xDSL接入技術(shù)現狀與發(fā)展
落紅衛 陳 萍
2003/08/27
摘要 分析了接入技術(shù)的發(fā)展現狀以及兩種最新接入技術(shù)SHDSL和VDSL，探討了決定DSL技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
一、引 言
隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )的高速發(fā)展，用戶(hù)對網(wǎng)絡(luò )帶寬的需求日益增加，原有網(wǎng)絡(luò )帶寬已經(jīng)不能滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，其中最典型的問(wèn)題就是上網(wǎng)速度慢，新的應用無(wú)法推廣與實(shí)現。在這種背景下，全面提高網(wǎng)絡(luò )的帶寬和傳輸速度就成了迫切解決的問(wèn)題。具體說(shuō)來(lái)，這些問(wèn)題包括提高傳輸速率和接入速率。由于DWDM等光傳輸技術(shù)的應用，傳輸技術(shù)得到很大的提高。目前，國內網(wǎng)絡(luò )寬帶化的主要瓶頸在于接入技術(shù)。另外，接入網(wǎng)市場(chǎng)的現狀是多種新舊技術(shù)共存，多種傳輸手段和多種傳輸體制共存競爭。
對于電信網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商而言，最關(guān)注的是如何利用現有的雙絞線(xiàn)來(lái)提供寬帶接入。對于有線(xiàn)電視運營(yíng)商而言，最關(guān)注的是如何有效利用現有的線(xiàn)纜系統來(lái)提供寬帶接入。有線(xiàn)電視在我國起步雖然較晚，但發(fā)展迅速。我國目前已經(jīng)有8000萬(wàn)有線(xiàn)電視用戶(hù)，要提供交互式數據通信，有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )面臨著(zhù)雙向改造問(wèn)題。人群居住密集以及電纜老化等因素使回傳系統出現了棘手的噪聲問(wèn)題，雙向改造不易進(jìn)行，用戶(hù)群只能局限于較小的范圍內。另外，無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)在低密度的分散小用戶(hù)群領(lǐng)域、急需電話(huà)用戶(hù)線(xiàn)的地區以及有地理障礙的地區，占有重要的地位。對于正在建設的固定有線(xiàn)接入網(wǎng)的地區，無(wú)線(xiàn)接入也可作為過(guò)渡手段提供新用戶(hù)線(xiàn)，一旦有線(xiàn)接入網(wǎng)建成后，無(wú)線(xiàn)接入系統可以移往別處使用。在農村網(wǎng)環(huán)境，無(wú)線(xiàn)一點(diǎn)多址技術(shù)具有經(jīng)濟性和靈活性的優(yōu)越性。
接入網(wǎng)的共同趨勢都是逐漸將光纖化推向用戶(hù)。FTTC將逐漸向FTTH方向發(fā)展，而HFC將逐漸從較大的節點(diǎn)向較小的節點(diǎn)發(fā)展，然后逐漸將光纖推進(jìn)至分支點(diǎn)，甚至實(shí)現FTTH。光纖到戶(hù)后，就消除了FTTC中的金屬引入線(xiàn)和HFC中的同軸電纜，避免了金屬腐蝕等問(wèn)題，接入網(wǎng)的瓶頸也隨之消失。然而，光纖到戶(hù)是一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程，需要投入大量的資金和人力。
就目前而言，如何利用現有的網(wǎng)絡(luò )資源是當前最迫切的任務(wù)。作為中國最大的通信網(wǎng)絡(luò )--電信網(wǎng)絡(luò )而言，已經(jīng)發(fā)展了幾十年，具備了龐大的雙絞線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，但雙絞線(xiàn)是為語(yǔ)音通信設計的。如何有效利用現有的雙絞線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，提高其傳輸速率，是寬帶發(fā)展的至關(guān)重要的環(huán)節。基于雙絞線(xiàn)的寬帶接入解決的方式主要是DSL（Digital Subscriber Line）技術(shù)。
二、xDSL技術(shù)的發(fā)展現狀
