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ADSL课程

目录

一、ADSL的起源与历史... 5

二、ADSL在国外及我国的发展情况... 8

1、美国... 8

--贝尔大西洋公司耗资18 亿美元升级通信网... 8

--AOL 与电信公司合作提供DSL 接入... 9

--Qwest 推出DSL 服务... 9

--GTE 大幅削减DSL 服务的价格... 10

2、英国... 10

3、新加坡... 11

4、中国... 11

三、ADSL厂商简述... 11

--Micrrsoft 投资DSL 服务... 11

--朗讯推动DSL 普及... 12

--阿尔卡特和康柏在欧洲联手开拓ADSL 市场... 12

四、ADSL的主要特点... 14

ADSLCable Modem 的比较:... 16

ADSL与普通拨号 Modem N-ISDN 的比较:... 16

五、ADSL系统构成... 17

六、ADSL技术简介... 20

1.技术性能分析... 21

2.调制技术... 22

2.1 QAM 调制技术... 22

2.2 CAP 调制技术... 22

2.3 DMT 调制技术... 23

七、ADSL技术特点... 24

八、ADSL调制方式... 25

1)正交调幅(QAM... 25

2)无载波调幅/调相(CAP... 25

3)离散多音频调(DMT... 26

九、ADSL Modem技术... 27

ADSL技术揭密... 27

ADSL的诱人之处... 29

十、ADSL应用纵横... 31

1.端到端的ATM.. 31

2.PPP over ATM.. 32

1.支持PVC.. 33

2.支持SVC.. 34

1)虚拟UNI 模式... 34

2DSLAM 信令模式... 35

1)客户端ATM网卡... 36

2)服务器ATM网卡... 36

3)客户端PC 操作系统... 37

4ADSLNT. 37

5ADSLNT. 37

6ATM 交换机... 37

十一、高宽带运行平台... 37

1.Internet 连接服务... 38

2.分支机构的连接... 38

3.远程通信服务... 38

4.商业-商业的服务... 39

5.内容发送服务(Content Delivery Services) 39

1)访问配置(Access Configuration) 39

(1)Internet 39

(2)本地信息源... 40

(3)企业网络... 40

2)功能需求(Functional Requirements) 41

(1)在现有的ISP 访问构架上实现简单的升级... 41

(2)同时连接... 41

(3)支持多协议... 42

(4)安全性... 42

(5)多点传送... 42

(6)支持多种服务类型... 43

(7)支持服务质量... 43

A.客户前端网络... 43

B.访问网络... 44

C.本地宽带网络... 44

D.服务提供商网络... 44

 


一、ADSL的起源与历史

  数字用户线(DSL)技术是美国贝尔通信研究所于1989 年为视频点播(VOD)业务开发的利用双绞线传输高速数据的技术,由于VOD 业务受挫而没有得到广泛的应用。近年来随着Internet 的迅速发展,对固定连接的高速用户线需求日益高涨,基于双绞铜线的xDSL 技术因其以低成本实现用户线高速化而重新崛起,打破了高速通信由光纤独揽的局面。

  长期以来通信用户的电话机经过"对绞铜线"的用户线连至市内交换局,进入公共交换的通信网(PSTN),接至对方用户的电话机,使双方得以互相会话。对绞铜线为传统的模拟电话提供3003400Hz 的频带,为了适应电话用户使用低速数据通信,曾加装调制一解调器(modem),使速率33kbs 和最高56kbs 的数据信号能够通过模拟话音频带与对方实行数据通信。话音modem 只能提供56kbs 的数据速率。为什么对绞铜线只能传输以56kbs 为限度的数据呢?应该说,这不是对绞铜线传输能力的限度,而是通信网中的交换机有限制,它对电话通信只是分配一个话音频带。虽然用户的数据信息经过话音modem,交换机并不认出它是话音modem 传来的数据信号,而只是对它当作话音信号看待。对绞铜线本身并不限制定带数据信号的传输,只要避开窄带交换机,用户就可以把宽带数据信号送进通信网。因此我们说,用户线如避开了窄带的话音交换机,就可成为"数字用户线"DSLDigital Subscriber Line)。

  DSL 技术在传统的电话网络的用户线路上支持对称和非对称的传输模式,解决了发生在网络服务供应商和最终用户间的"最后一公里"的传输瓶颈问题。由于电话用户环路已经大量铺设,如何充分利用现有的铜缆资源,通过铜质双绞线实现高速接入就成为业界的研究重点,因此DSL 技术很快就得到了重视,并在一些国家和地区得到大量应用。

  当然,对绞铜线用作DSL,其传输数据信号速率的容量与其线路长度有关。以前的对绞铜线传输宽带数据信号,只能限于很短的长度。如参数结构经过改进,新的对绞铜线能够传输较长距离。这样的DSL 到了交换局内,不经过原来的话音modem,而是由另一种modem 提取数字信号,或者DSL 连至街上某一接线箱,再连往通信网的交换机。通信网可能是利用ATM,或是利用IPInternet Protocol)。用于DSL,传输宽带数据信号的modem,是需要精心设计的,必须利用最新的大规模集成芯片和信号处理技术,这就是为什么DSL到近年才开始应用和较快发展的原因。

  根据国际上的共同统计,近年来通信用户使用业务的情况与过去相比有明显的变化。尤其是Internet 向全世界开放,众多拥有计算机的用户普遍要求上网以获取大量数据信息,给原来的电话通信网带来巨大的冲击。而数字电视技术日趋成熟,使众多的住家用户产生浓厚的兴趣。与通信网上各种通信业务量相比较,电话的业务量仅是缓慢上升,而数据信息的业务量却依指数规律上升,这意味着,数字用户线(DSL)非常需要加快发展。

  在实际应用中,数据信息业务和数字图视业务使用有各种不同的情况。有些是用户发送和接收的数据信息几乎具有相等的数字速率,这就属于对称的双向通信。双方用户使用可视通信或多媒体通信,一般是双向对称的。而另一些应用,用户上Internet 网,用户发往网的仅是简短的数据信息,而网向用户提供的却往往是大量的、长时间传送的数据信息。又如住家用户需要点播电视节目(VODVideo on D-emand)业务,用户发向网的也仅是简短的数据,而网向用户提供的却是长时间的数字电视节目。这两类典型应用表明上行线路仅传输简短数据,而下行线路却传输大量数据。这些应用属于不对称的双向通信。针对这些不同的实际应用情况,数字用户线有对称的和不对称的,分别称为SDSLSymmetricalDSL)和ADSLAsymmetrical DSL),后一种适用于Internet 接入和VOD。另外,DSL 技术还包括HDSLhigh speed DSL)和VDSLvery high speed DSL)。在众多的接入技术之中,ADSL因其在一对铜线上支持上行速率640Kbps 1Mbps,下行速率1Mbps 8Mbps,有效传输距离在35 公里范围以内,非常适合Internet 接入和VOD,能够满足广大用户的需要,是最具有竞争力的一项技术。

