《宽带接入技术》第2章.ppt

第2章铜线接入技术,2.1.1xDSL技术定义：xDSL是DSL（DigitalSubscriberLine，数字用户线）的统称，意即数字用户线路，是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.1xDSL技术传输距离：通常在300m5km之间；传输速率：通常在1.552Mbit/s之间；,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.2xDSL的发展历史,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,DSL优点：DSL利用这些已有的传输介质，本身就降低了物理成本；DSL技术的应用基本上都不会跟电话业务产生冲突，而且DSL业务不会经过窄带交换设备，不会额外增加话费；DSL在速率上，基本上都是以Mbit/s为单位。,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.3xDSL技术分类对称性：HDSL、SDSL；非对称：ADSL、RADSL、VDSL。,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.3xDSL技术分类1高比特率数字用户线（HDSL）技术编码类型：2B1Q码或CAP码；传输介质：电话线缆的用户线中两对或三对双绞线来提供全双工的T1/E1信号传输；传输距离：36km；应用：移动通信基站中继、无线寻呼中继、视频会议、远端用户线单元（RLU）中继等业务，传输速率是2Mbit/s左右。,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.3xDSL技术分类2非对称数字用户环路（ADSL）技术用户线的上行速率和下行速率不同；信号调制数字相位均衡、回波抑制等方面采用先进的动态控制技术，采用正交调幅（QAM）、无线载波幅度相位调制（CAP）、离散多音频调制（DMT）等调制技术，将原始信息调制到多个载波上；传输距离：一般为3km5km。ADSL的标准有DMT（离散多音）和G.Lite（ADSL简化版）。ADSL提供电话业务和多种宽带业务。,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.3xDSL技术分类3超高比特率数字用户线（VDSL）技术采用频分复用方式，将POTS、ISDN、VDSL的上、下行信号放在不同的频段传播；采用CAP、DMT、DWMT等编码方式；传输速率：上行1.62.3Mbit/s，下行12.9655.2Mbit/s；传输距离短，一般为0.31.5km，特别适合于光纤接入网中与用户相连的“最后一公里”，并且要求光网络单元（ONU）尽量与用户接近，其系统配置图与ADSL类似，可同时传送多种宽带业务。,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.1.4xDSL技术比较,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.1铜线接入技术简介,2.2ADSL技术2.2.1ADSL标准简介1ADSL标准1996年6月，ITU组织正式发布了ADSL的标准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，最低下行传输速率为6.144Mbit/s，上行传输速率为640kbit/s。G.992.2又称G.Lite：它规定了不使用信号分离器的ADSL技术规范。这种ADSL设备省略了分离器，降低了设备的复杂性和成本，但同时降低了信号速率，其下行传输速率为1.536Mbit/s，上行传输速率为512kbit/s。,任务一认知xDSL及ADSL系统模型,2.2.1ADSL标准简介1ADSL标准2002年5月，ITU-T公布了ADSL的两个新标准（G.992.3和G.992.4），即ADSL2标准，其下行速率达到12Mbit/s，上行速率达到1Mbit/s。2003年1月，在第一代ADSL标准的基础上，ITU-T制定了G.992.5，也就是ADSL2plus（ADSL2+），其上行速率达到2.3Mbit/s，下行速率达到24Mbit/s，传输距离可提高到6km。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.1ADSL标准简介2ADSL技术原理ADSL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。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。,2.2.1ADSL标准简介3ADSL技术特点（1）高速传输：下行速率最高达到8Mbit/s，上行速率最高达到1Mbit/s。（2）上网、打电话互不干扰：ADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于各自频段，互不干扰。