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xDSL宽带接入技术.pdf

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Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 维护岗位认证教材(IP 专业) xDSL 宽带接入技术 中国电信维护岗位认证教材编写小组编制
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. xDSL 宽带接入技术 目录 第 1 章 xDSL 概述 .......................................................................................................................... 3 1.1 接入网主流承载技术 ........................................................................................................ 3 1.2 xDSL ................................................................................................................................... 3 1.3 DSL 的形成与发展 ............................................................................................................ 4 1.4 ADSL 概述 ......................................................................................................................... 4 1.5 G.SHDSL 技术概述 ........................................................................................................... 5 1.6 ADSL 2+概述 ..................................................................................................................... 5 1.7 VDSL 技术概述 ................................................................................................................. 5 1.8 xDSL 性能汇总 .................................................................................................................. 6 第 2 章 ADSL/ADSL2/ADSL2+技术原理 ..................................................................................... 7 2.1 ADSL 协议簇标准化进程.................................................................................................. 7 2.2 ADSL 技术原理 ................................................................................................................. 7 2.2.1 G.Lite 概述 .............................................................................................................. 8 2.2.2 ADSL 调制解调技术............................................................................................... 8 2.2.3 DMT ......................................................................................................................... 9 2.2.4 DMT 子载波 ............................................................................................................ 9 2.2.5 ADSL 系统初始化................................................................................................. 10 2.3 ADSL2 技术特点 ............................................................................................................. 10 2.3.1 ADSL2 标准 .......................................................................................................... 10 2.3.2 ADSL2 和 ADSL 技术比较 .................................................................................. 10 2.3.3 ADSL2 新增特性-更低的功耗 ............................................................................. 11 2.3.4 ADSL2 新增特性—模块化结构 ........................................................................... 12 2.4 ADSL2+技术特点 ............................................................................................................ 12 2.4.1 ADSL2+标准 ......................................................................................................... 