1、寬帶接入技術及應用寬帶接入技術及應用編著編著 ：郭世滿：郭世滿 馬蘊穎馬蘊穎 郭蘇寧郭蘇寧 北京郵電大學出版社北京郵電大學出版社 3.1 DSL的信息環境3.2 銅線接入信號處理技術3.3 高比特率數字用戶線接入技術3.4第二代高比特率數字用戶線第第3章章 銅線接入技術銅線接入技術3.5 不對稱數字用戶線接入技術3.6 G.Lite與DSLAM3.7 甚高速數字用戶線接入技術3.8 新一代XDSL的應用第第3章章 銅線接入技術銅線接入技術3.1 DSL的信息環境的信息環境o3.1.1銅線的傳輸損耗和容量銅線的傳輸損耗和容量o與其他所有介質一樣，信號在銅線上傳送時會隨銅線長度的增加而不斷衰減，在

2、一條長距離的環路上，總的衰減可達6070dB。信號衰減與距離和頻率的關系信號衰減與距離和頻率的關系雙絞線環路的信噪比與頻率關系的模擬結果雙絞線環路的信噪比與頻率關系的模擬結果芯徑為芯徑為0.4mm的雙絞線的白噪聲信道容量的雙絞線的白噪聲信道容量3.1.2 串擾和其他噪聲串擾和其他噪聲o1.串擾串擾o根據串擾的來源，可以將串擾分為近端串擾、遠端串擾、自串擾和外串擾。NEXT和和FEXT示意圖示意圖疊加疊加NEXT后的系統容量后的系統容量疊加疊加FEXT后的系統容量后的系統容量2.脈沖噪聲o短暫的電磁干擾對DSL系統產生脈沖式噪聲。脈沖噪聲的主要來源，包括空中閃電、家用電器的開關動作等等。3.射頻

3、干擾o主要的噪聲源有調幅廣播和業務無線電。前者的頻率一般是固定的，干擾可預測，而后者則頻率和功率電平存在跳動難以預測。3.1.3 混合線圈與回波混合線圈與回波o混合線圈實際上是一個電橋。如果該電橋達到平衡，只有極少量的發送信號能回到接受路徑中，為達到電橋平衡，關鍵性的因素是與用戶環路的阻抗匹配。3.2 銅線接入信號處理技術銅線接入信號處理技術o近十年來，近十年來，xDSL技術因其以低成本實現用技術因其以低成本實現用戶線高速化而不斷受到重視，其中較為重戶線高速化而不斷受到重視，其中較為重要和使用的是要和使用的是HDSL、ADSL和和VDSL技術技術等。等。3.2.1 2B1Qo脈沖振幅調制脈沖振

4、幅調制即脈沖載波的幅度隨基帶信號變化的一種調制方式，簡單的說就是按一定的時間間隔對模擬信號進行采樣，產生一個振幅等于采樣信號的脈沖。o2B1Q碼屬于基帶傳輸的4PAM，是一種無冗余度的四電平脈沖幅度調制碼。歸零碼和不歸零碼oNRZ定義定義不歸零碼：在二進制編碼方案中，把1和0用相反的、交替的高低電壓表示，代碼之間不會返回到零電壓(基準)。也就是說在數據流中只有兩個值：高和低。oRZ定義定義歸零：一種二進制碼流編碼方案，兩個數據位之間信號須回到零電壓。該信號有三種有效狀態：高電平、低電平和歸零。歸零碼和不歸零碼、單極性碼和雙極性碼 o對于傳輸數字信號來說，最常用的方法是用不同的電壓電平來表示兩個

5、二進制數字，即數字信號由矩形脈沖組成。 oa)單極性不歸零碼，無電壓表示0，恒定正電壓表示1，每個碼元時間的中間點是采樣時間，判決門限為半幅電平。 b)雙極性不歸零碼，1碼和0碼都有電流，1為正電流，0為負電流，正和負的幅度相等，判決門限為零電平。 c)單極性歸零碼，當發1碼時，發出正電流，但持續時間短于一個碼元的時間寬度，即發出一個窄脈沖；當發0碼時，仍然不發送電流。 d)雙極性歸零碼，其中1碼發正的窄脈沖，0碼發負的窄脈沖，兩個碼元的時間間隔可以大于每一個窄脈沖的寬度，取樣時間是對準脈沖的中心。 o歸零碼和不歸零碼、單極性碼和雙極性碼的特點 o不歸零碼在傳輸中難以確定一位的結束和另一位的開