數字用戶(hù)線(xiàn)DSL是不斷發(fā)展的寬帶接入技術(shù)，該技術(shù)是采用先進(jìn)的數字編碼技術(shù)和調制解調技術(shù)，在常規的雙絞線(xiàn)上傳送寬帶信號。目前，比較成熟并投入使用的的數字用戶(hù)線(xiàn)技術(shù)有HDSL，ADSL，SDSL和RADSL等。所有這些DSL一般都統稱(chēng)為xDSL。它在現有的雙絞線(xiàn)上采用較高的頻率及相應的調制技術(shù)，利用在模擬線(xiàn)路中加入或獲取更多的數字數據信號處理技術(shù)來(lái)獲得高傳輸速率（理論值可達52Mbit/s）。各種DSL技術(shù)最大的區別體現在信號傳輸速率和傳輸距離以及上行信道和下行信道的對稱(chēng)性不同兩個(gè)方面。
xDSL的特征是，與話(huà)音工作在不同頻段，即在寬帶接入的同時(shí)可以正常通話(huà)。在一定距離內，可以提供較高的數據傳輸率。對銅線(xiàn)而言，天氣等外部環(huán)境可能會(huì )影響傳輸性能。目前已提出并大量使用的數字用戶(hù)線(xiàn)技術(shù)主要有以下幾種：
（1）高比特率數字用戶(hù)線(xiàn)（HDSL）
應當說(shuō)，HDSL是DSL中最成熟的技術(shù)。它是一種對稱(chēng)的高速數字用戶(hù)環(huán)路技術(shù)，上行和下行速率相等，通過(guò)兩對或三對雙絞線(xiàn)提供全雙工1.544Mbit/s/2.048Mbit/s（T1/E1）的數據信息傳輸能力。線(xiàn)路編碼方式通常采用2B1Q或CAP兩種，離線(xiàn)徑而定，其無(wú)中繼傳輸距離約為4～7km。HDSL技術(shù)比較適用于商業(yè)應用中需要對稱(chēng)數據通信的場(chǎng)合。
（2）非對稱(chēng)數字用戶(hù)線(xiàn)（ADSL）
ADSL是目前發(fā)展最快的DSL技術(shù)。它允許在一對雙絞線(xiàn)上，在不影響現有POTS電話(huà)業(yè)務(wù)的情況下，進(jìn)行非對稱(chēng)高速數據傳輸。ADSL上行速率為224～640kbit/s，下行傳輸速率1.544～9.2Mbit/s，傳輸距離為2.7～5.5km。
ITU-T SG15在1998年10月通過(guò)了關(guān)于A(yíng)DSL的G.992.1和G.992.2建議草案。G 992.1規范了帶分離器的ADSL系統，利用該系統可在同一對金屬雙絞線(xiàn)對上傳輸高速數據和模擬信號，采用的線(xiàn)路編碼為DMT，下行速率為6.144Mbit/s，上行速率為640kbit/s。G.992.2規范了不帶分離器的ADSL系統，它是一種簡(jiǎn)化的ADSL（Lite ADSL），具有成本低、安裝簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，亦采用DMT線(xiàn)路編碼，下行速率為1.536Mbit/s，上行速率為512kbit/s。
ADSL技術(shù)最適合非對稱(chēng)的高速I(mǎi)nternet接入及視頻點(diǎn)播，發(fā)展潛力很大。目前，電信運營(yíng)商主要依靠ADSL技術(shù)進(jìn)入高速接入市場(chǎng)，與有線(xiàn)電視公司的Cable Modem技術(shù)相競爭。
（3）對稱(chēng)數字用戶(hù)線(xiàn)（SDSL）
使用一對雙絞線(xiàn)對在上、下行方向實(shí)現E1/T1傳輸速率的技術(shù)，是HDSL的一個(gè)分支。它采用2B1Q線(xiàn)路編碼，上行與下行速率相同，傳輸速率由幾百kbit/s到2Mbit/s，傳輸距離可達3km左右。
（4）速率自適應數字用戶(hù)線(xiàn)（RADSL）
RADSL能夠動(dòng)態(tài)地根據所要求的線(xiàn)路質(zhì)量自動(dòng)調整自己的速率，為遠距離用戶(hù)提供質(zhì)量可靠的數據網(wǎng)絡(luò )接入手段。RADSL是在A(yíng)DSL基礎上發(fā)展起來(lái)的新一代接入技術(shù)，其傳輸距離約達5.5km。
三、xDSL新技術(shù)
