xDSL接入技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展
落紅衛(wèi) 陳 萍
2003/08/27
摘要 分析了接入技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及兩種最新接入技術(shù)SHDSL和VDSL，探討了決定DSL技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
一、引 言
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，用戶對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求日益增加，原有網(wǎng)絡(luò)帶寬已經(jīng)不能滿足用戶的需要，其中最典型的問題就是上網(wǎng)速度慢，新的應(yīng)用無法推廣與實現(xiàn)。在這種背景下，全面提高網(wǎng)絡(luò)的帶寬和傳輸速度就成了迫切解決的問題。具體說來，這些問題包括提高傳輸速率和接入速率。由于DWDM等光傳輸技術(shù)的應(yīng)用，傳輸技術(shù)得到很大的提高。目前，國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)寬帶化的主要瓶頸在于接入技術(shù)。另外，接入網(wǎng)市場的現(xiàn)狀是多種新舊技術(shù)共存，多種傳輸手段和多種傳輸體制共存競爭。
對于電信網(wǎng)絡(luò)運營商而言，最關(guān)注的是如何利用現(xiàn)有的雙絞線來提供寬帶接入。對于有線電視運營商而言，最關(guān)注的是如何有效利用現(xiàn)有的線纜系統(tǒng)來提供寬帶接入。有線電視在我國起步雖然較晚，但發(fā)展迅速。我國目前已經(jīng)有8000萬有線電視用戶，要提供交互式數(shù)據(jù)通信，有線網(wǎng)絡(luò)面臨著雙向改造問題。人群居住密集以及電纜老化等因素使回傳系統(tǒng)出現(xiàn)了棘手的噪聲問題，雙向改造不易進行，用戶群只能局限于較小的范圍內(nèi)。另外，無線接入技術(shù)在低密度的分散小用戶群領(lǐng)域、急需電話用戶線的地區(qū)以及有地理障礙的地區(qū)，占有重要的地位。對于正在建設(shè)的固定有線接入網(wǎng)的地區(qū)，無線接入也可作為過渡手段提供新用戶線，一旦有線接入網(wǎng)建成后，無線接入系統(tǒng)可以移往別處使用。在農(nóng)村網(wǎng)環(huán)境，無線一點多址技術(shù)具有經(jīng)濟性和靈活性的優(yōu)越性。
接入網(wǎng)的共同趨勢都是逐漸將光纖化推向用戶。FTTC將逐漸向FTTH方向發(fā)展，而HFC將逐漸從較大的節(jié)點向較小的節(jié)點發(fā)展，然后逐漸將光纖推進至分支點，甚至實現(xiàn)FTTH。光纖到戶后，就消除了FTTC中的金屬引入線和HFC中的同軸電纜，避免了金屬腐蝕等問題，接入網(wǎng)的瓶頸也隨之消失。然而，光纖到戶是一個漫長的過程，需要投入大量的資金和人力。
就目前而言，如何利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源是當前最迫切的任務(wù)。作為中國最大的通信網(wǎng)絡(luò)--電信網(wǎng)絡(luò)而言，已經(jīng)發(fā)展了幾十年，具備了龐大的雙絞線網(wǎng)絡(luò)，但雙絞線是為語音通信設(shè)計的。如何有效利用現(xiàn)有的雙絞線網(wǎng)絡(luò)，提高其傳輸速率，是寬帶發(fā)展的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)�；陔p絞線的寬帶接入解決的方式主要是DSL（Digital Subscriber Line）技術(shù)。
二、xDSL技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
