主要都是网上找来的，如有纰漏多多包涵。
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摘要
介绍了ＡＤＳＬ这种过渡性的宽带接入网技术，讨论了它的基本原理和关键技术；展示了ＡＤＳＬ的发展现状并展望了它在今后几年中的发展前景。
关键词：接入网
不对称数字用户环路（ＡＤＳＬ）技术发展
用户接入网（从本地电话局到用户之间的部分）是电信网的重要组成部分，是电信网的窗口，也是信息高速公路的“最后一英里”(the last mile )。为实现用户接入网的数字化、宽带化，用光纤作为用户线是用户网今后发展的必然方向，但由于光纤用户网的成本过高，在今后的十几年甚至几十年内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路，近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术，其中ADSL（不对称数字用户环路）和HFC(光纤同轴混合网)是最具有竞争力的两种。
ADSL技术能利用现有的市话铜线进行信号传输，其最高速率：下行信号（从端局到用户）为9Mbps，上行信号（从用户到端局）为1Mbps。现有的市话铜线网的用户数目十分庞大，而ADSL能对现有的市话铜线进行充分的利用。
近年来，Internet以惊人的速度发展，Internet的用户众多，分布广泛，但现有的用户网所能提供的用户接入速率太低，难以满足Internet飞速发展的需要，这正为ADSL的发展提供了一个机遇。由于市话铜线现在已与所有的Internet用户相连接，一旦ADSL技术发展成熟，必将成为各电话公司和Internet用户的首选方案。
1.技术性能分析
现存的用户环路主要由UTP（非屏蔽双绞线）组成。UTP对信号的衰减主要与传输距离和信号的频率有关，如果信号传输超过一定距离，信号的传输质量将难以保证。此外，线路上的桥接抽头也将增加对信号的衰减。因此，线路衰减是影响ADSL性能的主要因素。ADSL通过不对称传输，利用频分复用技术（或回波抵消技术）使上、下行信道分开来减小串音的影响 ，从而实现信号的高速传送。
衰减和串音是决定ADSL性能的两项标准损伤。传输速率越高，它们对信号的影响也越大，因此ADSL的有效传输距离随着传输速率的提高而缩短。附表列出了正常情况下24号线规UTP的下行速率和有效传输距离的关系。表中的VDSL是甚高速ADSL。虽然VDSL的有效传输距离比ADSL更短，但是在VDSL光纤到路边(FTTC)或光纤到大楼(FTTB)后，VDSL可用于大楼内部办公室或家庭间的连接。
ADSL接入网线路长度若为5.5km，则可覆盖80%以上的现有电话用户；线路长度若为3.7km，则可覆盖50%以上的现有用户，用户小区以外的分散用户可通过基于光纤的集线器节点接入到网络中。串音噪声通常是稳定的，因此比较容易对其进行研究并加以克服；而冲击噪声在频率、周期、相位等方面都是随机的，对期难以建模和研究。
2.调制技术
目前被广泛采用的ADSL调制技术有3种：QAM(quadature ampli-tude modulation)、CAP(carrierless amplitude-phase modulation)、DMT(discrete multitone)，其中ＤＭＴ调制技术被ＡＮＳＩ标准化小组T1E1.4制订的国家标准所采用。但由于此项标准推出时间不长,目前仍有相当数量的ADSL产品采用QAM或CAP调制技术。
2.1QAM调制技术
QAM调制器的原理图如图1所示，发送数据在比特／符号编码器内被分成两路(速率各为原来的1／2)，分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出。与其它调制技术相比,QAM编码具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点.QAM 用于ADSL的主要问题是如何适应不同电话线路之间性能较大的差 异性。要取得较为理想的工作特性,QAM接收器需要一个和发送端具有相同的频谱和相位特性的输入信号用于解码,QAM接收器利用自适应均衡器来补 偿传输过程中信号产生的失真,因此采用QAM的ADSL系统的复杂性主要来自 于它的自适应均衡器。
