古麗米拉·阿木提

（新疆交通通信信息中心，新疆烏魯木齊，830000）

ADSL技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

古麗米拉·阿木提

（新疆交通通信信息中心，新疆烏魯木齊，830000）

ADSL技術(shù)是一種調(diào)制技術(shù)，在雙絞銅線(xiàn)的兩端分別接入ADSL調(diào)制解調(diào)器，即可利用其高頻寬帶特性高速傳送數(shù)據(jù)。本文全面闡述了實(shí)現(xiàn)用戶(hù)線(xiàn)路高速化的ADSL的技術(shù)以及應(yīng)用。

數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)；離散多音頻；無(wú)載波調(diào)幅/調(diào)相

1 ADSL技術(shù)發(fā)展

數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)（xDSL：Digital Subscriber Line）是美國(guó)貝爾通信研究所于1989年為推動(dòng)視頻點(diǎn)播（VOD）業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)出的用戶(hù)線(xiàn)高速傳輸技術(shù)。近年來(lái)隨著Internet的迅速發(fā)展，對(duì)固定連接的高速用戶(hù)線(xiàn)需求日益高漲，基于雙絞銅線(xiàn)的xDSL技術(shù)因其以低成本實(shí)現(xiàn)用戶(hù)線(xiàn)高速化而重新崛起，打破了高速通信由光纖獨(dú)攬的局面。

長(zhǎng)期以來(lái)通信用戶(hù)的電話(huà)機(jī)經(jīng)過(guò)"對(duì)絞銅線(xiàn)"的用戶(hù)線(xiàn)連至市內(nèi)交換局，進(jìn)入公共交換的通信網(wǎng)（PSTN），接至對(duì)方用戶(hù)的電話(huà)機(jī)，使雙方得以互相會(huì)話(huà)。對(duì)絞銅線(xiàn)為傳統(tǒng)的模擬電話(huà)提供300～3400Hz的頻帶，為了適應(yīng)電話(huà)用戶(hù)使用低速數(shù)據(jù)通信，曾加裝調(diào)制解調(diào)器（modem），使速率33kb/s和最高56kb/s的數(shù)據(jù)信號(hào)能夠通過(guò)模擬話(huà)音頻帶與對(duì)方實(shí)行數(shù)據(jù)通信。

DSL技術(shù)在傳統(tǒng)的電話(huà)網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)線(xiàn)路上支持對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)的傳輸模式，解決了發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商和最終用戶(hù)間的"最后一公里"的傳輸瓶頸問(wèn)題。由于電話(huà)用戶(hù)環(huán)路已經(jīng)大量鋪設(shè)，如何充分利用現(xiàn)有的銅纜資源，通過(guò)銅質(zhì)雙絞線(xiàn)實(shí)現(xiàn)高速接入就成為業(yè)界的研究重點(diǎn)，因此DSL技術(shù)很快就得到了重視，并在一些國(guó)家和地區(qū)得到大量應(yīng)用。

2 ADSL的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 可同時(shí)提供電話(huà)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

電信企業(yè)的主干網(wǎng)已采用2.5 Gbit/s和10 Gbit/s的超高速光纖，但連接用戶(hù)和交換局的用戶(hù)線(xiàn)絕大多數(shù)仍是電話(huà)用的雙絞線(xiàn)，以現(xiàn)有的調(diào)制技術(shù)不能滿(mǎn)足用戶(hù)高速接入的需求。導(dǎo)入ADSL技術(shù)后，即可在雙絞線(xiàn)上傳送高達(dá)數(shù)Mbit/s的數(shù)字信號(hào)，如配置了分離音頻頻帶和高頻帶的分離器，則可同時(shí)提供電話(huà)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