  能够满足广大用户的需要,是最具有竞争力的一项技术。目前关于ADSL 的国际标准主要是ANSI 制定的,1994 TIE1.4 工作组通过了第一个ADSL 草案标准[15],决定采用DMT 作为标准接口,关键是能支持6.144Mbit/s 甚至更高的速率并能传较远的距离。ANSI标准将包含一个附录具体规定欧洲制式ADSL 标准。因而ANSI 制定的ADSL 标准实际上已经是一个准国际标准。CAP 码也在争取成为事实标准。

  1997 年中,一些ADSL 的厂商和运营商开始认识到,也许牺牲ADSL 的一些速率可能会加快ADSL 的商业化进程,因为速率下降的同时也就意味着技术复杂度的降低。全速率ADSL 的下行速度是8Mbps,但是在用户端必须安装一个分离器(Splitter)。如果把ADSL的下行速率降到1.5Mbps(下行为1.5Mbps,上行为384 Kbps, 那么用户端的分离器就可以取消。这意味着,用户可以像以往安装普通模拟Modem 一样安装ADSL Modem,没有任何区别,省略了服务商的现场服务,这对ADSL 的推广至关重要。

  于是,ADSL的一个新版本诞生了,称作通用ADSLUniversal ADSL)。1998 1 月,世界上一些知名厂商、运营商和服务商组织起来,成立了通用ADSL 工作小组( UniversalADSL Working Group,UAWG, 致力于该版本的标准化工作。

  1998 10 月,ITU 开始进行通用ADSL 标准的讨论,并将之命名为G.Lite,经过半年多的等待,1999 6 22 日,ITU(国际电信联盟)最终批准通过了G.Lite(既G.992.2)标准,从而为ADSL 的商业化进程扫清了障碍。

二、ADSL在国外及我国的发展情况

  新标准的采用,标志着用户与用户之间高速数据传输的最后一步工作已经完成。新标准的特点还在于,它们采用了彼此兼容的通用系统规格,并与一些区域ADSL 标准存在良好的兼容性。有专家预计,2003 年将有910 万个家庭订购宽频Internet 服务,届时市场规模将达38 亿美元;到了2003 DSL 可遍及290 万个家庭,大部分的增长将起于2000 年,刚好是G.lite 技术普及的时候。

1、美国

  --贝尔大西洋公司耗资18 亿美元升级通信网

  位于纽约的Bell Atlantic 公司正积极地对其传统的电话网络进行升级,以应付与日俱增的数据通信及因特网业务。今年3 月该公司向阿尔卡特和北方电信订购了价值18 亿美元的电话设备。其中从阿尔卡特购进2 千万美元的ADSL 设备为已有的铜线扩容,以便进一步为住宅电话用户提供高速访问因特网。与此同时,南方贝尔公司也宣布提供面向公司用户的DSL 服务。

  --AOL 与电信公司合作提供DSL 接入

  今年7 月,AOL GTE 电话公司签订DSL 合约,向通过电话拨号上网的用户提供更快速的服务,通过这项合作,美国在线可取得GTE 在美国西部17 个州的DSL 网络。这次合作是美国在线和小贝尔电话公司群(Baby Bell)签订的第四个DSL 合约。美国在线已与AmeritechBell Atlantic SBC Communications 等公司签约,并投资休斯电子(HughesElectronics15 亿美元,休斯电子提供卫星上网服务。其中今年1 月,AOL Bell Atlantic达成了一项协议,宣布从1999 年中期开始,Bell Atlantic 东海岸地区的AOL 用户可以将他们的网络访问连接升级到DSL。这项服务于今年夏天在华盛顿特区、匹兹堡、费城、纽约、波士顿以及新泽西的部分地区投入运行。美国在线的DSL 服务月费将比一般拨号上网收费高20 美元。

  --Qwest 推出DSL 服务

Qwest 通信国际于今年8 月与Covad 通信公司和Rhythms NetConnections 达成协议,推出了一种针对消费者和小型企业的高速因特网服务。目前它推出的的DSL 服务将覆盖13个地区,到年底将会覆盖30 个地区。该公司的DSL 服务的费用是每月119.95 美元,初装费是500 美元。此外,Qwest 公司还将收购在全美首家推出DSL 业务美国西部电信公司。

--GTE 大幅削减DSL 服务的价格

GTE 是美国第三大本地电话公司。该公司最称,他们将在今年9 月份将17 个州的DSL服务价格降低17%,进而增强公司在消费者和小型企业市场上的竞争力。这项称作BronzePlus 的计划,将使用户每月花49.95 美元就可以享受GTE Web服务,而且可以比modem拨方式快上14 倍。GTE 以前的价格是每月60 美元。

2、英国

  英国电信(BT)宣布从今年10 月份开始,在英国的重要城市中,提供最大传输速度可达每秒2Mb ADSL 数据传输服务。在明年三月份之前可以为6 百万家庭用户提供ADSL服务。ADSL 可以在旧式铜电话线中提供高速连接服务,预计将广泛用于家庭和小型企业的网络互联系统中。英国电信宣布了服务价格,包括从安装到硬件的提供,根据带宽,通过ADSL 上网的费用每月从64 美元到240 美元不等。这意谓着提供高速数据传输的ISP之间的竞争更激烈。英国电信一开始对其计划有所犹豫,担心影响其ISDN 业务。英国电信的首席执行官Peter Bonfield 爵士称:该计划将为使英国成为全球的信息革命领头羊,又向前迈进了一步。它推动新兴信息工业,并使大家都受益。计划最初在如下几个城市中实现:伦敦,CardiffBelfastCoventryBlrminghamManchesterLeedsNewcastleEdinburghGlasgow

3、新加坡

  新加坡电信(SlngTel) Alcatel 今年年初签署一项协议,协议将新加坡的ADSL 网络扩展到5 万线。AingTel 称,不断增长的高级多媒体服务的需求使得有必要将已有网络扩展到这个水平。SingTel 采用SingTel Magix 商标向居民提供点播视频、视频会议、远程教育等多媒体服务和高速Internet 接入。SingTel 还将向小型办公室/家庭办公室市场推出若干新的宽带多媒体服务。其中第一项就是笔记本电脑的ADSL 连接。

4、中国

  阿尔卡特在广东省深圳经济特区安装了5000 多线的ADSL 设备,每个ADSL 用户的安装费为4,000 元,每月的服务费为300 元。阿尔卡特还与上海签署了一项协议,进行500线ADSL 高速接入技术的试验。此外,广东佛山也已开通了ADSL 业务。但据业界称,要进一步扩展这一技术将十分困难,因为要真正实现ADSL 的优点,国内的电话传输和交换设施及光纤传输系统都必须先进行改造。

三、ADSL厂商简述

  --Micrrsoft 投资DSL 服务

  在上市后,Microsoft 准备向NorthPoint 通信公司这家DSL 服务提供商投资3000 万美元。作为合作的一部分,Microsoft 将在今后两年内,从这家公司购买大约10 万条DSL 线路的设备。Microsoft NorthPiont 将为大约85 ISP 合作伙伴建立一个共有品牌的MSN人口页面。他们也从事商用高速Internet 的研究,并且将对基于标准的内容提供界面展开合作研究。此前Microsoft Rhythms NetConnections 公司投资3000 万美元,而这家公司是NorthPoint 的竞争对手。

