[信息与通信]智能小区宽带多媒体接入.ppt

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1、1,小区宽带多媒体接入,PTIC中国邮电工业总公司培训中心方 涛 TEL：010-88446863 FAX：010-88446869,2,小区宽带多媒体接入,AN,CPN,CN,SN,SN,CPN：用户驻地网AN：接入网CN：核心网SN：业务节点,3,小区宽带多媒体接入,现代化住宅小区已不仅是传统意义上的蔽身之所，而是朝着智能化小区的方向发展，在高度的安全性、舒适的生活环境、便利的通讯方式、综合的信息服务和家庭智能化等五个层次上不断地向前发展，以满足居民不断出现的新需求。,4,小区宽带多媒体接入,特别是90年代以来，“信息高速公路”的浪潮席卷了整个世界。处于网络未梢的用户对数据高速传送的需求日

2、益增加，用户对住宅的要求早已不是仅局限于对土建的要求，而是更多地关注于“信息”，如：上网、VOD、远程医疗等，其中，呼声最强烈的就是高速上网。但是，不管我们想要获取什么信息，我们都离不开一个问题 接入，高速接入。,5,小区宽带多媒体接入,课程安排：一）XDSL；二）HFC；三）OAN；四）以太网接入。,6,对于上网而言，在目前模拟Modem是Internet接入方式的主流，对于众多个人用户来讲，最简便最实惠的方法就是将自己的PC机通过Modem与Internet服务商（ISP）相连，既拨号上网。这种接入方式收费低、接入简单灵活，但它有显著的缺陷：,前 言,7,占用电话线路。用户在拨号上网时不能

3、拨打电话，同时也造成了公共电话网的拥塞。通信建立时间长，速率不稳定。Modem的速率受限。市场上56Kb/s 调制解调器基本已是极限速率。,前 言,8,前 言,那么为什么对绞铜线只能传输上限56kbs的数据呢？实际上56kbs并不是对绞铜线传输能力的上限，而是通信网中的程控交换机有限制，它对电话通信只是分配一个话音频带。虽然用户传送的是数据信息，但交换机并不知道它是modem传来的数据信号，而只是把它当作话音信号看待。,9,前 言,如果我们要用对绞铜线高速传输数据信号，就必须避开话音交换机接入，这是高速DSL技术能实现高速接入的基本条件。因为对绞铜线本身并不限制数据信号的传输，只要避开窄带交换

4、机，用户就可以把宽带数据信号送进主干网。,10,前 言,带宽的概念 什么是带宽？我们所说的带宽，一般指的是信道带宽。在铜介质布线系统中，每百米双绞线的信道带宽通常用MHz来表示。信道带宽是指在信噪比确定不变的情况下信道频率的范围。,11,前 言,在以MHz来计量的信道带宽与以Mbits来计量的信息传输能力或数据传输速率之间有着很密切的关系。甚至许多人一直认为，带宽等于速率，实际上，这种提法是错误的，下面我们以一个比喻来说明二者的关系。,12,前 言,带宽可比作高速公路上行车道的数量（并排行车的数量），数据传输速率可比作交通流量或每小时车辆通过某一路段的数量。我们修宽路的目的是为了使车辆高速、无

5、阻塞的行驶；同理，我们需要高带宽线缆的目的也只有一个，就是使数据高速、无阻塞、可靠的传输。,13,前 言,随着车辆的增多（网络中要传输的数据的增多）如何扩大交通流量（速率）的问题就提了出来。扩大交通流量有两种方法：一种方法是加宽高速公路，而另一种方法则是改善路面质量和消除瓶颈。类似地，让可用带宽频率内的每个HZ频率携带更多的信息比特位也是可行的，但这需要线缆有更优良的信噪比。,14,前 言,带宽与信息传输能力之间的关系是很久以前由一个名叫Claude Shannon的人发现的，当时他是贝尔电话实验室的一位工程师。所以，这一规律被称为Shannon定律。,15,ISDN虽然可以提供128K的接入

6、速率，且支持话音数据同传。但是对于象视讯会议等中速接入业务就已无能为力。VOD（视像点播）、远程医疗等业务更是无法实现。因为现在的Internet实在太慢，所以 Internet上W W W（Word Wide Web）业务被人戏称为“Word Wide Wait”。,前 言,16,前 言,ISDN简介 ISDN用户网络接口中有两个重要概念：即通路类型和接口结构。通路表示接口信息传送能力。通路根据速率、信息性质以及容量可以分成几种类型，称为通路类型。通路类型的组合称为接口结构，它规定了在该结构上最大的数字信息传送能力。,17,前 言,通路类型 通路是提供业务用的具有标准传输速率的传输信道。在对

