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1、ADSL 的发展方向和优势不对称数字用户环路（）技术发展 用户接入网（从本地电话局到用户之间的部分）是电信网的重要组成部分，是电信网的窗口，也是信息高速公路的“最后一英里”(the last mile )。为实现用户接入网的数字化、宽带化，用光纤作为用户线是用户 网今后发展的必然方向，但由于光纤用户网的成本过高，在今后的十几年至几十年内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路，近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术，其中 ADSL（不对称数字用户环路）和 HFC(光纤同轴混合网)是最具有竞争力的两种。ADSL 技术能利用现有的市话铜线进行信号传输，其最高速率：下行信号（从端局到用户）为 9M
2、bps，上行信号（从用户到端局）为 1Mbps。现有的市话铜线网的用户数目十分庞大，而 ADSL 能对现有的市话铜线进行充分的利用。 近年来，Internet 以惊人的速度发展，Internet 的用户众多，分布广泛，但现有的用户网所能提供的用户接入速率太低，难以满足 Internet 飞速发展的需要，这正为 ADSL 的发展提供了一个机遇。由于市话铜线现在已 与所有的 Internet 用户相连接，一旦 ADSL 技术发展成熟，必将成为各电话公司和 Internet 用户的首选方案。 1.技术性能分析 现存的用户环路主要由 UTP（非屏蔽双绞线）组成。UTP对信号的衰减主要与传输距离和信号的
3、频率有关，如果信号传输超过一定距离，信号的传输质量将难以保证。此外，线路上的桥接抽头也将增加对信号的衰减。 因此，线路衰减是影响 ADSL 性能的主要因素。 ADSL 通过不对称传输，利用频分复用技术（或回波抵消技术）使上、下行信道分开来减小串音的影响，从而实现信号的高速传送。 衰减和串音是决定 ADSL 性能的两项标准损伤。传输速率越高，它们对信号的影响也越大，因此ADSL 的有效传输距离随着传输速率的提高而缩短。正常情况下 24 号线规 UTP 的下行速率和有效传输距离的关系。 表中的 VDSL 是甚高速 ADSL。虽然 VDSL 的有效传输距离比 ADSL 更短，但是在 VDSL 光纤到
4、路边(FTTC)或光纤到大楼(FTTB)后，VDSL 可用于大楼内部办公室或家庭间的连接。 ADSL 接入网线路长度若为 5.5km，则可覆盖 80%以上的现有电话用户；线路长度若为 3.7km，则可覆盖 50%以上的现有用户，用户小区以外的分散用户可通过基于光纤的集线器节点接入到网络中。 串音噪声通常是稳定的，因此比较容易对其进行研究并加以克服；而冲击噪声在频率、周期、相位等方面都是随机的，对期难以建模和研究。 2.调制技术 目前被广泛采用的 ADSL 调制技术有 3 种：QAM(quadature ampli-tude modulation)、CAP(carrierless amplitu
5、de-phase modulation) 、DMT(discrete multitone)，其中调制技术被标准化小组 T1E1.4 制订的国家标准所采用。但由于此项标准推出时间不长,目前仍有相当数量的 ADSL 产品采用 QAM 或 CAP 调制技术。 2.1QAM 调制技术 QAM 调制器的原理图如图 1 所示，发送数据 在比特符号编码器内被分成两路(速率各为原来的 12)，分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出。与其它调制技术相比,QAM 编码具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点。 QAM 用于 ADSL 的主要问题是如何适应不同电话线路之间性能较大的差异性。要取得较为理想的工作特性,Q
6、AM 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 接收器利用自适应均衡器来补偿传输过程中信号产生的失真,因此采用 QAM 的 ADSL 系统的复杂性主要来自于它的自适应均衡器。 2.2CAP 调制技术 CAP 调制技术是以 QAM 调制技术为基础发展而来的,可以说它是 QAM 技术的一个变种,其调制器原理如图2 所示。输入数据被送入编码器，在编码器内，m 位输入比特被映射为个不同的复数符号由 K 个不同的复数符号构成 k-CAP 线路编码。编码后和被分别送入同相和正交数字整形滤波器，求和后送入转换器，最后经低通滤波器信号发送出去。 CAP 技术用于 ADSL 的主
7、要技术难点是要克服近端串音对信号的干扰.一般可通过使用近端音串音抵消器或近端串音均衡器来解决这一问题。 2.3DMT 调制技术 DMT 调制技术的主要原理是将频带(0-1.104MHZ)分割为 256 个由频率指示的正交子信道（每个子信道占用 4KHZ 带宽） ，输入信号经过比特分配和缓存，将输入数据划分为比特块，经 TCM 编码后再进行 512 点离散傅利叶反变换(IDFT) 将信号变换到时域，这时比特块将转换成 256 个 QAM 子字符随后对每个比特块加上循环前缀（用于消除码间干扰） ，经数据模变换(DA)和发送滤波器将信号送上信道DMT 发送器的原理图如图 3 所示。在接收端则按相反的
8、次序进行接收解码。 由于美国的 ADSL国家标准(T1.413)推荐使用 DMT 技术,所以在今后几年中，将会有越越多 ADSL 调制解调器采用 DMT 技术。 由于 ADSL 系统技术较为复杂，目前制作成本仍然较高，但按目前的发展状况，预计到 2000 年即可实现 ADSL 的单片化，芯片价格也会大大降低，加上 ADSL 接入网投资小、易实现，届时 ADSL 定将成为主要的宽带接入网技术。发 展 历 史数 字 用 户 线 （DSL）技术是美国贝尔通信研究所于 1989 年为视频点播（VOD）业务开发的利用双绞线传输高速数据的技术，由于 VOD 业务受挫而没有得到广泛的应用。近年来随着 Int
