接入網(wǎng)技術(shù) 1

1、第二章 銅線接入技術(shù),2.1 高比特率數(shù)字用戶線（HDSL）接入技術(shù)2.2 第二代高比特率數(shù)字用戶線（HDSL2）接入技術(shù)2.3 不對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL）接入技術(shù)2.4 甚高速數(shù)字用戶線（VDSL）接入技術(shù),2.1.1 HDSL系統(tǒng)的基本構(gòu)成 HDSL技術(shù)是一種基于現(xiàn)有銅線的技術(shù)，它采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)自適應(yīng)均衡技術(shù)和回波抵消技術(shù)，以消除傳輸線路中近端串音、脈沖噪聲和波形噪聲以及因線路阻抗不匹配

2、而產(chǎn)生的回波對(duì)信號(hào)的干擾，從而能夠在現(xiàn)有的電話雙絞銅線（兩對(duì)或三對(duì)）上提供準(zhǔn)同步數(shù)字序列（PDH）一次群速率（T1或E1）的全雙工數(shù)字連接。,2.1 高比特率數(shù)字用戶線（HDSL）接入技術(shù),HDSL系統(tǒng)由很多功能塊組成，一個(gè)完整的系統(tǒng)參考配置如圖2.2所示。圖2.2 HDSL系統(tǒng)的參考配置,2.1.2 HDSL幀結(jié)構(gòu) HDSL既適合T1，又適合E1，這是因?yàn)門1和E1使用同樣的HDSL幀結(jié)構(gòu)。

3、 HDSL的幀結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。,圖2.4 HDSL幀結(jié)構(gòu),2.1.3 HDSL關(guān)鍵技術(shù)一、線路編碼 終端設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)通常是單極性不歸零（NRZ）的二進(jìn)制信碼，這種信號(hào)一般不適于在二線用戶環(huán)路上直接傳送。1．HDB3碼 三階高密度雙極性（High Density Bilateral code with 3 level，HDB3）碼，是AMI碼的改進(jìn)型。,2．2B1Q碼

4、 2B1Q碼是無(wú)冗余度的 4電平脈沖幅度調(diào)制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）碼，屬于基帶型傳輸碼，在—個(gè)碼元符號(hào)內(nèi)傳送2 bit信息。3．CAP碼 CAP碼是一種有冗余的無(wú)載波幅度相位調(diào)制碼。目前的CAP碼系統(tǒng)可分為二維八狀態(tài)碼和四維十六狀態(tài)碼兩種。,二、回波抵消 回波抵消技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用在線對(duì)增容系統(tǒng)中，它實(shí)現(xiàn)了在一對(duì)雙絞線上進(jìn)行ISDN BRA雙工

5、傳輸。三、碼間干擾與均衡 由于用戶線路的傳輸帶寬限制和傳輸特性較差，會(huì)使接收信號(hào)發(fā)生波形失真。,四、性能損傷 影響HDSL系統(tǒng)性能的主要因素有兩個(gè)：一是HDSL系統(tǒng)內(nèi)部?jī)蓪?duì)雙絞線之間產(chǎn)生的近端串話，它將隨線路頻率的增高而增大；二是鄰近線對(duì)上的PSTN信令產(chǎn)生的脈沖噪聲，這種噪聲有時(shí)較大，甚至?xí)柜詈献儔浩鞒霈F(xiàn)飽和失真，從而產(chǎn)生非線性效應(yīng)。,五、傳輸標(biāo)準(zhǔn) 關(guān)于HDSL系統(tǒng)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，目

6、前主要有兩種不同規(guī)定：一種是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（American National Standard Institute，ANSI）制定的；另一種是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ETSI） 制定的。 ETSI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種版本的HDSL系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：一種是使用三線對(duì)傳輸E1，每線對(duì)傳輸速率為784kbit/s；另一種是使用兩線對(duì)傳輸 E1，每線對(duì)傳輸速率為1168kbit/s。,評(píng)價(jià)HDSL系統(tǒng)性能質(zhì)量的主要指標(biāo)如下。（1）比特差錯(cuò)率

7、（Bit Error Ratio，BER）。（2）允許的傳輸距離。（3）不出現(xiàn)誤碼條件下，系統(tǒng)能承受的線路劣化程度。,2.1.4 HDSL的應(yīng)用特點(diǎn) HDSL技術(shù)能在兩對(duì)雙絞銅線上透明地傳輸E1信號(hào)達(dá)3～5km。鑒于我國(guó)大中城市用戶線平均長(zhǎng)度為3.4 km左右，因此，在接入網(wǎng)中可廣泛地基于銅纜技術(shù)的HDSL應(yīng)用。 HDSL系統(tǒng)可以認(rèn)為是銅線接入業(yè)務(wù)（包括話音、數(shù)據(jù)及圖像）的一個(gè)通用平臺(tái)。