  --朗讯推动DSL 普及

  朗讯公司日前宣布,它将与五家公司签约,由这些公司销售朗讯的modem,朗讯推出相关软件,使朗讯modem 也能接通非朗讯器材所操作的高速网络,以提高高速数字用户回路(DSL)的普及率。这项服务的最终结果,是让更多消费者能获得DSL 服务,而电话公司不必安装新的DSL 器材。

  DSL 技术无法顺利推广,是因为使用者必须使用DSL 服务公司的modem,才能取得该公司的服务,随着G.lite DSL modem 的标准的出台,这个问题已经获得一定解决。不过,服务商仍须在总部安装能与G.lite modem 沟通的modem,所以大部分状况下需安装新器材。有了朗讯的软件,朗讯的WildWire 芯片可和G.lite DSL、全速率(full rateDSL modem 沟通。所以现有的器材可提供一般用户、高收费全速用户服务。朗讯表示,已经出售25 万个modem 芯片组,作为技术升级之用。其它如戴尔、modem 厂商Zoom TelephonicsCreativeTechnology 等公司,都出售用于技术升级的芯片。

  --阿尔卡特和康柏在欧洲联手开拓ADSL 市场

  法国阿尔卡特公司和美国康柏公司目前正联手在欧洲推出一系列营销活动,以推动阿尔卡特ADSL 设备和技术在欧洲运营商和消费者当中的商业应用。

  Alcatel 在北美及全球的ADSL 产品销售业务中均居首位。Alcatel 占有北美ADSL 市场的52%。1998 年,Alcatel 向北美地区交付了400 多套DSLAM 产品。Alcatel 在全球的ADSL市场上占有35%的市场份额,其客户遍及新加坡、比利时、西班牙、法国、中国、土耳其、韩国、日本、丹麦等国。由世界最大的ADSL 销售商和世界第二大计算机公司联合发起的这一系列促销活动旨在向运营商和因特网用户宣传ADSL 技术将带给他们的益处。英国、比利时、意大利和瑞典等国成为这次联合营销行动的首选市场。

  这项计划表明,阿尔卡特和康柏将在欧洲大力推进ADSL 技术的应用。总的目标是让尽可能多的Presarlo 用户享受国特网高速接入技术所带来的益处,通过双方合作向欧洲电信运营商发出一个绿灯信号:大规模实施ADSL 的时机已经成熟。

不过,有一个标准和不同厂家之间的产品互通性的问题。ADSL 技术是利用在电话系统中没有被利用的高频信号传输数据,现有的调制技术包括2B1QQAMCAP DMT等。而目前,不同厂家往往采用不同的调制技术,例如Paradye 采用的是CAP 编码,Alcatel采用的是DMT 编码,这就造成了不同厂家的局端和用户端产品不能交叉使用的问题,尽管随着G.lite 标准的出台,这个问题会渐渐解决,但是目前还是一个十分突出的矛盾。

四、ADSL的主要特点

  DSL(数字用户线路,Digital Subscriber Line)是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合,它包括HDSLSDSL VDSL ADSL RADSL 等,一般称之为xDSL。它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对称性的不同这两个方面。

  HDSL SDSL 支持对称的T1/E11.544Mbps/2.048Mbps)传输。其中HDSL 的有效传输距离为34 公里,且需要两至四对铜质双绞电话线;SDSL 最大有效传输距离为3公里,只需一对铜线。比较而言,对称DSL 更适用于企业点对点连接应用,如文件传输、视频会议等收发数据量大致相应的工作。同非对称DSL 相比,对称DSL 的市场要少得多。

  VDSLADSL RADSL 属于非对称式传输。其中VDSL技术是xDSL 技术中最快的一种,在一对铜质双绞电话线上,上行数据的速率为13 52Mbps,下行数据的速率为1.52.3 Mbps,但是VDSL 的传输距离只在几百米以内,VDSL 可以成为光纤到家庭的具有高性价比的替代方案,目前深圳的VODVideo on demand)就是采用这种接入技术实现的;ADSL 在一对铜线上支持上行速率640Kbps 1Mbps,下行速率1Mbps 8Mbps,有效传输距离在35 公里范围以内;RADSL 能够提供的速度范围与ADSL 基本相同,但它可以根据双绞铜线质量的优劣和传输距离的远近动态地调整用户的访问速度。正是RADSL 的这些特点使RADSL 成为用于网上高速冲浪、视频点播(IAV)、远程局域网络(LAN)访问的理想技术,因为在这些应用中用户下载的信息往往比上载的信息(发送指令)要多得多。

  据CNNIC(中国国家网络信息中心)统计,截至1997 10 31 日,中国上网用户数达62 万,其中49.1%的用户认为Internet 最令人失望的地方是网上速度太慢,36.2%的用户则认为是上网收费太贵;而截至1998 6 30 日,在不到一年的时间里,以上三个统计数字都将近翻了一番,分别是:117.5 万,88.9%61.2%。由此可见,随着中国Internet上网用户数的飞速膨胀,网上速度太慢和收费太贵愈发成为中国Internet 发展的两大障碍。

  目前深圳的上网用户达10 万,比去年激增近一倍多,其中大部分用户正在寻求一种上网速度快而性能价格比高的上网方式。

  基于以上分析,以及结合目前上网用户的实际条件及市场需求,深圳市数据通信局首先采用了RADSL(以下简称为ADSL)技术作为用户网宽带高速接入服务。深圳推出ADSL之初,就并不因为这是一种先进的高速接入技术而将其“贵族化”,而是将其定位为“大众化”的高速接入服务,(目前ADSL 用户中,个人用户与公司用户各占一半,就说明ADSL已步入小公司、家庭用户,是普通用户所能承受的,足以说明目前深圳数据局的价格定位是基本合理的)。所以深圳的ADSL 接入与其它接入方式相比,一直保持了较高的性能价格比(具体资费见下表)。

  ADSL 接入服务能做到较高的性能价格比这一点,与ADSL 接入技术较其它接入技术具有其独特的技术优势是分不开的。下面看看ADSL 与其它接入服务的比较:

ADSLCable Modem 的比较:

  与Cable Mode 相比,ADSL 技术具有着相当大的优势。Cable Modem HFC 接入方案采用分层树型结构,其优势是带宽比较高(10M),但这种技术本身是一个较粗糙的总线型网络,这就意味者用户要和邻近用户分享有限的带宽,当一条线路上用户激增时,其速度将会减慢。再者,有关资料表明,大部分情况下,HFC 方案必需兼顾现有的有线电视节目,而占用了部分带宽,只剩余了一部分可供传送其它数据信号,所以Cable Modem 的理论传输速率只能达到一小半。国外公司实验表明,其速率减为 1M-2Mbps,更常见的是400K-500Kbps。综合来看,即使在理想状态下,HFC 只相当于一个10Mbps 的共享式总线型以太网,而ADSL 接入方案在网络拓扑结构上较为先进,因为每个用户都有单独的一条线路与ADSL 局端相连,它的结构可以看作是星型结构,它的数据传输带宽是由每一用户独享的。

