数字用户线路和电缆调制解调制网络

罗万敏

　　DSL和电缆调制解调制线路是连接网络服务供应商的两个可用方案，适合我国中／小型企业和个人的数据服务需要，避免采用昂贵的其它专用技术。不论上述哪种宽带都需要升级换代,都需要继续投入，当前我国出现的恶性竞争是否看到这一点。

　　DSL和电缆调制解调制网络是两种完全不同的技术，使用不同的基础设施，一个使用现有的电话线路，一个使用现有的闭路电视网，但可以达到相同的目的，取得国际互联网和各种其它网络的服务资源。

数字用户线路

　　数字用户线路（DSL）技术是一个调制和解调制的技术，使用现有的双绞线对电话线路，传输各种高带宽应用，例如多媒体和动画。xDSL复盖了大量DSL技术，例如非对称数字用户线路（ADSL），对称数字用户线路（SDSL），高速数字用户线路（HDSL），高速数字用户线路2（HDSL2），ITU DSL标准线路（G．SHDSL），ISDN数字用户线路（IDSL）和甚高速数字用户线路（VDSL）。

　　xDSL的各种服务都是专用的点对点网络访问，在网络服务供应商和客户点间的当地环路上，用双绞线对铜钱进行数据的输出和接入。xDSL也适合办公大楼和校园环境。

和拨号上网比较，xDSL有两大好处：

　　拨号上网的数据速度局限在53．3Kbps内xDSL可达6．122Mbps．

　　拨号上网占用电话线路，当用户需要时才登录。xDSL是一个专用的载波连接，与电话语音信道不冲突，这就意味着任何时后都可以把计算机连在网上。

非对称数字用户线路（ADSL）

　　非对称数字用户线路（ADSL）最适合中小型企业和家庭办公的需要，也是公众最常见的选择。非对称的数据速度适合用户需要，上行带宽仅被对互联网的请求所耗用，数据是很小。下行带宽才是用于响应用户请求后的数据流传送，需要较高的速度。非对称数字用户线路正好满足了这个需求。

　　ADSL技术的下行带宽，即从网络服务供应商（NSP）到用户点的带宽高于从用户点到NSP的上行带宽。其不对称性和不中断的连接使ADSL广为国际互联网，企业内部网，影视点播和远程LAN访问选用。

　　将ADSL调制解调器安装在双绞线中的电话路两端，就可构成了ADSL线路。

ADSL线路有三个数据信道：

高速的下行数据信道--带宽1．5至9Mbps。

低速的上行数据信道--带宽16至640Kbps。

电话语音服务信道--用滤波器或普通电话业务的线路分路器从数字调制解调制器中分割出来。

ADSL线路的上行带宽和下行带宽还取决于用户点到DSL供应商或中继站间的距离。越远，带宽下降越多。

　　ADSL系统由下列部件组成：

传输系统--为数字用户线路接入多路复用器，提供载波主干传输接口。这个接口可以按各种特定的要求设置，例如T1／E1，T3／E3，OC－1／3，和STS－1／3。

局域接入网--以当地载波网为基础，用帧中继或ATM交换机为多个服务供应商和多个用户提供连接。

数字用户线路接入多路复用器（DSLAM）--从多个DSL环路上将通信数据集中至主干网，以便与其它网络连接。

DSL收发机远程单元（xTU－R--连接DSL环路的用户点设备。

普通电话服务线路分路器--电话公司和用户点上可以增选的设备，使铜线环路同时为DSL和单线电话服务。

　　普通电话服务线路分路器有两种配置：

安装在用户一侧的单分路器方案。

安装在电话公司为大量终端使用的多分路器方案。

　　普通电话线路上的分路器有两种选择：有源分路器消耗额外的电流，要求备用电源。无源分路器不要求电源，故障后恢复时间长。但是，无源分路器可以支持灾难救生，例如911时DSLAM或xTU－R均断电。