8、 HDSL技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展是延長(zhǎng)其傳輸距離和提高傳輸速率。,2.1.5 HDSL的局限性,2.2 第二代高比特率數(shù)字用戶線（HDSL2）接入技術(shù),2.2.1 HDSL2的設(shè)計(jì)目標(biāo) HDSL2的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)如下。 （1）一對(duì)線上實(shí)現(xiàn)兩線對(duì)HDSL的傳輸速率。 （2）獲得與兩線對(duì)HDSL相等的傳輸距離。,（3）對(duì)環(huán)路損壞（衰減、橋接頭及串音等）的容忍能力不能低于HDSL。（4）對(duì)現(xiàn)

9、有業(yè)務(wù)造成的損害不能超過(guò)兩線對(duì)HDSL。（5）能夠在實(shí)際環(huán)路上可靠地運(yùn)行。（6）價(jià)格要比傳統(tǒng)HDSL低。,2.2.2 HDSL2的線路編碼 關(guān)于HDSL2的許多爭(zhēng)論都是集中于HDSL2線路碼的選擇上。如果用于E1速率，脈沖幅度調(diào)制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）線路碼（例如2B1Q）需要三對(duì)線，并且不要通帶濾波器。 無(wú)載波幅度相位調(diào)制（CAP）碼與PAM碼（2B1Q

10、）是被選擇的兩種碼型。,2.2.3 HDSL2中的 FDM和回波抵消 有一些系統(tǒng)只是簡(jiǎn)單地把HDSL系統(tǒng)中2B1Q收發(fā)器的波特率加倍，這種方案不能完全滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳輸距離、性能和頻譜兼容性要求。 回波抵消在頻分復(fù)用（Frequency-Divsion Multiplexing，F(xiàn)DM）上更有效，這是一個(gè)技術(shù)難題。,上行流和下行流信號(hào)使用不同的頻段將會(huì)簡(jiǎn)單一些，這就是HDSL2中采用頻分復(fù)用（FDM）技

11、術(shù)，它消除了自串?dāng)_的問(wèn)題，但要求使用通帶濾波器去除有用頻段之外的信號(hào)。注意，CAP很容易適應(yīng)這兩種環(huán)境。PAM需要“優(yōu)化”以便在通帶環(huán)境下工作，這就如在FDM下工作一樣。盡管HDSL的價(jià)格和性能都可以用HDSL2單線對(duì)系統(tǒng)達(dá)到，但是這并不意味著HDSL會(huì)完全淘汰。,2.3 不對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL）接入技術(shù),2.3.1 ADSL的提出 不對(duì)稱數(shù)字用戶線（Asymmetric Digital Subscribe

12、r Line，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)。ADSL技術(shù)是由 Bellcore的Joe Lechleder于20世紀(jì)80年代末首先提出的。,與傳統(tǒng)傳輸技術(shù)相比，ADSL是一種寬帶調(diào)制解調(diào)器技術(shù)。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。,2.3.2 ADSL的技術(shù)特點(diǎn) 嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，ADSL本身只是一種從銅質(zhì)電話線路的一端傳送數(shù)據(jù)位流到另一端的技術(shù)

13、而己，相當(dāng)于OSI網(wǎng)絡(luò)七層的第一層物理層。 ADSL系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是“不對(duì)稱”。這正好與接入網(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)。,ADSL技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)如下。（1）可以充分利用現(xiàn)有銅線網(wǎng)路，只要在用戶線路兩端加裝ADSL設(shè)備即可為用戶提供服務(wù)。（2）ADSL設(shè)備隨用隨裝，無(wú)需進(jìn)行嚴(yán)格業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)和網(wǎng)路規(guī)劃，施工簡(jiǎn)單，時(shí)間短，系統(tǒng)初期投資小。（3）ADSL設(shè)備拆裝容易、靈活，方便用戶轉(zhuǎn)移，較適合流動(dòng)性強(qiáng)的家庭用

14、戶。,（4）充分利用雙絞線上的帶寬，ADSL將一般電話線路上未用到的頻譜容量，以先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，產(chǎn)生更大、更快的數(shù)字通路，提供高速遠(yuǎn)程接收或發(fā)送信息。（5） 雙絞銅線可同時(shí)供普通電話業(yè)務(wù)（Plain Old Telephone Service，POTS）的聲音和 ADSL數(shù)字線路使用。因此，在一條ADSL線路上可以同時(shí)提供個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視和電話頻道。,要在銅線用戶網(wǎng)路中廣泛地應(yīng)用ADSL系統(tǒng)，需要克服一系列技術(shù)難題，其中主要有如下幾點(diǎn)

15、。（1）技術(shù)待進(jìn)一步成熟線路性能要求高，最大程度必須保持在規(guī)定的極限范圍之內(nèi)以符合對(duì)衰減的要求；阻抗要均勻，使電話機(jī)及網(wǎng)絡(luò)有良好的信號(hào)匹配。每條導(dǎo)線與地之間必須相互保持高度平衡，以防止外部干擾、噪聲及導(dǎo)線之間的串音。,（2）設(shè)備成本高 與模擬電視不兼容，現(xiàn)有模擬電視機(jī)需要通過(guò)機(jī)頂盒進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換。（3）接收機(jī)靈敏度 由于用戶環(huán)路末端信號(hào)損耗很大，因此，ADSL系統(tǒng)必須首先解決接收機(jī)靈敏度問(wèn)題。,（4

