铜线接入网技术应用概述

1、铜线接入网技术应用概述目 标任务1：了解铜线用户线路网任务2：了解铜线对增容接入技术任务3：理解HDSL技术任务4：掌握ADSL技术任务5：理解VDSL技术内 容2.1 铜线用户线路网2.2 铜线对增容技术与系统2.3 话带Modem和ISDN接入技术2.4 HDSL技术2.5 ADSL技术2.6 VDSL技术课前思考1 接入网定义？ITU-T于1995年建议对接入网的定义如下：接入网（AN）是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（诸如线路设施和传输设施）所组成的为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经由网管接口Q3进行配置和管理。2接入网功能结构

2、？用户端口功能（UPF） 业务端口功能（SPF）核心功能（CF） 传送功能（TF）系统管理功能（SMF）课前思考3接入网接入类型？1PSTN和N-ISDN接入类型 （窄带）2宽带综合业务数字网（B-ISDN）接入类型3永久性租用线接入类型4数据业务网接入类5广播接入类6交互式视像接入类 （电视）任务1：了解铜线用户线路网知识点：1.铜双绞线和音频对称电缆 2.用户线路网及其演进 3.配线方针 4.传输设计和加感技术 教学手段：多媒体教学 视频演示 1）、铜双绞线中文名称：双绞线 英文名称：twisted pair 定义：两根金属线依距离周期性扭绞组成的电信传输线。 1.铜双绞线和音频对称电缆双

3、绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。 双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰，更主要的是降低自身信号的对外干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。“双绞线”的名字也是由此而来。 按逆时针方向扭绞一般扭线的越密其抗干扰能力就越强，与其他传输介质相比，双绞线在传输距离，信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制，但价格较为低廉。 双绞线分类按照屏蔽层的有无分类双绞线分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair，STP)与非屏蔽双绞线(Unshielded

4、 Twisted Pair，UTP) 屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层。非屏蔽双绞线（UnshieldedTwisted Pair，缩写UTP）是一种数据传输线，由四对不同颜色的传输线所组成，广泛用于以太网路和电话线中。非屏蔽双绞线电缆最早在1881年被用于贝尔发明的电话系统中。 按照线径粗细分类双绞线常见的有3类线，5类线和超5类线，以及最新的6类线，前者线径细而后者线径粗 1）一类线（CAT1）：线缆最高频率带宽是750kHZ，用于报警系统，或只适用于语音传输（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不同于数据传输。 2）二类线（CAT2）：线缆最高频率带宽是1MH

5、Z，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4MBPS规范令牌传递协议的旧的令牌网。 3）三类线（CAT3）：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电缆的传输频率16MHz，最高传输速率为10Mbps（10Mbit/s），主要应用于语音、10Mbit/s以太网（10BASE-T）和4Mbit/s令牌环，最大网段长度为100m，目前已淡出市场。4）四类线（CAT4）：该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps（指的是16Mbit/s令牌环）的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和 10BASE-T/100BASE-T。最大网段长为1

6、00m，未被广泛采用。 5）五类线（CAT5）：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，线缆最高频率带宽为100MHz，最高传输率为100Mbps，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和1000BASE-T网络，最大网段长为100m。这是最常用的以太网电缆。在双绞线电缆内，不同线对具有不同的绞距长度。通常，4对双绞线绞距周期在长度内，按逆时针方向扭绞，一对线对的扭绞长度在以内。 6）超五类线（CAT5e）：超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值（ACR）和信噪比（Structural Return Loss）、更小的时延误

7、差，性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。 7）六类线（CAT6）：该类电缆的传输频率为1MHz250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比（PS-ACR）应该有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。 非屏蔽双绞线电缆具有以下优点1无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间，成本低； 2重量轻，易弯曲，易安装； 3将串扰减至最小或加以消除； 4具有阻燃性； 5具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。 在这两大类中又分100欧姆电缆，双体电缆，大对数电缆，150欧姆屏蔽电缆等。 6既可以传输模拟数据也可以传输数字数据。 RJ-45插头的打线标准与制作1先抽出

8、一小段线，然後先把外皮剥除一段 2将双绞线反向缠绕开 3根据标准排线：注意这里是非常重要 4铰齐线头 5插入插头 6用打线钳夹紧 7使用测试仪测试 2）. 音频对称电缆音频对称电缆：传输频带为话音带宽(0.3-3.4kHz)的对称电缆。铜用户环路一般由音频对称电缆构成。1、结构由缆心和护层组成。1）缆芯由多股绝缘芯线按一定规则扭绞而成。芯线：线径为的铜导线绝缘芯线：每一芯线的外面用绝缘的纸或塑料覆盖而成。扭绞方式：对绞、星绞、（复对绞）。纽绞目的：增强对称电缆的柔韧性；减小不同线对之间的串音干扰。2）护层作用：保护缆心，减少机械损伤、防雷电和电磁干扰。种类：铅和塑料两种2、分类 按线径分： 按

