xDSL技术及其应用
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xDSL技术及其应用
摘要：xDSL技术是一种调制技术，在双绞铜线的两端分别接入xDSL调制解调器，即可利用其高频宽带特性传送高速数据。本文全面阐述了实现用户线高速化的xDSL技术及其应用。
1 xDSL技术的导入
近年来Internet和Intranet迅速发展，对固定连接的高速用户线的需求日前高涨，xDSL是各种类型DSL的总称，包括ADSL、RADSL、VDSL、SDSL、IDSL和HDSL等。它是一种新的传输技术，在现有的铜质电话线路上采用较高的频率及相应调制技术，即利用在模拟线路中加入或获取更多的数字数据的信号处理技术来获得高传输速率（理论值可达52Mbps）。各种DSL技术最大的区别体现在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两个方面。
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0-4KHz，xDSL调制频带为4.4KHz-1MHz。
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、天气和片断对话可能会影响传输性能。
2 xDSL技术的分类
xDSL中“x”表示任意字符或字符串，根据所采取的调制方式，获得的信号传输速率和距离的不同以及按上行和下行速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型两种。
1）速率对称型的xDSL有HDSL、SDSL等多种形式。
*HDSL采用2对双绞铜线实现双向速率对称通信，即为上、下行通信提供相等的带宽，速率可达到T1/E1，有效传输距离5km。它很适合连接PBX系统、数字局域环路、Internet服务商和校园网等应用场合。
2）非对称型的xDSL值有ADSL和VDSL数种。
*ADSL下行速率很高，用户的下行速率可以达到1.5至8Mbps，而反方向的上行速率为16至640kbps。其最大传输距离为5.5km，适用于下行数据量很大的Internet业务。最近又出现了速率自适应的ADSL（即RADSL），它克服了ADSL在强噪声条件下中断通信的缺点，能自适应地降低速率保持通信连接。能够根据双绞铜线质量的好坏和传输距离的远近动态地调节用户的访问速率，这使得用户可以用不同的速率将不同的铜线连接起来，最大限度地利用现有的通信资源。
*VDSL（极高速率数字用户线路）和ADSL一样也是一种上行和下行传输速率不对称的技术。VDSL使用一条电话线，获得下行传输速率可达到13-52Mbps，上行速率为1.5-2.3Mbps，同时传输距离不超过1.5km，其主要用于视频和多媒体等相关场合。
3 分离器的功能
SDAL、ADSL和VDSL等xDSL技术能同时提供电话和高速数据业务，为此应在已有的双绞线的两端接入分离器，分离承载音频信号的4KHz以下的低频带和xDSL Modem调制用的高频带。分离器实际上是由低通滤波器和高通滤波器合成的设备。为简化设计和避免馈电的麻烦，通常采用无源器件构成。
xDSL Modem内部结构与V634等模拟Modem几乎相同。主要由处理D/A变换的模拟前端（analog frone end）、进行调制/解调处理的数字信号处理器（DSP）以及减小数字发送功率和传输误差，利用“网格编码”和“交织处理”实现差错校正的数字接口构成。
交换局侧的xDSL Modem产品大多具有多路复用功能，各条xDSL线路传来的信号在DSLAM中进行复用，通过高速接口向主干网侧的路由器等设备转发，这种配置可节省路由器的端口，布线也得到简化。目前已有将数条xDSL线路集束成一条10BASE-T的产品和将交换机架上全部数据综合成155Mbit/s ATM端口的产品。
4 xDSL的调制方式
xDSL采用的调制/解调方式有2B1Q、CAT和DMT三种。它们都要利用高频频带。高频信号损耗大并易受噪声干扰，因此速率越高，传输距离越近，此外传输速率还与双绞线径和质量有关。
