銅線(xiàn)接入技術(shù)

隨著互連網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，各種基于IP的新業(yè)務(wù)層出不窮。這些業(yè)務(wù)的典型特點(diǎn)是上下行數(shù)據(jù)流量的不對(duì)稱(chēng)，另外，某些業(yè)務(wù)對(duì)帶寬要求較高。在這種情況下，一種采用頻分復(fù)用(FDM) 方式實(shí)現(xiàn)上下行速率不對(duì)稱(chēng)傳輸?shù)募夹g(shù)--非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(ADSL) --應(yīng)運(yùn)而生。

ADSL系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)主要由局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備組成，其中局端設(shè)備包括ATU-C,DSLAM和POTS分離器 ;遠(yuǎn)端設(shè)備包括ATU-R和POTS分離器。

用戶(hù)接口可以有多種不同的選擇方案，常見(jiàn)的接口有10Base-T和25.6Mbit/s ATM 接口兩種。

POTS分離器使得ADSL信號(hào)能夠與普通電話(huà)信號(hào)共有一對(duì)雙絞線(xiàn)，在局端和遠(yuǎn)端均需要有一個(gè)POTS分離器，它在一個(gè)方向上組合兩種信號(hào)，而在相反方向上將這兩種信號(hào)正確分離。

ATU-R是指遠(yuǎn)端ADSL收發(fā)單元，放置于用戶(hù)端(家用或商用)，主要完成接口適配、調(diào)制解調(diào)以及橋接功能。從實(shí)現(xiàn)形式上看，ATU-R可以是外置Moden，例如插在PC機(jī)中的一塊卡，在有些情況下，它也可以是大型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如路由器)的一部分。

ATU-C是指局端ADSL收發(fā)單元，放置于局端，與ATU-R配對(duì)使用，只要完成接口適配、調(diào)制解調(diào)以及橋接等功能。

DSLAM是指數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)接入復(fù)用器，可將用戶(hù)線(xiàn)路上的業(yè)務(wù)流量整合匯聚到與骨干網(wǎng)交換設(shè)備相連的高速數(shù)據(jù)鏈路上。

BNAS是指寬帶網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器，主要用于對(duì)邏輯點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的管理，完成或協(xié)助完成時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)、流量統(tǒng)計(jì)以及用戶(hù)識(shí)別，鑒權(quán)、地址分配等。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商(NSP)是實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的重要部分。

與HDSL 相比,ADSL采用了更為先進(jìn)的自適應(yīng)均衡技術(shù)、回波抵消技術(shù)和信號(hào)調(diào)制技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)傳輸速率。就調(diào)制技術(shù)而言，ADSL先后采用了正交幅度調(diào)制(QAM)，CAP和離散多音頻(DMT)調(diào)制技術(shù)。其中DMT是ADSL的標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)路編碼，QAM和CAP正處于標(biāo)準(zhǔn)化階段。

在各類(lèi)銅線(xiàn)接入技術(shù) 中，數(shù)字線(xiàn)對(duì)增容(DPG)技術(shù)是最早提出并得以應(yīng)用的，它可實(shí)現(xiàn)在一對(duì)用戶(hù)線(xiàn)上雙向傳送160kbit/s的數(shù)字信息，傳輸距離達(dá)4~6km。由于速率太低，DPG無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)寬帶業(yè)務(wù)的需求，因此目前對(duì)銅線(xiàn)接入技術(shù)的研究主要集中在速率較高的各種數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(xDSL)技術(shù)上。xDSL技術(shù)采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)自適應(yīng)均衡技術(shù) 。

回波抵消技術(shù)和高效的編碼調(diào)制技術(shù)，在不同程度上提高了雙絞銅線(xiàn)對(duì)的傳輸能力，為用戶(hù)提供了一種低成本的綜合業(yè)務(wù)接入方式。

銅線(xiàn)寬帶接入技術(shù)也就是DSL技術(shù)，主要包括高比特率的用戶(hù)數(shù)字環(huán)路(HDSL)、非對(duì)稱(chēng)用戶(hù)數(shù)字環(huán)路(ADSL)和甚高比特率的用戶(hù)數(shù)字環(huán)路(VDSL)。傳統(tǒng)的銅線(xiàn)接入技術(shù)，即通過(guò)調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的接入，速率為56kbit/s(通信一方為數(shù)字線(xiàn)路接入)，但是這種速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)寬帶業(yè)務(wù)的需求。雖然銅線(xiàn)的傳輸帶寬非常有限，但是由于現(xiàn)在電話(huà)網(wǎng)非常普及，電話(huà)線(xiàn)占據(jù)著全世界用戶(hù)線(xiàn)的90%以上。充分利用這些寶貴資源，需要先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)和編碼技術(shù)。