2.2 ADSL投資小

基于光纖同軸電纜混合網(wǎng)（HFC）的Cable Modem作為接入線(xiàn)路高速化的計(jì)劃受阻。雖然采用Cable Modem能夠使CATV用戶(hù)線(xiàn)路提供數(shù)Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，但因多個(gè)用戶(hù)共享帶寬和安全等因素使能夠利用此項(xiàng)業(yè)務(wù)的用戶(hù)受到很大限制；實(shí)驗(yàn)和調(diào)查表明，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施上，能夠利用Cable Modem的用戶(hù)僅約占15%左右。并且Cable Modem技術(shù)需對(duì)現(xiàn)有的設(shè)施進(jìn)行雙向改造，投資巨大。而電話(huà)用戶(hù)環(huán)路已大量鋪設(shè)，可充分利用銅纜資源。

2.3 減輕電話(huà)網(wǎng)的符合

減輕電話(huà)網(wǎng)的負(fù)荷是導(dǎo)入ADSL的第三個(gè)原因。有相當(dāng)多的地區(qū)其市內(nèi)電話(huà)采取定額月租計(jì)費(fèi)，因此不少撥號(hào)用戶(hù)24小時(shí)一直與Internet相連，占用ISP服務(wù)器端口，使用戶(hù)交換機(jī)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。采用ADSL技術(shù)則可通過(guò)分離器將話(huà)音和數(shù)據(jù)分別送入電話(huà)交換機(jī)和Internet，從而抑制了Internet的業(yè)務(wù)量流入電話(huà)網(wǎng)。

3 ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

ADSL使用一對(duì)電話(huà)線(xiàn)，在用戶(hù)線(xiàn)兩端各安裝一個(gè)ADSL調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器采用了頻分復(fù)用（FDM）技術(shù)，將帶寬分為三個(gè)頻段部分：最低頻段部分為0～4kHz，用于普通電話(huà)業(yè)務(wù)，中間頻段部分為20～50kHz，用于速率為x16～640Mbit/s的上行數(shù)據(jù)信息的傳遞；最高頻段部分為150～550kHz或140kHz～1.1MHz，用于1.5～6.0Mbit/s的下行數(shù)據(jù)信息的傳送。

3.1 分離器ADSL技術(shù)能同時(shí)提供電話(huà)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為此應(yīng)在已有的雙絞線(xiàn)的兩端接入分離器，分離承載音頻信號(hào)的4 kHz以下的低頻帶和ADSL Modem調(diào)制用的高頻帶。分離器實(shí)際上是由低通濾波器和高通濾波器合成的設(shè)備，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和避免饋電的麻煩，通常采用無(wú)源器件構(gòu)成。

3.2 ADSL Modem

用戶(hù)端的ADSL Modem內(nèi)部結(jié)構(gòu)與V．34等模擬Modem幾乎相同。主要由處理D/A變換的模擬前端（analog front end）、進(jìn)行調(diào)制/解調(diào)處理的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）以及減小數(shù)字信號(hào)發(fā)送功率和傳輸誤差，利用“網(wǎng)格編碼”和“交織處理”實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)校正的數(shù)字接口構(gòu)成。

交換局端的ADSL Modem產(chǎn)品大多具有多路復(fù)用功能（DSLAM：DSL Access Multiplexer）。各條ADSL線(xiàn)路傳來(lái)的信號(hào)在DSLAM中進(jìn)行復(fù)用，通過(guò)高速接口向主干網(wǎng)的路由器等設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)，這種配置可節(jié)省路由器的端口，布線(xiàn)也得到簡(jiǎn)化。目前已有將數(shù)條ADSL線(xiàn)路集束成一條10BASE-T的產(chǎn)品和將交換機(jī)架上全部數(shù)據(jù)綜合成155 Mbit/s ATM端口的產(chǎn)品。

3.3 ADSL的調(diào)制技術(shù)

ADSL的調(diào)制技術(shù)是ADSL的關(guān)鍵所在。在A(yíng)DSL調(diào)制技術(shù)中，一般均使用高速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和性能更佳的傳輸碼型，用以獲得傳輸中的高速率和遠(yuǎn)距離。在信號(hào)調(diào)制技術(shù)上，ADSL調(diào)制解調(diào)器主要采用CAP和DMT技術(shù)。

