VDSL技术介绍..doc

高速数字用户线(VDSL)技术能在1,500米距离内达到26Mbps的对称数据率，在更短距离和非对称应用中可以实现更高的数据率。其高速率特点可以为住宅用户和企业客户提供高速网络连接和汇集业务。 在实现基于VDSL的连接之前，必须作出以下两项选择。首先，必须在以太网络传输模式和异步传输(ATM)模式之间做出选择；其次，还必须确定VDSL采用正交幅度调变(QAM)还是离散多音(DMT)技术。由于协议的选择更多地取决于应用需求，因此并不能简单地作出选择，像区域频谱的兼容性、噪音容限、成本、互通作业性和相对功耗这样的因素都必须加以考虑。 尽管现有的非对称DSL(ADSL)采用了DMT技术，但由于VDSL模型完全不同，因而DMT也不能简单地无缝移植到VDSL应用中。为了在QAM和DMT之间作出明智选择，设计工程师必须充分了解两者之间的特点和差异。 VDSL技术 图1中，VDSL在光纤到路边或光纤到大楼应用中作为一种光纤延伸技术，在速率极高的骨干网与客户端设备和╱或整合接取设备之间起到了桥梁连接作用。此外，随着在VDSL上提供以太网络应用成为可能，电信厂商在实现全因特网协议架构的同时，还能在商用LAN或整个校园网同10/40Gb以太广域网络路之间实现互联。 自QAM VDSL技术推出以来，在大部份新安装的系统和网络中，设备和业务供货商都可以自由地选择传输协议。在各种协议中以太网络是最常用的一种，能为终端用户提供低成本的互联并实现简单、强韧的即插即用VDSL解决方案。就每条链接而言，基于VDSL上的以太网络的实现成本与基于ADSL上的ATM相当，这使得该技术在新的应用中引起了广泛关注。此外，当VDSL作为现有的基于DSLAM的系统升级进行配置时，设备供货商和厂商将会认为ATM传输中较高的单链路成本是可以接受的。因此，传输协议的选择取决于应用需求，而非技术本身。 正如在ETSI TSANSI T1.424和ITU G.993.1中所定义的一样，VDSL标准定义了两种可行的调变技术：单载波调变(QAM)和多载波调变(DMT)。QAM线编码采用如图2所示的4频段分割结构。出于对业务灵活性的考虑，标准制订组织规定了频段分配计划。虽然各个国家业务需求不尽相同，但在每个地区，频谱兼容性和频带规划一致性必须合理有序，以满足业务需要。 DMT将整个讯息信道或频带分成频宽为4.3125kHz的子讯息信道，并使每个子讯息信道承载总载荷的一部份。DMT采用快速傅立叶变换(FFT)对数据进行调变，在全速率VDSL实现中可得到高达4,096个子载波，在大量的传输中子讯息信道将平行处理。目前在所有的VDSL解决方案中都采用了QAM技术，在全球配置的端口数目已经超过两百万，支持4频段标准的第三代和第四代QAM-VDSL芯片组目前也已问市。 QAM VDSL四年的推广应用充分体现了该技术的优越性能，以及在功耗和频宽利用上的优良性能。 QAM和DMT技术比较 QAM和DMT不仅在4频段方案的实现上存在差异，而且在对其它关键性能的处理上也有所不同。QAM调变技术专注于VDSL讯号的时域处理，考虑了线路上讯号的串行和模拟特性，并对系统中的数字和模拟讯号进行最佳化。在采取措施解决POTS铜线所固有的噪音和衰减之前，在线路的每一端的DMT频域处理需要进行时域-频域(IFFT/FFT)和串并数据流变换。如前所述，基于VDSL的以太网络的链接成本与基于ADSL的ATM相当，因此，这样的成本对于各种系统实现都具有一定的吸引力。 显然，QAM和DMT都各具优缺点，选择何种方案取决于对现实条件以及特定应用和设备环境中实际问题的分析。因此，必须对以下6个影响性能的主要因素进行折衷考虑，包括突发噪音、外部噪音干扰、即插即用功能、功耗、频宽利用率以及互通作业性。 a. 噪音问题 噪音问题对任何xDSL技术都会产生影响。由于噪音可能在一段时间内覆盖有效讯号，因此调变技术对突发噪音的处理极为重要。QAM和DMT均采用了数据交织器和RS纠错技术相结合的方案。与DMT交织器相较，QAM交织器在传输路径上导入的延迟较小(略低于10毫秒)，占用的内存也较少。 基于DMT的系统存在的主要问题是，持续时间为数十微秒的脉冲噪音将使接收器中所有正被使用的子讯息信道出现错误，并完全清除FFT字符，DMT系统必须能在整个FFT字符长度(而不仅仅是网络中的脉冲长度)内防止噪音的影响。VDSL标准规定噪音保护的时间长度为500μs。在图3中，250μs的DMT字符要求噪音保护必须为3个DMT字符(即750μs)，以满足标准的要求。 这无疑将导入约10ms的额外延迟和额外的交织器储存空间。因此，即使很短的突发噪音也可能清除一个DMT讯框中的所有信息。但在QAM调制