數字用戶線路和電纜調制解調制網絡

2019-11-03 09:06:00

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供稿：網友

羅萬敏

　　DSL和電纜調制解調制線路是連接網絡服務供應商的兩個可用方案，適合我國中／小型企業和個人的數據服務需要，避免采用昂貴的其它專用技術。不論上述哪種寬帶都需要升級換代,都需要繼續投入，當前我國出現的惡性競爭是否看到這一點。

　　DSL和電纜調制解調制網絡是兩種完全不同的技術，使用不同的基礎設施，一個使用現有的電話線路，一個使用現有的閉路電視網，但可以達到相同的目的，取得國際互聯網和各種其它網絡的服務資源。

數字用戶線路

　　數字用戶線路（DSL）技術是一個調制和解調制的技術，使用現有的雙絞線對電話線路，傳輸各種高帶寬應用，例如多媒體和動畫。xDSL復蓋了大量DSL技術，例如非對稱數字用戶線路（ADSL），對稱數字用戶線路（SDSL），高速數字用戶線路（HDSL），高速數字用戶線路2（HDSL2），ITU DSL標準線路（G．SHDSL），ISDN數字用戶線路（IDSL）和甚高速數字用戶線路（VDSL）。

　　xDSL的各種服務都是專用的點對點網絡訪問，在網絡服務供應商和客戶點間的當地環路上，用雙絞線對銅錢進行數據的輸出和接入。xDSL也適合辦公大樓和校園環境。

和撥號上網比較，xDSL有兩大好處：

　　撥號上網的數據速度局限在53．3Kbps內xDSL可達6．122Mbps．

　　撥號上網占用電話線路，當用戶需要時才登錄。xDSL是一個專用的載波連接，與電話語音信道不沖突，這就意味著任何時后都可以把計算機連在網上。

非對稱數字用戶線路（ADSL）

　　非對稱數字用戶線路（ADSL）最適合中小型企業和家庭辦公的需要，也是公眾最常見的選擇。非對稱的數據速度適合用戶需要，上行帶寬僅被對互聯網的請求所耗用，數據是很小。下行帶寬才是用于響應用戶請求后的數據流傳送，需要較高的速度。非對稱數字用戶線路正好滿足了這個需求。

　　ADSL技術的下行帶寬，即從網絡服務供應商（NSP）到用戶點的帶寬高于從用戶點到NSP的上行帶寬。其不對稱性和不中斷的連接使ADSL廣為國際互聯網，企業內部網，影視點播和遠程LAN訪問選用。

　　將ADSL調制解調器安裝在雙絞線中的電話路兩端，就可構成了ADSL線路。

ADSL線路有三個數據信道：

高速的下行數據信道--帶寬1．5至9Mbps。

低速的上行數據信道--帶寬16至640Kbps。

電話語音服務信道--用濾波器或普通電話業務的線路分路器從數字調制解調制器中分割出來。

ADSL線路的上行帶寬和下行帶寬還取決于用戶點到DSL供應商或中繼站間的距離。越遠，帶寬下降越多。

　　ADSL系統由下列部件組成：

傳輸系統--為數字用戶線路接入多路復用器，提供載波主干傳輸接口。這個接口可以按各種特定的要求設置，例如T1／E1，T3／E3，OC－1／3，和STS－1／3。

局域接入網--以當地載波網為基礎，用幀中繼或ATM交換機為多個服務供應商和多個用戶提供連接。

數字用戶線路接入多路復用器（DSLAM）--從多個DSL環路上將通信數據集中至主干網，以便與其它網絡連接。

DSL收發機遠程單元（xTU－R--連接DSL環路的用戶點設備。

普通電話服務線路分路器--電話公司和用戶點上可以增選的設備，使銅線環路同時為DSL和單線電話服務。

　　普通電話服務線路分路器有兩種配置：

安裝在用戶一側的單分路器方案。

安裝在電話公司為大量終端使用的多分路器方案。

　　普通電話線路上的分路器有兩種選擇：有源分路器消耗額外的電流，要求備用電源。無源分路器不要求電源，故障后恢復時間長。但是，無源分路器可以支持災難救生，例如911時DSLAM或xTU－R均斷電。

