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关于DSL


这里的内容只是给有兴趣的朋友一些技术上的认知。 您并不需要知道以下知识来选购DSL的上网服务。不要被网络供应商用不同的技术用语给糊弄了。其实对您来说网速,质量和服务是千金不变的选购条件

DSL简介

      DSL(Digital Subscriber Line,数字用户环路)是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合,它包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL和RADSL等,一般称之为xDSL技术。它们主要的区别就是体现在信号传输速度和有效距离的不同以及上行速率和下行速率对称性不同这两个方面。 ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line,非对称数字用户环路)是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术,是目前极具发展前景的一种接入技术。ADSL素有“网络快车”之美誉,因其下行速率高、频带宽、性能优、安装方便、不需交纳电话费等特点而深受广大用户的喜爱,成为继Modem、ISDN之后的又一种全新的、更快捷、更高效的接入方式。

      HDSL与SDSL支持对称的T1/E1(1.544Mbps/2.048Mbps)传输。其中HDSL的有效传输距离为3-4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。 VDSL、ADSL和 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到52Mbps,下行数据的速率为1.5到2.3 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VOD(Video 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到1Mbps,下行速率1Mbps到8Mbps,有效传输距离在3-5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。

      DSL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。DSL利用了更加先进的调制技术:
2B1Q--由AMI技术发展出来的基带调制技术,能够利用AMI的一半频带达到AMI一样的传输速率,由于降低了频带要求,提高了传输距离,主要应用于H/SDSL技术中。 · QAM--传统的拨号Modem所用的技术,MVL将其扩展到高频段,并综合了复用技术,以支持多Modem共享同一线路。 · CAP--载波频率可变,在一个频率周期或波特内传输2到9位二进制数据,因此在相同的传输速率下,占用更少的带宽,传输距离更远,主要应用于H/SDSL,RADSL中。
· DMT--将高频段划分为多个频率窗口,每个频率窗口分别调制一路信道,由于频段间的干扰,传输距离相对短,应用于ADSL中。DMT已成为ANSI制订的ADSL应用的调制标准--T1.413。

ADSL

-- 原理
      ADSL是DSL的一种非对称版本,它利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容量,同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。其原因是 它用电话话音传输以外的频率传输数据。也就是说,用户可以在上网"冲浪"的同时打电话或发送传真,而这将不会影响通话质量或降低下载Internet内容 的速度。

      传统的电话系统使 用的是铜线的低频部分(4kHz以下频段)。而ADSL采用DMT(离散多音频)技术,将原先电话线路20kHz到1.1MHz频段划分成 256个频宽为4.3kHz的子频带。其中,4kHz以下频段仍用于传送POTS(传统电话业务),20kHz到138kHz的频段用来传送上行信号, 138kHz到1.1MHz的频段用来传送下行信号。DMT技术可根据线路的情况调整在每个信道上所调制的比特数,以便更充分地利用线路。一般来说,子信 道的信噪比越大,在该信道上调制的比特数越多。如果某个子信道的信噪比很差,则弃之不用。

      ADSL在调制方式上采用离散多音复用技术(DMT),在DMT技术中,一对铜线上0~4Khz用来传输电话音频,用20Khz~1.1Mhz频段 传数据,并把它以4Khz的宽度划分为25个上行子通道和249个下行子通道,输入的数据经过TCM编码及QAM调制后,送往子信道,所以理论上上行速率 可达 1.5Mbps, 下行速率可达14.9Mbps,考虑到干扰等情况,实际上传输速率一般为上行640Kbps,下行8Mbps。当我们用 ADSL上网的时侯,ADSL MODEM便产生了三个信息通道:一个为标准电话通道、一个为640Kbps~1Mbps上行通道、还有一个为1Mbps~8Mbps高速下行通道。实现 方法是:经ADSL MODEM编码后的信号通过电话线传到数据机房后经过一个分离器如果是语音信号就传到程控机房,是数据信号就留在数据设备上,最后接入INTERNET 。

      由上可看到,对于原先的电话信号而言,仍使用原先的频带,而基于ADSL的业务,使用的是话音以外的频带。所以,原先的电话业务不受任何影响。

--接入类型
      专线入网方式:用户拥有固定的静态IP地址,24小时在线。
      虚拟拨号入网方式:并非是真正的电话拨号,而是用户输入帐号、密码,通过身份验证,获得一个动态的IP地址。

ADSL常识

-- 512K ADSL是什么意思?
      512K=512Kbps=512K bits/s=64K bytes/s

-- ADSL上传速度对下载的影响
      TCP/IP规定,每一個封包,都需要有acknowledge讯息的回传,也就是说,传输的资料,需要有一个收到资料的讯息回复,才能决定后面的 传输速度,並决定是否重新传输遗失的资料。上行的带宽一部分就是用來传输這些acknowledge(确认)資料的,当上行负载过大的时候,就会影响 acknowledge资料的传送速度,并进而影响到下载速度。这对非对称数字环路也就是ADSL这 种上行带宽远小于下载带宽的连接来说影响尤为明显。有试验证明,当上传满载时,下载速度讲变为理想速度的40%,这就可以解释为什么为什么很多朋友用BT 下载的时候稍微限速反而能够获得更大的下载速度。然而我们又不能要求所有的人都限速,因为对于ADSL用户来说这是很不现实的,也是不科学的。适当的限速 是正确的。

