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3種XDSL技術(shù)的調(diào)制方式及應(yīng)用技術(shù)簡介

發(fā)布時(shí)間:2023-01-05 文章來源:深度系統(tǒng)下載 瀏覽:

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。

隨著Internet的飛速發(fā)展,通信技術(shù)正在經(jīng)歷一場巨大變革,由于入網(wǎng)用戶數(shù)迅速增加;接入網(wǎng)作為通信網(wǎng)中與末端用戶相連的網(wǎng)絡(luò),已成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的一大熱點(diǎn)。

當(dāng)前主要的接入技術(shù)有混合光纖/同軸(HFC)接入技術(shù)、光纖接入技術(shù)、銅線接入技術(shù)和無線接入技術(shù)。其中銅線接入以現(xiàn)有電話線為傳輸媒體,利用先進(jìn)的數(shù)字信號處理技術(shù)及調(diào)制解調(diào)枯術(shù)提高傳輸諫率和距離。主要有HDSL(高速數(shù)字用戶環(huán)路)、ADSL(非對稱數(shù)字用戶環(huán)路)和VDSL (超高速數(shù)字用戶環(huán)路)。使用XDSL 技術(shù)的雙絞銅線配置了分離音頻及高頻信號的分離器,將4kHZ以下的音頻信號與xDSL調(diào)制后的高頻信號經(jīng)濾波器分開,使話音和高速數(shù)據(jù)可以并傳。XDSL技術(shù)由于采用雙絞銅線傳輸,可節(jié)省線路費(fèi)用,經(jīng)濟(jì)易行,因此可作為寬帶接入的先期使用技術(shù)。以下將分別介紹這3種XDSL技術(shù)的調(diào)制方式及應(yīng)用技術(shù)。

一、HDSL

HDSL 采用回波抑制、自適應(yīng)濾波和高速數(shù)字處理技術(shù),線路編碼采用2B1Q 碼。用兩對或三對模塊(局端機(jī))和網(wǎng)絡(luò)終端模塊(用戶機(jī)),每對雙絞線傳輸速率1168kb/S;兩對線提供2Mb/S 的E1業(yè)務(wù)。HDSL無中繼傳輸距離為3-5km 。
美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)制定的T1E1.4/94-006 以及歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)提出的DTR/DM-0.3036 定義了 HDSL 的電氣及物理特性、幀結(jié)構(gòu)、傳輸方式及通信規(guī)程等標(biāo)準(zhǔn)。由于采用回波抑制自適應(yīng)均衡技術(shù),增強(qiáng)了抗干擾能力,克服了碼間干擾,可實(shí)現(xiàn)較長距離的無中繼傳輸。HDSL 系統(tǒng)分別置于交換局端和用戶端,系統(tǒng)由收發(fā)器、復(fù)用與映射部分以及E1 接口電路組成。收發(fā)器包括發(fā)送與接收兩部分,是HDSL 系統(tǒng)的核心。發(fā)送部分將輸入的HDSL 單路碼流通過線路編碼轉(zhuǎn)換,再經(jīng)過D/A 交換以及波形形成與處理,由發(fā)送放大器放大后送到外線。接收部分采用回波抵消器,將泄漏的部分發(fā)送信號與阻抗失配的反射信號進(jìn)行回波抵消,再經(jīng)均衡處理后恢復(fù)原始數(shù)據(jù)信號,通過線路解碼變換為HDSL 碼流,然后送到復(fù)用與映射部分處理。其中回波抵消器和均衡器作為系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)整并跟蹤外線特性變化,動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù),以便代化系統(tǒng)傳輸性能。