1）2B1Q方式：2B1Q是通过改变矩形波振幅来传送数据的调制方式。其幅值分成4级，能一次传送2比特的数据。IDSL、HDSL和SDSL等速率对称型的xDSL采用此种调制方式。
2）CAP方式：CAP是基于正交幅度调制的调制方式。上、下行信号调制在不同的载波上，速率对称型和非对称型的xDSL均可采用。V.34等模拟Modem也采用QAM，它和CAP的差别在于其所利用的频带。V.34 Modem只用到4KHz，而ADSL方式中的CAP要利用30KHz-1Mhz的频带。频率越高，其波形周期越小，故可提高调制信号的速率（即数据传输速率）。CAP中的“Carrierless（无载波）”是指生成载波的部分（电路和DSP的固件模块）不独立，它与调制/解调部分合为一体，使结构更加精炼。
3）DMT方式:DMT采用256 QAM调制，通常用于ADSL等速率非对称型的Modem。在ADSL中一个载波调制占用4KHz带宽，对256个载波进行QAM调制需作傅里变换。DMT对各4KHz带宽分配调制的数据量，这样能减少分配到有噪频带内的数据量，所以DMT方式具有很强的抗噪声性能。DMT又可分为频分复用方式（FDM）和回波抵消方式。FDM按上、下行信道划分频带。回波抵消方式的上、下行频带重叠，其效率比FDM高，但处理复杂。
5 xDSL的应用范围
1）用作专线网的接入线：专线提供上、下行速率对称的通信业务，因此，可采用IDSL、SDSL和HDSL型Modem，终端通过V.35或X.21等串口与其相连，其双向传输速率为128kbit/s-2Mbit/s。
2）用作Internet的接入线：在Internet中，浏览Web等客户/服务器业务的下行数据量要大得多，因此可采用下行高速化的ADSL Modem。
3）用作ATM的接入线。
6 结束语
随着Internet带宽的持续增加，人们越来越关注从高速网络到远程的办公室和家庭用户“最后一公里”的网络传输瓶颈问题，xDSL技术正是为克服至用户“最后一公里”的传输瓶颈而产生的，它利用现有的电话线路，采用特殊的调制技术来大大提高传输速率，且xDSL接入与其它接入方式相比，一直保持了较高的性能价格比，因此，xDSL技术正为越来越多的用户所采用。
文章录入：csh 责任编辑：csh
1 xDSL技术的导入
近年来Internet和Intranet迅速发展，对固定连接的高速用户线的需求日前高涨，xDSL是各种类型DSL的总称，包括ADSL、RADSL、VDSL、SDSL、IDSL和HDSL等。它是一种新的传输技术，在现有的铜质电话线路上采用较高的频率及相应调制技术，即利用在模拟线路中加入或获取更多的数字数据的信号处理技术来获得高传输速率（理论值可达52Mbps）。各种DSL技术最大的区别体现在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两个方面。
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0-4KHz，xDSL调制频带为4.4KHz-1MHz。
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、天气和片断对话可能会影响传输性能。
2 xDSL技术的分类
xDSL中“x”表示任意字符或字符串，根据所采取的调制方式，获得的信号传输速率和距离的不同以及按上行和下行速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型两种。
1）速率对称型的xDSL有HDSL、SDSL等多种形式。
*HDSL采用2对双绞铜线实现双向速率对称通信，即为上、下行通信提供相等的带宽，速率可达到T1/E1，有效传输距离5km。它很适合连接PBX系统、数字局域环路、Internet服务商和校园网等应用场合。
2）非对称型的xDSL值有ADSL和VDSL数种。
*ADSL下行速率很高，用户的下行速率可以达到1.5至8Mbps，而反方向的上行速率为16至640kbps。其最大传输距离为5.5km，适用于下行数据量很大的Internet业务。最近又出现了速率自适应的ADSL（即RADSL），它克服了ADSL在强噪声条件下中断通信的缺点，能自适应地降低速率保持通信连接。能够根据双绞铜线质量的好坏和传输距离的远近动态地调节用户的访问速率，这使得用户可以用不同的速率将不同的铜线连接起来，最大限度地利用现有的通信资源。
