ADSL2VDSL2宽带通信接入网建设主流未来技术应用分析(精)

ADSL2+/VDSL2：宽带通信接入网建设主流/未来技术应用分析陆 韬（丽水学院 计算机与信息工程学院，浙江 丽水 323000）摘要：对ADSL2+/VDSL2混合模式的通信接入网技术和我国互联网用户情况进行了细致的分析，提出了面向未来（IPTV等）三重业务（triple-play）通信功能的DSL接入网建设的指导方案。关键词：通信接入网；ADSL2+/VDSL2组合模式；IPTV三重业务播放；宽带接入网是城市通信网（城域网）的重要组成部分，主要完成各类用户的接入和综合业务的（二层）汇聚；是体现城市通信组网“广覆盖、大容量、少节点、集中控制”的重要组成部分，我国的通信接入网是在原有的市话通信线路网的基础上不断发展起来的，这是以全塑电缆双绞线 “交接配线+户线工程”为主流技术建立起来的庞大的固定电话线路网基础设施；为了适应面向IPTV等综合业务的以IP/ MPLS技术为内核的三重业务（triple-play）通信功能的需要，同时充分利用这些投资数百亿计的双绞线电缆系统的使用年限，通信运营商主要采用ADSL技术建设宽带接入网；随着国际电信组织（IYU）的ADSL2+、VDSL2等一系列新的接入技术标准的不断推出，通信制造业及运营商的技术更新也非常迅速：2006年度中国电信、中国网通公司等运营商开始采购ADSL2+模式的接入网设备文献1； 2005年度著名的华为公司向通信运营商提供的DSL设备均为ADSL2+模式，国际多家集成芯片制造商对以ADSL2+/VDSL2混合多模芯片组也已开发成功文献2，下面，对ADSL2+/VDSL2组合模式技术做一个简要的介绍。ADSL2+技术简介目前我国接入网的主流模式是ADSL和ADSL2+，特别是后者，作为第二代高速不对称数据传输 （ADSL）技术，是ITUT于2003年1月通过的ADSL2（G.992.5）新一代ADSL技术标准，它在第一代ADSL（G.992.1）的标准基础上进行了全面的、较大的改进文献3： 扩大了覆盖范围和提高了数据速率 ADSL2技术将电缆线路使用的频谱范围从ADSL标准的1.1 MHz扩展到2.2 MHz，使下行速率大大提高（最高可达25 Mbps以上），根据信息产业部电信传输研究所2004年5月组织的通信厂商ADSL2与ADSL2芯片的评估测试文献4： 在0.4mm线径的全塑通信电缆上，ADSL2下行传输速率在距离不超过2.4km时平均可以达到25Mbps；其最长的通信距离（实测）可达6km以上； 拓展了应用范围 ADSL2模式在原有的ATM（异步传输）和STM（同步传输）的基础上，增加了PTM（分组传送模式），能够更加高效地传送日益增长的以太网和IP业务； 提高了线路故障诊断和速率适配能力能力 ADSL2系统可在初始化过程中及结束后，提供对线路噪声、线路衰耗、信噪比等重要参数的测量功能，特别是定义了一种特殊的诊断测试模式，可在线路质量很差而无法激活时进行测量；在业务运行过程中提供对上述重要参数的实时检测能力。并且，能在不影响业务的情况下，根据测量的线路情况动态调整速率，以适应变化的线路条件； 增加了节能特性 局端设备和用户端设备都能在业务量小或没有业务的情况下进入低功率模式或休眠状态，可大大降低设备功耗，降低散热要求，能很好地适应“永久在线”的应用方式； 支持多线对速率捆绑 可以实现更高的数据速率。VDSL2技术发展情况国际电信联盟（ITU）于2005年5月27日批准并发布了VDSL2标准G.993.2，基于离散多音频调制(DMT)技术，旨在充分使用现有的铜缆线路2.2M30MHz的频谱段，使宽带接入网的上、下行传输速率在短距离内均达到100Mbps文献5，实现在同一媒介上同时传输视频/HDTV、数据和语作者简介：陆 韬（1963 ），男，山东烟台人，高级工程师。 音等三重业务（triple-play）的需要，这类业务包括了至少3个电视频道、若干个VoIP连接和足够快的互联网访问，要求的数据速率至少要达到3040Mbps，该速度大约是目前ADSL2+解决方案在实际运行状态下能够达到的速率的二倍。VDSL2标准综合了ADSL2+和VDSL1的特性，实质上是对现有DSL标准的进一步增强和优化，并与现有的DSL标准兼容（特别是ADSL2+），可在传统的ATM网和基于IP的接入网上使用，并提供更成熟完善的服务质量(QoS)；因而VDSL2被认为是“终极DSL技术标准”，同时也被国际DSL论坛推荐为光纤宽带接入技术FTTP（光纤到户）的最佳搭档：在“最后一公里”利用普通双绞线提供高速综合接入服务。