赵军 陆余良 朱俊茂
摘要 本文从网络发展的角度讨论了xDSL的体系结构，并在协议层次上作了一定的分析，最后以ADSL为例给出了基于ADSL的不同用户的接入方案。
关键词 xDSL ADSL 宽带接入 数字用户线路 体系结构
铜芯线电缆网络已成为世界各国的基础电话网络，但主要是用作窄带业务的接入（电话、低速数据等），而新兴的DSL（Digital Subscribe Line）技术是利用现有的双绞铜线（即普通电话线）进行宽带接入的调制技术。DSL可以在普通电话线上以比调制解调器快百倍的速度传输数据，有着十分广阔的前景，因而在世界上得到了普遍重视。
1 概述
在电话线路上传输语音信息，只需要使用0-3.4KHz左右的带宽，在这么窄的载波上面传输数据是十分有限的，但可以利用其中的高频带宽通过采用2B1Q、CAP等编码方式实现E1/T1传输速度，E1是欧洲标准速率为2Mbit/s，T1是美洲标准速率为1.5Mbit/s，我国支持E1标准。人们把这种高速的数字线路传输技术称为DSL，DSL是一种网络接入技术，xDSL为多种技术种类的统称，它解决了用户设备如何高速接入骨干网络，即通常所说的“最后一公里”问题。DSL技术按上行信道和下行信道的速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型，速率对称型DSL技术又分为如下几类：
*高速数字用户线（HDSL,High-data-rata Digital Subscriber Line）。
*单线路数字用户线（SDSL,Single line Digital Subscriber Line）。
*ISDN数字用户线（IDSL，ISDN line Digital subscriber Line）。
速率非对称型DSL技术种类较多，由于网上数据通信中下行带宽的需求一般远大于上行带宽，所以速率非对称型DSL很适合Internet高速接入。速率非对称型DSL有以下技术种类：
*非对称数字用户线（ADSL,Asymmetrical Digital Subscriber Line）。
*速率自适应数字用户线（VDSL,Very-high-rate Digital Subscriber Line）。
*通用非对称数字用户线（VADSL，Universal Asymmetrical Digital Subsciber Line）。
*消费数字用户线（CDSL,Consumer Digital Subscriber Line）。
其中ADSL普遍运用于各种xDSL技术中，因其下行速率高、频带宽、性能优等特点而深受广大用户的喜爱，成为继调制解调器、ISDN之后的又一种更快捷、更高效地接入方式，被人们誉为“现代信息高速公路上的快车”。
2 xDSL交互网络体系结构
2.1 最初的路由器网络架构
以ADSL为例，最初的网络架构是基于路由器的，ATU-C（在局端）和ATU-R（在用户端）为配对的终端设备。中心局（CO）通过Ethernet Hub或交换机连接IP路由器，这样路由器的端口数据决定了ADSL用户的数量。
这种网络结构满足了人们最初对高速Internet和LAN通信的需求，然而随着网络需求的不断发展，它的缺点逐渐暴露出来，它不能满足网络规模扩大的需求，ADSL面向的对象是普通Internet用户，如果一个用户需要与多个点进行连接（比如用户需求连接ISP和公司网络），那么就需要另外的路由器实现这种连接，为每一种服务都提供路由器来实现，是不可能的。最重要的是这种网络架构，无法实现QoS服务。这样NSP发展了基于ATM第二层复用方式的ADSL网络。
2.2ATM接入网络
ATM over xDSL，为用户提供了从远程用户到ATM网络的无缝连接，此外ATM可提供到因特网/企业内部网服务器的直接连接，这在性能、资源共享和冗余方面大大改善了因特网服务。作为ADSL接入网上的第2层协议，ATM具有十分明显的优势，例如协议透明性；对多种QoS类的支持及确何QoS等级的能力；ATM的带宽可调性；利于对不同的xDSL成员的发展等。
采用ATM技术，NSP可以为用户提供更友好的ADSL网络，通过PVC（永久虚电路）在用户和信息提供者（如ISP或公司LAN网关）之间建立ATM通道。
2.2.1端到端的ATM体系
与前面基于路由器的网络相比，PVC作为用户与ISP或公司网络的联系通道，可以传输包括IP在内的各种信息。另外一种技术是SVC（交换虚电路，SVC还处于实验阶段）。
ATM接入网络模型，在局端将许多个ATU-C复用在一起（即DSL复用器，DSLAM）。在这种设计下，所有的数据通信都经过ATM骨干网络进行，这种网络架构能够提供多种连接，并且为数据以及多媒体通信提供最佳的传输方式。在这种网络结构中，每个中心局（CO）通过DSLAM与每个ADSL用户相连，ADSL用户则通过ADSL调制解调器或ADSL PC卡进行连接。
随着市场的发展，ADSL用户不断增加，PVC的网络架构将无法适应大量的用户接入规模。可以设想每个用户需要与两个ISP或公司网络建立PVC的连接，整个ATM的网络规模就要翻一番。而SVC是可以满足网络快速增长的需求的，用户使用SVC可以像打电话一样根据需要与不同的网络连接，但由于SVC价格和技术因素，目前还不能为人们接受，这就出现了一种新的网络架构，即在ATM网络上建立PPP连接，也就是说，人们可以在一个PVC链路上建立多个PPP的连接。
2.2.2基于ATM的PPP应用
一旦在用户端和服务提供者网络之间建立起ATM层连接，会话在链路层和网络层的建立和释放就可以用PPP实现。
利用PPP的特性可以在ATM上提供必要的操作功能：
*身份鉴定（PAP、CHAP、带标记的系统）。
*第3层地址的自动配置（例如域名的自动配置，目标网络对IP地址的分配）。
*多个并行连接（即多个PPP会话）
*对第3层的透明性（例如目前PPP既可支持IP，又能支持IPX）。
*加密、压缩、计费等。
3 对不同客户需求的几种应用方案
3.1PC单机用户方案
针对单机用户，用户端ADSL调制解调器直接和PC相联，在调制解调器前端加装分离器将语音信号和数字信号分离，它们占用不同的带宽，各自独立地传送数据。它的话音部分走的是传统的PSTN网，而数据部分则接入宽带ATM平台，由于其不经过电话局的交换机，因而无需缴付电话费，属于专线方式，一直处于在线状态。业务提供网络可以是Internet上的任何资源，比如可以是视频点播系统，PC用户通过ADSL实时地接收视频信号。
3.2小型局域LAN
LAN用户与PC用户的主要区别在于用户端的连接方式，LAN内用户先集结到Hub或Switch上，再通过ADSL调制解调器、分离器接入电话网络。
3.3LAN over ADSL互联
多个LAN用户都各自通过ADSL接入电话网络，它们之间也会产生数据往来，这样便形成了多个LAN的互联系统，电话宽带网作为各LAN之间的数据走廊。
4 结束语
利用xDSL技术并不能架构整个的宽带网络，它只是宽带网络中连接用户到骨干网络的一部分。在北美xDSL得到了较为广泛的应用，而在国内还只处于起步阶段。我国有世界上最大的固定电话网络，上网用户也正在急剧膨胀着，而目前网络数据传输的最大障碍就是网络速度，xDSL技术在普通电话线上使得数据能以兆计的速度传输，具有巨大的发展潜力，然而，由于安装成本相对高昂，目前还难以普及。通过对xDSL体系结构的分析，对于不同需求用户的网络接入方式有着重要的意义。
摘自《中国数据通信》2001.9
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