三種XDSL技術(shù)的調(diào)制方式及應(yīng)用技術(shù)簡介

隨著Internet的飛速發(fā)展，通信技術(shù)正在經(jīng)歷一場巨大變革，由于入網(wǎng)用戶數(shù)迅速增加；接入網(wǎng)作為通信網(wǎng)中與末端用戶相連的網(wǎng)絡(luò)，已成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的一大熱點。

當(dāng)前主要的接入技術(shù)有混合光纖/同軸(HFC)接入技術(shù)、光纖接入技術(shù)、銅線接入技術(shù)和無線接入技術(shù)。其中銅線接入以現(xiàn)有電話線為傳輸媒體，利用先進(jìn)的數(shù)字信號處理技術(shù)及調(diào)制解調(diào)枯術(shù)提高傳輸諫率和距離。主要有HDSL(高速數(shù)字用戶環(huán)路)、ADSL(非對稱數(shù)字用戶環(huán)路)和VDSL (超高速數(shù)字用戶環(huán)路)。使用XDSL 技術(shù)的雙絞銅線配置了分離音頻及高頻信號的分離器，將4kHZ以下的音頻信號與xDSL調(diào)制后的高頻信號經(jīng)濾波器分開，使話音和高速數(shù)據(jù)可以并傳。 XDSL技術(shù)由于采用雙絞銅線傳輸，可節(jié)省線路費用，經(jīng)濟(jì)易行，因此可作為寬帶接入的先期使用技術(shù)。以下將分別介紹這3種XDSL技術(shù)的調(diào)制方式及應(yīng)用技術(shù)。

一、HDSL

HDSL 采用回波抑制、自適應(yīng)濾波和高速數(shù)字處理技術(shù)，線路編碼采用2B1Q 碼。用兩對或三對模塊(局端機)和網(wǎng)絡(luò)終端模塊(用戶機)，每對雙絞線傳輸速率1168kb/S；兩對線提供2Mb/S 的E1業(yè)務(wù)。HDSL無中繼傳輸距離為3－5km 。

美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)制定的T1E1.4/94－006 以及歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI) 提出的DTR/DM－0.3036 定義了 HDSL 的電氣及物理特性、幀結(jié)構(gòu)、傳輸方式及通信規(guī)程等標(biāo)準(zhǔn)。由于采用回波抑制自適應(yīng)均衡技術(shù)，增強了抗干擾能力，克服了碼間干擾，可實現(xiàn)較長距離的無中繼傳輸。HDSL 系統(tǒng)分別置于交換局端和用戶端，系統(tǒng)由收發(fā)器、復(fù)用與映射部分以及E1 接口電路組成。收發(fā)器包括發(fā)送與接收兩部分，是HDSL 系統(tǒng)的核心。發(fā)送部分將輸入的HDSL 單路碼流通過線路編碼轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過D/A 交換以及波形形成與處理，由發(fā)送放大器放大后送到外線。接收部分采用回波抵消器，將泄漏的部分發(fā)送信號與阻抗失配的反射信號進(jìn)行回波抵消，再經(jīng)均衡處理后恢復(fù)原始數(shù)據(jù)信號，通過線路解碼變換為 HDSL 碼流，然后送到復(fù)用與映射部分處理。其中回波抵消器和均衡器作為系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)整并跟蹤外線特性變化，動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，以便代化系統(tǒng)傳輸性能。

