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ADSL技术研究及应用

时间:2005-12-24 来源:通信市场 作者: 点击:
导 引 随着社会经济的发展,信息量呈现指数增长,通信业务也从电话、数据向视频、多媒体等宽带业务发展。近几年涌现出的DSL、卫星传输等高速宽带接入技术预计将会在今后五年内成为主流,并迅速成长为网络中坚,而光纤技术等将与xDSL等技术共同组建网络新干线。 在实现F
  

导 引

  随着社会经济的发展,信息量呈现指数增长,通信业务也从电话、数据向视频、多媒体等宽带业务发展。近几年涌现出的DSL、卫星传输等高速宽带接入技术预计将会在今后五年内成为主流,并迅速成长为网络中坚,而光纤技术等将与xDSL等技术共同组建网络新干线。

  在实现FTTH之前,采用光接入技术只能将光纤敷设到离用户最近的地方,真正能引入用户的还是金属线对,也就是说存在着最后100米到1公里的问题(Last mile)。此外,对于金属线对的用户已经大量敷设的地区如何尽量利用已有网络资源提供宽带综合业务,也是非常重要的。普通金属线对用户线是用于300~3400HZ的音频话音,而要在这种线对上传送较高速率的数字信号,如上因特网的交互信息,必须要采用特殊技术,如HDSL、ADSL、SDSL、VDSL等各种数字用户环路应运而生,统称为xDSL技术。

ADSL(Asymmetrical-DSL: 非对称数字用户线)的原理

  已经成为正式的ANSI(美国国家标准学会)标准的ADSL,是一种比较理想的双绞线铜缆宽带接入技术。其关键是上下行传输速率“非对称”,上行速率远低于下行速率;另一方面,ADSL利用频分复用(FDM)技术,分别在不同的频段上传送话音信号、上行数据、下行数据。ADSL在保留原有话音通信的基础上,同时提供高速数据通信,其频率分割方法如图1所示。

  ADSL系统由于线路编码技术及接口类型的不同,可以提供不同的上、下行数据速率,典型的下行速率及最大传输距离如表1所示。

  针对ADSL成本仍偏高,用户侧设备的安装仍较麻烦的情况,ITU-T第15组的专家们迅速成立了专门的课题组开发一种简化的无分路器的ADSL标准,并已在1998年10月通过G.992.2建议。G.992.2的基本思路有两点:第一是速率降低到1.5Mbps左右,第二是在用户处不用话音分离器。这样一来价格可能大大下降,应用前景十分可观。 ITU-T第15研究组于1999年6月通过了ADSL lite的标准G.992.2,不少ASIC芯片设计、制造厂商也推出了成套的ADSL lite芯片,典型的芯片每套仅2片,可以支持8个端口,每个端口的成本为20元,比标准的ADSL 芯片便宜50%。这一技术受到电信界和计算机界的普遍支持,是在金属线对上解决宽带接入很有发展前景的技术。ADSL lite采用如图1所示的系统参考模型。

  G.922.2就是按照这个参考模型(不用其中的分离器)规范了ADSL lite的特性,它可以在金属电缆的一对双绞线上同时传送话带信号(POTS 及V系列数据)和若干数字信道。

  G.922.2支持下行最大1.536Mbit/s和上行512kbit/s的净数据速率,特别是还规定了:

  • ATU-C和ATU-R发送信号的线路码和频谱成分;
  • ATU-C和ATU-R发送信号特征;
  • 网络接口的物理/电气特征;
  • 发送和接收数据的组帧;
  • 操作信道的功能;
  • ATU-R与业务模块的接口功能;
  • 用于ATM传送的传输会聚子层;
  • 用于无分离器环境下非线性的电话摘机时的快速再训练(retain)程序;
  • CPE和CO设备的节省功率程序;
  • 在ATU-R的环路定时等。
  • 建议的附件中还规定有:
    • 支持在单对线上同时传送话带业务、单向和双向承载信道的传输技术;
    • 支持在遭受相邻线对的G.961附录Ⅲ所规定的TCM-ISDN的串音干扰时,在单对线上同时传送话带业务、单向和双向承载信道的传输技术。
    • 支持在单对线上同时传送G.961附录Ⅰ和附录Ⅱ规定的ISDN、单向和双向承载信道的传输技术则有待于将来研究。
    • G.922.2规定了可选的能力和特点:网络定时基准的传送。
  • 利用初始化时的会话,G.922.2提供了符合G.922.2的收发单元间以及不同可选项组合的收发器间的U接口兼容和互操作。图2给出了符合G.922.2规定的ATU发送机的参考模型。