16、）頻譜兼容性 為了使ADSL系統(tǒng)可以和其他系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)用，發(fā)送頻譜必須慎重設(shè)計(jì)。否則，需要在銅纜服務(wù)范圍內(nèi)，限制一起布放Tl/E1系統(tǒng)和HDSL系統(tǒng)與ADSL系統(tǒng)。（5）住宅中的噪聲環(huán)境 用戶住宅的噪聲環(huán)境可能是ADSL系統(tǒng)廣泛應(yīng)用所面臨的最大問(wèn)題。這些噪聲包括電話網(wǎng)中常見(jiàn)的脈沖噪聲，以及住宅中其他形式的噪聲，如無(wú)線電波耦合到住宅引入線中所產(chǎn)生的各種干擾。,（6）容量小 只能傳4個(gè)電視節(jié)目

17、，且不能用于遙控電視機(jī)和有畫中畫功能的電視機(jī)，節(jié)目質(zhì)量差。2.3.3 ADSL的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、系統(tǒng)構(gòu)成 ADSL系統(tǒng)構(gòu)成如圖2.9所示，它是在一對(duì)普通銅線兩端，各加裝一臺(tái)ADSL局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備而構(gòu)成。,圖2.9 ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu),ADSL系統(tǒng)的核心是ADSL收發(fā)信機(jī)（即局端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)），其原理框圖如圖2.10所示。,圖2.10 ADSL收發(fā)信機(jī)原理框圖,二、傳輸帶寬 ADSL基本上是運(yùn)用頻分復(fù)

18、用（FDM）或是回波抵消（EC）技術(shù)，將ADSL信號(hào)分割為多重信道。簡(jiǎn)單地說(shuō)，一條ADSL線路（一條ADSL物理信道）可以分割為多條邏輯信道。,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ANSI）TI.413-1998規(guī)定，ADSL的下行（載）速度須支持32kbit/s的倍數(shù)，從32kbit/s～6.144 Mbit/s，上行（傳）速度須支持16kbit/s以及32kbit/s的倍數(shù)，從32 kbit/s～640kbit/s。,ADSL系統(tǒng)用于圖像傳輸可以有多

19、種選擇，如l～4個(gè)1.536Mbit/s通路或1～2個(gè)3.072Mbit/s通路或1個(gè)6.144Mbit/s通路以及混合方式。另外，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及相配合的局域網(wǎng)也可改變這種接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。,2.3.4 ADSL的技術(shù)基礎(chǔ)一、ADSL系統(tǒng)模型和性能1．ADSL系統(tǒng)參考模型 如圖2.12所示為ADSL系統(tǒng)參考模型。圖中顯示了ADSL各元素的基本關(guān)系及重要元素間的標(biāo)準(zhǔn)接口。在這些接口中，每個(gè)功能組的定義是設(shè)備提供商提供的設(shè)

20、備的各種功能集合，其中有必要的選項(xiàng)或增強(qiáng)的功能。,圖2.12 ADSL系統(tǒng)參考模型,2．ADSL的幾個(gè)重要特征 首先是，規(guī)定要支持模擬話音服務(wù)（指定服務(wù)或POTS）。一種特殊的分離器將從交換機(jī)到其他部分的4kHz的模擬通道送到ADSL鏈路的數(shù)字帶寬下。 其次是，考慮ADSL所能提供的服務(wù)種類，包括數(shù)字廣播和寬帶業(yè)務(wù)（如視頻和Internet接入）以及網(wǎng)絡(luò)管理。,3．影響ADSL性能的因素

21、 影響ADSL系統(tǒng)性能的因素主要有以下幾點(diǎn)。（1）衰耗 衰耗是指在傳輸系統(tǒng)中，發(fā)射端發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)一定距離的傳輸后，其信號(hào)強(qiáng)度都會(huì)減弱。（2）反射干擾 橋接抽頭是一種伸向某處的短線，非終接的抽頭發(fā)射能量，降低信號(hào)的強(qiáng)度，并成為一個(gè)噪聲源。,（3）串音干擾 由于電容和電感的耦合，處于同一主干電纜中的雙絞線發(fā)送器的發(fā)送信號(hào)可能會(huì)串入其他發(fā)送端或接收器，造成串音。（4）噪聲干擾

22、 傳輸線路可能受到若干形式噪聲干擾的影響，為達(dá)到有效數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)確保接收信號(hào)的強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)范圍、信噪比在可接受的范圍之內(nèi)。,二、ADSL的調(diào)制技術(shù) ADSL調(diào)制解調(diào)器利用數(shù)字信號(hào)處理器技術(shù)將大量的數(shù)據(jù)壓縮到雙絞銅質(zhì)電話線上，再運(yùn)用轉(zhuǎn)換器、分頻器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等組件來(lái)進(jìn)行處理。ADSL擁有極高的帶寬，其信號(hào)衰減又極小，在最遠(yuǎn)約5.5km的距離內(nèi)，每1Mbit/s可以低于90dB。,1．調(diào)制解調(diào)器的基本模型（1）