（3）独享带宽、安全可靠：ADSL利用电信运营商深入千家万户的电话网络，先天形成星型结构的网络拓扑构造，骨干网络采用电信运营商遍布全国的光纤传输，各节点采用ATM宽带交换机处理交换信息，信息传递快速安全。（4）安装快捷方便：在现有电话线上安装ADSL，只需在用户侧安装1台ADSLModem。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.2ADSL网络结构,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.2ADSL网络结构1ADSLModemADSLModem包括局端ADSLModem和用户ADSLModem，其功能是对用户的数据包进行调制和解调，并提供高速数据传输接口。ADSLModem采用了离散多音频（DMT，DiscreteMultiTone）调制编码技术，提高了频谱利用率，可以在有限的频带内传输更高比特率的信号。DMT技术是将整个信道划分为最多256个子载波，然后在每个离散的子载波中，根据各自信噪比的大小，实现16256点的星座编码。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.2ADSL网络结构2DSLAMDSLAM的功能是对多条ADSL线路进行复用，并以高速接口接入高速数据网，能与多种数据网相连，接口速率支持155Mbit/s、100Mbit/s、45Mbit/s和10Mbit/s。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.2ADSL网络结构3信号分离器信号分离器包括局端分离器和用户POTS分离器，它是一个3端口器件，由一个双向低通滤波器（LPF）和一个双向高通滤波器（HPF）组合而成，其功能是实现对数据信号和电话信号的分离与合成。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.3ADSL关键技术1复用技术FDM（频分复用）EC（回波抵消）,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.3ADSL关键技术2调制技术QAM（QuadatureAmplitudeModulation正交波幅调制技术）CAP（CarrierlessAmplitude/Phasemodulation，无载波幅度和相位调制）DMT（DiscreteMulti-Tone，离散多音频调制）,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.3ADSL关键技术2调制技术QAM（QuadatureAmplitudeModulation正交波幅调制技术）CAP（CarrierlessAmplitude/Phasemodulation，无载波幅度和相位调制）DMT（DiscreteMulti-Tone，离散多音频调制）,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.3ADSL关键技术2调制技术QAM：将发送数据流分为两路，分别对正弦载波和余弦载波进行数字调幅，然后相加传输。,任务二ADSL接入技术应用认知,正交幅度调制(QAM)是幅度调制和相位调制的结合，又称正交双边带调制，是将两路独立的基带波形分别对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，所得到的两路已调信号叠加起来的过程。这种调制方式具有较高的频谱效率。QAM调制系统原理方框图如图所示。,QAM调制原理方框图,A路的基带信号S1(t)与载波cosct相乘，形成抑制载波的双边带调幅信号：e1(t)=S1(t)cosctB路的基带信号S2(t)与载波相乘，形成另一路抑制载波的双边带调幅信号：e2(t)=S2(t)sinct两路合成的输出信号为e(t)=e1(t)+e2(t)=S1(t)cosctS2(t)sinct,在发送端，发送数据流经过串/并转换被分成A、B两路(速率各为原来的1/2)，分别与一对正交调制分量相乘(即调制)，求和后经数模变换、发送滤波器输出。在接收端，双绞线送来的信号经过接收滤波器、模数变换后送至解调器，载波的正交性允许解调器对两路比特信息分别解调、取样判决，再经并/串转换后合路输出原始的比特数据流。,与其他调制技术相比，QAM具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点。QAM用于ADSL的主要问题，是如何适应性能差异较大的不同电话线路。为了获得较理想的工作特性，接收端需要一个与发送端具有相同的频谱和相位特性的输入信号用于译码，一般均采用自适应均衡器来补尝传输过程中信号产生的失真，这造成了系统的复杂性。,2.2.3ADSL关键技术2调制技术CAP：该技术在原理上类似QAM，但不用正交载波，而是通过两个数字横向带通滤波器进行调制，其输出结合起来即形成了发送信号。,任务二ADSL接入技术应用认知,CAP调制技术源于QAM，是QAM的一个变种。与QAM的区别是其采用了数字化处理。