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1、8.2 xDSL技术,数字用户环路（DSL）技术是一种利用普通铜质电话线路，实现高速数据传输的技术。数据传输的距离通常在300m7km之间，数据传输的速率可达1.5Mbit/s52Mbit/s。 xDSL是对HDSL、ADSL、VDSL等的通称. 1）XDSL技术 早期，人们为了在原本用来传送模拟话音的用户环路上传输数据，使用了话带调解器技术。利用这一技术可以传送14.456.6kbit/s的数据。,与利用有线电视线路接入、光纤接入等方式相比，利用铜线接入有以下特点： 网络是现成的，无需建设过程，能立即为用户开通高速业务。 网络覆盖面广，规模大。 投资省，无需线路材料的投入和铺设施工的投入。
2、在开通宽带业务的同时，不影响原有话音业务（POTS）。 因此，在铜线上实现高速接入是实现全球信息化的一种经济可行的手段。,2）XDSL技术的原理,在XDSL技术中，用户通过非屏蔽铜质双绞线对连接到交换机，从而连接到电信网络中。 除了HDSL以外，大部分XDSL技术是一种叠加传输技术，即在线路上开通XDSL业务的同时不影响原有窄带业务，如PSTN电话业务和ISDN等，这是利用线路上与窄带POTS业务相分离的高端频谱实现的。,3）XDSL技术的分类,XDSL在线路编码、回波抵消、自适应均衡等方面采用数字信号处理的新技术， 利用铜线中话音频带以上的部分进行高速数据传输，所含技术分支很多，还不断有新的
3、分支出现， 其中有3类比较典型的技术： 高比特率数字用户环路（HDSL）技术、 非对称数字用户线（ADSL）技术 甚高速率数字用户线（VDSL）技术。 按上行和下行的速率可分为： 速率对称型（HDSL，SDSL，IDSL） 速率非对称型（ADSL，ADSL.lite， VDSL，RADSL，EoVDSL，EDSL ),xDSL常用的调制技术有QAM调制、CAP调制和DMT调制，xDSL主要考虑采用的是CAP调制和DMT调制。 1. QAM 调制技术 QAM（正交幅度调制）是一种十分成熟且应用广泛的调制技术，其基本方法是将发送数据流分为两路，分别对正弦载波和余弦载波进行数字调幅，然后相加传输.
4、在QAM 调制中, 发送数据在比特/ 符号编码器内被分成速率各为原来1/ 2 的两路信号,分别与一对正交调制分量相乘,求和后输出。 实现两路数字信息在同一频带内同时传输。,8.2.2 xDSL调制技术,QAM调制原理方框图,接收端完成相反过程,正交解调出两个相反码流,均衡器补偿由信道引起的失真,判决器识别复数信号并映射回二进制信号。 QAM 调制技术具有充分利用带宽、抗噪声强等特点。 但QAM 调制技术用于ADSL 的主要问题是如何适应不同电话线路之间较大的性能差异。 要取得较为理想的工作特性,QAM 接收器需要一个和发送端具有相同的频谱和相位特性的输入信号用于解码, QAM 接收器利用自适应
5、均衡器来补偿传输过程中信号产生的失真。,2. CAP调制技术 CAP（无载波幅度/相位调制）是以QAM调制技术为基础发展而来的，是QAM调制的一种变形。 CAP以数字方式实现，QAM以模拟方式实现。 CA P 的主要优点为: 在一个频率周期或波特内传输2 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.,CAP调制系统框图,3. DMT调制技术 DMT即离散多音调制，是一种多载波调制技术， 是利用数字处理技术中的自适应算法来调整数字滤波器的参数，使误码和串音等减为最小，使任意子回路的通信容量最大。 其基本原理是将整个通信信道在频域上划分为若干独立的、等宽的子信道，
