ADSL技术及应用.ppt

ADSL技术及应用,研发中心经理马军,互联网问世迄今已三十多年，三十多年来，互联网的发展只能用“出人意料”来形容。互联网已经成为人类生活不可或缺的一部分，改变了人们的工作和社会，创造了许多奇迹。互联网的接入曾经是互联网发展的瓶颈。不断升级的MODEM曾经是主打产品，但是MODEM的接入速度令人难以忍受。ISDN成本太高，还没来得及大规模发展就被淘汰，现在已经被DSL迅速取代。技术的创新使得我们接入互联网的方式更加多样化，带宽能力在不断提高。我们可以采用固定和无线等各种方式接入互联网，可以享受更高的带宽和更低廉的费用。,全天候接入互联网,引言,内容提要,话音业务网及窄带上网方式ADSL的起源和历史ADSL的基本概念ADSL接入的工作原理影响ADSL速率的主要因素ADSL的一些应用ADSL基础知识总结ADSL2/2+技术介绍VDSL/2技术介绍,话音业务,用户端,PSTN：PublicSwitchedTelephoneNetwork公共电话交换网,局端,配线架,PSTN,双绞线,普通Modem方式,双绞线,电话局端,用户端,配线架,PSTN,普通Modem分为两类：外置Modem和内置Modem,普通Modem方式,通过普通Modem方式：56kbit/s,modem拨号方式：通过电话线，利用当地运营商提供的接入号码，拨号接入互联网,速率不超过56Kbps。,缺点：1.速率低，无法实现一些高速率要求的网络服务。2.费用高，接入费用由电话通信费和网络使用费组成。3.打电话和上网不能同时使用。4.线路不稳定，误码率高。,普通Modem方式,优点：使用方便，只需电话线及自带MODEM的PC机就可完成接入。,ISDN方式,ISDN接入方式：俗称“一线通”。它采用数字传输和数字交换技术，将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。ISDN基本速率接口有两条64kbps的信息通路和一条16kbps的信令通路，简称2B+D，当有电话拨入时，它会自动释放一个B信道来进行电话接听。,缺点：1.速率还是比较低，无法实现一些高速率要求的网络服务。2.费用较高，接入费用由电话通信费和网络使用费组成。,优点：用户利用一条ISDN用户线路，可以在上网的同时拨打电话、收发传真，就像两条电话线一样。,ISDN方式,内容提要,话音业务网及窄带上网方式ADSL的起源和历史ADSL的基本概念ADSL接入的工作原理影响ADSL速率的主要因素ADSL的一些应用ADSL基础知识总结ADSL2/2+技术介绍VDSL/2技术介绍,随着internet网络的发展，上网用户数量井喷式增加，下载数据量急剧增加，困扰网民的最大问题还是上网速度太慢，网路过于拥挤。普通的56Kmodem最快连接速度只有50多kbps。即使使用ISDN，两通道捆绑起来也不过128kbps。而且上网不但要支付网络使用费，还需交纳昂贵的电话费，特别对于使用两个通道的ISDN用户。为了满足人们的需求，随着科技的发展，出现了一种新兴的网络接入方式ADSL，这给在网路上蹒跚的人们带来了福音。,宽带网络接入的需求,数字用户线（DSL）技术是贝尔通信研究所于1989年为视频点播（VOD）业务开发的利用双绞线传输高速数据的技术，由于VOD业务受挫而没有得到广泛的应用。近年来随着Internet的迅速发展，对固定连接的高速用户线需求日益高涨，基于双绞铜线的xDSL技术因其以低成本实现用户线高速化而重新崛起，打破了高速通信由光纤独揽的局面。长期以来通信用户的电话机经过“对绞铜线”的用户线连至市内交换局，进入公共交换的通信网（PSTN），接至对方用户的电话机，使双方得以互相会话。,ADSL的起源与历史,双绞线为传统的模拟电话提供3003400Hz的频带，为了适应电话用户使用低速数据通信，增加调制解调器（modem），使速率33kbs和最高56kbs的数据信号能够通过模拟话音频带与对方实行数据通信。话音modem只能提供56kbs的数据速率。为什么双绞线只能传输以56kbs为限度的数据呢？应该说，这不是双绞线传输能力的限度，而是通信网中的窄交换机有限制，它对电话通信只是分配一个话音频带。虽然用户的数据信息经过话音modem，交换机并不能认出它是话音modem传来的数据信号，而只是对它当作话音信号看待。,ADSL的起源与历史,双绞线本身并不限制宽带数据信号的传输，只要避开窄带交换机，用户就可以把宽带数据信号送进通信网。因此我们说，用户线如避开了窄带的话音交换机，就可以成为数字用户线（DSL，DigitalSubscriberLine）。DSL技术在传统的电话网络的用户线路上支持对称和非对称的传输模式，解决了发生在网络服务供应商和最终用户间的最后一公里的传输瓶颈问题。由于电话用户环路已经大量铺设，如何充分利用现有的铜缆资源，通过铜质双绞线实现高速接入就成为业界的研究重点，因此DSL技术很快就得到重视，得到大量应用。,ADSL的起源与历史,当然，双绞线用作DSL，其传输数据信号速率的容量与其线路长度有关。以前的双绞线传输宽带数据信号，只能限于很短的长度。如参数结构经过改进，新的双绞线能够传输较长距离。