　　ADSL数据传输速度

下行带宽取决于很多因素：

铜线长度，即距离；

铜线的直径；

桥接抽头数；

交叉藕合的干扰。

　　桥接抽头就是任何拼接在主线路上的缆线对。过去，合用线路时是一种正常的安排，每条线上总有两三个抽头。至今，很多未用的桥接抽头仍就存在，引起不必要的反射，在现在通信技术中使高频信号失真。

　　线路衰减随线路长度和频率的增加而增加，随铜线直径加大而减小。不计桥接抽头的影响，ADSL的性能如下：

　　超过上述距离的用户可以采用光纤环路载波系统。

　　美国国家标准局（ANSI）T1E1．4工作组批准的ADSL标准中，数据传输速度可达6．1Mbps?DMT／ANSI标准T 1．413。欧洲技术标准局（ETSI）为T1．431增加了一个欧洲的需要，接入线路上增加了单终端接口。

　　际异步传输论坛（ATM Forum?和国际数字化音视委员会Digital Audio－Visual Council或DAVIC都把未屏蔽的双绞线对（UTP）广泛地用于局域网和电话连接。UTP不能提供高带宽，也不具有同轴电缆和光缆的抗干扰能力。但是UTP便宜，容易使用。

　　其它的xDSL技术

　　除了ADSL外，还有几种其它的xDSL技术，它们是：

　　单线数字用户线路Single－lined digital Subscriber line或SDSL--它是一种高速数字用户线路（HDSL）的速度自适应版本。和HDSL一样，是对称的速度，即在SDSL支持下，下行带宽和上行带宽相同，但只用一条线支持通信，且不支持模拟呼叫。最大带宽1．544Mbps。

　　高数据速度数字用户线路High－data－rate digital subscriber line或HDSL--Bellcore开发了这种高位元速度DSL（HDSL）／T1／E1技术。ANS1在美国进行了标准化，ETSI在欧洲进行了标准化。HDSL比使用传统的服务更省钱。

　　HDSL2--本标准在T1速度上提供对称服务。不像HDSL使用两个线对，本标准只用一个线对。HDSL2已有标准，不同厂家的产品具有互操作性。

　　G SHDSL（ITU HDSL标准）--它是HDSL－2的多速度版本，提供双向对称服务，已经标准化。

　　综合业务数字网（ISDN）数字用户线路（IDSL）--它是ISDN和xDSL的交叉技术，使用单线对，传输双全工数据，速度为128Kbps。

　　甚高速数字用户线路（Very－high－data－rate digital subscriber line或VDSL--小距离内用双绞线对铜电话线传输高速数据流。取决于绞线长度，1000英尺300m内最大下行速度可达51和55Mbps。4000英尺1500m内，下行速度低至13Mbps。

电缆访问技术

　　电缆电视Cable television或CATV即我们惯称的闭路电视，是一种单向的媒体广播。CATV服务商沿各电视频道，用最低的成本把节目提供给用户。五十年来，除了频道不断地增加外，技术上几乎没有变动。

　　九十年代DSL出现后，CATV唯恐丢失市场，意识到必须向用户提供高级的数据服务才能生存，北美地区各主要的电缆电视公司联合组建了多媒体电缆网络系统伙伴有限公司Multimedia Cable Network System Partners Ltd或MCNS。MCNS的目标在于创建一个标准的产品和系统，沿CATV原有的基础设施为社会提供数据和更多的服务。MCNS的主要成员是北美地区最大的通信公司和电视公司，例如Comcast Cable Communications，时代华纳公司等，具有很强的实力。

　　首先，MCNS创建了电缆数据服务接口规范DOCSIS 1．0，后来变成北美标准，在电缆电视的基础设施上，为用户实现了双向的数据服务。

电缆访问的结构

　　为了在电缆网络上传送数据，把一个50至750MHz的电视频道用作下行数据传输，把数据传给用户。另一个5至42MHz的频道用作上行数据传输，把用户的需求传送给电缆公司。

电缆网络的细部结构说明如下：

　　家庭和商业最终用户用同轴电缆连在光纤节点上。首先，用户要在PC机内安装Ethernet网接口卡，然后再连接电缆调制解调器。电缆调制解调器的入口端就是同轴电缆，由电缆公司提供。

