摘 要：結(jié)合ADSL系統(tǒng)特點(diǎn)，分析ADSL系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，主要分析了ADSL系統(tǒng)上行及下行傳輸方式。
關(guān)鍵詞：銅線接入；ADSL；傳輸帶寬；傳輸方式
Performance Analysis of ADSL TransportMode
REN Xiaotian，WANG Xingliang，WANG Yongming
（Electron Communication Engineering Institute，Air Force Engineering University，Xi′an，710077，China）
Abstract：With the characteristic of ADSL system，analyzed its advantages and analyzed mostly the transport mode of submitanddown．
Keywords：copperwire access；ADSL；transport bandwidth；transportmode
1 引言
我國(guó)現(xiàn)有的接入網(wǎng)用戶線路大部分由雙絞銅線組成，用光纖完全代替銅線是不現(xiàn)實(shí)、也不經(jīng)濟(jì)的。改造和建設(shè)我國(guó)用戶接入網(wǎng)的方針：在充分利用現(xiàn)有的銅線用戶網(wǎng)，發(fā)揮其容量的潛力的基礎(chǔ)上，逐步過(guò)渡到光纖接入網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)。所以不應(yīng)忽視對(duì)銅線接入的學(xué)習(xí)和研究。
銅線接入方式主要以下幾種：線對(duì)增容技術(shù)、高比特速率數(shù)字用戶線（High data rate DigitalSubscriber Line，HDSL）、不對(duì)稱數(shù)字用戶線（Asymmetric DigitalSubscriber Line，ADSL）和甚高速數(shù)字用戶線（Very highspeed DigitalSubscriberLine，VDSL）技術(shù)。DSL技術(shù)主要用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）的基本速率業(yè)務(wù)，在一對(duì)雙絞線上獲得全雙工傳輸，因而是最現(xiàn)實(shí)、最經(jīng)濟(jì)的寬帶接入技術(shù)。
2 ADSL特點(diǎn)
ADSL是一種利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話線路高速傳輸數(shù)字信息的技術(shù)。該技術(shù)將大部分帶寬用來(lái)傳輸下行信號(hào)，而只使用一小部分帶寬來(lái)傳輸上行信號(hào)，這樣就是所謂的不對(duì)稱的傳輸模式。ADSL系統(tǒng)可提供三條信息通道：高速下行信道、中速雙工信道和普通電話業(yè)務(wù)信道。ADSL將高速數(shù)字信號(hào)排在普通電話頻段的高頻段，再用濾波器慮除干擾（如環(huán)路不連續(xù)點(diǎn)和振鈴引起的瞬間干擾）后，就可與傳統(tǒng)電話信號(hào)在同一對(duì)雙絞線共存而互不影響。目前使用的一般模擬調(diào)制解調(diào)器傳輸速度均無(wú)法與ADSL相抗衡。而且，ADSL的不對(duì)稱傳輸技術(shù)符合Internet業(yè)務(wù)下行數(shù)量大、上行數(shù)量小的特點(diǎn)。ADSL也可以在相同的線路上同時(shí)容納模擬的語(yǔ)音信息，用戶在上網(wǎng)時(shí)仍然可以使用電話。
ADSL是一個(gè)有效解決網(wǎng)絡(luò)擁塞的方案。網(wǎng)絡(luò)上大多數(shù)的多媒體傳輸都有一種現(xiàn)象：有大量的數(shù)據(jù)流往用戶，卻只有少量的交互控制信息上傳。PSTN（公用電話交換網(wǎng)）系統(tǒng)的帶寬限制成為信息高速公路的“路障”。ADSL就是針對(duì)打破這種現(xiàn)象而設(shè)計(jì)的。如果建設(shè)ADSL，可以沿著現(xiàn)有的電話線路發(fā)展。ADSL系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是“不對(duì)稱”，正好與接入網(wǎng)中圖像業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的固有不對(duì)稱性相適應(yīng)。其主要優(yōu)點(diǎn)有：