这样的DSL到了交换局内，不经过原来的话音modem，而是由另一种modem提取数字信号，或者DSL连至街上某一接线箱，再连往通信网的交换机。通信网可能是利用ATM，或是利用IP（InternetProtocol）。用于DSL传输宽带数据信号的modem，是需要精心设计的，必须利用最新的大规模集成芯片和信号处理技术，这就是为什么DSL到近年才开始应用和较快发展的原因。,ADSL的起源与历史,根据国际上的共同统计，近年来通信用户使用业务的情况与过去相比有明显的变化。尤其是Internet向全世界开放，众多拥有计算机的用户普遍要求上网以获取大量数据信息，给原来的电话通信网带来巨大的冲击。而数字电视技术日趋成熟，使众多的住家用户产生浓厚的兴趣。与通信网上各种通信业务量相比较，电话的业务量仅是缓慢上升，而数据信息的业务量却依指数规律上升，因此数字用户线（DSL）进入了快速发展期。在实际应用中，数据信息业务和数字图视业务有各种不同的情况。有些是用户发送和接收的数据信息几乎具有相等的数字速率，这就属于对称的双向通信。双方用户使用可视通信或多媒体通信，一般是双向对称的。,ADSL的起源与历史,而另一些应用，用户上Internet网，用户发往网络的仅是简短的数据信息，而网络向用户提供的却往往是大量的、长时间传送的数据信息。住家用户需要点播电视节目（VOD）业务。这两类典型应用表明上行线路仅传输简短数据，而下行线路却传输大量数据。这就属于不对称的双向通信。针对这些不同的实际应用情况，DSL有对称的SDSL（SymmetricalDSL）和不对称ADSL（AsymmetricalDSL），后一种适用于Internet接入和VOD。,ADSL的起源与历史,另外，DSL技术还包括HDSL（highspeedDSL）和VDSL（veryhighspeedDSL）。在众多的接入技术之中，ADSL因其在一对铜线上支持上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率1Mbps到8Mbps，有效传输距离在35公里范围以内，非常适合Internet接入和VOD，能够满足广大用户的需要，是最具有竞争力的一项技术。,ADSL的起源与历史,铜线接入方式比较,ADSL系列标准：ITU-TG.992.1（G.DMT）ITU-TG.992.2（G.Lite）ITU-TG.992.3（G.DMT，ADSL2）ITU-TG.992.3（G.Lite，ADSL2）ITU-TG.992.5（ADSL2+）ITU-TG.992.1(G.dmt)、G.992.2(G.1ite)是第一代ADSL标准，自1999年6月发布以来，在实际应用过程中对其传输性能、抗线路损伤和射频干扰能力、线路诊断、运行维护等许多方面提出了改进的要求。2002年5月进行的ITU-T会议中通过了新一代ADSL标准，包括ADSL2(G.992.3)和无分离器ADSL2(G.992.4)，在其基础上频谱进一步扩展的ADSL2+(G.992.5)标准已于2003年1月举行的ITU会议上通过。,ADSL系列标准,内容提要,话音业务网及窄带上网方式ADSL的起源和历史ADSL的基本概念ADSL接入的工作原理影响ADSL速率的主要因素ADSL的一些应用ADSL基础知识总结ADSL2/2+技术介绍VDSL/2技术介绍,ADSL：AsymmetricDigitalSubscriberLine非对称数字用户线路,ADSL技术是一种不对称数字用户线实现宽带接入互连网的技术，ADSL作为一种传输层的技术，充分利用现有的铜线资源，在一对双绞线上提供上行1Mbps下行8Mbps的带宽，从而克服了传统用户在最后一公里的瓶颈，实现了真正意义上的宽带接入。,认识ADSL,充分利用已铺设的大量市话双绞铜线，保持资源。传输速率高，下行带宽可达8Mb/s，上行带宽达1Mb/s，分别是传统话带Modem(56kb/s)的100多倍和20倍。信息传输不对称，符合Internet业务的特点。技术成熟，标准化程度高，是目前商用化程度最好的宽带接入解决方案。基于铜线传输，误码率10-7-10-9，传输性能接近光纤传输的水平，但可靠性相对光纤传输而言还较差。多采用先进的DMT线路编码方式，抗串音和其他干扰的能力较强，并可根据线路长度，噪声情况自适应地选择传输速率。,ADSL技术特点,在一条线路上可同时传送传统的POTS业务和ADSL业务，并且互不影响。ADSL系统的传送距离可达4公里甚至更远，并已与SDH光传输、ATM和IP技术很好地结合在一起，服务半径可达几十公里。ADSL系统组网非常灵活，可根据用户分布、用户密度以星形、树形方式组网。由于每根双绞线由每个ADSL用户独有，因而ADSL带宽也由每个ADSL用户所独占，而非带宽共享。由于ADSL的传输可靠性相对较低，且传输速率有限，因而主要适用于家庭用户和中小型商业用户。,ADSL技术特点,ADSL是不对称数字用户线，它是DSL中的一员，是一种非对称的传输技术，利用了普通电话线中未使用的高频频段，通过不同的调制方法，在铜缆上实现高速数据传输。其中上行频带26KHz-138KHz，下行频带从138KHz-1.104MHz，上行速率可达到640Kbit/s，下行速率达到8Mbit/s。