《现代通信系统新技术》课件第7章宽带接入网络.pptx

1、第第 7 章章 宽带宽带接入网络接入网络7.1 xDSL接入接入7.2 无线高保真无线高保真(Wi-Fi)接入接入7.1 xDSL接入接入 目前流行的铜线接入技术主要是xDSL技术。DSL是“Digital Subscriber Line”的缩写，即所谓的数字用户环路。DSL技术是基于普通电话线的宽带接入技术，它在同一铜线上分别传送数据和语音信号。在DSL技术下，数据信号并不通过电话交换机设备，这就减轻了电话交换机的负载；并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方式，这意味着使用DSL上网并不需要缴付另外的电话费。xDSL中的“x”代表了各种数字用户环路技术，包括HDSL、ADSL、VDSL等。

2、DSL技术主要用于综合业务数字网(ISDN)的基本速率业务，可在一对双绞线上获得全双工传输，因而它是最现实、最经济的宽带接入技术。7.1.1 HDSL接入技术接入技术 如图7-1所示是一个典型的铜线接入网系统市内铜缆用户环。图中，端局与交接箱之间可以有远端交换模块(Remote Switching Unit，RSU)或远端(Remote Terminal，RT)。端局本地交换机的主配线架(Main Distribution Frame，MDF)经大线径、大对数的馈线电缆(数百至数千对)连至分路点，进而转向不同方向；由分路点再经副馈线电缆连至交接箱，其作用是完成馈线或副馈线电缆中双绞线与配线电缆

3、中双绞线之间的交叉连接。在北美地区起类似作用的装置称为馈线分配接口(Feed Distribution Interface，FDI)，从功能上可称之为灵活点(Flexible Point，FP)，也有人称之为接入点(Access Point，AP)。至于馈线和副馈线则常常不作区别，统称为馈线或馈线段。由交接箱开始经较小线径、较小对数的配线电缆(每组几十对)连至分线盒。分线盒的作用是终结配线电缆，并将其与引入线(又称业务线)相连。从功能上可以将分线盒称为配线点(Distributing Point，DP)或业务接入点(Service Access Point，SAP)。由分线盒开始通常是若干单对

4、或双对双绞线直接与用户终端处的网络接口(NI，Network Interface)相连，用户引入线为用户专用，NI为网络设备和用户设备的分界点。铜线用户环路的作用是把用户话机连接到电话局的交换机上。据统计，对于市内用户环路，其主干电缆长度通常为数千米(极少超过10千米)，配线电缆长度一般为数百米，用户引入线一般只有数十米。1HDSL系统的基本构成系统的基本构成 高比特率数字用户线(HDSL)是ISDN编码技术研究的产物。HDSL技术是一种基于现有铜线的技术，它采用了先进的数字信号自适应均衡技术和回波抵消技术，以消除传输线路中的近端串音、脉冲噪声和波形噪声，以及因线路阻抗不匹配而产生的回波对信号

5、的干扰，从而能够在现有的电话双绞铜线(两对或三对)上提供准同步数字序列(PDH)一次群速率(T1或E1)的全双工数字连接。使用0.40.5mm线径的铜线时，HDSL的无中继传输距离可达35km。HDSL系统的基本构成如7-2所示，图中规定了一个与业务和应用无关的HDSL接入系统的基本功能配置。HDSL系统由两台HDSL收发信机和两对(或三对)铜线构成。两台HDSL收发信机中的一台位于局端，另一台位于用户端，可提供2 Mb/s或1.5 Mb/s速率的透明传输能力。位于局端的HDSL收发信机通过G.703接口与交换机相连，提供系统网络侧与业务节点(交换机)的接口，并将来自交换机的El(或T1)信号

6、转变为两路或三路并行低速信号，再通过两对(或三对)铜线的信息流透明地传送给位于远端(用户端)的HDSL收发信机；位于远端的HDSL收发信机则将来自交换机的两路(或三路)并行低速信号恢复为El(或T1)信号送给用户。在实际应用中，远端机可能提供分接复用、集中或交叉连接的功能。同样，该系统也能提供同样速率的从用户到交换机的反向传输。所以，HDSL系统在用户与交换机之间、可以建立起PDH一次群信号的透明传输信道。HDSL系统由很多功能块组成，一个完整的系统参考配置如图7-3所示。信息在局端机和远端机之间的传送过程如下所述：1对传输时，收、发双方间是2320 kb/s双工信道；2对传输时，各为1168

