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第二代ADSL技术的发展与应用
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1 引言
从2006年初开始，中国电信宣布开始全面采购和部署ADSL2/2+宽带接入设备，此举是为了进一步提高用户接入带宽以及解决远距离用户难以开通宽带业务的问题，为即将到来的IPTV、网络游戏等高带宽业务提供良好的基础平台。至此，新一代ADSL技术终于揭开神秘面纱，开始为普通大众所知晓。
2 第二代ADSL技术的提出
在ADSL2/2+技术之前，运营商大量部署并为人们所熟知的是遵循ITU-T G.992.1标准的ADSL技术，它也被称为第一代ADSL技术，正在为全球超过1亿用户所使用。但第一代ADSL技术随着运营商网络部署的扩大以及用户业务量的逐渐增加，在业务开展、网络维护等方面逐渐暴露出一些难以克服的弱点，例如：较低的下行传输速率难以满足流媒体等高带宽业务的需求；线路诊断能力较弱，在线路开通前难以快速确定线路质量；单一的ATM传送模式难以适应网络IP化的发展趋势。这些不良现状，促使技术界对第一代ADSL技术的传输性能、抗线路损伤和射频干扰能力、线路诊断、运行维护等多方面进行了改进，先后推出了新一代ADSL技术：遵循ITU-T G.992.3/G.992.4标准的ADSL2和遵循ITU-T G.992.5标准的ADSL2+，即第二代ADSL技术。ADSL2/2+技术相对于ADSL技术来说，提高了传输速率，扩大了传输距离，增强了线路诊断功能，增加了功率管理功能。ADSL2/2+技术的新特点为运营商缓解宽带业务发展压力，寻求新业务的发展点提供了帮助。
3 ADSL2/2+技术特点
第二代ADSL技术与第一代ADSL技术相比，除提高了传输速率和传输距离外，主要在线路相关功能方面有大幅增强。
（1）更高的传输速率
第一代ADSL（ADSL1）工作在25kHz到1.1MHz的频段，可以提供下行6～8Mbit/s的传输速率，最远传送距离可以达到4km。
ADSL2使用与ADSL1相同的工作频段。通过提高调制效率、减小帧开销、提高编码增益、采用更高级的信号处理算法等措施，ADSL2系统的传输性能，特别是在长距离、有桥接头、受射频干扰（RFI）等情况下的传输性能有了进一步改善。G.992.1标准规定ADSL1下行速率至少为6Mbit/s，上行速率至少为640kbit/s；而G.992.3标准要求ADSL2至少支持下行8Mbit/s、上行800kbit/s的传输速率。
ADSL2＋在ADSL2的基础上进行扩展，将工作频段从1.1MHz扩展至2.2MHz，相应地，最大子载波数目也由256增加至512个，传输性能比ADSL1/ADSL2有明显提高：下行最大传输速率可达25Mbit/s，上行最大传输速率可达1Mbit/s。
（2）更长的传输距离
虽然G.992.1标准要求ADSL1在4km时下行速率应达到576kbit/s以上，但在实际线路开通时，由于线缆质量、串扰噪声等原因，用户线路长度超过3km后，线路实际开通速率很难达到512kbit/s以上，因此运营商利用ADSL1技术开通的用户基本上都在3km以内，线路长度超过3km的用户业务很难开通，即使开通，线路速率也很难达到运营商512kbit/s的承诺带宽。
根据G.992.5标准要求，通过优化发送功率谱模板，ADSL2+在4km时下行速率仍能达到1.2Mbit/s以上，远远高于ADSL1的速率能力。从部分ADSL2+设备的实际线路开通情况看，在超过3km的实际线路上，下行开通速率至少在800kbit/s以上，可以满足运营商512kbit/s的承诺带宽要求。这在很大程度上可以解决远距离用户的业务开通问题。
（3）增强的线路诊断功能
ADSL2系统可在初始化过程中及结束后，通过诊断模式下的单端测试（SELT，用户端线路开路，由局端设备独自完成测试工作）和双端测试（DELT，由局端设备和用户端设备在诊断模式下共同完成测试工作），提供对信道频响函数、线路长度、线路噪声、线路衰减、信噪比等重要参数的测量功能，还可在业务运行过程中提供对上述重要参数的实时监测能力。这为运营商提供了强大的线路诊断手段和能力。
（4）新增的功率管理功能
