ADSL宽带接入技术的原理和应用.doc

ＡＤＳＬ宽带接入技术的原理和应用文章来源：（emook） ＡＤＳＬ宽带接入技术的原理和应用 　近几年来, 用户接入的广阔市场越来越成为各ISP争夺的阵地,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，在今后的十几年甚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。 　图1-1：　 ADSL方式的用户接入 　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9Mbps，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，可以有效地保护原有的网络资源。 　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。 一、　ADSL原理和技术性能 　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。 为了可以利用多个信道, ADSL modem采用两种方式划分可以利用的电话线路的带宽:FDM技术(Frequency Division Multiplexing)或回波抵消技术（Echo Cancellation）技术. 如图1-2示. FDM方式将频带划分为上行部分和下行部分, 下行通道在被时分复用(Time Division Multiplexing)为一个或多个高速信道和低速信道; 而上行通道也会被复用为相应的低速信道。 　回波抵消技术（Echo Cancellation）使上行通道和下行通道在频带上的重叠部分相互抵消，通过本地的回波抵消技术可以有效地分开上、下行信道， 减小串音对信道的影响，从而实现信号的高速传送。这种技术已应用于V.32和V.34协议的modem产品中。　 图1-2 　FDM技术和回波抵消技术原理示意图 　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。附表列出了正常情况下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。 二、ADSL系统的接入方式和接入模型 　　以下为ADSL系统连接方式的功能模块图。 图1-3 ADSL系统连接方式的功能模块图 　Server: 应用服务器 Internet:IP互联网 CORE Network: 骨干网络(一般为ATM骨干网) 　ADSL: 在局端的部分为ADSL局端设备, 在用户端的为ADSL用户端设备 　Existing Copper:连接用户端和局端的普通双绞铜线. 　ADSL的接入模型主要有中央交换局端模块和远端模块组成。 　 　　　　 图1-4 　ADSL的接入模型 中央交换局端模块包括在中心位置的ADSL Modem和接入多路复合系统，处于中心位置的ADSL Modem被称为ATU－C（ADSL Transmission Unit－Central）。接入多路复合系统中心Modem通常被组合成一个被称作接入节点，也被作DSLAM（DSL Access Multiplexer）。 　远端模块由用户ADSL Modem 和滤波器组成，用户端ADSL