7、 kb/s双工；3对传输时，各为784 kb/s双工。图中DCS表示数字交叉连接，CPE表示用户驻地设备。从用户端发来的信息，首先进入应用接口，此时，数据流集成在应用帧结构(G.704，32时隙帧结构)中，然后进入映射功能块，映射功能块将具有应用帧结构的数据流插入144字节的HDSL帧结构中，发送端的核心帧则被交给公用电路。在公用电路中，为了在HDSL帧中透明地传送核心帧，需加上定位、维护和开销比特。最后HDSL帧由HDSL收发器发送到线路上去。图7-3中的线路传输部分可以根据需要配置可选再生器(REGenerator REG，)功能块。在接收端，公用电路将HDSL帧数据分解为帧，并交给映射功

8、能块；映射功能块将数据恢复成应用信息，再通过应用接口传送至网络侧。HDSL系统的核心是HDSL收发信机，它是双向传输设备。发送机中的线路接口单元对接收到的El(2.048 Mb/s)信号进行时钟提取和整形。El控制器进行HDB3解码和帧处理。HDSL通信控制器将速率为2.048 Mb/s的串行信号分成两路(或三路)，并加入必要的开销比特，再进行CRC-6编码和扰码，每路码速为1168 kb/s(或784 kb/s)，各形成一个新的帧结构。HDSL发送单元进行线路编码。数模(D/A)变换器进行滤波处理以及预均衡处理。混合电路进行收发隔离和回波抵消处理，并将信号送到铜线对上。接收机中混合电路的作用

9、与发送机中的相同。模数(A/D)转换器进行自适应均衡处理和再生判决。HDSL接收单元进行线路解码。HDSL通信控制器进行解扰、CRC-6解码和去除开销比特，并将两路(或三路)并行信号合并为一路串行信号。E1控制器恢复E1帧结构并进行HDB3编码。线路接口按照G.703要求选出E1信号。由于HDSL采用了高速自适应数字滤波技术和先进的信号处理器，故它可以自动处理环路中的近端串音、噪声对信号的干扰、桥接和其他损伤，能适应多种混合线路或桥接条件。而且在没有再生中继器的情况下，传输距离也可达35km。而原来的1.5 Mb/s或2 Mb/s的数字链路每隔0.81.5 km就需要增设一个再生中继器，而且还

10、要严格地选择测量线对。因此，HDSL不仅提供了较长的无中继传输能力，而且简化了安装、维护和设计工作，也降低了维护运行成本，可适用于所有加感环路。HDSL既适合T1，又适合E1，这是因为T1和E1使用同样的HDSL帧结构。2HDSL关键技术关键技术 HDSL技术的应用具有相当的灵活性，在基本核心技术的基础上，可根据用户需要改变系统组成。目前与具体应用无关的HDSL系统也有很多类型，按传输线对的数量分，常见的HDSL系统可分为两线对系统和三线对系统两种。在两线对系统中，每线对的传输速度为1168 kb/s；三线对系统中，每线对的传输速度为784 kb/s。因为三线对系统中，每线对的传输速度比两线对

11、的低，所以其传输距离相对较远(一般地，传输距离可增加10%)。但是，由于三线对系统增加了一对收发信机，其成本也相对较高，并且利用三线对系统传输会占用更多的网络线路资源。综合比较，建议在一般情况下采用两线对HDSL传输。另外，HDSL还有四线对和一线对系统，但其应用均不普遍。下面就HDSL系统的一些关键技术进行讨论。1)线路编码线路编码 在二线用户环路的数字传输中，线路编码的目的主要有三个：其一，使线路信号与线路的传输特性相匹配，以使接收信号不失真或很少失真；其二，使接收端便于从收到的线路信号中提取定时信号；其三，尽量压缩线路信号的传输带宽，以便提高发送信码的速率。在二线用户环路上，线路信号的常

12、用码型有HDB3码、2B1Q码和CAP码。HDB3码在前面已经介绍过，这里着重介绍2B1Q码和CAP码。(1)2B1Q码码。2B1Q码是无冗余度的4电平脉冲幅度调制码，属于基带型传输码，在一个码元符号内传送2 b信息。2B1Q码用2位二进制(Binary)码组来表示1位四进制(Quaternary)码组。1位四进制码有四个不同电平，正好可以一一对应2位二进制码组的4种不同组合。四进制码的四个不同电平分别是-2、-1、+1和+2，它与2位二进制码组的对应关系是：00-2，01-1，10+1，11+2。这是双极性四电平码，一般不含直流分量。2B1Q码的码元周期是比特周期的两倍，其速率是比特速率的一

13、半。这种编码具有实现电路简单、使用经验成熟、与原有电话和ISDN BRA兼容性好以及成本低等优点，故应用较多，已批量生产。但采用这种编码的HDSL系统与采用无载波幅度相位调制码(Carrierless Amplitude&Phase modulation，CAP)编码的系统相比，其线路信号的功率谱较宽，故信号的时延失真较大，引起的码间串扰较大，同时近端串话也较大，所以，需要使用设计良好的均衡器和回波抵消器来消除码间串扰和近端串话的影响。(2)CAP码码。无载波幅度相位调制技术是以QAM调制技术为基础发展而来的，可以说它是QAM技术的一个变种。CAP码的编码原理是：输入数据被送入编码器，在编码器

