第3章(11)教材配套课件

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第三章 ADSL接入技术
第三章 ADSL接入技术
3.1 xDSL技术概述 3.2 ADSL宽带接入系统模型 3.3 ADSL原理 3.4 ADSL终端设备安装与维护 3.5 ADSL接入技术应用 3.6 新一代ADSL技术 本章小结 习题
第三章 ADSL接入技术
3.1 xDSL技术概述
数字通信发展初期,人们就开始研究用铜线传输数字信号的技术。 当前的铜电话线以28.8 kb/s(在软件的帮助下可达到56 kb/s)的速率承载 话音通信,这些线路使用现有的电话网,不需要任何附加的硬件或软件, 其优点是可以立刻访问到任何电话网可达的地方,但这也恰是其缺点所 在:整个网络是以过去的速率要求来布线的。在理想的环境下,铜线的 速率仅受线缆衰减的限制,但在现有的电话网中,带宽很大程度上被过 滤器和网络本身所制约。现有铜双绞线的升级固然可以极大地提升整个 网络性能,但其代价不菲,因此需要一种既能使用现有线缆又能明显提 高性能的方法。为了找到更高速的数字用户环路技术,新的铜线技术应 运而生,具有代表性的是xDSL技术,及各种各样的用户环路技术。 Bellcore发明了第一代数字用户技术并创造了术语xDSL,其目的是高性 能、低成本,在现有铜线网络上达到至少2 Mb/s的带宽。xDSL将软件和 电子技术结合,弥补了铜线的一些缺陷。xDSL的优点是:几乎立刻的 网络升级;比光纤和同轴电缆更便宜的选择;更可靠的数据传输。
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3.VDSL技术 VDSL(甚高速率数字用户环路) 是鉴于现有ADSL技术 在提供图像业务方面的带宽十分有限以及经济上成本偏高的 弱点而开发的。VDSL是xDSL技术中传输速率最快的一种, 采用DMT线路码。在一对铜质双绞电话线上,在短距离传 输时,下行速率可达13~52 Mb/s,上行速率可达3.0~ 6.0 Mb/s(将来可达19.2 Mb/s,甚至更高)。但VDSL的传输距 离较短,一般只在几百米以内,不过市场上也有些VDSL设 备声称传输距离可以达到1.5 km。这种技术可作为光纤到路 边网络结构的一部分,在较短的距离上提供极高的传输速率, 但目前应用还不是很多。
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HDSL技术广泛适用于移动通信基站中继、无线寻呼中 继、视频会议、ISDN基群接入、远端用户单元(RLU)中继及 计算机局域网互联等业务。由于它要求传输介质为2~3对双 绞线,因此常用于中继线路或专用数字线路,一般终端用户 不采用该技术。
目前有一种HDSL的改进版本——HDSL2,它可以在一 对电话线上实现T1/ E1的接入水平,明显比HDSL更经济、 更实用。HDSL2仅使用两根线,比以前使用四根线时少了 一半。由于HDSL2是ANSI(美国国家标准协会)发布的一项 DSL标准,并正向全球推广,因此大多数电信服务商目前还 不提供HDSL2服务,支持此标准的产品在中国市场上比较 少见。
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2.xDSL技术的优势 由于xDSL是以现有的铜质电话线路为基础,其采用了 更好的调制解调传输码型,故xDSL具有以下特征: ① 与话音工作于不同频段,基本不影响电话的正常使 用,话音所占频带为0~4 kHz;xDSL调制频带为4.4 kHz~ 1 MHz; ② 在以办公室和家庭为中心一定距离范围内可以提供 较高的数据传输率; ③ 铜线的具体条件和外界天气等可能影响传输性能。
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在非对称DSL技术中,目前主要还是以ADSL和VDSL 为主,且VDSL目前标准尚未最终确立,所以在非对称DSL 市场中,仍是ADSL一枝独秀。MVL是Paradyne公司开发的 低成本DSL传输技术,其特点可概括为:
① 利用与ISDN技术相同的频率段,对同一电缆中的其 他信号干扰非常小;
可以根据自己的需要选择不同的xDSL传输速度和传输方式 (用户交纳的费用也会有所区别);
第三章 ADSL接入技术 ④ xDSL传输技术能够与网络服务提供者的现有网络(如
