下一代数字用户线路技术

xDSL

一、概述

二、实现

三、原理

四、分类

五、应用范围

一、概述

目前啊铜线以28.8Kbps（在软件啊协助下可到达56Kbps）的速率承载话音通信，这些线路使用既有的

网，不需要任何附加的硬件或软件，其长处是可以立即访问到任何网可达的地方，但这也恰是其缺陷所

在：整个网络是以过去啊速率规定来布线的。

在理想的环境下，铜线的速率仅受线缆衰减的限制，但在既有的网中，带宽很大程序上被过滤器和网络

自身所制约。既有铜双绞线的升级当然可以极大地提高整个网络性能，但其代价不菲，因此需要一种既能

使用既有线缆又能明显提高性能的措施。Bellcore发明了第一代数字顾客技术并发明了术语DSL。其目的

是高性能、低成本：在既有铜线网络上到达至少2Mbps的带宽。DSL用软件和电子技术结合，弥补了铜线

的某些缺陷。

DSL予以我们:

.几乎立即的网络升级

.比光纤和同轴电缆更廉价的选择

.更可靠的数据传播

xDSL是DSL(DigitalSubscriberLine)的统称，意即数字顾客线路,是以铜线为传播介质的点对点传播

技术。DSL技术在老式的M络(POTS)的顾客环路上支持对称和非对称传播模式，处理了常常发生在网络

服务供应商和最终顾客间的”最终一公里”的传播瓶颈问题。由于顾客环路已经被大量铺设,怎样充足运

用既有的铜缆资源,通过铜质双绞线文现高速接入就成为业界H勺研究重.点，因此DSL技术很快就得到市视，

并在某些国家和地区得到大量应用。

二、实现

xDSL系统重要由局端设备(DSLAM-DigitalSubscriberLine.AccessMultiplexer)和顾客端设备(CPE)构

成，其实现原理如下图所示。

局端由DSLAM接入平台、DSL局端卡、语音分离器、IPC（数据汇聚设备）等构成，其中1PC为可选的设备。

语音分离器将线路上的音频信号和高频数字调制信号分离,并将音频信号送入互换机,高频数字调制信

号送入DSL接入系统;DSLAM接入平台可以同步插入不样的DSL接入卡和网管卡等;局端卡将线路上的信

号调制为数字信号，并提供数据传播接口；1PC为DSL接入系统提供不•样的广域网接口，如ATV、帧中继、

T1/E1等。这些设备都设在系统的互换机房中。

顾客设备由DSLModem和语音分离器构成,DSLModem对顾客的数据包进行调制和解调，并提供数据传播接

口。

三、原理

1.其他传播技术

老式系统在顾客环路上运月。〜3KHzH勺频率传送语音，互换机将模拟语音信号转成64Kbps(零次群)

的数字信号,通过多路复用技大,将多路语音信号合并为T1/E1或更高,通过光纤或铜缆传播到其他互换机。

因此，由于系统的限制,运月连接进行数字传播的速率不是很高(33.6/56Kbps)o

ISDN基本速率综合数字业务网可向顾客提供2B+D=160Kbps的传播速率,顾客运用数字终端可分别或组合

运用这个带宽。ISDN运用线路的80-lOOKHz频率传播信号。

通过顾客环路的T1/E1基带专线技术，老式的T1/E1专线技术运压非常简朴IKJ基带调制措施AMI(T1)或

HDB3(E1)传播信号，由于调制技术啊限制，传播距离很短，需要在线路中安装放大器，信号功率大，干扰大。

2.DSL技术

DSL技术是运用在系统中没有被运用的高频信号传播数据。DSL运用了愈加先进的调制技术：

-2B1Q-I1IAMI技犬发展出来的基带调制技术,可以运用AMIH勺二分之一频带到达AMI

同样的传播速率，由于减少了频带规定，提高了传播距离，重要应用于II/SDSL技术中。

•QAM一老式的拨号Modem所用的技术,MVL将其扩展到高频段,并综合了复用技术，以支

持多Modem共享同一线路.