ADSL存在的问题

  经过多年技术上的发展与完善,ADSL技术已经趋于成熟,然而,就象许多新兴的技术一样,ADSL要走向市场,也存在着一些比较明显的不足。最为突出的一点莫过于传输速率受到距离的限制;在服务价格上也离人们的期望还有一段距离;更为重要的是ADSL尚未有一个成熟的标准来规范产品与市场。

  为解决传输范围的限制这一令人头痛的问题,曾经提出了众多的办法。但是如果一味地等待成熟技术的出现来消除这种距离上的限制,无疑将丧失大好的市场发展机遇,目前来说更为可行的办法也许是增加服务中心的数量以及详细统计可能用户的分布,从而更合理地对服务中心加以分配。

  在价格上,比起T1来。ADSL当然便宜得多。总体的价格水平包括初始的设备、安装成本以及以月计的服务费,ADSL比T1都要低大约60~70%,然而服务费离一般用户所能承受的价格仍然很远。但是价格本身随着接入速率的变化的变动幅度也很大,运营商们试图以细分市场来满足不同用户的需要。对于只收发E-mail或浏览Web的用户显然没有必要过高的接入速率,而只需选择最低价格的接入服务就完全可以满足了。分析家们都预测,随着新技术的出现以及ADSL服务的深入推广,运营商的总体运营成本将会降低,也许每月10美元的价格水平并非遥不可及。

  ADSL在硬件标准上仍然没有一个统一的、可行的标准。ADSL的调制解调器和路由器并不象拨号网络或T1的连接设备,各品牌之间有着很好的兼容性。一种新型的ADSL技术——G.Lite即将问世,这种技术已经有了国际通行的标准并且已经为众多硬件厂商所支持,它的出现将弥合各种DSL系统以及ADSL内部的兼容性,力求提供可靠、兼容性强和低价格的设备。如果G.Lite在市场上取得成功,无论对各方面都应该是一件好事。

ADSL的应用

  ADSL技术使原有的电话电缆发出新的活力,达到了过去认为只有同轴电缆或光缆才能达到的效率,ADSL接入网技术受到了人们普遍的关注。ADSL的非对称性非常适合传输交互式宽带业务,如VOD系统的节目及控制数据的传送。采用ADSL作为VOD系统的接入网,可以在数据通信的同时,为用户提供传统的话音通信,系统的总体结构如图4所示。

  瑞典的Telia公司已经声明将采用大规模的ADSL接入方式,2004年实现98%的瑞典家庭拥有高速的Internet接入。Bell south、Pacific Bell和 SBC Communi-cation声明到2001年ADSL用户将达到100万。图5是采用普通电话线向用户提供交互式电视业务的实验网结构。

  总之,ADSL是一种非常有前景的技术,这是无需争辩的共识。据美国Dataquest提交的报告,在2000年以前, ADSL在公用交换电话网络中拥有1.63亿潜在用户,每年都会创下25亿美元以上的销售额。近来在北美发展势头很好,几个本地电话公司已计划在未来几年内铺设数百万线的系统,从而可能促使其进入快速发展轨道。我国也已开始进行现场试验。同时,中国已经在深圳等地开通了基于ADSL技术的远程接入网,符合ADSL标准的ADSL机楼已经处于调试阶段,ADSL接入方式全面开放后,上网速度上行可达1Mbps,下行可达7 Mbps,我国广东省的ADSL系统也将今年启动。总之,随着ADSL技术和标准的日趋完缮, ADSL技术将会被全球的网络供应商和电信商大量应用,迎来更大的发展。

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