6、每个子信道根据各自频带的中心频率选取不同的载波频率，在不同的载波上分别进行QAM调制。,每个子信道对应不同频率的载波，在不同的载波上分别进行QAM调制。 不同子信道上传输的信息容量根据当前子信道的传输性能决定。,DM T 用离散快速傅立叶变换进行编解码, 这时比特块将转换成256 个QAM 子字符, 语音信号在波段6 个子通道中传输, 中段32 个子通道传输上行信号; 高段218 个子通道传输下行信号; 后对每个比特块加上循环前缀(用于消除码间干扰) , 经数模变换(D/A ) 和发送滤波器将信号送上信道。,DMT (离散多音) 的主要优点为: 采用多载波调制技术, 将频带(0 11104MH
7、z) 划分为多个(典型为256 个) 子信道, 每个子信道的带宽为4 kHz, 对应不同频率的载波, 并根据子信道发送数据的能力将数据分配给各子信道, 不能载送数据的子信道被关掉。,DMT调制基本结构,DMT 调制方式将整个频带分成很多信道,每个信道频带窄,可认为是线性的,各个信道根据干扰和衰减情况可以自动调整传输比特率,获得较好的传输性能 与CAP、QAM 相比,DMT 在信噪比、通信速率、带宽利用率、频率兼容性、实际性能等方面都更具有优势 .,DMT具有以下优点。 （1）带宽利用率更高 （2）可实现动态带宽分配 （3）抗窄带噪声能力强 （4）抗脉冲噪声能力强,1.技术标准 1 )第一代AD
8、SL技术标准 (1) ITU-T标准G.992.1和ANSI T1.413 - 1998，又称全速率ADSL G.dmt， 最高支持下行速率8Mb/s，上行速率IMb/s，要求用户端安装POTS语音分离器，即信道分离器，安装需要技术支持。 (2) ITU-T标准G.992.2，又称无分路ADSL G.lite，最高支持下行速率1 536Mb/s，上行速率 512kb/s，无需用户端安装POTS语音分离器，安装简单方便。,8.2.3 不对称数字用户线（ADSL）接入技术,2)第二代ADSL技术标准 (1) ITU-T标准G. 992. 3/4，亦即ADSL2。 通过改善调制解调的效率、减少帧开销
9、、提高线码增益、改进初始化状态和优化信号处理算法等方法来提高数据传输速率，最高下行速率可达12Mb/s， 上行速率1Mb/s. (2) ITU-T标准G.992.5，亦即ADSU +，在ADSU的基础上，ADSL信号频带由1.1MHz扩展到2.2MHz，最高下行速率可达24Mb/s，上行速率1Mb/s.,1. ADSL的系统结构 ADSL系统构成如图所示，它是在一对普通金属线两端，各加装一台ADSL局端设备和远端设备而构成。,1 )中央交换局端模块 中央交换局端模块由位于中心位置的ADSL Modem(又称为ATU - C )和接入复用器(AM )组成，也称为 DSLAM (DSL Acces
10、s Muliplexer) . 例如:华为公司的MT5300系列产品是典型的DSLAM设备。,(1) ATU-C是ADSL的收发单元，放置于局端，与ATU -R配对使用，主要完成的功 能是接口适配、调制解调和桥接等功能。 一般，多个ATU - C可组合在一起放置在网络接收设备机架中. (2) AM是数字用户线接入复用器，可将用户线路上的业务流量整合汇聚到与骨干网交换设备相连的高速数据链路上. 这种大量ATU - C单元集中配置与AM组合而成的接入多路复用系统( DSLAM)是ADSL接入节点设备，连接着网络的客户端和网络服务提供商的核心网，成为ADSL接入网络的核心。,用户端的设备ATUR 与
11、计算机的连接方式主要有内置式和外置式。 内置式就是将ADSL直接插在计算机的PCI槽中，与内置式话带modem类似。支持ATM方式时，基于ATM信元的分段重装（SAR）等ATM适配层（AAL）的功能也在卡上完成。 外置式又可分为两种情况： 一种将ATUR通过10BaseT铜缆与计算机内的以太网卡相连； 另一种将ATUR与计算机内的ATM25M接口卡相连（支持ATM方式）。,(2) 分离器(也称为信道滤波器)是一种三端口设备，实现电话信号和ADSL信号的分离. 分离器包含一个双向高通滤波器和一个双向低通滤波器，滤波器由无源器件 实现，可在电源中断及系统出现故障时正常维持通信业务。 在局端和用户端
