ADSL接入技术
发布时间：2006-10-14 4:06:41   收集提供：gaoqian
ADSL接入技术（解龙、张文明） 现有的城市接入网可以分为五类，即：地面固定，有线电信接入网；地面移动，无线电信接 入 网，近地轨道，静止同步卫星通信网；有线电视广播网电括 MMDS、LMDS、卫星直播电视DTH）； 地 面电视广播网。人们称之为信息高速公路的五个车道，目前这五种网均被用来做宽带IP接入网。 城市地面固定电话铜线网最早被用于因特网接人。目前主要采用调制解调器接入，通过电话 线 拨号上网，其速率最高可以达到56kbit／S。另一种方法是通过窄带综合业务数据网N－ISDN上 网。 中国电信称之为“一线通”服务。其传输速率为2B+ D=142kbit/s。这种方法需要拨号上网，其速 率虽然高于普通电话调制解调器但仍然不能满足宽带接入的要求。由于其成本较高，主要是利用已 经有的设备提供因特网接入服务，不会再建新网。 用电话线实现宽带接入的主要方法是各种数字用户环路XDSL。对于家庭用户主要是采用不对 称 的数字用户环路ADSL。ADSL可以提供下行8Mbps上行1Mbps的不对称的宽带接入。 1ADSL的发展概述 自1987年Bellcore首先提出ADSL的概念以来，有关数字用户环路的新技术不断涌现，为 Inter net接入，居室办公，远端LAN接入，交互电视，远程学习提供了方便。 ADSL即不对称数字用户线环路。所谓不对称是指上、下行数据速率不一致，下行数据速率可 达 8MbPS，上行数据速率可达1MbPS。ADSL允许在同一双绞线上，在不影响现有的普通电话业务的情 况 下，进行非对称高速传输，打破了高速通信由光纤独揽的局面。仅仅是速率的提高并不能说明 ADSL 的全部优点。ADSL与ATM吻合得很好。用户端的ATM包流经 ADSL的调制解调器在中心局的复用器处 聚合，然后进入高速的ATM交换机，通过ADSL进行ATM传输的最终目标是广泛提供数据音频和话音 的 综合服务。 ADSL中的关键技术是调制，有CAP和DMT两种方式，CAP是基于正交幅度调制（QAM）的调制方 式， 上、下行信号调制在不同的载波上，占用30kHz～1MHz的频带，频率越高，其波形周期越小，故可 提高数据传输的速率。美国Goldspan公司是美国采用CAP方式生产ADSL芯片的公司之一，整个套片 的价格已降到＄40。DMT方式是多载波调制，在可用带宽内，整个信道被分成大量彼此独立的离散 信道，如将1MHz频谱划分为256个带宽为4.3125kHz的子信道，按实际测得的信道质量来确定每个 信 道的承载比特数，以避开那些噪声太大或损耗太大的子信道中分配的数据量。DMT在结构上又分为 频分复用（FDM）和回波抵消方式。FDM按上、下行信道划分频带，回波抵消方式上、下行频带重 叠， 其效率较FDM高，但设备复杂。CAP方式与DMT相比各有优缺点：CAP方式较DMT方式简单，时延小。 而DMT方式调制的特点使其具有良好的抗噪声性能和线路状态调控功能，相同环境下较CAP方式传 输 速率高。1993年3月美国ECSI工作组推荐 DMT调制方式作为 ADSL的优选线路编码信号。并于1995 年 通过了DMT、ADSL MODEM标准。目前AD公司的AD20MSP910低成本芯片组、TI公司TNET2000芯片 组、 MOTOROLA公司的COPPER GOLD芯片组均是采用DMT方式的ADSL芯片。目前市场上已有ADSL MODEM 小 批量供货。 2应用现状 ADSL最早是为推动视频点播（VOD）业务而开发的，后因VOD业务受挫而被搁置了很长一段时 间， 近年来随着Internet和Intranet迅速发展，对固定连接的高速用户线需求日益高涨。 新加坡电信有限公司是对ADSL技术应用最钟情的公司，并在大规模ADSL商业应用方面进行了 投 入，它已在27个电话交换机上安装了ADSL接入设备，使新加坡总人口中的60％的人可以使用这一 设 备，其设计目标是通过该网络提供广泛的多媒体业务，估计1999年度末已实现全国覆盖。