銅線傳輸包括對絞銅線傳輸、同軸電纜傳輸、線對增容技術(shù)傳輸、高速率數(shù)字帶用戶線傳輸?shù)取?br />
創(chuàng)達(dá)特(蘇州)科技有限責(zé)任公司是致力于接入網(wǎng)物理層芯片的研制、開發(fā)和銷售,是繼Broadcom、Lantiq和Ikanos之后第四家能夠提供完整的VDSL2局端、用戶端全套解決方案的芯片廠商。
創(chuàng)達(dá)特VDSL2實(shí)現(xiàn)了在包括線、雙絞線、同軸電纜上高速雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?,將傳統(tǒng)的ADSL技術(shù)提升到了一個新的高度,成為電信行業(yè)通過傳統(tǒng)線接入的標(biāo)準(zhǔn)。
高速率數(shù)字用戶線(HighbitrateDigitalSubscriberLine,HDSL)接入網(wǎng)在2對以上的對絞銅線上傳送全雙工2.048kbit/s信息,利用這類系統(tǒng)可以在原有銅線上擴(kuò)容,傳送寬帶信息。線對增容技術(shù)可以在一對銅線上開通2路、4路或8路信號,為了進(jìn)一步增加銅線的傳輸速率,以達(dá)到可以開通一個基群E1(2,048kbit/s)的傳輸速率的雙工結(jié)構(gòu),HDSL技術(shù)提高傳輸速率、延長傳輸距離的關(guān)鍵是:采用了2對或3對銅線,以降低線路上傳輸?shù)牡刃ьl率(采用2對銅線時(shí),每對銅線上傳輸?shù)乃俾士山禐?168kbit/s;采用3對銅線時(shí),每對鋼線上傳輸?shù)乃俾士山禐?48kbit/s);采用了2B1Q或CAP*傳輸碼型,又可使線路傳輸碼率降低到50%或25%;采用回波抵消器以消除線路上阻抗不匹配引起的回聲,以便適用與多種線徑混連或有橋接、抽頭等線路;采用自適應(yīng)高速數(shù)字信號處理技術(shù),來均衡整個頻段上的線路損耗,以減除近端串音、脈沖噪音和電源噪聲對信號的干擾。
線對增容技術(shù)(PairGain,PG)接入網(wǎng)指在每一對銅線上都開通2個64kbit/s的話路或數(shù)據(jù)。采用64kbit/sPCM數(shù)字編碼標(biāo)準(zhǔn)以及回波消除技術(shù),在一對雙絞銅線上開通全雙工144kbit/s速率的2B+D窄帶ISDN信號傳輸。為了還適應(yīng)用戶的需要,也可以采用32kbit/s或16kbit/s的自適應(yīng)編輯碼(ADPCM)技術(shù),在一對雙絞銅線上傳送4路或8路信號,以提高銅線的容量。
目前,HDSL的線路傳輸碼型主要有2B1Q(2Binary1Quarterary)碼和CAP(CarrierlessAmplitude/PhaseModulation)碼2種。
2B1Q碼屬于基帶型傳輸碼,是在一個碼元符號內(nèi)傳送2bit信息,再將其轉(zhuǎn)換為4個電平的線路碼(即1Q部分)。美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(AmericanNationalStandardsInstitute,ANSI)與歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會提出的HDSL標(biāo)準(zhǔn)中,都采用了2B1Q線路碼型。
2B1Q碼比較成熟,已廣泛用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)中,它與公用交網(wǎng)PSTN的兼容性也較好。
2B1Q碼的傳輸特性與模擬信號在銅線上的傳輸特性相似。由于2B1Q碼不是歸零碼,功率譜中除基帶外,還有低頻成分的群時(shí)延失真,有時(shí)是產(chǎn)生碼間干擾的重要因素,因此為了保證傳輸質(zhì)量,對傳輸線和基帶系統(tǒng)的均衡器及回波抵消器的要求都比較嚴(yán)格。
CAP碼采用較復(fù)雜的無載波幅度相位調(diào)制方法產(chǎn)生的一種線路傳輸碼。它同正交幅度調(diào)制(QuadratureAmplitudeModulation,QAM)一樣,同相分量和相位正交分量分別有8個幅值,每個碼元含4bit信息。在2對雙絞線上傳輸CAP信號的功率譜是帶通型,其頻率上限約在180kHz附近,同2B1Q相比,CAP碼的帶寬減少了一半,傳輸效率提高了一倍。帶通型頻譜有利于減少碼間干擾,受低頻能量豐富的撥號脈沖干擾和近端串音干擾也比2B1Q碼的小。
