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什么是非对称数字用户线路(ADSL)

摘要

ADSL是DSL的非对称版本，它使用数字编码技术从现有的铜电话线获得最大的数据传输容量，而不会干扰同一线路上的常规语音服务。原因是它使用电话语音传输以外的频率来传输数据。也就是说，用户可以一边上网一边打电话或发传真，不会影响通话质量，也不会减慢下载互联网内容的速度。

ADSL可以向最终用户提供8Mbps下行传输速率和1Mbps上行传输速率，比传统的28.8K模拟调制解调器快近200倍。这是传输速率为128Kbps的ISDN(综合业务数据网)无法比拟的。与电缆调制解调器相比，ADSL具有独特的优势：它为单条电话线的用户提供专线服务，而电缆调制解调器要求一个系统中的许多用户共享同一带宽。虽然cable modem的下行速率高于ADSL，但考虑到未来会有越来越多的用户同时上网，cable modem的性能会大打折扣。此外，电缆调制解调器的上行速率通常低于ADSL。不容忽视的是，目前全球有近7.5亿铜电话线用户，而只有1200万户享受有线调制解调器服务。

ADSL被设计成具有两种功能：高速数据通信和交互式视频。数据通信功能可以是互联网接入、公司远程计算或专用网络应用。视频互动包括视频点播(VoD)、电影、游戏等。需要高速网络视频通信。目前ADSL只支持与T1/E1的接口，未来会到达桌面。

下载速率受多种因素影响，如距离、线缆尺寸、干扰等。从10Kbps到640Kbps不等。下表显示了特定距离内的标准下行链路速率：

ADSL标准

ADSL一直有两个标准，CAP和DMT。CAP是Amati帕拉达因设计的，而DMT是阿玛蒂通信公司发明的。区别在于发送数据的方式。ANSI T1.413基于DMT，已经成为国际标准，而CAP正在衰落。最近，许多G.Lite标准被谈论，但DMT和G.Lite各有所长，适用于不同的领域。DMT是全速率ADSL标准，支持8Mbps/1.5Mbps的高速下行/上行速率，但DMT要求用户安装POTS分路器，比较复杂；不过G.Lite标准虽然速率低，但下行/上行速率都是1.5Mbps/512Kbps。但由于省略了复杂的POTS分离器，用户可以像普通调制解调器一样直接从商店购买CPE，然后自己简单安装即可。从应用领域来说，DMT可能更适合小型或家庭办公(SOHO)；G.Lite更适合普通家庭用户。

1、CAP(无载波幅度/相位调制)

这是ATT帕拉达因公司专有的调制方法，将数据调制到单载波信道，然后通过电话线发送。信号在发送前被压缩，并在接收端重新组合。

2、DMT(离散多音)

把数据分成几个子载波信道，测试每个信道的质量，然后给它一定的比特数。DMT使用离散快速傅立叶变换来创建这些通道。

DMT使用熟悉的机制来创建调制解调器之间的连接。当两个DMT调制解调器连接时，它们会尝试最高的速率。根据线路的噪声和衰减，两个调制解调器可能以最高速率成功连接，也可能逐渐降低速率，直到双方都满意为止。

3、G.Lite

正如N1标准和互操作性测试推动了ISDN市场一样，现在用户和制造商都在急切地等待DSL互操作性标准的到来。这个标准被称为G.lite，也称为消费者非对称DSL (Consumer ADSL)。它是由通用ADSL工作组开发的，该工作组包括几乎所有主要的DSL设备制造商。然而，该标准不应与Rockwell公司在1997年夏天展示的不再使用的基于QAM的消费者DSL芯片组或通用ADSL混淆。G.lite的第一份工作文档于1998年6月在亚特兰大举行的Supercomm交易会上发布。这个初步的G.lite标准首先由UAWG投票表决，然后作为提案提交给ITU。当时，ITU期望在1998年底之前签署一个正式的G.lite标准。

未来G.lite标准的一些细节已经很清晰了，基于这个标准的CPE可能很快就会出现。G.lite标准(ADSL)将基于ANSI标准T1.413第2版DMT线路码’，下行速度1.5Mbps，上行速度384Kbps将被设置为其最大速度。低于最大速度的“速率自适应”也是该标准的一部分，因此互联网服务提供商(ISP)可以提供256Kbps的对称速度作为G.lite连接速度。然而，为了简化设备和供应要求，大多数设备将被限制在这些最大速度。