全銅線(xiàn)接入網(wǎng)在雙絞線(xiàn)上采用時(shí)間壓縮復(fù)接(TCM)和回波消除技術(shù)來(lái)提高傳輸速率。但是，當(dāng)傳輸速率增加到T1(1554kbit/s)和E1(2048kbit/s)時(shí)，串?dāng)_和符號(hào)間干擾迅速增加。為了改善通信質(zhì)量，采用非對(duì)稱(chēng)用戶(hù)線(xiàn)(ADSL)和超高速數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(VDSL)。

(1)ADSL用戶(hù)線(xiàn)

1989年，美國(guó)Bellcore首先提出ADSL技術(shù)。在實(shí)現(xiàn)FTTH比較困難的情況下，ADSL考慮了用戶(hù)線(xiàn)上傳輸視頻信號(hào)和多媒體信號(hào)時(shí)上、下行帶寬的不對(duì)稱(chēng)性。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)的TIE研究組制訂了第一個(gè)ADSL標(biāo)準(zhǔn)(即T1.413)，其單工下行最高傳輸速率為6.144Mbit/s。中國(guó)將8.192Mbit/s速率作為ADSL最高傳送等級(jí)速率。

雙絞線(xiàn)上ADSL的用戶(hù)頻譜的分配如下:0~4kHz頻段傳送語(yǔ)音基帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電話(huà)業(yè)務(wù);20~120kHz頻段用來(lái)傳送上下行低速數(shù)據(jù)或控制信息，控制信息速率在16~64kbit/s;高頻段(124~1000kHz)的帶寬用于傳送下行高速數(shù)據(jù);最新的ADSL2+將頻段擴(kuò)展到2.208MHz。

(2)超高速數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(VDSL)

另一種數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)技術(shù)是VDSL，這是一種在雙絞線(xiàn)上能夠提供最高傳輸速率達(dá)55Mbit/s，傳輸距離為0.3~1.5km的技術(shù)。VDSL的信道劃分如下:0~4kHz為用戶(hù)傳輸電話(huà)業(yè)務(wù);4~8kHz為上行通道，用于傳輸中低速數(shù)據(jù)，速率可達(dá)1.6Mbit/s;7000kHz以上為下行通道，傳輸高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最大下行速率分為3檔:1.5km時(shí)為12.96~13.8Mbit/s，1.0km時(shí)為25.92~27.6Mbit/s，0.3km時(shí)為51.84~55.2Mbit/s。由于技術(shù)等因素，最初的VDSL產(chǎn)品采用較低的上行速率。

VDSL中，上下行信道均使用FDM(頻分復(fù)用)技術(shù)，并與POTS和ISDN信號(hào)分開(kāi)。上行也可采用TDMA(時(shí)分多址)技術(shù)，此時(shí)上行信道相應(yīng)采用QPSK(正交相移鍵控)調(diào)制技術(shù)或SLC(簡(jiǎn)單線(xiàn)路編碼)技術(shù)。

VDSL所要達(dá)到的目的是要在更短的距離上傳輸更多的信息，因此VDSL采用先進(jìn)的編碼技術(shù)，如CAP、DMT、DWMT(離散小波多音頻調(diào)制)和SLC等。為使傳輸誤碼率與壓縮的視頻信號(hào)相適應(yīng)，VDSL必須采用前向誤碼糾錯(cuò)方案，并采用交織技術(shù)，以糾正由于脈沖噪聲產(chǎn)生的誤碼。

(3)ADSL2/ADSL2+

ITU于2002年完成ADSL2(G.992.3，G.992.4)，它延長(zhǎng)了傳輸距離，引入了無(wú)縫數(shù)據(jù)適配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路實(shí)時(shí)改變和兩端平滑同步，支持多線(xiàn)對(duì)端口綁定，支持智能管理及實(shí)時(shí)測(cè)試等功能。另外，ITU在2003年完成ADSL2+(G.992.5)，頻譜寬度從1.1Mbit/s提高到2.2Mbit/s，下行速率在0.9km之內(nèi)可達(dá)24Mbit/s，1.2km之內(nèi)可達(dá)20Mbit/s，1.5km之內(nèi)可達(dá)16Mbit/s。