2.2CAP调制技术
CAP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,其调制器原理如图2所示。输入数据被送入编码器，在编码器内，m位输入比特被映射为ｋ＝２ｍ个不同的复数符号Ａｎ＝ａｎ＋ｊｂｎ由K个不同的复数符号构成k-CAP线路编码。编码后ａｎ和ｂｎ被分别送入同相和正交数字整形滤波器，求和后送入Ｄ／Ａ转换器，最后经低通滤波器信号发送出去。
CAP技术用于ADSL的主要技术难点是要克服近端串音对信号的干扰.一般可通过使用近端音串音抵消器或近端串音均衡器来解决这一问题。
2.3DMT调制技术
DMT调制技术的主要原理是将频带(0-1.104MHZ)分割为256个由频率指 示的正交子信道（每个子信道占用4KHZ带宽），输入信号经过比特分配和缓存，将输入数据划分为比特块，经TCM编码后再进行512点离散傅利叶反变换(IDFT)将信号变换到时域，这时比特块将转换成256个QAM子字符．随后对每个比特块加上循环前缀（用于消除码间干扰），经数据模变换(DA)和发送滤波器将信号送上信道．DMT发送器的原理图如图3所示。在接收端则按相反的次序进行接收解码。
由于美国的ADSL国家标准(T1.413)推荐使用DMT技术,所以在今后几年中，将会有越越多ADSL调制解调器采用DMT技术。
由于ADSL系统技术较为复杂，目前制作成本仍然较高，但按目前的发展状况，预计到2000年即可实现ADSL的单片化，芯片价格也会大大降低，加上ADSL接入网投资小、易实现，届时ADSL定将成为主要的宽带接入网技术。
ADSL应用纵横谈
PPP
一、端到端的ATM
我们提出的ADSL端到端共操作服务模式是基于客户前端网络和服务提供商网络之间的端到端ATM网络。ATM终端设备包括客户端的所有设备，例如ADSL PC服务器或路由器和服务提供商网络。这些设备是ATM连接的终端设备，在ADSL上运行ATM这一结构保留了高带宽和QoS的特性，同时没有改变原有协议。
ATM终端必须要支持UNI3.1信令，对UNI4.0信令的支持则在近期内不做要求。所有的ATM终端必须要支持传输整形(traffic shaping)、UBR(Unspecified Bit Rate)服务，并保证遵守在建立连接时协商的峰值速率,这样可以避免ADSL连接过载。
利用ADSL上运行的ATM，用户和小型企业可以访问宽带Internet环境。ADSL上的ATM为远端用户提供了到ATM网络上的无缝连接，包括ATM骨干网和企业Intranet，甚至Internet。在ADSL访问网络上采用ATM作为第2层协议也提供了如下的优点：
1．协议的透明性。网络独立于所用的第3层协议，例如IP、IPX等。
2．支持多个QoS等级。 ATM可以使网络管理员根据用户不同的应用或等级来分配网络服务的资源。
3．带宽扩展性。ATM的带宽可扩展性正好与速率自适应ADSL相符合，因此能够更好地使用线路。
4．向其它XDSL技术发展。 将ATM和ADSL混合使用可以说是在为其它访问技术铺路，例如VDSL。
二、PPP over ATM
一旦在用户端和服务提供商网络之间建立起ATM层的连接，在链路层和网络层上便会使用PPP协议建立相应的会话。
对PPP over ATM标准的定义会增加ATM在访问网络中的使用率。现在网络厂商正在加紧推进这一标准。其它ATM的连接模式，例如LANE、IPOA以及MPOA都是针对校园网环境设计的，因此缺乏高速远程接入网络所需要的安全性能以及自动配置功能。
在ATM上建立PPP连接必须提供的功能包括：
认证，例如PAP、CHAP第3层网络地址的自动分配(例如域名的自动配置、IP地址的分配)
同时多个连接的支持
透明地支持第3层(PPP均支持IP和IPX)