虽然1.5Mbps的速度限制与公布的DSL最大下行速度7Mbps相比似乎有所限制，但它是基于对典型客户布线方案和ISP提供的实际主干带宽的经验测试。

DSL线路需要高质量的铜环——这意味着没有感应线圈和电桥。

　　虽然G.lite正被宣传为一项"不分离(splitterless)"的标准,但新的标准所面临的工程现实意味着,在一开始可能仍然对分离器、过滤器,甚至新的客户场所布线有所需要。随着G.lite的标准走向成熟,人们更好地理解这些问题,更好地实施厂商芯片,它也许才会更接近于成为一项真正的不分离的标准。

　　当然,即使处于G.lite速度,常规的PC串行端口上的UARTs(通用异步接收机/发送器)也已不能跟上。因此,使用串行技术的单个用户的外置PC调制解调器将会在PC上采用通用串行总线端口(Universal Serial Bus),也有可能采用增强的并行端口;路由器和桥接单位则使用以太网;更新一点的芯片集,如Rockwell最近宣传的V.90/ADSL配对芯片集,将会把G.lite和V.90标准结合在一个调制解调器上,为客户提供一项连接配置选择。

　　带宽是另一项考虑因素。当Bellcore于1989年首次公布其DSL工作时,其目的是为了将DSL用于视频点播服务,而不是纯粹的数据通信。

　　但是,现在没有几家ISP能够真正满足1000个用户的7Mbps Internet访问需求。G.lite的1.5Mbps/384Kbps限制是一个合理的最大速度,无论如何,许多用户很可能会选择更慢的对称速度。

　　4、目前的标准

　　ANSI提出了速率可达6.1Mbps的ADSL标准T1.413，ETSI(European Technical Standard Institute)增加了附件以适应欧洲的需要，称为T1E1.4，将扩展标准以包含用户端的复用接口、网络配置和管理协议及其它改进。

　　原理

　　ADSL用其特有的调制解调硬件来连接现有双绞线连接的各端，它创建具有三个信道的管道

　　该管道具有一个高速下传信道(到用户端)，一个中速双工信道和一个POTS信道(4KHz)，POTS信道用以保证即使ADSL连接失败了，语音通信仍能正常运转。高速和中速信道均可以复用以创建多个低速通道。

　　在过去数年中，电话系统的硬件技术有了很大进步，然而ADSL使用了非常简单的方法来获取取惊人的速率：压缩。它使用很先进的DSP和算法在电话线(双绞线)中压缩尽可能多的信息。

　　ADSL用频分复用(FDM)或回馈抑制(Echo Cancellation)在电话线中创建多个信道。FDM使用一条下传数据管道和一条上传数据管道，并用时分复用(TDM)将下传管道分割，上传管道也被分成多个低速信道。回馈抑制将下传管道和上传管道重叠，并用本地回馈抑制(如V.34规范)将二者区分。回馈抑制虽然更加有效，但增加了复杂性和成本。

　　ADSL复用下传信道，双工化，将信道分块，给每块加上错误码，然后发送数据，接收端根据误码和块长纠错。测试表明ADSL调制解调器的纠错足以应付MPEG2和多种其他的数字视频方案。

　　ADSL的未来

　　ADSL的未来可能不会与现在有太大的差异。目前ADSL的实现有两种方式：CAP和DMT，后者已成为标准。虽然CAP不是标准，但它由AT&T Paradyne发明，已经在通信中广为应用。G.Lite也很有发展前途。很难说将来会是什么样子，但有一点可以肯定：厂商和电话公司有一个需要克服以发展网络的瓶颈，解决方法必须在目前很快可用，并在未来仍然有用武之地。

　　非对称数字用户线

　　ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line)

　　美国的电话系统大部分都是数字化的,虽然很多电话终端是模拟设备。所谓的“最后一公里”是指从许多家庭到电话公司的中心局(通常在同一个街区)间的本地环路。本地环路是铜双绞线,在400Hz以下的窄带中传输话音。DSL技术扩展了该电缆的带宽使用率。DSL技术使用线编码在本地环路中提供非常高速的数据传输率。