14、内，m位输入比特被映射为k(km)个不同的复数符号An=an+jbn，由此k个不同的复数符号再构成k-CAP线路编码；编码后an和bn被分别送入同相I(In phase，同相)和正交Q(Quadrature，正交)数字带通滤波器，求和后送入D/A转换器；最后经低通滤波器将信号发送出去。CAP码原理图如图7-4所示。这两个数字带通滤波器的幅频特性相同，但相频特性相差90。CAP编码与QAM的唯一区别是：QAM使用了载波，而CAP编码不使用载波。CAP调制与QAM较明显的差异是：CAP符号经过编码之后，x值及y值会各经过一个数字带通滤波器，然后才合并输出。CAP中的“Carrierless(无载波

15、)”是指生成载波(Carrier)与调制/解调部分合为一体，使结构更加紧凑。CAP信号的功率谱是带通型，与2B1Q码相比，CAP码的带宽减少了一半，传输效率提高了一倍。在HDSL系统中，CAP码常与格码调制(TCM)结合应用，例如，TCM8-CAP64编码的信号星座图与QAM64的相同，但它的每个码元只包含4 b信息，另外2 b是TCM引入的用于纠错的冗余位。采用这种编码的HDSL系统在两对双绞线上传输时，其传输性能优于2B1Q HDSL系统在三对双绞线上的传输性能，在24小时内统计的平均误码率可达110-11，传输质量接近光纤的传输质量。CAP码系统有着比2BlQ码系统更好的性能，但CAP码

16、系统在价格上相对较高。因此，2B1Q系统和CAP系统各有各的优势，在接入网中，应根据实际情况灵活地选用。CAP信号的功率谱是带通型，与2B1Q码相比，CAP码的带宽减少了一半，传输效率提高了一倍。在HDSL系统中，CAP码常与格码调制(TCM)结合应用，例如，TCM8-CAP64编码的信号星座图与QAM64的相同，但它的每个码元只包含4 b信息，另外2 b是TCM引入的用于纠错的冗余位。采用这种编码的HDSL系统在两对双绞线上传输时，其传输性能优于2B1Q HDSL系统在三对双绞线上的传输性能，在24小时内统计的平均误码率可达110-11，传输质量接近光纤的传输质量。CAP码系统有着比2BlQ

17、码系统更好的性能，但CAP码系统在价格上相对较高。因此，2B1Q系统和CAP系统各有各的优势，在接入网中，应根据实际情况灵活地选用。2)回波抵消回波抵消 回波抵消技术已经成功地应用在线对增容系统中，它实现了在一对双绞线上进行ISDN BRA双工传输。在HDSL系统中，回波抵消技术仍然是一个不可缺少的关键技术。由于HDSL系统中的线路传输速率提高，所以要求回波抵消器中的数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)的处理速度更快，以适应信号的快速变化。同时，由于线路特性引起信号拖尾较长，因此要求回波抵消器具有更多的抽头。3)码间串扰与均衡码间串扰与均衡 用户线路的传输

18、带宽限制和传输特性较差会使接收信号发生波形失真。从发送端发出的一个脉冲到达接收端时，其波形常常被扩散为几个脉冲周期的宽度，从而干扰到相邻的码元，形成所谓码间串扰。如果线路特性是已知的，那么这种码间串扰可以用均衡器来消除。均衡器能够对线路的衰减频率失真和时延频率失真予以校正，也就是说，将线路的非平直衰减频率特性和非平直时延频率特性分别校正为平直的，这样就能消除所产生的码间串扰。当线路的频率特性固定不变时，采用固定均衡器就可以了；当线路的频率特性随机变化时，则需要采用自适应可变均衡器。一种常用的自适应可变均衡器是判决反馈均衡器，其工作原理与回波抵消器的工作原理相似。它将接收信号的判决结果反馈回去，

19、根据信道传输特性估计其拖尾，并把它从其后跟随的接收信号中减去，以达到消除码间串扰的目的。4)性能损伤性能损伤 影响HDSL系统性能的主要因素有两个：一是HDSL系统内部两对双绞线之间产生的近端串话，它将随线路频率的增高而增大；二是邻近线对上的PSTN信令产生的脉冲噪声，这种噪声有时较大，甚至会使耦合变压器出现饱和失真，从而产生非线性效应。对于HDSL系统内部两对双绞线之间产生的近端串话，可以用回波抵消技术予以消除；对于脉冲噪声干扰，则需要采用纠错编码技术来对抗，不过这会引入附加时延。3HDSL的应用特点的应用特点 HDSL技术能在两对双绞铜线上透明地传输E1信号远达35km。我国大中城市用户线