7、承载业务进行标准化的同时，需要相应地对用户网络接口上的通路加以标准化。通路有两种主要类型，一种类型是信息通路，为用户传送各种信息流；另一种是信令通路，它是为了进行呼叫控制而传送的信令信息。根据CCITT建议，在用户网络接口处向用户提供的通路有如下类型：,18,前 言,B通路：64Kbits，供用户信息传递用。D通路：16Kbits或64Kbits，供信令和分组数据传输使用。H0通路：384Kbits，供用户信息传递用（如立体声节目、图像和数据等）。H11通路：1536Kbits，供用户信息传递用（如高速数据传输、会议电视等）。H12通路：1920Kbits，供用户信息传递用（如高速数据传输、图

8、像会议电视等）。,19,前 言,目前使用最普遍的是B通路，它可以利用已经和正在形成中的 64Kbits交换网络传递语音、数据等各类信息，还可以作为用户接入分组数据业务的入口信道。,20,前 言,2、接口结构 标准化的ISDN用户网络接口有两类（见表1），一类是基本速率接口，另一类是基群速率接口。,21,前 言,类型 速 率 结 构 注,基本 144接口 Kb/s,2B+D D=16Kb/s,基群接口,1.544Mb/s或2.048Mb/s,23B+D(1.544Mb/s)D=64Kb/s,30B+D(2.048Mb/s)D=64Kb/s,表一,22,要实现用户对信息大量流动的迫切要求，就必须使

9、信息网络宽带化。信息网络宽带化包括干线、交换节点和接入网宽带化。其中接入网的宽带化显得尤其突出。接入网宽带化的最终目标是用光纤取代现有铜双绞线，实现FTTH（光纤到用户）。但这需要巨大的投资和比较长的建设周期。用户对多媒体通信的迫切要求与FTTH长时间的建设周期形成了矛盾。,前 言,23,近几年来，随着用户对宽带业务的需求的迅速增长和电信市场激烈竞争，人们提出了实现接入网宽带化的多种过渡措施。这些措施大致可分为两类：1.建立在有线电视CATV基础上基于Cable Modem技术的HFC方式；2.建立在现有铜双绞线基础上的各种数字用户环路XDSL技术；,前 言,24,二、XDSL技术的历史及发展

10、 70年代后期，美国率先开始研究如何利用双绞铜线对用户提供N-ISDN基本速率业务。80年代中期，美国Bellcore提出了数字用户线（DSL：Digital Subscriber Line）技术，实现了2B+D基本速率的传输。,XDSL接入技术,25,进一步改善通信质量后，又诞生了高比特数字用户线HDSL（H igh-Bit-Rate Digital Subscriber Line）技术，完成了T1的传输，最大传输距离在3.7Km。90年代初，美国一些电话公司希望在原有电话线上提供VOD（Video on demand）业务。这种需要导致了非对称数字用户线ADSL技术诞生。,XDSL接入技术

11、,26,ADSL上，下行传输速率不对称，下行速率可达到8Mb/s,上行速率可达到640Kb/s，非常适合提供交互式视频业务。但VOD（视像点播）业务并没有像人们预期的那样出现高潮，ADSL技术在人们的记忆中逐渐消失了。,XDSL接入技术,27,1995年以后，随着Internet，特别是基于Web浏览业务的增长，ADSL重新得到了人们广泛的关注。因为ADSL不仅比话带 Modem和ISDN BRA提供了高得多的数据传输速率，而且ADSL的数据传输方式正好与Web浏览器的需要是一致。最近人们在ADSL基础上，以提出VDSL技术，下行速率最高可达52Mb/s.,XDSL接入技术,28,XDSL产品

12、发展趋势,XDSL接入技术,29,速率越高，传输距离越近,XDSL接入技术,30,XDSL,IDSL,HDSL,ADSL,VDSL,other,XDSL技术族,31,接入设备,64Kbps 128kbps 1.5-2Mbps 6Mbps 20Mbps,Modem14.4-56kbps,ISDN,语音/传真数据 Internet接入,SDSLHDSL,中速Internet接入可视电话视讯会义,ADSL,视频点播高速Internetr接入,VDSL,XDSL发展趋势,HDTV,XDSL接入技术,32,三、高比特率数字用户线（HDSL）HDSL采用了高速自适应数字滤波技术和先进的信号处理器，因而可以