-- ADSL的速度随着连接时间的延长而逐渐降低
      那为什么说ADSL的速度会越来越慢呢? 这是因为:即使用户不关闭调制解调器的电源,有时ADSL链接也会随时中断。比如,在通信状态因噪音增加而恶化,频繁发生错误的情况下。 链接中断后,马上就会重新进行调试,并重新确定链接。不过,如果此时致使链接中断的噪音仍然存在的话,(这一般是比较大的)重新链接后的速度就会比原来更 低。由于调试中所确定的链接速度是也固定的,因此即便之后噪音消失以后,链接速度也不会提高。ADSL调制解调器使用时间越长,发生这种情况的可能性就越 高,所以连接速度越来越慢。
此时,如果用户重新起动调制解调器,链接就会重新确立,速度就可能由此得以提高。这一常识可用作链接速度降低后的处理对策。

-- ADSL的标准
      一直以来,ADSL有CAP和DMT两种标准,CAP由AT&T Paradyne设计,而DMT由Amati通信公司发明,其区别在于发送数据的方式。ANSI标准T1.413是基于DMT的,DMT已经成为国际标准,而CAP则大有没落之势。近来谈论很多的G.Lite标准很被看好,不过DMT和G.Lite两种标准各有所长,分别适用于不同的领域。DMT是全速率的ADSL标准,支持8Mbps/1.5Mbps的高速下行/上行速率,但是,DMT要求用户端安装POTS分离器,比较复杂;而G.Lite标准虽然速率较低,下行/上行速率为1.5Mbps/512Kbps,但由于省去了复杂的POTS分离器,因此用户可以像使用普通Modem一样,直接从商店购买 CPE,然后自己就可以简单安装。就适用领域而言,DMT可能更适用于小型或家庭办公室(SOHO);G.Lite则更适用于普通家庭用户。

      1、CAP(Carrierless Amplitude/Phase Modulation)
      CAP是AT&T Paradyne的专有调制方式,数据被调制到单一载体信道,然后沿电话线发送。信号在发送前被压缩,在接收端重组。

      2、DMT(Discrete Multi-Tone)
      将数据分成多个子载体信道,测试每个信道的质量,然后赋予其一定的比特数。DMT用离散快速傅立叶变换创建这些信道。 DMT使用了我们熟悉的机制来创建调制解调器间的连接。当两个DMT调制解调器连接时,它们尝试可能的最高速率。根据线路的噪声和衰减,两个调制解调器可能成功地以最高速率连接或逐步降低速率直到双方都满意。

      3、G.Lite
      正如N1标准和互用性测试曾推动了ISDN市场一样,如今客户和厂商也急切地等待着一项DSL设备互用性标准的到来。该标准被称为G.lite,也被另称为Consumer Asymmetrical DSL (消费者ADSL),它正在由一个几乎包括所有主要的DSL设备制造商的集团--Universal ADSL Working Group进行开发。不过不要将这个标准与Rockwell公司1997年夏天展示的已不再使用的基于QAM的Consumer DSL芯片集或者与Universal ADSL相混淆。G.lite的第一版工作文档是1998年6月在亚特兰大举行的Supercomm贸易博览会上公布的。这项初步的G.lite标准首先由UAWG交付表决,然后作为一项建议转交给国际电信联盟99vU。99vU当时预计在1998年底之前签署认可一项正式的G.lite标准。

      未来的G.lite标准的某些细节已经明了,基于该标准的CPE也许很快就会出现。G.lite标准(即ADSL)将基于ANSI标准"T1.413 Issue 2 DMT Line Code"之上,并且将1.5Mbps的下行速度和384Kbps的上行速度预定为其最大速度。小于那些最大速度的"速度自适应(Rate- Adaptive)"也是该标准的一部分,所以,Internet服务提供商(ISP)可以提供256Kbps的对称速度作为一个G.lite连接速度。不过,为了简化设备和供应要求,多数设备将被限制在那些最大速度上。

      1.5Mbps的速度限制虽然与DSL的一般被公布的7Mbps的最大下行速度相比似乎具有限制性,但它是基于典型客户布线方案的经验测试之上,也是基于可通过ISP获得的实际骨干带宽之上。

      DSL线路需要优质铜环--这意味着没有加感线圈,桥接抽头之间不超过2500英尺,而一般与中心局之间的距离不超过18000英尺。如果速度更高,距离要求就变得更加关键,而且线路也更容易被"扰乱者"--和DSL线路处于同样线捆中的ISDN和T1线路--破坏。

