三大模式 谈XDSL接入技术及其应用

随着Internet 的飞速发展，通信技术正在经历一场巨大变革，由于入网用户数迅速增加；接入网作为通信网中与末端用户相连的网络，已成为网络技术中的一大热点。

当前主要的接入技术有混合光纤／同轴（HFC）接入技术、光纤接入技术、铜线接入技术和无线接入技术。其中铜线接入以现有电话线为传输媒体，利用先进的数字信号处理技术及调制解调枯术提高传输谏率和距离。主要有HDSL（高速数字用户环路）、ADSL（非对称数字用户环路）和VDSL （超高速数字用户环路）。使用XDSL 技术的双绞铜线配置了分离音频及高频信号的分离器，将 4 kHZ 以下的音频信号与xDSL 调制后的高频信号经滤波器分开，使话音和高速数据可以并传。XDSL 技术由于采用双绞铜线传输，可节省线路费用，经济易行，因此可作为宽带接入的先期使用技术。以下将分别介绍这3 种XDSL 技术的调制方式及应用技术。

一、HDSL

HDSL 采用回波抑制、自适应滤波和高速数字处理技术，线路编码采用2B1Q 码。用两对或三对模块（局端机）和网络终端模块（用户机），每对双绞线传输速率1168kb／S；两对线提供2Mb／S 的E1业务。

HDSL 无中继传输距离为3－5km 。

美国国家标准协会（ANSI）制定的T1E1.4／94－006 以及欧洲电信标准协会（ETSI）提出的DTR／DM－0.3036 定义了 HDSL 的电气及物理特性、帧结构、传输方式及通信规程等标准。由于采用回波抑制自适应均衡技术，增强了抗干扰能力，克服了码间干扰，可实现较长距离的无中继传输。HDSL 系统分别置于交换局端和用户端，系统由收发器、复用与映射部分以及E1 接口电路组成。收发器包括发送与接收两部分，是HDSL 系统的核心。发送部分将输入的HDSL 单路码流通过线路编码转换，再经过D／A 交换以及波形形成与处理，由发送放大器放大后送到外线。接收部分采用回波抵消器，将泄漏的部分发送信号与阻抗失配的反射信号进行回波抵消，再经均衡处理后恢复原始数据信号，通过线路解码变换为HDSL 码流，然后送到复用与映射部分处理。其中回波抵消器和均衡器作为系统自适应调整并跟踪外线特性变化，动态调整系统参数，以便代化系统传输性能。

HDSL 系统中复用与映射部分完成数据码流的复用与解复用。发送部分将2Mb／S 的PCM 码流分为两部分，分别加入HDSL 帧结构的开销比特，转换成HDSL 帧的传输码流，通过发送器发送到线路。与之相对应，接收部分将收到的两路1168kb／S 的 HDSL 码流，去掉 HDSL 帧结构中的开销比特，再复用成2Mb／S 的 PCM 码流，经过接口电路送至FCM 2 Mb／S 的G.703 接口。接口部分实现 HDSL 系统与PCMG.703 接口的转换与适配，完成HDB3 码流与NRZ 码流相互转换，并达到电气与阻抗适配。HDSL 的线路编码主要有两种即2B1Q 码和CAP 码。2B1Q 码是4 电平脉冲幅度调制码，每个符号位表示两比特，4 个电平+3 、+1 、-1 、－3 分别表示10 、11 、01 、00，从而提高了传输的比特速率。CAP 是无载波幅度相位调制，数据经两路正交信号分别调制后叠加，并且将不携带有用信息的载波抑制掉。两种编码对于提高传输效率是很有用的。目前已有许多实现HDSL 数字调制及信号处理的芯片和产品问世。

HDSL 除了用于接入网外，还可用于DDN 节点中继、无线寻呼中继、移动基站中继、局域网间互联、会议电视及高速数据传输等，为企事业用户提供低成本的E1 通路。利用HDSL 传输技术可与视频压缩编码MPEG 技术相结合，传输机频宽带业务，如传输录像机频信号以及多媒体会议电视系统信号。按照H.261 有关建议可作为2Mb／S 会议电视的传输接入系统。另外，也可用于传输可视电话、家庭购物、远程诊断、远程教育等多媒体业务传输。