　　ADSL數據傳輸速度

下行帶寬取決于很多因素：

銅線長度，即距離；

銅線的直徑；

橋接抽頭數；

交叉藕合的干擾。

　　橋接抽頭就是任何拼接在主線路上的纜線對。過去，合用線路時是一種正常的安排，每條線上總有兩三個抽頭。至今，很多未用的橋接抽頭仍就存在，引起不必要的反射，在現在通信技術中使高頻信號失真。

　　線路衰減隨線路長度和頻率的增加而增加，隨銅線直徑加大而減小。不計橋接抽頭的影響，ADSL的性能如下：

　　超過上述距離的用戶可以采用光纖環路載波系統。

　　美國國家標準局（ANSI）T1E1．4工作組批準的ADSL標準中，數據傳輸速度可達6．1Mbps?DMT／ANSI標準T 1．413。歐洲技術標準局（ETSI）為T1．431增加了一個歐洲的需要，接入線路上增加了單終端接口。

　　際異步傳輸論壇（ATM Forum?和國際數字化音視委員會Digital Audio－Visual Council或DAVIC都把未屏蔽的雙絞線對（UTP）廣泛地用于局域網和電話連接。UTP不能提供高帶寬，也不具有同軸電纜和光纜的抗干擾能力。但是UTP便宜，容易使用?！　∑渌膞DSL技術

　　除了ADSL外，還有幾種其它的xDSL技術，它們是：

　　單線數字用戶線路Single－lined digital Subscriber line或SDSL--它是一種高速數字用戶線路（HDSL）的速度自適應版本。和HDSL一樣，是對稱的速度，即在SDSL支持下，下行帶寬和上行帶寬相同，但只用一條線支持通信，且不支持模擬呼叫。最大帶寬1．544Mbps。

　　高數據速度數字用戶線路High－data－rate digital subscriber line或HDSL--Bellcore開發了這種高位元速度DSL（HDSL）／T1／E1技術。ANS1在美國進行了標準化，ETSI在歐洲進行了標準化。HDSL比使用傳統的服務更省錢。

　　HDSL2--本標準在T1速度上提供對稱服務。不像HDSL使用兩個線對，本標準只用一個線對。HDSL2已有標準，不同廠家的產品具有互操作性。

　　G SHDSL（ITU HDSL標準）--它是HDSL－2的多速度版本，提供雙向對稱服務，已經標準化。

　　綜合業務數字網（ISDN）數字用戶線路（IDSL）--它是ISDN和xDSL的交叉技術，使用單線對，傳輸雙全工數據，速度為128Kbps。

　　甚高速數字用戶線路（Very－high－data－rate digital subscriber line或VDSL--小距離內用雙絞線對銅電話線傳輸高速數據流。取決于絞線長度，1000英尺300m內最大下行速度可達51和55Mbps。4000英尺1500m內，下行速度低至13Mbps。

電纜訪問技術

　　電纜電視Cable television或CATV即我們慣稱的閉路電視，是一種單向的媒體廣播。CATV服務商沿各電視頻道，用最低的成本把節目提供給用戶。五十年來，除了頻道不斷地增加外，技術上幾乎沒有變動。

　　九十年代DSL出現后，CATV唯恐丟失市場，意識到必須向用戶提供高級的數據服務才能生存，北美地區各主要的電纜電視公司聯合組建了多媒體電纜網絡系統伙伴有限公司Multimedia Cable Network System Partners Ltd或MCNS。MCNS的目標在于創建一個標準的產品和系統，沿CATV原有的基礎設施為社會提供數據和更多的服務。MCNS的主要成員是北美地區最大的通信公司和電視公司，例如Comcast Cable Communications，時代華納公司等，具有很強的實力。

　　首先，MCNS創建了電纜數據服務接口規范DOCSIS 1．0，后來變成北美標準，在電纜電視的基礎設施上，為用戶實現了雙向的數據服務。電纜訪問的結構

　　為了在電纜網絡上傳送數據，把一個50至750MHz的電視頻道用作下行數據傳輸，把數據傳給用戶。另一個5至42MHz的頻道用作上行數據傳輸，把用戶的需求傳送給電纜公司。

電纜網絡的細部結構說明如下：

　　家庭和商業最終用戶用同軸電纜連在光纖節點上。首先，用戶要在PC機內安裝Ethernet網接口卡，然后再連接電纜調制解調器。電纜調制解調器的入口端就是同軸電纜，由電纜公司提供。