香港电 信 公司的计划比新加坡电信公司的更宏大，其目标是通过ADSL和VDSL线路提供ATM业务，目前已有 9000 多个大楼中已安装了线路。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Internet接入。美国IDS，Interaccess，BELL，IONET，加拿大的CAD vision提供低资费的高速ADSL服务，月租金与ISDN接入没有什么区别。使用户付同样的费用获得 了 15倍的带宽，目前正有一批用户进行试用。Bell south，Pacific Bell和SBC Communication声 明 到2001年ADSL用户将达100万。在计算机业，康柏，英特尔和微软，这三家计算机技术及软件开发 商曾建议制定一个通用的标准集合，使不同制造商的调制解调器和传输技术可以围绕简化的ADSL 协同工作，以尽快地将宽带Internet接人服务推入百姓家庭。 但ADSL步履蹒跚，到目前为止是ADSL的开发者多于ADSL用户，ADSL技术本身也有待进一步成 熟，没有人知道ADSL在规模化的应用中能否有效地工作。 3存在的问题 ADSL无论在技术上，工程实现上，还是在综合益处和推广方式上均存在一些问题。 3.1技术问题 （1）线路性能；衰减与失真 为了提供电话信号的良好传输通路，二线制电话回路必须符合如下的标准： ①最大长度必须保持在规定的极限范围之内以符合在衰减方面的要求。 ②阻抗应均匀以使对电话机及网络有良好的信号匹配。 ③每一条导线与地之间必须相互保持高度平衡以防止外部干扰、噪声及导线之间的串音。 只有这样，才可保证在300Hz～3.4kHz的话带内进行有效通信。但铜线上的信号损耗随距离延 长及频率升高而迅速增大。在1.0kHz频率下，一英里24号线损耗为2.2dB，在传输服务区范围之内 （CSA）的总损耗不应超过8dB～10dB，所以回路最大长度约为3～4英里。高比特率ADSL系统运作 于300kHz或以上频率，整个回路的损耗可高达70dB。在这种高速环路中，不仅要考虑环路环境， 还要考虑容抗和感抗。其中用于抵消用户线客抗而增加负载线圈（加感线圈）的环路更不宜使用 ADSL技术。 不仅如此，若损耗与频率之间的关系是线性的，则不会造成重大的问题。但导线直径改变， 加 感线圈及诸如ADSL这种较高频率系统的其他因素均会造成损耗的突然变化。当信号的幅度受限制 或 以非线性方式变化时，就会发生谐波失真。谐波失真取决于放大器、调制器、复用器及线路上的其 他有源设备的动态范围。当不同频率沿电话线路以不同的速率传输时，会产生相位时延失真，它将 对高速数据造成巨大影响。 （2）反射干扰及平衡性能 从交换局到用户，至少有三个接头（桥接点，每个接头的线径也会相应改变，再加上电缆损 失 等造成阻抗的突然改变会引起功率反射或反射波损耗。在话音通信中其反映是回声，而在ADSL中 复 杂的调制方式很容易受到反射信号的干扰。而现在还没有能够在300kHz或更高的频率下测定用户 分 配电缆中的反射源的测试设备。 就平衡来说，二线回路平衡性不好会造成噪声，串音及失真，尤其是在较高频率下，这也对 ADSL特别有害。 （3）噪声及串音 电路线路可能受到若干形式噪声及干扰的影响，为达到有效数据传输，应确保接收信号的强 度、动态范围、信噪比在可接收的范围之内。 当传输线路相对较长时，超过1km，远端串音衰减较大，主要是近端串音。但距离短时，远端 串音造成的失真也很大，尤其是当一条电缆内的许多用户均传输这种高速信号时，干扰尤其显著， 而且会限制这种系统的回声消除设备的作用范围。对采用回声消除技术的DMT方式的ADSL设备，这 种串音干扰尤为严重。 目前还没有对大范围开通ADSL设备后对现有用户的影响和ADSL性能进行大量的现场测试，所 以串音问题的严重程度尚不清楚。 摘自《有线电视技术》
 
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