帧中继、ATM还是IP网络)无缝地整合在一起。也就是说, 网络服务提供商不需要重新构架新的网络。这为xDSL技术 的推广应用创造了良好的条件。
2.RADSL技术 RADSL(速率自适应非对称数字用户环路)是自适应速率 的ADSL技术,所以也是ADSL接入技术的一个版本。它同 样能够在一根电话铜线上提供1~8 Mb/s下行速率和 512 kb/s~1 Mb/s上行速率通道,同时在同一根线上可以仿 真提供语音电话通道,并且这三个通道可以同时工作,其传 输距离最远可以达到5.5 km。这种技术允许服务提供者调整 xDSL连接的带宽以适应实际需要并且解决线长和质量问题。
第三章 ADSLBiblioteka 入技术结合上面的介绍,HDSL的特点是: ① 利用两对或三对双绞线传输; ② 支持N × 64 kb/s各种速率,最高可达E1速率; ③ HDSL是T1/E1的一种替代技术,主要用于数字交换 机的连接、高带宽视频会议、远程教学、蜂窝电话基站连接、 专用网络建立等。 与传统的T1/E1技术相比,HDSL具有以下优点: ① 价格便宜; ② 容易安装,T1/E1要求每隔0.9~1.8 km就安装一个放 大器,而HDSL可在3.6 km的距离上传输而不用放大器。
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根据以上特性可以看出,采用xDSL的优点有: ① 能够提供足够的带宽以满足人们对多媒体网络应用 的需求; ② 降低企事业单位的中心办公室交换机上的负载; ③ 允许服务提供商为用户提供新网络服务等; ④ 用户可以花费比较低的费用获得较高的通信带宽; ⑤ 与Cable Modem、无线接入等接入技术相比,xDSL 技术的性能和可靠性更加优越; ⑥ xDSL技术利用现有的接入线路,能够平滑地与人们 现有的网络进行连接,是过渡阶段比较经济的接入方案之一。 图3-1是xDSL接入技术与其他接入技术的比较示意图。
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4.MVDSL技术 MVDSL(多虚拟数字用户环路)技术综合了以前所有 DSL技术的优点。如在不影响正常通信的同时,可在一对铜 绞线上实现768 kb/s的上行速率数据传输,下行速率最高可 达52 Mb/s,且上下行速率动态分配,可设定N×64 kb/s的速 率状态,且传输距离可达7 km。在用户端MVDSL设备可直 接接入电话接口,无须语音分离器。MVDSL的最大优势就 在于它可在一条普通的电话线上带8个MVDSL MODEM, 且可同时使用,构成一个虚拟的局域网(LAN)。据称, MVDSL设备的价格大大低于其他类型的DSL设备,这对 Internet用户来说是个好消息。不过这一技术还处于开发、 实验阶段,进入实质应用尚有时日。
② 支持语音传输,在用户端无需语音分离器; ③ 支持同一条线路上同时连接多至8个MVL用户设备, 动态分配带宽; ④ 上/下行共享速率可达768 kb/s; ⑤ 传输距离可达7 km。
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5.HDSL技术 HDSL(高速率数字用户环路)是一种上、下行速率相同 的DSL技术,是xDSL技术中最成熟的一种,已经得到了较 为广泛的应用。这种技术在两对电话铜线上的两个方向上均 可达到1.544 Mb/s的数据传输速率,相当于全双工T1线路。 若是使用三对电话铜线,速率还可提升到E1(2.048 Mb/s)的 传输速率。 在HDSL技术支持下,普通0.4~0.6 mm电话线的用户环 路,传输距离可达3~6 km,比传统的PCM技术的传输距离 要长一倍以上,且如果线径更粗,传输距离可接近10 km。
ADSL是目前众多DSL技术中较为成熟的一种,其带宽 较大、连接简单、投资较小,因此发展很快。结合上面对 ADSL的介绍,其特点是:
第三章 ADSL接入技术 ① 利用一对双绞线传输; ② 上/下行速率从512 kb/s~1 Mb/s或1~8 Mb/s; ③ 支持同时传输数据和语音。
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第三章 ADSL接入技术