ADSL与普通拨号 Modem N-ISDN 的比较:

  A)比起普通拨号 Modem 的最高56K 速率,以及N-ISDN 128K 的速率,ADSL 的速率

优势是不言而喻的。

  B)与普通拨号 Modem ISDN 相比, ADSL 更为吸引人的地方是:它在同一铜线上分别传送数据和语音信号,数据信号并不通过电话交换机设备,减轻了电话交换机的负载,并且不需要拨号,一直在线,属于专线上网方式。这意味着使用ADSL 上网并不需要缴付另外的电话费。

五、ADSL系统构成

1 传统Modem xDSL 技术的比较

2 ADSL 应用中的分离器

  ADSL 系统构成如图219 所示。它是在一对普通铜线两端,各加装一台ADSL 收发信机而构成。它除了向用户提供一路普通电话业务外,还能向用户提供一个中速(速率可达576kbit/s)双工数据通信通道和一个高速(速率可达6Mbit/s)单工下行数据传送通道。

  ADSL系统的核心是ADSL 收发信机,其原理框图见图220。应当注意,局端的ADSL收发信机结构与用户端的不同。局端ADSL 收发信机中的复用器(MUL)将下行高速数据与中速数据进行复接,经前向纠错(FEC)编码后送发信单元进行调制处理,最后经线路耦合器送到铜线上;线路耦合器将来自铜线的上行数据信号分离出来,经接收单元解调和FEC 解码处理,恢复上行中速数据;线路耦合器还完成普通电话业务(POTS)信号的收、发耦合。用户端ADSL 收发信机中的线路耦合器将来自铜线的下行数据信号分离出来,经接收单元解调和FEC 解码处理,送分接器(DMUL)进行分接处理,恢复出下行高速数据和中速数据,分别送给不同的终端设备;来自用户终端设备的上行数据经FEC 编码和发信单元的调制处理,通过线路耦合器送到铜线上;普通电话业务经线路耦合器进、出铜线。线路耦合器按照图221 所示ADSL 系统的频谱结构,对POTS 信道、上行数据信道和下行数据信道进行合成和分离。

  由图221 可知,ADSL 系统是按FDM 方式工作的。POTS 信道占据原来4kHz 以下的电话频段,上行数字信道占据1050kHz 的中间频段,下行数字信道占据1MHz 以下的高端频段。

  FDM 方式的缺点是下行信号占据的频带较宽,而铜线的衰减随频率的升高迅速增大,所以其传输距离有较大局限性。为了延长传输距离,需要压缩信号带宽。一种方法是将高速下行数字信道与上行数字信道的频段重叠使用,两者之间的干扰用非对称回波抵消器予以消除。

 

六、ADSL技术简介

  用户接入网(从本地电话局到用户之间的部分)是电信网的重要组成部分,是电信网的窗口,也是信息高速公路的“最后一英里”(the last mile )。为实现用户接入网的数字化、宽带化,用光纤作为用户线是用户网今后发展的必然方向,但由于光纤用户网的成本过高,在今后的十几年甚至几十年内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路,近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术,其中ADSL(不对称数字用户环路)和HFC(光纤同轴混合网)是最具有竞争力的两种。

  ADSL 技术能利用现有的市话铜线进行信号传输,其最高速率:下行信号(从端局到用户)为Mbps,上行信号(从用户到端局)为1Mbps。现有的市话铜线网的用户数目十分庞大,而ADSL 能对现有的市话铜线进行充分的利用。

  近年来,Internet 以惊人的速度发展,Internet 的用户众多,分布广泛,但现有的用户网所能提供的用户接入速率太低,难以满足Internet 飞速发展的需要,这正为ADSL 的发展提供了一个机遇。由于市话铜线现在已与所有的Internet 用户相连接,一旦ADSL 技术发展成熟,必将成为各电话公司和Internet 用户的首选方案。

1.技术性能分析

  现存的用户环路主要由UTP(非屏蔽双绞线)组成。UTP 对信号的衰减主要与传输距离和信号的频率有关,如果信号传输超过一定距离,信号的传输质量将难以保证。此外,线路上的桥接抽头也将增加对信号的衰减。因此,线路衰减是影响ADSL 性能的主要因素。ADSL 通过不对称传输,利用频分复用技术(或回波抵消技术)使上、下行信道分开来减小串音的影响,从而实现信号的高速传送。

  衰减和串音是决定ADSL 性能的两项标准损伤。传输速率越高,它们对信号的影响也越大,因此ADSL 的有效传输距离随着传输速率的提高而缩短。附表列出了正常情况下24号线规UTP 的下行速率和有效传输距离的关系。表中的VDSL 是甚高速ADSL。虽然VDSL的有效传输距离比ADSL 更短,但是在 VDSL 光纤到路边(FTTC)或光纤到大楼(FTTB)后,VDSL可用于大楼内部办公室或家庭间的连接。

  ADSL 接入网线路长度若为5.5km,则可覆盖80%以上的现有电话用户;线路长度若为3.7km,则可覆盖50%以上的现有用户,用户小区以外的分散用户可通过基于光纤的集线器节点接入到网络中。

  串音噪声通常是稳定的,因此比较容易对其进行研究并加以克服;而冲击噪声在频率、周期、相位等方面都是随机的,对期难以建模和研究。

2.调制技术

  目前被广泛采用的ADSL 调制技术有3 种:QAM(quadature ampli- tude modulation)CAP(carrierless amplitude-phase modulation)DMT(discrete multitone),其中DMT调制技术被ANSI标准化小组T1E1.4 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 CAP 调制技术。

2.1 QAM 调制技术

  QAM 调制器的原理图如图1 所示,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12),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。

  QAM 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 ADSL 系统的复杂性主要来自于它的自适应均衡器。

2.2 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,其调制器原理如图2 所示。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+jbn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。

  CAP 技术用于ADSL 的主要技术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。

2.3 DMT 调制技术

  DMT 调制技术的主要原理是将频带(0-1.104MHZ)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 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),经数据模变换(DA)和发送滤波器将信号送上信道.DMT 发送器的原理图如图3 所示。在接收端则按相反的次序进行接收解码。

  由于美国的ADSL 国家标准(T1.413)推荐使用DMT 技术,所以在今后几年中,将会有越越多ADSL 调制解调器采用DMT 技术。

  由于ADSL 系统技术较为复杂,目前制作成本仍然较高,但按目前的发展状况,预计到2000 年即可实现ADSL 的单片化,芯片价格也会大大降低,加上ADSL 接入网投资小、易实现,届时ADSL 定将成为主要的宽带接入网技术。

七、ADSL技术特点

  *充分利用已铺设的大量市话双绞铜线,保持资源;

  *传输速率高,下行宽带可达8Mb/s,上行带宽可达640kb/s,分别是传统话带Modem(56kb/s)的1000 多倍和20 多倍。并且信息传输不对称,符合Internet 业务的特点;

  *技术成熟,标准化程度高,是目前商用化程度最好的宽带接入解决方案;

  *基于铜线传输,误码率10-7--10-9,传输性能接近光纤传输的水平,但可靠性相对 光纤传输而言还较差;