20、平均长度为3.4 km左右，因此，在接入网中可广泛地应用基于铜缆技术的HDSL。HDSL系统既适合点对点通信，也适合点对多点通信。其最基本的应用是构成无中继的El线路，此时，它可充当用户的主干传输部分。HDSL的主要应用有：访问Internet服务器、装有铜缆设备的大学校园网，将中心PBX延伸到其他的办公场所，局域网扩展和连接光纤环，视频会议和远程教学应用，连接无线基站系统以及ISDN基群速率接入(Primary Rate Access，PRA)等方面。HDSL系统可以认为是铜线接入业务(包括语音、数据及图像)的一个通用平台。目前，HDSL系统具有多种应用接口，如G.703与G.704平衡与不

21、平衡接口，V.3.5、X.21及EIA503等接口，以及会议电视视频接口。另外，HDSL系统还有与计算机相连的RS-232、RS-449串行口，以便于用计算机进行集中监控；还有El/T1基群信号监测口，用于进行在线监测；而且在局端和远端设备上，可以进行多级环测和状态监视。状态显示有的采用发光二极管，有的采用液晶显示屏，这给维护工作带来较大方便。较经济的HDSL接入方式将用于现有的PSTN网，它具有初期投资少、安装维护方便、使用灵活等特点。HDSL局端设备放在交换局内，用户侧HDSL端机安放在DP点(用户分线盒)处，可为30个用户提供每户64 kb/s的语音业务；配线部分使用双绞引入线，不需要加

22、装中继器及其他相应的设备，也不必拆除线对和原有的桥接配线，更无须进行电缆改造和大规模的工程设计工作。HDSL技术的一个重要发展是延长其传输距离和提高传输速率。根据应用需要，HDSL系统还可用于一点对多点的星状连接，以实现对高速数据业务使用的灵活分配。在这种连接中，每一方向以单线对传输的速率最大均可达784 b/s。另外，在短距离内(百米数量级)，利用HDSL技术还可以再提高线路的传输比特率：甚高数字用户线(VHDSL)可以在0.5 mm线径的线路上，将速率为13 Mb/s、26 Mb/s或52 Mb/s的信号，甚至能将速率为155 Mb/s的SDH信号，或者125 Mb/s的FDDI(Fibe

23、r Distributed Data Interface)信号传送数百米远。因此，它可以作为宽带ATM的传输媒质，实现图像业务和高速数据业务。总之，HDSL系统的应用在不断发展，其技术也在不断提高，在铜线接入网甚至光纤接入网中将发挥越来越重要的作用。4HDSL的局限性的局限性 尽管HDSL具有巨大的吸引力，有益于服务提供商及用户，但仍有一些制约因素，因此，在有些情况下还不能使用。最大的问题在于HDSL必须使用两对线或三对线。另外，各个生产商的产品之间的特性不兼容，使得互操作性无法实现，这就限制了HDSL产品的推广。另一方面的不利因素是用户无法得到更多的增值业务，且HDSL在长度超过3.6 km

24、的用户线上运行时仍然需要中继器。不论用于T1还是用于E1，如果HDSL仍然使用2B1Q线路码，那么就会限制带宽利用率和传输距离。而且，HDSL需要用多对铜线，这使得某个地区获得T1和E1的服务至少减少了一半，在某些情况下甚至减少了2/3。如果能制定出一对线上的HDSL标准，那么现有的同轴电缆设备将得到最大程度的利用。从目前来看，HDSL设备的价格虽然已经下降了许多，但使用两对铜线要考虑的最重要因素仍然是价格。另外，还有SDSL(Single-line DSL)，这是HDSL的单线版本，它可以提供双向高速可变比特率连接，速率范围从160 kb/s到2.084 Mb/s。其特点是：使用单对双绞线；

25、支持多种速率到T1/E1；用户可根据数据流量选择最经济合适的速率，最高可达E1速率，比用HDSL节省一对铜线；在0.4 mm双绞线上的最大传输距离达3 km以上。7.1.2 ADSL接入技术接入技术1ADSL的概况的概况 不对称数字用户线(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)是一种利用现有的传统电话线路高速传输数字信息的技术。该技术将大部分带宽用来传输下行信号(即用户从网上下载信息)，而只使用一小部分带宽来传输上行信号(即接收用户上传的信息)，这样就出现了所谓不对称的传输模式。与传统传输技术相比，ADSL是一种宽带调制解调器技术。这种技术能把一般的电