加密
压缩
计费功能
由于在ATM上支持PPP协议不需对网络做过多的改动，因此可以加速这种服务结构的推广。PPP over ATM的方式同时也是对窄带网络服务模式的一种扩展。
客户端的配置
客户端的ADSL－NT设备最初主要是集中在下面两种接口：
- ATMF－25：用于外置的ADSL－NT，这种接口能够提供透明的端到端的ATM连接。
- 2)ADSL插卡(PC网卡)：对单一PC机用户而言不失为一经济的解决方案，同时利用了PC机的操作系统，从而简化了ADSL－NT的管理工作。一台性能较强的安装上PC卡式ADSLModem或与带有ATM－25M的ADSL－NT相连的设备，便可作为一台访问服务器或网关使用。这样一台访问服务器可以提供防火墙代理和存储服务。
另外，一台外置的ADSL－NT如果带有路由功能，便可连接在客户端的局域网上，为小型企业的局域网提供PPP代理功能，局域网上的PC则不需要做任何操作系统或协议栈的修改。
三、静态和动态连接
1．支持PVC
目前建立端到端连接最普遍的方法，是在管理平面上，由网络管理人员建立一系列的PVC，同时，相应的流量类型和QoS服务质量等级也可在这里做设置。
但是，对于大规模的使用，需要在用户和服务提供商之间建立大量的PVC，这将成为很大的负担。同时，ATM层的连接应该在控制层面上建立，并由客户端设备发出建立申请。当然，由于目前大多数ATM公网还不支持SVC，因此PVC是必须的。
采用PVC的连接方可以支持目前的DSLAM产品和ADSL应用。在ATM上支持PPP协议可以为PPP的服务提供端到端的连接。这些服务包括认证和IP地址的分配。一个PC终端可以建立多个PVC。
2.支持SVC
有两种方法可支持SVC信令。
虚拟UNI模式
在SVC环境中，可以利用UNI4.0信令中的虚拟UNI概念建立信令通道。在这种配置中，ATM管理平面在DSLAM内部建立连接相应端口的虚通道VP，并在与ATM访问交换机的接口处将每个用户的虚通道连接标识VPCI与一个虚通道标识VPI相映射。这样，每一个用户在ATM访问交换机上均由一个VPI来代表。UNI的信令协议在ATM访问交换机端口上中止。家庭PC客户机和ATM访问交换机之间的UNI信令对DSLAM是透明的，因为DSLAM仅作为一个虚通道VP的转接器来使用。
尽管ATM访问交换机必须要支持UNI4.0中的虚拟UNI定义在一个ATM端口提供的多个UNI信令通道，家庭用户的PC则只需要支持UNI3.1即可。
在SVC环境下的ATM上支持PPP协议，有如下的特点：
每个与DSLAM相连的用户需被分配一个独立的VPI。
ATM访问交换机为DSLAM提供虚拟UNI，并为最终的用户端PC提供UNI信令和ILMI管理信令。
访问网络提供商可提供相同的访问能力到ISP或本地信息提供商。
通过多个PVC，可同时与多个ISP或企业网络相连。
DSLAM信令模式
在ATM访问交换机上支持虚拟UNI，才能在与DSLAM相接的ATM端口上支持多个信令通道。但是如果DSLAM能够直接中断UNI信令，ATM访问交换机便只需一个信令通道就可支持所有与DSLAM相连的用户。不论UNI信令是在ATM访问交换机处截止，还是在DLSAM上截止，都不会影响到基于PPP over
ATM模式上端到端的互操作性，这是因为UNI信令的截止端的位置对ATM终端而言是透明的。
对公共网络运营商而言，拥有较高的用户端口密度和对VCC的QoS进行精确划分是非常有意义的。因此，ADSL访问网络应该能够提供一个升级的途径，使得DSLAM在将来能够主动地参与QoS/流量传输的协商过程中。
因此，在选择升级方法时，有一种趋势，首先要尽可能地与现有的ATM交换机产品兼容，同时，也要在访问网络和核心网络的功能上取得平衡。DSLAM的呼叫控制功能需要DSLAM本地的连接管理能力，而不是需要由外部设备做管理。DSLAM应该能够检查本地资源，并将ATM请求发向网络。
这样就可解决一些虚拟UNI方法中的问题：
