ADSL接入技术及技术特点分析

第20卷第4期广东工业大学学报Vol.20 No.42003年12月Journal of Guangdong University of TechnologyDecember 2003ADSL接入技术及技术特点分析李瑜波,廖洁倩(广东工业大学计算中心,广东广州510090)摘要:利用遍布世界各地的普通电话铜线,以及采用ADSL的核心接人技术可以解决目前普遍存在的上网速度慢和收费高的矛盾本文对ADSL的核心接人技术及其技术特点进行了较详细的分析和研究.关键词:ADSL;电话线; Modem中圈分类号:1IP393文献标识码:A文章编1007-161200304-0083-04Intemel 的到来,速度便成了所有网上用户关注的焦点.人们总是对Intemet的速度感到不满意,总希望能更快一点.各种接人技术的发展,正是为了迎合用户的这种强烈要求.基于电话线的ADSL技术和基于有线电缆的CableModem技术是最有潜力的宽带网络技术.传统的拨号上网虽然投资少,接入简单,但接人速率只有56kb/s. 俗称“一-线通”的ISDN速率也只不过128kb/s,且费用不俗,没有达到宽带接人的要求.ADSL和CableModem两种技术组网都能够提供多种业务,并且都能够基本满足目前宽带业务的需要.但是,利用CableModem和HFC进行组网在稳定性、可靠性、供电以及运行维护体制上都存在一- 些问题.此外,由于其网络线路带宽是共享的,在用户达到一定规模后实际上无法提供宽带数据业务,用户分享到的带宽是非常有限的.而ADSL接入方案在网络拓扑结构上可看作是一个星状的网络,它的数据传输带宽是由每一个用户独享的.不会随用户数的增加而降低上网速度,笔者在这篇文章中,只讨论ADSL的接人技术、系统结构及其技术特点.1 ADSL宽带接入技术ADSL的英文表示为Asynmetric Digita Subecriber Line, 中文名字叫“非对称数字用户线路”,通过普通的电话线路和一个专用Modem连接到电信局,在电话线路上产生三个信息通道:普通的电话话音服务通道,用于普通电话服务;16 kb/s~ 1 Mb/s的中速双工通道,用于用户上传信.息;1.5~8 Mb/s的高速下行通道,用于用户下载信息.三个信息通道可以同时工作,传输距离可达3~5 km.ADSL是一种高速的Intemet解决方案,它使用世界上用得最多的普通电话线作为传输介质.我们知道传统的Modemn 也是使用电话线传输的,但它只使用了0-4 kHz的低频段,而电话铜线理论.上有接近2MHz的带宽,ADSL正是使用了26kHz以后的高频带才提供了如此高的速度.具体工作流程是:经ADSL Modem编码后的信号通过电话线传到电信局后再通过一个分离器,如果是语音信号就传到电话交换机上,如果是数字信号就接人Intemet.收藊日期:2002-12-16作者简介:李瑜波(1962 - ),男,实验师,主要研究方向为实验室研究与管理.中国煤化工MYHCNMHG84广东工业大学学报第20卷ADSL的核心是编码技术,目前有DMT(Discrete Mulitone) 和CAP (Carrierless Amplitude/PhaseModulaion)两种主要方法.DMT技术复杂，成本也要稍高--些,但由于DMT对线路的依赖性低,并且有很强的抗干扰和自适应能力,已被定为标准.DMT使用0~4 kb/s频带传输电话音频,用26 kb/s~ 1.1 Mb/s频帶传送数据,并把它以4 k .的宽度分为25个上行子通道和249个下行子通道.速度计算公式为通道数x每通道位数x调制速度,所以ADSL的理论上行速度为25x I5x4 kHz= 1.5 Mb/s,而理论下行速度为249x1Sx4kHz=14.9Mb/s.由于电话铜线的质量问题以及外界环境千扰的存在,在不同时刻对不同频率上的信号有不同影响. DMT可根据探测到的信噪比一频率曲线调整各个子通道的速度,使总体传输速度尽可能地接近给定条件下的最高速度.就是说,DMT理论上可以每赫兹传送15bits(位)数据,在干扰到来时受干扰的频率上的子通道可能降为每赫兹8 bits,在不受干扰或干扰较小的子通道上仍然可保持15 bits/Hz或稍低但对于CAP这类单载波单通道的方式,只要干扰存在各处都会降为8 bits/Hz, 没受干扰的频段也被白白浪费掉了.一般地,采用DMT可在850 kHz的带宽上得到7Mb/s,而CAP却需要1094kHz带宽，多出约30%.另外,基于DMT的ADSL还连续地对每个子通道进行监测,当某些通道噪音增大时DMT系统会自动地把分配给这个通道的数据流转移到其它通道去,保证了传输的高性能和可靠性".2 ADSL 的系统结构ADSL宽带接人主要由电信局和用户端两大模块组成(如图1),图1左边是电信局端;右边是用户端.电信局端设备包括局端分离段; ADSL存取多路复用器;程控交换机;宽带网络接人服务器等.主要完成数据接口适配、汇聚、传输、交换桥接以及数据和语音的分离.而用户端设备主要由ADSLModem和分离器组成.主要完成接口的适配、数据的调制解调、和语音的分离功能.分离器到各地电话研MSL. Med:nIrtornetMISL存取多钢复用器用户电脑网卡电话机图1 ADSL 的系统结构从电话公司来的电话线进入室内后,首先一分为二，其中一条接人ADSL Modem,再从Mo-dem背后的10 Base T/MDI-X接口引出一条网线跟电脑的网卡相连接;另外一条电话分线接人分离器(也叫做过滤器),用于从高频的数据信号中分离出低频的电话话音信号,再从分离器引出电话线跟电话机相连接.但是如果你有两部或以上的电话机则必须经过分离器以后再接分话中国煤化工MYHCNMHG第3期李瑜波,等:ADSI.接入技术及技术特点分析85机.电信局端将来自四面八方的铜线信号接人局端分离器,将用户PC或Internet产生的数据信号中分离出声音模拟信号,再将模拟信号传送到程控交换机,这些语音信号通过程控交换机传送到世界各地电话网;而数据信号则被送到ADSL存取多路复用器内的一个板卡上,每-一个板卡类似于一个ADSLModem.