ADSL的传输速率与传输距离的关系是，传输距离越远，传输速率越低；反之，传输距离越近，传输速率就越高。ADSL在连接时，可以根据线路状况，包括距离、噪声等影响，自动地调节到一个合理的速率上。,ADSL的信号分割方法,ADSL的调制方法，可以分为：CAP、DMT两种，而DMT方式又可以分为频分复用方式（FDM）和回声抵消方式（EC）。其中DMT技术相比CAP技术具有线路适应性强的优势，被确立为ITU-T的建议。下表为CAP和DMT两种调制方式的比较。,ADSL的信号分割方法,ADSL的信号分割方法,从表中可以看出，在线路适应性、速率以及标准的开放性各个方面，DMT比CAP技术有更大的优越性。,以下主要说明DMT调制技术以及DMT上下行频率使用的两种方式：FDM方式、EC方式。DMT调制DMT（DiscreteMultiTone）离散多频调制技术，以4.3125KHz频宽为基本单位，把1MHz的频带分为256个子信道，而原本普通的POTS业务在电话线上占用的频带大致为300Hz-4kHz，再加上隔离效果等因素，在DMT技术中把0-25KHz的频带留给话音业务使用，也就是前面的6个子信道，实际用来作为数字业务传输的子信道为250个。,ADSL的信号分割方法,DMT技术中的每个信道都采用QAM技术（除去前面用于话音业务的子信道），然后把每个子信道的输出波形再叠加（因为每个子信道的频率不一样）后输入到线路上；对端接收端再根据频率先分解成各子信道的输入波形，各子信道再采用QAM解调过程解出传送的比特数据。250个子信道用于传送ADSL数据业务，其中031（前面6个不可用）是分给上行（用户端到局端），下行（局端到用户端）有两种分配方案。一种是分配全部的0255子信道，重叠使用上行业务占用的子信道，但前提必须采用回波抵消技术；另一种就是分配32255子信道，这时上下行频带没有重叠，无需回波抵消技术。,ADSL的信号分割方法,DMT上下行频率使用方式（1）频分复用方式（FDM）：上行导频点在69KHz（子带#16）下行导频点在276KHz（子带#64）上行数据传输子带从#7到#31(除去#16)下行数据传输子带从#32到#255(除去#64),频分复用（FDM）,语音信道:04kHz上行信道:30138kHz下行信道:1381104kHz,（2）回波抵消方式（EC）上行导频点在69KHz（子带#16）下行导频点在276KHz（子带#64）上行数据传输频段从#7到#31(除去#16)下行数据传输频段从#7到#255(除去#64),频分复用（FDM）,语音信道:04kHz上行信道:30138kHz下行信道:1381104kHz,而ADSL采用DMT（离散多音频）技术，将原先电话线路0Hz到1.1MHz频段划分成256个频宽为4.3kHz的子频带。其中4kHz以下频段用于传送POTS（传统电话业务），20kHz到138kHz的频段用来传送上行信号，138kHz到1.1MHz的频段用来传送下行信号。DMT技术可根据线路的情况调整在每个信道上所调制的比特数，以便更充分地利用线路。,离散多音频（DMT）调制技术,离散多音频（DMT）调制技术,离散多音频（DMT）,ADSL编码：DMT，共256个子载波，每个子载波上采用QAM调制（正交幅度调制），承载215位信息，子载波频点间隔为4.3125kHz。,ADSLoverPOTS频段：,离散多音频（DMT）,ADSLoverISDN频段：,离散多音频（DMT）,DMT调制能力的范围是0-15bit/s。DMT调制系统根据情况使用这255个子信道，可以根据各子信道的瞬时衰减特性、群时延特性和噪声特性决定子信道的传输速率。在性能优良的中间频率子信道一般调制能力均大于10bit/s/Hz，而在低频率或高频率的子信道，DMT技术可根据信道性能自适应地将调制能力降为4bit/s/Hz。不能传输数据的信道将被关闭。,信道受到的影响,速率调整方式,初始化速率调整：启动初始化阶段，通过收发器训练和信道分析过程，测量各子信道的信噪比，确定各个子信道所调制的比特数、相对功率电平等传输参数，以保证各子信道传输容量和可靠性最优。快速学习过程：在传输过程中通过快速学习过程来实现传输速率的动态调整。具体做法是：当线路质量降低到一定的程度时，马上启动快速学习程序，降低传输速率；而当线路质量提高到一定程度时，启动快速学习程序，提高传输速率。,ADSL信道类型,ADSL信道类型分为快速信道和交织信道两种。在ADSL的数据帧结构中，有快速帧（fast）和交织帧(interleaved)之分，对应的有fastchannel和interleavedchannel，fast和interleaved的区别在于interleavedchannel中，经过FEC（前项纠错）编码后的bit流要送到一个交织寄存器中，然后从中读出进行下一步的处理，而这个写入读出的过程就叫做交织。,ADSL信道类型,下面将简单对这两种模式做一个介绍。Fast：快速方式，纠错能力一般，但延迟较小，适用于那些对延迟敏感的业务，比如视频点播、可视电话等。Interleaved：交织方式，纠错能力较强，随着深度越深，纠错能力越强，但相应的延迟就越大，这种方式适用于那些对可靠性要求较高但不太在意延迟的业务，比如文件下载等。