9、对数分：包含的双绞线对数通常为43000 按护层特点分：3、应用 每一对绞线对，可作为一个二线用户环路使用； 每一星绞四线组，可作为一组四线用户环路使用。4、敷设方式 架空、地埋或管道。5、关于对称性对称性是指，每对双绞线与其它第三根导体(如大地，电缆金属外皮和其它导体)之间的电气特性相同。采用对称的目的：可以把传输过程中双绞线上感应的同向等量的干扰电流消除干净。6、音频对称电缆的特性传输距离的增加，损耗增大。随着频率增高，衰减增大，线对之间的串音干扰也增大。用户线路是连接用户话机到电话局的线路。特点：分布广，数量多，是电信网的重要组成部分。拓扑结构：一般为星型结构。用户线路的长度，取决于经济

10、、地理和人口分布情况。不同的国家、地区，情况不同，且存在较大差异。我国与美国的用户线长度则是最长的。用户线路的长度对适用技术有很大影响，直接影响到网络的发展演进。设计基本要求：灵活性、经济性、稳定性、隐蔽性2. 用户线路网3. 配线方式 用配线设备对用户电缆(主干电缆和配线电缆)与用户接入线进行分配连接称为配线。1.直接配线直接配线不需要交接箱，主干电缆直接连接到分线盒上。并经分线箱与用户引入线直接相连。主干电缆的多余芯线在分线设备内做甩线处理。特点：直接配线具有结构简单、维护方便的优点。因为具有一一对应的特点，对目前开通的宽带数据业务（如ADSL）特别有利。缺点是灵活性差、无通融性、芯线利用

11、率低。所以，直接配线目前广泛用于进局配线区、单位内的宅内配线电缆及交接箱后的配线电缆线路网络上。2复接配线复接配线是把从电话局出来的主干电缆，在配线点用复接形式直接分配给不同的配线电缆，这些不同的配线电缆再分别连接到不同的配线点，继续用复接形式分配给后面的不同配线电线。3交接配线它是将电话局的服务区分为若干个用户区，在每一个用户区内设一个交接箱。通过交接箱来连接主干电缆与配线电缆，使双方的任何芯线都能互相换接。优点：线对调度灵活，安装电话快，查找故障线对方便，扩建时互不影响；避免了复接线路，对传输数字信号有利。4自由配线 主干电缆的芯线采用各种颜色，主干电缆芯线的编号可根据其颜色来辨认。 优点

12、是用户电缆芯线利用率高，适用于全塑全色谱的电缆，且不要求电缆接头密封的地区。4. 传输设计 用户线路任务：为话机提供直流电源、传输信号音、控制信号和双向通话信号。 设计因素：直流设计、交流设计。 直流设计：是用户线的直流电阻设计。识别摘机、挂机、拨号等。 交流设计：是以响度参考当量和传输损耗的分配值为基础。双绞线的传输特性是:频率升高，衰减增大。RfCfGfLff音频时：f30kHz时：5. 加感技术加感：是指每隔一定距离在传输线路上串联一定大小的电感线圈，用以增加导线的分布电感。加装电感线圈后的线路通常称为加载线路。加感后，传输线可等效为一低通滤波器，改善了低频特性，但高频衰减增大。 因此，

13、若传输高频信号，就不能加感。6、用户线路网的演进传统铜线光纤接入 话带 Modem ISDN xDSL作业：1、对称电缆芯线绞合意义何在？2、铜用户线路有哪几种配线方式？3、用户线路网一般有哪几部分组成？任务2：了解铜线对增容技术与系统知识点：1.信号复用技术 2.线路集中技术 3.话带Modem拨号接入接入技术 教学手段：多媒体教学 视频演示 铜线对增容，是指在现有基础上增加用户铜线对的传输容量。使多个用户终端共享同一对用户线路。应用环境：（用户电缆中的铜线对数不够用）敷设用户电缆的管道空间受限，不能增设新的用户电缆时；用户数增加不多，不值得敷设新的用户电缆时；租用线路的用户。增容技术：信号