為了更有效地抑制近端串音和脈沖干擾,在CAP-HDSL中還采用了二維八狀態(tài)格柵編碼調(diào)制(TrellisCodedModulation,TCM),TCM-CAPHDSL系統(tǒng)在保持相同的傳信率的情況下,誤碼性能可進(jìn)一步改善。如TCM8-CAP64HDSL系統(tǒng)在2對雙絞線上的傳輸性能皆優(yōu)于2B1QHDSL在3對雙絞線上的性能,或較之2B1QHDSL在2對雙絞線上的誤碼邊界要高出4dB以上,在24h內(nèi)的平均誤碼率達(dá)到1×10-11,傳輸質(zhì)量接近光纖的傳輸質(zhì)量。對于0.4mm線徑的傳輸距離可達(dá)3.6km。
不對稱數(shù)字用戶線(AsymmetricDigitalSubscriberLine,ADSL)接入網(wǎng)指在一對銅絞線上實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸,其上行方向傳送384~576kbit/s,而下行可傳送6.2~52Mbit/s的的信息,這類系統(tǒng)可以在原有鋼線上擴(kuò)容傳送寬帶信息。
1989年,美國貝爾電信公司的Bellcore首先提出用普通雙絞銅線傳視頻信號、圖像乃至高清晰度畫面等信息,這些信息需要1Mbit/s以上的傳輸速率。采用不對稱的形式來傳遞信息,下行速率設(shè)計(jì)為1.5Mbit/s,上行速率為16Mbit/s或64Mbit/s。1989年以后,ADSL取得了很大的發(fā)展,下行速率提高到9Mbit/s,上行速率為640kbit/s。
ADSL的迅速發(fā)展推動了ADSL2的迅速成長,還由于現(xiàn)有的大部分用戶都只有一對用戶對絞銅線入戶,如果要新建另一對用戶對絞銅線入戶,以構(gòu)成2對用戶對絞銅線開通HDSL,在經(jīng)濟(jì)及發(fā)展上考慮都不理想。因此,就使得人們更加注意ADSL的發(fā)展。更由于近年來Internet在*的迅猛發(fā)展,使ADSL逐步被推向用戶接入網(wǎng)市場,故ADSL越來越受到人們的重視。
工作原理原來在雙絞銅錢上傳輸?shù)脑捯艉蛿?shù)據(jù)只是使用了4kHz以下窄帶寬,而ADSL通過頻分復(fù)用(FDM)方法把整個帶寬分為3個部分:*部分為普通業(yè)務(wù),即原有的業(yè)務(wù)(PlainOldephoneService,POTS),占據(jù)基帶,并通過無源濾波器與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號分開,以保證在ADSL系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)仍能維持正常POST業(yè)務(wù);第二部分通過時(shí)分復(fù)用(TDM)技術(shù),既可傳送上行數(shù)據(jù),也可傳送下行數(shù)據(jù),其速率一般可以是144kbit/s的ISDN基本速率信道,也可以是384kbit/s的ISDHHO信道或更高的速率,利用此通道可以方地為用戶實(shí)現(xiàn)ISDN入網(wǎng)接口;第三部分是下行通道,占據(jù)其余的帶寬,zui高速率可以是上1.5Mbit/s,3Mbit/s,6Mbit/s,9Mbit/s等等。
在ADSL下行通道中,zui初考慮的是在一對用戶雙絞銅線上單方向傳輸1.544Mbit/s的速率(或稱ADSL-Ⅰ),與視頻壓縮編碼技術(shù)(MPGEI)相結(jié)合,就可以在雙絞銅線上傳送錄像(VideoCassetteRecorder,VCR)質(zhì)量的視頻信號。后來為了進(jìn)一步提高視頻的傳送質(zhì)量,又提出了單方向傳輸3Mbit/s(或稱ADSL-Ⅱ)和單方向傳輸6Mbit/s(或稱ADSL-Ⅲ)的速率。ADSL-Ⅱ與MPEG2壓縮編碼相結(jié)合可以傳輸體育節(jié)目質(zhì)量的實(shí)時(shí)視頻信號,而ADSL-Ⅲ可傳輸增強(qiáng)質(zhì)量的電視信號,其質(zhì)量可以與HDTV相比擬。