,ADSL信道类型,一般没有交织的情况下（如快速方式），线路是严格按照上层来的比特流顺序进行传送，这样前面的比特先被传送，并且先到接收端，相应的时延较小，但误码的可能性就较大，比如如果线路上遇到脉冲干扰等，这些干扰持续的时间较短，但会致使连续的比特错误，如下：,下面简单介绍一下快速、交织的处理过程；比如首先假定上层来的顺序比特流如下：,ADSL信道类型,由于以上是按照上层来的比特流顺序进行传送的，这样这些连续的比特错误到达接收端也是连续的，达到一定程度，线路本身的差错控制码（如FEC）等将无能为力，最终产生线路误码，这时只能由高层协议的重传协议来保证了。,ADSL信道类型,在交织情况下，线路没有按照上层来的比特流顺序进行传送，而是按照码字间隔的传送它们的比特，这是通过一个交织器，让比特流横向进、纵向出来完成的，如下为交织器的工作原理：,ADSL信道类型,到达接收端后交织器以相反的方式处理，纵向进、横向出，最后结果如下：,经过交织器处理后线路上传送的比特流顺序将为：,ADSL信道类型,交织带来的好处是什么呢？我们假定线路受到了一个脉冲干扰，如果采用Fast模式，按顺序把数据送入线路的情况下，2、3、4这三个比特被受到了干扰。而采用交织的情况，会如何呢？我们注意到，当采用交织后，被送入线路的实际顺序，因此被干扰的是8、15、2这三个比特。这样，由于交织的存在，错误被分解了，这就有利于FEC更好的纠错。,ADSL信道类型,交织带来的传输延迟在接收端，码字A只有等三个码字都到了才能接收到最后一个比特，才能算接收完毕，这明显加大了延迟。这一延时对于不需要确认的数据传输（比如UDP连接）是没有影响的，仅最开始那一下，但是对需要对方应答时（比如TCP连接），这种延时将会明显降低了传输速率，因为发送一个报文经过一段时延才能到达对方，而对方的确认报文又要经过一个时延才能达到，有时交织方式的FTP下载速率甚至会降低到快速方式的1/3左右。,目前的ADSL只支持其中一种方式，要么采用快速方式，要么采用交织方式，不能两种同时使用。交织信道（Interleave）：长时延、高可靠信道。增加交织处理环节解决突发差错，通过将坏的子信道离散开来，重新计算信道，重新排序，提高抗差错能力。适用于数据传输。快速信道（Fast）：不进行交织处理的低时延、快速、低可靠信道。适用于实时性要求较高、可靠性要求较低的视频、话音等信息的传输。,快速信道和交织信道的比较,内容提要,话音业务网及窄带上网方式ADSL的起源和历史ADSL的基本概念ADSL接入的工作原理影响ADSL速率的主要因素ADSL的一些应用ADSL基础知识总结ADSL2/2+技术介绍VDSL/2技术介绍,ADSL接入方式,ADSL接入方式,ADSL接入方式,ADSL接入方式,ADSL接入的工作原理,ATM/IP,铜线,用户端,PSTN,配线架,局端,RJ-45,分离器,配线架,分离器,ATU-R,DSLAM,ADSL接入的工作原理,铜线,用户端,局端,RJ-45,配线架,ATM/IP,1.ATUC是ADSL局端Modem，ATU-R是ADSL用户端Modem，两者配合完成远端用户到局端ATM信元的传输和变换。,2.在局端与宽带网之间，若从ATM上联接口板出来的信息则还是ATM信元流，若从IP上联接口板板出来的信息则是IP数据。,ATU-R,DSLAM,ADSL接入的工作原理,铜线,用户端,局端,配线架,IP/ATM,IMS,分离器,ATU-R,ADSL接入的工作原理,通过信号分离器分离低频的语音信号和高频的数据信号，使它们在接收端互不干扰。,POWER,ATU-R,DSLAM,分离器,LINE,PHONE,MODEM,LINE,LAN,配线架,分离器的工作原理,DSLAMDigitalSubscriberLineAccessMultiplexer数字用户线接入复用器在ADSL发展之初ATM被认为是下一代网络的核心技术，所以ADSL在链路层也采用了ATM的信元格式。随着Internet的发展，IP的应用占据了主导地位，ADSLDSLAM也经历了纯ATM结构、ATM内核IP上行、IP内核IP上行三个发展阶段。,DSLAM,第一代：纯ATM结构第一代ADSLDSLAM从下行的线路到上行接口全部采用ATM方式，这是最符合ADSL自身技术特点的结构。这一代的DSLAM只能使用ATM网络作为其接入与核心网络，而ATM网络接口直到目前为止仍然仅能提供622M接口，交换容量也通常只有几个GB，这样就导致在构建大容量的核心网络时要使用大量的ATM设备，再加上ATM设备本身成本较高，也就导致了ATM核心网络的建网成本高昂。第一代ADSLDSLAM建设成本高昂不仅来自ATM网络本身，还来自于网关设备。无论ATM网络建设得多好，最终还要与以IP技术为核心的Internet实现互通。这时一种设备应运而生BRAS（宽带远程接入服务器）成为ATM到IP的网关设备。BRAS设备由于要同时支持ATM和IP两种协议，其设备成本较ATM设备更为昂贵。在ATM与IP转换,DSLAM,时多采用1483B、1483R等协议，无论是哪种协议都要进行SAR（切片与重组）操作，这极大地消耗了设备的宝贵资源，使BRAS成为两网互通的瓶颈。