VDSL2标准基于原有的DSL标准，提出了8组线路传输模式，列表如下：项 目VDSL2标准化线路传输8种模式组 (DMT)ADSL2+(DMT)ADSL(DMT)组别（profile）8a8b8c8d12a12b17a30a最大线路频率（MHz）（Bandwidth）8.88.58.812.0017.66302.21.1子信道数量（Tones）204819722048278340963479512256子信道带宽（KHz）（Tone Spacing）4.31258.6254.3125线路发送电平（dBm）（Line Power）+17.5+20.5+11.5+14.5传输带宽（Mbps）下行55100248上行3010010.8世界各地的许多主要电信运营商已宣布了部署VDSL2的计划，其中包括美国SBC、法国电信、德国电信、英国电信、瑞士电信、比利时电信、日本NTT和KDDI以及其它公司文献2；该技术标准也受到了全球电信与电子生产厂商的热烈响应：英飞凌科技公司于标准发布的当天，便宣布推出符合该技术标准的8种传输模式的电路集成芯片组“VINAX”：可在距离超过1,150英尺(350米)的铜线上利用VDSL2频谱，提供100Mbps的对称数据速率；同时具有优秀的长距离传输性能 （类似ADSL2+），在4.8公里距离内可以达到14Mbps的下行数据速率；并确保对ADSL的后向兼容性，能实现灵活的VDSL2/ADSL2+架构；著名的国际半导体公司“科胜迅”、“博通”和“德州仪器（TI）公司”等先后也基于“ADSL2+/VDSL2组合模式”推出了自己的集成芯片组，参与这场激烈的高科技竞争中文献2。德州仪器 （TI） 公司的UDSL （超级VDSL2，即“ADSL2+/VDSL2组合模式”）方案，采用特有的 （两对以上）“线路绑定”和“正交矢量性(vectoring)”技术等，将多对铜缆双绞线集合在一个 DSL 信道中，从而大大提高了数据的传输速率和覆盖范围；在高 AWGN 噪声背景下的“TI公司UDSL芯片组双向传输性能统计表”如下：测点距离（m）1对线路速率2对绑定线路速率2对绑定矢量式速率增速比例备 注30570Mb/s140 Mb/s184Mb/s263 %VDSL2模式61060 Mb/s124 Mb/s144Mb/s240 %91540 Mb/s80 Mb/s90Mb/s225 %122026 Mb/s50 Mb/s50Mb/s192 %122016 Mb/s32 Mb/s39Mb/s243 %ADSL2+模式18309 Mb/s18 Mb/s26Mb/s289 %24405 Mb/s9 Mb/s15Mb/s300 %30503Mb/s5Mb/s10Mb/s333 %ADSL2+/ VDSL2多模组合宽带接入技术方案设想1.“ADSL2+/VDSL2组合模式”系统 “ADSL2+/VDSL2组合模式”系统应根据电缆线路长度情况，分为表3所示的ADSL2+或是VDSL2的4种使用线路频段模式；并应能够根据线路衰耗值和实际信噪比（SNR）自动调整输出功率（电平值）到最佳（距离一定时，速率最大）状态，及其它措施。 表3传输模式覆盖范围（km）提供带宽（Mbps）ADSL2+/VDSL2组合其它优化措施使用频段种类输出功率自动调整其它系统措施线路绑定CPE监控VDSL20-0.680M以上30M1#+-+0.6-0.980M以上17M2#+-+0.91.250M以上+(选用)+1.21.825M以上8M3#+ADSL2+1.82.415M以上2.2M4#+2.43.66M以上+-+3.64.82M以上+-+2建立接入电缆的技术模式统一线径（包括配线架和交接箱跳线、电缆和用户馈线），并均为双绞线；在配线方式上，直接配线比交接配线为好；不允许有复接配线及加感线圈；其它线路要求如下文献7： 表4线路环阻线路电压绝缘电阻线对平衡性线路衰耗信噪比SNR小于1300小于5V正常环阻一致性好小于35dB大于10 dB3建立局端集中监控模式与用户终端（CEP）监控模式DSL系统的传输效果取决于实际的通信线路质量情况（参数），必须建立对通信线路实际参数的自动检测系统，同时该系统点多面广，容量大，为保证统一的高质量的实时监控维护，必须建立集中的监控管理系统和维护作业流程，系统设备一般由DSL设备厂商提供。另外，要设置DSL用户终端设备（CPE）的远程管理手段，实现对用户终端设备的远程配置、监控、维护和升级等远程管理和维护功能。对我国DSL宽带接入系统发展的思考1 目前仍以ADSL/ADSL2+模式发展为主我国的宽带用户数量发展很快，截至2005年11月，我国互联网宽带接入用户数量情况如表5所示；05年底中国电信宣布将对ADSL进行大范围（26个省份）的网络升级。 