數(shù)字用戶線DSL是不斷發(fā)展的寬帶接入技術(shù)，該技術(shù)是采用先進的數(shù)字編碼技術(shù)和調(diào)制解調(diào)技術(shù)，在常規(guī)的雙絞線上傳送寬帶信號。目前，比較成熟并投入使用的的數(shù)字用戶線技術(shù)有HDSL，ADSL，SDSL和RADSL等。所有這些DSL一般都統(tǒng)稱為xDSL。它在現(xiàn)有的雙絞線上采用較高的頻率及相應(yīng)的調(diào)制技術(shù)，利用在模擬線路中加入或獲取更多的數(shù)字數(shù)據(jù)信號處理技術(shù)來獲得高傳輸速率（理論值可達52Mbit/s）。各種DSL技術(shù)最大的區(qū)別體現(xiàn)在信號傳輸速率和傳輸距離以及上行信道和下行信道的對稱性不同兩個方面。
xDSL的特征是，與話音工作在不同頻段，即在寬帶接入的同時可以正常通話。在一定距離內(nèi)，可以提供較高的數(shù)據(jù)傳輸率。對銅線而言，天氣等外部環(huán)境可能會影響傳輸性能。目前已提出并大量使用的數(shù)字用戶線技術(shù)主要有以下幾種：
（1）高比特率數(shù)字用戶線（HDSL）
應(yīng)當說，HDSL是DSL中最成熟的技術(shù)。它是一種對稱的高速數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)，上行和下行速率相等，通過兩對或三對雙絞線提供全雙工1.544Mbit/s/2.048Mbit/s（T1/E1）的數(shù)據(jù)信息傳輸能力。線路編碼方式通常采用2B1Q或CAP兩種，離線徑而定，其無中繼傳輸距離約為4～7km。HDSL技術(shù)比較適用于商業(yè)應(yīng)用中需要對稱數(shù)據(jù)通信的場合。
（2）非對稱數(shù)字用戶線（ADSL）
ADSL是目前發(fā)展最快的DSL技術(shù)。它允許在一對雙絞線上，在不影響現(xiàn)有POTS電話業(yè)務(wù)的情況下，進行非對稱高速數(shù)據(jù)傳輸。ADSL上行速率為224～640kbit/s，下行傳輸速率1.544～9.2Mbit/s，傳輸距離為2.7～5.5km。
ITU-T SG15在1998年10月通過了關(guān)于ADSL的G.992.1和G.992.2建議草案。G 992.1規(guī)范了帶分離器的ADSL系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可在同一對金屬雙絞線對上傳輸高速數(shù)據(jù)和模擬信號，采用的線路編碼為DMT，下行速率為6.144Mbit/s，上行速率為640kbit/s。G.992.2規(guī)范了不帶分離器的ADSL系統(tǒng)，它是一種簡化的ADSL（Lite ADSL），具有成本低、安裝簡便的優(yōu)點，亦采用DMT線路編碼，下行速率為1.536Mbit/s，上行速率為512kbit/s。
ADSL技術(shù)最適合非對稱的高速Internet接入及視頻點播，發(fā)展?jié)摿艽蟆Ｄ壳�，電信運營商主要依靠ADSL技術(shù)進入高速接入市場，與有線電視公司的Cable Modem技術(shù)相競爭。
（3）對稱數(shù)字用戶線（SDSL）
使用一對雙絞線對在上、下行方向?qū)崿F(xiàn)E1/T1傳輸速率的技術(shù)，是HDSL的一個分支。它采用2B1Q線路編碼，上行與下行速率相同，傳輸速率由幾百kbit/s到2Mbit/s，傳輸距離可達3km左右。
（4）速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線（RADSL）
RADSL能夠動態(tài)地根據(jù)所要求的線路質(zhì)量自動調(diào)整自己的速率，為遠距離用戶提供質(zhì)量可靠的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入手段。RADSL是在ADSL基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新一代接入技術(shù)，其傳輸距離約達5.5km。
三、xDSL新技術(shù)