•CAP一载波频率可变,在一种频率周期或波特内传播2到9位二进制数据,因此在相似

的传播速率下，占用更少的带宽，传播距离更远,重要应用于H/SDSL,RADSL中。

•DMT一将高频段划分为多种频率窗口，每个频率窗口分别调制一路信道，由于频段间的

干扰，传播距离相对短,应用于ADSL中。DMT已成为ANSI制定的ADSL应用的调制原则

—T1.413O

下表比较7多种编码技术在不一样DSL技术中的应用.

DSLTramcthrtrDMTCAPWau2BUCAP

RefertnctTaMeADSLRADSLSMOSLMfDSlI0UMSDSL

128kbpsXXXXXX

384kbpsXXXXX

512kbpsXXXXX

768k耶XXXX

1MbpsXXXX

U1544MgsXXX

El2048M他XXX

AqmmetrtcDownstream1.5*7MhsXX

OpborulAnalogPOTSXX

"leHecWeXXFutureFutureX

AutoftirAdapOonOptionXXX

EchoCanoHed•・XXXX

FDM•・X

18kh18Ht18HtXkh

菊顺

(151155(HMU12MtUlE

TIPCJILoopReach(24AWG)

6Hl6Ht12Ht21kti

050(SMUMattn

53tan53km5siunttIn

(HWU36Ei8Ian

TypalloopReachL5ram*(13i128g

L8kmL8kni36km6.4bn

02(WU)7MUxx

四、分类

xDSL中,"x"代表着不一样种类的数字顾客线路技术。多种数字顾客线路技术的不一样之处,重要表目前信

号的传播速率和距离，尚有对称和非对称H勺区别上。

DSL技术重要分为对称和非对祢两人类。

1、对称DSL技术

对称DSL技术重要有如下几种:

1)IIDSL—High-bit-rateDSL(高比特率DSL)

HDSL是xDSL技术中最成熟的一种，已经得到了较为广泛的应用。这种技术可以通过既有的铜双绞线以全双

工T1或E1方式传播。（一种将要出现的称之为HDSL2H勺版本将可以使用单根双绞线完毕同样的任务L其

特点是：

•运用两对双绞线传播；

•支持NX64kbps多种速率，最高可达E1速率；

・HDSL是T1/E1/、J•种替代技术，重要用于数字互换机内连接、高带宽视频会议、远程

教学、蜂窝基站连接、专用网络建立等。

弓老式的T1/E1技术相比,HDSL具有如下长处：

•价格廉价；

・轻易安装,T1/E1规定每隔0.9〜1.8公里就安装一种放大器，而HDSL可在3.6公里的

距离上传播而不用放大器。

2)SDSL-Single-lineDSL,这是HDSUI勺单线版本，它可以提供双向高速可变比特率连接，速率范围从

160Kbps到2.084Mbps。

•运用单对双绞线；

•支持多种速率到T1/E1;

•顾客可根据数据流量，选择最经济合适的速率，最高可达E1速率，比用HDSL节省•对

铜线;

­在0.4mm双绞线上的最大传播距离为3公里以上。

3)MVL-MultipleVirtualLine(多虚拟数字顾客线)

MVL是Paradyne企业开发1向低成本DSL传播技术。

•运用一对双绞线；

•安装简便，价格低廉；

•功耗低，可以进行高密度安装；

・运用与ISDN技术相似的频率段,对同一电缆中的其他信号干扰非常小;

•支持语音传播，在顾客端无需语音分离器;

•支持同一条线路上同步连接多至8个MVL顾客设备,动态分派带宽；

•上/下行共享速率可达768Kbps;

•传播距离可达7公里。

4）1DSL（ISD\数字顾客线）通过在顾客端使用1SD、终端适配器和在双绞线的另•端使用与ISDN兼容的

接口卡,这种技术可以提供128Kbps的服务。

2、非对称DSL技术

非对称DSL技术重要有如下几种：

1）ADSI--AsymmetricDSL（音对称DSL）,ADSL为网络提供速率从32Kbps到8.192Mbps的上行流量和从

32Kbps到1.088Mbps的下行流量，同步在同一根线上可以仿真提供语音服务。

•运用一对双绞线传播；

,上/下行速率从1.5Mbps/64Kbps到6Mbps/640Kbps;

•支持同步传播数据和语音。

2）RADSL—RateAdaptiveDSL（速率H适应DSL）,这种技术容许服务提供者调整xDSL连接附带宽以适应

实际需要并且处理线长和质量问题。

•运用•对双绞线传播；

•支持同步和非同步传播方式;