*VDSL（极高速率数字用户线路）和ADSL一样也是一种上行和下行传输速率不对称的技术。VDSL使用一条电话线，获得下行传输速率可达到13-52Mbps，上行速率为1.5-2.3Mbps，同时传输距离不超过1.5km，其主要用于视频和多媒体等相关场合。
3 分离器的功能
SDAL、ADSL和VDSL等xDSL技术能同时提供电话和高速数据业务，为此应在已有的双绞线的两端接入分离器，分离承载音频信号的4KHz以下的低频带和xDSL Modem调制用的高频带。分离器实际上是由低通滤波器和高通滤波器合成的设备。为简化设计和避免馈电的麻烦，通常采用无源器件构成。
xDSL Modem内部结构与V634等模拟Modem几乎相同。主要由处理D/A变换的模拟前端（analog frone end）、进行调制/解调处理的数字信号处理器（DSP）以及减小数字发送功率和传输误差，利用“网格编码”和“交织处理”实现差错校正的数字接口构成。
交换局侧的xDSL Modem产品大多具有多路复用功能，各条xDSL线路传来的信号在DSLAM中进行复用，通过高速接口向主干网侧的路由器等设备转发，这种配置可节省路由器的端口，布线也得到简化。目前已有将数条xDSL线路集束成一条10BASE-T的产品和将交换机架上全部数据综合成155Mbit/s ATM端口的产品。
4 xDSL的调制方式
xDSL采用的调制/解调方式有2B1Q、CAT和DMT三种。它们都要利用高频频带。高频信号损耗大并易受噪声干扰，因此速率越高，传输距离越近，此外传输速率还与双绞线径和质量有关。
1）2B1Q方式：2B1Q是通过改变矩形波振幅来传送数据的调制方式。其幅值分成4级，能一次传送2比特的数据。IDSL、HDSL和SDSL等速率对称型的xDSL采用此种调制方式。
2）CAP方式：CAP是基于正交幅度调制的调制方式。上、下行信号调制在不同的载波上，速率对称型和非对称型的xDSL均可采用。V.34等模拟Modem也采用QAM，它和CAP的差别在于其所利用的频带。V.34 Modem只用到4KHz，而ADSL方式中的CAP要利用30KHz-1Mhz的频带。频率越高，其波形周期越小，故可提高调制信号的速率（即数据传输速率）。CAP中的“Carrierless（无载波）”是指生成载波的部分（电路和DSP的固件模块）不独立，它与调制/解调部分合为一体，使结构更加精炼。
3）DMT方式:DMT采用256 QAM调制，通常用于ADSL等速率非对称型的Modem。在ADSL中一个载波调制占用4KHz带宽，对256个载波进行QAM调制需作傅里变换。DMT对各4KHz带宽分配调制的数据量，这样能减少分配到有噪频带内的数据量，所以DMT方式具有很强的抗噪声性能。DMT又可分为频分复用方式（FDM）和回波抵消方式。FDM按上、下行信道划分频带。回波抵消方式的上、下行频带重叠，其效率比FDM高，但处理复杂。
5 xDSL的应用范围
1）用作专线网的接入线：专线提供上、下行速率对称的通信业务，因此，可采用IDSL、SDSL和HDSL型Modem，终端通过V.35或X.21等串口与其相连，其双向传输速率为128kbit/s-2Mbit/s。
2）用作Internet的接入线：在Internet中，浏览Web等客户/服务器业务的下行数据量要大得多，因此可采用下行高速化的ADSL Modem。
3）用作ATM的接入线。
6 结束语
随着Internet带宽的持续增加，人们越来越关注从高速网络到远程的办公室和家庭用户“最后一公里”的网络传输瓶颈问题，xDSL技术正是为克服至用户“最后一公里”的传输瓶颈而产生的，它利用现有的电话线路，采用特殊的调制技术来大大提高传输速率，且xDSL接入与其它接入方式相比，一直保持了较高的性能价格比，因此，xDSL技术正为越来越多的用户所采用。
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