為了適應寬帶上網(wǎng)的需求，國內電信運營(yíng)商及有線(xiàn)電視運營(yíng)商正如火如荼地推動(dòng)ADSL和Cable Modem上網(wǎng)，一場(chǎng)市場(chǎng)爭奪戰在所難免。但是，近來(lái)這兩種寬帶上網(wǎng)模式，因頻帶和流量等問(wèn)題，不斷遭到其它寬帶接入技術(shù)的挑戰，例如目前ADSL上網(wǎng)傳輸速率僅為1.5Mbit/s，Cable Modem上網(wǎng)雖達2～8Mbit/s，但必須眾人分享頻帶，在某些時(shí)段很容易塞車(chē)。而對許多企業(yè)或使用者而言，要求有更高的傳輸速率。在此種情況下，xDSL家族中新推出的SHDSL與VDSL越來(lái)越受人關(guān)注。前者為平衡速率接入的代表，有望取代現有的E1/T1，SDSL，HDSL。而后者為非平衡速率接入的代表，有望成為雙絞線(xiàn)高速傳輸的代表。但是，由于傳輸距離與傳輸速率成反比，所以是否可以與ADSL競爭還是個(gè)未知數。
1.SHDSL技術(shù)
SHDSL（Single-line High bit-rate Digital Subscriber Line），即單線(xiàn)對高速數碼用戶(hù)回路（實(shí)際應用中也可兩線(xiàn)對）。它利用一對（或兩對）雙絞線(xiàn)進(jìn)行傳輸。單線(xiàn)對的SHDSL支持192～2312kbit/s的凈負荷傳輸速率，速率變化步長(cháng)為8kbit/s。如果系統在雙線(xiàn)對方式下運行，則兩線(xiàn)對的SHDSL可支持384～4624kbit/s的傳輸速率，速率變化步長(cháng)為16kbit/s。SHDSL有著(zhù)其它DSL不具備的許多優(yōu)點(diǎn)，主要體現在：
（1）支持多種業(yè)務(wù)類(lèi)型。它不僅能基于TDM方式，也可以基于A(yíng)TM方式。迄今為止，是傳送距離最長(cháng)的DSL技術(shù)。另一個(gè)特點(diǎn)是傳輸速率是自適應的，且傳送距離可相應變化。
（2）可以使不同廠(chǎng)家產(chǎn)品在相同標準下真正兼容
SHDSL的市場(chǎng)定位主要分為三類(lèi)：一是TDM市場(chǎng)，在DDN和Modem市場(chǎng)，SHDSL相對現有Modem有更長(cháng)的傳送距離和更低成本，并可實(shí)現不同廠(chǎng)家的互通，對運營(yíng)商有很大吸引力。二是ATM市場(chǎng)，對該市場(chǎng)而言，可有效利用現有閑置的ATM資源，減少DDN擴容的成本。三是IP市場(chǎng)，對于城域網(wǎng)中光纖未達到的地方，可以利用SHDSL在雙絞線(xiàn)基礎上接入城域網(wǎng)SHDSL的速度雖然比TI/EI專(zhuān)線(xiàn)慢，但價(jià)格遠低于E1/TI，因此中小企業(yè)及提供電話(huà)服務(wù)（Telephony）的公司，很多都傾向改用SHDSL來(lái)取代E1/T1專(zhuān)線(xiàn)，以降低成本。
2.VDSL技術(shù)
VDSL（Very High Data Rate Digital Subscriber Line），即甚高速數字用戶(hù)回路，可說(shuō)是xDSL技術(shù)中速率最快者，它只利用一對雙絞線(xiàn)。用戶(hù)一側的安裝也比較簡(jiǎn)單，只要用分離器將VDSL信號和話(huà)音信號分開(kāi)，或者在電話(huà)前加裝濾波器就能夠使用。非對稱(chēng)下行數據的速率為6.5～52Mbit/s，上行數據的速率為0.8～6.4Mbit/s，對稱(chēng)數據的速率為6.5～26Mbit/s，傳輸距離約為300～1500m。不過(guò)，值得注意的是，VDSL技術(shù)的傳輸速率依賴(lài)于傳輸線(xiàn)的長(cháng)度，故上述數據是相對而言的。
VDSL與ADSL類(lèi)似，利用雙絞線(xiàn)提供上行與下行兩個(gè)方向的寬頻業(yè)務(wù)，采用頻分復用方式，將電話(huà)和VDSL的上、下行信號放在不同頻段內傳輸。低頻段用于傳輸普通電話(huà)業(yè)務(wù)，中間頻段傳輸上行通道的數碼控制信息，高頻段傳輸下行通道的影像或高速資料。在局端和用戶(hù)端配置VDSL Modem，電話(huà)業(yè)務(wù)通過(guò)POTS分離器和耦合器加入通道，HDTV數碼影像或多路MPEG壓縮編碼后的影像利用VDSL下行通道送至用戶(hù)端。VDSL還可與光纖網(wǎng)絡(luò )配合，作為ONU（光網(wǎng)絡(luò )單元）到用戶(hù)間的配線(xiàn)，通過(guò)FTTC為企業(yè)用戶(hù)和家庭提供寬頻上網(wǎng)服務(wù)。
（1）VDSL的特點(diǎn)
·速率高。VDSL的速度大大高于A(yíng)DSL和Cable Modem，相當于T3的數據傳輸速率；
·傳輸距離短。傳輸速度與傳輸距離成反比，速度受線(xiàn)路長(cháng)短影響，VDSL最遠不超過(guò)2km，比ADSL離機房4km的距離短一半。
