ADSL原理与故障修复.doc

ADSL原理与故障修复ADSL原理与故障修复数据通信分局 余 乐关键词： ADSL（非对称数字用户线），故障，修复摘要：本文以维护角度介绍了一些ADSL的知识，共六大部分。分别介绍了 ADSL基本原理、ADSL“杀手”、ADSL线路驳接方法、ADSL用户接入方式、ADSL故障判断与修复、ADSL故障事例与注意事项。根据我局现有情况，本文着重描述了在ADSL装机和维护工作中应该了解的知识和相关原理，以及ADSL维护工作经验，并在此基础上总结出ADSL故障判断和修复方法和注意事项。此外，文章中附有较多简单易懂的图示。1ADSL基本原理1.1ADSL参考模型 ADSL是一种接入网性质的网络。它主要是利用现有电话线路完成高速Internet的接入，而且在同一条ADSL线路上完成普通电话的接入。以下是ADSL接入系统的参考模型。广州ADSL接入网络正是参照这种模型建立的。ATU_R: ADSL transmission Unit at the customer premises (相当于客户端Modem)ATU_C: ADSL transmission Unit at the network end (相当于局端Modem,可以内置于接入节点机Access Node)Splitter: 语音分离复合、分离器。用于将数据和语音合并和分离。LOOP：市话外线。测量室的MDF模块分别位于POTS-C和U-C。POTS-C在我局的数据97系统中称为POST端口。U-C在我局的数据97系统中称为ADSL端口，网管则通常称LT端口1.2ADSL调制技术与频谱分布ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Loop, 非对称数字用户环线）是利用现有电话外线实现高速Internet接入。从ATU_C到ATU_R的数据流被称为下行数据流（Downstream），从ATU_R到ATU_C的数据流被称为上行数据流（Upstream）。这种技术不需要重新更换用户外线，从以上的参考模型可以清楚地看到：只需在测量室重新跳一次线即可完成普通市话到ADSL的升级。市话外线(Loop)只是承载ADSL电磁信号的一种载体。ADSL技术就是利用这对外线传播电磁信号。ADSL采用DMT（Discrete Multi Tones）技术，也就是离散多音频调制技术。该技术的基本原理是将电磁频谱分割成多个音频（Tone），每个音频相当于是一个小Modem，并传送一定数量的数字信号，所有的Tone都是同步的。最好的情况下每个Tone每次承载15比特。每个Tone占用4.3kHz的带宽，Tone与Tone之间留有一定的频谱冗余，互不干扰。ITU-T G.992.1标准共有256个Tone，而G.992.2（也称G.Lite）标准只有128个Tone。根据G.992.1标准，语音信号是利用04kHz的频率传送，20kHz138kHz用于上行信道（Upstream），140kHz1100kHz用于下行信道（Downstream）。以下是整个DMT频谱的示意图，以及ADSL信号随距离衰减的情况。从这张图上还可看出上行和下行的数据传输用的频段相差很大，大部分的频段用于下行数据传输，而上行数据占用的频段明显少于下行数据占用的频段。正是这种不对称性，才使这种技术被人称为“非对称的数字用户线”。从下面的图例中我们还可以发现，其他的电磁信号也会对ADSL的频谱造成很大的影响。随着频率的升高，这种相互之间的影响更加剧烈。图中的阴影部分清晰地显示了其它电磁信号对ADSL DMT的影响。为了尽量避免这些干扰，ADSL线路最好不要和其它高频传输系统合在同一条电缆中。由于ADSL的这种特性，某些ADSL用户通信质量可能会由于线间串扰而相应降低。1.3ATU_C与ATU_R同步过程ATU_C和ATU_R的同步实际上是一个很简单的过程，如果外线畅通而且符合基本的ADSL线路要求，则ATU_C和ATU_R很容易同步。整个过程分为四个部分。Activate and Acknowledge在这个阶段ATU_R不断向ATU_C发送初始化请求，只要AUT_C收到ATU_R发送来的初始化请求，就向ATU_R发送初始化命令。当ATU_C连续发送两个初始化命令后，ATU_C就认为整条Loop可以承载ADSL业务而且已经和ATU_R取得了联系。此时ATU_C和ATU_R都被对方激活和确认，接着ATU_C和ATU_R开始进入下一步。