郭獻(xiàn)崇 郁杰

【摘要】自21世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)已成為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工具，而寬帶技術(shù)則是計(jì)算機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。在寬帶技術(shù)中，我國(guó)以DSL技術(shù)為主流，DSL技術(shù)采用接入復(fù)用器（DSLAM）來(lái)實(shí)現(xiàn)局端寬帶接入。鑒于此，本文便簡(jiǎn)要探討了DSL技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)在寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)實(shí)踐與應(yīng)用進(jìn)行深入論述。

【關(guān)鍵詞】DSL技術(shù);寬帶;多媒體網(wǎng)絡(luò);實(shí)踐

DSL技術(shù)又被稱(chēng)之為數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)技術(shù)，其線(xiàn)路采用雙絞線(xiàn)，從而使本地環(huán)路實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化發(fā)展，用戶(hù)能夠通過(guò)DSL技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的傳四分五裂，而且DSL技術(shù)在寬帶改造成本上較低，這使其深受廣大消費(fèi)者與運(yùn)營(yíng)商的青睞。隨著計(jì)算機(jī)的深化應(yīng)用，多媒體已經(jīng)被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，這也使海量文件下載、視頻線(xiàn)上點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)教育等新興事物在極大程度上豐富了人們的生活。DSL技術(shù)也由此得以不斷發(fā)展。DSL技術(shù)的種類(lèi)有很多，如非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)（ADSL）、對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)（SDSL）、高速數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)（HDSL）等。這些不同種類(lèi)的DSL技術(shù)在上下行速率、傳輸距離以及傳輸速度上有著不同的差異。為此，以下便對(duì)DSL技術(shù)及其在寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行深入的論述。

1. DSL技術(shù)

1.1 ADSL

ADSL即非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)，根據(jù)用戶(hù)實(shí)際需求，能夠?yàn)橛脩?hù)提供多種傳輸通道，包括高速單工通道、64kbit/s雙工數(shù)據(jù)傳輸通道以及全雙工通道等。其中高速單工通道的速率為DS2，下行數(shù)據(jù)速率通常為6Mbit/s，而且該類(lèi)型通道按照1.5Mbit/s的倍數(shù)進(jìn)行數(shù)量劃分。在64kbit/s雙工數(shù)據(jù)傳輸通道中，可將其與高速通道進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的傳輸和業(yè)務(wù)提供者與接受者的交互式控制。在全雙工通道中，可依據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)要求在速率上選擇160kbit/s或576kbit/s。在ADSL中，通過(guò)離散多音調(diào)制可實(shí)現(xiàn)對(duì)帶寬子通道的劃分，利用子通道來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的獨(dú)立傳輸與調(diào)制，從而提高信號(hào)的抗噪能力。對(duì)于ADSL技術(shù)而言，其在功耗、帶寬管理、傳輸距離以及抗干擾等各個(gè)方面尚有許多缺陷有待克服，而這些缺陷都會(huì)對(duì)其傳輸速率造成一定程度的影響。

1.2 ADSL2

相比于ADSL，ADSL2是其新一代標(biāo)準(zhǔn)，在頻段上兩者是一致的，不過(guò)ADSL2有著更加優(yōu)良的傳輸性能，這些性能主要表現(xiàn)在距離更遠(yuǎn)、線(xiàn)路損傷更低、噪聲抵抗性更強(qiáng)等。首先，從傳輸速率上來(lái)說(shuō)，ADSL標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)銷(xiāo)最小值是4kbit/s，其傳輸性能的改善可采取多種措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，如提高編碼增益、信息處理算法優(yōu)化、減小幀開(kāi)銷(xiāo)等。其次，在傳輸距離上，能夠通過(guò)單比特調(diào)制來(lái)延長(zhǎng)傳輸距離，這樣在傳輸速度一致情況下，調(diào)制效率的提高會(huì)比原有的傳輸距離增加183m。再次，在功率管理中，ADSL2通過(guò)采用高功耗與低功耗兩個(gè)運(yùn)行模式，以此確保功耗的降低，當(dāng)收發(fā)器沒(méi)有傳送數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)速率較低時(shí)，會(huì)自動(dòng)切換至休眠狀態(tài)。最后，在故障診斷中，ADSL2能夠?qū)€(xiàn)路中的信噪比、衰減、噪聲等重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與測(cè)量，并且還能在無(wú)法激活線(xiàn)路的情況下進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，這使得ADSL2能夠更好的實(shí)施網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)。

