xDSL技术

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一、概述
当前的铜电话线以28.8Kbps（在软件的帮助下可达到56Kbps）的速率承载话音通信，这些线路使用现有的电话网，不需要任何附加的硬件或软件，其优点是可以立刻访问到任何电话网可达的地方，但这也恰是其缺点所在：整个网络是以过去的速率要求来布线的。
在理想的环境下，铜线的速率仅受线缆衰减的限制，但在现有的电话网中，带宽很大程序上被过滤器和网络本身所制约。现有铜双绞线的升级固然可以极大地提升整个网络性能，但其代价不菲，因此需要一种既能使用现有线缆又能明显提高性能的方法。Bellcore发明了第一代数字用户技术并创造了术语DSL。其目的是高性能、低成本：在现有铜线网络上达到至少2Mbps的带宽。DSL用软件和电子技术结合，弥补了铜线的一些缺陷。
DSL给予我们：

几乎立刻的网络升级
比光纤和同轴电缆更便宜的选择
更可靠的数据传输

xDSL是DSL(Digital Subscriber Line)的统称,意即数字用户线路,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。DSL技术在传统的电话网络(POTS)的用户环路上支持对称和非对称传输模式,解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的"最后一公里"的传输瓶颈问题。由于电话用户环路已经被大量铺设,如何充分利用现有的铜缆资源,通过铜质双绞线实现高速接入就成为业界的研究重点,因此DSL技术很快就得到重视,并在一些国家和地区得到大量应用。
二、实现
xDSL系统主要由局端设备(DSLAM--Digital Subscriber Line Access Multiplexer)和用户端设备(CPE)组成,其实现原理如下图所示。
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局端由DSLAM接入平台、DSL局端卡、语音分离器、IPC(数据汇聚设备)等组成,其中IPC为可选的设备。语音分离器将线路上的音频信号和高频数字调制信号分离,并将音频信号送入电话交换机,高频数字调制信号送入DSL接入系统;DSLAM接入平台可以同时插入不同的DSL接入卡和网管卡等;局端卡将线路上的信号调制为数字信号,并提供数据传输接口;IPC为DSL接入系统提供不同的广域网接口,如ATM、帧中继、T1/E1等。这些设备都设在电话系统的交换机房中。
用户设备由DSL Modem和语音分离器组成,DSL Modem对用户的数据包进行调制和解调,并提供数据传输接口。 　
三、原理
1. 其他传输技术
传统电话系统在用户环路上利用0～3KHz的频率传送语音,电话交换机将模拟语音信号转成64Kbps(零次群)的数字信号,通过多路复用技术,将多路语音信号合并为T1/E1或更高,通过光纤或铜缆传输到其他交换机。因此,由于电话系统的限制,利用电话连接进行数字传输的速率不是很高(33.6/56Kbps)。
ISDN 基本速率综合数字业务网可向用户提供2B+D=160Kbps的传输速率,用户利用数字终端可分别或组合利用这个带宽。ISDN利用线路的80～100KHz频率传输信号。
通过用户环路的T1/E1基带专线技术,传统的T1/E1专线技术利用非常简单的基带调制方法AMI(T1)或HDB3(E1)传输信号,由于调制技术的限制,传输距离很短,需要在线路中安装放大器,信号功率大,干扰大。
2. DSL技术
DSL技术是利用在电话系统中没有被利用的高频信号传输数据。DSL利用了更加先进的调制技术:
・ 2B1Q--由AMI技术发展出来的基带调制技术,能够利用AMI的一半频带达到AMI一样的传输速率,由于降低了频带要求,提高了传输距离,主要应用于H/SDSL技术中。
・ QAM--传统的拨号Modem所用的技术,MVL将其扩展到高频段,并综合了复用技术,以支持多Modem共享同一线路。
・ CAP--载波频率可变,在一个频率周期或波特内传输2到9位二进制数据,因此在相同的传输速率下,占用更少的带宽,传输距离更远,主要应用于H/SDSL,RADSL中。
・ DMT--将高频段划分为多个频率窗口,每个频率窗口分别调制一路信道,由于频段间的干扰,传输距离相对短,应用于ADSL中。DMT已成为ANSI制订的ADSL应用的调制标准--T1.413。
下表比较了各种编码技术在不同DSL技术中的应用。