14、复用技术和线路集中技术。频分复用(FDM)、时分复用（TDM）1频分复用：将可利用的频带划分为不同的子带，不同支路信号占用不同的子带，各路信号通过滤波器进行合路和分路；2时分复用：将信道的使用时间分为不同的时隙，不同信号占用不同的时隙，各路信号采用开关电路进行合路和分路。一般，模拟传输中，常采用FDM技术；数字传输中，常采用TDM技术。时分复用技术又分为：同步时分复用(STDM)和异步时分复用(ATDM)。一、信号复用技术（1）同步时分复用将信道时隙固定地分配给用户终端。特点：复用效率较低。输出容量与其输入容量相等。PCM3032系统属于同步时分复用。（2）异步时分复用（又称智能时分复用（IT

15、DM）将信道时隙动态地按需分配给用户终端。当用户无呼叫要求时，不给它分配信道时隙；当用户有呼叫要求时，才给它分配信道时隙。另外，还可以根据用户的发送信号速率大小调整对其分配的时隙个数，以适应用户不同传输速率的要求(数据终端常常会改变其传输速率)。3）异步与同步的不同点在异步时分复用中，发送端必须在发送信号中加入用户识别标记，以便接收端进行正确的分路。原因是信道时隙不是固定分配的。存在呼叫阻塞问题。是由于异步时分复用支持的用户数比其时隙数多。11+1模拟系统话音边带：在现有用户线传输：1路实线电话+1路频率调制电话。增容系统属于频分复用。如：04 KHz和48 KHz二、信号复用技术的增容系统2

16、1+1混合系统1路实线电话+1路采用PCM编码的数字电话。 属于频分复用。 为了阻止传统连接中模拟信令（高压信号通、断信号）对数字传输带来干扰，1+1混合系统采用特殊的滤波器。30+2数字系统不存在PSTN传统连接2话路均采用PCM编码，通过时分复用进行合成与分离。每路信号编码速率均为64kbits，总计为128kbit/s(2B)。加上信令信号16kbit/s(D)，系统传输速率为144kbit/s(2B+D)。4O+4数字系统与0+2数字系统相似系统采用ADPCM(自适应差分脉冲编码调制 )压缩编码，每路信号编码速率为32kbits，经时分复用，4路信号速率共为128kbit/s(2B)，

17、加上信令信号16kbit/s(D)，系统传输速率为144kbits(2B+D)。50+8数字系统每路信号的压缩编码速率为16kbits，经时分复用，8路信号的总编码率为128kbits。系统传输速率为144kbits。服务质量差。使用较少。在上述线对增容系统中，交换局端和用户端都要用到信号复用设备。三、 线路集中(LC)技术另一种用户线路增容技术将N条用户线路集中起来由M个用户终端共同使用，其中MN。当用户终端的呼叫概率较低时，采用线路集中技术是提高线路利用率的有效方法。集中增益常用MN表示。当同时呼叫的用户数N时，可以无阻塞的正常通话。当同时要求呼叫的用户数N，则要发生呼叫阻塞。集中器种类有

18、：145，156，9016，12832，16028等多种。其中，有些还具有微交换与维护测试等功能。一般，集中器的最大集中增益可达8:1，超过这一比值，将会发生较大的呼叫阻塞，使服务质量明显下降。四、话带modem接入技术 利用现有模拟电话线路和电话网络，用户通过话带modem进行拨号实现最低成本的因特网接入话带modem接入技术五、 ISDN接入技术1. ISDN的提出 ISDN的提出最早为了综合电信网的多种业务网络。 由于传统通信网是业务需求推动的，所以各个业务网络如电话网、电报网和数据通信网等各自独立且业务的运营机制各异，这样对网络运营商而言运营、管理、维护复杂，资源浪费； 对用户而言，业

19、务申请手续复杂、使用不便、成本高； 对整个通信的发展来说，这种异构体系对未来发展适应性极差。 于是将话音、数据、图像等各种业务综合在统一的网络内成为一种必然，这就是综合业务数字网的提出。 ISDN是综合数字网的延伸优点：1）提出并打破了传统的电信网和数据网之间的界线，使各种用户的各种业务需求能得以实现；2）改变了以往按业务组网的方式，从用户的观点去设计标准、设计整个网络，避免了网路资源和号码资源的大量浪费。3）为了进一步适应人们对各种宽带和可变速率业务的需要，提出了B-ISDN（宽带综合业务数字网）。 最初的称为N-ISDN。ISDN技术特点：（）ISDN以数字电话网为基础，提供端-端的全数字

20、连接，通过标准化的用户-网络接口接入网络。（）业务综合。对各种不同业务的综合，如数字电话、用户电报(Telex)、智能用户电报(Teletex)、可视图文(Videotex)、用户传真、电视电话、电子邮件、电视会议等业务，均可以数字信号的形式通过ISDN传送。（）技术综合。如电路交换技术、分组交换技术、数字传输技术、公共信道信令技术、网络管理和集中控制技术等。2. ISDN的概念模型定义：CCITT：ISDN是以提供端到端数字连接的综合数字电话网IDN为基础发展起来的通信网，用以支持电话及非话的多种业务；用户通过一组有限的标准用户网络接口接入ISDN网内。ISDN即： (1) 是通信网；(2)

