adsl宽带接入技术研讨

adsl宽带接入技术研讨内容摘要：

采用的 ADSL 调制技术有 3 种： QAM(quadatureamplitudemodulation)、CAP(carrierlessamplitudephasemodulation)、 DMT(discretemultitone)，其中ＤＭＴ调制技术被ＡＮＳＩ标准化小组 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。 、 QAM 调制技术 [3] QAM 调制器的原理图是发送数据在比特／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。 图 5 16QAM 调制原理图 如图 5 所 示。 在 16QAM 的 QAM 调制中 ， 2 bits 被 用来 表示相位的变化，另外 2 bits被用来表示幅度的变化 ， 所以用了 4 bits 来表示 一个码元。 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。 、 CAP 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。 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＋ｊ bn， 并 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。 由于上、下行信号调制在不同的载波上，所以这种调制方式均能适用于速率对称型和非对称型的 xDSL。 CAP 技术用于 ADSL 的主要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。 、 DMT 调制技术 DMT调制技术的主要原理是将频带 ()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），经数模 转 换(D/A)和发送滤波器将信号送上信道．在接收端则按相反的次序进行接收解码。 图 6 DMT 调制技术的实例 图 6 中， 1 MHz 的带宽被分段为 256 个 4 KHz 的子频带 .每个子频带在发送端用singlecarrier 调制技术调制，在接收端则接收各子频带 ， 并将其 256 路载波整合解调。 DMT 又可分为频分复用方式（ FDM）和回波抵消方式两种。 FDM 按上、下行道划分频带；回波抵消方式的上、下行频带重叠，其效率 比 FDM 高，但处理复杂一些。 由于美国的 ADSL 国家标准 ()推荐使用 DMT 技术 ,所以在今后几年中，将会有越 来越多 ADSL 调制解调器采用 DMT 技术。 业界许多专家都坚信，以 ADSL 为主的 xDSL 技术终将成为铜双绞线上的赢家，目前采用普通拨号 Modem 及 NISDN 技术接入的用户将逐步过渡到 ADSL 等宽带接入方式，并最终实现光纤接入。 、 ADSL 设备的安装 ADSL 安装包括局端线路调整和用户端设备安装。 在局端方面，由服务商将用户原有的电话线中串接入 ADSL 局端设备，只需 2~3 分钟；用户端的 ADSL 安装也非常简易方便，只要将电话线连上滤波器，滤波器与 ADSL MODEM 之间用一条两芯电话线连上， ADSL MODEM 与计算机的网卡之间用一条交叉网线连通即可完成硬件安装，再将 TCP/IP 协议中的 IP、 DNS和网关参数项设置好，便完成了安装工作。 ADSL 的使用就更加简易了，由于 ADSL 不需要拨号，一直在线，用户只需接上 ADSL 电源便可以享受高速网上冲浪的服务了，而且可以同时打电话。 图 7 ADSL 的局端线路调整和用户端设备安装 ADSL 目前网络拥塞状况与优化 ADSL 目前的网络结构一般分为两层，即汇聚层和接入层，汇聚层一般设在母局，即在机楼内；接入层一般设在接入网机房内。 接入层设备先通过在汇聚层的设备，再接入 ATM或 IP 城域网。 ADSL 节点一般采用两种上行方式，即 IP 上行或 ATM 上行，所谓 ATM 上行，是指节点设备上行链路通过 ATM 传输网，接入 BRAS（宽带拨号接入服务器） 后接入广域网；所谓 IP 上行，是指节点设备上行链路通过 IP 城域网，接入 BRAS 后接入广域网，目前 IP上行的 DLSAM 节点只有一层结构，电信 ADSL 宽带接入网网络结构如下图 8 所示。 图 8 ADSL 宽带接入网网络结构图 、 ADSL 网络主要拥塞原因 ATM 节点交换机负担过 重 ， 电信 ATM 交换机主要 提供 ADSL 在 业务 方面的 应用， 但是很多 ATM 节点交换机已经开始满负载运转。 BRAS 负担过重；早期由于 ADSL 用户数量较少， BRAS 节点也相应建设较少， ADSL 用户方要集中在几个 BRAS 上，随着 ADSL 规模越来越大，早期建设的 BRAS 已经出现了满负载工作 状况 ， 而 有些新建 BRAS 却利用不高。 城域网交换机配置无法跟上 ADSL 用户数量发展，目前电信较常见的 IP 上行接入方式，主要是在城域网节点安装 Catalyst2950 交换机先汇聚，再接入 城域网的接入层交换机或汇聚层交换机。 有些 Catalyst2950 端口已经用完， 而它 下面 DLSAM 节点的 ADSL 用户却在不断增长。 随着 ADSL 多次扩容，汇聚节点及其下挂远端接入点的 ADSL 用户数量总和已经超了2020 个，即在一条 155M的 ATM 链路上， ADSL 用户数量已经有超过 2020 个， 这也造成了 ADSL 网络的拥塞。 、 ADSL 网络的优化方案 优化方案一：接入点升级为汇聚点。 由于 经济 发展、技术更新和网络分期建设的原因，早期有一些 DLSAM 接入节点是直接接入 ATM 网，这样，每个节点独享 一条 155M 的 ATM链路资源，这些节点中，最大容量不超 2020 个用户 (早期设备单节点容量较低 )，是对 ATM网络资源比较浪费一种网络结构。 对于这种情况的网络优化，建议 将 这种接入节点及早 的 改建为汇聚节点，在该节点设备上安装远程级联板，用于级联远端的接入节点，以提高 ATM资源利用率， 当 汇聚点和接入点满容量配置时，汇聚节点和远端接入节点总容量 远超过 超过2020 个用户，如下图 9 所示。 图 9 ADSL 网络优化方案一 优化方案二：增加 DLSAM 节点上行链路。 由于市场的不确定性，网络建设时都是按照当 时市场需求及其预发展用户来建设网络的，这样就带来许多不定因素，如容量大小，网 图 10 ADSL 网络优化方案二 络结构等。 比如，新建某一节点时，当时用户量并不多，设计时会把它作为一个接入点挂在汇聚节点下面，随着市场的发展，用户数量会增大，这个接入节点会成几倍的扩容，要是有若干个类似节点数量增大，就会造成汇聚点和下挂远端用户数量远远超过 2020 个，其上行链路成了瓶颈。 其网络优化方案可以是增加上行链路，目前所用设备（如华为 MA5100 等）有些是支持双链路上行的，即增加一条汇聚节点到 ATM 的 155M 的上行链路 ，增加的上行链路可以是与原链路相同方向，也可以是不同方向，以增加网络的安全性，如下图 10 所示。 优化方案三：新建汇聚点。 对于汇聚点和下挂远端用户数量合计超过 2020 个用户节点，可以再另新建一个汇聚节点，将其下挂的一些接入节点割接到新建汇聚节点上，如下图11 所示： 图 11 ADSL 网络优化方案三 其它优化：由于 ADSL 网络与 ATM 和 BRAS 紧。