23、加擾及解擾 多數(shù)DSL在發(fā)送端及接收端都有加擾以及解擾功能。（2）FEC編譯碼 FEC（前向糾錯(cuò)控制）是一種極重要的差錯(cuò)控制技術(shù)，它比CRC（Cyclical Redundancy Check，循環(huán)冗余檢查）更重要也更復(fù)雜。,（3）交錯(cuò)（Interleaving） DSL在數(shù)據(jù)傳輸中常會(huì)發(fā)生一長(zhǎng)串的錯(cuò)誤，F(xiàn)EC較難實(shí)施對(duì)這種長(zhǎng)串錯(cuò)誤的校正。（4）整形（shaping）

24、 整波就是維持傳輸數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)妮敵霾ㄐ?。?）補(bǔ)償（equalizing） 當(dāng)通信系統(tǒng)在接近理論閾值運(yùn)行時(shí)，通常在其發(fā)送端及接收端都會(huì)采用補(bǔ)償器，以獲得最佳傳輸。,2．QAM調(diào)制技術(shù) 正交波幅調(diào)制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）是一種對(duì)無(wú)線、有線或光纖傳輸鏈路上的數(shù)字信息進(jìn)行編碼，并結(jié)合振幅和相位兩種調(diào)制方法的非專用的調(diào)制方式。 QAM使

25、用帶有相同頻率成份的一條正弦和一條余弦波來(lái)傳遞信息。,3．CAP調(diào)制技術(shù) 無(wú)載波幅度相位調(diào)制（Carrierless Amplitude & Phase Modulation，CAP）技術(shù)是以QAM調(diào)制技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)的，可以說(shuō)它是QAM技術(shù)的一個(gè)變種。輸入數(shù)據(jù)被送入編碼器，在編碼器內(nèi)，m位輸入比特被映射為k＝2m個(gè)不同的復(fù)數(shù)符號(hào)An＝an＋jbn，由k個(gè)不同的復(fù)數(shù)符號(hào)構(gòu)成k-CAP線路編碼。,4．DMT調(diào)制

26、技術(shù) DMT（Discrete MultiTone，離散多音頻）是一種多載波調(diào)制技術(shù)。其核心思想是將整個(gè)傳輸頻帶分成若干子信道，每個(gè)子信道對(duì)應(yīng)不同頻率的載波，在不同載波上分別進(jìn)行QAM調(diào)制，不同信道上傳輸?shù)男畔⑷萘浚疵總€(gè)載波調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)）根據(jù)當(dāng)前子信道的傳輸性能決定。,DMT調(diào)制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是：首先將頻帶0～1.104MHz分割為256個(gè)由頻率指示的正交子信道（每個(gè)子信道占用4kHz帶寬），輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)比特分配和

27、緩存，將輸入數(shù)據(jù)劃分為比特塊；經(jīng)格柵編碼調(diào)制（TCM）后，再進(jìn)行512點(diǎn)離散傅立葉反變換將信號(hào)變換到時(shí)域，這時(shí)的比特塊將轉(zhuǎn)換成256個(gè)QAM子字符；隨后對(duì)每個(gè)比特塊加上循環(huán)前綴（用于消除碼間干擾），經(jīng)數(shù)/模變換（D/A）和發(fā)送濾波器將信號(hào)送入信道。在接收端則按相反的次序進(jìn)行接收解碼。,傳輸線路上高頻衰減遠(yuǎn)大于低頻衰減，相差約可達(dá)10dB。此外，無(wú)線電廣播等電磁波也會(huì)對(duì)信號(hào)造成窄頻噪聲。DMT調(diào)制技術(shù)提供了子信道傳輸速率自適應(yīng)和動(dòng)態(tài)調(diào)整

28、的理論，但還要通過(guò)具體的方法實(shí)現(xiàn)。ADSL設(shè)備主要是通過(guò)初始化過(guò)程中的收發(fā)器訓(xùn)練、子信道分析和運(yùn)行中的功率調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其具體過(guò)程如下：在ADSL系統(tǒng)加電后，為了優(yōu)化通信鏈路的傳輸容量和可靠性，ADSL收發(fā)器先要在各個(gè)子信道發(fā)送一些訓(xùn)練信息，進(jìn)行收發(fā)器的訓(xùn)練；,收發(fā)器根據(jù)接收到的信號(hào)對(duì)傳輸通道進(jìn)行分析（包括信道的衰減、信噪比和數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)），確定適合該信道的傳輸和處理參數(shù)，包括平均環(huán)路衰減估值、選定速率的性能容限、每個(gè)子載波支持的比特?cái)?shù)量

29、、發(fā)送功率電平及凈漢傻拇淥俾實(shí)齲輝詮ぷ鞴討校DMT系統(tǒng)具有在不中斷業(yè)務(wù)情況下，對(duì)業(yè)務(wù)性能監(jiān)控的功能，對(duì)異常的事件、故障和誤碼可進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)相對(duì)衰減大和信噪比低于容限要求的子信道，可增加信號(hào)功率，對(duì)信噪比較高的，可減小信號(hào)功率，功率調(diào)整幅度范圍為3dB。,DMT具有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）帶寬利用率更高（2）可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)帶寬分配（3）抗窄帶噪聲能力強(qiáng)（4）抗脈沖噪聲能力強(qiáng),三、ADSL的傳輸方式1．下行方向傳輸 任何承

