xDSL接入技术现状与发展
落红卫 陈 萍
2003/08/27
摘要 分析了接入技术的发展现状以及两种最新接入技术SHDSL和VDSL，探讨了决定DSL技术发展的关键因素。
一、引 言
随着计算机网络的高速发展，用户对网络带宽的需求日益增加，原有网络带宽已经不能满足用户的需要，其中最典型的问题就是上网速度慢，新的应用无法推广与实现。在这种背景下，全面提高网络的带宽和传输速度就成了迫切解决的问题。具体说来，这些问题包括提高传输速率和接入速率。由于DWDM等光传输技术的应用，传输技术得到很大的提高。目前，国内网络宽带化的主要瓶颈在于接入技术。另外，接入网市场的现状是多种新旧技术共存，多种传输手段和多种传输体制共存竞争。
对于电信网络运营商而言，最关注的是如何利用现有的双绞线来提供宽带接入。对于有线电视运营商而言，最关注的是如何有效利用现有的线缆系统来提供宽带接入。有线电视在我国起步虽然较晚，但发展迅速。我国目前已经有8000万有线电视用户，要提供交互式数据通信，有线网络面临着双向改造问题。人群居住密集以及电缆老化等因素使回传系统出现了棘手的噪声问题，双向改造不易进行，用户群只能局限于较小的范围内。另外，无线接入技术在低密度的分散小用户群领域、急需电话用户线的地区以及有地理障碍的地区，占有重要的地位。对于正在建设的固定有线接入网的地区，无线接入也可作为过渡手段提供新用户线，一旦有线接入网建成后，无线接入系统可以移往别处使用。在农村网环境，无线一点多址技术具有经济性和灵活性的优越性。
接入网的共同趋势都是逐渐将光纤化推向用户。FTTC将逐渐向FTTH方向发展，而HFC将逐渐从较大的节点向较小的节点发展，然后逐渐将光纤推进至分支点，甚至实现FTTH。光纤到户后，就消除了FTTC中的金属引入线和HFC中的同轴电缆，避免了金属腐蚀等问题，接入网的瓶颈也随之消失。然而，光纤到户是一个漫长的过程，需要投入大量的资金和人力。
就目前而言，如何利用现有的网络资源是当前最迫切的任务。作为中国最大的通信网络--电信网络而言，已经发展了几十年，具备了庞大的双绞线网络，但双绞线是为语音通信设计的。如何有效利用现有的双绞线网络，提高其传输速率，是宽带发展的至关重要的环节。基于双绞线的宽带接入解决的方式主要是DSL（Digital Subscriber Line）技术。
二、xDSL技术的发展现状
数字用户线DSL是不断发展的宽带接入技术，该技术是采用先进的数字编码技术和调制解调技术，在常规的双绞线上传送宽带信号。目前，比较成熟并投入使用的的数字用户线技术有HDSL，ADSL，SDSL和RADSL等。所有这些DSL一般都统称为xDSL。它在现有的双绞线上采用较高的频率及相应的调制技术，利用在模拟线路中加入或获取更多的数字数据信号处理技术来获得高传输速率（理论值可达52Mbit/s）。各种DSL技术最大的区别体现在信号传输速率和传输距离以及上行信道和下行信道的对称性不同两个方面。
xDSL的特征是，与话音工作在不同频段，即在宽带接入的同时可以正常通话。在一定距离内，可以提供较高的数据传输率。对铜线而言，天气等外部环境可能会影响传输性能。目前已提出并大量使用的数字用户线技术主要有以下几种：
（1）高比特率数字用户线（HDSL）
应当说，HDSL是DSL中最成熟的技术。它是一种对称的高速数字用户环路技术，上行和下行速率相等，通过两对或三对双绞线提供全双工1.544Mbit/s/2.048Mbit/s（T1/E1）的数据信息传输能力。线路编码方式通常采用2B1Q或CAP两种，离线径而定，其无中继传输距离约为4～7km。HDSL技术比较适用于商业应用中需要对称数据通信的场合。
（2）非对称数字用户线（ADSL）
ADSL是目前发展最快的DSL技术。它允许在一对双绞线上，在不影响现有POTS电话业务的情况下，进行非对称高速数据传输。ADSL上行速率为224～640kbit/s，下行传输速率1.544～9.2Mbit/s，传输距离为2.7～5.5km。