（1）CAP(Carricerless Amplitude/Phase Modulation, 無(wú)載波調(diào)幅調(diào)相)。CAP是AT&T提出的調(diào)制方式，數(shù)據(jù)信號(hào)在發(fā)送前被壓縮，然后沿電話(huà)線(xiàn)發(fā)送，在接收端重組。

CAP的主要優(yōu)點(diǎn)為：載波頻率可變，在一個(gè)頻率周期或波特內(nèi)傳輸2到9位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，因此在相同的傳輸速率下，占用更少的帶寬，傳輸距離更遠(yuǎn)。

（2）DMT(Discrete Multi-Tone，離散多音)。DMT采用多載波調(diào)制技術(shù)，可用頻段劃分為多個(gè)（典型為256個(gè)）子信道，每個(gè)子信道的帶寬為4kHz，對(duì)應(yīng)不同頻率的載波，并根據(jù)子信道發(fā)送數(shù)據(jù)的能力將數(shù)據(jù)分配給各子信道，不能載送數(shù)據(jù)的子信道被關(guān)掉。

DMT用離散快速傅立葉變換進(jìn)行編解碼，DMT嘗試可能的最高速率，根據(jù)線(xiàn)路的噪聲和衰減特性分配數(shù)據(jù)。目前，DMT已成為 ANSI制訂的ADSL的調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)----T1.413。

4 ADSL的應(yīng)用

ADSL能很好的支持范圍廣闊的高帶寬應(yīng)用，例如高速互聯(lián)網(wǎng)接入，遠(yuǎn)程通信，虛擬專(zhuān)用網(wǎng)（VPN）和穩(wěn)定的多媒體內(nèi)容。傳統(tǒng)的撥號(hào)數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)對(duì)于以上這些業(yè)務(wù)的支持要么不能支持，要么支持得不夠。

4.1 ADSL的應(yīng)用范圍

4.1.1 用作專(zhuān)線(xiàn)網(wǎng)的接入線(xiàn)

專(zhuān)線(xiàn)提供上、下行速率對(duì)稱(chēng)的通信業(yè)務(wù)，因此可采用ADSL Modem，終端通過(guò)V．35或X．21等串口與其相連，其雙向傳輸速率為128 kbit/s～2 Mbit/s。

4.1.2 用作Internet的接入線(xiàn)

在Internet中，瀏覽Web等客戶(hù)/服務(wù)器業(yè)務(wù)的下行數(shù)據(jù)量要大得多，因此可采用下行高速化的ADSL Modem。

4.1.3 用作ATM的接入線(xiàn)

1997年6月阿爾卡特、微軟等公司聯(lián)合發(fā)表了ADSL系統(tǒng)規(guī)范，給出了利用ADSL設(shè)備設(shè)計(jì)ATM網(wǎng)絡(luò)的基本方法。

通常對(duì)各個(gè)ATM終端獨(dú)立地設(shè)定VPI（虛路徑標(biāo)識(shí)符）和VCI（虛通道標(biāo)識(shí)符），如果在A(yíng)TM over ADSL中原封不動(dòng)地沿用這種規(guī)范，因?qū)肓藥в袕?fù)用功能的綜合型ADSLModem（DSLAM：Digital Subscriber Line Access Multiplexer）不能保持VPI/VCI的唯一性。因此，聯(lián)合建議中規(guī)定ATM終端只設(shè)定VCI，VPI作為DSLAM識(shí)別各ATM終端（ADSL線(xiàn)路）的標(biāo)志。

4.2 新一代ADSL技術(shù)的應(yīng)用前景

新一代ADSL芯片的研發(fā)在標(biāo)準(zhǔn)形成的過(guò)程中一直在進(jìn)行，不同的芯片廠(chǎng)商采用不同的策略。由于A(yíng)DSL2與第一代ADSL相比在速率上并沒(méi)有很大的增加，而在A(yíng)DSL2的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的ADSL2+通過(guò)擴(kuò)展下行頻帶可以大大提高下行速率，因此芯片廠(chǎng)商將不會(huì)推出只支持ADSL2的芯片，而是以ADSL2 +的方式在芯片上同時(shí)支持ADSL2和ADSL2+。