9、ernet 的迅速发展，对固定连接的高速用户线需求日益高涨，基于双绞铜线的 xDSL 技术因其以低成本实现用户线高速化而重新崛起，打破了高速通信由光纤独揽的局面。 长期以来通信用户的电话机经过 对绞铜线 的用户线连至市内交换局，进入公共交换的通信网（PSTN） ，接至对方用户的电话机，使双方得以互相会话。对绞铜线为传统的模拟电话提供 3003400Hz 的频带，为了适应电话用户使用低速数据通信，曾加装调制一解调器（modem） ，使速率 33kbs 和最高 56kbs 的数据信号能够通过模拟话音频带与对方实行数据通信。话音 modem 只能提供 56kbs 的数据速率。为什么对绞铜线只能传输以
10、 56kbs 为限度的数据呢？应该说，这不是对绞铜线传输能力的限度，而是通信网中的交换机有限制，它对电话通信只是分配一个话音频带。虽然用户的数据信息经过话音 modem，交换机并不认出它是话音 modem 传来的数据信号，而只是对它当作话音信号看待。对绞铜线本身并不限制定带数据信号的传输，只要避开窄带交换机，用户就可以把宽带数据信号送进通信网。因此我们说，用户线如避开了窄带的话音交换机，就可成为数字用户线（DSL，Digital Subscriber Line） 。 DSL 技术在传统的电话网络的用户线路上支持对称和非对称的传输模式，解决了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
11、颈问题。由于电话用户环路已经大量铺设，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 技术很快就得到了重视，并在一些国家和地区得到大量应用。 当然，对绞铜线用作 DSL，其传输数据信号速率的容量与其线路长度有关。以前的对绞铜线传输宽带数据信号，只能限于很短的长度。如参数结构经过改进，新的对绞铜线能够传输较长距离。这样的 DSL 到了交换局内，不经过原来的话音 modem，而是由另一种 modem 提取数字信号，或者 DSL 连至街上某一接线箱，再连往通信网的交换机。通信网可能是利用 ATM，或是利用 IP（Internet Protocol） 。用于
12、DSL，传输宽带数据信号的 modem，是需要精心设计的，必须利用最新的大规模集成芯片和信号处理技术，这就是为什么 DSL 到近年才开始应用和较快发展的原因。根据国际上的共同统计，近年来通信用户使用业务的情况与过去相比有明显的变化。尤其是 Internet 向全世界开放，众多拥有计算机的用户普遍要求上网以获取大量数据信息，给原来的电话通信网带来巨大的冲击。而数字电视技术日趋成熟，使众多的住家用户产生浓厚的兴趣。与通信网上各种通信业务量相比较，电话的业务量仅是缓慢上升，而数据信息的业务量却依指数规律上升，这意味着，数字用户线（DSL）非常需要加快发展。 在实际应用中，数据信息业务和数字图视业务使
13、用有各种不同的情况。有些是用户发送和接收的数据信息几乎具有相等的数字速率，这就属于对称的双向通信。双方用户使用可视通信或多媒体通信，一般是双向对称的。而另一些应用，用户上 Internet 网，用户发往网的仅是简短的数据信息，而网向用户提供的却往往是大量的、长时间传送的数据信息。又如住家用户需要点播电视节目（VOD，Video on D-emand）业务，用户发向网的也仅是简短的数据，而网向用户提供的却是长时间的数字电视节目。这两类典型应用表明上行线路仅传输简短数据，而下行线路却传输大量数据。这些应用属于不对称的双向通信。针对这些不同的实际应用情况，数字用户线有对称的和不对称的，分别称为SDS
14、L（ SymmetricalDSL）和 ADSL（Asymmetrical DSL） ，后一种适用于 Internet 接入和VOD。另外，DSL 技术还包括 HDSL（high speed DSL）和 VDSL（very high speed DSL） 。在众多的接入技术之中，ADSL 因其在一对铜线上支持上行速率 640Kbps 到 1Mbps，下行速率 1Mbps 到 8Mbps，有效传输距离在 35 公里范围以内，非常适合 Internet 接入和VOD，能够满足广大用户的需要，是最具有竞争力的一项技术。 能够满足广大用户的需要，是最具有竞争力的一项技术。目前关于 ADSL 的国际标准
15、主要是 ANSI 制定的，1994 年 TIE1.4 工作组通过了第一个 ADSL 1草案标准15 ，决定采用 DMT 作为标准接口，关键是能支持 6.144Mbit/s 甚至更高的速率并能传较远的距离。ANSI 标准将包含一个附录具体规定欧洲制式 ADSL 标准。因而 ANSI 制定的 ADSL 标准实际上已经是一个准国际标准。CAP 码也在争取成为事实标准。 1997 年中，一些 ADSL 的厂商和运营商开始认识到，也许牺牲 ADSL 的一些速率可能会加快 ADSL 的商业化进程，因为速率下降的同时也就意味着技术复杂度的降低。全速率 ADSL 的下行速度是 8Mbps，但是在用户端必须安装
16、一个分离器（Splitter） 。如果把 ADSL 的下行速率降到 1.5Mbps（下行为1.5Mbps，上行为 384 Kbps）, 那么用户端的分离器就可以取消。这意味着，用户可以像以往安装普通模拟 Modem 一样安装 ADSL Modem，没有任何区别，省略了服务商的现场服务，这对 ADSL 的推广至关重要。 于是，ADSL 的一个新版本诞生了，称作通用ADSL（Universal ADSL） 。1998 年 1 月，世界上一些知名厂商、运营商和服务商组织起来，成立了通用 ADSL 工作小组（ UniversalADSL Working Group,UAWG）, 致力于该版本的标准化工作。 1998 年 10 月，ITU 开始进行通用 ADSL 标准的讨论，并将之命名为 G