（1）可充分利用現(xiàn)有的銅線網(wǎng)絡(luò)。
（2）ADSL系統(tǒng)初期投資小，設(shè)備可隨用隨裝，時(shí)間短，設(shè)備拆裝容易、方便。便于轉(zhuǎn)移，適合流動(dòng)性較強(qiáng)的用戶。
（3）ADSL充分利用雙絞線上的帶寬，以先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，產(chǎn)生更大更快的通路。
（4）一條ADSL線路可同時(shí)提供個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視和電話頻道。
3 ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3．1 系統(tǒng)構(gòu)成
ADSL系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。在一對(duì)普通銅線兩端各加一臺(tái)ADSL局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備。
ADSL系統(tǒng)的核心ADSL收發(fā)信機(jī)（局端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)），其原理框圖如圖2所示。局端ADSL收發(fā)信機(jī)與遠(yuǎn)端的不同：局端中MUL將下行高速數(shù)據(jù)與中速數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)合，經(jīng)FEC編碼后送發(fā)信單元調(diào)制，最后經(jīng)耦合器送到銅線上；線路耦合器將來(lái)自銅線上的信號(hào)分離出來(lái)，經(jīng)接收單元和FEC解碼處理恢復(fù)上行中速數(shù)據(jù)；線路耦合器還完成POTS信號(hào)的收、發(fā)耦合。遠(yuǎn)端ADSL的線路耦合器將來(lái)自銅線的下行數(shù)據(jù)信號(hào)分離出來(lái)，經(jīng)接收單元解調(diào)和FEC解碼送DMUL進(jìn)行分路處理，恢復(fù)出下行高速數(shù)據(jù)和中速數(shù)據(jù)，送給不同的終端設(shè)備。
3．2 傳輸帶寬
ADSL基本上運(yùn)用EC技術(shù)或FDM將ADSL信道分割成多重信道。一條ADSL物理信道可以分割為多條邏輯信道。
EC技術(shù)是將上行帶寬與下行帶寬產(chǎn)生重疊，再以局部回波消除的方法將2個(gè)不同方向的傳輸帶寬分離，該技術(shù)也用在一些模擬調(diào)制解調(diào)器上。
FDM將帶寬分為兩部分：分別分配給上行方向的數(shù)據(jù)（上行數(shù)字信道約占據(jù)25～200 kHz的中間頻段）和下行方向的數(shù)據(jù)使用（下行數(shù)字信道約占據(jù)200 kHz～1．1 MHz）。其中，POTS信道占據(jù)原來(lái)4 kHz以下的電話頻段。然后，再應(yīng)用TDM技術(shù)將下載部分的帶寬分為一個(gè)以上的高速次信道（AS0，AS1，AS2，AS3）和一個(gè)以上的低速次信道（LS0，LS1，LS2）。
在ADSL系統(tǒng)中，常用的調(diào)制方式有QAM，CAP和DMT。其中，DMT技術(shù)更具吸引力。影響ADSL系統(tǒng)性能的因素主要有串音和脈沖干擾。
4 ADSL的傳輸方式
ADSL是一種“按幀傳輸方式”，與其他傳輸方式一樣。與其他幀不同的是，ADSL幀中的位流可以分割，一個(gè)ADSL物理信道最多可以支持7個(gè)承載信道，其中有4個(gè)只能供下行方向使用的單工信道（AS0～AS3），有3個(gè)可以傳輸上行和下行數(shù)據(jù)的雙工信道（LS0～LS2）。
4．1 下行方向傳輸