總的說(shuō)來(lái)，xDSL技術(shù)允許多種格式的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻信號(hào)通過(guò)銅線(xiàn)從局端傳給遠(yuǎn)端用戶(hù)，可以支持豐富的業(yè)務(wù)類(lèi)型。其主要優(yōu)點(diǎn)是能在現(xiàn)有90%銅線(xiàn)資源上傳輸高速業(yè)務(wù)，解決光纖不能完全取代銅線(xiàn)"最后一公里"的問(wèn)題。但DSL技術(shù)也有其不足之處:它們的覆蓋范圍有限(只能在短距離內(nèi)提供高速數(shù)據(jù)傳輸)，且一般是非對(duì)稱(chēng)的(通常下行帶寬較高)。因此，這些技術(shù)只適用于一部分應(yīng)用場(chǎng)景，可作為寬帶接入的過(guò)渡技術(shù)-從發(fā)展的角度來(lái)看，基于銅質(zhì)雙絞線(xiàn)和同軸電纜的各種寬帶接入技術(shù)都只是一種過(guò)渡性措施，可以暫時(shí)滿(mǎn)足一部分比較有需求的新業(yè)務(wù)，但如果要真正解決寬帶多媒體業(yè)務(wù)的接入，就必須將光纖引入接入網(wǎng)。

(4)VDSL2

VDSL2是第二代VDSL，與VDSL不同，ITU 制定了VDSL2+互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)，使VDSL2+實(shí)現(xiàn)了不同廠家的兼容。

與VDSL相比，VDSL2有更高的傳輸速率:在300m的短距離內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)雙向的100Mbit/s數(shù)據(jù)傳送速率;在300~1500m中等距離內(nèi)，通過(guò)采用柵格編碼技術(shù)和交織技術(shù)，傳輸速率也高于第一代VDSL。VDSL2有更遠(yuǎn)的傳輸距離，通過(guò)增強(qiáng)發(fā)射功率(20.5dBm)，并配合U0頻段和回波抑制的使用，傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)4.5km左右。VDSL2摒棄了QAM調(diào)制方式，采用與ADSL2+同樣的DMT作為唯一的調(diào)制方式，能夠兼容ADSL2+技術(shù)。VDSL2由于融合了ADSL2+和第一代VDSL技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因此在短距離內(nèi)，可以達(dá)到100Mbit/s傳輸速率，超過(guò)一定距離后，直接切換到ADSL2+模式，繼續(xù)提供中遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。這為ADSL2+向VDSL2過(guò)渡提供了良好的解決方案，運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)需要逐步更新設(shè)備，既保護(hù)了原有的投資，又減少了技術(shù)選擇風(fēng)險(xiǎn)。

VDSL2具有完善的PSD控制能力，采用頻譜開(kāi)槽、上行功率削減(UPBO)、MIB控制PSD等技術(shù)來(lái)完成功率譜的管理，消除或減小干擾對(duì)傳輸性能的影響，提高對(duì)接入環(huán)境的適應(yīng)能力。同時(shí)也具有良好的視頻業(yè)務(wù)支持能力。充分考慮了視頻業(yè)務(wù)對(duì)分組丟失或誤碼敏感的特點(diǎn)，在脈沖噪聲保護(hù)、動(dòng)態(tài)改變交織深度以及雙延遲通道等方面做了大量的工作，以降低脈沖噪聲造成的誤碼、分組丟失的概率。

除此之外，VDSL2還具有多種模板(Profile)配置、環(huán)路診斷以及在線(xiàn)重配置(OLR)等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。

《接入網(wǎng)技術(shù)(第2版)》內(nèi)容:接入網(wǎng)是電信網(wǎng)的重要組成部分。接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用和普及令人矚目，深受世界各國(guó)的廣泛重視。《接入網(wǎng)技術(shù)(第2版)》全面介紹了各種接入網(wǎng)技術(shù)。全書(shū)共分8章，分別介紹了接入網(wǎng)基本知識(shí)、銅線(xiàn)接入技術(shù)、電纜調(diào)制解調(diào)器接入技術(shù)、以太網(wǎng)接入技術(shù)、光纖接入技術(shù)、無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)、接入網(wǎng)接口技術(shù)、接入網(wǎng)網(wǎng)管技術(shù)等內(nèi)容。《接入網(wǎng)技術(shù)(第2版)》力求做到內(nèi)容新穎、知識(shí)全面、由淺入深、通俗易懂，注重基本概念和基本原理。