13、自动处理环路中的近端串音、噪声对信号的干扰、桥接和其它损伤，适应多种混合线路或桥接条件，无需再生中继器传输距离可达3KM-5KM（0.4-0.6mm线径）。,XDSL接入技术,33,HDSL工作原理 HDSL可以在现有普通双绞电话线上传输双向T1/E1信号。HDSL传输系统含有两套设备，HTU-C转换设备放在中心局，HTU-R转换设备放在用户端。HTU-C、HTU-R均含有相应发送接收部分。HDSL在两对或三对双绞线上传输。,XDSL接入技术,34,HDSL系统结构：,端局交换机,G.703V35X.21EIA-530,XDSL接入技术,35,用户接口,映射电路,公共电路,HDSL收发器,公共

14、电路,映射电路,用户接口,HDSL收发器,HTU-C,HTU-R,PCM接口G.703,PCM接口G.703,HDSL接口,XDSL接入技术,36,用户接口部分主要完成码型转换，将遵从G.703建议的2Mbps码流转换成2Mbps NRZ码流，或完成相反转换；映射部分将输入码流分成二到三部分，映射到HDSL核心帧上；公共电路对每路核心帧加上帧同步字，维护/开销比特，形成HDSL帧结构。,XDSL接入技术,37,HDSL收发器是整个传输系统的核心。HDSL发送单元将HDSL码流进行线路编码，经D/A变换后送至发送滤波器进行脉冲整形，然后发送出去。接收时，先通过接收滤波器滤除去带外噪声，再经过回波

15、抵消器、均衡器，及线路解码后变换成HDSL码流送到公共部分。回波抵消器用于消除线路阻抗不匹配和混合线圈不平衡引起的回声，使HDSL更适应于多线径混连的双绞线。,XDSL接入技术,38,自适应均衡器可以消除前续字符和后续字符的影响。回波抵消器及均衡均采用自适应算法。不断跟踪线路的微小变化，使HDSL技术比同样采用2B1Q线路码的ISDN具有更高速率。,XDSL接入技术,39,XDSL接入技术,40,HDSL系统中的线路编码 HDSL系统中有若干编码、调制方法可供选择，其中包括2B1Q基带编码、无载波调幅调相（CAP）和离散多音频编码（DMT）。HDSL系统中常用的为2B1Q和CAP调制方式。（D

16、MT固有的时延难以满足HDSL要求的500us端到端传输延时的要求；并且DMT需要较复杂的模数转换）,XDSL接入技术,41,XDSL接入技术,2B1Q码,-1,-2,+2,+1,42,XDSL接入技术,2B1Q码是用一位四进码组，表示2位二进码组。其对应关系为：00-2；01-1；10+1；11+22B1Q码是双极性四电平码，一般不含直流分量，2B1Q码可以将传输波特率降低50%，误码率为10的负7。,43,XDSL接入技术,CAP码 CAP码与QAM基本相同，唯一的区别是CAP不用载波，而QAM用载波。CAP码的原理是：将码流变换成两路，分别通过两个数字横向带通滤波器，然后将两路信号相加既

17、为CAP码。（两个数字带通滤波器的幅频特性相同，相频特性相差90度）,44,2B1Q实现简单，与ISDN兼容性 好，技术成熟抗干扰性差传输距离近,CAP电路实现复杂抗干扰性强传输距离远，误码率低,XDSL接入技术,45,HDSL的系统配置方式有三种：点到点全容量配置 此时HDSL系统相当于纯线路设备，局端机成为线路终端（LT），远端机成为网络终端（NT）。可以支持的主要业务有ISDN-PRA、2Mb/s帧结构租用线，2Mb/s无帧结构租用线。,XDSL接入技术,46,点到点部分容量配置 此时HDSL系统允许部分时隙的信号经2Mb/s信号格式传送，可以支持的业务有部分利用的租用线，Nx64Kb/

18、s业务及部分利用的ISDN-PRA业务等。,XDSL接入技术,47,点到多点配置 此时HDSL系统必须处在部分容量配置方式，再结合系统内部的交叉连接功能可以使单个局端机与多个远端机相连，每个远端机的容量分配可以通过控制和分配时隙来实现。,XDSL接入技术,48,HDSL应用举例 1.E1到用户,E1,交换机,MUX或PABX,XDSL接入技术应用,49,E1/V.35,路由器,路由器,HDSL应用举例,4.局域网互联,XDSL接入技术应用,50,HDSL应用举例5.多媒体网络的宽频需求,HTU-C,HTU-R,G.703V.35X.21X.25EIA-530,G.703V.35X.21X.25

19、EIA-530,多媒体智能大楼,XDSL接入技术应用,51,优点：HDSL安装简单，只需在线路两端加装HDSL设备即可。HDSL在无中继情况下可以延长E1/T1的传输距离，因而降低了E1/T1的安装成本，缩短了安装周期。,XDSL接入技术,52,HDSL采用数字技术，可以获得比原模拟信号高的质量，采用先进DSP技术及串音技术，消除了串音现 象，传输质量接近光纤水平。HDSL使用灵活，可以在一对线上提供T1或E1速率，称之为SDSL，其最大传输距离可达3km。,XDSL接入技术,53,四、非对称数字用户线（ADSL）HDSL要用两对（或三对）双绞线进行传输，最高传输速率也只有 1.544Mb/s

