摘 要：結合ADSL系統(tǒng)特點，分析ADSL系統(tǒng)的優(yōu)點，主要分析了ADSL系統(tǒng)上行及下行傳輸方式。
關鍵詞：銅線接入；ADSL；傳輸帶寬；傳輸方式
Performance Analysis of ADSL TransportMode
REN Xiaotian，WANG Xingliang，WANG Yongming
�。‥lectron Communication Engineering Institute，Air Force Engineering University，Xi′an，710077，China）
Abstract：With the characteristic of ADSL system，analyzed its advantages and analyzed mostly the transport mode of submitanddown．
Keywords：copperwire access；ADSL；transport bandwidth；transportmode
1 引言
我國現(xiàn)有的接入網(wǎng)用戶線路大部分由雙絞銅線組成，用光纖完全代替銅線是不現(xiàn)實、也不經(jīng)濟的。改造和建設我國用戶接入網(wǎng)的方針：在充分利用現(xiàn)有的銅線用戶網(wǎng)，發(fā)揮其容量的潛力的基礎上，逐步過渡到光纖接入網(wǎng)和無線接入網(wǎng)。所以不應忽視對銅線接入的學習和研究。
銅線接入方式主要以下幾種：線對增容技術、高比特速率數(shù)字用戶線（High data rate DigitalSubscriber Line，HDSL）、不對稱數(shù)字用戶線（Asymmetric DigitalSubscriber Line，ADSL）和甚高速數(shù)字用戶線（Very highspeed DigitalSubscriberLine，VDSL）技術。DSL技術主要用于綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）的基本速率業(yè)務，在一對雙絞線上獲得全雙工傳輸，因而是最現(xiàn)實、最經(jīng)濟的寬帶接入技術。
2 ADSL特點
ADSL是一種利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話線路高速傳輸數(shù)字信息的技術。該技術將大部分帶寬用來傳輸下行信號，而只使用一小部分帶寬來傳輸上行信號，這樣就是所謂的不對稱的傳輸模式。ADSL系統(tǒng)可提供三條信息通道：高速下行信道、中速雙工信道和普通電話業(yè)務信道。ADSL將高速數(shù)字信號排在普通電話頻段的高頻段，再用濾波器慮除干擾（如環(huán)路不連續(xù)點和振鈴引起的瞬間干擾）后，就可與傳統(tǒng)電話信號在同一對雙絞線共存而互不影響。目前使用的一般模擬調(diào)制解調(diào)器傳輸速度均無法與ADSL相抗衡。而且，ADSL的不對稱傳輸技術符合Internet業(yè)務下行數(shù)量大、上行數(shù)量小的特點。ADSL也可以在相同的線路上同時容納模擬的語音信息，用戶在上網(wǎng)時仍然可以使用電話。
ADSL是一個有效解決網(wǎng)絡擁塞的方案。網(wǎng)絡上大多數(shù)的多媒體傳輸都有一種現(xiàn)象：有大量的數(shù)據(jù)流往用戶，卻只有少量的交互控制信息上傳。PSTN（公用電話交換網(wǎng)）系統(tǒng)的帶寬限制成為信息高速公路的“路障”。ADSL就是針對打破這種現(xiàn)象而設計的。如果建設ADSL，可以沿著現(xiàn)有的電話線路發(fā)展。ADSL系統(tǒng)的主要特點是“不對稱”，正好與接入網(wǎng)中圖像業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務的固有不對稱性相適應。其主要優(yōu)點有：
�。�1）可充分利用現(xiàn)有的銅線網(wǎng)絡。
�。�2）ADSL系統(tǒng)初期投資小，設備可隨用隨裝，時間短，設備拆裝容易、方便。便于轉移，適合流動性較強的用戶。
（3）ADSL充分利用雙絞線上的帶寬，以先進的調(diào)制技術，產(chǎn)生更大更快的通路。
�。�4）一條ADSL線路可同時提供個人計算機、電視和電話頻道。
3 ADSL系統(tǒng)結構
3．1 系統(tǒng)構成
ADSL系統(tǒng)構成如圖1所示。在一對普通銅線兩端各加一臺ADSL局端設備和遠端設備。