21、 以电话网、IDN为基础发展而成； (3) 支持端到端(End-to-End)的数字连接；(4) 支持各种通信业务； (5) 支持话音类及非话业务；(6) 提供标准的用户-网络接口(UNI)； (7) 使得用户能通过一组有限个多用途的UNI接入ISDN。 1）业务综合 2） ISDN的承载业务类型各种业务类型按照业务的数据速率分为两级 基本速率接口(BRI：Basic Rate Interface)该速率由两个承载信道和一个数据控制信道构成，称为2B+D，其中B(Bearer)为标准PCM速率64kbps，D(Data)为16kbps。该速率适用于家用或小型企业需要。基群速率接口(PRI：Pr

22、imary Rate Interface)该速率支持T1(23B+D：1.544Mbps)和E1(30B+D：)，适用于大容量用户或集团用户。(D：64kbps) 其中E1适用欧洲和中国等地区，T1适用日本和北美地区。 3）ISDN协议模型 ISDN协议分层 参照OSI参考模型，ISDN分为四层 第一层：物理层，规定了ISDN各种设备的电气机械特性，及物理电气信号标准；第二层：数据链路层，完成物理连接间的数据成帧/解帧及相应的纠错等功能，向上层提供一条无差错的通信链路； 第三层：网络层，进行路由选择、数据交换等，负责把端到端的消息正确地传递到对端。 第四层：描述进程间通信、与应用无关的用户服务

23、及其相关接口和各种应用，这部分协议不在ISDN规定之内，由相关应用决定。 层间信息交换 层间通信在各层提供的业务接入点(SAP)依靠消息原语（Message Primitives）进行。ISDN功能设备定义及参考点TE1：ISDN标准终端设备； TE2：非标准ISDN终端设备； NT1：网络终端1，标志本地环路的物理终结，具有用户传输线终端和用户网络接口(UNI)功能；NT2：网络终端2，可以是PABX或局域网LAN；LE：本地交换设备，完成用户本地环路内的设备间信息交换；TA：终端适配器，完成非标准设备到ISDN速率的匹配及协议转换(它可以在TE2中内嵌实现)； 以上各类设备间的连接接口称为

24、参考点。 标准设备： NT（Network Termination：网络终端）TA（Terminal Adapter：终端适配器）TE（Terminal Equipment：终端设备）ISDN代理服务器和ISDN路由器等R参考点：位于非标准ISDN设备（TE2）和TA间；S参考点：位于标准用户终端和NT2间； T参考点：位于NT1和NT2间； U参考点：只适用于北美地区，位于NT1和线路终端设备间； 参考点：3. ISDN的功能结构 4. 信道结构ISDN用户和中心局之间是以数字管道形式连接的，这个管道包含了多个通信信道。B信道：64kbit/sD信道：16kkbit/s或64kbit/sH信

25、道：384kbit/s、1536kbit/s或1920kbit/s（）B信道B信道是用户信道，用来传送用户的语音、数据等信息，传输速率是64kbit/s。B信道是电路交换的基本单位。B信道上可以建立三种类型的连接：电路交换连接。这相当于目前电话网中的数字交换连接，即当用户产生呼叫请求时，建立一条电路，使其和网络的另一个用户接通。注意：这种呼叫建立的过程并不在B信道上进行，而是利用公共信道信令来完成。分组交换连接。B信道可以用来将用户连接到分组交换节点，用户通过向B信道上发送分组信息来和另一个用户通信。半固定连接。事先建立两个用户之间的连接，而不需要在每次呼叫时再使用呼叫建立规程，这等效于租用线

26、路。（2）D信道用途：首先，可以传送公共信道信令，而这些信令用来控制同一接口上的B信道上的呼叫；其次，当没有信令信息需要传送时，D信道可用来传送分组数据或低速的（如100bit/s）遥控遥测数据。D信道的速率是16kbits或64kbits。（3）H信道H信道用来传送高速的用户信息。用户可以将H信道作为高速干线或根据各自的时分复用方案将其划分使用。典型的应用：高速传真、图像、高速数据、高质量音响、由低速数据复用而成的信息流以及分组交换信息。H信道的标准数率：H0信道：384kbitsH11信道：1536kbits（适用干PCM24路系统）H12 信道：1920kbits（适用于PCM30/32