26、话线路转换成高速的数字传输通路，供互联网络及公司网络高速接收/发送信息使用，同时还可提供各种实时的多媒体服务，特别是丰富的影音服务。ADSL系统可提供三条信息通道：高速下行信道、中速双工信道和普通电话业务信道。ADSL将高速数字信号安排在普通电话频段的高频段，再用滤波器滤除环路不连续点、振铃引起的瞬态干扰等后，即可与传统电话信号在同一对双绞线共存而互不影响。目前使用的一般模拟调制解调器的传输速度均无法与ADSL相抗衡。互联网用户运用互联网时使用得最多的是多媒体业务，如视频点播(VOD)、多媒体信息检索和其他交互式业务，其上行速率要求较低，下行速率要求则比较高。ADSL是一种从铜质电话线路的一端

27、通过互联网传送数据流到另一端的技术，相当于OSI网络7层中的第1层物理层。ADSL系统除了能向用户提供原有的电话业务外，还能向用户提供多种多样的宽带业务，如广播电视、影视点播、居家购物、远程医疗、远程教学、电视会议、多方可视游戏、Internet接入、多媒体接入及多媒体分配等。ADSL系统的主要特点是“不对称”，这正好与接入网中的图像业务和数据业务的固有不对称性相适应。图像业务主要是从网络流向用户的，因而数据业务本身也具有不对称性。对Internet业务量的统计分析表明，不对称性至少为10:1以上。所以，ADSL系统正好适应这些不对称业务。ADSL技术的主要优点优点如下：(1)可以充分利用现有

28、铜线网络，只要在用户线路两端加装ADSL设备即可为用户提供服务。(2)ADSL设备随用随装，无须进行严格的业务预测和网络规划，施工简单、时间短，系统初期投资小。(3)ADSL设备拆装容易、灵活，方便用户转移，较适合流动性强的家庭用户。(4)充分利用双绞线上的带宽。ADSL将一般电话线路上未用到的频谱容量，以先进的调制技术，产生更大、更快的数字通路，提供高速远程接收或发送信息。(5)双绞铜线可同时供普通电话业务的声音和ADSL数字线路使用。因此，在一条ADSL线路上可以同时提供个人计算机、电视和电话频道。2ADSL的系统构成的系统构成原理原理 在一对普通铜线两端各加装一台ADSL局端设备和远端设

29、备构成ADSL的系统。系统除了向用户提供一路普通电话业务外，还能提供一个速率可达576 kb/s的中速双工数据通信通道和一个速率可达68 Mb/s的高速单工下行数据传送通道。ADSL系统的核心是由ADSL局端机和远端机构成的收发信机，局端的ADSL收发信机结构与用户端的ADSL收发信机结构是不同的。局端ADSL收发信机中的复用器(MULtiplexer，MUL)将下行高速数据与中速数据进行复接，经前向纠错(Forward Error Correction，FEC)编码后送往发信单元进行调制处理，最后经线路耦合器送到铜线上；线路耦合器将来自铜线的上行数据信号分离出来，经接收单元解调和FEC解码处

30、理后恢复出上行中速数据。线路耦合器还完成普通电话业务信号的收、发耦合。用户端ADSL收发信机中的线路耦合器将来自铜线的下行数据信号分离出来，经接收单元解调和FEC解码处理后送往分路器(DeMULtiplexer，DMUL)进行分路处理，恢复出下行高速数据和中速数据后再分别送给不同的终端设备；来自用户终端设备的上行数据先经FEC编码和发信单元的调制处理，然后通过线路耦合器送到铜线上。普通电话业务经线路耦合器进、出铜线。3ADSL的传输带宽的传输带宽 ADSL运用频分复用(FDM)或回波抵消(EC)技术将ADSL信号分割为多重信道。简单地说，一条ADSL线路可以分割为多条逻辑信道。这两种技术对带宽

31、的处理如图7-7所示。由图7-7(a)可知，ADSL系统是按FDM方式工作的。POTS信道占据原来4kHz以下的电话频段，上行数字信道占据25200 kHz的中间频段(约175 kHz)，下行数字信道占据200 kHz1.1 MHz的高端频段。频分复用法将带宽分为两部分，分别分配给上行方向的数据及下行方向的数据使用；然后运用时分复用技术将下载部分的带宽分为一个以上的高速次信道(AS0、AS1、AS2、AS3)和一个以上的低速次信道(LS0、LS1、LS2)，再将上传部分的带宽分割为一个以上的低速信道(LS0、LS1、LS2，对应于下行方向)。这些次信道的数目最多为7个。FDM方式的缺点是下行信