12 2.4.2 ADSL2+主要特性—高速长距 ............................................................................. 12 2.4.3 ADSL2+的主要特性-更远的传输距离.............................................................. 12 2.4.4 ADSL2+主要特性—速率绑定功能 ..................................................................... 13 2.4.5 ADSL2+主要特性—更稳定的运行与良好的频谱兼容能力 .............................. 13 2.4.6 ADSL2+主要特性—SRA...................................................................................... 14 2.4.7 ADSL2/ADSL2+特性汇总 .................................................................................... 14 2.4.8 总结 ....................................................................................................................... 14 第 3 章 ADSL 参数详解 ............................................................................................................... 15 3.1 ADSL 工作模式 ............................................................................................................... 15 3.1.1 ADSL transmission mode—ADSL 工作模式 ....................................................... 15 3.1.2 端口在训练中遵循的标准 ................................................................................... 15 3.2 ADSL 速率相关参数 ....................................................................................................... 16 3.2.1 Parameters for rate—速率设置 ............................................................................. 16 3.2.2 上行速率设置低影响下行速率 ........................................................................... 16 3.2.3 上/下行通道位交换 .............................................................................................. 16 3.3 ADSL 稳定性相关参数 ................................................................................................... 17 1
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. xDSL 宽带接入技术 3.3.1 Trellis coding —格栅编码 .................................................................................... 17 3.3.2 Channel Mode—通道模式 .................................................................................... 17 3.3.3 交织原理 ............................................................................................................... 18 3.3.4 交织深度设置不当引发的故障 ........................................................................... 18 3.3.5 SNR margin—信噪比容限/噪声容限 ................................................................... 19 3.3.6 SATN—信号衰减 .................................................................................................. 19 3.3.7 根据通道衰减判断线路问题 ............................................................................... 19 3.3.8 参数关系参考表 ................................................................................................... 20 3.3.9 总结 ....................................................................................................................... 20 第 4 章 影响 ADSL 速率的主要因素 .......................................................................................... 21 4.1 影响 ADSL 速率的几个因素 ......................................................................................... 21 4.2 ADSL 传输性能表 ........................................................................................................... 21 第 5 章 ADSL 组网介绍 ............................................................................................................... 