另外，隨著ADSL技術(shù)的迅猛發(fā)展、第一代ADSL用戶(hù)的不斷增加，為了與已有的ADSL用戶(hù)兼容，未來(lái)的 ADSL2、ADSL2+設(shè)備可能會(huì)選擇同時(shí)支持 G.992.1 、G.992.3和G.992.5標(biāo)準(zhǔn)，以能夠適配遠(yuǎn)端設(shè)備所支持的操作模式。

ADSL2利用現(xiàn)有電話(huà)銅纜資源，可在開(kāi)通話(huà)音業(yè)務(wù)(POTS、ISDN)的同時(shí)，利用高頻段提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。其中ATU-C、ATU-R分別為局端和用戶(hù)端的ADSL2收發(fā)單元，話(huà)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過(guò)分離器(Splitter)隔開(kāi)。

從應(yīng)用角度來(lái)看，用戶(hù)分布一般比較分散的區(qū)域，適合采用ADSL技術(shù)，對(duì)ADSL技術(shù)的升級(jí)形成ADSL2/ADSL2＋有較強(qiáng)的需求。我國(guó)，ADSL的應(yīng)用近幾年來(lái)不斷推廣，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，用戶(hù)數(shù)進(jìn)入快速增長(zhǎng)時(shí)期，已成為運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)收入的主要增長(zhǎng)點(diǎn)之一。

同時(shí)，由于VDSL技術(shù)，特別是以太網(wǎng)與VDSL結(jié)合的EoVDSL方式，與ADSL和以太網(wǎng)接入相比具有一定的潛在優(yōu)勢(shì)，因此，有必要緊密跟蹤新一代ADSL和VDSL技術(shù)的進(jìn)展，在綜合考慮性能、成本、技術(shù)成熟度、市場(chǎng)需求等因素在基礎(chǔ)上制訂恰當(dāng)?shù)陌l(fā)展策略。

5 結(jié)束語(yǔ)

要獲得比較滿(mǎn)意的性能，除了要更好地設(shè)計(jì)ADSL設(shè)備外，運(yùn)營(yíng)商也要提供高質(zhì)量的線(xiàn)路。因?yàn)锳DSL設(shè)備可以自適應(yīng)地改變傳輸速率，當(dāng)線(xiàn)路不能滿(mǎn)足一定的要求時(shí)，用戶(hù)會(huì)感到傳輸速率得不到保證。所以，在開(kāi)始使用ADSL之前，要對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化。如測(cè)試環(huán)路長(zhǎng)度、環(huán)路電阻、環(huán)路損耗是否可接受，定位并去掉影響高速傳輸?shù)募痈芯€(xiàn)圈和橋分點(diǎn)，對(duì)線(xiàn)路誤碼率進(jìn)行測(cè)試等。

總之，各種業(yè)務(wù)對(duì)傳輸速率提出越來(lái)越高的要求以及世界上各大公司對(duì)G.Lite標(biāo)準(zhǔn)的一致認(rèn)可，將極大地推動(dòng)ADSL技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

[1]電信科學(xué)（TELECOMMUNICATIONS SCIENCE）xDSL技術(shù)及其應(yīng)用.洪佩琳，李津生

[2]Framing and encapsulation standards for ADSL:packet mode.TR-003，June 1997

[3]ATM over ADSL recommendations.TR-002，March.1997.2

Development and Application of ADSL Technology

GuLiMiLa·AMuTi
（Xinjiang Traffic Information Center，Urumchi Xinjiang，830000）

ADSL technology is a kind of modulation technology in both ends of twisted pair wires respectively connected to the ADSL modem, you can use the high frequency characteristics of broadband highspeed data transmission. In this paper, the technology and application of ADSL which can realize the high speed of subscriber line are described.

ADSL；DMT；CAP