32、号占据的频带较宽，而铜线的衰减随频率的升高迅速增大，所以其传输距离有较大局限性。为了延长传输距离，需要压缩信号带宽。一种常用的方法是将高速下行数字信道与上行数字信道的频段重叠使用，两者之间的干扰用非对称回波抵消器予以消除。由图7-7(b)可见，回波抵消技术是将上行带宽与下行带宽产生重叠，再以局部回波消除的方法将两个不同方向的传输带宽分离，这种技术也用在一些模拟调制解调器上。4ADSL调制解调流程调制解调流程 ADSL调制解调器利用数字信号处理技术将大量的数据压缩到铜质双绞电话线上，再运用转换器、分频器、模/数转换器等组件来进行处理。ADSL不仅吸取了HDSL的优点，而且在信号调制、数字相位均衡

33、、回波抵消等方面还采用了更为先进的器件和动态控制技术。在信号调制方面，ADSL先后采用了正交幅度调制(QAM)、无载波幅度相位调制(CAP)和离散多音频(DMT)调制。无论使用何种调制技术，基本的要求都是一样的。DSL调制解调器的发送与接收端的调制/解调流程图如图7-8所示。可以说，所有的调制技术都具备了此流程图所列的各个步骤的功能。在实体芯片组的设计中，通常将这些步骤予以模块化后合并到芯片组中。发送端输入位经过调制以后，转换成为波形送入信道中；接收端接收了从信道送来的波形，经解调后将波形还原为先前的位，其间经过加扰、FEC编码、交错、调制、整形、补偿、解调、解交错、FEC译码及解扰。(1)加

34、扰及解扰加扰及解扰。多数DSL在发送端及接收端都有加扰以及解扰功能。对于以包为基础的系统或ATM系统，当传输过程中没有包或ATM信元传送时，发送器的输入端信号会维持在高位或低位，也就是会输入一连串的1或者0，加扰的作用就是将包或信元的数据大小随机化以避免该现象的发生，再利用解扰的功能将被加扰的位还原。(2)FEC编译码编译码。FEC是一种极重要的差错控制技术，它比循环冗余检验(CRC)更重要也更复杂。FEC除了对数据进行核对检验外，还拥有数据校正的能力，可以保护传输中的数据，避免其遭受噪声及干扰影响。(3)交错交错(Interleaving)。DSL在数据传输中常会发生一长串的错误，FEC较难

35、实施对这种长串错误的校正。交错作用通常介于FEC模块与调制模块之间，是将一个代码字平均展开，同时将存储在数据中的长串错误也展开，经过展开以后的错误才能由FEC来处理。解交错的作用则是将展开的数据还原。(4)整形整形(Shaping)。整形就是维持传输数据适当的输出波形，通常置于调制模块的输出端。整形的困难之处在于，整形作用必须将外频噪声给予恰当的衰减，但对于内频信号的衰减则必须达到最低的程度。(5)补偿补偿(Equalizing)。当通信系统在接近理论阈值运行时，通常在其发送端及接收端都会采用补偿器，以获得最佳传输。在不同速率的信道以及多变的噪声环境中，运用这种方法可使系统在信号的传输方面显得

36、更加灵活。5ADSL信号的传输信号的传输 ADSL的传输方式是“按帧传输”。与其他“按帧传输”不同的是，ADSL帧中的位流可以分割。一个ADSL物理间信道最多可同时支持7个承载通道，其中4个是只能供下行方向使用的单工信道(AS0AS3)，3个是可以传输上行与下行数据流的双向双工承载通道(LS0LS2)，它们在ADSL物理层标准中定义为次信道。需要注意的是，这7个次信道只是逻辑上的信道而非物理信道，实际的ADSL信道是指ADSL链路。在ADSL链路上，这些次信道可配置成不同的带宽传输信息。目前多数产品仍然只能按照配置后的模式运行，但在将来，这些次信道的传输速度会进化为可切换式的RADSL(Rat

37、e adaptive ADSL)。1)下行方向传输下行方向传输 任何承载通道都可编程为传输32字节流，32 kb/s数据整数倍之外的数据则并入帧的附加信息区中。假如有一条数据，其位数为1.544 Mb/s，除以32 kb/s的整数倍后的余数为8 kb/s，这8 kb/s数据便会被并入帧的附加信息区中。ADSL规范指定了四种下行单工承载通道(AS0AS3)的传输级别，它们是1.536 Mb/s(T1速率)的简单倍数，分别是1.536 Mb/s、3.072 Mb/s、4.608 Mb/s和6.144 Mb/s。双工通道可以包含一个控制通道和一些ISDN通道(BRI或384 kb/s)。承载通道的最