Transceive and Training在这个阶段ATU_C会和ATU_R之间相互“训练”。这其中包括ATU_C根据该线路情况决定线路的最大下行速率，而ATU_R则决定线路的最大上行速率。也就是说，ATU_C和ATU_R之间将找出整条线路的最大峰值。但这个最大峰值并不是真正的阿ADSL能使用的最大速率，仅仅是线路最好的情况下才出现的最大速率。Channel Analysis在这个阶段ATU_C和ATU_R之间会对所有的256个Tone进行逐个分析。分析每个Tone到底需要多大的传输能量，能够承载多少比特等等。这个过程十分重要，如果一家好的厂商生产的产品可以对整个线路分析的很完整，并能在此基础上提供较稳定的传输速率。例如：当线路不很稳定的时候，峰值速率有可能会很大，但具体使用的时候。Transmit DataATU_C和ATU_R之间以分析好的较稳定的速率进行传输。2 ADSL“杀手”2.1负载线圈现实线路中存在很多负载线圈。如下图所示其中Load Coil就是负载线圈，这些负载线圈主要用来增强电话信号，它对ADSL信号有很强的削弱作用。只要有一个负载线圈在线路中，用户就无法得到正常的ADSL服务。2.2桥接抽头如果线路上存在抽头，ADSL电磁波到达抽头的汇接点时将分两路传送，一路信号正常到达对端，另一路沿着抽头的方向传播。这部分电磁波从抽头反射回抽头汇接点时就会干扰后来的电磁信号。也就是说该抽头会将ADSL电磁波延迟一段时间，从而扰乱后继的正常ADSL电磁信号。现有的大部分ADSL线路测试仪都可以测试出抽头。有部分功能较强的测试仪甚至可以测出抽头的大致位置和多个抽头。下图将抽头对线路的影响比较详细地展示出来。2.3电磁干扰与躁声还有一种情况是线路受到了冲击躁声（Impulse Noise）的影响。这种躁声很难捕捉，但是如果有电焊等设备在线路附近使用，肯定会影响ADSL。下图展示了对ADSL线路有一定串扰的一些电磁信号频谱特征。如果在修障或装机的过程中发现有以下的频段受到干扰，则可初步判断干扰源。在上图中横坐标上的数字显示了相应干扰源的频率。3ADSL线路驳接方法以下是ADSL的线路驳接原理图：从此图上看，ADSL设备像串联在原有的电话线上的宽带接入设备。4现有ADSL用户的接入方式4.1虚拟拨号方式：绝大部分的用户接受这种接入方式。它类似163拨号接入，但是又与163拨号方式有很大区别。传统的163拨号方式是利用现有电话网络（PSTN）和接入服务器将用户连接到Internet，它采用的音频方式传输。ADSL虚拟拨号接入过程是：网管做一条ATM-PVC将接入节点机（ADSLAM）的端口连接到认证服务器（RedBack）。客户如果要上网时，客户端软件将用户名和密码发送到认证服务器上。认证服务器确认用户身份后，从IP地址库（IP Pool）中取出一个地址分配给该用户。然后该用户就可以像专线用户一样上网，并且有自己的IP地址。 认证服务器也可以理解为一个转接服务器，用户通过该服务器被转接到Internet。4.2专线方式：这种接入方式费用十分高，一般用户很少采用这种接入方式。这种方式是将一个固定的IP地址分配给用户，网管只需做一条PVC将用户连到Internet上即可。5ADSL故障判断与修复从我局的实际情况来看，我们的ADSL工程现分为两期，一期工程采用美国PARADYNE设备，二期工程采用法国ALCATEL设备。根据现有统计分析，一期和二期设备出现的问题基本上一样。他们的不同之处是一期设备采用的编码方式是CAP，而二期设备采用的是抗干扰性能较强的DMT编码方式。我以二期设备为例，对工作中遇到的各种故障判断和修复方法进行总结。5.1用户故障的判断方法和解决方案 A装机后可以用电话，但是Modem不能同步。（此现象最为普遍） BModem可以同步，电话也可以照常使用，但是不能上网。用测试仪测出线路质量也非常好。 C用户可以使用电话，Modem可以同步但是经常丢失同步，上网效果十分不理想，经常断线。 D用户可以使用电话，也可以上网，但到了某些固定时刻Modem无法同步。以上的问题经过我们的摸索和总结，基本上都已得到解决。针对各种故障，我们把故障点定位、故障排查方法和解决方案总结如下：A此种情况很有可能是测量室将LT端口和POST端口的对应线路接反，或者线路距离过长。 判断方法： 1在LT端口断开外线，如果POST端口上没有电话拨号音，则可判定是测量室跳反线。这个方法在没有测试仪的情况下总结出来的，简单易行，效果很好。2在POST端口接上ADSL ATU_C防真测试仪。