20、或2.048Mb/s。对于大多数用户来说，他们只拥有一对电话线，他们希望能在一对双绞线上开通电话、HDTV、交互式数据等多种业务。在这种情况下ADSL系统应运而生。,XDSL接入技术,54,ADSL利用现有双绞线传输非对称数据业务，从中心局到用户端方向（下行）速率最高可达8Mb/s，从用户端到中心局方向（上行）速率较低，可达640Kb/s。,XDSL接入技术,55,交换机,ADSL局端设备,ADSL远端设备,用户终端,用户终端,1.5Mb/s-8Mb/s,16Kb/s-640Kb/s,XDSL接入技术,56,XDSL接入技术,注：两端的话音分离器可以分别集成到各自端的ADSL设备内部,57,A

21、DSL系统的基本原理是“不对称”即在下行方向传送高速数字信号，而在上行方向用户发送机工作在很低频率。这样可以保证用户侧的串音比对称传输系统低很多，从而确保传输距离。,XDSL接入技术,58,在ADSL收发机中使用带通调制方式，可以将高速数字信号安排在普通电话频段的高频侧，再用滤波器滤除诸如环路不连续点和振铃引起的瞬态噪声干扰后即可与现有电路信号在同一对双绞线上共存而互不影响。,XDSL接入技术,59,ADSL系统中的频率划分 ADSL将0-1MHz频谱分成三个频段：POTS频段：即模拟电话频带，占用0-4KHz带宽。ADSL系统利用无源滤波器将电话信道与高频信号分离。这样，电话业务和ADSL业

22、务将互不影响。用户在传输数据的同时可以打电话，而数据速率保持不变。,XDSL接入技术,60,中速上行信道：用于传送上行数字信息。下行数字信道：利用先进编码调制技术，可传送8Mbps下行数据。,XDSL接入技术,61,上行信道,XDSL接入技术,62,ADSL设备连接分为两端：用户端设备和服务提供端设备。其中用户端设备包括POTS（Plain Old Telephone Service）分流器和ADSL Modem。POTS分流器用于将话音和数据传输分开，使得将话音传向电话机，将数据送到ADSL Modem，ADSL Modem用于将需接收和发送的数据转换成相应传输码，以获得高速率和远距离传输。

23、,XDSL接入技术,63,ADSL远端CPE设备功能,与用户终端的接口-ATM25.6Mb/s接口-Ethernet 10base-T接口-USB和PCI接口ADSL ATU-R调制解调功能RFC1483 Multiprotocal encapsulation over AAL5Multiport self-learning transparent bridge,64,ADSL,话音分离器,数字图像和语声,控制,主配线架,话音分离器,公用 电话网,骨干网,交接箱,分线盒,双绞线,话机,端局,用户,DSLAM（ADSL+SAM）,XDSL接入技术,65,服务提供端设备主要有DSL访问多路复用器（

24、DSLAM）等 设备。DSLAM设备由中心点ADSL Modem和服务访问多路复用器SAM组成。其主要功能是将许多用户的ADSL线路集聚在一起，向PSTN重定向语音和高速线路传输数据,并具有与其它设备连接的接口。,XDSL接入技术,66,DMT调制技术 ADSL利用铜双绞线的0-1MHZ频带进行信号传输。用户环路中铜双绞线的传输特性比较复杂，取决于很多因素。在频率为1MHZ时，有些线路的衰减非常高，已经超过了100dB，随着频率的升高，信道的噪声特性也变得非常复杂，近端串扰和远端串扰的影响都不能忽略。铜双绞线复杂的线路传输特性决定了ADSL系统必须采用一种特殊的调制方式。,XDSL接入技术,6

25、7,在ADSL发展的初期，有三种线路调制方式可供选择，它们是正交幅度调制（QAM），无载波调幅调相（CAP）和离散多音频（DMT）技术。理论和实验均表明，DMT的性能明显优于其它两种方式，因而在ADSL系统中，一般采用DMT技术（标准推荐）。,XDSL接入技术,68,DMT又称多载波调制，是一种正交的频分复用方式，采用正交幅移键控方式。最大优点是发送和接收都可利用高效的快速付里叶变换和反变换来实现，其作用是完成QAM信号与数字形式的副载频信号之间的变换，再利用数模转换和滤波器构成模拟信号。,XDSL接入技术,69,DMT技术的基本原理是把可用带宽（1MHz以下）分成256个独立的正交子信道，每