ADSL系統(tǒng)的核心ADSL收發(fā)信機（局端機和遠端機），其原理框圖如圖2所示。局端ADSL收發(fā)信機與遠端的不同：局端中MUL將下行高速數(shù)據(jù)與中速數(shù)據(jù)進行復合，經(jīng)FEC編碼后送發(fā)信單元調(diào)制，最后經(jīng)耦合器送到銅線上；線路耦合器將來自銅線上的信號分離出來，經(jīng)接收單元和FEC解碼處理恢復上行中速數(shù)據(jù)；線路耦合器還完成POTS信號的收、發(fā)耦合。遠端ADSL的線路耦合器將來自銅線的下行數(shù)據(jù)信號分離出來，經(jīng)接收單元解調(diào)和FEC解碼送DMUL進行分路處理，恢復出下行高速數(shù)據(jù)和中速數(shù)據(jù)，送給不同的終端設備。
3．2 傳輸帶寬
ADSL基本上運用EC技術或FDM將ADSL信道分割成多重信道。一條ADSL物理信道可以分割為多條邏輯信道。
EC技術是將上行帶寬與下行帶寬產(chǎn)生重疊，再以局部回波消除的方法將2個不同方向的傳輸帶寬分離，該技術也用在一些模擬調(diào)制解調(diào)器上。
FDM將帶寬分為兩部分：分別分配給上行方向的數(shù)據(jù)（上行數(shù)字信道約占據(jù)25～200 kHz的中間頻段）和下行方向的數(shù)據(jù)使用（下行數(shù)字信道約占據(jù)200 kHz～1．1 MHz）。其中，POTS信道占據(jù)原來4 kHz以下的電話頻段。然后，再應用TDM技術將下載部分的帶寬分為一個以上的高速次信道（AS0，AS1，AS2，AS3）和一個以上的低速次信道（LS0，LS1，LS2）。
在ADSL系統(tǒng)中，常用的調(diào)制方式有QAM，CAP和DMT。其中，DMT技術更具吸引力。影響ADSL系統(tǒng)性能的因素主要有串音和脈沖干擾。
4 ADSL的傳輸方式
ADSL是一種“按幀傳輸方式”，與其他傳輸方式一樣。與其他幀不同的是，ADSL幀中的位流可以分割，一個ADSL物理信道最多可以支持7個承載信道，其中有4個只能供下行方向使用的單工信道（AS0～AS3），有3個可以傳輸上行和下行數(shù)據(jù)的雙工信道（LS0～LS2）。
4．1 下行方向傳輸
任何承載通道可編程為傳輸32 kb/s的字節(jié)流。不是32 kb/s倍數(shù)的余數(shù)，則并到幀的附加信息區(qū)中。下行速率是T1速率的4倍，成本也低于T1接入。有的ADSL系統(tǒng)還可以提供8．192 Mb/s的下行速率通路和640 kb/s的雙向速率通路，可支持2個4 Mb/s廣播級質(zhì)量的圖像信號傳輸。
ADSL規(guī)范指定了4種下行單工承載通道（AS0～AS3）的傳輸級別，他們是1．536 Mb/s（T1速率）的簡單倍數(shù)，分別是1．536 Mb/s，3．072 Mb/s，4．608 Mb/s和6．144 Mb/s。雙工通道可以包含一個控制通道和一些ISDN通道（BRI或384 kb/s）。承載通道的最高速率的上限僅受ADSL鏈路傳輸能力的控制。所有AS承載通道不能同時使用最大的傳輸級別速率6．144 Mb/s。
子頻帶（子帶）AS0是必須被支持的�？稍谥付〞r間內(nèi)激活的最大子帶數(shù)目和傳輸?shù)某休d通道數(shù)目依賴于傳輸級別。在ADSL系統(tǒng)中，傳輸級別依賴于ADSL環(huán)路可以達到的線速率和子帶的配置。
傳輸級別被編號為1～4，各種配置組合如下：
（1）傳輸級別1是必要的，常用于最短的回路上，可提供最快的速度。他可以以任意一種組合作為選擇性配置，也就是1．536 Mb/s的1～4倍，至少要支持AS0這1個子帶的使用。如4個1．536 Mb/s的次信道組合，或是1個1．536 Mb/s的次信道和1個4．608 Mb/s次信道的組合，或是兩個1．536 Mb/s次信道和1個3．072 Mb/s次信道的組合。
�。�2）傳輸級別2是可選擇的，傳輸速率為4．608 Mb/s。 其配置組合原則和級別1相同，系統(tǒng)可以按任一種或是所有的載體速率來組合成4．608 Mb/s，如3個1．536 Mb/s次信道組合，或是1個1．536 Mb/s次信道和1個3．072 Mb/s次信道組合。傳輸級別2不使用AS3。
�。�3）傳輸級別3也是可選擇的，其速率為3．072 Mb/s。 系統(tǒng)可以按任一種或是所有的載體速率來組合成3．072 Mb/s。
�。�4）傳輸級別4是必要的，常用于最長的環(huán)路上傳輸，只能支持最低的1．536 Mb/s的速度，而且只能在AS0次信道上運行。承載信道是1．536 Mb/s的AS0。