第二代：ATM内核IP上行随着第一代纯ATM内核的DSLAM缺点的暴露，运营商开始寻求IP上行的DSLAM设备，直接将ADSL接入到IP网络中。于是各设备制造商在原有ATM内核DSLAM的基础上经过协议转换提供IP上行的DSLAM产品。这样，基于ATM内核采用IP上行接口的第二代DSLAM出现了。第二代DSLAM实际是一种过渡性产品，其ATM与IP的转换集中在上行IP接口板，由其统一处理。由于其结构特点导致设备在使用的过程中出现了以下一些问题：,DSLAM,1在进行ATM与IP转换时要消耗大量资源，而集中在上行接口板统一处理无疑使上行接口成为瓶颈，在数据流量较大时很容易导致设备上行端口拥塞。2第二代DSLAM沿用了ATM内核，其级联是通过ATM内部总线采用专用线缆直接级连。在实现级连时由于数据流量更大，上行瓶颈现象就更为严重。这使得网络扩容非常困难。3第二代DSLAM由于采用ATM内核，只能支持很少量的VLAN，一般不超过32个。无法使每条PVC与VLAN一一映射，很难保障专线用户的QoS。4ATM的机制本身不支持点到多点的传输模式，如果要实现只能通过CPU在每条PVC逐个拷贝，开销巨大且效率低下。所以第二代DSLAM很难支持日渐盛行的组播业务。,DSLAM,第二代ADSLDSLAM既没有继承ATM丰富的QoS特性，也没有学习到IP丰富的业务特性。但尽管其存在这样或那样的缺点，它仍然解决了第一代ADSLDSLAM在组网时完全依赖ATM网络的缺陷，在组网模式上是一大进步，是ADSLDSLAM发展过程中的重要一员。第三代：IP内核IP上行由于借鉴了前两代ADSLDSLAM在设计上的经验，第三代DSLAM从开始设计就采用了纯IP内核。这样，从根本上解决了前两代ADSLDSLAM所存在的问题。第三代DSLAM在ATM与IP的转换上采用了分布式结构，在每个ADSL业务板上实现了ATM信元的终结和每条PVC与VLANID的一一映射。,DSLAM,第三代DSLAM大容量的以太网背板保证了所有端口的无阻塞交换，上行可提供多个GE捆绑，不仅解决了第二代DSLAM上行带宽不足的问题，还解决了对于企业级用户的服务品质保障问题。第三代DSLAM在级联方式上采用以太网级联方式，不占用内部总线带宽，采用分布式的ATM与IP转换不会因级联而加重单个设备的负载。大部分第三代DSLAM都可以提供4台以上的级联能力，有的甚至可以提供15台的级联能力，网络扩容非常灵活方便。第三代DSLAM采用了纯IP内核，所以它继承了IP丰富的业务特性。通过IP网中的组播协议，可无缝支持视频组播等宽带IP业务。第三代DSLAM与前两代相比有了质的变化。它不仅学习了ATM丰富的QoS特性，同时也继承了IP丰富的业务特性。在建设模式上不需要昂贵的ATM设备与BRAS，使得建网成本大大下降。,DSLAM,ATM网络由于建设成本高、容量小、业务支持能力弱，各大运营商都已经停止了ATM网络的改造和扩容，ATM网络资源也将逐渐枯竭。相反，各运营商在宽带IP城域网的建设上投入很大，IP网络资源越来越丰富。从技术发展、建设成本、市场经营和提高使用效率上看，采取IP内核的第三代DSLAM都有着明显的优势。目前，已经有越来越多的业界厂商开发基于IP内核的第三代DSLAM，IP内核的第三代DSLAM成为DSLAM发展的必然趋势。,DSLAM,话音业务网及窄带上网方式ADSL的起源和历史ADSL的基本概念ADSL接入的工作原理影响ADSL速率的主要因素ADSL的一些应用ADSL基础知识总结ADSL2/2+技术介绍VDSL/2技术介绍,内容提要,在实际线路中ADSL的速率受线路质量的影响很大，特别是下行速率。影响ADSL使用性能的因素主要表现在以下几个方面：（1）线缆规格和长度。DSL工作的频率越高，衰减越大；,YD322-96规定的常温下各种线径电缆线对的每公里衰减值（dB/km)如下所示：,影响ADSL速率的几个因素,线径越细，衰减越大；线路越长，衰减越大。一般来说在2公里内，线路长度对ADSL速率的影响不是太大，但超过2公里后，ADSL速率随线路长度的增加而急剧下降。,影响ADSL速率的几个因素,（2）桥接抽头。在窄带通信工程上，为了灵活分配电缆中的线对，常做有桥接抽头。在桥接点上会出现一个阻抗不匹配的反射点，对传输信号将产生回波，影响ADSL传输性能。（3）背景噪声和其它各种干扰因素。包括高斯分布的白噪声，一条电缆中线对之间产生的信号串扰和电力线、工业电器、无线电信号等的感应噪声。,影响ADSL速率的几个因素,（4）电缆损伤。电话线自身的损伤对ADSL传输影响比较大，损伤包括断路、短路、浸水、分岔、断裂、接头、老化等，有些仅仅影响性能，有些对于ADSL传输则是致命的。,影响ADSL速率的几个因素,在实际线路中ADSL的速率受线路质量的影响很大，特别是下行速率。决定线路质量的重要因素包括：线路长度、线缆规格、是否有桥接分接头、线路上的干扰程度。线路衰减正比于线路的长度和频率而反比于线缆直径，因此说明ADSL性能时应注明线缆规格和用户线长度。一般来说在2公里内，线路长度对ADSL速率的影响不是太大，但超过2公里后，ADSL速率随线路长度的增加而急剧下降。