网络层的扩展性 UNI信令中断的负担从访问交换移到了DSLAM上。这使得边缘交换机能够支持更多的ADSL用户。
高端口密度和单独QoS的保证。在连接建立过程中加入DSLAM，可以使DSLAM管理带有QoS的连接。
传输整型
ADSL的带宽，与其它远程访问方式相比要高，但是与ATM典型接口相比，例如25M或OC－3，则低了许多，特别是对于UBR传输。许多系统按照它们的网卡接口速度发送数据，而这个速率要比后面的ADSL线路高得多。客户端在做ATM信元整型的时候或许并不知道这些。客户和服务器发出的多条的信元由于ADSL－NT的缓存占满而丢失。这样的信元丢失会造成AAL5层和PPP层大量的数据包丢失，并最终导致TCP连接的问题。 - 客户端ATM网卡
ATM网卡必须能够对所有发出的数据流进行传输整型，使其能够被ADSL－NT缓存，并通过ADSL链路发送给ADSL－LT。这就意味着网卡必须能够对包括UBR在内的所有VC强制性管理其峰值信元率PCR。理想情况下，网卡应能对所有VC的总和进行整型，但至少也应对每条单独的VC进行整型。但是这一工作并没有在ATM层上运行，也不能从信令上获得，而是来自于客户机操作系统。有些早期的网卡可以用软件来设置其峰值信元率，当然，这显然不适合那些没有经验的用户使用。 - 服务器ATM网卡
ATM网卡必须能够对每个VC进行适当的整型，特别是对UBR的传输；而整型的标准则是由客户端的信令提供。 - 客户端PC操作系统
操作系统必须能够为网卡提供ADSL的线速。但是，PC机本身无法知道ADSL的速率是多少，而是要通过某种方法从ADSL－NT或网络上得到。ILMI便是一个可行的方法。 - ADSL－NT
ADSL－NT必须能够为客户机提供相关ADSL速率的信息，或将得到的PC机请求转发给网络。 - ADSL－NT
如果ADSL－NT支持ILMI，则DSALM需要支持下面介绍的ATM的访问交换机支持的功能。 - ATM交换机
如果ADSL－NT和ADSL－LT都不是为客户端PC提供相关ADSL速率的信息，ATM交换机必须提供这一点。这是通过定义ILMI MIB中的参数来实现的。
ADSL技术在宾馆中的应用
目前，在国内的各种宾馆客房内布线都已比较齐全和完备，如一般都布有电话线、有线电视线、消防监控线路等，但是却很少计算机网络线的。然而，随着计算机的日益广泛使用、特别是笔记本电脑的增多，许多用户要求在宾馆房间内提供上Internet的服务，以随时和外界保持联系，掌握最新的市场动态以及，收发电子邮件等。
面对这一情况，宾馆面临对客房重新布线或追加布线，这必然导致需要投入大笔资金；而且，由于需要停业，还会带来间接损失。利用ADSL技术即可避免着一麻烦，由于可以利用原有的电话线，所以不必考虑重新布线。
宾馆使用ADSL技术的可行性
在宾馆中一般都有自己内部的交换机及完备的客房电话系统，ADSL技术利用客房原有的电话线作为传输介质，在不影响原有电话使用的条件下提供上网的功能。
客房内电话系统的变化只是，加入了一个滤波器和一个ADSL的调制解调器。对原有的电话线路不需要作改动。更重要的是可以“上网”，“通话”两不误，即可同时上Internet网和打语音电话。大大改善了客房原来的通讯联系状况。
在交换机房的改动是加入了一个滤波器，将ADSL的高频信号在进入电话交换机前分离开来。高频ADSL信号送到ADSL的Model中，电话信号送入交换机。
宾馆使用ADSL技术先进性
宾馆的系统作上的改动之后就具有了宽带的上网能力。使用DMT标准的ADSL系统，可以达到下行8M、上行1M的带宽。这和现在使用的56K的Modem和128K的ISDN相比ADSL的速率优势是不言而喻的。。这一带宽可以适应VOD系统(电视点播系统)的要求，而投资又比采用其他方式的VOD系统节省很多。总而言之ADSL技术主要有以下优点：
提供了高速上Inertnet网的途径，速度可达下行8M/上行1M。
不需更改和添加线路，直接使用原有的双绞电话线。
语音信号和数字信号可以并行，可同时“上网”和“通话”。
充足的带宽为以后的VOD服务提供了传输的基础。