　　ADSL(非对称数字用户线)是DSL技术的一种形式，可在普通铜线电话用户线上传送电话业务的同时，向用户提供1.5～8Mb/s速率的数字业务，在上行、下行方向的传输速率不对称。

　　ADSL利用频分复用的技术把普通电话线分成了普通电话、上行和下行三种信道，从而避免了相互之间的串扰。各种不同的ADSL，可以有160～640kbit/s的上行信道和1.5～8Mbit/s的下行信道。 ADSL的组网结构

　　现有ADSL系统的组网形式一般可以分为宽带接入服务器(BRAS)、ATM网和ADSL传送系统三部分。其中ADSL传送子系统由局端设备(DSLAM)和用户端设备(CPE)组成，负责铜线段的ADSL线路编解码和传送，ATM网负责将来自DSLAM设备的用户数据以ATM PVC方式汇集到宽带接入服务器，宽带接入服务器对ATM信元和用户的PPP呼叫进行处理，完成与IP网之间的转换，将用户接入到Internet。

　　ADSL的局端设备和用户端设备之间通过普通的电话铜线连接，无须对入户线缆进行改造就可以为现有的大量电话用户提供ADSL宽带接入。根据实际测试数据和使用情况，在目前大量采用的0.4mm线径双续电话线上，速率为3.6Mbit/s下行和512kbit/s上行的ADSL传输距离可以达到2～3公里。

　　ADSL CPE设备通常有 PCI插卡式、USB接口式、以太网接口的桥式、以太网接口的路由式等4种不同的类型，用户可以根据自己的实际应用环境来选择。

　　ADSL主要特点：

　　(1)速度快，独享带宽：512Kbps上网速度是ISDN的4倍，是普通Modem的10倍;

　　(2)包月计费不限时：包月上网费用低廉，无时间限制，可最大限度的满足您网上冲浪的欲望;

　　(3)上网、电话两不误：上网的同时还可以接打电话;

　　(4)安装快捷方便：使用普通电话线路，只需加装分离器和调制解调器即可。

　　ADSL标准

　　目前ADSL技术的国际标准主要是ITU-T的G.992.1(全速ADSL)和G.992.2(G.Lite)，包括以下内容：

　　采用DMT线路编码，将传送频带划分为多个子载波;

　　采用频分复用或回波消除技术，为上行通道和下行通道分配不同传送频带和子载波， 从而实现上下行带宽不对称;

　　定义了线路速率适配的方式;

　　在链路层采用ATM信元方式对业务数据进行封装。 根据G.992标准的定义，全速ADSL的上行速率最高可达到6Mbit/s，下行速率最高可达到640kbit/s;而G.lite的上行速率最高可达到1.5Mbit/s，下行速率最高可达到512kbit/s。这是技术上可以达到的最高速率，实际开通的速率还与具体的线路条件和用户选择的资费有关。

　　ADSL的应用

　　ADSL可以为以中、小型商业用户和住宅用户为主的用户群提供多样化的宽带业务，包括高速Internet接入、远程LAN互联、交互视频、远程医疗/教育和SOHO等交互式业务。

　　(1)即时互动的高速上网：

　　ADSL完全实行与互联网的高速连接，无论上网浏览、下载或者上传文件，都让你享受到飞一样的快感和乐趣。

　　(2)实时互动的数字娱乐：

　　宽带互联网为传送高质量的图像和声音提供了技术保障，用户可以到提供影视点播的站点在线收看收听喜欢的电影和音乐，无需下载;更可以进行网络在线游戏，获得单机上类似的快速真实。

　　(3)实时互动自由商业时代：

　　提供视频会议、远程办公和各种电子商务方案，您可以在家中完成办公，与远在国外的业务伙伴举行即时视频会议;高速连接证券公司，技术了解股市变化，凭借ADSL互联网，每个股民都可以享受大户的待遇。

　　(4)实时互动的虚拟社区：

　　ADSL宽带互联网为人们在异地和家中接受教育和再教育成为可能，可以在家中快速的享受医疗咨询服务，设立家庭病房以及获取医院的远程看护。

本文讲解到此结束，希望对大家有所帮助。