ADSL都具有速率自适应的功能，即根据线路质量动态调整，速率变化是以32kbps为单位的。,影响ADSL速率的几个因素,话音业务网及窄带上网方式ADSL的起源和历史ADSL的基本概念ADSL接入的工作原理影响ADSL速率的主要因素ADSL的一些应用ADSL基础知识总结ADSL2/2+技术介绍VDSL/2技术介绍,内容提要,DSLAM,WBAS,Switch,HPNA,核心层,汇聚层,接入层,UAS,L2/L3/L4EthernetSwitch,用户端,IP/ATM,ATM,ATM接入设备,以太网交换机,路由器,ATU-R,LAN,网络管理平台,宽带组网结构,ADSL网络的总体结构分为用户端、接入层、汇聚层、核心层四个层次。用户通过ADSLModem连接到SLAM，DSLAM通过STM-1与ATM相连，或者通过10/100Mbit/s以太网连接到城域网，ATM网和城域网均连接到宽带接入服务器，完成对用户PPPoE呼叫的终结。宽带接入服务器对用户接入进行处理，把来自于多个用户或多虚通道的业务集中至一个连向ISP或公司网络的虚通道，连接163骨干网。同时，它也执行协议转换的功能，使数据以正确格式前转至主数据网络。宽带接入服务器处理所有的缓冲，流量控制和封装功能，与RADIUS服务器配合对用户进行认证、鉴权等工作。,ADSL的应用,ADSL的应用,PC单机（Internet/VOD应用）,分离器,ATM/IP,业务提供网络,业务提供网络,双绞线,ADSL的应用,网吧和SOHO,分离器,ATM/IP,业务提供网络,业务提供网络,双绞线,ADSL的应用,话吧（IP电话）,分离器,ATM/IP,IAD,软交换,话音业务网及窄带上网方式ADSL的起源和历史ADSL的基本概念ADSL接入的工作原理影响ADSL速率的主要因素ADSL的一些应用ADSL基础知识总结ADSL2/2+技术介绍VDSL技术介绍,内容提要,ADSL基础知识总结,1.什么是ADSL？ADSL是DSL（数字用户环路）家族中最常用、最成熟的技术，它是英文AsymmetricalDigitalSubscriberLoop(非对称数字用户环路）的英文缩写。它是运行在原有普通电话线上的一种新的高速、宽带技术。所谓非对称主要体现在上行速率（最高1Mbps）和下行速率（最高8Mbps）的非对称性上。,2.ADSL的主要特点是什么？DSL（数字用户线路，DigitalSubscriberLine）是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL和RADSL等，一般称之为xDSL。它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对称性的不同这两个方面。HDSL与SDSL支持对称的T1/E1（1.544Mbps/2.048Mbps）传输。其中HDSL的有效传输距离为34公里，且需要两至四对铜质双绞电话线；SDSL最大有效传输距离为3公里，只需一对铜线。比较而言，对称DSL更适用于企业点对点连接应用，如文件传输、视频会议等收发数据量大致相应的工作。同非对称DSL相比，对称DSL的市场要少得多。ADSL和RADSL属于非对称式传输。ADSL在一对铜线上支持上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率1Mbps到8Mbps，有效传输距离在35公里范围以内；RADSL能够提供的速度范围与ADSL基本相同，但它可以根据双绞铜线质量的优劣和传输距离的远近动态地调整用户的访问速度。正是RADSL的这些特点使RADSL成为用于网上高速冲浪、视频点播（IAV）、远程局域网络（LAN）访问的理想技术，因为在这些应用中用户下载的信息往往比上载的信息（发送指令）要多得多。,ADSL基础知识总结,3.ADSL与普通拨号Modem及N-ISDN的比较有哪些优势？A)比起普通拨号Modem的最高56K速率，以及N-ISDN128K的速率，ADSL的速率优势是不言而喻的。B)与普通拨号Modem或ISDN相比，ADSL更为吸引人的地方是：它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负担，并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方式。这意味着使用ADSL上网并不需要缴付另外的电话费。,ADSL基础知识总结,4.ADSLMODEM怎样传输高带宽的信号，具体工作流程是什么？ADSL连接时在电话线上产生了3个信道，一个8M的下行通道，一个640K的上行和控制信号及一个普通电话通道。具体工作流程：经ADSLMODEM编码后的信号通过电话线传到电信局的信号识别/分离器（局端设备）上，如果是语音信号就传到交换机上，如果是数字信号就接入Internet。,ADSL基础知识总结,5.如果ADSL与电话同用一根电话线不装分离器行吗？不行，由于电话的瞬变杂音（如摘挂机）会干扰ADSL的运行，而ADSLMODEM也会对电话线路产生杂音，为了防止这类情况发生，必须在每个电话上加装一个小型外置式话音分离器。6.使用ADSL要不要拨号？