30、載通道可編程為傳輸32kbit/s的字節(jié)流。不是32 kbit/s倍數(shù)的余數(shù)，則并入幀的附加信息區(qū)中。 ADSL規(guī)范指定了4種下行單工承載通道（ASO～AS3）的傳輸級(jí)別，它們是1.536Mbit/s（T1速率）的簡(jiǎn)單倍數(shù)，分別是1.536Mbit/s，3.702Mbit/s，4.608Mbit/s和6.144Mbit/s。,傳輸級(jí)別1是必要的，常用于最短的回路上，所以可提供最快的速度。傳輸級(jí)別2是可選擇的，傳輸速率

31、為 4.608 Mbit/s。傳輸級(jí)別3也是可選擇的，其速率為 3.072 Mbit/s。傳輸級(jí)別4是必要的，常用于最長(zhǎng)的環(huán)路上傳輸，所以只能支持最低的l.536Mbit/s的速度，而且只能在AS0次信道上運(yùn)行。,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，即LS0～LS2，其中，LS0固定作為以 1.536 Mbit/s為基數(shù)（或以 2.048 Mbit/s為基數(shù)）的傳輸?shù)燃?jí)的控制信道，ATM則使用

32、LS2作為控制信道。 除了C通道，ADSL系統(tǒng)可以有兩個(gè)可選的雙向承載信道：一個(gè)是160kbit/s的LS1，另一個(gè)是384 kbit/s或576 kbit/s的LS2。,ANSI TI.413.1998標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，ADSL的ATM上行方向之?dāng)?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LS1

33、次信道進(jìn)行上行方向的傳輸，并分別配置這兩個(gè)次信道供不同路徑使用。,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448kbit/s或672 kbit/s，四個(gè)傳輸?shù)燃?jí)的C信道速率均為64 kbit/s。ADSL接入技術(shù)最早的規(guī)劃是要應(yīng)用在以視頻方面為主的服務(wù)上，所以有最低帶寬，也就是第4級(jí)傳輸?shù)?.536Mbit/s的規(guī)定，這個(gè)規(guī)定也在ANSI TI.413-1995（Issue 1）的標(biāo)準(zhǔn)里面。,四、ADSL幀

34、結(jié)構(gòu)1．ADSL超幀結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代的協(xié)議功能都是分層的，ADSL也不例外。在協(xié)議的最低層，是以DMT或者CAP的線路碼的形式出現(xiàn)的比特。,第一部分是快速數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)容（fast data buffer contents），快速數(shù)據(jù)被認(rèn)為是對(duì)時(shí)延敏感而容錯(cuò)性較好的（例如音頻和視頻）數(shù)據(jù)，ADSL將盡可能地減小其時(shí)延，ADSL的快速數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)容就放在此處；在它前面有一個(gè)特殊的八位碼組（快速字節(jié)），也稱之為快速數(shù)據(jù)比特，需要

35、時(shí)它可以攜帶循環(huán)校驗(yàn)碼（CRC）和指示比特；快速數(shù)據(jù)利用FEC進(jìn)行糾錯(cuò)。,第二部分是交錯(cuò)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)容（interleaved data buffer contents），交錯(cuò)數(shù)據(jù)被封裝成盡量沒(méi)有噪聲的數(shù)據(jù)，但這樣做付出的是處理速度和時(shí)延增加的代價(jià)；交錯(cuò)數(shù)據(jù)比特使得數(shù)據(jù)不容易受噪音的影響，其主要用于純數(shù)據(jù)應(yīng)用，如高速的Internet接入。ADSL的發(fā)送端及接收端都各有兩條相關(guān)聯(lián)的路徑，其中一條稱為快速路徑，另一條稱為交錯(cuò)路徑。,AD

36、SL超幀中的幀并沒(méi)有絕對(duì)長(zhǎng)度，這是因?yàn)锳DSL線路的速率以及其非對(duì)稱特性，使得幀本身的長(zhǎng)度會(huì)隨著變化。正如前面曾提過(guò)，ADSL是以每246?s的周期送出一個(gè)幀（其中快速數(shù)據(jù)及交錯(cuò)數(shù)據(jù)各占123?s），也就是說(shuō)，ADSL最大的幀長(zhǎng)度是由最高的信道速率所決定的。,2．ADSL的幀頭 ADSL是使用幀頭來(lái)同步承載通道的。有了ADSL幀頭，鏈路兩端的設(shè)備才能知道鏈路是如何配置（AS和LS）的，它們的速率是多少，以及如何在ADS

37、L幀流中對(duì)其進(jìn)行定位。（1）快速數(shù)據(jù)幀 從圖2.23中看出，快速數(shù)據(jù)幀中包括了若干個(gè)附加信息字節(jié)，下行方向?yàn)榭焖僮止?jié)（Fast byte）、AEX字節(jié)和LEX字節(jié)，其中快速字節(jié)就是快速數(shù)據(jù)幀的幀頭。,圖2.23 下行方向ADSL的快速數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),圖2.25顯示了4個(gè)主要的幀頭功能。幀0和幀1中有錯(cuò)誤檢驗(yàn)（crc）和用于OAM的指示比特（ib）。幀34和幀35中是用于其他OAM功能的比特。其他幀攜帶配置比特（eoc）和