1.ADSL技术 ADSL是最常见的一种DSL技术。一般用户使用的 PPPoE(以太网点对点协议)拨号就是ADSL其中的一种接入 方式。 ADSL技术是一种非对称数字用户环路实现宽带接入互 联网的技术,上行速率低,下行速率高,特别适合传输多媒 体信息业务,如视频点播(VOD)、多媒体信息检索和其他交 互式业务。同时,在同一根线上可以仿真提供语音电话服务。 ADSL在一对铜线上支持上行速率512 kb/s~1 Mb/s,下行速 率1~8 Mb/s,有效传输距离在3~5.5 km范围以内。
总之,xDSL技术利用现有的电信基础设施实现宽带接 入的要求,可以最大限度地保护网络服务商的现有网络投资 并且满足用户的需求。所以,xDSL技术已经成为“下一代 数字接入网络”的重要组成部分。
第三章 ADSL接入技术 3.1.2 xDSL技术分类 xDSL是各种类型DSL数字用户环路的总称。“x”代表 着不同种类的数字用户线路技术,其中主要包括的接入技术 有ADSL、RADSL、VDSL、MVDSL、HDSL、SDSL、 IDSL、UDSL等等。根据采取的调制方式不同,获得的信号 传输速率和距离的不同以及上行信道和下行信道的对称性不 同,现有的已经标准化或者正在进行进一步标准化的xDSL 技术可以分为以下若干类型。
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图3-1 xDSL接入技术与其他接入技术的比较示意图
第三章 ADSL接入技术 从图中可以看出: ① xDSL技术比其他现有的其他接入方式能够提供更快
的接入速度; ② 网络服务者可以通过xDSL接入为用户提供增值业务
服务,比如视频会议等; ③ 网络服务者可以为用户提供QoS服务,也就是用户
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现在比较成熟的ADSL标准有两种——G.DMT和G.Lite。 G.DMT是全速率的ADSL标准,支持8 Mb/s或1.5 Mb/s的高 速下行/上行速率。但是,G.DMT要求用户端安装POTS分离 器,比较复杂且价格昂贵;G.Lite标准速率较低,下行/上行 速率为1.5 Mb/s或512 kb/s,但省去了复杂的POTS分离器, 成本较低且便于安装。就适用领域而言,G.DMT比较适用 于小型或家庭办公室(SOHO),而G.Lite则更适用于普通家庭 用户。
第三章 ADSL接入技术 1.xDSL技术形成的原因 电信企业的主干网已采用2.5 Gb/s和10 Gb/s的超高速光
纤,但由于连接用户和交换局的用户线绝大多数仍是电话铜 双绞线,以现有的调制技术不能满足用户高速接入的要求。 采用xDSL技术后,即可以在双绞线上传送高达数兆比特秒 速率的数字信号。如果配置了分离音频频带和高频频带的分 离器,则可以同时提供电话和高速数据业务。
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RADSL与ADSL相比最大的不同就是它能够根据传输线 路质量的好坏,以及传输距离的远近动态调整传输速率,把 工作速率调到线路所能处理的最高速率,最大限度地利用现 有的通信资源。其他的传输速率及距离范围等特征和ADSL 基本相同。结合上面对RADSL的介绍,其特点是:
① 利用一对双绞线传输; ② 支持同步和非同步传输方式; ③ 速率自适应,可以根据双绞线质量和传输距离动态 地提交640 kb/s~22 Mb/s的下行速率,以及从272 kb/s~ 1.088 Mb/s的上行速率; ④ 支持同时传输数据和语音。
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3.1.1 xDSL概述 xDSL是DSL(Digital Subscriber Loop)即数字用户环路的统称,是以
铜电话线为传输介质的点对点传输技术。xDSL是基于普通电话线的宽 带接入技术,它可以在一根铜线上分别传送数据和语音信号。其中,数 据信号不通过电话交换设备,并且不需要拨号,属于一直在线的专线上 网方式。DSL技术在传统的电话网络(POTS)的用户环路上支持对称和非 对称传输模式,解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的“最 后一公里”的传输瓶颈问题。由于电话用户环路已经被大量铺设,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技术很快就得到重视。
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