ADSL接入INTERNET有虚拟拨号和专线接入两种方式。采用虚拟拨号方式的用户采用类似MODEM和ISDN的拨号程序，在使用习惯上与原来的方式没什么不同。采用专线接入的用户只要开机即可接入INTERNET。,ADSL基础知识总结,7.什么是虚拟拨号？拨什么号？所谓虚拟拨号是指用ADSL接入INTERNET时同样需要输入用户名与密码（与原有的MODEM和ISDN接入相同），但ADSL连接的并不是具体的接入号码如163或8888，而是所谓的虚拟专网VPN的ADSL接入的IP地址。8.ADSL接入ISP是否会遇忙？不会。ADSL只有快或慢的区别，不会产生接入遇忙的情况。,ADSL基础知识总结,9.申请ADSL，对用户有什么要求？硬件要求：（1）计算机：586奔腾及以上IBM兼容机。（2）ADSL终端设备：ADSLMODEM（一般由局方提供）。内置式以太网卡。软件要求：(1)建议使用Windows98或者以上操作系统。(2)浏览器建议使用INTERNETEXPLORER4.0以上或NETSCAPE4.0以上。,ADSL基础知识总结,10ADSL除了提供上网之外用户还可以享受到什么好处？速率高是ADSL的最大特点，因此一些只有在高速率才能实现的网络应用在ADSL看来显得绰绰有余,如1.5MMpeg-1或4MMPEG-2的影视点播都只有在ADSL的前提下才能享受，一个4M字节的MP3文件只需要1分多的时间就可以下载完毕！同时由于ADSL较高的带宽及安全性，它还是局域网互联远程访问的理想选择。11.安装ADSL，用户是否需要另外申请电话线？安装ADSL，是在原有的电话线上加载一个复用设备，所以用户不必再增加一条电话线。12.安装ADSL是否很麻烦，会不会影响原来的电话？安装ADSL无须改动电话线，因此只有在安装调试过程中才会略受影响。13.在使用ADSL浏览因特网时，要不要收取电话费？不需要。因为通过ADSL上网并没有经过电话交换网接入INTERNET，但占用PSTN线路资源和宽带网络资源，所以需要缴纳ADSL月租费。,ADSL基础知识总结,话音业务网及窄带上网方式ADSL的起源和历史ADSL的基本概念ADSL接入的工作原理影响ADSL速率的主要因素ADSL的一些应用ADSL基础知识总结ADSL2/2+技术介绍VDSL/2技术介绍,内容提要,ADSL标准,G.992.1ADSLTransceivers(G.DMT)ANNEXAFULLRATEADSLoverPOTSANNEXBFULLRATEADSLoverISDNG.992.2SplitterlessADSL(G.Lite)G.992.3ADSL2(G.DMT.BIS)G.992.4SplitterlessADSL2(G.Lite.bis)G.992.5ADSL2+,ADSL2改进(1)-速率与距离,传输性能速率与距离的提高采用高效的调制解调技术，保证在较低的信噪比条件下，在较长的传输线路上获得较高的传输速率。ADSL2减少帧开销，采用可编程的帧头，使每帧的帧头可根据需要从4Kbps到32Kbps灵活调整，提高了信息净负荷的传输效率(ADSL每帧采用固定的32Kbps的开销)。ADSL2提高编码增益，在ADSL帧RS编码结构方面，其灵活性、可编程性也大大提高。ADSL2从RS编码中获得更高的编码增益。改善链路建立的初始化机制和优化信号处理算法，从而保证线路速率的提高与稳定。在相同的传输距离下，ADSL2可以获得50Kbps的速率提高。在相同的传输速率下，ADSL2可以使传输距离延长183米。ADSL2下行达到12Mbit/s，上行达到1Mbit/s的速率。,ADSL2改进(1)-速率与距离,ADSL2改进(2)-增强的功率管理,L0正常工作下的满功率传输；L2低功耗状态L3睡眠模式例如：用户下载文件时，工作在L0，L0是正常工作下的满功率传输。当用户并没有进行数据传输的间隔，如用户浏览网页，CO端会快速进入L2低功耗状态，当用户再次进行数据传输时，CO端又快速进入L0状态。当在一段限定时间内，用户一直没有发出数据传输时，CO和CPE端都会进入L3的睡眠模式，进一步降低发射功率，此时，物理层链路仍然连接，但是没有有效负荷传送。当再次有数据传输要求时，经过大约三秒的快速训练进入L0模式。总之，ADSL2可以根据系统的工作状态(高速连接、低速连接、离线等)，灵活、快速地转换工作功率,切换时间3秒之内完成，保证业务不受影响。,L0正常工作下的满功率传输；L2低功耗状态L3睡眠模式,ADSL2改进(2)-增强的功率管理,ADSL2改进(3)-增强的抗噪音能力,噪声来源于RF，loadingcoil，crosstalk，bridgetap等，抗噪音的能力是最重要的指标，ADSL2通过以下方面提高抗噪音的能力：更快的比特交换（bitswap），一旦发现某个传输子通道受到噪声影响，就快速的将其承载的比特转移到信号质量好的子通道。无缝的速率调整(SRA，Seam-lessRateAdaptation)，一旦受到大的噪音干扰，SRA采用精密复杂的在线重配置处理协议，对ADSL2标准中的调制层和成帧层进行非耦合处理。在线路质量发生较大改变时，非耦合关系能够使调制层调整ADSL收发两端传输数据的速率参数，而不直接改变成帧层的成帧参数，从而避免出现误码和线路失步等业务中断现象。