ITU-T SG15在1998年10月通过了关于ADSL的G.992.1和G.992.2建议草案。G 992.1规范了带分离器的ADSL系统，利用该系统可在同一对金属双绞线对上传输高速数据和模拟信号，采用的线路编码为DMT，下行速率为6.144Mbit/s，上行速率为640kbit/s。G.992.2规范了不带分离器的ADSL系统，它是一种简化的ADSL（Lite ADSL），具有成本低、安装简便的优点，亦采用DMT线路编码，下行速率为1.536Mbit/s，上行速率为512kbit/s。
ADSL技术最适合非对称的高速Internet接入及视频点播，发展潜力很大。目前，电信运营商主要依靠ADSL技术进入高速接入市场，与有线电视公司的Cable Modem技术相竞争。
（3）对称数字用户线（SDSL）
使用一对双绞线对在上、下行方向实现E1/T1传输速率的技术，是HDSL的一个分支。它采用2B1Q线路编码，上行与下行速率相同，传输速率由几百kbit/s到2Mbit/s，传输距离可达3km左右。
（4）速率自适应数字用户线（RADSL）
RADSL能够动态地根据所要求的线路质量自动调整自己的速率，为远距离用户提供质量可靠的数据网络接入手段。RADSL是在ADSL基础上发展起来的新一代接入技术，其传输距离约达5.5km。
三、xDSL新技术
为了适应宽带上网的需求，国内电信运营商及有线电视运营商正如火如荼地推动ADSL和Cable Modem上网，一场市场争夺战在所难免。但是，近来这两种宽带上网模式，因频带和流量等问题，不断遭到其它宽带接入技术的挑战，例如目前ADSL上网传输速率仅为1.5Mbit/s，Cable Modem上网虽达2～8Mbit/s，但必须众人分享频带，在某些时段很容易塞车。而对许多企业或使用者而言，要求有更高的传输速率。在此种情况下，xDSL家族中新推出的SHDSL与VDSL越来越受人关注。前者为平衡速率接入的代表，有望取代现有的E1/T1，SDSL，HDSL。而后者为非平衡速率接入的代表，有望成为双绞线高速传输的代表。但是，由于传输距离与传输速率成反比，所以是否可以与ADSL竞争还是个未知数。
1.SHDSL技术
SHDSL（Single-line High bit-rate Digital Subscriber Line），即单线对高速数码用户回路（实际应用中也可两线对）。它利用一对（或两对）双绞线进行传输。单线对的SHDSL支持192～2312kbit/s的净负荷传输速率，速率变化步长为8kbit/s。如果系统在双线对方式下运行，则两线对的SHDSL可支持384～4624kbit/s的传输速率，速率变化步长为16kbit/s。SHDSL有着其它DSL不具备的许多优点，主要体现在：
（1）支持多种业务类型。它不仅能基于TDM方式，也可以基于ATM方式。迄今为止，是传送距离最长的DSL技术。另一个特点是传输速率是自适应的，且传送距离可相应变化。
（2）可以使不同厂家产品在相同标准下真正兼容
SHDSL的市场定位主要分为三类：一是TDM市场，在DDN和Modem市场，SHDSL相对现有Modem有更长的传送距离和更低成本，并可实现不同厂家的互通，对运营商有很大吸引力。二是ATM市场，对该市场而言，可有效利用现有闲置的ATM资源，减少DDN扩容的成本。三是IP市场，对于城域网中光纤未达到的地方，可以利用SHDSL在双绞线基础上接入城域网SHDSL的速度虽然比TI/EI专线慢，但价格远低于E1/TI，因此中小企业及提供电话服务（Telephony）的公司，很多都倾向改用SHDSL来取代E1/T1专线，以降低成本。
2.VDSL技术