      虽然G.lite正被宣传为一项"不分离(splitterless)"的标准,但新的标准所面临的工程现实意味着,在一开始可能仍然对分离器、过滤器, 甚至新的客户场所布线有所需要。随着G.lite的标准走向成熟,人们更好地理解这些问题,更好地实施厂商芯片,它也许才会更接近于成为一项真正的不分离的标准。

      当然,即使处于G.lite速度,常规的PC串行端口上的UARTs(通用异步接收机/发送器)也已不能跟上。因此,使用串行技术的单个用户的外置PC调制解调器将会在PC上采用通用串行总线端口(Universal Serial Bus),也有可能采用增强的并行端口;路由器和桥接单位则使用以太网;更新一点的芯片集,如Rockwell最近宣传的V.90/ADSL配对芯片集, 将会把G.lite和V.90标准结合在一个调制解调器上,为客户提供一项连接配置选择。

      带宽是另一项考虑因素。当Bellcore于1989年首次公布其DSL工作时,其目的是为了将DSL用于视频点播服务,而不是纯粹的数据通信。

      但是,现在没有几家ISP能够真正满足1000个用户的7Mbps Internet访问需求。G.lite的1.5Mbps/384Kbps限制是一个合理的最大速度,无论如何,许多用户很可能会选择更慢的对称速度。..

      4、目前的标准
      ANSI提出了速率可达6.1Mbps的ADSL标准T1.413,ETSI(European Technical Standard Institute)增加了附件以适应欧洲的需要,称为T1E1.4,将扩展标准以包含用户端的复用接口、网络配置和管理协议及其它改进。

VDSL
      简单地说,VDSL就是ADSL的快速版本。使用VDSL,短距离内的最大下传速率可达55Mbps,上传速率可达2.3Mbps(将来可达 19.2Mbps,甚至更高)。上传和下传数据信道都可在现有的POTS或ISDN服务上被频分,使VDSL成为高速、低价网络的佳选。将来的升级可能需要转向回馈抑制(Echo Cancellation)或其它技术以管理线路。象ADSL一样,VDSL将主要用于实时视频传输和高速数据访问。

      距离(英尺) 速率(Mbps)
      >1000 51.84
      >1000 to <= 3000 25.82
      >3000 to <= 4500 12.96

      VDSL的体系结构就象高速的ADSL。VDSL复用上传和下传管道以获取更高的传输速率,它也使用了内置纠错功能以弥补噪声等干扰。VDSL适于短距传输。

      VDSL技术仍处于初期,长距应用仍需测试。其许多线路特性的数据仅是推测,这可能会损害其整体性能。其端点设备的普及也需要时间。
    
      ADSL具有较好的产品基础,将VDSL与ADSL合用是个好的策略,将ADSL用于远距而VDSL用于近距,它们可以为未来的数据需要提供更好的服务。

xDSL
      当前的铜电话线以28.8Kbps(在软件的帮助下可达到56Kbps)的速率承载话音通信,这些线路使用现有的电话网,不需要任何附加的硬件或软件,其优点是可以立刻访问到任何电话网可达的地方,但这也恰是其缺点所在:整个网络是以过去的速率要求来布线的。

      在理想的环境下,铜线的速率仅受线缆衰减的限制,但在现有的电话网中,带宽很大程序上被过滤器和网络本身所制约。现有铜双绞线的升级固然可以极大地提升整个网络性能,但其代价不菲,因此需要一种既能使用现有线缆又能明显提高性能的方法。Bellcore发明了第一代数字用户技术并创造了术语DSL。其目的是高性能、低成本:在现有铜线网络上达到至少2Mbps的带宽。DSL用软件和电子技术结合,弥补了铜线的一些缺陷。

      DSL给予我们:
            * 几乎立刻的网络升级
            * 比光纤和同轴电缆更便宜的选择
            * 更可靠的数据传输

      xDSL是DSL(Digital Subscriber Line)的统称,意即数字用户线路,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。DSL技术在传统的电话网络(POTS)的用户环路上支持对称和非对称传输模式,解决了经常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被大量铺设,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技术很快就得到重视,并在一些国家和地区得到大量应用。

      xDSL系统主要由局端设备(DSLAM--Digital Subscriber Line Access Multiplexer)和用户端设备(CPE)组成,其实现原理如下图所示。
局端由DSLAM接入平台、DSL局端卡、语音分离器、IPC(数据汇聚设备)等组成,其中IPC为可选的设备。语音分离器将线路上的音频信号和高频数字调制信号分离,并将音频信号送入电话交换机,高频数字调制信号送入DSL接入系统;DSLAM接入平台可以同时插入不同的DSL接入卡和网管卡等;局端卡将线路上的信号调制为数字信号,并提供数据传输接口;IPC为DSL接入系统提供不同的广域网接口,如ATM、帧中继、T1/E1等。这些设备都设在电话系统的交换机房中。 用户设备由DSL Modem和语音分离器组成,DSL Modem对用户的数据包进行调制和解调,并提供数据

P.S. 文章部分引用于酷网学院



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