当噪音影响消失后，DSL连接速率再自动调高。子通道（TONE）的禁止，当某些子通道的噪音干扰非常大时，这些子通道将会被禁止使用，从而提高系统稳定性。增强的子通道排序，接收端根据各子通道噪音的大小，将子通道进行重新排序，然后进行trellis编码，从而将噪音的影响降到最小。动态的速率分配（DRR），总速率保持不变，但是各个通信路径的速率可以进行重新的分配。例如，一路用于语音通讯的路径长时间沉默，分配于它的通讯带宽可用于传送数据的路径。,ADSL2改进(3)-增强的抗噪音能力,ADSL2改进(4)-故障诊断和线路测试,增加了对线路诊断功能的规范。ADSL2系统可在初始化过程中及结束后，提供对线路噪声、线路衰减、信噪比等重要参数的测量功能。诊断测试模式，可在线路质量很差而无法激活时进行测量。提供两端测试。提供实时监测，对运行维护水平有非常重要的意义。,ADSL2改进（5）-多线对绑定,ADSL2支持绑定二条甚至更多线对的物理端口，以形成一条ADSL逻辑链路，从而实现高速数据接入。通过引入ATMIMA反向复用技术以实现多线对绑定的。该规范在ADSL物理层与ATM层之间定义了一个新的IMA子层，以控制底层的多通道传送：在ADSL的发送端，IMA子层将上层ATM信元流分散到多个ADSL物理子层；在接收端，IMA子层将多个ADSL物理子层重新组合成ATM信元流。,ADSL2改进(6)-提供信道化的业务,ADSL2支持把带宽分割成为不同的信道（channel），并使它们为适应不同的应用而具有不同的特性，如ADSL2可支持语音的应用，使它具有低延时、高容错的特性，同时支持另一信道的数据应用，使它可以容忍比较大的延时，而误码率很低。ADSL2可支持CVoDSL（ChannelizedVoiceoverDSL），为用户提供基于TDM的64kbit/s的数字化语音信道，而不需要把语音承载到ATM或IP等高层协议和应用中。,ADSL2改进(6)-提供信道化的业务,与需要经过高层协议转换的VoATM、VoIP方式不同，ADSL2在ADSL的上下行传输通道中定义并预留了64Kbps的“话音信道”(如图所示)。局端ADSL接口板在接收到由远端DSL调制解调器送来的话音流后，直接将其还原为PCMDS0，然后由DSLAM直接将话音信号送至PSTN交换设备上，以实现正常的语音业务。受上行带宽的限制，一般建议每链路开展4路CVoDSL业务。,ADSL2改进(6)-提供信道化的业务,ADSL2改进（7）,其它：快速启动，链路建立时间缩短为3秒。增加了全数字ADSL模式（All-DigitalMode)。PTM传输模式，IP包直接封装在HDLC帧格式内,没有ATM的CELL。,ADSL2+介绍,在ADSL2技术的基础上，ADSL2+扩展了线路的使用频宽：ADSL2:下行传输频带的最高频点为1.1MHz(G.992.3/G.dmt.bis)或552KHz(G.992.4/G.lite.bis)。ADSL2+:将高频段的最高调制频点扩展至2.2MHz，可支持512个载频点进行数据调制。频谱扩展：到2.2MHz，512个子载频。高带宽：25Mbps高带宽，同步距离2km时，速率达到19Mbps。长距离：6.0km。单端线路测试(SELT)：功能，对线路长度、线路最高同步速率、线路噪声等的测试。向下兼容性：全面兼容普通ADSL终端设备。,ADSL2+介绍,ADSL2+介绍,话音业务网及窄带上网方式ADSL的起源和历史ADSL的基本概念ADSL接入的工作原理影响ADSL速率的主要因素ADSL的一些应用ADSL基础知识总结ADSL2/2+技术介绍VDSL/2技术介绍,内容提要,ADSL技术在提供图像业务方面的带宽十分有限以及经济上成本偏高，所以，这些缺点成为了ADSL迅速发展的障碍。VDSL技术作为ADSL技术的发展方向之一，是目前最先进的数字用户线技术，采用该技术可以进一步提高xDSL系统的下行带宽。VDSL技术能满足广大用户高速上网的需要，充分利用现有的电话线网络，保护了运营商既有的投资，极好的解决最后1公里的网络瓶颈。,VDSL技术,VDSL技术,VDSL：Very-high-bit-rateDigitalSubscriberloop甚高速数字用户环路简单地说，VDSL就是ADSL的快速版本。使用VDSL，短距离内的最大下传速率可达55Mbps，上传速率可达19.2Mbps，甚至更高。上传和下传数据信道都可在现有的POTS或ISDN服务上被频分，使VDSL成为高速、低价网络的佳选。,技术特点:语音数据互不影响；独享带宽、安全可靠高速数据传输：短距离内的最大下传速率可达55Mbps，上传速率可达19.2Mbps，甚至更高。距离（英尺）速率(Mbps)1000to3000to=450012.96,VDSL技术,VDSL技术,VDSL频段(9210）,VDSL频段(国标）,VDSL的体系结构就象高速的ADSL。VDSL复用上传和下传管道以获取更高的传输速率，它也使用了内置纠错功能以弥补噪声等干扰。VDSL适于短距传输。,VDSL技术,编码方式：DMT、QAM目前使用QAM方式。延迟模式：交织。VDSL的传送模式包括