26、个子信道带宽为4.3125kHz，根据信道的性能（如信噪比、噪声、衰减等），把输入数据自适应地分配到每一个子信道上。如果某一个子信道无法承载数据，则简单予以关闭，而对于那些可用子信道，一个码元包络内可载送1-11比特信息。,XDSL接入技术,70,直流,1.1MHz,DMT传输,XDSL接入技术,71,XDSL接入技术,从性能上看，DMT是比较理想的方式，信噪比高、传输距离远（同样距离下传速率较高）。但DMT也存在一些问题，比如DMT对某个子信道的比特率进行调整时，会在该子信道的频带上引起噪声，对相邻子信道产生干扰。而且相对CAP来讲，DMT实现复杂。目前CAP产品较为成熟。,72,ADSL的

27、网络结构 ADSL作为一项物理层的点对点的数据传输技术，可以支持多种网络协议，提供宽带业务和应用，如视频点播（VOD），远程医疗，远程教学等。ADSL的网络结构可有多种，这取决于具体的应用和所提供的宽带业务类型。下面给出三种可能的网络结构。,XDSL接入技术,73,IP方式 利用ADSL提供Internet接入是当前最受关注的应用之一。在Internet中，上下行业务不对称性为1：10，因此ADSL固有的非对称性将会使ADSL在Internet接入及视频服务中有着相当广泛的应用前景。根据ADSL论坛的规定，IP包可以在ADSL上直接传输，利用ADSL可以实现Intranet接入，LAN和LAN

28、的互连等。,XDSL接入技术,74,IP骨干网Internet或Intraanet,接入网,IP LAN,业务提供者路由器,CPE路由器,ADSL传输IP包,帧中继，ATM或快速/Gbit级以太网（短距离链路）,接入集中器（或帧中继交换机）,以太网,家用PC，或具以太网NIC的机顶盒/TV的联合体,XDSL接入技术,75,ATU-C是ADSL系统的局端模块，ATU-R是用户端模块。ATU-R可以直接与PC机的总线相连，也可通过以太网与PC机相连，PC机通过点对点（PPP）协议建立Internet连接。,XDSL接入技术,76,ATM方式 根据ADSL论坛的规定ATM信元可以直接在ADSL信道上

29、传输，因此利用ADSL可以提供费用较低的 ATM连接。,XDSL接入技术,77,ATU-C,ATU-C,ATU-R,ATU-R,ATM业务网络,连接往其他的LAN、视频服务器、IP网络（通过IP over ATM)、或附属于ATM的视频会议单元。,ATM over ADSL,ATM接入集中器,CPE ATM交换,ATM LAN,家用PC，或带有ATM 25NIC的机顶盒/TV的联合体,XDSL接入技术,78,XDSL接入技术,79,电路交换方式,专用租用线网络,ATU-C,ATU-R,T1/T3线路,PBX,主机,路由器,LAN,复用器,CPE复用器,用ADSL实现传统租用线业务,XDSL接入

30、技术,80,ADSL的应用,Potssplitter,原有的室内布线单独的modem线,81,ADSL的应用,82,ADSL的发展G.Lite,虽然从理论上看，ADSL系统中ADSL信号（数据信号）和话音信号占用不同的频带传输，相互之间不会干扰，但由于电话设备的非线性响应，高频段的ADSL信号会干扰电话业务；同样，电话信号也会干扰ADSL信号。所以，ADSL系统必须在用户端安装防止数据信号和电话信号互相干扰的分离器（Splitter），而且安装工作必须由专门的技术人员完成。这极大地影响了ADSL技术的普及。,83,ADSL的发展G.Lite,为使 ADSL技术得到广泛的应用，ADSLModem

31、的使用应该象传统的Modem那样简单，将电话线插入即可使用，即支持即插即用。这促使了一种ADSL标准的产生：ITUT于1998年10月制定了无需分离器的G.992.2（又称G.Lite）标准。G.Lite Modem的价格比ADSL Modem便宜，支持T1.413标准的ADSL设备也能够通过软件升级支持G.Lite。（北美叫UADSL）,84,ADSL的发展G.Lite,通常一种新的标准要得到广泛的接受是需要较长时间的。但对G.Lite却不是这样。由世界上主要的电信公司和康柏、英特尔和微软等计算机公司组成了UAWG，其目的是开发出符合G.Lite标准的支持即插即用的Modem。G.Lite标