38、同步控制比特（sc）以決定承載信道的結(jié)構(gòu)等等。,圖2.25 快速字節(jié)結(jié)構(gòu),（2）交錯(cuò)數(shù)據(jù)幀 ADSL交錯(cuò)數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)圖如圖2.26和圖2.27所示。交錯(cuò)路徑上的ADSL交錯(cuò)幀為mux數(shù)據(jù)幀。,圖2.26 下行方向ADSL的交錯(cuò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖2.27 上行方向ADSL的交錯(cuò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),同步字節(jié)視其所存在的幀號(hào)的不同，有四種不同的作用，這四種作用與快速字節(jié)稍有不同：攜帶超幀中交錯(cuò)路徑部分的CRC檢查資料；當(dāng)沒(méi)有載體次信道

39、使用交錯(cuò)路徑時(shí)，同步字節(jié)攜帶aoc信道；當(dāng)交錯(cuò)路徑的 LEX字節(jié)用來(lái)攜帶一個(gè)字節(jié)的ADSL附加信息信道（ADSL overhead channel，aoc）數(shù)據(jù)時(shí)，同步字節(jié)會(huì)送出信號(hào)；攜帶同步控制信息以便在需要時(shí)將字節(jié)填入或刪除來(lái)提供同步作用。,2.3.5 ADSL的分布模型及其應(yīng)用一、分布模型 分布模型決定了ADSL幀內(nèi)比特傳送時(shí)采用哪種形式。ADSL的分布模型有四種：比特同步模式、分組適應(yīng)模式、端到端分組模式和

40、ATM模式。,1．比特同步模式 ADSL最簡(jiǎn)單的分布模型稱為比特同步模式，如圖2.28（a）所示。它的基本含義是指鏈路的遠(yuǎn)端（ATU-R）緩沖區(qū)內(nèi)的任何比特（快速數(shù)據(jù)或交錯(cuò)數(shù)據(jù)）會(huì)在局端（ATU-C）的緩沖區(qū)內(nèi)彈出。,2．分組適應(yīng)模式 第二種分布模式是分組適應(yīng)模式，如圖2.28（b）所示。這種模式只是改變了用戶的預(yù)設(shè)，與比特同步模式主要的不同是：雖然在信道上數(shù)據(jù)仍然以比特流的模式在TDM信道中傳送，但用

41、戶預(yù)設(shè)的設(shè)備（分組適配器）要收發(fā)分組而不是比特流。,3．端到端分組模式 第三種分布模式是端到端分組模式，如圖2.28（c）所示。它與分組適應(yīng)模式相似。端到端分組模式與分組適應(yīng)模式主要不同是：端到端分組是被復(fù)用到ADSL鏈路上的。4．異步轉(zhuǎn)移模式 第四種分布模式是異步轉(zhuǎn)移模式（ATM），或者也可以說(shuō)，是端到端ATM模式，如圖2.28（d）所示。,二、基本應(yīng)用1．ADSL for TCP/IP適應(yīng)模式

42、 ADSL分組允許以分組分布模式通過(guò)填充ADSL的幀和超幀進(jìn)行傳送。ADSL最初的運(yùn)用是讓長(zhǎng)時(shí)間等待的Internet和Web用戶從PSTN轉(zhuǎn)向它們自己的分組網(wǎng)，這個(gè)分組網(wǎng)有可能是基于IP的。,2．ADSL for TCP/IP端到端模式 ADSL論壇為ATM和TCP/IP協(xié)議部分定義了ADSL網(wǎng)絡(luò)的TCP/IP適應(yīng)模式。如果信息只是在ATM網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器上可用，有了適應(yīng)模式就會(huì)允許預(yù)設(shè)的TCP/IP去獲取此

43、信息。,2.4 甚高速數(shù)字用戶線（VDSL）接入技術(shù),鑒于現(xiàn)有ADSL技術(shù)在提供圖像業(yè)務(wù)方面的帶寬十分有限以及其成本偏高的缺點(diǎn)，人們又開(kāi)發(fā)出了一種稱為甚高速數(shù)字用戶線（Very high speed Digital Subscriber Line，VDSL）的系統(tǒng)。,2.4.1 VDSL系統(tǒng)構(gòu)成一、VDSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu) VDSL的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.31所示。使用VDSL系統(tǒng)，普通模擬電話線仍不需改動(dòng)（上半部），圖像信號(hào)

44、由局端的局用數(shù)字終端圖像接口經(jīng)饋線光纖送給遠(yuǎn)端，速率可以為STM-4（622Mbit/s）或更高。,,圖2.31 VDSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu),VDSL收發(fā)機(jī)通常采用離散多音頻（DMT）調(diào)制（也可采用CAP調(diào)制），它具有很大的靈活性和優(yōu)良的高頻傳送性能。雖然，ADSL可滿足在雙絞線上以高達(dá)8Mbit/s的速率傳送數(shù)據(jù)的需求。,二、VDSL的體系結(jié)構(gòu) VDSL計(jì)劃用于光纖用戶環(huán)路（FTTL）和光纖到路邊（FTTC）網(wǎng)絡(luò)的“最后一公