（2）VDSL的應用環(huán)境
·短距離高速非對稱(chēng)業(yè)務(wù)，例如300m以?xún)取⑾滦袀鬏斔俾试?6Mbit/s以上，主要用于視頻傳輸；
·中距離對稱(chēng)或接近對稱(chēng)業(yè)務(wù)，例如1km左右對稱(chēng)10Mbit/s；
·較長(cháng)距離非對稱(chēng)業(yè)務(wù)，因高頻部分衰減較大，故上行速率較低。
VDSL技術(shù)目前尚處于發(fā)展初期，由于方案的不同，導致不同的支持者。不過(guò)，2000年5月成立的全業(yè)務(wù)VDSL業(yè)務(wù)組囊括了多家世界級別的通信巨頭，它們負責制定國際標準，目前正在積極完善之中。可以斷言，VDSL技術(shù)的前途肯定非常光明。
四、決定寬帶接入技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素
應該說(shuō)，目前對xDSL寬帶上網(wǎng)的速度還是非常滿(mǎn)意的，但問(wèn)題依然存在，主要有以下幾方面：
（1）寬帶的收費標準相對比較高
鑒于現階段我國經(jīng)濟發(fā)展的總體水平，寬帶收費標準相對現有消費水平顯得偏高，網(wǎng)絡(luò )主要是工作和生活中的輔助工具和娛樂(lè )方式，并沒(méi)有深入到消費者的日常生活當中。只有寬帶收費標準降到普通用戶(hù)都可以接受的時(shí)候，寬帶接入才可能真正發(fā)展起來(lái)。
（2）寬帶服務(wù)的內容還不夠豐富
一些適合寬帶的系統，如視頻點(diǎn)播、遠程教育、遠程醫療等還沒(méi)有被真正地使用。運營(yíng)商過(guò)于注重提高寬帶上網(wǎng)速度，而忽視了寬帶內容服務(wù)的開(kāi)發(fā)。寬帶要以?xún)热轂楹诵模挥刑峁┠軌蛞鹣M者消費欲望的內容和服務(wù)，寬帶業(yè)務(wù)才可能得到迅速發(fā)展和普及。這就需要寬帶運營(yíng)商與內容提供商相結合，形成一個(gè)完整的整體對消費者提供服務(wù)。目前，市場(chǎng)對信息的需求使技術(shù)、業(yè)務(wù)、經(jīng)營(yíng)模式趨于相同，這決定了融合是大勢所趨。今后，寬帶技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力不再是技術(shù)的創(chuàng )新和網(wǎng)絡(luò )的建設，而是廣大居民對寬帶內容消費的巨大需求，這樣的轉變有利于寬帶發(fā)展走上良性循環(huán)的軌道。
（3）應用主要局限在計算機上網(wǎng)
目前，中國擁有近2000萬(wàn)臺計算機，可以上網(wǎng)者占了很大比重。但是，計算機應用最多的僅僅是上網(wǎng)瀏覽新聞、聊天、收發(fā)電子郵件，并沒(méi)有真正進(jìn)入家庭的各個(gè)角落。要讓寬帶服務(wù)真正進(jìn)入家庭，就必須把寬帶應用到家庭其它電器上，這就是最近人們說(shuō)的“互聯(lián)網(wǎng)電器”，如電視機頂盒、PDA和可視電話(huà)等。只有到互聯(lián)網(wǎng)電器真正進(jìn)入家庭的時(shí)候，才可以說(shuō)真正的寬帶時(shí)代到來(lái)了。
五、結束語(yǔ)
寬帶接入技術(shù)發(fā)展是通信發(fā)展的必然趨勢，而xDSL對我國現有的通信發(fā)展的寬帶接入提供了最經(jīng)濟最實(shí)用的解決方式，特別是SHDSL技術(shù)和VDSL技術(shù)的出現，無(wú)論從距離上和速度上都大大滿(mǎn)足了用戶(hù)現有以及未來(lái)一段時(shí)間的需求。但是，在強調技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，一定要注重其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在寬帶產(chǎn)業(yè)中，網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、內容提供商、軟件開(kāi)發(fā)商以及系統集成商結合起來(lái)，形成一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，寬帶才能真正發(fā)展起來(lái)。
中國通信網(wǎng)(www.c114.net)—電信網(wǎng)技術(shù)
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