ADSL也定義了以相當于E1的2．048 Mb/s速率為基數(shù)的2M-1,2M-2和2M-3三個傳輸?shù)燃�，支持AS0，AS1和AS2三個次信道供下行傳輸。三個傳輸?shù)燃壎际沁x擇性的，系統(tǒng)可以以任一種或是所有的載體速率來組合成各不同傳輸?shù)燃�。但ADSL子信道的速率應匹配承載通路的速率，承載通路傳送應服從表1所示的限制。
傳輸級別2M-1為6．144 Mb/s，可以按以下可選的配置運行：1個6．144 Mb/s；或1個4．096 Mb/s加1個2．048 Mb/s；或3個2．048 Mb/s的承載信道。2M-2和2M-3分別為4．096 Mb/s和2．048 Mb/s，可按同樣的原則來組合。
ATM信元也可以在ADSL上傳輸（這只是一種選擇性的功能，ADSL并不一定都支持ATM信元傳輸），不過只有AS0次信道支持ATM信元的下行單向傳輸，因此，載體次信道也只能配置為AS0。
4．2 上行方向傳輸
ADSL系統(tǒng)最多可同時支持3個雙工承載信道（LS0～LS2）。其中，LS0固定作為以1．536 Mb/s為基數(shù)（或以2．048 Mb/s為基數(shù)）的傳輸?shù)燃壍目刂菩诺�，ATM則使用LS2作為控制信道。
控制信道也稱為C信道，C信道攜帶服務選擇以及呼叫建立信號信息，所有的單向下行鏈路的用戶網(wǎng)絡信令都是通過他傳輸?shù)摹Ｈ绻枰�，C信道實際上可以攜帶單向
及雙向信號通道信令。在傳輸級別4和2M-3通道的速率是16 kb/s。C通道信令一般是在ADSL幀的特殊的幀頭部分傳輸?shù)�。其他傳輸級別使用64 kb/s的C通道，消息是在雙向承載信道LS0中傳輸?shù)摹?
除了C通道，ADSL系統(tǒng)可以有2個可選的雙向承載信道：一個是160 kb/s的LSl，另一個是384 kb/s或576 kb/s的LS2。雙向通道的結構隨單向通道中定義的傳輸級別不同而不同。與單向傳輸一樣，雙向傳輸也必須考慮到傳輸?shù)燃墸笆龅淖畹偷燃?第4級和2M-3，其C信道的速率為16 kb/s，該等級的C信道必須一直保持在起作用狀態(tài)。其余各個傳輸?shù)燃壍腃信道速率都是64 kb/s。LSl的速度為160 kb/s，LS2的速度為384 kb/s或576 kb/s。
ANSITI．413．1998標準中規(guī)定，ADSL的ATM上行方向的數(shù)據(jù)傳輸必須支持單等待時間模式，也就是說，只能選擇快速或者交錯路徑中的一種進行傳輸，并且只能使用LS0次信道。若使用雙等待時間模式（同時使用快速及交錯路徑），則必須使用LS0及LSl次信道進行上行方向的傳輸，并分別配置這2個次信道供不同路徑使用。ADSL系統(tǒng)至少須支持AS0單向載體次信道和LS0雙向載體次信道，其數(shù)據(jù)速率須支持以32 kb/s為基數(shù)，從32 kb/s到640 kb/s的速率。
如果雙向信道用來支持ATM信元的傳輸，則只使用LS2次信道，其速率為448 kb/s或672 kb/s，4個傳輸?shù)燃壍腃信道速率均為64 kb/s。
按照E1T1．4傳輸標準，ADSL系統(tǒng)用于圖像傳輸可以有多種選擇：如1～4個1．536 Mb/s通路，或1～2個3．072 Mb/s通路，或1個6．144 Mb/s通路及混合方式。
5 ADSL的應用和前景
ADSL是一種寬帶調(diào)制解調(diào)技術，能把一般的電話線路轉換成高速的數(shù)字傳輸通路，可供互聯(lián)網(wǎng)絡及公司網(wǎng)絡高速接收/發(fā)送信息，同時還可以提供各種實時的多媒體服務；ADSL系統(tǒng)除了能向用戶提供原有的電話業(yè)務外，還能向用戶提供多種多樣的寬帶業(yè)務：廣播電視、VOD、遠程醫(yī)療、遠程教學、會議電視、多方可視游戲、多媒體接入、Internet接入、多媒體分配等；ADSL系統(tǒng)還可用于局域網(wǎng)（LAN）與廣域網(wǎng)（WAN）的接入。
從實際情況看，隨著全球電子商務的趨勢，網(wǎng)絡必然要寬帶化，在未來的幾年內(nèi)，以寬帶調(diào)制解調(diào)器高速上網(wǎng)就像現(xiàn)在的33．6 kb/s或56 kb/s調(diào)制解調(diào)器上網(wǎng)一樣普遍。ADSL銅質(zhì)電話線路接入至少會使用20年。目前，ADSL調(diào)制解調(diào)器惟一的競爭對手只有CATV經(jīng)營者的電纜調(diào)制解調(diào)器。所以，ADSL系統(tǒng)的發(fā)展前景仍可看好。
參考文獻
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