熱點寬帶接入技術——DSL面面談

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　　在介紹DSL技術之前，我們有必要先了解一下電話系統的基本架構。電話系統是一個高度冗余、多層次的分層結構。每一部電話通過兩根銅線直接連到電話公司的中心局CO(Central Office，它是最近的電話交換站，可提供交換服務、撥號音服務、專用線路和用戶交換功能。

電話用戶先連接到CO，進而再連接到電信系統的其它部分。)，用戶到中心局的距離通常為1公里--10公里�？蛻綦娫捄椭行木种�間的雙線連接被稱為本地回路(Local Loop)。每個中心局有大量的外線引至附近的一個或多個交換中心，即長途局和匯接局，長途局之間通過高帶寬的長途干線交換信息。電信系統中使用各種類型的傳輸介質，目前本地回路通常由雙絞線構成，而在交換局之間，同軸電纜、微波，特別是光纖已得到廣泛應用。
　　
　　概括起來，電話系統主要由三個部分組成：本地回路(雙絞線介質，模擬信號)、干線(光纖或微波，多為數字信號)、交換局。電話系統最初是用來傳遞話音的，因此其上的信息以模擬信號為主，隨著INTERNET的迅猛發展，電話系統也開始應用于數字信號的傳輸，最典型的應用實例就是本地回路上使用調制解調器來傳輸數字信息。
　　
　　網絡速度受到了多種條件的限制，而本地回路上的傳輸問題卻是整個傳輸系統中的速度瓶頸。調制解調器的極限速度為56K，即使稍后出現的ISDN最高也不過128K，為解決這一瓶頸，人們已經開發出各種各樣的寬帶接入技術以提高本地回路速度。在眾多的寬帶接入技術中，DSL以其獨特的優勢脫穎而出。
　　
　　DSL技術概述
　　DSL是英文Digital Subscriber Line的縮寫。從字面上看，DSL是個很籠統的概念。我們常�？梢钥吹絰DSLP這個述語，它實際上是許多基于DSL技術服務的統稱，比如ADSL、SDSL、RADSL等。我們不必深究DSL技術到底是如何實現了，先看看DSL的真正吸引人之處。
　　
　　DSL利用了全世界最普遍的介質--電話線來得到寬帶的速度(7Mbps)，這意味著我們無須更換現有的基本介質就能獲得曾經夢寐以求的高速度。全世界有7億條電話線，如果把它們拉直并首尾相連的話，其長度是地球到月球來回距離的1000倍。設想一下，如果改換介質，那將消耗掉巨大數量的時間與金錢，因而也沒人愿意那樣做。除此之外，DSL還可以讓網絡服務提供者和用戶使用現有的技術實現不同的服務，如幀中繼、ATM等，而且是在同一個平臺上支持這些服務，這一點已吸引了越來越多的投資者。
　　
　　DSL技術的基礎
　　普通老式電話業務POTS(Plain Old Telephone Service)是利用PSDN(Public Switched Telephone Network)來進行的。POTS設計用于傳輸語音，為了獲得良好的語音質量，被設定為只處理0--3400赫茲范圍內的信息。這種窄頻帶的服務如果用于通過調制解調器傳輸數據，則速率范圍為里(0.44mm)。隨著線路編碼調制技術的快速發展，出現了在一個波特中發送兩個比特的技術，這種編碼調制技術被稱之為2BIQ。ISDN BRI使用的就是2BIQ技術，同樣在本地回路距離5.4公里的情況下，頻率只需要到80kHz就夠了。
　　
　　HDSL的出現
　　90年代初期，一些廠商將2BIQ調制技術應用于T1/E1服務中，線路中不使用中繼器，數據在4線(4根銅線)的線路中傳輸，其中銅線兩兩成對。每一對銅線的線路速率是784，000bps，整個線路速度為1,544,000bps。這樣一來，在使用頻率較小的情況下，也得獲得所要求的本地回路距離，這項技術被稱為HDSL(High Bit Rate Digital Subsoriber Line)�；�于該技術，可以使本地回路在不需要中繼器的情況下，回路距離達到3.6公里(0.5mm線徑)。
　　
　　在眾多的編碼調制技術中，還有一個叫做CAP(Carrierless Amplitude and Phase)編碼技術。它與2BIQ相似，也是在一個波特中傳輸多個比特，不同的是，CAP能在每一波特中傳輸2--9個不等的比特。這使得在相同本地回路距離的條件下，CAP比2BIQ所需的頻率要小得多，從另一角度看，在同樣的頻帶下，CAP比2BIQ能傳輸更遠。目前，CAP調制技術已經應用于HDSL中。
　　
　　串音對傳輸的影響
　　當電信號被調制傳輸到銅導線中時，它會向與它相鄰的其他銅導線輻射能量，這種現象就叫做串音(Crosstalk)。在電信網絡中，許多銅導線都用絕緣材料隔開并集中放在電纜內，電纜中的銅導線各自傳送接收信息，當相鄰近的銅導線傳輸信號頻率相近時，就會產生嚴重的串音，使波形變形。串音可分成兩類，一種叫做近端串音，這是不同線路發送的信號在線路發送端的干擾；另一種叫做遠端串音，它是不同線路發送的信號在線路接收端的干擾。近端串音要比遠端串音明顯一些，而經過線路傳輸后，會由于衰減而變得較弱。另外，在同一回路中傳送和接受信息時，相同頻率的信號間也會產生干擾，但這種干擾不同于串音，它檢測原信號的延遲復制，然后在接受信息的信道上加上一反向信號的傳輸，它可以使已變形的波形得到有效的復原。這種方法被稱作回波消除(echo cancellation).
　　
　　在一些DSL系統中，傳送和接受信號使用的是不同的頻率范圍，我們把它稱作FDM(Frequency Division Multiplexing).這種基于FDM系統的好處在于它能消除近端串音，因為在這個系統中，一條線路中不會接收到與鄰近線路發送頻率相同的信號。因此可以說，基于FDM系統的工作性能比前面所提到的回波消除系統更好。FDM系統在應用上把上傳(Upstream)與下傳(Downstream)分為兩個不同的頻帶，這就會比回波消除系統使用的頻率更多一些。在某些情況下，衰減可能是影響性能最關鍵的因素，而在另一些情況下，最關鍵的因素又是串音。因此，什么是最佳的選擇要依實際情況而定。有時衰減現象比串音現象嚴重的多，因此頻率不能很高，則選擇回波消除系統；而在另一些情況下，串音的影響會很重要，FDM將是最好的選擇。
　　
　　SDSL的出現
　　現在的接收發送系統已經可以在相同的本地回路距離情況下，僅用兩線就達到甚至超過T1/E1 HDSL所能達到的速度，這種只使用兩線就可以實現T1/E1 HDSL的技術稱之為SDSL(Symmetric Digital Subsoriber line)。由于還沒有在業界 正式命名，術語SDSL也用來泛指那些只用一對線的不同速率，一般是9.6kbps--33.6kbps，采用某些調制技術也可以使速率達到56kbps，但56K對于像這樣的窄頻帶來說，幾乎已經到了極限。DSL技術所要解決的問題就是如何能在同樣的電話線上將數據傳輸速率提高。

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