当这些Modemn相互之间通信时多路复用器接收来自各用户的数据包，多路复用处理这些包，然后通过电话公司的宽带网络接人服务器接人到Intemet网.3 ADSL 的技术特点(1)可直接利用现有的用户电话线,无须另铺电缆,节省投资.(2)能为用户提供上、下行不对称的传输带宽.(3)理论上能够向用户提供8 Mb/s的下行传输速率和1 Mb/s的上行传输速率,是传统56.6kb/s模拟调制解调器的150倍.(4)采用点对点的拓扑结构,用户可独享高带宽,以超高速上网.(5)可广泛用于视频业务及高速Intemet等数据的接人,实现网上视频实时播放(V0D、MTV等),突破传统Modemn网上视频播放差的限制.(6).上网同时可以打电话,互不影响,而且上网时不需要另交电话费.(7)目前,由于普通的Internet用户接人网络采用Moden拨号的方式，因此,Intemet用户的剧增向能会造成网络的拥塞(国外已经出现了这种情况),而使用ADSL则可以避免.(8)渗入能力强;接人快,适合于集中和分散的用户21.4 ADSL 对线路设备的要求ADSL主要是利用现有遍布世界各地的约8亿条铜质电话线用户,通过各地电信部门而且具备以下设备要求,即可进行ADSL宽带接人:(1)安装ADSL线路是要在原有电话线上进行跳线,所以用户申请的前提条件是已经安装了直线市话线路(经过用户端交换机或小总机的线路不可安装);电话线所接入的市话机楼必须是ADSL节点，且安装地点与电信ADSL节点之间的距离不能超过3 km.(2)如用户的普通电话正在或将要移机,请用户在移机竣工后再办理新装ADSL.(3)用户电脑硬件最低要求:586MMX电脑,32M内存,4M显卡、10M网卡.(4)用户电话若要接分机,则应接在过滤器之后.(5)ADSL.硬件设备包括过滤器(SPLITTER)和数模转换器(ANT,即ADSL Modem)两部分.据调查,全世界有将近8亿铜质电话线用户,而接入ADSL服务的只有很少的一部分.目前,ADSL正席卷世界各地，庞大的市场正吸收着世界范围内各大网络公司,它们都相继推出ADSL产品并致力于ADSL的发展,目前普遍采用的普通拨号Modem及N-ISDN技术接人的用户将逐步过渡到以ADSL为代表的宽带接人方式,并最终被光纤接人技术所取代.参考文献:[1]刘化君.ADSL宽带接入技术及应用[J] . 电化教育资讯2001,(1): 37-40. .[2]刘长军.采用ADSI.上网的优势分析[J」.山西财经大学学报200(23),133135,135中国煤化工MYHCNMHG36广东工业大学学报第20卷An Analysis of the Merging Techniques of ADSL andIts Technique CharacteristicsLI Yu-bo, LAO Jje-qian(Conputing Center, Guangdong University of Technology , Guangzhou 510090, China)Abstract: With ordinary telephone copper wires found all over the world and the core merging techniques ofADSL, the problems on the slow speed and high expenditures that widely exist in lodging in Intemet can besolved. The paper thoroughly analyses and researches the core merging techniques of ADSL and its tech-nique characteristics.Key words: ADSL; telephone wire; Modem(上接第82页)参考文献:[1]李春梅.面向21世纪的软件I.程[J].昆明理工大学学报,2001 ,4:86-90.[2]代码中国.三层结构的知识[ EB/OL]. htp://ww odechina. nedispbbe ap? boardID= 3480,200-07.[3]李智.分布式应用的 三层模式[J].科技进步与对策2007:7718.[4]郭天刚.三层结构应用软件[J].中国煤炭经济学院学报200.3:92-94.[5]陈建辉三层结构应用系统开发中的技巧[J] .电脑开发与应用2001 ,5: 16-17.[6]王树臣三层结构系统的设计与实现[J].佳木斯大学学报2001 ,232-234.The Research on Tri -Tiered Construction andan Example of Its ApplicationXU Jian-zhe, SHEN Fang yang, DENG Jing, CHEN Yao-xi ,CHEN En-xiao, HUANG Cheng zhong(Faculy of Coputer,Guangdong University of Technology,Cuangzhou 510090, China)Abstract:This article brielly introduces the background and the harhware structure of the Tri- Tirered con-struction. Furthermore, its funection and peculiarity are also described in detail. At the saune time, ten princi-ples on the design of the Tr-Tiered construction are put forward. In the end, the article gives an examplerelated to the Tri-Tiered construction on client/server .Key words: the Tri-Tered construction; client/server; hardware structure中国煤化工MYHCNMHG