xDSL技術及其應用

摘要：xDSL技術是一種調製技術，在雙絞銅線的兩端分別接入xDSL數據機，即可利用其高頻寬頻特性傳送高速資料。本文全面闡述了實現使用者線高速化的xDSL技術及其應用。

　　1　xDSL技術的匯入

　　近年來Internet和Intranet迅速發展，對固定串連的高速使用者線的需求日前高漲，xDSL是各種類型DSL的總稱，包括ADSL、RADSL、VDSL、SDSL、IDSL和HDSL等。它是一種新的傳輸技術，在現有的銅質電話線路上採用較高的頻率及相應調製技術，即利用在類比線路中加入或擷取更多的數字資料的訊號處理技術來獲得高傳輸速率（理論值可達52Mbps）。各種DSL技術最大的區別體現在訊號傳輸速率和距離的不同，以及上行通道和下行通道的對稱性不同兩個方面。

　　xDSL具有以下特徵：

　　1）與話音工作於不同頻段，基本不影響電話的正常使用，話音所佔頻帶為0-4KHz，xDSL調製頻帶為4.4KHz-1MHz。

　　2）在以辦公室和家庭為中心一定距離範圍內可以提供較高的資料轉送率。

　　3）銅線的具體條件、天氣和片斷對話可能會影響傳輸效能。

　　2　xDSL技術的分類

　　xDSL中“x”表示任一字元或字串，根據所採取的調製方式，獲得的訊號傳輸速率和距離的不同以及按上行和下行速率是否相同可分為速率對稱型和速率非對稱型兩種。

　　1）速率對稱型的xDSL有HDSL、SDSL等多種形式。

　　*HDSL採用2對雙絞銅線實現雙向速率對稱通訊，即為上、下行通訊提供相等的頻寬，速率可達到T1/E1，有效傳輸距離5km。它很適合串連PBX系統、數字局域環路、Internet服務商和校園網等應用場合。

　　2）非對稱型的xDSL值有ADSL和VDSL數種。

　　*ADSL下行速率很高，使用者的下行速率可以達到1.5至8Mbps，而反方向的上行速率為16至640kbps。其最大傳輸距離為5.5km，適用於下行資料量很大的Internet業務。最近又出現了速率自適應的ADSL（即RADSL），它克服了ADSL在強雜訊條件下中斷通訊的缺點，能自適應地降低速率保持通訊串連。能夠根據雙絞銅線品質的好壞和傳輸距離的遠近動態地調節使用者的訪問速率，這使得使用者可以用不同的速率將不同的銅線串連起來，最大限度地利用現有的通訊資源。

　　*VDSL（極高速率數位用戶線路路）和ADSL一樣也是一種上行和下行傳輸速率不對稱的技術。VDSL使用一條電話線，獲得下行傳輸速率可達到13-52Mbps，上行速率為1.5-2.3Mbps，同時傳輸距離不超過1.5km，其主要用於視頻和多媒體等相關場合。

　　3　分離器的功能

　　SDAL、ADSL和VDSL等xDSL技術能同時提供電話和高速資料業務，為此應在已有的雙絞線的兩端接入分離器，分離承載音頻訊號的4KHz以下的低頻帶和xDSL　Modem調製用的高頻帶。分離器實際上是由低通濾波器和高通濾波器合成的裝置。為簡化設計和避免饋電的麻煩，通常採用無源器件構成。

　　xDSL　Modem內部結構與V634等類比Modem幾乎相同。主要由處理D/A變換的類比前端（analog frone end）、進行調製/解調處理的數位訊號處理器（DSP）以及減小數字發送功率和傳輸誤差，利用“網格編碼”和“交織處理”實現差錯校正的數字介面構成。

　　交換局側的xDSL　Modem產品大多具有多工功能，各條xDSL線路傳來的訊號在DSLAM中進行複用，通過高速介面向主幹網側的路由器等裝置轉寄，這種配置可節省路由器的連接埠，布線也得到簡化。目前已有將數條xDSL線路集束成一條10BASE-T的產品和將交換器架上全部資料綜合成155Mbit/s　ATM連接埠的產品。

　　4　xDSL的調製方式

　　xDSL採用的調製/解調方式有2B1Q、CAT和DMT三種。它們都要利用高頻頻帶。高頻訊號損耗大並易受雜訊幹擾，因此速率越高，傳輸距離越近，此外傳輸速率還與雙絞線徑和品質有關。

　　1）2B1Q方式：2B1Q是通過改變矩形波振幅來傳送資料的調製方式。其幅值分成4級，能一次傳送2位元的資料。IDSL、HDSL和SDSL等速率對稱型的xDSL採用此種調製方式。

　　2）CAP方式：CAP是基於正交幅度調製的調製方式。上、下行訊號調製在不同的載波上，速率對稱型和非對稱型的xDSL均可採用。V.34等類比Modem也採用QAM，它和CAP的差別在於其所利用的頻帶。V.34 Modem只用到4KHz，而ADSL方式中的CAP要利用30KHz-1Mhz的頻帶。頻率越高，其波形周期越小，故可提高調製訊號的速率（即資料轉送速率）。CAP中的“Carrierless（無載波）”是指產生載波的部分（電路和DSP的韌體模組）不獨立，它與調製/解調部分合為一體，使結構更加精鍊。

　　3）DMT方式:DMT採用256　QAM調製，通常用於ADSL等速率非對稱型的Modem。在ADSL中一個載波調製佔用4KHz頻寬，對256個載波進行QAM調製需作傅裡變換。DMT對各4KHz頻寬分配調製的資料量，這樣能減少分配到有噪頻帶內的資料量，所以DMT方式具有很強的抗雜訊效能。DMT又可分為頻分複用方式（FDM）和回波抵消方式。FDM按上、下行通道劃分頻帶。回波抵消方式的上、下行頻帶重疊，其效率比FDM高，但處理複雜。

　　5　xDSL的應用範圍

　　1）用作專線網的接入線：專線提供上、下行速率對稱的通訊業務，因此，可採用IDSL、SDSL和HDSL型Modem，終端通過V.35或X.21等串口與其相連，其雙向傳輸速率為128kbit/s-2Mbit/s。

　　2）用作Internet的接入線：在Internet中，瀏覽Web等客戶/伺服器業務的下行資料量要大得多，因此可採用下行高速化的ADSL　Modem。

　　3）用作ATM的接入線。

　　6　結束語

　　隨著Internet頻寬的持續增加，人們越來越關注從高速網路到遠端辦公室和家庭使用者“最後一公裡”的網路傳輸瓶頸問題，xDSL技術正是為克服至使用者“最後一公裡”的傳輸瓶頸而產生的，它利用現有的電話線路，採用特殊的調製技術來大大提高傳輸速率，且xDSL接入與其它接入方式相比，一直保持了較高的效能價格比，因此，xDSL技術正為越來越多的使用者所採用。
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