38、高速率的上限仅受ADSL链路传输能力的控制，但是ADSL的产品对已经默认的承载通道比特流实现了不同的子通道数据速率。所有的AS承载通道不能同时使用最大的传输级别速率6.144 Mb/s。子频带(子带)AS0是必须得到支持的，可以在指定时间内激活的最大子带数目和传输的承载通道数目依赖于传输级别。在ADSL系统中，传输级别依赖于ADSL环路可以达到的线速率和子带的配置，而子带可以配置成最大化子带数目或者最大化线速度。配置的子带速度和数目中间的交换留待以后研究。现在，在ADSL链路中设置的任何结构和速率都是固定不变的。传输级别被编号为14，这四个传输等级的各种配置组合如下所述：(1)传输级别1是必要

39、的，常用于最短的回路上，所以可提供最快的速度。它可以以任意一种组合作为选择性配置，也就是1.536 Mb/s的14倍，但至少要支持AS0这个子带的使用。例如，4个1.536 Mb/s的次信道组合，或一个1.536 Mb/s的次信道和一个4.608 Mb/s次信道的组合，以此类推。(2)传输级别2是可选择的，传输速率为4.608 Mb/s。其配置组合的原则和级别1相同，系统可以按任一种或所有的载体速率来组合成4.608 Mb/s。传输级别2不使用AS3。(3)传输级别3也是可选择的，其速率为3.072 Mb/s。系统可以按任一种或所有的载体速率来组合成3.072 Mb/s。(4)传输级别4是必要

40、的，常用于最长的环路上，所以只能支持最低的1.536 Mb/s的速度，而且只能在AS0次信道上运行。承载信道是1.536 Mb/s的AS0。ADSL也定义了以相当于El的2.048 Mb/s速率为基数的2M-1、2M-2和2M-3三个传输等级，相应地支持AS0、AS1和AS2三个次信道进行下行传输。三个传输等级都是选择性的，系统可以选择任一种或所有的载体速率来组合成不同的传输等级，但ADSL子信道的速率应匹配承载通路的速率，承载通路传送应服从相应的限制。传输级别2M-1为6.144 Mb/s，可以按以下可选的配置来运行：一个6.144 Mb/s，或一个4.096 Mb/s加一个2.048 Mb

41、/s，或三个2.048 Mb/s的承载通道，其总和都是6.144 Mb/s。2M-2及2M-3分别为4.096 Mb/s及2.048 Mb/s，可按同样的原则来组合。ATM信元也可以在ADSL上传输(这只是一种选择性的功能，ADSL并不一定都支持ATM信元传输)，不过只有AS0次信道支持ATM信元的下行单向传输，因此，载体次信道也只能配置为AS0，然后按照下述传输等级中的任意一种速率来传输数据。ATM over ADSL的单向下行传输等级分为四级，其速率分别为6.944 Mb/s、5.216 Mb/s、3.488 Mb/s和1.760 Mb/s；也可分为3级，分别为2M-1的6.944 Mb/

42、s、2M-2的4.640 Mb/s和2M-3的2.336 Mb/s。2)上行方向传输上行方向传输 ADSL系统最多可同时支持3个双工承载信道，即LS0LS2。其中，LS0固定作为以1.536 Mb/s为基数(或以2.048 Mb/s为基数)的传输等级的控制信道，ATM则使用LS2作为控制信道。控制信道也称为C信道，它携带服务选择以及呼叫建立信号信息，所有的单向下行链路的用户网络信令都是通过它传输的。如果需要，C信道实际上可以携带单向及双向信号通道信令。在传输级别4和2M-3中，C通道的速率是16 kb/s。C通道信令一般是在ADSL帧的特殊帧头部分传输的。其他传输级别使用64 kb/s的C通道

43、，消息是在双向承载信道LS0中传输的。除了C通道，ADSL系统还可以有两个可选的双向承载信道：一个是160 kb/s的LS1，另一个是384 kb/s或576 kb/s的LS2。因为双向通道的结构随单向通道中定义的传输级别的不同而不同，所以与单向传输一样，双向传输也必须考虑传输等级。前述的最低等级第4级和2M-3，其C信道的速率为16 kb/s，该等级的C信道必须一直保持在起作用状态；其余各个传输等级的C信道速率都是64 kb/s。LS1的速率为160 kb/s，LS2的速率为384 kb/s或576 kb/s。ANSI TI.413.1998标准中规定，ADSL的ATM上行方向上的数据传输必

44、须支持单等待时间模式，也就是说，只能选择快速或者交错路径中的一种进行传输，并且只能使用LS0次信道。若使用双等待时间模式(同时使用快速及交错路径)，则必须使用LS0及LS1次信道进行上行方向的传输，并分别配置这两个次信道供不同路径使用。ADSL系统至少必须支持AS0单向载体次信道和LS0双向载体次信道，其数据速率必须支持以32 kb/s为基数的32640 kb/s的速率。如果双向信道用来支持ATM信元的传输，那么只使用LS2次信道，其速率为448 kb/s或672 kb/s，而四个传输等级的C信道速率均为64 kb/s。ATM规范将AS通道结构与LS通道结构以一种标准化的同时又有意义的方式结合