・速率自适应，下行速率从640Kbps至lj12Mbps,上行速率从128Kbps到1Mbps;

•支持同步传播数据和语音。

3）VDSL-VeryHighDataRateDSL（甚高速数字顾客线）在顾客回路长度不大于5000英尺的状况下，可

以提供的速率高达13Mbps甚至还也许更高，这种技术可作为光纤到路边网络构造的•部分。此技术可在较

短的距离上提供极高的传播速率,但应用还不是诸多。

此外尚有某些企业所提出的提议，如IDSLOJnidirectionalDSL）、x2/DSL,应用很少。

五、xDSL技术口勺应用范围

1.对称DSL技术

对称DSL技术重要用于替代老式的T1/E1接入技术。与老式的T1/E1接入相比,DSL技术具有对线路质量规

定低、安装调试简朴等特点。广泛地应用于通信、校园网互连等领域，通过复用技术，可以同步传送多路语

音、视频和数据。

2.非对称DSL技术

非对称DSL技术非常合用于对双向带宽规定不一样样的应用，如归b浏览、多媒体点播、信息公布等:因此

合用于Internet接入、VOD系统等。

ADSL

一、概述

二、原则

三、原理

四、未来

一、概述

ADSL是DSL的一种非对称版本，它运用数字编码技术从既有铜质线上获取最大数据传播容量，同岁乂不

干扰在同一条线上进行的常规话音服务。其原因是它用话音传播以外的频率传播数据。也就是说顾客

可以在上网“冲浪"的同步打或发送，而这将不会影响通话质量或减少下载Internet内容的速度。

ADSL可以向终端顾客提供8Mbps的下行传播速率和1Mbps的上行传播速率，比老式的28.8K模拟调制解调

器快将近200倍。这也是传播速率达128KbpsISDN（综合业务数据网）所无法比拟的。与电缆调制解调器

相比，ADSL具有独特优势：它根供针对单一线路顾客H勺专线服务.而电缆调制解调器则规定一种系统内

的众多顾客分享同一带宽。尽管电缆调制解调器的下行速率比ADSL高，但考虑到未来会有越来越多的顾客

在同一时间上网，电缆调制解调器的性能将大大卜.降。此外，电缆调制解调器的上行速率一般低于ADSL。不

容忽视的是，目前,全世界有将近7.5亿桐质线顾客,而享有电缆调制解调器服务的家庭只有1200万。

ADSL设计目I内有两个功能：高速数据通信和交互视频。数据通信功能可为因特网访问、企业远程计算或专

用H勺网络应用。交互视频包括需要高速网络视频通信的视频点播(VoD)、电影、游戏等。目前，ADSL只支

持与T1/E1的接口，在未来可以到桌面。

下传速率由距离、线缆尺寸、干扰等多种原因所影响，从10Kbps到640Kbps,下表为•定距离内原则的下

传速率：

Speed(feet)Distance(Mbps)

<=90008.448

>9000io<=120236.312

>12023to<=160002.048

>16000to<=180001.544

ROCGIVW

二、ADSLH勺原则

一直以来,ADSL有CAP和DMT两种原则,CAP由AT&TParadyne设计，而DMT由Amati通信企业发明，其区

别在于发送数据的方式。ANSI原则T1.413是基于DMT应DMT已经成为国际原则，而CAP则大有没落之势。

近来谈论诸多的G.Lite原则很被看好,不过DMT和G.Lite两种原则各有所长，分别合用于不一样的领域。

DMT是全速率口勺ADSL原贝%支持8Mbps/1.5Mbps的向速F行/Uj速率，不过，DMT规定顾客端安装POTS分离

器，比较复杂;而G.Lite原则虽然速率较低，下行/上行速率为1.5Wbps/512Kbps,但由于省去了复杂的POTS

分离器，因此顾客可以像使用一般Modem同样,直接从商店购置CPE,然后自己就可以简朴安装。就合用领域

而言,DMT也许更合用于小型或家庭办公室(SOHO)：G.Lite则更合用于一般家庭顾客。

1、CAP(Carrierlessitude/PhaseModulation)