二、ADSL

ADSL 是近年发展的另一种宽带接入技术，是利用双绞铜线向用户提供两个方向上速率不对称的宽带信息业务。其下行速率高达6－9Mb／S，传输距离可达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，随各公司产品而不同，通常为16－640kb／s 。

ADSL 在一对电话线上同时传送一路高速下行数据、一路较低速率数据、一路模拟电话。各信号间采用频分复用方式占用不同频带，低频段传送话音；中间窄频带传上行信道数据及控制信息；其余高频段传下行信道数据、图像或高速数据。

ADSL 主要采用DMT 或CAP 调制方式。DMT 是离散多频调制，把全部频带划分为256 个子信道，根据子信道的瞬时衰耗特性、群时延特性和噪声特性，将输入数据动态分配给它们。自适应地分配各子信道速率，同时关闭被窄带噪声淹没的子信道，达到传输线的最佳利用，把误码和噪声减至最小，提高了系统传输容量。此外，ADSL 利用自适应滤波的新发展，如栅格编码及RS 码，提高抗噪声性能，采用非对称回波抵消技术以消除回波干扰。ADSL 系统分别在局端和用户端18 置ADSL 调制解调器，采用DMT FFT，实现对信号处理及调制与解调。由电话网来的电话业务，通过普通电话业务（POTS）分离器用无源耦合方式接到普通电话线上。交换局（LEX）节点经过ADSL 调制解调器和POTS 分离器，分出与插入话音，与高速数据一起通过双绞铜线传到用户端，再经过用户端的分离器与ADSL 调制解调器，将信息送到用户的PC 机或电视终端。

按照ECSA（交换载波标准协会）的T1.431 建议，ADSL 可提供高速单工及双工通道，其中高速单工通道利用下行通道传输6Mb／S 数据流，可同时传输4 路MPEG－1 图像，或1－2 路质量更好的MPEG－2 图像，或两路3 Mb／S 的数字广播电视。利用ADSL 的全双工信道可提供160 kb／S 和576kb／S 的数据流，用于接入ISDN 网或高速链路。ITU－T 提出3 种ADSL 标准：ADSL-1 、ADSL－2 和ADSL－3 传输速率分别为1.544Mb／S 、3.152Mb／S 和6.32Mb／S 传输距离分别为5.5km 、3.6km 和2.5 km，可用于传输MPEG－1 和MPEG－2 图像。

ADSL 技术利用现有双绞线传输宽带业务，可保护投资；降低成本，特别适于大量分散的住宅用户。它被广泛用于Internet 接入、远端LAN 接入、视频点播（VOD）、远程教学、多媒体检索等宽带业务的接入与传输。目前ADSL 技术及其应用正不断发展，与之相应的ADSL 调制与处理芯片也大量推向市场，电信设备厂商也生产出不同类型的ADSL 调制解调产品并积极开拓市场，使ADSL 系统在接入网中不断拓宽应用。

三、VDSL

VDSL 与ADSL 类似，也是非对称型，即利用双绞铜线提供上行与下行两个方向非对称的宽带业务。但VDSL 的传输速率比ADSL 高近10 倍，传输距离比ADSL 也短得多。VDSL 下行信道的传输速率可达13－55Mb／s，无中继传输距离为300 m －1.5km；上行信道传输速率为1.5－19.2 Mb／S，随不同公司的产品而异。VDSL 也采用频分复用方式，将电话和VDSL 的上、下行信号放在不同频带内传输。低频段传输普通电话、ISDN 业务，中间频段传输上行信道的数字控制信息，高频段传输下行信道的图像或高速数据信息。发送端将各类业务信号调制到不同频段，经过双绞线传输到接收端，接收信号经解调及滤波后分离出各类信号。

VDSL 主要采用DMT 和离散小波多频调制（DWMT）。DWMT 采用了小波正交变换，其性能比DMT 更好。经小波变换的DWMT 其子信道的功率99.99％以上都集中在主瓣，因而信噪比大为提高。VDSL 系统与ADSL 类似，在局端和用户端配置VDSL Modem，电话业务通过POTS 分离器和耦合器加入信道，HDTV 数字图像或多路MPEG 压缩编码后的图像利用VDSL 下行信道送至用户端。VDSL 还可与光纤接入网配合，作为ONU（光网络单元）到用户间的配线，通过FTTC 为企业用户和家庭提供宽带接入。