HDSL 系統(tǒng)中復(fù)用與映射部分完成數(shù)據(jù)碼流的復(fù)用與解復(fù)用。發(fā)送部分將2Mb/S 的PCM 碼流分為兩部分，分別加入HDSL 幀結(jié)構(gòu)的開銷比特，轉(zhuǎn)換成HDSL 幀的傳輸碼流，通過發(fā)送器發(fā)送到線路。與之相對應(yīng)，接收部分將收到的兩路1168kb/S 的 HDSL 碼流，去掉 HDSL 幀結(jié)構(gòu)中的開銷比特，再復(fù)用成2Mb/S 的 PCM 碼流，經(jīng)過接口電路送至FCM 2 Mb/S 的G.703 接口。接口部分實現(xiàn) HDSL 系統(tǒng)與PCMG.703 接口的轉(zhuǎn)換與適配，完成HDB3 碼流與NRZ 碼流相互轉(zhuǎn)換，并達(dá)到電氣與阻抗適配。HDSL 的線路編碼主要有兩種即2B1Q 碼和CAP 碼。2B1Q 碼是4 電平脈沖幅度調(diào)制碼，每個符號位表示兩比特，4 個電平+3 、+1 、-1 、－3 分別表示10 、11 、01 、00，從而提高了傳輸?shù)谋忍厮俾?。CAP 是無載波幅度相位調(diào)制，數(shù)據(jù)經(jīng)兩路正交信號分別調(diào)制后疊加，并且將不攜帶有用信息的載波抑制掉。兩種編碼對于提高傳輸效率是很有用的。目前已有許多實現(xiàn) HDSL 數(shù)字調(diào)制及信號處理的芯片和產(chǎn)品問世。

HDSL 除了用于接入網(wǎng)外，還可用于DDN 節(jié)點中繼、無線尋呼中繼、移動基站中繼、局域網(wǎng)間互聯(lián)、會議電視及高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，為企事業(yè)用戶提供低成本的E1 通路。利用HDSL 傳輸技術(shù)可與視頻壓縮編碼MPEG 技術(shù)相結(jié)合，傳輸機頻寬帶業(yè)務(wù)，如傳輸錄像機頻信號以及多媒體會議電視系統(tǒng)信號。按照H.261 有關(guān)建議可作為2Mb/S 會議電視的傳輸接入系統(tǒng)。另外，也可用于傳輸可視電話、家庭購物、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程教育等多媒體業(yè)務(wù)傳輸。

二、ADSL

ADSL是近年發(fā)展的另一種寬帶接入技術(shù)，是利用雙絞銅線向用戶提供兩個方向上速率不對稱的寬帶信息業(yè)務(wù)。其下行速率高達(dá)6－9Mb/S，傳輸距離可達(dá)3－5km，典型的下行速率有T1 、E1 、DS2(6.312Mb/s)、E2(8.448 Mb /s)。上行速率低，隨各公司產(chǎn)品而不同，通常為16－640kb/s 。

ADSL 在一對電話線上同時傳送一路高速下行數(shù)據(jù)、一路較低速率數(shù)據(jù)、一路模擬電話。各信號間采用頻分復(fù)用方式占用不同頻帶，低頻段傳送話音；中間窄頻帶傳上行信道數(shù)據(jù)及控制信息；其余高頻段傳下行信道數(shù)據(jù)、圖像或高速數(shù)據(jù)。

ADSL主要采用DMT或CAP調(diào)制方式。DMT是離散多頻調(diào)制，把全部頻帶劃分為256個子信道，根據(jù)子信道的瞬時衰耗特性、群時延特性和噪聲特性，將輸入數(shù)據(jù)動態(tài)分配給它們。自適應(yīng)地分配各子信道速率，同時關(guān)閉被窄帶噪聲淹沒的子信道，達(dá)到傳輸線的最佳利用，把誤碼和噪聲減至最小，提高了系統(tǒng)傳輸容量。此外，ADSL利用自適應(yīng)濾波的新發(fā)展，如柵格編碼及RS 碼，提高抗噪聲性能，采用非對稱回波抵消技術(shù)以消除回波干擾。ADSL系統(tǒng)分別在局端和用戶端18置ADSL調(diào)制解調(diào)器，采用DMTFFT，實現(xiàn)對信號處理及調(diào)制與解調(diào)。由電話網(wǎng)來的電話業(yè)務(wù)，通過普通電話業(yè)務(wù)(POTS)分離器用無源耦合方式接到普通電話線上。交換局(LEX)節(jié)點經(jīng)過ADSL 調(diào)制解調(diào)器和POTS 分離器，分出與插入話音，與高速數(shù)據(jù)一起通過雙絞銅線傳到用戶端，再經(jīng)過用戶端的分離器與ADSL 調(diào)制解調(diào)器，將信息送到用戶的PC 機或電視終端。 