32、准支持传输速率的自适应。它的数据传输速率不仅和传输距离有关，而且和屋内的布线情况以及所连接的电话设备有关。,85,ADSL的发展G.Lite,在良好的环境中，当下行速率1.5Mbps、上行速率384kbp/s时可以传输18，000英尺，并且限制传输速率低于该值。为避免G.Lite Modem影响电话设备，当G.Lite Modem检测到电话摘机时就将发送功率减小，同时传输速率也要相应减小。用户挂机后，发送功率和传输速率又会恢复。所以，最好不要使用ADSL Modem传送需要保证比特率的业务，除非可以确定传送时不使用电话。,86,ADSL的发展G.Lite,G.Lite的产生并不是对高速ADSL

33、技术的否定。相反，G.Lite的产生正是为了更好地引导用户进入高速铜线传输的世界。当一部分用户逐渐感到需要比G.Lite更高的数据率时，就会转而使用较为复杂的高速ADSL技术。,87,ADSL的应用,目前，ADSL的热潮席卷世界各地，PC业界领袖Microsoft、Intel、Compaq等以及世界范围内各大网络公司3COM、Cisco、Siemens、Alcatel、Paradyne等相继推出ADSL的产品并致力于ADSL的发展；全球许多电信公司、ISP也纷纷推广各自的ADSL服务，北美、新加坡等地率先正式投入营业，日本、韩国等国家以及我国台湾地区也已进入试验阶段。,88,ADSL的应用,中

34、国电信在北京、上海、广东、福建等地已进行相关的网络测试并开始试验性推广，而深圳已经进入了实用阶段。深圳的ADSL线路已经提供了Internet高速宽带接入的服务，用户只要通过ADSL接入，访问相应的站点便可免费享受多种宽带多媒体服务，如深圳视聆通宽带网站点与广州视聆通宽带网站点上的视频点播音乐厅、网上剧场等；深圳游戏中心上的网上游戏；深圳电视台上的网络电视等。,89,五、VDSL 随着网络光纤化的逐步推进，用户接入部分铜双绞线越来越短，人们在ADSL基础上提出了一种能够在短距离线路上提供更高数据传输速率的用户环路技术，即甚高速率数字用户线（VDSL）。,XDSL接入技术,90,XDSL接入技术

35、,甚高速率数字用户线（VDSL）可以分为两类：一）是住家用户的，二）是企业事业用户的。提供住家用户使用的是非对称VDSL，而提供企业事业用户的则是对称VDSL。,91,XDSL接入技术,在每一住家用户的一对对绞铜线上，既传送电话和ISDN信号，又传送VDSL信号，两类信号可同时存在。对绞铜线的频谱分配是：0Hz120kHz给电话和ISDN，300kHz30MHz给VDSL。两种频段可以由分离器（splitter）分开。用户和交换局各设置一个这样的分离器。在用户地点，普通电话机、计算机、电视机经过VDSLmodem分别连接分离器，一同在对绞铜线上传输。,92,XDSL接入技术,而在交换局的分离器

36、，一方面把电话或ISDN信号连往窄带通信网，送往对方用户电话机，另一方面把对绞铜线传来的用户VDSLmodem的信号连往交换局的VDSLmodem，送到核心网，经SDH连至Internet业务提供者（ISP），也可以连至数字电视台。这样，每一住家用户可以按需要得到Internet接入，也可以得到VOD业务，VDSL的下行线路足够传输大量数据或电视节目或高清晰电视（HDTV）。,93,XDSL接入技术,对于企业事业单位办理业务，更多地需要使用对称的VDSL。如果对绞铜线长度小于1km，传输数据速率可为13Mbs，如果长度小于300m，则数据速率可达26Mbs。这些单位如在各自地区内建立专用的局域

37、网（LAN），每座房屋如果相距不超过0.51.5km，则它们之间可以利用对绞铜线连接，如为ATM，数据速率可达25.6Mbs，如为以太IP，则数据速率可以是10Mbs，利用VDSLmodem实现高速率传输是经济合算的。,94,VDSL可以在1500m长的用户线上提供12.96Mb/s的速率。当传输距离小于300m时，其最大传输速率可以达到51.84Mb/s，由于传输距离较短，信道特性明显优于ADSL，采用非对称方式，VDSL上行方向采用300-700KHz带宽，速率可达1.6-2.3Mb/s；下行方向采用1MHZ以上带宽，速率可达12.96-55.2Mb/s。,XDSL接入技术,95,VDSL

38、传输距离（补充）,下行 上行 线径 线径Mb/s Mb/s 0.4mm 0.5mm12.96 1.62 1.5km 1.8km12.96 12.96 1.3km 1.5km6.48 6.48 1.5km 1.8km25.96 1.62 1.0km 1.1km,96,XDSL接入技术,97,XDSL接入技术,VDSL的线路传输是利用离散多音频（DMT，Discrete multitone）调制，即很多个不同的正交调幅（QAM）信号，例如256个信号，各自对不同的中心频率调制，它们有相同的带宽，依次紧靠排列。VDSL的下行与上行数据传输，不论是不对称的或是对称的，都采用时分双 工（TDD，time