  *多采用先进的DMT 线路编码方式,抗串音和其他干扰的能力较强,并可根据线路长度,噪声情况自适应地选择传输速率;

  *在一条线路上可同时传送传统的POTS 业务和ADSL 业务,并且互不影响;

  *ADSL 系统的传送距离可达4 公里甚至更远,并已与SDH 光传输、ATM IP 技术很好地 结合在一起,服务半径可达20 公里以上;

  *ADSL 系统组网非常灵活,可根据用户分布、用户密度、以星形、树形方式组网;

  *由于每根双绞线由每个ADSL 用户独有,因而ADSL 带宽也由每个ADSL 用户所独占,而 非带宽共享;

  *由于技术方面的原因以及我国用户线质量较差的情况,ADSL 系统目前的开通率还较低(1 根电缆中能开ADSL 业务的双绞线最多只有20%),因此在我国大规模地通过ADSL 现宽带接入还存在问题;

  *ADSL 设备目前比较昂贵,设备成本每线500 美元,安装成本每线100 美元, 同时由 于在用户端需加话音分离器,安装还略显得麻烦,但相对其他宽带接入技术而言,ADSL仍具有较好的经济性,安装也相对简单;

  *由于ADSL 的传输可靠性相对较低,且传输速率与有限,因而主要适用于家庭用户和 中小型商业用户。

八、ADSL调制方式

  在ADSL 系统中,常用的调制方式有QAMCAP DMT

1)正交调幅(QAM

  QAM 是一种十分成熟且应用广泛的调制技术。其基本方法是将发送数据流分为两路,分别对正弦载波和余弦载波进行数字调幅,然后相加传输。如果每路载波的幅度有n 个不同幅度,则QAM 信号的星座图上有n2 个状态点。这种方式的频谱利用率可以做得很高,设备也不太复杂。但是,当它的信号状态数很多时,则对信道的线性和非线性失真变得十分敏感,需要采用多种措施来对抗。

2)无载波调幅/调相(CAP

CAP 技术在原理上娄似QAM,但不用正交载波,而是通过两个数字横向带通滤波器进行调制,其输出结合起来即形成了发送信号。在接收侧用"软判决"技术对信号进行解调,再用判决前馈均衡器对电缆芯径变化和桥接抽头进行适配。CAP 采用二维线性码,并进一步结合格栅码来减少近端串音。由于是带通传输方式,因而没有低频延时畸变,也不受脉冲干扰低频分量影响,可以用较简单的回波消除器,在频谱形成和安置方面也有较大灵活性。

  总的来看,CAP 方案比QAM 灵活,又比下面要介绍的DMT 方案简单。然而,工作速率尚比DMT 方式低。

3)离散多音频调(DMT

  DMT 即离散多音调制,又称多载波调制。它是将信道的可用带宽划分为若干个子信道,每个子信道一个载波,分别载荷一路数据,并行传输。在ADSL 系统中,采用的DMT 技术是将铜线信道1.1MHz 以下的可用带宽划分为256 个子信道,每个子信道的带宽为4KHz(见图222)。系统根据每个子信道的传输能力,将发送数据分配给它们。不能传送数据的信道都被关掉。工作信道采用正交幅移键控(QASK)方式,根据其传输特性确定每码元载送的比特数(1~11bit)。在一个码元间隔内,相领子信道的载波相位正交。随着每个子信道衰减特性和噪声大小的变化,系统能够自动调整其承载的比特数,因此它能使系统性能达到最佳。

QAMCPA DMT 三种调制方式中,就技术性能和应用灵活性来说,DMT 技术更具吸引力。

因为采用DMT 技术有以下优点:

  *发送与接收都可通过采用FFT IFFT 运算的数字信号处理器(DSP)来实现;

  *没有太大必要采用均衡技术来裣线性失真引起的脉冲的扩展,因为每个子信道的带宽较窄,近似线性;

  *具有较强的抗脉冲干扰能力,因为脉冲的能量被扩散到许多子信道,采用比特交织技术和前向纠错编码就可以消除这些干扰;

  * DMT 技术能灵活动态地调整其功率谱,以适应不同用户线路特性;

  * DMT 技术有利于重新配制上、下行信号速率。

  虽然,就技术性能和应用灵活性而言,DMT 技术是比较理想的,但是它的灵活性和高性能是靠设备复杂性换取的。就成本而言,DMT 技术目前还是比较昂贵的。

九、ADSL Modem技术

  自从 Internet 来到人们面前,速度便成了所有网上用户的心病。从 没有人对Internet的速度感到满意,人们总是说:"快,快一点,再快 一点...";也许世界上永远不能实现的就是满足人们的欲望。各 种接入技术的发展,正是为了迎合用户的这种强烈要求,在 此,我们将分几次对 ADSL,电缆 MODEM (Cable modem) 56KModem DSVD 术做一个总览和比较。以期让读者对当今各种接入技术有一个全面的了解。

ADSL技术揭密

  ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line),中文名字叫非对称数字用户 线路,这对于大多数人来说是个新名词,但这并不重要,关键 是,当在你身边的电话线两端分别放置ADSL MODEM 时,在这段电话 线上便产生了三个信息通道:一个速率为 1.5Mbps-9Mbps的高速下 行通道,用于用户下载信息;一个速率为 16Kbps-1Mbps 的中速双工 通道;一个普通的老式电话服务通道;且这三个通道可以同时 工作。 (当然,具体的通信速率还依赖环路的质量和长度而定。) 这意味着什么?你可以在下载文件的同时在网上观赏你点播的 大片,并且通过电话和你的朋友对大片进行一番评论。注意, 最诱人的是这一切都是在一根电话线上,同时进行的。 ADSL 靠什么实现这一切呢?说起来,ADSL 的内部十分复杂。它采 用了高级的数字信号处理技术和新的算法压缩数据,使大量的 信息得以在网上高速传输。我们知道,在现有的较长的铜制双 绞线(普通电话线)上传送数据,其对信号的衰减是十分严重 的,ADSL 在如此恶劣的环境下实现了大的动态范围,分离的通 道,以及保持低噪声干扰,其难度可想而知,难怪有人说,ADSL 是调制解调技术的一个奇迹。

  为了在电话线上分隔有效带宽,产生多路信道,ADSL 调制解调 器一般采用两种方法实现,频分多路复用 (FDM)或回波消除(Echo Cancellation)技术。FDM 在现有带宽中分配一段频带作为数据下行 通道,同时分配另一段频带作为数据上行通道。下行通道通过 时分多路复用 (TDM)技术再分为多个高速信道和低速信道。同 样,上行通道也由多路低速信道组成。而回波消除技术则使上 行频带与下行频带叠加, 通过本地回波抵消来区分两频带。此 技术来源于 V.32 V.34 调制解调器中,它非常有效的使用了有 限的带宽,但从复杂性和价格来说,其代价较大。当然,无论使 用两种技术中的哪一种,ADSL 都会分离出 4KHz 的频带用于老式电 话服务(POTS)