基本原理是将输入信号的1/2速率码流分别送入两个正交的、具有等幅特性、但相位相差/2的数字横向带通滤波器，两者相加后，通过一个数模(D/A)转换器向线路发送信号。CAP解调时使用软判决技术，并利用均衡器对线路芯径等变化进行适配。CAP产生的频谱形状与QAM相同。CAP编码是二维冗余线性调制码，功率谱是带通型，上限是180kHz，低频截止频率低于20kHz。CAP受低频能量丰富的脉冲噪声及高频的近端串扰等的干扰程度较小，但主要技术难点是要克服低频近端串扰对信号的干扰，一般可通过使用近端串音抵消器或端串音均衡器来解决这一问题。,CAP-ADSL采用04kHz传送话音，25160kHz作为上行信道，2401104kHz作为下行信道。为了适应不同的电话线路信道，CAP调制系统使用了5种调制速率，为38bit/Hz，最低速率时使用的线路频带为613kHz，最高速率时使用的线路频带为1.494kHz。系统在初始化时根据线路状况，自动选择传输速率。CAP相对QAM而言，实现起来更容易、更方便、更灵活。,CAP调制系统框图,2.2.3ADSL关键技术2调制技术DMT：即离散多音频调制，又称多载波调制。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。,任务二ADSL接入技术应用认知,ANSI的ADSL标准是将频带(01.104MHz)划分为256个子信道，每个子信道的带宽是4.3125kHz，符号速率是4000bauds，每个子信道在一个码元内每次可以分配115bit，因此，子信道的最高码速率可以达到60kb/s。其中1#子信道(04kHz)用于传输话音，低频一部分子信道用于传输上行数据(除16#子信道外)，其余子信道用于传输下行数据(除64#子信道外)。上行调制频点在69kHz，下行调制频点在276kHz。因此，大多数DMT系统只使用248个子信道来传输信息。DMT调制的功率谱图和基本结构如图和所示。,2.2.3ADSL关键技术2调制技术,任务二ADSL接入技术应用认知,上图只是DMT调制的基本结构图，实际ADSL设备在进行信号处理时还采用了前向纠错、载波排序、比特交织、网格编码等技术，使传输时抗干扰能力更强。DMT的工作过程是：在发送端，根据预先求出的每个子信道可以分配的比特数，将输入信息拆分为大小不等的比特块，分别注入相应的子信道，进行QAM调制编码，形成N个QAM子字符(N为实际使用的子信道数)；然后经加复共轭处理，映像为N个DMT复数子字符；再利用2N点IDFT变换(快速傅立叶逆变换)，将频域中N个复数子字符变换成2N个时域样值，最后经并串变换、数模变换和发送滤波后送入信道。接收端进行相反的变换，对抽样后的2N个时域样值进行2N点DFT变换，得到频域内的N个复数子字符，经去复共轭处理，译码后恢复成原始输入比特流。,与QAM、CAP相比，DMT还具有以下优点：传输容量大。理论上，DMT系统的上下行传输速率可达2Mb/s和15Mb/s。频带利用率高。DMT动态分配资料的技术可使频带的平均传送率大大提高。抗宽带冲激脉冲干扰能力强。由于DMT是多载波并行传输，每个子信道的符号速率非常低，符号周期较长，可以抵抗宽带的冲激脉冲干扰(通常来自雷电、静电、汽车、电器等)。抗窄带射频干扰能力强。在DMT方式下，如果线路中出现窄带射频干扰，可以直接关闭被干扰覆盖的几个子信道，系统传输性能不会受到太大影响。,2.2.4ADSL2技术ADSL存在的一些问题：较低的下行传输速率难以满足一些高速业务的开展，如流媒体业务；单一的ATM传送模式难以适应网络IP化的趋势；所支持的线路诊断能力较弱，随着用户的不断增多，在线路开通前如何快速确定线路质量成为运营商十分头疼的问题；难以解决设备的散热问题。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.4ADSL2技术2002年5月，ITU组织又推出了ADSL的新标准G.992.3，又叫G.DMT.BIS，也称作ADSL2标准。ADSL2是在第一代ADSL的基础上发展起来的，ADSL2标准G.992.3下行频谱与第一代ADSL相同，理论上其最高下行速率可以达到12Mbit/s，最高上行速率可以达到1.2Mbit/s左右。ADSL2支持距离接近7km的应用。支持ADSL2的设备，要求全面与现已铺设的ADSL设备兼容。当同时支持ADSL2标准的CO与CPE互连，它们提供更多的功能，更稳定的表现。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.4ADSL2技术1增强的QoS能力ADSL2根据不同的交织延迟大小定义了4种传输路径。这样可以对各种服务提供不同的质量保障。延迟级别最小的路径可以提供语音服务，而延迟级别最大的可以提供数据服务，因为它可以提供更强大的纠错能力。2增强的线路测试能力ADSL2定义了非常强大的双端测试功能DELT，线路两端的设备通过对接收信号的分析以及相互交互信息，得到高精度的线路测试数据。测试的数据通常包括线路噪音、环路衰减及长度、桥接抽头bridgetap、可达速率等。