45、里”的鏈接。FTTL和FTTC網(wǎng)絡(luò)需要有遠(yuǎn)離中心局（Central Office，CO）的小型接入節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)需要有高速寬帶光纖傳輸。通常一個(gè)節(jié)點(diǎn)就在靠近住宅區(qū)的路邊，為10～50戶提供服務(wù)。這樣，從節(jié)點(diǎn)到用戶的環(huán)路長(zhǎng)度就比以CO到用戶的環(huán)路短。 VDSL不僅僅是為了Internet的接入，它還將為ATM或B-ISDN業(yè)務(wù)的普及而發(fā)展。,2.4.2 VDSL的相關(guān)技術(shù)一、傳輸模式 VDSL的設(shè)計(jì)目標(biāo)

46、是進(jìn)一步利用現(xiàn)有的光纖滿足居民對(duì)寬帶業(yè)務(wù)的需求。ATM將作為多種寬帶業(yè)務(wù)的統(tǒng)一傳輸方式。除了ATM外，實(shí)現(xiàn)VDSL還有其他的幾種方式。VDSL標(biāo)準(zhǔn)中以銅線/光纖為線路方式定義了5種主要的傳輸模式，如圖2.33所示。在這些傳輸模式中大部分的結(jié)構(gòu)類似于ADSL。,圖2.33 VDSL傳輸模式,1．STM模式 同步轉(zhuǎn)移模式（Synchronous Transport Module，STM）是最簡(jiǎn)單的一種傳輸方式，也稱STM

47、為時(shí)分復(fù)用（TDM），不同設(shè)備和業(yè)務(wù)的比特流在傳輸過(guò)程中被分配固定的帶寬。,2．分組模式 在這種模式中，不同業(yè)務(wù)和設(shè)備間的比特流被分成不同長(zhǎng)度、不同地址的分組包進(jìn)行傳輸；所有的分組包在相同的“信道”上，以最大的帶寬傳輸。,3．ATM模式 ATM在VDSL網(wǎng)絡(luò)中可以有3種形式。 第一種是ATM端到端模式，它與分組包類似，每個(gè)ATM信元都帶有自身的地址，并通過(guò)非固定的線路傳輸，不同的是ATM

48、信元長(zhǎng)度比分組包小，且有固定的長(zhǎng)度。 第二、三種分別是ATM與STM和ATM與分組模式的混合使用，這兩種形式從邏輯上講是VDSL在ATM設(shè)備間形成了一個(gè)端到端的傳輸通道。,二、傳輸速率與距離 由于將光纖直接與用戶相連的造價(jià)太高，因此光纖到戶（FTTH）和光纖到大樓（FTTB）受到很多的爭(zhēng)議。,三、其他技術(shù) VDSL所用的技術(shù)在很大程度上與ADSL相類似。不同的是，ADSL必須面對(duì)更大的動(dòng)

49、態(tài)范圍要求，而VDSL相對(duì)要簡(jiǎn)單得多；VDSL開(kāi)銷和功耗都比ADSL??；用戶方VDSL單元需要完成物理層媒質(zhì)訪問(wèn)（接入）控制及上行數(shù)據(jù)復(fù)用功能。,在VDSL系統(tǒng)中經(jīng)常使用的線路碼技術(shù)主要有以下幾種。（1）無(wú)載波調(diào)幅/調(diào)相技術(shù)（Carrierless Amplitude/Phase modulation，CAP）。（2）離散多音頻技術(shù)（Discrete MultiTone，DMT）。（3）離散小波多音頻技術(shù)（Discrete Wav

50、elet MultiTone，DWMT）。（4）簡(jiǎn)單線路碼（Simple Line Code，SLC），這是一種4電平基帶信號(hào)，經(jīng)基帶濾波后送給接收端。,VDSL下行信道能夠傳輸壓縮的視頻信號(hào)。壓縮的視頻信號(hào)要求有低時(shí)延和時(shí)延穩(wěn)定的實(shí)時(shí)信號(hào)，這樣的信號(hào)不適合用一般數(shù)據(jù)通信中的差錯(cuò)重發(fā)算法。VDSL下行數(shù)據(jù)有許多分配方法。最簡(jiǎn)單的方法是將數(shù)據(jù)直接廣播給下行方向上的每一個(gè)用戶設(shè)備（CPE），或者發(fā)送到集線器，由集線器把數(shù)據(jù)進(jìn)行分路，并根

51、據(jù)信元上的地址或直接利用信號(hào)流本身的時(shí)分復(fù)用將不同的信息分開(kāi)。,2.4.3 VDSL存在的問(wèn)題（1）不能確定VDSL能可靠地傳輸數(shù)據(jù)的最大距離。（2）業(yè)務(wù)環(huán)境問(wèn)題 雖然上行和下行數(shù)據(jù)速率還沒(méi)有完全確定下來(lái)，但是完全有理由相信未來(lái)的VDSL將使用ATM信元格式來(lái)載送視頻及不對(duì)稱數(shù)據(jù)信息。,（3）用戶設(shè)備分配及電話網(wǎng)絡(luò)與用戶設(shè)備之間的接口 從開(kāi)銷上考慮，可以使用無(wú)源網(wǎng)絡(luò)接口器件，用戶的VDSL單元可以置