  当前 ADSL 调制解调设备多采用 3 种线路编码技术,分别称为抑 制载波幅度和相位(carrier-less amplitude and phase,CAP),离散多音复 (discrete multitone,DMT),以及离散小波多音复用 (discrete wavelet multitone,DWMT)。其中 CAP 的基础是正交幅度调制(QAM),在 CAP 中, 数据被调制到单一载波之上;而在 DMT 中,数据被调制到多个载波之上,每个载波上的数据使用 QAM 进行调制。 DMT 中使用为 大家熟知的快速傅里叶变换算法做数字信号处理,而在 DWMT ,则用近年来新兴的小波变换算法代替快速傅里叶变换。 一个 ADSL 调制解调器将多路下行通道中,双工通道中以及维 护信道中的数据流组合成数据块 (block),并在每一数据块中附 加纠错代码,接受端则通过此纠错代码对在传输过程中产生的 误码进行纠错。实验表明,此纠错编码技术完全可以达到MPEG-2 和其他数字图像压缩方法的要求。

  非数字用户线路 (ADSL)与以往调制解调技术的主要区别在于其 上下行速率是非对称的,即上下行速率不相等, ADSL 技术的高 下行速率和相对而言较慢的上行速率非常适于做 Internet 浏览 使用。

ADSL的诱人之处

  ADSL在开发初期,是专为视像节目点播而设计的。随着 Internet 的急速发展, ADSL改头换面做为一种高速接入 Internet 的技术出 现在人们面前,让用户感到耳目一新,它使在现有 Internet 网上 提供多媒体服务成为可能。它无需修改任何现有协约和网络 结构 (实际上要做的就是在电信公司的线路出口和用户的电话 线路入口各加一台 ASDL 调制解调器),即可在电讯公司与最终用 户间架起一座高速通道。 最关键的是, 它可以使用遍布全球 的超过 6 亿条的铜制双绞线,对于提供电信服务的公司来说, 他们不用再为更换线路所要投入天文数字的资金而发愁(这正 ISDN Cable Modem 所面临的最大问题 ),他们可以非常灵活的 根据用户量配置 ASDL 设备,为用户提供更多的网上服务,而且能给他们带来滚滚的财源。对于最终用户来说,互联网上的多 媒体服务不在是想象中的事了,用 ADSL 设备在网上点播各种视 频音频节目指日可待。 ADSL 的高速下载特性,正是所有网上用 户朝思暮想的,用户们早已厌烦为了下载一个软件,苦坐在 机器前看着自己的薪水慢慢耗尽的日子了。 ADSL 的另一大好 处是使“在家中工作”成为可能。著名的Microsoft 公司在公司 内部试用 ADSL 设备,据称,其员工对 ADSL 大加称赞。现在,国 际上众多大的通信及电子设备制造公司纷纷推出自己的 ASDL 备和器件,这其中不乏Alcatel, AMD, Harris(贺氏 ),Intel Motorola 著名公司。 ADSL 1997 年无论是技术还是市场都将有大的发展 ADSL 的问题对于一种新兴技术来说,它不可能是十全十美的, ADSL 一样也 有自己的缺点。现有的 ADSL 调制解调器价格昂贵,而且它限定 用户与电话局间的距离最远不超过 3.5 公里,否则,其间必需 使用中继设备,这将使 ADSL的每线路成本加大,同时,合理的 收费制度的建立也是 ADSL 所面临的重大问题。再者,ADSL 对于 不同质量的线路,其表现也有较大的差异。 (例如在质量较差 的线路上,其下行速率可能只达到 1Mbps)。对于中国市场来说 ,由于电信产业结构的限制,没有形成竞争的环境, ASDL 对于 国人来说只能是“水中望月”,其在中国要走的路肯定比你 吃过的盐要多。但是,无论对于电信企业还是 ISP 商们来说,“ 用户就是上帝”,解决用户对互联网速度的要求应该是他们 意不容辞的责任,广大用户也真诚期盼,不要让他们再感到 “外国的月亮比中国的圆”了

十、ADSL应用纵横

1.端到端的ATM

  我们提出的ADSL 端到端共操作服务模式是基于客户前端网络和服务提供商网络之间的端到端ATM网络。ATM终端设备包括客户端的所有设备,例如ADSL PC 服务器或路由器和服务提供商网络。这些设备是ATM 连接的终端设备,在ADSL 上运行ATM 这一结构保留了高带宽和QoS 的特性,同时没有改变原有协议。

  ATM 终端必须要支持UNI3.1 信令,对UNI4.0 信令的支持则在近期内不做要求。所有的ATM终端必须要支持传输整形(traffic shaping)UBR(Unspecified Bit Rate)服务,并保证遵守在建立连接时协商的峰值速率,这样可以避免ADSL 连接过载。

  利用ADSL 上运行的ATM,用户和小型企业可以访问宽带Internet 环境。ADSL 上的ATM 为远端用户提供了到ATM 网络上的无缝连接,包括ATM 骨干网和企业Intranet,甚至Internet。在ADSL 访问网络上采用ATM作为第2 层协议也提供了如下的优点:

  1 协议的透明性。网络独立于所用的第3 层协议,例如IPIPX 等。

  2 支持多个QoS 等级。 ATM 可以使网络管理员根据用户不同的应用或等级来分配网络服务的资源。

  3 带宽扩展性。ATM 的带宽可扩展性正好与速率自适应ADSL 相符合,因此能更好地使用线路。

  4 向其它XDSL 技术发展。 ATM ADSL 混合使用可以说是在为其它访问技术铺路,例如VDSL

2.PPP over ATM

  一旦在用户端和服务提供商网络之间建立起ATM 层的连接,在链路层和网络层上便会使用PPP 协议建立相应的会话。

  对PPP over ATM 标准的定义会增加ATM 在访问网络中的使用率。现在网络厂商正在加紧推进这一标准。其它ATM的连接模式,例如LANEIPOA 以及MPOA 都是针对校园网环境设计的,因此缺乏高速远程接入网络所需要的安全性能以及自动配置功能。

  在ATM上建立PPP 连接必须提供的功能包括:

  认证,例如PAPCHAP

  第3 层网络地址的自动分配(例如域名的自动配置、IP 地址的分配)

  同时多个连接的支持

  透明地支持第3 (PPP 均支持IP IPX)

  加密

  压缩

  计费功能

  由于在ATM 上支持PPP 协议不需对网络做过多的改动,因此可以加速这种服务结构的推广。

  PPP over ATM 的方式同时也是对窄带网络服务模式的一种扩展。

  客户端的ADSLNT 设备最初主要是集中在下面两种接口:

  1)ATMF25:用于外置的ADSLNT,这种接口能够提供透明的端到端的ATM连接。

  2)ADSL 插卡(PC 网卡):对单一PC 机用户而言不失为一经济的解决方案,同时利用了PC 机的操作系统,从而简化了ADSLNT 的管理工作。

  一台性能较强的安装上PC 卡式ADSL Modem 或与带有ATM25M ADSLNT 相连的设备,便可作为一台访问服务器或网关使用。这样一台访问服务器可以提供防火墙代理和存储服务。