按照ECSA(交換載波標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)的T1.431 建議，ADSL 可提供高速單工及雙工通道，其中高速單工通道利用下行通道傳輸6Mb/S 數(shù)據(jù)流，可同時傳輸4 路MPEG－1 圖像，或1－2 路質(zhì)量更好的MPEG－2 圖像，或兩路3 Mb/S 的數(shù)字廣播電視。利用ADSL 的全雙工信道可提供160 kb/S 和576kb/S 的數(shù)據(jù)流，用于接入ISDN 網(wǎng)或高速鏈路。ITU－T  
提出3 種ADSL 標(biāo)準(zhǔn)：ADSL-1 、ADSL－2 和ADSL－3 傳輸速率分別為1.544Mb/S 、3.152Mb/S 和6.32Mb/S 傳輸距離分別為5.5km 、3.6km 和2.5 km，可用于傳輸MPEG－1 和MPEG－2 圖像。

ADSL 技術(shù)利用現(xiàn)有雙絞線傳輸寬帶業(yè)務(wù)，可保護(hù)投資；降低成本，特別適于大量分散的住宅用戶。它被廣泛用于Internet接入、遠(yuǎn)端LAN接入、視頻點播(VOD)、遠(yuǎn)程教學(xué)、多媒體檢索等寬帶業(yè)務(wù)的接入與傳輸。目前ADSL技術(shù)及其應(yīng)用正不斷發(fā)展，與之相應(yīng)的ADSL 調(diào)制與處理芯片也大量推向市場，電信設(shè)備廠商也生產(chǎn)出不同類型的ADSL調(diào)制解調(diào)產(chǎn)品并積極開拓市場，使ADSL系統(tǒng)在接入網(wǎng)中不斷拓寬應(yīng)用。

三、VDSL

VDSL與ADSL類似，也是非對稱型，即利用雙絞銅線提供上行與下行兩個方向非對稱的寬帶業(yè)務(wù)。但VDSL的傳輸速率比ADSL高近10倍，傳輸距離比ADSL也短得多。VDSL下行信道的傳輸速率可達(dá)13－55Mb/s，無中繼傳輸距離為300m －1.5km；上行信道傳輸速率為1.5－19.2 Mb/S，隨不同公司的產(chǎn)品而異。VDSL 也采用頻分復(fù)用方式，將電話和VDSL 的上、下行信號放在不同頻帶內(nèi)傳輸。低頻段傳輸普通電話、ISDN 業(yè)務(wù)，中間頻段傳輸上行信道的數(shù)字控制信息，高頻段傳輸下行信道的圖像或高速數(shù)據(jù)信息。發(fā)送端將各類業(yè)務(wù)信號調(diào)制到不同頻段，經(jīng)過雙絞線傳輸?shù)浇邮斩?，接收信號?jīng)解調(diào)及濾波后分離出各類信號。

VDSL 主要采用DMT 和離散小波多頻調(diào)制(DWMT)。DWMT 采用了小波正交變換，其性能比DMT 更好。經(jīng)小波變換的DWMT 其子信道的功率99.99％以上都集中在主瓣，因而信噪比大為提高。VDSL 系統(tǒng)與ADSL 類似，在局端和用戶端配置VDSL Modem，電話業(yè)務(wù)通過POTS 分離器和耦合器加入信道，HDTV 數(shù)字圖像或多路MPEG 壓縮編碼后的圖像利用VDSL下行信道送至用戶端。VDSL 還可與光纖接入網(wǎng)配合，作為ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)到用戶間的配線，通過FTTC為企業(yè)用戶和家庭提供寬帶接入。