52、于用戶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，上行復(fù)用的處理可以按照局域網(wǎng)總線接入方式進(jìn)行。（4）開(kāi)銷也是一個(gè)不能忽略的因素 與ADSL相比，VDSL是直接與本地交換相連接的，所以VDSL的開(kāi)銷比ADSL小得多。,（1）串音問(wèn)題 VDSL在較短的應(yīng)用范圍可能產(chǎn)生以下幾種串音，圖2.35和圖2.36表示了VDSL技術(shù)在兩種應(yīng)用配置中的串音情況，其中，NEXT代表近端串音，F(xiàn)EXT代表遠(yuǎn)端串音，在用戶端終止的VDSL端點(diǎn)調(diào)制解調(diào)器稱為

53、VTU-R。,圖2.35 VDSL及其他xDSL技術(shù)在CO中混合的串音說(shuō)明圖,圖2.36 VDSL及其他xDSL技術(shù)在用戶單元(CP)中混合的串音說(shuō)明圖,在圖2.35配置中，VDSL和其他xDSL技術(shù)均由中心局（CO）提供，并且在中心局和其他一些VDSL端點(diǎn)之間共享纜芯（VDSL可在該端點(diǎn)終止，或者可被路由到其他纜芯）。在圖2.36配置中，VDSL信號(hào)終止于遠(yuǎn)端ONU，而其他xDSL信號(hào)則終止于CO。,① 下行VDSL信號(hào)不能與上

54、行 ADSL信號(hào)重疊（VDSL下行信號(hào)必須從高于138kHz的頻率開(kāi)始）。② 下行ADSL信號(hào)不能與上行VDSL信號(hào)重疊（VDSL上行信號(hào)不能覆蓋138kHz到1.1MHz之間的頻率）。,（2）無(wú)線頻率干擾問(wèn)題 無(wú)線頻率干擾（Radio Frequency Interference，RFI）是VDSL接收機(jī)必須解決的問(wèn)題。 與VDSL信號(hào)相比，一方面，RFI侵入信號(hào)帶寬通常很窄，只會(huì)影響一小部分的可用

55、帶寬；另一方面，侵入信號(hào)的能量非常大，其接收機(jī)的模擬前端必須精心設(shè)計(jì)才不致飽和，并需要采取一些措施使模/數(shù)轉(zhuǎn)換器有合適的精度。,濾波器試圖匹配雙絞線上的不平衡，本質(zhì)上是將侵入信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)椴罘中盘?hào)的過(guò)程。RFI輸出也與VDSL有關(guān)。VDSL信號(hào)從雙絞線輻射出來(lái)，能夠干擾本地天線接收到的信號(hào)（如果這些信號(hào)覆蓋了VDSL頻譜）。,2.4.4 VDSL的應(yīng)用一、VDSL分布位置 與ADSL相同，VDSL能在基帶上進(jìn)行頻率分離

56、，以便為傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)（POTS）留下空間。同時(shí)傳送VDSL和POTS的雙絞線需要每個(gè)終端使用分離器來(lái)分開(kāi)這兩種信號(hào)。,從中心點(diǎn)出發(fā)，VDSL的范圍和延伸距離分為下面幾種情況：對(duì)于26Mbit/s對(duì)稱或52Mbit/s/6.4Mbit/s非對(duì)稱，所覆蓋服務(wù)區(qū)半徑約為300m；對(duì)于13Mbit/s對(duì)稱或26Mbit/s/3.4Mbit/s非對(duì)稱，所覆蓋服務(wù)區(qū)半徑為800m；對(duì)于6.5Mbit/s對(duì)稱或13.5Mbit/s/1.6Mbi

57、t/s非對(duì)稱，所覆蓋服務(wù)區(qū)半徑為1.2km。,一個(gè)ONU可用的光纖總帶寬通常不大于所有ONU用戶可能的帶寬總和。表2.9所示為各種視頻服務(wù)的傳輸速率。在非常低的非對(duì)稱速率下（6.5～0.8Mbit/s），VDSL達(dá)到了ADSL的性能極限。雖然可為VDSL定義更低的速率，并且不干擾ADSL，但是，這種方法使調(diào)制解調(diào)器變得，復(fù)雜并影響到性能價(jià)格比。,二、VDSL在WAN網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用1．視頻業(yè)務(wù) VDSL的高速方案選項(xiàng)使

58、其成為用于視頻點(diǎn)播（Video On Demand，VOD）的非常好的接入技術(shù)。,2．?dāng)?shù)據(jù)業(yè)務(wù) 從目前來(lái)看，VDSL的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是很多的。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，VDSL將會(huì)占據(jù)整個(gè)住宅Internet接入和Web訪問(wèn)市場(chǎng)；可能用VDSL替代光纖連接，把較大的辦公室和公司連到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上。3．全服務(wù)網(wǎng)絡(luò) 由于VDSL所支持的高比特速率，因此，被認(rèn)為是全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)（Full Service Network，F(xiàn)SN）的接入