為了適應(yīng)寬帶上網(wǎng)的需求，國內(nèi)電信運營商及有線電視運營商正如火如荼地推動ADSL和Cable Modem上網(wǎng)，一場市場爭奪戰(zhàn)在所難免。但是，近來這兩種寬帶上網(wǎng)模式，因頻帶和流量等問題，不斷遭到其它寬帶接入技術(shù)的挑戰(zhàn)，例如目前ADSL上網(wǎng)傳輸速率僅為1.5Mbit/s，Cable Modem上網(wǎng)雖達2～8Mbit/s，但必須眾人分享頻帶，在某些時段很容易塞車。而對許多企業(yè)或使用者而言，要求有更高的傳輸速率。在此種情況下，xDSL家族中新推出的SHDSL與VDSL越來越受人關(guān)注。前者為平衡速率接入的代表，有望取代現(xiàn)有的E1/T1，SDSL，HDSL。而后者為非平衡速率接入的代表，有望成為雙絞線高速傳輸?shù)拇怼５�，由于傳輸距離與傳輸速率成反比，所以是否可以與ADSL競爭還是個未知數(shù)。
1.SHDSL技術(shù)
SHDSL（Single-line High bit-rate Digital Subscriber Line），即單線對高速數(shù)碼用戶回路（實際應(yīng)用中也可兩線對）。它利用一對（或兩對）雙絞線進行傳輸。單線對的SHDSL支持192～2312kbit/s的凈負荷傳輸速率，速率變化步長為8kbit/s。如果系統(tǒng)在雙線對方式下運行，則兩線對的SHDSL可支持384～4624kbit/s的傳輸速率，速率變化步長為16kbit/s。SHDSL有著其它DSL不具備的許多優(yōu)點，主要體現(xiàn)在：
（1）支持多種業(yè)務(wù)類型。它不僅能基于TDM方式，也可以基于ATM方式。迄今為止，是傳送距離最長的DSL技術(shù)。另一個特點是傳輸速率是自適應(yīng)的，且傳送距離可相應(yīng)變化。
（2）可以使不同廠家產(chǎn)品在相同標準下真正兼容
SHDSL的市場定位主要分為三類：一是TDM市場，在DDN和Modem市場，SHDSL相對現(xiàn)有Modem有更長的傳送距離和更低成本，并可實現(xiàn)不同廠家的互通，對運營商有很大吸引力。二是ATM市場，對該市場而言，可有效利用現(xiàn)有閑置的ATM資源，減少DDN擴容的成本。三是IP市場，對于城域網(wǎng)中光纖未達到的地方，可以利用SHDSL在雙絞線基礎(chǔ)上接入城域網(wǎng)SHDSL的速度雖然比TI/EI專線慢，但價格遠低于E1/TI，因此中小企業(yè)及提供電話服務(wù)（Telephony）的公司，很多都傾向改用SHDSL來取代E1/T1專線，以降低成本。
2.VDSL技術(shù)
VDSL（Very High Data Rate Digital Subscriber Line），即甚高速數(shù)字用戶回路，可說是xDSL技術(shù)中速率最快者，它只利用一對雙絞線。用戶一側(cè)的安裝也比較簡單，只要用分離器將VDSL信號和話音信號分開，或者在電話前加裝濾波器就能夠使用。非對稱下行數(shù)據(jù)的速率為6.5～52Mbit/s，上行數(shù)據(jù)的速率為0.8～6.4Mbit/s，對稱數(shù)據(jù)的速率為6.5～26Mbit/s，傳輸距離約為300～1500m。不過，值得注意的是，VDSL技術(shù)的傳輸速率依賴于傳輸線的長度，故上述數(shù)據(jù)是相對而言的。
VDSL與ADSL類似，利用雙絞線提供上行與下行兩個方向的寬頻業(yè)務(wù)，采用頻分復(fù)用方式，將電話和VDSL的上、下行信號放在不同頻段內(nèi)傳輸。低頻段用于傳輸普通電話業(yè)務(wù)，中間頻段傳輸上行通道的數(shù)碼控制信息，高頻段傳輸下行通道的影像或高速資料。在局端和用戶端配置VDSL Modem，電話業(yè)務(wù)通過POTS分離器和耦合器加入通道，HDTV數(shù)碼影像或多路MPEG壓縮編碼后的影像利用VDSL下行通道送至用戶端。VDSL還可與光纖網(wǎng)絡(luò)配合，作為ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）到用戶間的配線，通過FTTC為企業(yè)用戶和家庭提供寬頻上網(wǎng)服務(wù)。
（1）VDSL的特點
·速率高。VDSL的速度大大高于ADSL和Cable Modem，相當于T3的數(shù)據(jù)傳輸速率；