表5项 目宽带用户数年增长数xDSL用户数xDSL用户年增长数xDSL用户占总数比重xDSL用户接入模式数量（万户）3719.71232.22591.7887.5占总数70%ADSL接入年增长率33%34%占年增长总数72%0.5-1M包月我国信息应用目前尚处于初级阶段，以普通家庭为例：信息使用形式主要以电话、电视机和1台电脑PC机（上网）为主，少数家庭也为孩子添置了第2台电脑PC机；受广电与电信分营政策的限制，电视收视节目主要以广电部门经营的单向“有线电视”为主，电脑PC机网络视频以点播为主，使用微软的WMV9软件调制，IPTV模式尚处于试验期，受到政策、运营方式等多重因素的限制；因而目前带宽接入在1-5M之间，5-10M的带宽可以满足目前网络内容的需求，今后的通信宽带业务的发展仍以ADSL/ADSL2+模式发展为主。常见的“家庭信息消费”列表如下： 表6家庭信息设备情况使用情况占用频带（M）家庭信息设备1-2台PC机VOD视频点播、QQ聊天、网页浏览等3M1-2台= 3-6M1-2台电视机通过机顶盒或电脑视频点播2M1-2台= 2-4M1-2部电话机普通/视频话音通信、VoIP16-500kbps1-2部= 0.1-1M家庭使用带宽极限带宽（申请的端口带宽）2-10M （常见为5M）常用带宽0.5-3M（平均为1M）2 大力开发IPTV业务，合理应用ADSL2+/VDSL2组合技术中国电信总工程师韦乐平先生认为：IPTV的应用可以归结为至少五类：视频类业务、高速上网、VoIP业务、互动游戏等媒体游戏类应用、信息服务类应用文献8，因而，IPTV实质上是一种多重业务捆绑的新业务形式；为电信运营商提供了潜在的新业务、新收入、新商务模式的机遇；研究结果表明，三种Triple Play业务捆绑的离网率比单种语音业务降低50%，比语音和数据两种业务的捆绑可以降低25%，其ARPU值则有可能分别提高3倍和2倍。然而，IPTV系统需要政策面的全面协调支持、产业链与商业模式的形成、丰富的应用内容（提供网络消费高附加值）、高速稳定的传输网络、用户网关系统（CPE）的建设管理等。常见的“IPTV带宽使用情况”列表统计如下： 表7使 用 项 目下行带宽（Mbps）上行带宽（Mbps）高清晰广播电视HDTV（每户3套节目）300.5高清晰视频点播VOD约80.2互动游戏（三维立体画面）22VoIP + 视频电话22高速互联网接入21合 计446通信运营商应积极努力，在网络远程教育、IPTV、网络办公、远程视频会议、电子商务等增值服务领域提供更多的网络信息服务套餐；同时，以家庭信息综合接入系统（含家庭网关）、企事业单位信息服务系统（套餐）等方式积极引导大众用户的信息化消费，用高清晰互动视频节目“武装”PC机，用“机顶盒+互动视频节目”等形式“占领”电视机，以新一代视频VoIP形式提升固定电话的技术水平；努力提升宽带用户的ARPU值；在通信运营企业的“全面转型”道路上迈出坚实的步伐，取得丰硕的成果。3 适量引入，合理应用，面向未来鉴于VDSL2系统在短距离（1.2km）范围内的超高速数据传输性，可应用于网吧、企业的高速接入场合。由于我国的通信配线电缆一般对数较大，电气传输质量普遍较差，在VDSL2允许的距离范围内，根据实际线路情况和大客户的需要，采用1对或2对绑定线路等方式提供稳定的VDSL2接入模式也具有实际的意义。结束语新一代ADSL2+/VDSL2多模组合接入技术实际上是对原有DSL标准模式的进一步优化与完善：在原有的ADSL2+的增强式长距离环路传输基础上，增设了短距离环路上的超高数据速率和先进的服务质量(QoS)特性，以及对现有DSL体制的后向兼容性，仅通过升级软件便能达到升级系统的目的；充分保护和发掘了现有通信线路和接入设备的投资效益，也避免了宽带接入的大量线路投资；非常适合我国的宽带接入网发展形式。并且，该模式也能配合光纤宽带接入系统，发挥“最后一公里”的作用，从而为我国的DSL宽带接入提供了面向未来的发展方向。ADSL2+/VDSL2：Main/Next mode of Telecom B-Access NetworkLu-Tao（College of Computer and Telecommunication, Lishui University, Lishui, Zhejiang, 323000）Abstract: According to the inverstigation and the analysis on the Telecom-Access Network of ADSL2+/VDSL2 multimode， and China internet-user conditions， some suggestions were raised a