HDSL 系統(tǒng)中復(fù)用與映射部分完成數(shù)據(jù)碼流的復(fù)用與解復(fù)用。發(fā)送部分將2Mb/S 的PCM 碼流分為兩部分,分別加入HDSL 幀結(jié)構(gòu)的開銷比特,轉(zhuǎn)換成HDSL 幀的傳輸碼流,通過發(fā)送器發(fā)送到線路。與之相對應(yīng),接收部分將收到的兩路1168kb/S 的 HDSL 碼流,去掉 HDSL 幀結(jié)構(gòu)中的開銷比特,再復(fù)用成2Mb/S 的 PCM 碼流,經(jīng)過接口電路送至FCM 2 Mb/S 的G.703 接口。接口部分實(shí)現(xiàn) HDSL 系統(tǒng)與PCMG.703 接口的轉(zhuǎn)換與適配,完成HDB3 碼流與NRZ 碼流相互轉(zhuǎn)換,并達(dá)到電氣與阻抗適配。HDSL 的線路編碼主要有兩種即2B1Q 碼和CAP 碼。2B1Q 碼是4 電平脈沖幅度調(diào)制碼,每個(gè)符號位表示兩比特,4 個(gè)電平+3 、+1 、-1 、-3 分別表示10 、11 、01 、00,從而提高了傳輸?shù)谋忍厮俾。CAP 是無載波幅度相位調(diào)制,數(shù)據(jù)經(jīng)兩路正交信號分別調(diào)制后疊加,并且將不攜帶有用信息的載波抑制掉。兩種編碼對于提高傳輸效率是很有用的。目前已有許多實(shí)現(xiàn)HDSL 數(shù)字調(diào)制及信號處理的芯片和產(chǎn)品問世。

HDSL 除了用于接入網(wǎng)外,還可用于DDN 節(jié)點(diǎn)中繼、無線尋呼中繼、移動基站中繼、局域網(wǎng)間互聯(lián)、會議電視及高速數(shù)據(jù)傳輸?shù),為企事業(yè)用戶提供低成本的E1 通路。利用HDSL 傳輸技術(shù)可與視頻壓縮編碼MPEG 技術(shù)相結(jié)合,傳輸機(jī)頻寬帶業(yè)務(wù),如傳輸錄像機(jī)頻信號以及多媒體會議電視系統(tǒng)信號。按照H.261 有關(guān)建議可作為2Mb/S 會議電視的傳輸接入系統(tǒng)。另外,也可用于傳輸可視電話、家庭購物、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程教育等多媒體業(yè)務(wù)傳輸。

二、ADSL

ADSL是近年發(fā)展的另一種寬帶接入技術(shù),是利用雙絞銅線向用戶提供兩個(gè)方向上速率不對稱的寬帶信息業(yè)務(wù)。其下行速率高達(dá)6-9Mb/S,傳輸距離可達(dá)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,隨各公司產(chǎn)品而不同,通常為16-640kb/s 。

ADSL 在一對電話線上同時(shí)傳送一路高速下行數(shù)據(jù)、一路較低速率數(shù)據(jù)、一路模擬電話。各信號間采用頻分復(fù)用方式占用不同頻帶,低頻段傳送話音;中間窄頻帶傳上行信道數(shù)據(jù)及控制信息;其余高頻段傳下行信道數(shù)據(jù)、圖像或高速數(shù)據(jù)。

ADSL主要采用DMT或CAP調(diào)制方式。DMT是離散多頻調(diào)制,把全部頻帶劃分為256個(gè)子信道,根據(jù)子信道的瞬時(shí)衰耗特性、群時(shí)延特性和噪聲特性,將輸入數(shù)據(jù)動態(tài)分配給它們。自適應(yīng)地分配各子信道速率,同時(shí)關(guān)閉被窄帶噪聲淹沒的子信道,達(dá)到傳輸線的最佳利用,把誤碼和噪聲減至最小,提高了系統(tǒng)傳輸容量。此外,ADSL利用自適應(yīng)濾波的新發(fā)展,如柵格編碼及RS 碼,提高抗噪聲性能,采用非對稱回波抵消技術(shù)以消除回波干擾。ADSL系統(tǒng)分別在局端和用戶端18置ADSL調(diào)制解調(diào)器,采用DMTFFT,實(shí)現(xiàn)對信號處理及調(diào)制與解調(diào)。由電話網(wǎng)來的電話業(yè)務(wù),通過普通電話業(yè)務(wù)(POTS)分離器用無源耦合方式接到普通電話線上。交換局(LEX)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過ADSL 調(diào)制解調(diào)器和POTS 分離器,分出與插入話音,與高速數(shù)據(jù)一起通過雙絞銅線傳到用戶端,再經(jīng)過用戶端的分離器與ADSL 調(diào)制解調(diào)器,將信息送到用戶的PC 機(jī)或電視終端。

