对ADSL技术的性能分析和前景展望

空军工程大学电讯工程学院九系33队 王钊

　　摘要：本文以高速发展Internet和越来越多的用户为基点。对于那些仍在使用普通的MODEM，通过电话线上网的用户来说，以难以满足Internet飞速发展的需要。从而提出了宽带ADSL技术。通过对ADSL的性能分析和与其它几种宽带技术的比较，从而预测和判断ADSL的前景。

　　关键词：非对称式传输、 PSTN、 Cable Modem、频分复用

ADSL 简 介

　　非对称式数字用户线路 (ADSL: Asymmetric Digital Subscriber's Line) 是一种利用现有的市话铜线进行信号传输，以极高的带宽传输数字信息的技术。之所以称为非对称，是因为该技术将大部分带宽用来使用户从网上下载信息，而只是用一小部分来接受用户上传的信息，使得其最高速率：下行信号（从端局到用户）为8.192Mbit/s,上行信号（从用户到端局）为1Mbit/s.

ADSL技术性能分析

　　总体上说，ADSL的最大数据速率取决于传输距离，线路规格和受干扰情况。

　　而现存的用户环路主要有UTP（非屏蔽双绞线）组成，UTP对信号的衰减主要与传输距离和信号的频率有关，如果信号传输超过一定距离，信号的传输质量将难以保证。此外，线路上的桥接抽头也将增加对信号的衰减。因此，线路衰减是影响ADSL性能的主要因素。ADSL通过不对称传输，以双向进行传输的话，就必须将频率范围分割为上行带宽以及下行带宽。这部分技术称之为——频分复用技术，要不就得实施回波消除技术（EC）来减小串音的影响，从而实现信号的高速传送。衰减和串音是决定ADSL性能的两项标准。传输率越高，它们对信号的影响也越大。因此ADSL的有效传输距离随着传输速率的提高而缩短。ADSL接入网线路长度若为5.5km ，则可覆盖80%以上的现有电话用户，用户小区以外的分散用户可通过基于光纤的基线器节点接入到网络中。串音噪声通常是稳定的，因此比较容易对其进行研究并加以克服；而冲击噪声在频率、周期、相位等方面都是随即的，对其难以克服和研究。

ADSL调制技术

　　发送端输入位，经过调治以后，转换成为波形送入信道中；接受端，接受了从信道传来得波形，竟解调后将波形还原成为先前位。其间经过加扰、FEC编码、交错、调制、定型、补偿、解调、解交错、FEC译码以及解扰。

　　目前，被广泛采用的ADSL调制技术有3种：QAM,CAP,DMT.其中DMT调制技术被ANSI标准化小组T1E1.4制订的国家标准所采用。

1.四象限波幅调制技术(QAM)

　　QAM调制技术与其它调制技术相比，QAM编码具有能充分利用带宽，抗噪声能力强等优点。QAM用于ADSL的主要问题是如何适应不同电话线路之间性能较大的差异性。要取得较为理想的工作特性，QAM接受器则需要一个和发送端俱有相同的频谱和相位特性的输入信号用于解码，QAM接受器利用自适应均衡器来补偿传输过程中信号产生失真。因此，采用QAM的ADSL系统的复杂性主要来自于它的自适应均衡器。

2.CAP调制技术。

　　CAP调制技术是以QAM调制技术为基础发展而来的，可以说它是QAM技术的一个变种。CAP技术用于ADSL的主要技术难点是要克服近端串音对信号的干扰。一般可通过使用近端串音抵消器或近端串音均衡器来解决这一问题。

3.DMT调制技术。

　　DMT调制技术在美国被推荐为ADSL国家标准(T 1.413),今后几年中，将会有越来越多的ADSL调制解调器采用DMT技术。

DMT有下列优点：

3.3.1 更好的带宽利用率：通过自适配功能，可以调整各个子频道的速率，可以达到比单频调制高得多的频道速率。

3.3.2 可以动态分配带宽：由于所有的传输带宽被分成许许多多的子频道，因此可根据服务的带宽需要，灵活的决定子频道的数目，按实际需要来分配带宽。

3.3.3 抗窄频噪声：只要关闭被窄频噪声所覆盖的子频道，就克服窄频噪声的干扰。

3.3.4 抗脉冲噪声：在频率上越窄的信号，在时域上便越宽，由于各子频道的带宽都非常窄，所以各子频道的信号在时域上为持续时间较长的符号，相对之下，一个短短的脉冲信号对它的影响自然非常小了。

　　目前，ADSL已经实现单片化，芯片价格也大大降低，加上ADSL接入网投资小，容易实现。届时ADSL定将成为主要的宽带接入网技术。

ADSL的前景展望

4.1 通过对以上的了解，可知目前使用的一般模拟调制解调器传输速率均无法与ADSL相抗衡。但其它一些宽带有限接入网与ADSL相互比较，谁又有更大的发展前景呢？

4.1.1 CABLE MODEM（线缆调制解调器）

　　通过Cable Modem，利用有限电视网访问Internet也是一种高速接入方式。使用它无须拨号上网，也不占用电话线，便可永久连接。但是在我国电视网已经发展了好几年，现有的大部分CATV网由于都是单向传输数据（同轴电缆是按单行道模式设计的）只允许信号从有限电视台传送到用户家中，反之则不允许。又有于Cable Modem模式采用的是相对落后的总线型网络结构。这就意味着网络用户分享有限的带宽，而不是像 星型结构那样独享带宽，因此会造成数据传输不够稳定。

4.1.2 以太网技术是20世纪70年代出现的一种局域网技术。

　　传统的以太网技术是应用在一个公司内部的私有网络互联技术，目的是为了解决办公设备的资源共享。为此，其协议需要简单高效。而在用户信息的隔离，用户传输质量的保证，业务管理和网络可靠性方面考虑不全面。所以将这种使用于私有网络环境的以太网技术不加改造的照搬到公用电信网络环境中，必然会出现很多问题。（其它一些有限接入网络就不一一举例）

4.2因此，无论是从用户的角度去看，还是从电信公司的角度去看。ADSL技术其发展前景是如此可观。总的来说，ADSL技术与其它的相比有下列几个显著的优点：

4.2.1无须高额的早期花费：一些技术在发展的一开始就需要大量的投资，而ADSL技术则只需要增加投资，也就是说模拟本地环绕能够以家庭为基础转换为ADSL。

4.2.2非对称式传输：ADSL这一特点，极大满足了现代用户希望大量的下载信息，而上传较小的特有形式。使得用户实现了一些具体的要求。如视频点播、大信息量的下载等。

4.2.3重要的基础有线结构：ADSL技术仍然是以市话铜线为基础。使给用户提供的服务并不需要全新的基础结构。这样以来不但用户可以减少处装费的资金，而且电信公司更是大大减小了成本。

总 结

　　本文以家庭用户为基础，为了满足多用户的需求。使得通过传统的调制解调器接入网络的方法，已远远不能满足用户的要求。从而提出了有限接入方式中的ADSL技术，通过对ADSL性能的分析，和对其他一些有限接入方式的对比，有力的证明了ADSL的前景极为可观。

摘自　通信市场