數(shù)字用戶線路和電纜調制解調制網(wǎng)絡

2019-11-03 09:06:00

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供稿：網(wǎng)友

羅萬敏

　　DSL和電纜調制解調制線路是連接網(wǎng)絡服務供應商的兩個可用方案，適合我國中／小型企業(yè)和個人的數(shù)據(jù)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(xù)投入，當前我國出現(xiàn)的惡性競爭是否看到這一點。

　　DSL和電纜調制解調制網(wǎng)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(xiàn)有的電話線路，一個使用現(xiàn)有的閉路電視網(wǎng)，但可以達到相同的目的，取得國際互聯(lián)網(wǎng)和各種其它網(wǎng)絡的服務資源。

數(shù)字用戶線路

　　數(shù)字用戶線路（DSL）技術是一個調制和解調制的技術，使用現(xiàn)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(shù)字用戶線路（ADSL），對稱數(shù)字用戶線路（SDSL），高速數(shù)字用戶線路（HDSL），高速數(shù)字用戶線路2（HDSL2），ITU DSL標準線路（G．SHDSL），ISDN數(shù)字用戶線路（IDSL）和甚高速數(shù)字用戶線路（VDSL）。

　　xDSL的各種服務都是專用的點對點網(wǎng)絡訪問，在網(wǎng)絡服務供應商和客戶點間的當?shù)丨h(huán)路上，用雙絞線對銅錢進行數(shù)據(jù)的輸出和接入。xDSL也適合辦公大樓和校園環(huán)境。

和撥號上網(wǎng)比較，xDSL有兩大好處：

　　撥號上網(wǎng)的數(shù)據(jù)速度局限在53．3Kbps內xDSL可達6．122Mbps．

　　撥號上網(wǎng)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(wǎng)上。

非對稱數(shù)字用戶線路（ADSL）

　　非對稱數(shù)字用戶線路（ADSL）最適合中小型企業(yè)和家庭辦公的需要，也是公眾最常見的選擇。非對稱的數(shù)據(jù)速度適合用戶需要，上行帶寬僅被對互聯(lián)網(wǎng)的請求所耗用，數(shù)據(jù)是很小。下行帶寬才是用于響應用戶請求后的數(shù)據(jù)流傳送，需要較高的速度。非對稱數(shù)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(wǎng)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(lián)網(wǎng)，企業(yè)內部網(wǎng)，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(shù)據(jù)信道：

高速的下行數(shù)據(jù)信道--帶寬1．5至9Mbps。

低速的上行數(shù)據(jù)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(yè)務的線路分路器從數(shù)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(tǒng)由下列部件組成：

傳輸系統(tǒng)--為數(shù)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(wǎng)--以當?shù)剌d波網(wǎng)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(shù)字用戶線路接入多路復用器（DSLAM）--從多個DSL環(huán)路上將通信數(shù)據(jù)集中至主干網(wǎng)，以便與其它網(wǎng)絡連接。

DSL收發(fā)機遠程單元（xTU－R--連接DSL環(huán)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(huán)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(shù)據(jù)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(shù)；

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(xiàn)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(huán)路載波系統(tǒng)。

　　美國國家標準局（ANSI）T1E1．4工作組批準的ADSL標準中，數(shù)據(jù)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(shù)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(wǎng)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。　　其它的xDSL技術

　　除了ADSL外，還有幾種其它的xDSL技術，它們是：

　　單線數(shù)字用戶線路Single－lined digital Subscriber line或SDSL--它是一種高速數(shù)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(shù)據(jù)速度數(shù)字用戶線路High－data－rate digital subscriber line或HDSL--Bellcore開發(fā)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(tǒng)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(chǎn)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(jīng)標準化。

　　綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）數(shù)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(shù)據(jù)，速度為128Kbps。