45、起来。每一条ADSL的下行次信道和上行次信道都可以独立配置其速率，用来满足现实中不同回路长度对不同带宽的需求。6ADSL的分布模式的分布模式 ADSL的分布模式有4种：比特同步模式、分组适应模式、端到端分组模式和ATM模式。这4种分布模式的主要特征如图7-9所示。在这4种模式中有许多相同之处，也有不同之处。只有掌握了它们的特点才能更好地在ADSL中应用，同时也能了解ADSL能够做什么、ADSL需要哪些网络元件才能为用户提供服务。1)比特同步模式比特同步模式 ADSL最简单的分布模式称为比特同步模式，如图7-9(a)所示。它的基本含义是指链路的远端(ATU-R)缓冲区内的任何比特(快速数据或交错

46、数据)会在局端(ATU-C)的缓冲区内弹出。根据用户需求，在比特同步模式中，最多有4个“比特同步”的用户设备可以连在一个ATU-R上，这是因为ADSL只有4个下行比特流(AS0AS3)。如果ADSL链路仅提供AS0，那么ATU-R上也就只有一个比特流可用，也就只能连接一个设备。用户设备可能是一个电视机机顶盒或一台PC，但所有用户数据必须递交到所连接的设备上进行处理。上行和双向链路必须至少构成C信道，也可以同时包括LS结构。在比特同步模式中，ADSL接入节点的ATU-C可以将由LS或C信道传输来的用户数据交付给业务节点的电路交换服务。在这种方式下，ADSL链路只是固定终端的数据管道(就像租用线一

47、样)，且ADSL总是以线速度(常速率)运行，可以直接用时分复用(TDM)的方法在ADSL帧内为比特建立时隙。ATU-C也可以连接到Internet的IP路由器上，给用户提供Internet服务。2)分组适应模式分组适应模式 第二种分布模式是分组适应模式，如图7-9(b)所示。这种模式只是改变了用户的预设，与比特同步模式的主要不同点是：虽然数据仍然以比特流的模式在TDM信道中传送，但用户预设的设备(分组适配器)需要的是收发分组而不是比特流。分组适配器通过分组适配功能将分组放到ADSL帧中去。分组适配器可以是一个独立设备，也可以内嵌在ATU-R中。3)端到端分组模式端到端分组模式 第三种分布模式是

48、端到端分组模式，如图7-9(c)所示。端到端分组模式与分组适应模式的主要不同点是：端到端分组是被复用到ADSL链路上的。换句话说，在许多用户设备之间传输的分组不是被映射到AS或LS的一系列ADSL帧上，而是将分组全部送到一个以指定速率运行上行和下行信道的、尚未划分频道的ADSL链路上。用户的分组必须与服务提供者的链路分组方式一样：用户设备从分组适应设备传送和接收分组。在端到端分组模式中的链路的服务终点ATU-C，分组不是全部传送到LS信道所代表的终点，而是根据分组地址传送到适当的服务器上，这种分组交换服务网络可基于X.25或TCP/IP。在端到端分组模式下，IP分组可以在服务方的ADSL链路上

49、复用和交换(路由)Internet，也可以同时使用比特同步和分组适应模式来收发数据。不同之处在于，在比特同步和分组适应这两种模式中，ADSL系统内的分组对于ADSL系统而言是透明的；分组交换是ADSL网络的一部分，分组内的比特必须组织成与比特同步且与分组适应模式不同的分组模式。在端到端分组模式ADSL中，ADSL链路在Internet接入上变得更像中介系统路由器和一个小办公室路由器。当然，在这种模式中也可以使用其他的分组模式，如视频分组，也可以和IP分组一样进行传送，只要客户与服务方都理解所传送分组的类型就可以。4)异步转移模式异步转移模式 第四种分布模式是异步转移模式(ATM)，也可以说是端

50、到端ATM模式，如图7-9(d)所示。ATM从ATM适配器(在ATU-R)复用并传送的是ATM信元，而不是IP分组(或其他分组)。在ADSL服务提供侧，ATU-C将信元传送给ATM网络，这些ATM信元的内容仍然可能是IP分组。ADSL网络处理ATM信元时必须将它组成ADSL帧。在上述分布模式中，ATM模式将是较有发展前途的一种：ATU-C设备可能是数字用户环路接入复用器(Digital Subscriber Loop Access Multiplexer，DSLAM)设备的一部分。7ADSL的基本应用的基本应用1)ADSL for TCP/IP适应模式适应模式 ADSL分组允许以分组分布模式通