　　在各光纖節點的頭端，安裝電纜調制解調器終端系統?Cable Modem Termination System。用戶需要時，和電纜調制解調器通信，在用戶和服務商之間構成LAN連接。

　　大多數電纜調制解調器都是外置硬件，通過標準的10Base－T Ethernet卡或通用串行總線（USB）連接。

　　光纖節點藉光纖環路（例如同步光纖網SONET）連在分布集線器上，再由光纖環路連到當地的電纜頭端。

　　電纜頭端進一步將數據傳到某個相應的網上，即Voip應用傳給PSTN，其它的IP通信傳給公用的Internet。

　　單個6MHz下行電視頻道，從電纜頭端可以傳送27Mbps下行數據；上行頻道可從家庭用戶或商業最終用戶向頭端傳送500Kbps至10Mbps上行數據。

　　上行和下行的帶寬，被連接在同一電纜網分段上的其它數據用戶共享。最新設置的網段上，一般總有500至2000家。取決于網絡的結構和話務負荷，每個電纜調制解調器用戶得到的實際帶寬是500到1．5Mbps或更高。

　　雖然同一網段上的數字用戶人數影響電纜調制解調制速度，但電視信號對數據服務沒有影響。因為在同一電纜上，它們使用不同的頻率。這就意味著你的家人看電視時，不影響你的上網速度。

　　在國際互聯網上瀏覽時，系統性能受到主干英特網擁塞的影響，地區網絡服務商對此毫無辦法，因為那是主干網的問題。

DOCSIS標準，信號協議和應用

　　數據電纜服務接口規范（Data Over Cable Service Interface Specification或DOCSIS是一組標準，用來保證用電纜電視網和電纜調制解調器傳送數據。DOCSIS接口規范也保證了在IP話務傳輸中，多家生產商的產品間的互操作性。

　　開放式系統連接Open System Interconnection或OSI是網絡兩端用戶通信的標準基準模型，用作計算機通信必須遵守的標準。下面說明OSI基準模型和DOCSIS標準的關系。

TCP／IP支持：

□網絡層OSI Layer3上的IP服務

□傳輸層OSI Layer4上的TCP／UDP服務

數據--鏈路層：

□邏輯鏈路控制（LLC）子層遵守Ethernet標準

□保密，認可，驗證有鏈路安全子層

□媒體訪問控制（MAC）子層支持變長度規約數據單元（PDU）

物理層由下列組成：

□下行數據會聚層遵守MPEG－2標準

□上行下行數據傳輸使用物理媒體相關（PMD）子層

總結

　　避免使用價格昂貴的專用線路，DSL和電纜調制解調制網絡是連接網絡服務供應商的兩種可用方式。

　　DSL是一個調制解調制技術，使用現有的雙絞線對電話線路獲得高帶寬數據服務。

　　xDSL有很多不同的結構，每種設計適用于不同的市場需求，如表所列。

　　電纜系統原本用來為家庭用戶傳送電視節目。下行圖像編程信號沿50MHz開始。5MHz到42MHz多為上行通信預留。每個標準電視頻道占用6MHz無線電頻譜。傳統的電纜系統擁有400MHz的下行帶寬，能夠傳送相當于60個模擬電視信道?，F代光纖／同軸電纜混合系統擁有700MHz下行帶寬，接近110個信道。

　　MCNS制定的DOCSIS 1．0標準，已變成北美標準，值得我們參考。

DSL和電纜調制解調制網絡并非到處都有，實施前一定要和當地的DSL／電纜服務供應商詳細討論。以北美地區為例，未能敷設這些網絡的地區，只能采用比較昂貴的Frac－T1／T3或ISDN或速度較慢的撥號上網服務。

　　兩種技術各具自己的優勢，很難說誰好誰次。與DSL相比，電纜上網的主要缺點是電纜頭端的帶寬共享，最終用戶和鄰居們使用相同的一條電纜，上網點可能成為數據存取的擁擠點。另一個缺點，最終用戶不能自由選擇互聯網服務供應商（ISP）。

　　DSL為最終用戶提供了一條到ISP的專用線路，在同一個訪問網絡上，不存在帶寬共享。和電纜技術一樣，上網點會變成一個十分擁擠的地方。

摘自　電腦商情報

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