27、路系统）5、ISDN的传输技术二线数字双工传输，是指在二线用户环路上实现收、发双向数字传输。 1）、时间压缩法（乒乓法）2）、回波抵消法时间压缩法时间压缩法回波抵消法6、ISDN在语音通信方面的应用 ISDN具有传统电话网不可比拟的优点，使得它自提出就得到各厂商和广大用户的欢迎。目前它已广泛用于语音和非语音通信。 其中的热点之一便是所谓一线通业务。申请该业务的用户只需一条普通电话线，就可同时进行电话和数据（包括传真、上网等多种）两类业务，互不干扰，总带宽为128Kbps（2B=264KBps）。作业：1、铜线增容技术的目的是为了什么？常用的铜线增容技术有哪些？2、线路集中器具有什么样的特点？3

28、、用户线路网一般有哪几部分组成？4、用户接入线的配线方式有哪些？5、ISDN的技术特点有哪些的？6、ISDN能够传送哪些业务？7、ISDN承载业务的接口速率类型有哪些？任务3：HDSL技术知识点：1. xDSL 的系统结构 3.关键技术 4.传输标准 5.应用与发展 教学手段：多媒体教学 视频演示 课前思考1 铜线接入网配线方式？1直接配线2复接配线3交接配线4直接配线2 ISDN网络结构？课前思考3 ISDN的终端有那些？TE1 TE2 NT1 NT2 LE TA4 ISDN的信道种类？B信道 D信道 H信道历史回顾一个降低接入段线路投资的组网概念的提出。 1975年英国电讯(BT)在苏格兰

29、（格拉斯哥）举行的一次研讨会上首次提出了接入网的概念。1978年BT在CCITT相关会议上正式提出接入网组网概念1979年CCITT用远端用户集线器(RSC)命名方式给具备类似性能的设备进行了框架描述.一. xDSL技术概述数字用户环路（DSL）技术是一种利用普通铜质电话线路，实现高速数据传输的技术。数据传输的距离通常在300m7km之间，数据传输的速率可达52Mbit/s。xDSL是各种类型DSL的总称，包括HDSL，SDSL，ADSL，RADSL，VDSL和IDSL等。其中“x”由取代的字母而定。各种DSL技术的区别主要体现在信号传输速率和距离的不同，以及上行速率和下行速率是否具有对称性两

30、个方面。1、xDSL技术形成的原因 主干网已采用和10Gb/s的高速光纤，但用户端的用户线绝大多数是电话铜双绞线，以现有的调制技术不能满足用户的高速接入的需求。2、xDSL技术的特征1）与话音工作于不同频率，话音频带占04kHz,xDSL调制频带为4.4kHz1MHz;2) 可以在一定范围之内提供较高的传输速率；3）铜线的具体条件和天气原因可能影响传输性能。2、xDSL技术的优势1）提供足够的带宽以满足人们对多媒体网络应用的需求；2）允许服务提供商为用户提供新网络服务；3）性能和可靠性更高；4）能够平滑地与现有网络连接，是过渡阶段比较经济的接入方案之一。1高速率数字用户环路技术HDSL2单线对

31、数字用户环路技术SDSL3基于ISDN的数字用户环路技术IDSL4非对称数字用户环路技术ADSL5速率自适应非对称数字用户环路技术RADSL 6甚高速率数字用户环路技术VDSL7. 超高速率数字用户环路技术UDSL技术类型对称性上行速率下行速率传输距离应用HDSL对称两对铜线1.544Mb/s(T1)三对铜线2.048Mb/s(E1)35km移动通信基站中继、无线寻呼中继、视频会议、计算机局域网互联等SDSL对称160kb/s2.048Mb/s3.3km视频会议、协同计算机IDSL对称144kb/s7km数字电话ADSL非对称512kb/s1Mb/s18Mb/s35.5km综合业务RADSL非

32、对称512kb/s1Mb/s18Mb/s5.5km综合业务VDSL非对称36Mb/s1352Mb/s1.5km图像业务UDSL非对称50Mb/s150Mb/s几十米高速数据传输高速数字用户环路(HDSL)：是铜线对增容技术进一步发展的结果，是ISDN基本速率DSL传输技术的发展和延伸。利用两对或三对铜线，为用户提供无中继地传输PDH一次群速率(Tl或E1)的双工数字连接。传输距离：在线径为的铜线上，可达35km。应用：企事业单位租用线、会议电视、无线基站和移动交换中心的低成本数字链路。二. HDSL系统构成三. HDSL关键技术线路编码、回波抵消、自适应均衡技术 1线路编码目的：与线路的传输特