·傳輸距離短。傳輸速度與傳輸距離成反比，速度受線路長短影響，VDSL最遠不超過2km，比ADSL離機房4km的距離短一半。
（2）VDSL的應(yīng)用環(huán)境
·短距離高速非對稱業(yè)務(wù)，例如300m以內(nèi)、下行傳輸速率在26Mbit/s以上，主要用于視頻傳輸；
·中距離對稱或接近對稱業(yè)務(wù)，例如1km左右對稱10Mbit/s；
·較長距離非對稱業(yè)務(wù)，因高頻部分衰減較大，故上行速率較低。
VDSL技術(shù)目前尚處于發(fā)展初期，由于方案的不同，導(dǎo)致不同的支持者。不過，2000年5月成立的全業(yè)務(wù)VDSL業(yè)務(wù)組囊括了多家世界級別的通信巨頭，它們負責(zé)制定國際標準，目前正在積極完善之中�？梢詳嘌�，VDSL技術(shù)的前途肯定非常光明。
四、決定寬帶接入技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素
應(yīng)該說，目前對xDSL寬帶上網(wǎng)的速度還是非常滿意的，但問題依然存在，主要有以下幾方面：
（1）寬帶的收費標準相對比較高
鑒于現(xiàn)階段我國經(jīng)濟發(fā)展的總體水平，寬帶收費標準相對現(xiàn)有消費水平顯得偏高，網(wǎng)絡(luò)主要是工作和生活中的輔助工具和娛樂方式，并沒有深入到消費者的日常生活當中。只有寬帶收費標準降到普通用戶都可以接受的時候，寬帶接入才可能真正發(fā)展起來。
（2）寬帶服務(wù)的內(nèi)容還不夠豐富
一些適合寬帶的系統(tǒng)，如視頻點播、遠程教育、遠程醫(yī)療等還沒有被真正地使用。運營商過于注重提高寬帶上網(wǎng)速度，而忽視了寬帶內(nèi)容服務(wù)的開發(fā)。寬帶要以內(nèi)容為核心，只有提供能夠引起消費者消費欲望的內(nèi)容和服務(wù)，寬帶業(yè)務(wù)才可能得到迅速發(fā)展和普及。這就需要寬帶運營商與內(nèi)容提供商相結(jié)合，形成一個完整的整體對消費者提供服務(wù)。目前，市場對信息的需求使技術(shù)、業(yè)務(wù)、經(jīng)營模式趨于相同，這決定了融合是大勢所趨。今后，寬帶技術(shù)發(fā)展的動力不再是技術(shù)的創(chuàng)新和網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，而是廣大居民對寬帶內(nèi)容消費的巨大需求，這樣的轉(zhuǎn)變有利于寬帶發(fā)展走上良性循環(huán)的軌道。
（3）應(yīng)用主要局限在計算機上網(wǎng)
目前，中國擁有近2000萬臺計算機，可以上網(wǎng)者占了很大比重。但是，計算機應(yīng)用最多的僅僅是上網(wǎng)瀏覽新聞、聊天、收發(fā)電子郵件，并沒有真正進入家庭的各個角落。要讓寬帶服務(wù)真正進入家庭，就必須把寬帶應(yīng)用到家庭其它電器上，這就是最近人們說的“互聯(lián)網(wǎng)電器”，如電視機頂盒、PDA和可視電話等。只有到互聯(lián)網(wǎng)電器真正進入家庭的時候，才可以說真正的寬帶時代到來了。
五、結(jié)束語
寬帶接入技術(shù)發(fā)展是通信發(fā)展的必然趨勢，而xDSL對我國現(xiàn)有的通信發(fā)展的寬帶接入提供了最經(jīng)濟最實用的解決方式，特別是SHDSL技術(shù)和VDSL技術(shù)的出現(xiàn)，無論從距離上和速度上都大大滿足了用戶現(xiàn)有以及未來一段時間的需求。但是，在強調(diào)技術(shù)發(fā)展的同時，一定要注重其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在寬帶產(chǎn)業(yè)中，網(wǎng)絡(luò)運營商、內(nèi)容提供商、軟件開發(fā)商以及系統(tǒng)集成商結(jié)合起來，形成一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈，寬帶才能真正發(fā)展起來。
中國通信網(wǎng)(www.c114.net)—電信網(wǎng)技術(shù)