道内传送的比特率可以按信道内信号和噪声的大小自适应的变化，故DMT技术可以自动避免工作在干扰大的频段。CAP优点是处理简单，功耗低。现在绝大多数芯片制造商都采用DMT技术，CAP技术逐渐淡出市场。 DMT：Discrete Multi-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。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。第3章 ADSL参数详解3.1 ADSL工作模式3.1.1 ADSL transmission modeADSL工作模式这个参数用来让用户选择用哪种标准激活ADSL线路，分别对应于ITU组织的标准：G992.1、G992.2、G992.3（G.dmt.bis）、G992.4、G.992.5（G.dmt.bisplus）和ANSI出的T1.413 issue 2。由于G.dmt（G.992.1、G.992.3、G.992.5）和T1.413下行速率最大都可以达到8Mbps以上，而G.lite下行速率最大只能到1.5Mbps，所以G.dmt和T1.413合称全速率模式。另外由于ITU专门定义了一个用于DSL的握手协议G994.1（G.hs）G.dmt和G.lite都用此握手协议，所以G.dmt和G.lite又合称为G.hs方式。3.1.2 端口在训练中遵循的标准CO端支持的模式线路最终训练出的模式All(全兼容)根据CPE的支持情况，端口可以以G.dmt、G.dmt.bis、G.dmt.bisplus、G.lite、T1.413其中任何一种标准激活。Full Rate(全速率)根据CPE的支持情况，端口可以以G.dmt、G.dmt.bis、G.dmt.bisplus、T1.413其中任何一种标准激活。G.lite根据CPE的支持情况，端口可以以G.lite标准激活。T1.413根据CPE的支持情况，端口只应该以T1.413标准激活。G.dmt根据CPE的支持情况，端口可以以G.dmt、G.dmt.bis、G.dmt.bisplus其中任何一种标准激活。G.hs根据CPE的支持情况，端口可以以G.dmt、G.dmt.bis、G.dmt.bisplus、G.lite其中任何一种标准激活。G992.1根据CPE的支持情况，端口只应该以G.dmt标准激活。G992.2根据CPE的支持情况，端口只应该以G.lite标准激活。G992.3根据CPE的支持情况，端口可以以G.dmt、G.dmt.bis其中任何一种标准激活。G992.4根据CPE的支持情况，端口只应该以G.lite标准激活。G992.5根据CPE的支持情况，端口只能以G.dmt.bisplus标准激活。3.2 ADSL速率相关参数3.2.1 Parameters for rate速率设置Minimum transmit rate：线路激活后该方向上必须要达到的最小激活速率。Maximum transmit rate：线路激活后该方向上不能超过的最大激活速率。如果设置成固定速率方式，最大激活速率必须和最小激活速率一致。线路实际激活后的速率会在期望的最大、最小速率范围之间自适应，最后会以一个满足激活要求（误码率不大于10-7，噪声容限在目标噪声容限附近）的最好速率激活。在建立ADSL连接的过程中，如果线路条件比较好，计算出来的下行的速率大于所设置的最大速率，系统会将下行的速率限制在所设置的最大的速率上，但会增加下行的信噪比容限；如果线路的条件比较差，计算出来的下行最大速率不能满足所设置的下行最大速率的要求，系统会在保持下行目标信噪比容限的前提下，按照实际计算出来的下行速率建立连接。上行速率的配置方法与下行速率相同。3.2.2 上行速率设置低影响下行速率【故障现象】上行速率设置较低引起下行速度也较低【处理措施】查看端口参数发现MA5100的ADSL板端口的上行速率64kbit/s，下行速率为960Kbit/s。将上行速率改为512Kbit/s后，上网速率正常。【故障分析】由于涉及收费问题，将上下行速率分不同档次，但在实际中若将上行速率设置太低，当低于128kbit/s（如为64kbit/s）会严重影响上网速度。【原因】一个ADSL Modem所带的局域网用户数量较多或用户打开的网络应用很多的情况下，TCP SESSION数量很多，会造成许多TCP接收方同时发送“确认”造成上行拥塞、延时，导致发送方重发TCP报文段，使得实际使用下载速率也上不去，故建议上行速率最低不小于128kbit/s。3.2.3 上/下行通道位交换Upstream/Downstream channel bit swap上/下行通道位交换，位交换功能主要作用是在不用去激活线路的情况下即可在子信道的内部之间进行比特分布的调整或功率调整。在线路激活时每个子信道都是独立计算信噪比和承载比特，但在线路激活后线路的信噪比可能就会因外界环境因素发生变化，落到每个子信道上就是可能有的子信道的信噪比因此而变小，有的因此而变大，长时间维持可能就会导致线路的误码率提高，甚至不能满足要求而导线线路重新训练。比特交换的目的就是让这些信噪比下降到不能再维持承载那么多比特的子信道，转移一些它们的比特到那些信噪比比较高的子信道上去比特交换的目的就是让这些信噪比下降到不能再维持承载那么多比特的子信道，转移一些它们的比特到那些信噪比比较高的子信道上去，或者减小那些子信道上的发送功率，因为它们当前根本就不需要那么多的发送功率，然后把多出来的发送功率加到这些子信道上去通过增加它们的发送功率来提高它们的信噪比，