　　在各光纤节点的头端，安装电缆调制解调器终端系统?Cable Modem Termination System。用户需要时，和电缆调制解调器通信，在用户和服务商之间构成LAN连接。

　　大多数电缆调制解调器都是外置硬件，通过标准的10Base－T Ethernet卡或通用串行总线（USB）连接。

　　光纤节点藉光纤环路（例如同步光纤网SONET）连在分布集线器上，再由光纤环路连到当地的电缆头端。

　　电缆头端进一步将数据传到某个相应的网上，即VoIP应用传给PSTN，其它的IP通信传给公用的Internet。

　　单个6MHz下行电视频道，从电缆头端可以传送27Mbps下行数据；上行频道可从家庭用户或商业最终用户向头端传送500Kbps至10Mbps上行数据。

　　上行和下行的带宽，被连接在同一电缆网分段上的其它数据用户共享。最新设置的网段上，一般总有500至2000家。取决于网络的结构和话务负荷，每个电缆调制解调器用户得到的实际带宽是500到1．5Mbps或更高。

　　虽然同一网段上的数字用户人数影响电缆调制解调制速度，但电视信号对数据服务没有影响。因为在同一电缆上，它们使用不同的频率。这就意味着你的家人看电视时，不影响你的上网速度。

　　在国际互联网上浏览时，系统性能受到主干英特网拥塞的影响，地区网络服务商对此毫无办法，因为那是主干网的问题。

DOCSIS标准，信号协议和应用

　　数据电缆服务接口规范（Data Over Cable Service Interface Specification或DOCSIS是一组标准，用来保证用电缆电视网和电缆调制解调器传送数据。DOCSIS接口规范也保证了在IP话务传输中，多家生产商的产品间的互操作性。

　　开放式系统连接Open System Interconnection或OSI是网络两端用户通信的标准基准模型，用作计算机通信必须遵守的标准。下面说明OSI基准模型和DOCSIS标准的关系。

TCP／IP支持：

□网络层OSI Layer3上的IP服务

□传输层OSI Layer4上的TCP／UDP服务

数据--链路层：

□逻辑链路控制（LLC）子层遵守Ethernet标准

□保密，认可，验证有链路安全子层

□媒体访问控制（MAC）子层支持变长度规约数据单元（PDU）

物理层由下列组成：

□下行数据会聚层遵守MPEG－2标准

□上行下行数据传输使用物理媒体相关（PMD）子层

总结

　　避免使用价格昂贵的专用线路，DSL和电缆调制解调制网络是连接网络服务供应商的两种可用方式。

　　DSL是一个调制解调制技术，使用现有的双绞线对电话线路获得高带宽数据服务。

　　xDSL有很多不同的结构，每种设计适用于不同的市场需求，如表所列。

　　电缆系统原本用来为家庭用户传送电视节目。下行图像编程信号沿50MHz开始。5MHz到42MHz多为上行通信预留。每个标准电视频道占用6MHz无线电频谱。传统的电缆系统拥有400MHz的下行带宽，能够传送相当于60个模拟电视信道。现代光纤／同轴电缆混合系统拥有700MHz下行带宽，接近110个信道。

　　MCNS制定的DOCSIS 1．0标准，已变成北美标准，值得我们参考。

DSL和电缆调制解调制网络并非到处都有，实施前一定要和当地的DSL／电缆服务供应商详细讨论。以北美地区为例，未能敷设这些网络的地区，只能采用比较昂贵的Frac－T1／T3或ISDN或速度较慢的拨号上网服务。

　　两种技术各具自己的优势，很难说谁好谁次。与DSL相比，电缆上网的主要缺点是电缆头端的带宽共享，最终用户和邻居们使用相同的一条电缆，上网点可能成为数据存取的拥挤点。另一个缺点，最终用户不能自由选择互联网服务供应商（ISP）。

　　DSL为最终用户提供了一条到ISP的专用线路，在同一个访问网络上，不存在带宽共享。和电缆技术一样，上网点会变成一个十分拥挤的地方。

摘自　电脑商情报