  另外,一台外置的ADSLNT如果带有路由功能,便可连接在客户端的局域网上,为小型企业的局域网提供PPP 代理功能,局域网上的PC则不需要做任何操作系统或协议栈的修改。静态和动态连接。

1.支持PVC

  目前建立端到端连接最普遍的方法,是在管理平面上,由网络管理人员建立一系列的PVC,同时,相应的流量类型和QoS 服务质量等级也可在这里做设置。

  但是,对于大规模的使用,需要在用户和服务提供商之间建立大量的PVC,这将成为很大的负担。同时,ATM 层的连接应该在控制层面上建立,并由客户端设备发出建立申请。当然,由于目前大多数ATM公网还不支持SVC,因此PVC 是必须的。

  采用PVC 的连接方可以支持目前的DSLAM 产品和ADSL 应用。在ATM 上支持PPP协议可以为PPP 的服务提供端到端的连接。这些服务包括认证和IP 地址的分配。一个PC终端可以建立多个PVC

2.支持SVC

  有两种方法可支持SVC信令。

1)虚拟UNI 模式

  在SVC 环境中,可以利用UNI4.0 信令中的虚拟UNI 概念建立信令通道。在这种配置中,ATM 管理平面在DSLAM 内部建立连接相应端口的虚通道VP,并在与ATM 访问交换机的接口处将每个用户的虚通道连接标识VPCI 与一个虚通道标识VPI 相映射。这样,每一个用户在ATM访问交换机上均由一个VPI 来代表。UNI 的信令协议在ATM 访问交换机端口上中止。家庭PC 客户机和ATM 访问交换机之间的UNI 信令对DSLAM 是透明的,因为DSLAM 仅作为一个虚通道VP 的转接器来使用。

  尽管ATM 访问交换机必须要支持UNI4.0 中的虚拟UNI 定义在一个ATM 端口提供的多个UNI 信令通道,家庭用户的PC 则只需要支持UNI3.1 即可。

  在SVC 环境下的ATM上支持PPP 协议,有如下的特点:

  每个与DSLAM 相连的用户需被分配一个独立的VPI

  ATM访问交换机为DSLAM 提供虚拟UNI,并为最终的用户端PC 提供UNI 信令和ILMI管理信令。

  访问网络提供商可提供相同的访问能力到ISP 或本地信息提供商。

  通过多个PVC,可同时与多个ISP 或企业网络相连。

2DSLAM 信令模式

  在ATM 访问交换机上支持虚拟UNI,才能在与DSLAM 相接的ATM 端口上支持多个信令通道。但是如果DSLAM 能够直接中断UNI 信令,ATM 访问交换机便只需一个信令通道就可支持所有与DSLAM 相连的用户。不论UNI 信令是在ATM 访问交换机处截止,还是在DLSAM 上截止,都不会影响到基于PPP over ATM 模式上端到端的互操作性,这是因为UNI 信令的截止端的位置对ATM终端而言是透明的。

  对公共网络运营商而言,拥有较高的用户端口密度和对VCC QoS 进行精确划分是非常有意义的。因此,ADSL 访问网络应该能够提供一个升级的途径,使得DSLAM 在将来能够主动地参与QoS/流量传输的协商过程中。

  因此,在选择升级方法时,有一种趋势,首先要尽可能地与现有的ATM 交换机产品兼容,同时,也要在访问网络和核心网络的功能上取得平衡。DSLAM 的呼叫控制功能需要DSLAM 本地的连接管理能力,而不是需要由外部设备做管理。DSLAM 应该能够检查本地资源,并将ATM请求发向网络。

  这样就可解决一些虚拟UNI 方法中的问题:

  网络层的扩展性 UNI 信令中断的负担从访问交换移到了DSLAM 上。这使得边缘交换机能够支持更多的ADSL 用户。

  高端口密度和单独QoS 的保证。在连接建立过程中加入DSLAM,可以使DSLAM 管理带有QoS 的连接。

  ADSL的带宽,与其它远程访问方式相比要高,但是与ATM典型接口相比,例如25MOC3,则低了许多,特别是对于UBR 传输。许多系统按照它们的网卡接口速度发送数据,而这个速率要比后面的ADSL 线路高得多。客户端在做ATM 信元整型的时候或许并不知道这些。客户和服务器发出的多条的信元由于ADSLNT 的缓存占满而丢失。这样的信元丢失会造成AAL 5 层和PPP 层大量的数据包丢失,并最终导致TCP 连接的问题。

1)客户端ATM网卡

  ATM 网卡必须能够对所有发出的数据流进行传输整型,使其能够被ADSLNT 缓存,并通过ADSL 链路发送给ADSLLT。这就意味着网卡必须能够对包括UBR 在内的所有VC 强制性管理其峰值信元率PCR。理想情况下,网卡应能对所有VC 的总和进行整型,但至少也应对每条单独的VC 进行整型。但是这一工作并没有在ATM 层上运行,也不能从信令上获得,而是来自于客户机操作系统。有些早期的网卡可以用软件来设置其峰值信元率,当然,这显然不适合那些没有经验的用户使用。

2)服务器ATM网卡

  ATM 网卡必须能够对每个VC 进行适当的整型,特别是对UBR 的传输;而整型的标准则是由客户端的信令提供。

3)客户端PC 操作系统

  操作系统必须能够为网卡提供ADSL 的线速。但是,PC 机本身无法知道ADSL 的速率是多少,而是要通过某种方法从ADSLNT 或网络上得到。ILMI 便是一个可行的方法。

4ADSLNT

  ADSLNT 必须能够为客户机提供相关ADSL 速率的信息,或将得到的PC 机请求转发给网络。

5ADSLNT

  如果ADSLNT 支持ILMI,则DSALM 需要支持下面介绍的ATM 的访问交换机支持的功能。

6ATM 交换机

  如果ADSLNT ADSLLT 都不是为客户端PC 提供相关ADSL 速率的信息,ATM交换机必须提供这一点。这是通过定义ILMI MIB 中的参数来实现的。

十一、高宽带运行平台

  利用ADSL 技术将高速数据连接到家庭、小型企业、以及远程办公室,为网络服务提供商开创了更多的新商业机会。这些机会包括:

1.Internet 连接服务

  Internet 需求的膨胀无疑促使了家庭用户和小型企业高速Internet 接入服务。ADSL 不仅可以提供高速通信,而且是一个“常开”(always on)的业务,并且不会导致电话网络的拥堵。服务提供商可以为内容提供商(content provider)和用户提供各项基于Web 主机的服务,以及各种工具,用于他们管理和维护自己的站点主页。

2.分支机构的连接

  ADSL 也适用于分支机构的互联,有效地替代了专线。大多数计算机应用,例如文件访问,Email 终端访问,都进行非对称式通信。这一特性使得ADSL 技术成为连接远程分支机构和总部的最合适的技术。连接对等式远地机构是替代专线的一种方式。如果远地机构的计算设备(局域网环境、服务器以及用户数)基本相似,那么他们之间的通信可能会是一种平衡的网络传输。这样的对等式通信应用更适合于对等式的DSL 技术,例如HDSL SDSL