6、始，需要用某種方法使發送器和接收器之間進行定時或同步；歸零碼的脈沖較窄，根據脈沖寬度與傳輸頻帶寬度成反比的關系，因而歸零碼在信道上占用的頻帶較寬。 單極性碼會積累直流分量，這樣就不能使變壓器在數據通信設備和所處環境之間提供良好絕緣的交流耦合，直流分量還會損壞連接點的表面電鍍層；雙極性碼的直流分量大大減少，這對數據傳輸是很有利的。3.2.2 QAM3.2.3 CAPoCAP調制碼調制碼是使用數字濾波器產生的，而不是調制載波。它與QAM有相同的頻譜特性和理論基礎，同相分兩和正交分量有8個幅值，每個碼元含4比特信號，與QAM有相同的星座映射。3.2.4 DMTo一般銅線回路的衰減特性隨其長度、線徑、

7、一般銅線回路的衰減特性隨其長度、線徑、橋接等變化很大，銅線回路的通信容量也在橋接等變化很大，銅線回路的通信容量也在變化。變化。DTM是根據這些回路特性，利用數是根據這些回路特性，利用數字處理技術的自適應算法來調整數字濾波器字處理技術的自適應算法來調整數字濾波器的參數，使誤碼和串音等為最小，使任何子的參數，使誤碼和串音等為最小，使任何子回路的通信容量最大。回路的通信容量最大。1.DMT信道分割原理信道分割原理o把可用帶寬分成N個獨立的、等寬的子信道，根據信道的性能，即傳送數據的能力，把輸入數據自適應的分配到每一個字信道上。2.DMT的調制系統框圖的調制系統框圖3.3 高比特率數字用戶線接入技術高

8、比特率數字用戶線接入技術o高比特率數字用戶線是高比特率數字用戶線是ISDN編碼技術研究編碼技術研究的產物。的產物。3.3.1 HDSL系統的基本組成系統的基本組成oHDSL技術是一種基于現有銅線技術，它采技術是一種基于現有銅線技術，它采用了先進的數字信號自適應均衡技術和回波用了先進的數字信號自適應均衡技術和回波抵消技術。抵消技術。3.3.2 HDSL楨結構楨結構oHDSL既適應既適應T1，又適應，又適應E1，這是因為，這是因為T1和和 E1使用同樣的使用同樣的HDSL楨結構。楨結構。楨結構楨結構3.3.3 HDSL關鍵技術關鍵技術o線路編碼線路編碼l線路碼主要有線路碼主要有2B1Q和和CAP兩

9、種。兩種。o性能損傷性能損傷o傳輸標準傳輸標準3.4 HDSL2接入技術接入技術oHDSL2代表代表“第二代高比特數字用戶線第二代高比特數字用戶線”技術，規范的產品在技術，規范的產品在1998年生產。本質是年生產。本質是在一對線上傳送在一對線上傳送T1和和E1速率信號。速率信號。3.4.1 HDSL2的設計目標的設計目標o一對線上實現兩線對一對線上實現兩線對HDSL的傳輸速率。的傳輸速率。o獲得與兩線對獲得與兩線對HDSL相等的傳輸距離。相等的傳輸距離。o對環路損壞的容忍能力不能低于對環路損壞的容忍能力不能低于HDSL.o對現有業務造成的損害不能超過兩線對對現有業務造成的損害不能超過兩線對HD

10、SLo能夠在實際環路上可靠地運行能夠在實際環路上可靠地運行o價格要比傳統的價格要比傳統的HDSL低。低。3.4.2 HDSL2的線路編碼的線路編碼o關于關于HDSL2的爭論都集中于的爭論都集中于HDSL2線路線路碼的選擇上。碼的選擇上。3.4.3 HDSL2中的中的FDM和回波抵消和回波抵消3.5 ADSL接入技術接入技術o不對稱數字用戶線是一種利用現有的傳統不對稱數字用戶線是一種利用現有的傳統電話線路高速傳輸數字信息的技術。電話線路高速傳輸數字信息的技術。o與傳統傳輸技術相比，與傳統傳輸技術相比，ADSL是一種寬帶是一種寬帶調制解調技術器技術。調制解調技術器技術。ADSL的技術特點的技術特點

11、oADSL系統的主要特點是“不對稱”。這正好與接入網中圖像業務和數據業務的固有不對稱性相適應。ADSL的系統結構的系統結構傳輸帶寬傳輸帶寬oADSL基本上是運用頻分復用或是回波抵消技術，將ADSL信號分割為多重信道。簡單的說，一條ADSL線路可以分割為多條邏輯信道。ADSL的技術基礎的技術基礎 ADSL的重要特征的重要特征o首先是規定要支持模擬話音服務。o其次是考慮ADSL所能提供的服務種類。o最后是ADSL在客戶端的實現可以采用多種形式。 影響影響ADSL性能的因素性能的因素o衰損:尤其是高頻o反射干擾：橋接抽頭o串音干擾：近端串音、遠端串音、高頻干擾o噪聲干擾：突發電磁波耦合 ADSL的調