CAP是AT&TParadyne的专有调制方式，数据被调制到单一载体信道，然后沿线发送。信号在发送前被

压缩，在接受端重组。

2、DMT(DiscreteMulti-Tone)

将数据提成多种子载体信道，测试每个信道口勺质量，然后赋予其一定的比特数。WT用离散迅速傅立叶变

换创立这些信道。

DMT使用了我们熟悉的机制来创立调制解调器间的连接。当两个DMT调制解调器连接时，它们尝试也许的

最高速率。根据线路的噪声和衰减，两个调制解调器也许成功地以最高速率连接或逐渐减少速率直到双方

都满意。

3、G.Lite

正如N1原则和互用性测试曾推进了ISDN市场同样，如今客户和厂商也急切地等待着一项DSL设备互月性原

则的到来。该原则被称为也被另称为ConsumerAsymmetricalDSL(消费者ADSL),它正在由一种

几乎包括所有重要的DSL设备制造商的集团一UniversalADSLWcrkingGroup进行开发。不过不要将这个

原则与Rockwell企业1997年夏天展示啊已不再使用的基于QAM内ConsumerDSL芯片集或者1jUniversal

ADSL相混淆。G.lite时第一版工作文档是1998年6月在亚特兰大举行的Supercomm贸易博览会上公布的。

这项初步的G.lite原则首先日UANG交付表决，然后作为一项提议转交给国际电信联盟ITL»ITU当时估计

在1998年终之前签订承认一项正式的G.lite原则。

未来的G.lite原则的某些细节已经明了，基于该原则的CPE也许很快就会出现。G.lite原则(即ADSL)将基

于ANSI原则"TL413Issue2DMTLineCode”之匕并且将1.5Mops的下行速度和384KbpsH勺上行速度预

定为其最大速度。不大于那些最大速度的”速度自适应0^16-』^^^宜\而”也是该原则的一部分，因

此，Internet服务提供商(ISP)可以提供256Kbps的对称速度作为•种G.lite连接速度。不过,为了简化设

备和供应规定，多数设备将被限制在那些最大速度上。

1.5MbpsR勺速度限制虽然弓DSL口勺一般被公布的7Mbps口勺最大下行逆度相比似乎具有限制性，但它是基于经

典客户布线方案口勺经验测试之上，也是基于可通过ISP获得的实际骨干带宽之上。

DSL线路需要优质铜环一这意味着没有加感线圈，桥接抽头之间不是过2500英尺，而一般与中心局之间口勺距

离不超过18000英尺。假如速度更高,距离规定就变得愈加关键,并且线路也更轻易被“扰乱者"一和CSL线

路处在同样线捆中的ISDN和1线路一破坏。

虽然G.lite正被宣传为一项"不分离(splitterless)”的原则,但新的原则所面临H勺工程现实意味着,在一

开始也许仍然对分离罂、过滤脸甚至新的客户场所布线有所需要。伴随G.lite的原则走向成熟，人们更好

地理解这些问题,更好地实行厂商芯片，它也许才会更靠近于成为一项真正的不分离的原则。

当然，虽然处在G.lite速度,常规的PC串行端口上的UARTs(通用岸步接受机/发送器)也已不能跟上。因此，

使用串行技术的单个顾客的外置PC调制解调得将会在PC上采用通用串行总线端口(UniversalSerialBus),

也有也许采用增强的并行端口:路由器和桥接单位则使用以太网；更新一点的芯片集，如Rockwell近来宣传

的V.90/ADSL配对芯片集,将会把G.1ite和V.90原则结合在一种调制解调器上，为客户提供一项连接配置

选择。

带宽是另•项考虑原因。当Bellcore于1989年初次公布其DSL工作时，其目的是为了将DSL用于视频点播

服务，而不是纯粹的数据通信。

不过，目前没有几家ISP可以真正满足1000个顾客的7MbpsInternet访问需求。G.lite小J1.5Mbps/384Kbps

限制是一种合理的最大速度,无论怎样,许多顾客很也许会选择更慢的对称速度。..