1.3 ADSL2+

雖然相比于ADSL，ADSL2的性能更強(qiáng)，但其傳輸速率問(wèn)題卻并未真正解決，這也使ADSL2+得以應(yīng)運(yùn)而生，ADSL2+對(duì)ADSL2的所有特性進(jìn)行了繼承，除此之外其還進(jìn)行了一定的擴(kuò)展，這使其在頻譜范圍上變得更大，子載波數(shù)量也進(jìn)一步增加，從理論上來(lái)說(shuō)，其上行帶寬與下行帶寬也得到了有效提升。不過(guò)，考慮到信道質(zhì)量的影響，這使其調(diào)制點(diǎn)數(shù)難以達(dá)到最大，而且其中的導(dǎo)頻通道與奈奎斯特采樣通道都不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于ADSL2+而言，其能夠動(dòng)態(tài)選擇通道傳輸比特?cái)?shù)，這使其能夠?qū)π诺雷兓M(jìn)行有效適應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)傳輸。此外，ADSL2+還能降低不同技術(shù)共用時(shí)所產(chǎn)生的線(xiàn)間串?dāng)_，因?yàn)槠鋷拏魉褪仟?dú)立于傳統(tǒng)ADSL之外的，這使其可利用接收端濾波器來(lái)對(duì)耦合噪聲實(shí)施過(guò)濾，進(jìn)而有效避免了耦合噪聲對(duì)信號(hào)性能的影響?？梢哉f(shuō)，ADSL2+的出現(xiàn)，使以往ADSL在接入過(guò)程中所受到的帶寬限制不再成為技術(shù)難題，這使得ADSL2+能夠在更大的范圍中得以應(yīng)用，而且傳輸距離也更遠(yuǎn)、帶寬也變得更大，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)上也更加實(shí)用、方便。

1.4 SHDSL

SHDSL又叫做單線(xiàn)對(duì)高速數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)，該技術(shù)的出現(xiàn)，使DSL技術(shù)中的EI速率接入和傳輸?shù)靡猿蔀楝F(xiàn)實(shí)，從而使城域網(wǎng)傳輸設(shè)備能夠無(wú)縫對(duì)接至接入網(wǎng)。SHDSL技術(shù)在傳輸速率上具有高速對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)，這使其雙腿夠?yàn)橛脩?hù)提供雙向?qū)ΨQ(chēng)業(yè)務(wù)，其速率也是對(duì)稱(chēng)的，在服務(wù)范圍上也得以極大提升，服務(wù)質(zhì)量得到顯著改善。此外，SHDSL技術(shù)有著較遠(yuǎn)的傳輸距離，而且不會(huì)受到較大的干擾。相比于ADSL來(lái)說(shuō)，當(dāng)速率一致時(shí)，SHDSL的傳輸范圍要比前者大30%。并且因其是通過(guò)格柵編碼脈沖幅度調(diào)制方法來(lái)進(jìn)行線(xiàn)路編碼的，這使其具有良好的抗干擾能力。SHDSL還具有良好的兼容性，因其在線(xiàn)路接口方案是統(tǒng)一的，這使其能夠有效兼容各種傳輸技術(shù)。最后，SHDSL有著很強(qiáng)大的性能，供應(yīng)商能夠利用SHDSL來(lái)制定解決方案，以此解決集成通信問(wèn)題。并且SHDSL在接入方式上也更加豐富，上行帶寬更寬，這使其能夠更好的滿(mǎn)足用戶(hù)業(yè)務(wù)需求。

1.5 VDSL

在DSL技術(shù)的不斷發(fā)展下，VDSL也成為一種新興的DSL技術(shù)分支，該技術(shù)可使DSL系統(tǒng)下行帶寬得到極大的提高，進(jìn)而使用戶(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)高速上網(wǎng)，同時(shí)其能夠?qū)﹄娫?huà)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更為充分的利用，使運(yùn)營(yíng)商得到有效的保護(hù)，這使得網(wǎng)絡(luò)的“最后1公里”問(wèn)題得以有效解決。VDSL技術(shù)具有超高的數(shù)據(jù)速率，而且結(jié)合了以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，不過(guò)其在線(xiàn)路質(zhì)量上有著嚴(yán)格的要求，在傳輸距離上并不占優(yōu)勢(shì)，通常只能用于1.5km范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。

2. DSL技術(shù)在寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)踐應(yīng)用

DSL技術(shù)采用接入復(fù)用器來(lái)實(shí)現(xiàn)局端寬帶接入，這種應(yīng)用方式具有以下特征：其一為傳輸率的優(yōu)化;其二是聚合鏈接，以此實(shí)現(xiàn)帶寬利用率的優(yōu)化和控制流量。寬帶網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器與CPE的數(shù)據(jù)交換是利用DSLAM來(lái)提供通道的，以此確保DSL中大量用戶(hù)數(shù)據(jù)的有效匯聚，然后將這些匯聚的數(shù)據(jù)利用高速線(xiàn)進(jìn)行集中轉(zhuǎn)換，在通過(guò)認(rèn)證時(shí)與Internet進(jìn)行接入。并且利用DSLAM還可實(shí)現(xiàn)對(duì)Internet的快速接入以及廣播視頻等多種應(yīng)用。

2.1 組網(wǎng)原理

在DSL技術(shù)中，其客戶(hù)端設(shè)備是CPE，也就是計(jì)算機(jī)中經(jīng)常使用的Modem，利用CPE能夠使信號(hào)向局端DSLAM進(jìn)行集中傳輸，而在DSLAM中配置的分離器則能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)與電話(huà)信號(hào)的過(guò)濾分離，其中數(shù)字信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)或ATM上行到寬帶網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器，而電話(huà)信號(hào)則會(huì)被送達(dá)至公共交換電話(huà)網(wǎng)交換機(jī)。利用BRAS能夠認(rèn)證前端接入用戶(hù)，從而使用戶(hù)能夠快速接入Internet。