33、性相匹配，减小失真； 使接收端易于从线路信号中提取时钟信号； 尽量压速传输带宽，以提高信码的速率。线路码型主要有两种：即2B1Q码和CAP码。（CAP：Carrierless Amplitude -Phase Modulation）无载波幅度相位调制 1）2B1Q编码采用2B1Q编码的系统有两种：一种是使用两对线系统，另一种是使用三对线系统。线路速率分别为1168kbit/s和784kbits。2B： b1 b2四元码0 030 111 111 032） CAP编码 编码原理：将输入码流经串并变换分为两路，分别通过两个数字带通滤波器，然后相加即得到CAP码。这两个数字带通滤波器的幅频特性相同，

34、但相频特性相差90度。所以CAP码与正交幅度调制(QAM)信号相同。QAM编码原理：将两路信号分别调制同一个载波，然后用两个滤波器把它们的相位移开90度，再叠加到一起即得到QAM信号。CAP编码与QAM的唯一区别是：QAM使用了载波；而CAP编码不使用载波。 2回波抵消基本原理：端机从接收信号中减去其发送信号，即为对端发来的信号。考虑线路特性，采用自适应回波抵消器。为了使收发信号不相关，线路两端需要使用算法不同的扰乱器。拖尾特性：一是有多个反射点引起的短拖尾回波； 另一是由于非线性器件产生的长拖尾回波。对于短拖尾回波，使用具有有限冲击响应（FR）滤波器，线性的，短时间内抵消；对于长拖尾回波，使

35、用具有无限冲击响应（IIR）滤波器，线性的，按指数衰减特性抵消。回波抵消可以抵消：抵消发出的信号；抵消信号拖尾；抵消近端串话。3自适应均衡信号波形的失真，将引起码间干扰。线路传输特性是：速率越高，非线性越严重。通常，收、发两端都使用均衡器，发端采用固定预均衡器，接收端采用判决反馈自适应均衡器(DFE)。要求：自适应均衡器均有很强的均衡能力。 主要因素： 一是HDSL系统内部两对双绞线之间的近端串话，它将随线路频率的增高而增大； 二是，邻近线对上的PSTN信令产生的脉冲噪声，这种噪声有时较大，甚至会使耦合变压器出现饱和失真，从而产生非线性效应。对于HDSL系统内部的近端串话，可以用回波抵消技术予

36、以消除。对于脉冲噪声干扰，则需要采用纠错编码技术来对抗。但将引入附加时延。四. 性能损伤 两种不同规定： 一种是美国国家标准委员会(ANSI)制定的，另一种是欧洲电信标准委员会(ETSI)制定的。五.传输标准六.应用与现状第二代HDSLHDSL2HDSL2代表“第二代高比特数字用户线”技术，HDSL2规范的产品在1998年生产。HDSL2是继HDSL后的技术，其本质上是在一对线上传送T1和E1速率信号。它主要是由美国ANSI制定的标准。HDSL2的主要设计目标如下：一对线上实现两线对HDSL的传输速率。获得与两线对HDSL相等的传输距离。对环路损坏（衰减、桥接头及串音等）的容忍能力不能低于HD

37、SL。对现有业务造成的损害不能超过两线对HDSL。能够在实际环路上可靠地运行。价格要比传统的HDSL低。实质上，HDSL2的设计目标是一种能够传送T1数据的单线对对称DSL技术。作业：1、简述HDSL的基本原理、系统构成及采用了那些关键技术。2、HDSL的线路编码方式有哪几种？ 任务4：掌握ADSL技术知识点：系统参考模型 原理终端设备安装与维护技术应用 教学手段：多媒体教学 视频演示 课前思考1 线对增容的技术的种类？信号复用 线路集中2 什么是HDSL和特点？高速数字用户环路 用两对或三对双绞线对称传输PCM集群速率信号3 HDSL的关键技术？线路编码 回波抵消 自适应均衡 一.ADSL系

38、统参考模型1、定义 非对称式数字用户线路（ADSL）是一种利用现有的传统电话线路，采用非对称传输技术，以极高的带宽传输数字信息的技术。适合传输多媒体信息业务，如视频点播、多媒体信息检索和其他交互式业务。2、发展1989年Bellcore提出了不对称数字用户线(ADSL)的概念。即只需在一个方向上传输高速信号，而在另一方向上只需传输低速控制信号和数据，两个方向的传输需求不同，传输带宽是不对称的。ADSL的国际标准主要是ANSI 制定的，1994 年TIE1.4 工作组通过了第一个ADSL 草案标准，决定采用DMT 作为标准调制方式，关键是能支持甚至更高的速率并能传较远的距离。1997 年中，一些