12、制技術的調制技術oADSL調制調解器利用數字信號處理技術將大量的數據壓縮到雙絞銅質電話線上，再運用轉換器、分頻器、模/數轉換器等組件來進行處理。ADSL采用的調制技術o加/解擾oFEC編碼o交織o整形o補償 ADSL的傳輸方式的傳輸方式oADSL也是一個按楨傳輸方式，與其它楨不同的是，ADSL楨中的位流可以分割。 ADSL楨結構楨結構ADSL超楨和楨結構超楨和楨結構ADSL數據楨結構數據楨結構ADSL的快速數據結構的快速數據結構ADSL的快速數據結構的快速數據結構快速字節結構快速字節結構ADSL的交錯數據結構的交錯數據結構ADSL四種不同傳輸模型四種不同傳輸模型3.6 G.Lite與與DSLA

13、Mo3.6.1 G.Liteo傳統的傳統的ADSL技術和產品早在技術和產品早在20世紀世紀90年年代初就已經出現，但高速代初就已經出現，但高速ADSL技術的應技術的應用比預計的要遲緩，其市場也一直很難形用比預計的要遲緩，其市場也一直很難形成規模。成規模。ADSL.Lite的基本網絡體系結構的基本網絡體系結構數字用戶環路接入復用器數字用戶環路接入復用器ADSL.Lite系統參考模型系統參考模型 技術特點技術特點o通用的、唯一的標準o簡單的即插即用o性能：25倍o始終接通o5. 價格低缺點o速度低3.6.2 DSLAM oDSLAM是出于效率原因將一組是出于效率原因將一組ATU-C與與多路復用功能

14、結合構成中心局的多路復用功能結合構成中心局的DSL接入接入復用器，復用器，DSLAM連接著網絡的客戶端和網連接著網絡的客戶端和網絡服務提供商的網絡。絡服務提供商的網絡。DSLAM的網絡結構的網絡結構DSLAM觀點的觀點的DSL網絡結構網絡結構服務用戶網絡接入提供商網絡服務提供商DSLAM隸屬于隸屬于ISP3.6.3 Video overADSL解決方案解決方案oADSL已成為寬帶接入網絡的重要組成部分，在寬帶業務中，視頻業務是其中一項倍受矚目的應用， Video overADSL是ADSL應用中重要的增值業務點，具有很強的市場前景。DSLAM設備的網絡結構設備的網絡結構CPE: User En

15、d EquipmentVideo overADSL解決方案解決方案o多播信令功能:接入，而非路由o多播復制功能oVideo overADSL的QoS保證：diffserv分區服務oVideo overADSL的寬帶控制3.6.4 ADSL DSLAM技術的發展趨勢技術的發展趨勢o第一代：純ATM結構：622M接口，GB級交換能力，寬帶遠程接入器o第二代：ATM內核IP上行o第三代：IP內核IP上行3.7 甚高速數字用戶線技術接入甚高速數字用戶線技術接入o本節將介紹本節將介紹VDSL的基本構成，相關技術以的基本構成，相關技術以及存在問題，最后介紹了及存在問題，最后介紹了VDSL的應用。的應用。o

16、26M對稱，對稱，13M對稱，對稱，52M/6.4M非對非對稱稱3.7.1 VDSL系統構成系統構成3.7.2 VDSL的相關技術的相關技術oVDSL標準中以銅線/光纖為線路方式定義了5種主要的傳輸模式，這些模式中，大部分的結構類似于ADSL。3.7.3 VDSL存在的問題存在的問題o不能確定VDSL能可靠地傳輸數據的最大距離o業務環境問題。上下層協議不完全獨立o用戶設備分配及電話網絡與用戶設備之間的接口。o開銷也是一個不能忽略的因素。3.8 新一代新一代xDSL技術及應用技術及應用oADSL、HDSL/SHDSL等基于銅線傳輸等基于銅線傳輸的的xDSL接入技術已經使銅線成為寬帶用戶接入技術已

17、經使銅線成為寬帶用戶接入的一個重要手段，并成為寬帶接入的接入的一個重要手段，并成為寬帶接入的主流技術，為廣大用戶所采用。主流技術，為廣大用戶所采用。3.8.1 ADSL2與與ADSL2o下面介紹ADSL2和ADSL2+在技術方面的特性。+ADSL2的主要技術特性的主要技術特性o速率提高、覆蓋范圍擴大o線路診斷技術：兩端診斷o增強的電源管理技術：節電、休眠o速率自適應技術：SRA無縫速率自適應o多線對捆綁技術o信道化技術o其他優點oADSL2+除了具備ADSL2的技術特點外，還有一個重要的特點是擴展了ADSL2的下行頻段，從而提高了短距離內線路上的下行速率。o可以有效的減少串話干擾。ADSL2+的技術特性的技術特性3.8.2 VDSL技術技術oVDSL技術特點：技術特點：o傳輸速率高o傳輸距離受