2.2 ATM-DSLAM

在DSL Modem中，數(shù)據(jù)信號(hào)從MAC幀轉(zhuǎn)換至ATM信元是利用組裝子層與AAL5分段進(jìn)行的，通過(guò)DSL調(diào)制，能夠使信號(hào)在局端DSLAM中傳輸，以此實(shí)現(xiàn)DSL信號(hào)解調(diào)，進(jìn)而使其轉(zhuǎn)換成ATM信元。利用ATM-DSLAM能夠匯聚上傳信號(hào)，并采用BRAS平臺(tái)與因特網(wǎng)進(jìn)行連接。當(dāng)信號(hào)下行過(guò)程中，會(huì)通過(guò)ATM信元來(lái)對(duì)ATM DSLAM進(jìn)行傳送，在ATM信號(hào)中含有PVC、業(yè)務(wù)類(lèi)型等數(shù)據(jù)。通過(guò)ATM-DSLAM能夠有效識(shí)別各類(lèi)業(yè)務(wù)參數(shù)，然后通過(guò)對(duì)應(yīng)的處理方法使其與對(duì)應(yīng)的DSL信號(hào)調(diào)制器進(jìn)行分接，然后在對(duì)端DSL Modem中進(jìn)行輸出。

2.3 IP-DSLAM

考慮人們?cè)诶肈SL技術(shù)向用戶(hù)提供IP上聯(lián)接口時(shí)，需要采取封裝轉(zhuǎn)換措施使ATM轉(zhuǎn)變?yōu)镮P，依據(jù)不同的轉(zhuǎn)換位置，可采用兩種封裝轉(zhuǎn)換方式，分別是利用以太網(wǎng)交換結(jié)構(gòu)和ATM交換結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。考慮IP-DSLAM是通過(guò)以太網(wǎng)交換結(jié)構(gòu)在用戶(hù)終端板上直接轉(zhuǎn)換為ATM，因此能夠在多種DSL用戶(hù)板中對(duì)其進(jìn)行混合使用。其結(jié)構(gòu)中，以太網(wǎng)上行IP-DSLAM采用2/3層交換作為核心，通常利用寬帶接入服務(wù)器和以太網(wǎng)交換機(jī)來(lái)連接IP骨干網(wǎng)。我國(guó)在ATM網(wǎng)絡(luò)資源上有著一定的上限，但因DSLAM建設(shè)量的不斷增加，使得現(xiàn)有的ATM端口資源正變得越來(lái)越少，這也使IP成為新建城域網(wǎng)的主要形式。并且，因ATM網(wǎng)絡(luò)有著非常高的建設(shè)成本，以太網(wǎng)的發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，使得越來(lái)越多的廠家開(kāi)始致力于推出IP-DSLAM，也就是在DSLAM內(nèi)部中終結(jié)DSL的ATM承載層，而以太網(wǎng)接口則是DSLAM與IP城域網(wǎng)進(jìn)行連接的樞紐。IP-DSLAM設(shè)備主要是通過(guò)傳輸ATM信元，使ATM信元能夠在線(xiàn)路終端板中直接轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)幀，并采用2層以太網(wǎng)交換機(jī)來(lái)匯聚各個(gè)DSL用戶(hù)線(xiàn)路，然后通過(guò)BRAS進(jìn)行認(rèn)證，以使其與IP骨干網(wǎng)進(jìn)行連接。因本地用戶(hù)所擁有的接入帶寬是比較有限的，所以ATM信元可按照固定長(zhǎng)度進(jìn)行傳輸，這樣能夠降低傳輸時(shí)延，使數(shù)據(jù)緩沖更為簡(jiǎn)單。通過(guò)2層以太網(wǎng)交換，更能與我國(guó)當(dāng)前的IP技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)，這有利于對(duì)端口資源的節(jié)約，同時(shí)也能為網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容提供便利。

4. 結(jié)語(yǔ)

總而言之，計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，使寬帶接入的普及范圍不斷擴(kuò)大，這也使網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)的優(yōu)質(zhì)性正受到越來(lái)越多人的關(guān)注。雖然人們更青睞于利用光纖來(lái)接入Internet，不過(guò)卻要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的過(guò)渡時(shí)間。而DSL技術(shù)仍舊是寬帶接入中的最主要的技術(shù)手段，通過(guò)對(duì)以SHDSL技術(shù)為核心的高速數(shù)據(jù)對(duì)稱(chēng)傳輸高速方案進(jìn)行深入的論述，能夠?yàn)镈SL技術(shù)性?xún)r(jià)比的不斷提高起到重要促進(jìn)作用，而這也將是新型IP-DSLAM系統(tǒng)在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中的必然趨勢(shì)。

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作者簡(jiǎn)介：郭獻(xiàn)崇，河北懷安人，西安電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)碩士，張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理系，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù); 郁杰，山西天鎮(zhèn)人，講師，工程碩士，研究方向：通信工程、信號(hào)處理。