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.4ADSL2技术3更远的可达距离传统的G.DMT没有定义单比特的星位图调制，这使得在远距离上信噪比小的时候无法建立连接。ADSL2允许了单比特的调制，使其可以达到更远的距离。4提高的数据传输效率传统G.DMT的物理层帧格式中，最小开销为32kbit/s，而ADSL2标准中，最小开销为4kbit/s。ADSL2定义了全数字环路模式，ADSL的带宽覆盖了低频段的语音部分，可以为不需要语音服务的用户提供更强大的数据服务。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.5ADSL2+技术在ADSL2技术的基础上，ADSL2+采用了与ADSL完全相同的调制技术，ADSL2+技术标准（ITUG.992.5）的核心内容是拓展了线路的使用频宽，将高频段的最高调制频点扩展至2.2MHz，可支持512个载频点进行数据调制。通过此项技术改进，ADSL2+提高了上下行的接入速率，尤其是在短距离范围。ADSL2+拥有ADSL2的一切特性，标准G.992.5初稿于2003年1月通过。ADSL2+将频谱加倍，从1.104MHz扩展至2.208MHz，支持的子载波数达到512个，所以其下行速率大大提高，理论上可达到25Mbit/s，上行速率与ADSL2相同1.2Mbit/s。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.5ADSL2+技术1速度更快ADSL提供的实际带宽和速率在如今各种宽带中已是较快的，而ADSL2+速率更快。ADSL2+标准在8Mbit/s（最大12Mbit/s）的ADSL2的基础上进一步扩展，主要是将频谱范围从1.1MHz扩展至2.2MHz，相应地，最大子载波数目也由256增加至512。它支持的净数据速率最小下行速率可达16Mbit/s（下行最大传输速率达2425Mbit/s）。ADSL2+打破了ADSL接入方式带宽限制的瓶颈，使其应用范围更加广阔。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.5ADSL2+技术2传输距离更远ADSL2+解决方案传输距离可达6公里，完全能满足宽带智能化小区的需要，突破了以前ADSL技术接入距离只有3公里的缺陷，可覆盖更多的用户，实现更高的接入速率。在下行方面，ADSL2+在1.5公里的距离上可达到20Mbit/s的速率，是同样距离上ADSL下行8Mbit/s的2.5倍。在13公里，ADSL2+提供比VDSL及传统ADSL更高的接入速率；到了3km以外，ADSL2+提供的速率和传统ADSL差不多。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.5ADSL2+技术3其他改进ADSL2+和ADSL2也保证了向下兼容，运营商只需要简单变革便能实现从ADSL的平滑升级。ADSL2+可以用来减少串话。大家知道，对于ADSL服务，从RT到线路的串话（信号串扰）能够大大削弱从CO到线路的数据率。而ADSL2+可以通过使用从中心局到远端的频率在1.1MHz以下，从远端到中心局传输使用的频率在1.1MHz和2.2MHz之间来解决这个问题。这会消除从中心局到用户终端线路上的绝大部分串话。启动速度更快，ADSL2提供了一种快速启动模式，初始化时间从ADSL的10s减少到3s。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.6线路质量对ADSL速率的影响（1）内因：长度与规格。（2）外因：干扰。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。,任务二ADSL接入技术应用认知,2.2.6线路质量对ADSL速率的影响,任务二ADSL接入技术应用认知,2.3ADSL设备介绍和组网实例2.3.1ADSLModem用途：计算机内的信息是由“0”和“1”组成数字信号，而在电话线上传递的却只能是模拟电信号。于是，当两台计算机要通过电话线进行数据传输时，就需要一个设备负责数模的转换。这个数模转换器就是Modem。,任务三认知ADSL设备及组网,2.3.1ADSLModem1、分类：（1）外置式（2）内置式（3）插卡式（4）机架式,任务三认知ADSL设备及组网,外置式ADSLModem：该种Modem通过以太网接口或ATM接口与计算机终端相连，可用于单台计算机，局域网或SOHO与广域网的连接。其特点是：用户安装使用较为方便，无需软件安装即能实现上网，升级方便，自主开发软件，安全可靠，但价格稍贵。若外置的ADSLModem使用以太网接口，则用户主机要配置以太网卡，如华为SmartAXMT800；若外置的ADSLModem是ATM接口，则要求用户主机配置ATM25.6网卡，价格较贵。,2.3.1ADSLModem2、指示灯的含义：（1）电源指示灯（POWER、PWR等）：用于显示电源是否正常。（2）外线同步指示灯（LINK、DSL、CD等）：用于显示Modem的同步情况。（3）网卡连接指示灯（LAN、PC、Ethernet等）：用于显示Modem与网卡和路由器的连接是否正常。