39、ADSL 的厂商和运营商开始认识到，也许牺牲ADSL 的一些速率可能会加快ADSL 的商业化进程，因为速率下降的同时也就意味着技术复杂度的降低。全速率ADSL 的下行速度是8Mbps，但是在用户端必须安装一个分离器（Splitter）。如果把ADSL的下行速率降到（下行为，上行为384 Kbps）, 那么用户端的分离器就可以取消。这意味着，用户可以像以往安装普通模拟Modem 一样安装ADSL Modem，没有任何区别，省略了服务商的现场服务，这对ADSL 的推广至关重要。3特点（1）下行方向与上行方向具有不同的速率。 “非对称” 最高速率：下行信号为8Mbps，上行信号为640Kbps 【下

40、9Mbps，上1Mbps】。 【下传速率受距离、线缆尺寸、干扰等多种因素影响。】（2）星型拓扑结构（3）为每个用户提供固定、独占的带宽，而且可以保证用户发送数据的安全性。（4）ADSL使用频分复用技术将话音与数据分开 话音和数据分别在不同的通路上运行，互不干扰。 原来电话线路只承载话音的04kHz频率上，开辟了251100kHz的数据传输频段， 数据传输频段又分为上行和下行两个传输通道（5）ADSL安装简单（6）应用广泛可以开展：数据业务、Internet/Extranet/Intranet业务、帧中继FR接入业务、ATM业务、语音业务、视频业务、VPN虚拟专网业务等。可以：在家庭办公、远程办

41、公、高速上网、远程教育、远程医疗、VOD视频点播、视频会议、网间互其等方面应用得到了很大的发展。4、系统参考模型5、传统MODEM与ADSL的比较6ADSL接入INTERNET方式 两种：虚拟拨号、专线接入。 虚拟拨号：需要输入用户名与密码。 专线接入：只要开机即可接入INTERNET。ADSL接入ISP只有快或慢的区别，不会产生接入遇忙的情况。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169，而是所谓的虚拟专网VPN的ADSL接入的IP地址。7、性能ADSL在不同线径和线路长

42、度下可能能达到的下行传输速率为： 距 离电缆(美国线规)下行数据速率上行数据速率18000英尺241.7 Mb/s176 Kb/s13500英尺261.7 Mb/s176 Kb/s12000英尺24 6.8 Mb/s640 Kb/s9 000英尺266.8 Mb/s640 Kb/s二、ADSL原理1影响ADSL性能的主要因素主要因素：线路衰减、近端串音。解决方法：ADSL通过不对称传输；利用频分复用技术或回波抵消技术使上、下行信道分开，来减小串音的影响，从而实现信号的高速传送。2ADSL的复用技术FDM技术和回波抵消技术(Frequency Division MultiplexingEcho

43、Cancellation）。FDM：将频带划分为上行部分和下行部分，下行通道在被时分复用(TDM)为一个或多个高速信道和低速信道；而上行通道也会被复用为相应的低速信道。回波抵消技术：使上行通道和下行通道在频带上的重叠部分相互抵消，减小串音对信道的影响，从而实现信号的高速传送。这种技术已应用于和协议的modem产品中。3性能损伤 衰减和串音是决定ADSL性能的两项标准损伤。传输速率越高，它们对信号的影响也越大，因此ADSL的有效传输距离随着传输速率的提高而缩短。3种：QAM、CAP、DMT目前主要采用CAP和DMT技术。 4. ADSL调制技术发送端输入位经过调制以后，转换成为波形送入信道中；接

44、收端接收了从信道送来的波形，经解调后将波形还原成为先前的位。其间经过加扰、FEC编码、交错、调制、整波、补偿、解调、解交错、FEC译码以及解扰。 ADSL收发信机原理框图1、QAM调制技术 原理：发送数据在“比特符号编码器”内被分成两路（速率各为原来的1/2)，分别与一对正交的调制分量相乘，求和后输出。优点：具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等。主要问题：如何适应不同电话线路之间性能的较大差异。要取得较为理想的工作特性，QAM接收器需要一个和发送端具有相同的频谱和相位特性的输入信号进行解码。QAM接收器利用自适应均衡器来补偿传输过程中信号产生的失真，由此导致系统复杂。4bitS/P转换器0000

45、00011000100111001101010001010011001010111010111111100111011016QAM编码jyx14g(t)g(t)+4bitP / S转换器000000011000100111001101010001010011001010111010111111100111011016QAM编码jyx14g(t)g(t)+hk(t)cos(ct)cos(ct)sin(ct)n(t)sin(ct)2、CAP调制技术 CAP调制技术是以QAM调制技术为基础发展而来的，可以说它是QAM技术的一个变种。原理：输入数据被送入编码器，在编码器内，m位输入比特被映射为2个，不