按照ECSA(交換載波標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)的T1.431 建議,ADSL 可提供高速單工及雙工通道,其中高速單工通道利用下行通道傳輸6Mb/S 數(shù)據(jù)流,可同時(shí)傳輸4 路MPEG-1 圖像,或1-2 路質(zhì)量更好的MPEG-2 圖像,或兩路3 Mb/S 的數(shù)字廣播電視。利用ADSL 的全雙工信道可提供160 kb/S 和576kb/S 的數(shù)據(jù)流,用于接入ISDN 網(wǎng)或高速鏈路。ITU-T 提出3 種ADSL 標(biāo)準(zhǔn):ADSL-1 、ADSL-2 和ADSL-3 傳輸速率分別為1.544Mb/S 、3.152Mb/S 和6.32Mb/S 傳輸距離分別為5.5km 、3.6km 和2.5 km,可用于傳輸MPEG-1 和MPEG-2 圖像。

ADSL 技術(shù)利用現(xiàn)有雙絞線傳輸寬帶業(yè)務(wù),可保護(hù)投資;降低成本,特別適于大量分散的住宅用戶。它被廣泛用于Internet接入、遠(yuǎn)端LAN接入、視頻點(diǎn)播(VOD)、遠(yuǎn)程教學(xué)、多媒體檢索等寬帶業(yè)務(wù)的接入與傳輸。目前ADSL技術(shù)及其應(yīng)用正不斷發(fā)展,與之相應(yīng)的ADSL 調(diào)制與處理芯片也大量推向市場,電信設(shè)備廠商也生產(chǎn)出不同類型的ADSL調(diào)制解調(diào)產(chǎn)品并積極開拓市場,使ADSL系統(tǒng)在接入網(wǎng)中不斷拓寬應(yīng)用。

三、VDSL

VDSL與ADSL類似,也是非對稱型,即利用雙絞銅線提供上行與下行兩個(gè)方向非對稱的寬帶業(yè)務(wù)。但VDSL的傳輸速率比ADSL高近10倍,傳輸距離比ADSL也短得多。VDSL下行信道的傳輸速率可達(dá)13-55Mb/s,無中繼傳輸距離為300m -1.5km;上行信道傳輸速率為1.5-19.2 Mb/S,隨不同公司的產(chǎn)品而異。VDSL 也采用頻分復(fù)用方式,將電話和VDSL 的上、下行信號放在不同頻帶內(nèi)傳輸。低頻段傳輸普通電話、ISDN 業(yè)務(wù),中間頻段傳輸上行信道的數(shù)字控制信息,高頻段傳輸下行信道的圖像或高速數(shù)據(jù)信息。發(fā)送端將各類業(yè)務(wù)信號調(diào)制到不同頻段,經(jīng)過雙絞線傳輸?shù)浇邮斩,接收信號?jīng)解調(diào)及濾波后分離出各類信號。

VDSL 主要采用DMT 和離散小波多頻調(diào)制(DWMT)。DWMT 采用了小波正交變換,其性能比DMT 更好。經(jīng)小波變換的DWMT 其子信道的功率99.99%以上都集中在主瓣,因而信噪比大為提高。VDSL 系統(tǒng)與ADSL 類似,在局端和用戶端配置VDSL Modem,電話業(yè)務(wù)通過POTS 分離器和耦合器加入信道,HDTV 數(shù)字圖像或多路MPEG 壓縮編碼后的圖像利用VDSL下行信道送至用戶端。VDSL 還可與光纖接入網(wǎng)配合,作為ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)到用戶間的配線,通過FTTC為企業(yè)用戶和家庭提供寬帶接入。

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本文章關(guān)鍵詞: HDSL ADSL VDSL