39、 division duplex），俗称乒乓（pingpong）传输，下行为乒、上行为乓。,98,XDSL接入技术,DMT与 TDD两种技术合并，成为同步的离散多音频调制（SDMT，Sy-nchronized DMT）。VDSL将以 SDMT技术为标准，在传输性能上将得到很多有利的优点。在SDMT系统，上行和下行传输可以在一个频带，但处于不同的时间。不对称的和对称的传输有同样的超帧（superframe）。例如一个SDMT超帧，包含20个DMT符号，每一符号占时间25ps，一个超帧的时间就是500ps。每一方向传输完毕就有一个停歇符号。,99,XDSL接入技术,例如：在不对称的情形下，先是下行

40、传输16个符号、停歇1个符号，接着就是上行传输2个符号、停歇1个符号，总共20个DMT符号，占时间500ps。在对称的情形下，下行传输9个符号。停歇1个符号，上行传输9个符号、停歇1个符号，总共20个DMT符号，占时间500ps。这样20个符号占时间500ps的帧，相当于256个音频，每个音频的宽度约为40kHz。在上述例子，不对称传输下行与上行之比为8：1，对称传输则为1：1。,100,XDSL接入技术,这样，TDD对于不对称传输下行与上行数据速率之比可以灵活安排的，而且数字信号处理和模拟器件都不复杂。由于超帧结构是用软件排程序，SDMTmodem既可以用于不对称，又适用于对称的情形。硬件可

41、供发送机和接收机共用。这是因为DMTmodem对发送和接收所需逆向快速傅利叶变换和正向变换（IFFT-FFT）是相当的。,101,XDSL接入技术,用了TDD方式，modem可以在任何时间用于发送或接收，因此，每一个modem只需一套离散傅利叶变换（DFT），它覆盖整个系统的频带宽度。在整个超帧，除了停歇时间外都可适用。而且，由于发送和接收使用相同频带，模拟器件可以简化。总之，VDSL使对绞铜线上传输很高的数据速率，但其所需的modem并不太复杂。,102,XDSL接入技术,在国际上，目前已有多家从事VDSL的研究工作，也报道了他们采用的不同技术和制式。例如有些研究对DMT系统采用频分多路（F

42、DM），调制方式采用无载波调幅与调相（CAP），还有接收机内采用判决反馈均衡器（DFE，Decision feedback equalizer）等等，各有一定的作用和优点。,103,VDSL与ADSL有很大程度的相似性，均采用先进的传输技术和纠错编码技术，在短距离内实现高速率接入。目前，有许多标准化组织从事VDSL方面的工作，但VDSL的标准还很不完善。VDSL尚处于定义阶段，许多问题尚待进一步研究。,XDSL接入技术,104,ITU-T SG15DSL标准化情况,G.991.1(G.hdsl)HDSLG.991.2(G.shdsl)SHDSLG.992.1(G.dmt)ADSLG.992.2

43、(G.lite)ADSL.LiteG.994.1(G.hs)xDSL握手协议G.995.1(G.ref)数字用户线概述G.996.1(G.test)xDSL测试协议G.997.1(G.ploam)xDSL物理层管理,105,国内标准化情况（ADSL）,年 Full-rate ADSL技术规范年 Full-rate ADSL测试规范年 ADSL.Lite技术规范即将完成ADSL.Lite测试规范 规范起草单位：信息产业部电信传输研究所,106,XDSL虽然存在不少实施上的困难。但是在网络带宽日益紧张的今天，XDSL技术还是受到了更多的关注，而且它离我们已经越来越近了。当美国副总统戈尔得知有3家高

44、技术公司将为未来Iternet提供超高速数据通道及必要网络设备时，他说：“我们将结束有人把Wold Wide Web（万维网）戏称为Wold Wide Wait（环球等待）的日子。”,XDSL接入技术,107,HFC接入技术,HFC HFC(Hybrid fiber coax)光纤同轴电缆混合体，是采用光纤和有线电视网络传输数据的宽带接入技术。下面我们具体来讨论此项技术。,108,HFC接入技术,当有线电视网重建他们的网络以改善现有的服务时，广电选用了一种新的网络体系结构，通常称之为“光纤到用户区”，在这种体系结构中，单根光纤用于把有线电视网的前端连到200-1500户家庭的居民小区，这些光纤

