網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機(jī)整體,實(shí)現(xiàn)資源的全面共享和有機(jī)協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計(jì)算機(jī)、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。 當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。 寬帶接入網(wǎng)是目前非常主流的接入技術(shù),同時(shí)接入的方式也有很多種,這里我們主要介紹VDSL概述及其工作原理,包括介紹VDSL的特點(diǎn)等方面。數(shù)字用戶線DSL是一種不斷發(fā)展的寬帶接入網(wǎng)技術(shù),該技術(shù)是采用先進(jìn)的數(shù)字編碼和調(diào)制解調(diào)技術(shù)在常規(guī)的用戶銅質(zhì)電話線上傳送寬帶信號。目前已比較成熟,投入使用的數(shù)字用戶線方案有ADSL、HDSL和SDSL等。其中,應(yīng)用最廣泛的當(dāng)數(shù)ADSL技術(shù)。
ADSL(非對稱數(shù)字用戶線)能夠在現(xiàn)有的線路上根據(jù)當(dāng)?shù)鼐路狀況提供8M/s下行速率和1M/s的上行速率。這種下行速率遠(yuǎn)大于上行速率的非對稱結(jié)構(gòu),特別適合瀏覽Internet、寬帶視頻點(diǎn)播等下行速率需求大于上行速率需求的應(yīng)用。所以,它是現(xiàn)在寬帶上網(wǎng)的主要方式之一。但ADSL技術(shù)也面臨不少問題,雖然突出的特點(diǎn)能滿足基本的寬帶需求,但卻無法適應(yīng)基于視頻等高帶寬業(yè)務(wù)的需要。而另一種DSL技術(shù)卻能夠輕而易舉地使這一切成為可能,這就是VDSL技術(shù)。
1、VDSL概述及其工作原理
簡單地說,VDSL就是ADSL的快速版本。使用VDSL,短距離內(nèi)的最大下傳速率可達(dá)55Mbit/s,上傳速率可達(dá)2.3Mbit/s。上傳和下傳數(shù)據(jù)信道都可在現(xiàn)有的POTS或ISDN服務(wù)上被頻分,使VDSL成為高速、低價(jià)網(wǎng)絡(luò)的佳選。像ADSL一樣,VDSL將主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)視頻傳輸和高速數(shù)據(jù)訪問。
VDSL系統(tǒng)與ADSL一樣,可利用普通電話銅纜,在不影響窄帶話音業(yè)務(wù)(POTS、ISDN)的情況下,傳送高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。VDSL的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也與ADSL很相似,如圖1所示。VDSL局端設(shè)備與用戶端設(shè)備之間通過普通電話銅纜(U1C與U1R參考點(diǎn)之間)進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)傳輸。其中,VTU-O、VTU-R分別是位于局端和用戶端的VDSL收發(fā)器。業(yè)務(wù)分離器(Splitter,包括HPF和LPF)將同一對電話銅纜上傳輸?shù)腣DSL與窄帶業(yè)務(wù)(或ADSL)相分離。
VDSL使用頻譜較寬,最高可達(dá)12MHz。該頻譜范圍可被分割為若干下行(DS)和上行(US)頻段,國際上常用的頻段劃分方式主要有Plan997和Plan998兩種,如圖2所示。Plan998根據(jù)北美業(yè)務(wù)需求劃分,主要面向非對稱業(yè)務(wù);Plan 997根據(jù)歐洲業(yè)務(wù)需求劃分,主要面向?qū)ΨQ業(yè)務(wù)。VDSL的線路編碼(調(diào)制技術(shù))有兩種:QAM(正交幅度調(diào)制)和DMT(離散多音頻)。QAM技術(shù)相對簡單,進(jìn)展較快,芯片已比較成熟,相應(yīng)的設(shè)備在國內(nèi)外進(jìn)行了比較廣泛的試驗(yàn)和試商用,設(shè)備成本也在不斷降低。DMT技術(shù)理論上性能更好,但實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜,功耗較高,目前商用化設(shè)備很少。
VDSL用頻分復(fù)用(OFDM)分隔信道。以后VDSL將支持對稱數(shù)據(jù)速率,這可能需要轉(zhuǎn)向回饋抑制。通常下傳信道配置在上傳信道之上,但DAVIC的規(guī)范則反之以使VDSL可用于同軸電纜。轉(zhuǎn)發(fā)錯(cuò)誤控制是VDSL的另一特性,像ADSL一樣,它用一種ReedSolomon編碼和interleaving對線噪糾錯(cuò)。