22 5.1 IP 网络结构 ...................................................................................................................... 22 5.2 数据网络的分层结构-组网模型 .................................................................................. 22 5.3 宽带接入组网结构 .......................................................................................................... 23 5.4 ADSL 典型组网应用 ....................................................................................................... 23 5.4.1 ADSL 组网-集中 BRAS 直连方式 .................................................................... 24 5.4.2 ADSL 组网-集中 BRAS 二层汇聚 .................................................................... 24 5.4.3 ADSL 组网-集中 BRAS MSTP 汇聚 ................................................................. 25 5.4.4 ADSL 组网-分布 BRAS ..................................................................................... 25 5.4.5 ADSL 组网-分布 BAS+内置 BAS ................................................................... 26 参考资料 ........................................................................................................................................ 27 2
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. xDSL 宽带接入技术 第 1 章 xDSL 概述 1.1 接入网主流承载技术 xDSL:因为其接入物理线路的普及性及资源专属性的绝对优势,xDSL 技术自宽带接入 网诞生以来就一直占据接入网市场的统治地位。 ETHERNET:源自企业级局域网应用的 Ethernet 技术也随着宽带接入网市场的出现找 到了新的舞台。逐渐形成了与 ADSL 技术互补的局面,主要用于接入网汇聚层以及大客户 专线等。 PON:新兴的 PON 无源光网络技术能够以低廉的成本提供 Gigabit 带宽至用户桌面,无 疑将成为接入网技术的强有力竞争者。 1.2 xDSL ADSL(非对称数字用户环路)技术是利用现有的双绞线资源,为用户提供上、下行非 对称传输速率的一种技术; G.SHDSL(单线对高速数字用户环路)则可以在普通双绞线上为用户提供对称的高速专 线接入业务,主要适用于中小企业互联、移动基站中继、ISDN 基群接入; VDSL 宽带接入技术,适用于酒店、网吧用户高速上网、视频会议等,实现专线互连和专线 接入。 VDSL(甚高比特率数字用户环路):VDSL 和 ADSL 技术相似,采用频分复用方式, 将 POTS、ISDN 以及 VDSL 的上、下行信号放在了不同的频段传输,但 VDSL 比 ADSL 的 传输速率更高,是高速的 ADSL。VDSL 在一对普通电话双绞线上提供的典型速率为上行 1.6-2.3Mbit/s,下行 12.96-55.2Mbit/s(目前最高达到 155Mbit/s),速率比 ADSL 高约 10 倍,但传输距离比 ADSL 也短得多,典型的传输距离为 0.3-1.5km。由于 VDSL 的传输距 离比较短,因此特别适合于光纤接入网中与用户相连接的最后“一公里”,并且要求光网络 单元尽量与用户接近,其系统配置图与 ADSL 类似,它存在于用户与本地光网络单元之间。 VDSL 可同时传送多种宽带业务,如高清晰度电视(HDTV)、高清晰度图像通信以及可视 化计算等,其国际标准还正在制定中。VDSL 是目前传输带宽最高的一种 DSL 接入技术, 具有支持双向速率对称、传输速率高的特点,但传输距离短。对于相对密集、中等距离(在 1~1.5 km 内)及带宽需求较高的住宅小区用户可考虑采用 VDSL 方式,取代 LAN 接入技 术,避免在综合布线上的大量投资;对于酒店、商业楼宇等无法进行综合布线或综合布线成 本太高的特殊商业区域以及被竞争对手通过综合布线先行占领的区域,也可考虑采用 VDSL 技术,以快速抢占用户市场。 ADSL2+:目前,不管是在覆盖距离、出线率、下行带宽方面还是在电源管理、故障 检测等方面,ADSL2+相对 ADSL 技术都有了很大的改善,拥有许多新的特性与功能。这 些新的特性和功能将进一步提高网络的性能和协同工作能力,这样运营商可以通过对现有设 备的升级来实现新技术应用部署,而不是淘汰现有设备,同时更好地支持新的应用和服务。 因此,ADSL2+技术作为 ADSL 技术的补充,通过对现有 ADSL 设备的升级,使其具有 ADSL2+的能力。在一些用户线距离较远的地区可以利用 ADSL2+对用户进行覆盖;而对 3
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. xDSL 宽带接入技术 部分带宽需求高于 ADSL 提供能力的地方,也可以部署 ADSL2+;对于出线率较低的地区, ADSL2+也可以作为一种解决方法进行部署,以减少线束之间的干扰,提高出线率。 1.3 DSL 的形成与发展 DSL:Digital Subscriber Line,数字用户线。 ISDN 是 xDSL 系统之前的数字技术,在欧洲有一定程度的普及,ISDN 数字数字用户 线路(IDSL)是 ISDN 和 DSL 技术的结合。只适用数据信道,忽略控制信道。 HDSL 为第一代数字用户线路技术,延长 T1/E1 传输系统的传输距离。 ADSL 已成为时下非常流行的一种宽带接入手段,在国内外市场正在遍地开花,以其“物 美“价廉”的巨大优势,正在抢占各路宽带市场,它已经是用户可以实实在在看得见、用的 着的东西。ADSL 起源于 DSL,也称“最后一公里”技术,那么让我们回顾一下 xDSL 技术 的起源与发展历程:铜线回路接入技术的根源可以追溯到 ISDN。 在20世纪 70年代初期,提出了可以使用综合业务数字网的数字用户线的思想,传输 速率要求是144Kbps,即 2B+D 信道。在20世纪80年代后期,随着数字信号处理的发 展,开始研究 HDSL 技术,即高比特率数字用户线路,该技术提供 T1 速率,但是不需要中 继器作为中间设备。20世纪90年代初期,贝尔通信研究公司的工程师认识到还可以支持 不对称业务,即在一个方向上的速率可以比另一个方向上的速率高得多,这种不对称性很适 合当时提出的视频点播试验,于是开始开发 ADSL 技术,即不对称数字用户线路技术。随 着进一步的发展,工程师开始考虑在更短的回路长度上提供比 ADSL 更高速率的技术,VDSL 技术,即高比特率数字用户线路技术。直到现在,出现了许多 DSL 技术,我们统称其为 xDSL 技术。 DSL 利用这些已有的传输介质,本身就降低了物理成本;另外 DSL 技术的应用基本上 都不会跟电话业务产生冲突,而且 DSL 业务不会过窄带交换设备,不会额外增加话费;从 上边就已经差不多能够看出 DSL 的优点了,除此之外最大的优势就是速率上,以往的拨号 或者 ISDN 速率都是以 Kbps 来计算的,而 DSL 基本上都是以 M 为单位,最新的 ADSL+甚 至是以 24Mbps 为单位,这样的速率是以前不敢奢望的,而且 DSL 所承诺的速率都是实实 在在的,不会像一些小区宽带,承诺 10M 或 100M,而实际上是整个一个小区或者一堆用户 分享这些带宽。 1.4 ADSL 概述 ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line)非对称数字用户线,是一种非对称的 xDSL 传输技术,利用了普通电话线中未使用的高频频段,通过不同的调制,在铜缆上实现高速数 据传输。其中上行频带 26KHz~138KHz,下行频带从 138KHz~1.104MHz,上行速率可达 4