4、目前的原则

ANSI提出了速率可达6.1Mbps的ADSL原则T1.413,ETSI(EuropeanTechnicalStandardInstitute)增长

了附件以适应欧洲的需要，称为T1EL4,将扩展原则以包括顾客端的复用接口、网络配置和管理协议及其

他改善。

三、原理

ADSL用其特有的调制解调硬件来连接既有双绞线连接的各端，它创立具有三个信道的管道，见下图。

该管道具有一种高速卜传信道（到顾客端），一种中速双工信道和一种POTS信道（4KIIz）,POTS信道用以保

证虽然ADSL连接失败了，语音通信仍能正常运转。高速和中速信道均可以复用以创立多种低速通道，

信道平均速率最低速率最高速率

高速下传6Mbps1.5Mbps9Mbps

中谏双工64Kbps16Kbps640Kbps

此表为简朴的参照，实际线速要受物理线缆长度、尺寸和干扰等原因的影响。

在过去数年中，系统的硬件技术有了很大进步，然而ADSL使用了非常简朴H勺措施来获取取惊人的速率：

压缩。它使用很先进的DSP和算法在线（双绞线）中压缩尽量多I内信息。

ADSL用频分复用（FDM）或回馈克制（EchoCancellation）在线中创立多种信道。FDM使用一条下传数据管

道和•条上传数据管道，并用1寸分复用（TDM）将下传管道分割，上传管道也被提成多种低速信道。回馈克制

将下传管道和上传管道重叠，并用当地回馈克制（如V.34规范）将两者辨别。回馈克制虽然愈加有效，但

增长了复杂性和成本。

ADSL复用下传信道，双工化，将信道分块，给每块加上错误吗，然后发送数据，接受端根据误码和块长纠

错。测试表明ADSL调制解调器的纠错足以应付MPEG2和多种其他的数字视频方案。

四、ADSL的未来

ADSL的未来也许不会与目前有太大H勺差异。目前ADSL的实既有两种方式：CAP和DMT,后者已成为原则。

虽然CAP不是原则,但它由吐不Paradyne发明,已经在通信中广为应用。G.Lite也很有发展前途。很难

说未来会是什么样子，但有一点可以肯定：厂商和企业有一种需要克服以发展网络的瓶颈，处理拮施必

须在目前很快可用，并在未来仍然有用武之地。

VDSL

一、概述

二、原理

三、目前状况

一、概述

简朴地说，VDSL就是ADSUKJ迅速版本。使用VDSL,短距离内的最大下传速率可达55Mbps,上传速率可达

2.3Mbps(未来可达19.2Mbps,甚至更高)。上传和下传数据信道都可在既有的POTS或ISDN服务上被数

分，使YDSL成为高速、低价网络的佳选。未来的升级也许需要转向回馈克制(EchoCancellation)或其他

技术以管理线路。象ADSL同样，VDSL将重要用于实时视频传播和高速数据访问。

距离(英尺)速率(Mbps)

>100051.84

>1000to<=300025.82

>3000to<=45(X)12.96

二、原理

VDSL的体系构造就象高速的ADSLoVDSL复用上传和下传管道以获取更高I内传播速率，它也使用了内置纠

错功能以弥补噪声等干扰。VDSL适于短距传播。

目前,提议使用的VDSL编码有四种:CAP、DMT(此二种见ADSL)、DWMT和SLC。DWMT(DiscreteWavelet

Muilitone)是使用单一载体Ifjf,波变换的多重载体调制系统。SLC(SimpleLineCode)是〜种基带信令版本,

它过滤基带并在收发端处还原。

VDSL用频分复用(FDV)分隔信道。后来VDSL将支持对称数据速率，这也许需要转向回馈克制。一般下传信

道配置在上传信道之上，但DAVIC的规范则反之以使VDSL可用于同轴电缆。

转发错误控制是VDSL的另一特性,象ADSL（T1.41是同样，它用一种ReedSolomon编码和interleaving

对线噪纠错。

三、目前状况

VDSL技术仍处在初期，长距应用仍需测试。其许多线路特性的数据仅是推测，这也许会损害其整体性能。

其端点设备的普及也需要时间。

ADSL具有很好H勺产品基础，将VDSL与ADSL合用是个好的方略，将ADSL用于远距而VDSL用于近距，它们

可认为未来的数据需要提供更好的服务。

多种xDSL技术的比较:

技术传播速率原则线路编码线对应用传播

类型