（4）数据传送指示灯（TX、RX、DATA等）：用于显示ADSL线路上是否有数据传送。,任务三认知ADSL设备及组网,2.3.1ADSLModem3、接口：,任务三认知ADSL设备及组网,2.3.1ADSLModem4、使用注意事项（1）需要通风散热；（2）避免外部电磁干扰；（3）需要注意ADSLModem外置电源是否正常。,任务三认知ADSL设备及组网,2.3.2信号分离器,任务三认知ADSL设备及组网,信号分离器是用来将电话线路中的高频数字信号和低频语音信号分离的设备。它一般有3个端口，由一个双向低通滤波器和一个双向高通滤波器组合而成，如图所示。信号分离器在一个方向上组合两种信号，而在另一个方向上则将这两种信号分离。其中，低通滤波器用于传输话音信号，抑制数据信号传输的干扰；高通滤波器用于传输数据信号，抑制话音信号传输的干扰。,2.3.3ADSL组网案例1、单机宽带上网,任务三认知ADSL设备及组网,2.3.3ADSL组网案例2、宽带+路由器共享上网,任务三认知ADSL设备及组网,2.3.3ADSL组网案例3主机代理方式,任务三认知ADSL设备及组网,2.4.1装维流程介绍1电话预约为确保在开通时限内完成ADSL的安装工作，上门前要与用户进行电话预约，主要目的是了解用户的需求，并告知用户需要做哪些准备工作，同时确定安装时间。预约时邀请用户作好的准备工作有：确定计算机具备网络接口（具有网卡）；确保计算机操作系统工作正常。,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍2检查线路（1）局端机房线路拿到用户开通申请单后，确定用户申请的速率模式，在DSLAM上选择相应速率模式的用户端口进行跳线。,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍2检查线路（1）局端机房线路普通用户跳线,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍2检查线路（1）局端机房线路ADSL跳线,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍2检查线路（2）用户端线路的检查在安装前需要按以下步骤仔细检查下户线和用户室内线路。第一步：ADSL承载电话通话清晰，没有杂音，接线正确，电话线周围没有高频的用电设备，并且没有与强电线路缠绕或并行。第二步：拧紧楼道内电话单元分线箱的接线端子，下户线如果是采用铜芯平行线，应注意长度不要超过20m，下户线如果距离较长，或是室外飞线的，要更换为双绞线，并注意防雷。,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍2检查线路（2）用户端线路的检查第三步：清除室内电话线接线盒氧化锈蚀，拧紧接线盒接头螺钉，如果市内线路有扭接的电话线接头，应换为接线盒接续。第四步：检查在滤波分离器前是否接入了其他设备，电话分机、传真机、IP拨号器等设备只能连接在滤波分离器语音端口后面的线路上，室内不方便布电话线时，电话分机、传真机、IP拨号器等设备要加装高阻滤波分离器。,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍3确定室内连接方案安装有副机的客户：开通ADSL后，电话或者ADSL不能正常使用，会发生电话杂音大，接电话时ADSL掉线等；分离器安装不正确是造成电话和上网互相影响及掉线故障的主要原因。,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍3确定室内连接方案方案一,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍3确定室内连接方案方案二,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍4ADSL用户端安装（1）硬件安装,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍4ADSL用户端安装（1）硬件安装,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍4ADSL用户端安装（2）软件安装首先应检查网卡的设置，在“设备管理器”中检查是否已经正确安装网卡及网卡驱动；,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍4ADSL用户端安装（2）软件安装检查是否安装了Internet协议（TCP/IP），如果没有，请点击“安装”“协议”，选取TCP/IP协议安装。,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍4ADSL用户端安装（2）软件安装利用windows自带的新建连接向导，即可完成拨号软件的安装。,任务四ADSL终端安装维护,2.4.1装维流程介绍5开通证实和使用指导完成ADSL用户端的安装后，应告知用户账号/密码等信息，并进行