3.远程通信服务

远程通信是ADSL 技术提供的又一项机会。随着高速数据连接到职员的住所,网络运营商可以为这样的远程通信用户提供“虚拟办公室”的环境。这一点是很吸引人的,因为它可以降低办公室的设备开支。这一点提高了他们在ADSL 网络服务上投资的兴趣。另外,网络提供商可以提供在国内,甚至全球范围内对企业网络的访问。

4.商业-商业的服务

  当今连接在一起的信息社会正在创建新的商业关系,并对传统的商业内涵提供了新的诠释。同一行业的企业或许希望能够真正享有一个私有的安全的网络体系。网络运营商可以通过ADSL 和现有的骨干网,建立行业中各企业网络的互联,并最终建立起一个虚拟的私有网络。

5.内容发送服务(Content Delivery Services)

尽管高带宽的网络连接其自身对用户十分有吸引力,但是对访问内容的质量需求和信息量的不断增加又会使得网络拥挤。所谓传送的内容各式各样:购物指南,房地产排价,参考资料,旅游服务,游戏,音乐甚至电影节目。只有高速的网络和丰富的内容结合在一起,才会为企业和居民用户提供一个有吸引力的服务。

  为了实现上述服务,需要满足的宽带服务要求可分为两类:访问配置和功能需求。访问配置定义了网络提供商应提供何种类型的网络连接;功能需求则是指网络提供的支持应用服务所需要的特殊能力。

1)访问配置(Access Configuration)

  为了成功地应用好ADSL,公共网络提供商需要提供如下四种设问配置中的一种或多种:Internet,企业网络,本地信息点以及对等连接。

(1)Internet

  对家庭用户和小型企业来说,提供高速的Internet 接入都是非常有意义的。为实现Internet 的访问,用户首先通过访问网络与本地电话公司的中心机房相连,再通过高速链路连接到一个或多个ISP 上,最终访问Internet。这些高速链路可以是本地电信网的一部分,或许是ATMSONET 或帧中继。

(2)本地信息源

  放置在本地的资源主机可以不通过Internet 而直接得到访问。本地信息可以存放在ISP的节点机上,也可以存放在信息提供商,电话公司中心机房和电信区域运行中心内。本地信息可以在本地建立(例如商业服务),也可以在远地构建(例如存放在本地的Internet 站点。)

(3)企业网络

  有两种访问企业网络的方法。一种方法是使用PPTPL2F L2TP Internet 上建立IP

tunneling 通道来访问企业网络。这种设计免除了企业网络中对拨号modem 的需要,同时利

Internet 建成了虚拟专用网络。但是,这种办法受到了Internet 带宽的限制。第二种方法

是使用网络提供商的本地宽带网,在企业网络和本地宽带网之间建立高速链接。这种办法

的优点是高速,具有服务质量保证以及较高的安全性。

  (4)对等通信

  用户间高速的连接能力使得对等式通信应用成为可能。例如电视会议和交互式游戏。

2)功能需求(Functional Requirements)

(1)在现有的ISP 访问构架上实现简单的升级。

  由于ISP 已经有了基于PPP 的拨号网络体系,任何新的宽带Internet 访问方案都必需

要考虑这个结构。理想情况下,访问ISP 的宽带服务结构应能够使用大多数原有的网络管

理及维护体系,例如IP 地址的分配和域名的管理,而不需ISP 做大规模改动。

(2)同时连接

  一个远程通信工作者可能在访问企业内部网络的同时也要访问Internet;有两种方法可

以实现这种同时的连接。其一是经过自己企业网的Internet 网关访问Internet,另一种方法

是在与企业网相连的同时再建立一个分开的Internet 连接。许多情况下,第二种情况更加

合适,因为它能允许工作者直接访问Internet,从事一些与工作无关的事情,而不会占用企

业的网络资源。但是,有些企业并不信任这种连接方式,因为它无异于给自己的企业网络

打开了一个后门。

(3)支持多协议

  由于并不是所有的企业都运行IP 协议,提供企业连接的服务就需要在ADSL 访问网络

上提供非IP 的网络连接。因此,这样的连接便要求包括有协议握手及地址分配等问题。

(4)安全性

  远程通信工作者的分支办公室在与总部通信时,必须有认证、授权措施。安全性对于

访问Internet 是十分重要的。ISP 必须确认一个用户并提供相应的服务等级。

(5)多点传送

  IP 的多点传送现在越来越受到关注。例如,现在一些放有实时性信息的Internet 站点

由于大量用户试图登录而变得拥挤不堪。如果能够利用多点传送技术将信息推出去,这些

站点便可不再拥挤。对ADSL 访问网络来讲第一级的要求便是支持IP 多点传送到家庭和小

型企业。

(6)支持多种服务类型

  许多网络服务,包括Internet 访问,不可能做到“一步到位”。不同的服务等级要求适

用于不同的用户需求。服务类型的区别可以由一系列特性加以定义,例如最大带宽、均值

带宽和最小带宽等。

(7)支持服务质量

  实时的视频、音频流应用越来越广泛,特别是在Internet 上。这些应用程序和其它的实时应用都需要QoS 来保证性能。QoS 的使用也使得网络可以防止更多的用户登录占用的资源,而降低了原有用户的性能。

  端到端的基于ADSL 的网络结构包括4 个子网部分:客户前端网络,访问网络,地区网以及服务提供商网络。

A.客户前端网络

  客户前端网络包括居民家庭办公室和小型企业。每一类型可包括一台或多台PC 机。当有多台PC 机时,它们连接在一个局域网上。与外部网络相连的网关可以是专用硬件设备,例如路由器,也可以是PC 服务器用作为代理服务器。在后一种情况下,PC 服务器有2 个网络接口卡,一块连接到ADSL modem(或内置ADSL modem 卡上),另一块卡用于连接本地局域网。客户端的ADSL modem 称为ADSLNT

B.访问网络

  ADSL访问网络包括中心机房中的ADSL modem 和访问复用器,以及在客户端与本地回环网路相连的ADSL modem。中心机房的ADSL modem 称做ADSLLT(Line Termination)访问复用系统和中心机房中的ADSL modem 通常集成在一起,称为访问节点Access Node或称为ADSL 访问复用器DSL access multiplexet(DSLAM),如果骨干网是ATMADSL访问节点则连接一台ATM 访问交换机。ATM 访问交换机的功能是将大量的ADSL 访问节点送出的数据进行汇聚和交换处理,送到本地的宽带ATM网络中去。

C.本地宽带网络

  本地宽带网络通常是建立在SONET 结构上的,连接着一个区域内的中心机房。ATM技术正在逐渐地在SONET 网络基础上被采用,并在中心机房之间提供宽带连接。

D.服务提供商网络

  服务提供商网络包括ISP POP,信息提供商网络、企业网络以及地区业务中心RegionalOperation Center (ROC)。其中ISP POP 用于连接Internet,并提供ISP 的服务,例如Email和站点发布。信息提供商网络包括服务器集群,用于分发信息。企业网部则与本地宽带网相连,允许职员从家中或分支机构进行远程访问。而地区操作中心则办访问网络管理员管理,维护整个访问网络,并可提供附加服务,例如计费与认证。

 

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