　　甚高速數(shù)字用戶線路（Very－h(huán)igh－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(shù)據(jù)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(jié)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(xiàn)后，CATV唯恐丟失市場，意識到必須向用戶提供高級的數(shù)據(jù)服務才能生存，北美地區(qū)各主要的電纜電視公司聯(lián)合組建了多媒體電纜網(wǎng)絡系統(tǒng)伙伴有限公司Multimedia Cable Network System Partners Ltd或MCNS。MCNS的目標在于創(chuàng)建一個標準的產(chǎn)品和系統(tǒng)，沿CATV原有的基礎設施為社會提供數(shù)據(jù)和更多的服務。MCNS的主要成員是北美地區(qū)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(chuàng)建了電纜數(shù)據(jù)服務接口規(guī)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(xiàn)了雙向的數(shù)據(jù)服務。電纜訪問的結構

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

電纜網(wǎng)絡的細部結構說明如下：

　　家庭和商業(yè)最終用戶用同軸電纜連在光纖節(jié)點上。首先，用戶要在PC機內安裝Ethernet網(wǎng)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(jié)點的頭端，安裝電纜調制解調器終端系統(tǒng)?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(shù)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(jié)點藉光纖環(huán)路（例如同步光纖網(wǎng)SONET）連在分布集線器上，再由光纖環(huán)路連到當?shù)氐碾娎|頭端。

　　電纜頭端進一步將數(shù)據(jù)傳到某個相應的網(wǎng)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(shù)據(jù)；上行頻道可從家庭用戶或商業(yè)最終用戶向頭端傳送500Kbps至10Mbps上行數(shù)據(jù)。

　　上行和下行的帶寬，被連接在同一電纜網(wǎng)分段上的其它數(shù)據(jù)用戶共享。最新設置的網(wǎng)段上，一般總有500至2000家。取決于網(wǎng)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(wǎng)段上的數(shù)字用戶人數(shù)影響電纜調制解調制速度，但電視信號對數(shù)據(jù)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(wǎng)速度。

　　在國際互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽時，系統(tǒng)性能受到主干英特網(wǎng)擁塞的影響，地區(qū)網(wǎng)絡服務商對此毫無辦法，因為那是主干網(wǎng)的問題。

DOCSIS標準，信號協(xié)議和應用

　　數(shù)據(jù)電纜服務接口規(guī)范（Data Over Cable Service Interface Specification或DOCSIS是一組標準，用來保證用電纜電視網(wǎng)和電纜調制解調器傳送數(shù)據(jù)。DOCSIS接口規(guī)范也保證了在IP話務傳輸中，多家生產(chǎn)商的產(chǎn)品間的互操作性。

　　開放式系統(tǒng)連接Open System Interconnection或OSI是網(wǎng)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(wǎng)絡層OSI Layer3上的IP服務

□傳輸層OSI Layer4上的TCP／UDP服務

數(shù)據(jù)--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(guī)約數(shù)據(jù)單元（PDU）

物理層由下列組成：

□下行數(shù)據(jù)會聚層遵守MPEG－2標準

□上行下行數(shù)據(jù)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(wǎng)絡是連接網(wǎng)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(xiàn)有的雙絞線對電話線路獲得高帶寬數(shù)據(jù)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(tǒng)原本用來為家庭用戶傳送電視節(jié)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(tǒng)的電纜系統(tǒng)擁有400MHz的下行帶寬，能夠傳送相當于60個模擬電視信道。現(xiàn)代光纖／同軸電纜混合系統(tǒng)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(wǎng)絡并非到處都有，實施前一定要和當?shù)氐腄SL／電纜服務供應商詳細討論。以北美地區(qū)為例，未能敷設這些網(wǎng)絡的地區(qū)，只能采用比較昂貴的Frac－T1／T3或ISDN或速度較慢的撥號上網(wǎng)服務。

　　兩種技術各具自己的優(yōu)勢，很難說誰好誰次。與DSL相比，電纜上網(wǎng)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(wǎng)點可能成為數(shù)據(jù)存取的擁擠點。另一個缺點，最終用戶不能自由選擇互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡上，不存在帶寬共享。和電纜技術一樣，上網(wǎng)點會變成一個十分擁擠的地方。

摘自　電腦商情報

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