主要技術(shù)目前,ADSL主要采用2種編碼技術(shù),即CAP碼和DMT碼。
CAP碼指無載波調(diào)幅調(diào)相技術(shù)。
DMT(DiscreteMultitone,離散多音頻)調(diào)制采用多載波調(diào)制技術(shù),它把整個可用帶寬劃分為很多個帶寬為4kHz的子頻帶(典型的為256個子頻帶),每個子頻帶以不同的頻率發(fā)送信號,并各相對于一個調(diào)制解調(diào)器,然后傳送經(jīng)過調(diào)制的信號,傳送到另一端使用快速傅里葉算法將位碼轉(zhuǎn)換為頻率,傳送到另一端后,通過反變換將接收的頻率信號恢復(fù)成位碼。通過增加子頻率的數(shù)目和每個子頻帶中位碼的數(shù)目可以提高傳送速率。DMT技術(shù)可以使誤碼噪聲減至zui小,大大增加了容量。但DMT比CAP復(fù)雜,成本較高,目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
ADSL系統(tǒng)的傳輸距離(ADSL-Ⅲ),在線徑為0.4mm時(shí)可達(dá)2.7km,在線徑為0.5mm時(shí)可達(dá)3.7km。隨著ADSL技術(shù)的發(fā)展,目前一些電信公司、一些國家的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)、ATM論壇、ADSL論壇等組織正計(jì)劃把ADSL速率進(jìn)一步提高,并稱之為VADSL或(VDSL)。VDSL速率的高低取決于接入線的長度。速率越高,能傳輸?shù)木嚯x越短;速率越低,能傳輸距離越長。上行速率可以是1.5~2Mbit/s,采用的編碼技術(shù)是CAP、QPSK或DMT。上、下行信道采用頻分復(fù)用技術(shù),與POTS和ISDN信號分開,也就是在現(xiàn)有用戶網(wǎng)基礎(chǔ)上再額外提供VADSL業(yè)務(wù)。
在VADSL系統(tǒng)中上行數(shù)據(jù)復(fù)用是一個較為復(fù)雜的問題。采用網(wǎng)絡(luò)終端布局方式不同,復(fù)用的方式也不同。目前,VADSL有2種網(wǎng)絡(luò)終端方式:有源網(wǎng)絡(luò)終端(ActiveNetworkTerminal,ANT)和無源網(wǎng)絡(luò)終端(PassiveNetworkTerminal,PNT)。
如果采用ANT方式,VADSL系統(tǒng)將用一個邏輯分離的集線器來解決上行數(shù)據(jù)復(fù)用信道的問題。每個用戶成星狀連接到這個交換或復(fù)用的集線器口,使用ATM協(xié)議或以太網(wǎng)進(jìn)行復(fù)用。
如果采用PNT方式,每個用戶設(shè)備都有自己的VADSL節(jié)點(diǎn),各個上行數(shù)據(jù)流共享同一條傳輸線,這時(shí),也有2種不同的復(fù)用方式:TDM和FDM。當(dāng)采用TDM方式時(shí),須使用一種稱為信元準(zhǔn)予通過的令牌控制方式,在來自局端的下行數(shù)據(jù)幀中有幾個特承載的是一些準(zhǔn)予某個用戶設(shè)備接入的信息,在收到這個幀后,這個準(zhǔn)予接入的用戶設(shè)備在規(guī)定的時(shí)間可以發(fā)送一些上行數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)流。采用這種復(fù)用方式,要考慮前后的兩個用戶設(shè)備使用共同信道時(shí),要等信道上前一用戶設(shè)備傳送的信號安全結(jié)束,以避免造成相互干擾。當(dāng)采用FDM方式時(shí),F(xiàn)DM給每個用戶設(shè)備分配一個信道,不使用MAC(中間接口控制)協(xié)議。其優(yōu)點(diǎn)是避免了任何媒體接入控制協(xié)議;缺點(diǎn)是限制了傳送到每一個用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)率或需要帶寬動態(tài)地進(jìn)行分配的能力。
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