VDSL（Very High Data Rate Digital Subscriber Line），即甚高速数字用户回路，可说是xDSL技术中速率最快者，它只利用一对双绞线。用户一侧的安装也比较简单，只要用分离器将VDSL信号和话音信号分开，或者在电话前加装滤波器就能够使用。非对称下行数据的速率为6.5～52Mbit/s，上行数据的速率为0.8～6.4Mbit/s，对称数据的速率为6.5～26Mbit/s，传输距离约为300～1500m。不过，值得注意的是，VDSL技术的传输速率依赖于传输线的长度，故上述数据是相对而言的。
VDSL与ADSL类似，利用双绞线提供上行与下行两个方向的宽频业务，采用频分复用方式，将电话和VDSL的上、下行信号放在不同频段内传输。低频段用于传输普通电话业务，中间频段传输上行通道的数码控制信息，高频段传输下行通道的影像或高速资料。在局端和用户端配置VDSL Modem，电话业务通过POTS分离器和耦合器加入通道，HDTV数码影像或多路MPEG压缩编码后的影像利用VDSL下行通道送至用户端。VDSL还可与光纤网络配合，作为ONU（光网络单元）到用户间的配线，通过FTTC为企业用户和家庭提供宽频上网服务。
（1）VDSL的特点
·速率高。VDSL的速度大大高于ADSL和Cable Modem，相当于T3的数据传输速率；
·传输距离短。传输速度与传输距离成反比，速度受线路长短影响，VDSL最远不超过2km，比ADSL离机房4km的距离短一半。
（2）VDSL的应用环境
·短距离高速非对称业务，例如300m以内、下行传输速率在26Mbit/s以上，主要用于视频传输；
·中距离对称或接近对称业务，例如1km左右对称10Mbit/s；
·较长距离非对称业务，因高频部分衰减较大，故上行速率较低。
VDSL技术目前尚处于发展初期，由于方案的不同，导致不同的支持者。不过，2000年5月成立的全业务VDSL业务组囊括了多家世界级别的通信巨头，它们负责制定国际标准，目前正在积极完善之中。可以断言，VDSL技术的前途肯定非常光明。
四、决定宽带接入技术发展的关键因素
应该说，目前对xDSL宽带上网的速度还是非常满意的，但问题依然存在，主要有以下几方面：
（1）宽带的收费标准相对比较高
鉴于现阶段我国经济发展的总体水平，宽带收费标准相对现有消费水平显得偏高，网络主要是工作和生活中的辅助工具和娱乐方式，并没有深入到消费者的日常生活当中。只有宽带收费标准降到普通用户都可以接受的时候，宽带接入才可能真正发展起来。
（2）宽带服务的内容还不够丰富
一些适合宽带的系统，如视频点播、远程教育、远程医疗等还没有被真正地使用。运营商过于注重提高宽带上网速度，而忽视了宽带内容服务的开发。宽带要以内容为核心，只有提供能够引起消费者消费欲望的内容和服务，宽带业务才可能得到迅速发展和普及。这就需要宽带运营商与内容提供商相结合，形成一个完整的整体对消费者提供服务。目前，市场对信息的需求使技术、业务、经营模式趋于相同，这决定了融合是大势所趋。今后，宽带技术发展的动力不再是技术的创新和网络的建设，而是广大居民对宽带内容消费的巨大需求，这样的转变有利于宽带发展走上良性循环的轨道。
（3）应用主要局限在计算机上网
目前，中国拥有近2000万台计算机，可以上网者占了很大比重。但是，计算机应用最多的仅仅是上网浏览新闻、聊天、收发电子邮件，并没有真正进入家庭的各个角落。要让宽带服务真正进入家庭，就必须把宽带应用到家庭其它电器上，这就是最近人们说的“互联网电器”，如电视机顶盒、PDA和可视电话等。只有到互联网电器真正进入家庭的时候，才可以说真正的宽带时代到来了。
五、结束语
宽带接入技术发展是通信发展的必然趋势，而xDSL对我国现有的通信发展的宽带接入提供了最经济最实用的解决方式，特别是SHDSL技术和VDSL技术的出现，无论从距离上和速度上都大大满足了用户现有以及未来一段时间的需求。但是，在强调技术发展的同时，一定要注重其它相关产业的发展。在宽带产业中，网络运营商、内容提供商、软件开发商以及系统集成商结合起来，形成一个完整的产业链，宽带才能真正发展起来。
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