2、VDSL的特點(diǎn)
VDSL技術(shù)的特點(diǎn)與ADSL不同,后者的干線連接主要是ATM,而VDSL則對ATM和IP同時(shí)支持,這主要是源于以太網(wǎng)的成熟和向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)核心的滲透,EthernetoverVDSL則是在寬帶接入網(wǎng)方面延伸了以太網(wǎng)的應(yīng)用范圍,是完美的寬帶接入網(wǎng)解決方案。從技術(shù)的角度看,VDSL具有以下特點(diǎn):
1)VDSL的使用頻段是1.1~20MHz,正好在ADSL所用頻段之上。VDSL采用OFDM方式進(jìn)行通信,即上行和下行使用不同的頻率范圍。通常頻譜分配如下(以QAM為例):下行O.9~3.4MHz;上行4.0~7.75MHz。其他常用的低頻業(yè)務(wù),如ISDN、普通電話和ADSL,完全可以和VDSL同時(shí)在一對線上傳送。一般情況下,這兩個(gè)頻帶的中心頻率和帶寬都可以調(diào)整,會對VDSL系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率產(chǎn)生影響。
2)使用QAM或DMT線路編碼技術(shù)。QAM屬于單載波調(diào)制方式,DMT屬于多載波編碼技術(shù)。目前用得較多的是DMT技術(shù),這一技術(shù)和ADSL使用的線路編碼完全相同。運(yùn)營商們在現(xiàn)有銅線環(huán)路上已經(jīng)部署了超過1000萬線基于DMT編碼方式的ADSL線路,DMT-VDSL可無縫地應(yīng)用于現(xiàn)有DMT基礎(chǔ)設(shè)施。QAM芯片也有產(chǎn)品,最早的VDSL芯片就是采用QAM技術(shù),因?yàn)镼AM實(shí)現(xiàn)起來較簡單,如Broadcom和Infineon的芯片組,這也是業(yè)界使用最多的芯片組。目前,以色列的Metalink公司又剛剛推出了面向以太網(wǎng)的QAM-VDSL芯片組。
3)可使用的上行線復(fù)接技術(shù)。為復(fù)接多個(gè)用戶CPE設(shè)備,必須采用某種復(fù)用技術(shù),并保證用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量。在用戶端提供復(fù)用的情況下(稱為主動方式),多個(gè)CPE設(shè)備寬帶接入網(wǎng)類似于一個(gè)集線器的設(shè)備,由集線器負(fù)責(zé)復(fù)用/解復(fù)用。在被動端接方式下,光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)負(fù)責(zé)解決復(fù)用,方法可以是頻分或時(shí)分。頻分方式分配不同的頻段給各個(gè)CPE;在時(shí)分情況下,每個(gè)CPE則分配得到不同的時(shí)隙。兩者都存在一些問題:時(shí)分方式有浪費(fèi)時(shí)隙的可能性,而頻分方式則有兩種可能性:ONU給每個(gè)CPE分配的帶寬有可能過低;每個(gè)CPE有可能發(fā)送過多的數(shù)據(jù)而降低整體性能。故在實(shí)際應(yīng)用中,采用主動復(fù)用技術(shù)更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
4)CPE全雙工傳輸技術(shù)。為保證上下行傳輸?shù)娜p工,VDSL采用時(shí)分或頻分技術(shù),時(shí)分情況下,上行和下行數(shù)據(jù)不能同時(shí)進(jìn)行,必須輪流進(jìn)行,因此又稱為“乒乓”傳輸。
5)VDSL速率大小通常取決于傳輸線的長度,最大下行速率目前考慮為51Mbit/s~55Mbit/s,長度不超過300米,13Mbit/s以下的速率可傳輸距離為1.5公里以上。這樣的傳輸速率可擴(kuò)大現(xiàn)有銅線傳輸容量達(dá)400倍以上。一般下行速率從13Mbit/s~55Mbit/s,傳輸距離不超過1.5公里。
網(wǎng)絡(luò)的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中,正因如此,網(wǎng)絡(luò)的承受能力也面臨著越來越嚴(yán)峻的考驗(yàn)―從硬件上、軟件上、所用標(biāo)準(zhǔn)上......,各項(xiàng)技術(shù)都需要適時(shí)應(yīng)勢,對應(yīng)發(fā)展,這正是網(wǎng)絡(luò)迅速走向進(jìn)步的催化劑。
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