任何承載通道可編程為傳輸32 kb/s的字節(jié)流。不是32 kb/s倍數(shù)的余數(shù)，則并到幀的附加信息區(qū)中。下行速率是T1速率的4倍，成本也低于T1接入。有的ADSL系統(tǒng)還可以提供8．192 Mb/s的下行速率通路和640 kb/s的雙向速率通路，可支持2個(gè)4 Mb/s廣播級(jí)質(zhì)量的圖像信號(hào)傳輸。
ADSL規(guī)范指定了4種下行單工承載通道（AS0～AS3）的傳輸級(jí)別，他們是1．536 Mb/s（T1速率）的簡(jiǎn)單倍數(shù)，分別是1．536 Mb/s，3．072 Mb/s，4．608 Mb/s和6．144 Mb/s。雙工通道可以包含一個(gè)控制通道和一些ISDN通道（BRI或384 kb/s）。承載通道的最高速率的上限僅受ADSL鏈路傳輸能力的控制。所有AS承載通道不能同時(shí)使用最大的傳輸級(jí)別速率6．144 Mb/s。
子頻帶（子帶）AS0是必須被支持的。可在指定時(shí)間內(nèi)激活的最大子帶數(shù)目和傳輸?shù)某休d通道數(shù)目依賴于傳輸級(jí)別。在ADSL系統(tǒng)中，傳輸級(jí)別依賴于ADSL環(huán)路可以達(dá)到的線速率和子帶的配置。
傳輸級(jí)別被編號(hào)為1～4，各種配置組合如下：
（1）傳輸級(jí)別1是必要的，常用于最短的回路上，可提供最快的速度。他可以以任意一種組合作為選擇性配置，也就是1．536 Mb/s的1～4倍，至少要支持AS0這1個(gè)子帶的使用。如4個(gè)1．536 Mb/s的次信道組合，或是1個(gè)1．536 Mb/s的次信道和1個(gè)4．608 Mb/s次信道的組合，或是兩個(gè)1．536 Mb/s次信道和1個(gè)3．072 Mb/s次信道的組合。
（2）傳輸級(jí)別2是可選擇的，傳輸速率為4．608 Mb/s。 其配置組合原則和級(jí)別1相同，系統(tǒng)可以按任一種或是所有的載體速率來(lái)組合成4．608 Mb/s，如3個(gè)1．536 Mb/s次信道組合，或是1個(gè)1．536 Mb/s次信道和1個(gè)3．072 Mb/s次信道組合。傳輸級(jí)別2不使用AS3。
（3）傳輸級(jí)別3也是可選擇的，其速率為3．072 Mb/s。 系統(tǒng)可以按任一種或是所有的載體速率來(lái)組合成3．072 Mb/s。
（4）傳輸級(jí)別4是必要的，常用于最長(zhǎng)的環(huán)路上傳輸，只能支持最低的1．536 Mb/s的速度，而且只能在AS0次信道上運(yùn)行。承載信道是1．536 Mb/s的AS0。
ADSL也定義了以相當(dāng)于E1的2．048 Mb/s速率為基數(shù)的2M-1,2M-2和2M-3三個(gè)傳輸?shù)燃?jí)，支持AS0，AS1和AS2三個(gè)次信道供下行傳輸。三個(gè)傳輸?shù)燃?jí)都是選擇性的，系統(tǒng)可以以任一種或是所有的載體速率來(lái)組合成各不同傳輸?shù)燃?jí)。但ADSL子信道的速率應(yīng)匹配承載通路的速率，承載通路傳送應(yīng)服從表1所示的限制。
傳輸級(jí)別2M-1為6．144 Mb/s，可以按以下可選的配置運(yùn)行：1個(gè)6．144 Mb/s；或1個(gè)4．096 Mb/s加1個(gè)2．048 Mb/s；或3個(gè)2．048 Mb/s的承載信道。2M-2和2M-3分別為4．096 Mb/s和2．048 Mb/s，可按同樣的原則來(lái)組合。
ATM信元也可以在ADSL上傳輸（這只是一種選擇性的功能，ADSL并不一定都支持ATM信元傳輸），不過(guò)只有AS0次信道支持ATM信元的下行單向傳輸，因此，載體次信道也只能配置為AS0。
4．2 上行方向傳輸
ADSL系統(tǒng)最多可同時(shí)支持3個(gè)雙工承載信道（LS0～LS2）。其中，LS0固定作為以1．536 Mb/s為基數(shù)（或以2．048 Mb/s為基數(shù)）的傳輸?shù)燃?jí)的控制信道，ATM則使用LS2作為控制信道。
控制信道也稱為C信道，C信道攜帶服務(wù)選擇以及呼叫建立信號(hào)信息，所有的單向下行鏈路的用戶網(wǎng)絡(luò)信令都是通過(guò)他傳輸?shù)摹Ｈ绻枰珻信道實(shí)際上可以攜帶單向
及雙向信號(hào)通道信令。在傳輸級(jí)別4和2M-3通道的速率是16 kb/s。C通道信令一般是在ADSL幀的特殊的幀頭部分傳輸?shù)摹Ｆ渌麄鬏敿?jí)別使用64 kb/s的C通道，消息是在雙向承載信道LS0中傳輸?shù)摹?