12、都各有一个分离器，分离器在一个方向上组合ADSL信号和普通电话信号，在相反方向上将它们分离，这种功能使得ADSL 信号能够与普通电话信号共用一对双绞线。,2、传输带宽 ADSL基本上是运用频分复用（FDM）或是回波抵消（EC）技术，将ADSL信号分割为多重信道。简单地说，一条ADSL线路（一条ADSL物理信道）可以分割为多条逻辑信道。,ADSL的频带分割 （1）频分复用和回波抵消混合技术 采用频分复用（FDM）和回波抵消混合技术(EC)可实现ADSL系统的全双工和非对称通信。 频分复用FDM 频分复用是将整个信道从频域上划分为独立的2个或多个部分，分别用于上行和下行传输，彼此之间不会产生干扰。
13、 回波抵消技术EC 回波抵消方式是在2线传输的两个方向上同时间、同频谱地占用线路，即在线路上两个方向传输的信号完全混在一起。为了分开收、发两个方向，一般采用24线转换器(即混合电路)。,2.回波抵消,回波抵消器由自适应滤波器和加法器组成。,（2）频带分割 早期的频带分割如图5-15（a）所示，不采用回波抵消技术，频带有所浪费。 目前使用FDM和回波抵消混合技术EC，如图（b）所示，部分上下频带交错，在频带交错部分采用回波抵消技术来降低相互影响。,图5-15 的频带分割方式,普通电话业务（POTS）仍在原频带内传送，它经由一低通滤波器和分离器插入到ADSL通路中。即使ADSL系统出故障或电源中断
14、等也不影响正常的电话业务。 DSL可以同时提供三类主要传送业务，即 基本的模拟电话业务、 高速单工图像业务以及 数据业务（包括单工和双工ATM数据）,利用ADSL技术可以实现在一对双绞线上同时支持数据和语音传输，满足用户对宽带业务的需求。 ADSL具有HDSL的所有优点，而且ADSL系统独立于话音传输，其设备等的故障不会中断话音业务。 ADSL比HDSL更大地提高了双绞线线路的容量，,ADSL信道带宽分配方案为语音:0 4kHz，数据:上行 为25 kHz - 20 kHz，下行为200kHz -1.1 MHz.,3. ADSL系统设备典型配置 采用ADSL G.lite标准的ADSL系统标准
15、设备配置. 在用户端，除了用户终端设备计算机和传统电话POT外，主要就是符合ADSL G.lite标准的ADSL Modem，无需信道分离器， 安装方便。 在局端，由多路局端分离器组成的分离器机架把线路信号分成电话和数据支路，电话支 路分配到PSTN程控交换机，数据支路分配到DSLAM，多路复用后接入到由ATM交换机组成的本地 数据网络，再由ISP路由器进一步接入因特网。,4. ADSL的主要特点 (1)无需布线，可以利用现有的电话线路资源和带宽资源。 (2)安装简单，迅速，灵活，投资小。 (3)采用信道分离器，可实现在一对普通电话双绞线上同时传送高速数据业务和语音业务，两种业务相互独立、互不
16、影响。 (4)采用DMT(离散多音调制)或CAP(无载波幅度/相位调制)调制技术。 (5)语音和数据业务采用频分复用方式，数据上下行采用频分复用或回波抵消技术实现双工通 信，如图8一13所示。 (6 )数据业务:最高下行速率可达8Mb/s，最高上行速率可达IMb/s，传输距离最大可 达4km 5km.,5.新一代ASL技术:ADSL2与ASL2 + 随着运营商网络覆盖的逐步扩大以及用户业务量的逐渐增加，第一代ADSL技术逐渐暴露出一 些难以克服的弱点。 由此，第二代ADSL技术ADS口和增强型第二代ADSL技术ADSL +应运而生，由于采用了一系列先进的信号处理技术，下行最高接入速率可达到20Mb/s.,1) ADSL2的主要技术性能 (1)先进信号处理技术，速率提高、覆盖范围扩大。 ADSI下行最高速率可达12Mb/s，上行最 高速率可达1Mb/so与第一代ADSL相比，在同距离电话线路上，ADSL可以在上行和下行线路上 提供比第一代ADSL多50kb/s的速率增量; 而在相同速率的条件