45、由前端的激光发射机驱动，并连到光纤接收器上（一般为“节点”）。这些光纤接收器的输出驱动一个标准的用户同轴网。,109,HFC接入技术,“光纤到用户群”（光纤到用户区）的体系结构与传统的由电缆组成的网相比较，主要好处在于它去掉了一系列的宽带放大器，这些放大器是用来补偿同轴干线的前端到用户群信号衰减的，这些放大器减低了系统的性能，并且需要很多维护工作。,110,HFC接入技术,在典型“光纤到用户群”的体系结构中，支持标准的有线电视网广播节目选择，每个从前端出去的光纤载有相同的信号或频道。通过使用无源光纤分离器，以驱动多路接收节点，它位于前端激光发射器的输出处。,111,HFC接入技术,“光纤到用户

46、群”的有线电视网系统可利用单个输出光纤以重用交互服务的带宽。例如，在结点1的10频道和结点2的10频道是不同节目或数据，这种重用结合中等规模节点（一般要少于1000个通过的用户）。从光纤的安装上增加系统的可用带宽，将在最大程度上升级有线电视网系统，以便把单个的波段分配给每个交互式服务的用户。,112,HFC接入技术,宽带分布网体系结构，把光纤用于从交换中心或前端到用户群的远距离传送，结合同轴电缆下行到单个用户，就如通常所说的“混合光纤同轴电缆”。这种光纤电缆系统，正在由有线电视网作为通用的基础设备铺开。,113,HFC接入技术,对于电话交换局而言，现有的标准电话线采用ADSL技术，能支持1.5

47、Mbit/s到8Mbit/s的带宽。从交换中心到家庭的距离可达到8000到15000尺（依带宽而定）。另外，还提供一个16Kbit/s到64Kbit/s的信号通道，从家庭回到交换局。,114,HFC接入技术,但从长远看，ADSL用于交互式视频服务存在着问题，因为现在安装的电话网质量参差不齐，ADSL有距离的限制，还有昂贵的成本。可是有线电视的覆盖率却在不断上升。然而ADSL对电话局来说，还是有吸引力的。因为作为一种方式，可以逐步引进视频服务而不必进行大量的电话网升级工程。,115,HFC接入技术,虽然ADSL有利于电话公司早日提供服务，但技术限制使业界认为用户的交互式视频服务主要由光纤同轴接入

48、网支持。很多电视网目前以光纤同轴网重建以前的电视网，这些网可以支持传统的服务和新兴视频服务。除了电话业务外，大多交互式视频服务有高度的非对称带宽要求，要求进入家庭的带宽比需要走出家庭的带宽高多了，这是有益的。,116,HFC接入技术,因为大部分当前的用户接入网（有线电视网或ADSL）有这种下行比上行带宽容量大的不对称特性。在光纤同轴的用户接入网中，可以用640QAM或256QAM RF调制，把在500M1GHZ的下行带宽中6MHZ（中国为8MHZ）模拟带宽转换成数字频道，数字频道的数目仅受电视网中未用带宽的限制，并且不和当前系统中现存的模拟服务发生相互干扰、影响。,117,HFC接入技术,典型

49、的数字频道置于最高的模拟频道的频道之上，而且仅需要一个更低的普通电源既可运作。在光纤同轴网中的每个数字频道，一般提供一个带纠错的28Mbit/S（对640QAM）或超过40Mbit/S（对256QAM）带宽流，支持53信元（ATM）。,118,HFC接入技术,通过起始过程中的配置协议，每个机顶盒动态分配一个特定的下行数字频道，并给定一个特定的ATM虚拟电路路径标识符，应用在信元流中，机顶盒中的资源将分配到一个特定的虚拟电路，它有利于实现机顶盒内基于硬件的信元分发功能。,119,HFC接入技术,如图所示，光纤同轴网用传统的有线电视网子频段方式，仅保留总有效系统带宽的一小部分用于上行通讯（一般是2

50、5-35MHZ的上行对700MHZ的下行）。虽然可以改变这种频段划分，以更改上行对下行的相对比例，但这将带来不兼容的问题，不仅和标准网络设备，而且和现存的用户电子设备不兼容。例如电视，如果上行频段由30MHZ或40MHZ改为150MHZ，就不能再直接选择标准的“预设电缆”电视。,120,HFC接入技术,121,HFC接入技术,另外在光纤同轴网中，上游信号的传输，在传统的5-30MHZ的带宽内有一个重大的问题，既无关信号的干扰。这个频段载有国际短波广播和许多别的RF无线服务，光纤同轴网可覆盖几或几十平方公里，在整个覆盖区内有较多的松脱或是安装的不好的连接器、未中止的端口、还有同轴电缆屏蔽的破裂处