46、同的复数符号由K个不同的复数符号构成k-CAP线路编码。编码后和被分别送入同相且正交数字整形滤波器，求和后送入转换器，最后经低通滤波器信号发送出去。CAP技术用于ADSL的主要技术难点：是要克服近端串音对信号的干扰。措施：一般通过使用近端音串音抵消器或近端串音均衡器来解决这一问题。3、DMT调制技术1）DMT的基本思想：在频域内将信道可用带宽划分成N个独立的正交子信道，数据被分配到各个子信道进行传输。每个子信道的调制载波不同，在各个独立的子信道上采用TCM等技术。只要N足够大，信道被划分得足够细，则每个子信道的频率特性均可以看作是平坦的。在接收端不需要采用复杂的信道均衡技术，即可对接收信号进行

47、可靠地解调。理论上而言，只要信道划分得足够细，就可以实现接近信道容量的传输。DMT频谱示意图传统的多载波技术和正交多载波调制技术比较2）DMT系统结构 3）ADSL中的DMT调制技术主要原理：将频带(01.104MHZ)分割为256个由频率指示的正交子信道（每个子信道占用4KHZ带宽），输入信号经过比特分配和缓存，将输入数据划分为比特块，经TCM编码后，再进行512点离散傅利叶反变换(IDFT)，将信号变换到时域，这时比特块将转换成256个QAM子字符。随后对每个比特块加上循环前缀（用于消除码间干扰），经数据模变换(DA)和发送滤波器将信号送上信道。在接收端则按相反的次序进行接收解码。调制的过

48、程：先对信道特性进行估计，根据子信道发送数据的能力分配数据，不能载送数据的子信道被关掉。然后分别对各子载波进行调制，载波间是正交的，调制后的频域样值经快速傅立叶逆变换后，形成并行的时域样值。在经过并/串变换后，数/模转换器将数字时域样值变换为模拟信号，送入线路传输。5、CAP技术与DMT技术比较CAP的主要特点：载波频率可变，在一个频率周期或波特内传输2到9位二进制数据，因此在相同的传输速率下，占用更少的带宽，传输距离更远。DMT是多载波调制，它将信道分成多个并行的、相互独立的子信道。CAP的优点：处理较DMT简单，故时延小，芯片功耗低、其商品化也走在DMT方式之前。DMT的优点：是抗噪声性能

49、比CAP好。两种技术互不兼容，设备之间无法互连，影响了ADSL的推广。现在市场上的产品基本上以CAP调制技术为基础。6. 基于DMT的ADSL系统ADSL频谱 POTS占低频段：04KHz上行数据占中频段：30138 KHz下行数据占高频段：138 KHz。采用DMT技术，将1.1MHz 以下可用带宽划分为： 256 个子信道，每个子信道的带宽为4KHz。工作信道采用正交幅移键控（QASK）方式，根据其传输特性确定每码元载送的比特数（115bit）。理论上每1Hz最高可传15bit数据，故ADSL理论上行速率可达，下行速率为13Mbit/S。 1104KHZPOTSADSL发射模块 ADSL接

50、收模块 1）逻辑信道、数据信道、开销信道一条物理链路，可传送多条逻辑信道。逻辑信道是数据信道和开销信道的总称。开销（OH-OverHead）是指传输码流中扣除净负荷后的剩余部分，通常用于系统的运行、管理、维护与指配（OAM&P）而增设的附加比特。ADSL收发机的传送信道，除净负荷数据信道外，也可传送嵌入式操作通道（EOC），ADSL开销信道（AOC），以及同步控制（sc）指示比特（ib）等。ADSL链路的逻辑数据信道包括：4个单工下行信道（不定）：AS0、AS1、AS2、AS3。 【AS0存在，AS1才能存在】3个双工信道（不定）：LS0、LS1、LS2。【同上】所有逻辑数据信道的速率均为32

51、kbit/s的整数倍。不同承载信道可允许的速率不同，见表2-2。在绝大多数的实际系统中，只有一条单工数据信道用于下行方向，一条双工信道用于上行方向的单工模式。通常这样的信道为AS0和LS0。 信道类型允许速率AS0 下行单工08.192Mbit/s AS1 下行单工04.608Mbit/s AS2 下行单工03.072Mbit/s AS3 下行单工01.536Mbit/s LS0 双工0640kbit/s LS1 双工0640kbit/s LS2 双工0640kbit/s 2）快速通道、交织通道ADSL收发机都有两条相关联的路径：快速通道与交织通道。每条通道上的循环冗余校验CRC、前向纠错FEC都是独立的。主要区别：交织通道上有交织功能（发射