如果测试仪测到同步，则也可断定测量室跳反线。3凭现有经验来看，如果线路环阻大于800 欧姆，则这条线路极有可能无法装机。但是现实情况中有个别环阻300欧姆的线路也无法装机。根据2.1和2.2的原理和实际情况进行判断。解决方案： 将线路接驳正确，拆除负载线圈等，或者向用户说明原因，请求用户原谅。B此种情况很有可能是线路接驳方法正确，但连错端口。判断方法： 向网管证实，请网管配合，看是否有Modem正在该端口上。或者关闭Modem，让网管证实是否该Modem已经脱离此端口。 解决方法： 重新核对端口资料，找出正确端口并重新接驳线路。C 此种情况很有可能是用户外线受到强烈干扰，或者用户外线经过了抑制高频电磁波的设备。例如：小交换机，负载线圈（load coil）,类似增强电话信号的设备，或者存在一些抽头(Bridge Tap)等等。 判断方法： 利用ATU_C防真测试仪在局端，或者ATU_R防真测试仪在用户端进行线路测试，找出哪些频段被干扰。如果用户外线经过小交换机或电感线圈，可以看见它的高频段是一片空白的。如果测试仪支持，还可以测试负载线圈数量等。如果测试仪配备TDR时域反射(Time Domain reflection)功能也可测试出一定数量的负载线圈。不过这种方法需要一定的经验。利用本文第二部分讲述的内容进行判断。 解决方案： 建议用户将外线脱离小交换机，拆除负载线圈，更换外线，或者拆机。如果发现抽头，应尽量找到抽头并逐个去掉之。D 一般来说，这种情况是用户线路受到干扰，干扰源有可能是电焊、建筑装修等等。还有可能是线路质量刚刚达到ADSL要求，稍有干扰就不能正常使用，或者传输距离较长等原因。判断方法： 利用ADSL测试仪对线路进行测试，判断是否有干扰。测试线路实际长度。 解决方案： 如果存在这些干扰，应尽可能消除它。如果实在无法查明干扰源，只有向用户说明情况，请求用户原谅。5.2系统故障的判断和修复A系统NT板故障，造成节点全阻。解决方案： 断电，重新启动节点机。如果不成功，则将手提电脑通过串口线连接在节点机告警板（ACU）的串口上，用超级终端程序进入节点机，查看节点机状态和参数，重新对节点机进行设置，如果不成功则更换NT板，并重新设置。还不成功只有请厂家技术人员协助解决。事例：科研所节点曾经由于NT板故障引起节点全阻。ALCATEL人员到场后用手提电脑进入节点机查看后发现，NT板的启动文件丢失，由于该启动文件涉及到节点机与网管系统的通信，如果该文件丢失导致节点无法与网管通信，从而造成节点全阻。对该文件重新配置后，节点恢复正常。 注意事项：ADSL的后台是用光纤和ATM交换机连接，不要将光纤直射肉眼，否则极有可能造成失明。另外：将NT板的TX和RX光纤环接无法使节点机恢复正常。 以上这些常见的问题和故障是经过大家不断的摸索和总结得出的。希望对ADSL维护工作能有一些帮助。6ADSL故障事例与注意事项事例A：1999年12月31日14时，网管报障称天河机楼某ADSL虚拟拨号用户，电话可以正常使用，Modem可以沟通，专线方式可以上网，但虚拟拨号方式无法上网。要求终端室派人修障，并保证MDF上接手提电脑用虚拟拨号方式可以上网。终端人员到场在MDF上接ATU_R和手提电脑，使用ADSL拨号程序两三次后即能正常上网，迅疾与网管消障。注意事项：1 类似这种情况，一定要向网管问清楚，用户故障的详细情况。是什么方式不能上网，Modem是否能沟通，等等。应尽可能详细，不要遗漏任何信息。2 后台认证服务器有可能连续几次无回应，多试几次即可正常认证。事例B：2000年1月1日14时15分，网管称较场西节点某ADSL已装用户Modem无法沟通，但电话可以使用。要求终端到场解决。终端人员到场在MDF上接Modem能正常上网。当问及网管具体情况时，网管称用户曾经打112报障，112曾处理过，此后ADSL Modem一直无法沟通。终端人员怀疑112将外线接在市话内机上，因此可以用电话，Modem无法沟通。后证实确实是112在处理市话故障时将线路接驳错误。重新接驳线路后恢复正常。注意事项：ADSL资料与市话分局和数据分局都有关，但市话分局没有ADSL详细资料，所以在初期经常跳错线。修障时如有必要测量室人员配合跳线，否则无法完成。事例C：2000年1月1日19时30分，用户报障，称可以上网，但是效果很差，经常出现Modem丢失同步的现象，而且在使用视频点播的时候还常常断线。终端向网管了解知，该用户使用一期PARADYNE的设备。在IDF上接上Modem，进行测试，效果