除了C通道，ADSL系統(tǒng)可以有2個(gè)可選的雙向承載信道：一個(gè)是160 kb/s的LSl，另一個(gè)是384 kb/s或576 kb/s的LS2。雙向通道的結(jié)構(gòu)隨單向通道中定義的傳輸級(jí)別不同而不同。與單向傳輸一樣，雙向傳輸也必須考慮到傳輸?shù)燃?jí)，前述的最低等級(jí)-第4級(jí)和2M-3，其C信道的速率為16 kb/s，該等級(jí)的C信道必須一直保持在起作用狀態(tài)。其余各個(gè)傳輸?shù)燃?jí)的C信道速率都是64 kb/s。LSl的速度為160 kb/s，LS2的速度為384 kb/s或576 kb/s。
ANSITI．413．1998標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，ADSL的ATM上行方向的數(shù)據(jù)傳輸必須支持單等待時(shí)間模式，也就是說(shuō)，只能選擇快速或者交錯(cuò)路徑中的一種進(jìn)行傳輸，并且只能使用LS0次信道。若使用雙等待時(shí)間模式（同時(shí)使用快速及交錯(cuò)路徑），則必須使用LS0及LSl次信道進(jìn)行上行方向的傳輸，并分別配置這2個(gè)次信道供不同路徑使用。ADSL系統(tǒng)至少須支持AS0單向載體次信道和LS0雙向載體次信道，其數(shù)據(jù)速率須支持以32 kb/s為基數(shù)，從32 kb/s到640 kb/s的速率。
如果雙向信道用來(lái)支持ATM信元的傳輸，則只使用LS2次信道，其速率為448 kb/s或672 kb/s，4個(gè)傳輸?shù)燃?jí)的C信道速率均為64 kb/s。
按照E1T1．4傳輸標(biāo)準(zhǔn)，ADSL系統(tǒng)用于圖像傳輸可以有多種選擇：如1～4個(gè)1．536 Mb/s通路，或1～2個(gè)3．072 Mb/s通路，或1個(gè)6．144 Mb/s通路及混合方式。
5 ADSL的應(yīng)用和前景
ADSL是一種寬帶調(diào)制解調(diào)技術(shù)，能把一般的電話線路轉(zhuǎn)換成高速的數(shù)字傳輸通路，可供互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)及公司網(wǎng)絡(luò)高速接收/發(fā)送信息，同時(shí)還可以提供各種實(shí)時(shí)的多媒體服務(wù)；ADSL系統(tǒng)除了能向用戶提供原有的電話業(yè)務(wù)外，還能向用戶提供多種多樣的寬帶業(yè)務(wù)：廣播電視、VOD、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教學(xué)、會(huì)議電視、多方可視游戲、多媒體接入、Internet接入、多媒體分配等；ADSL系統(tǒng)還可用于局域網(wǎng)（LAN）與廣域網(wǎng)（WAN）的接入。
從實(shí)際情況看，隨著全球電子商務(wù)的趨勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)必然要寬帶化，在未來(lái)的幾年內(nèi)，以寬帶調(diào)制解調(diào)器高速上網(wǎng)就像現(xiàn)在的33．6 kb/s或56 kb/s調(diào)制解調(diào)器上網(wǎng)一樣普遍。ADSL銅質(zhì)電話線路接入至少會(huì)使用20年。目前，ADSL調(diào)制解調(diào)器惟一的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手只有CATV經(jīng)營(yíng)者的電纜調(diào)制解調(diào)器。所以，ADSL系統(tǒng)的發(fā)展前景仍可看好。
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