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. xDSL 宽带接入技术 到 896Kbit/s,下行速率可达到 8160Kbit/s。 ADSL 具有速率自适应性和较好的抗干扰能力,可以根据线路状况,包括距离、噪声 等影响,自动调节到一个合理的速率上。ADSL 的传输速率与传输距离的关系是: 传输距离 越远,衰减越大,传输速率越低。但传输距离与衰减并非线性关系。 1.5 G.SHDSL 技术概述 G.SHDSL(Single-pair High rate digital subscriber line)单线对高比特率数字用户线技术 是从 HDSL、SDSL 和 ISDN 上发展而来的新的对称数字用户线。SHDSL 具有多速率、更 优的性能、更低的发送功耗、频谱的兼容性等特点,单线对速率为 192kbit/s~2312kbit/s, 可以根据线路情况自适应调整线路速率,调整粒度为 8k;传输距离:3km~5.5km。 SHDSL 的主要优势体现在以下几个方面:可以将 E1/V.35(TDM 方式)拉远至普通 E1/V.35 传输距离的 4 倍以上,可达 3~5.5km。基于 TDM 方式的 SHDSL,解决长距离的 专线接入,延伸 FR/CES 组网距离。可以充分利用已经铺设的铜缆资源,实现对称的宽带 业务接入。 1.6 ADSL 2+概述 ADSL2+为第二代全速率不对称数字用户线。2003 年,ITU 组织推出了 ADSL 的新标 准 G.992.5,也称作 ADSL2+标准。该标准在兼容第一代 ADSL 标准的基础上,可以提供更 多的功能,更高的速率和更稳定的性能。ADSL2+由于其优越的技术特性,得到了广泛的关 注和应用。 ADSL 2+的特性:  增强的编码功能  更低的功耗  模块化结构  高速长距  速率绑定功能  更稳定的运行与良好的频谱兼容能力  无缝速率适配技术 1.7 VDSL 技术概述 VDSL(Very-high speed Digital Subscriber Line)甚高速数字用户线路是一种比较新的 xDSL 技术,在一对双绞线上提供上下行对称/非对称传输输率,传输距离在 1.5km 左右。 最大下行速率 52M(非对称速率),最大上行速率 12M(对称速率)。是当前速率最快的 xDSL 技术。标准化为 ITU-T G.993.1。 VDSL 被视为在家中或办公室就能取得接近光纤数据传输速率的技术。VDSL 允许同时 使用模拟电话和高速数据连接。但是,VDSL 只能短距离传输高速数据。VDSL 技术类似 ADSL 技术。但是,因为 ADSL 的设计目的是用来适应比 VDSL 系统更恶劣的线路条件, 实际上实现 VDSL 技术更简单。 5
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. xDSL 宽带接入技术 1.8 xDSL 性能汇总 xDSL 技术特性对照 xDSL 技术 对称性 传输速率 最大传输 距离(KM) 线对 支持 POTS G.SHDSL 对称 最大速率 2.3Mbps 5.5 1 不支持 ADSL 不对称 下行最大速率 8196Kbps,上行最大速 率 896Kbps 5 1 支持 ADSL 2+ 不对称 下行最大速率 25Mbps,上行最大速率 3Mbps 6.5 1 支持 VDSL 对称/ 不对称 下行最大速率 52Mbps(非对称),上 行最大速率 12Mbps(对称) 1.5 1 支持 6
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. xDSL 宽带接入技术 第 2 章 ADSL/ADSL2/ADSL2+技术原理 2.1 ADSL 协议簇标准化进程 目前从事 ADSL 技术的标准化工作的国际组织有:美国国家标准化委员会 ANSI,国际 电信联盟电信标准化部门 ITU-T,ADSL 论坛 ADSL Forum。ANSI 最早启动 ADSL 标准化 工作。1995 年,提出了采用 DMT 作为调制技术的 ANSI T1.413 标准草案。ITU-T 从事 ADSL 标准化的工作起步较晚,1999 年制定了 G.992.1 标准草案。ADSL FORUM 是由世界著名电 信设备制造商,电话公司等组成的行业性组织。ADSL FORUM 与 ATM FORUM 合作,制定 了在 ADSL 上承载 ATM 信元的规范。 FAMILY DESCRIPTION RATIFIED ADSL ADSL ADSL2 ADSL2 ADSL2+ G.992.1/ T1.413 G.dmt G.992.2 G.lite G.992.3 G.dmt.bis G.992.4 G.lite.bis G.992.5 ADSL2 PLUS 1999 1999 2002 2002 2003 2.2 ADSL 技术原理 ADSL 是一种上下传输速率不相等的 DSL 技术。这里,上行传输是指从用户到中心局 方向的传输,下行传输是从中心局到用户方向的传输。ADSL 下行传输速率最大可以达到 8Mbps,上行传输速率最大可以达到 896kbps,由于 ADSL 的下行速率不等于且远远大于上 行速率,所以被称作非对称 DSL 技术,Asymmetric Digital Subscriber Line。ADSL 技术可以 在同一对双较线上同时传输数据信号和传统的模拟话音信号。 ADSL 的技术特性及其方便易用性使得 ADSL 成为目前广泛使用的接入技术。首先, ADSL 采用非对称传输有其特殊的意义。第一,目前很多 DSL 应用中,用户通常是从主干 网络上大量获取数据,而发送出去的数据却相对少得多。例如用户在访问 Internet 和视频点 播时,都要求高速获取大量数据,而发送的只是一些地址信息和简单的命令信息。第二,非 对称传输可以大大减少近端串扰。 另外,ADSL 相对于其它 DSL 技术的另一项突破在于它可以在同一对双绞线中同时提 供传统的话音业务,这样不仅便于用户使用,而且节省了另外铺设线路的成本。 1998 年 10 月,ITU 组织正式给出了关于 ADSL 的推荐标准:G.992.1 和 G.992.2。G.992.1 又称 G.dmt。它规定了全速率的 ADSL 技术规范,最大下行传输速率为 8Mbps,最大上行传 输速率为 896kbps。G.992.2 又称 G.lite。他规定了不用信号分离器的 ADSL 技术规范。这种 7
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