第一代ADSL不论是否有数据传输设备发送功率始终相同，总是处在满功率传输状态，而ADSL2/2＋根据传输速率大小的不同，分别有3种不同的功率模式：满功率模式、低功耗模式和休眠模式。正常工作时，设备处于满功率模式；在用户没有进行数据传输的间隔，设备会快速进入低功耗状态，当用户再次进行数据传输时，设备会快速返回至满功率模式；当用户在一段限定时间内一直没有数据传输，设备会进一步降低发射功率并进入睡眠模式，此时，物理层链路仍然连接，但是没有有效数据传送，当再次有数据传输要求时，设备通过快速训练进入满功率模式。新增的功率状态管理功能可以大大降低功耗，降低设备散热要求，可以更好地适应“永远在线”的应用方式。
（5）其它新特点
和ADSL1相比，ADSL2/2+还具有以下新的技术特点：
●除了支持传统的STM（同步传送模式）和ATM（异步传送模式），增加了PTM（分组传送模式）以实现IP业务的高效传输；
●定义了更灵活的帧结构以支持四种延迟通道、四个承载信道，支持对误码和时延的配置，提高了QoS支持能力；
●增强了在线重配置能力，如比特交换和无缝的速率调整；
●增加了全数字模式，即在没有POTS业务时用话带传送数据，从而提高上行带宽。
4 第二代ADSL技术的应用
近年来，与我国宽带接入用户数量的高增长形成对比的是宽带业务应用严重缺乏，宽带应用的后续发展空间不足，电信运营商普遍感受到了急切的发展压力，努力寻求新业务的发展点和新的延伸。在这样的背景情况下，电信运营商把目光投向了IPTV，希望通过提供包含视频业务在内的业务捆绑，在增加用户收入的同时培养用户的忠诚度，降低离网率。然而，随着IPTV视频组播、点播业务的全面展开，对接入网的承载能力提出了更高的带宽需求，IPTV所需带宽至少在2Mbit/s以上，高清IPTV带宽至少需要6～8Mbit/s以上。对于一般接入带宽为512kbit/s或1Mbit/s的家庭用户而言，不能满足IPTV业务所要求的带宽，在这种情况下，带宽升级成了电信运营商的当务之急，ADSL2/2+带宽能力的显著提升满足了电信运营商对开展新的宽带业务应用的带宽需求，将ADSL设备升级为ADSL2/2+是大势所趋。
运营商选择ADSL2/2+而不是FTTH来应对接入带宽压力的另一个重要原因是成本。采用ADSL2/2+升级带宽无需新建线缆管道，只需要更换设备板卡，并且可以和现有的ADSL网络兼容。而如果选择建设FTTH，虽然业界均同意FTTH是接入网的发展方向，其10km传输距离下平均30Mbit/s的接入带宽能力远高于ADSL2/2+，但需要运营商重新建设整个接入网络，把原来的铜线网络全部更换为光纤网络，网络建设的动作较大，费用高昂。在目前竞争十分激烈而高带宽业务应用前景还不十分明朗的情况下，电信运营商还没有足够的决心付出如此大的代价来升级网络，对现有网络的升级成为首选。因此也可以说，ADSL2/2+的应用给正处于起步阶段的FTTH网络建设带来了新的强大阻力。
5 ADSL设备形态的发展变化
ADSL2/2+设备的应用部署在缓解运营商宽带业务压力的同时，也给运营商带来了一个问题：如何与第一代ADSL设备融合以实现平滑升级。目前，新型ADSL局端设备具有后向兼容性，可以同时支持ADSL1、ADSL2和ADSL2+三种线路模式，如果用户端设备只支持一种线路模式，则局端设备可在线路训练过程中通过握手协商自适应到用户端设备的工作模式上；如果用户端设备也可以同时支持ADSL1、ADSL2和ADSL2+三种线路模式，则局端设备和用户设备可根据线路长度、信噪比等参数自动进行协商握手选择最合适的线路模式。
此外，ADSL2/2+局端设备一般都可以使用第一代ADSL局端设备的平台，包括机框、背板和业务汇聚处理板卡等，运营商只需要更换线路板卡和分离器板卡就可以实现向ADSL2/2+设备的升级，无需更换用户端设备，就能同时向老ADSL1用户和新ADSL2/2+用户提供服务。如果老ADSL用户申请开通更高速率的业务，则可通过更换用户端设备为ADSL2/2+用户端设备来实现。这不仅能大力推动ADSL2/ADSL2+的快速良性发展和广泛应用，而且也能提升运营商的服务质量和经营灵活性。
前面提到过，ADSL2/2+技术的应用与IPTV业务的发展密切相关，IPTV业务的多播特性给新一代的ADSL局端设备带来了新的要求，即大量用户同时加入某一频道对DSLAM设备支持的多播能力提出了很高的要求，要求其能够支持强大的多播复制能力，包括单板复制能力和背板复制能力。面对这一新的要求，多播复制能力成为运营商评估ADSL局端设备业务转发能力的重要指标，也成为设备厂商在设计产品架构时新的关注点。
此外，随着DSL用户数的高速增长和用户端设备功能的愈加复杂，支持用户端设备远程管理功能也成为DSL局端设备的发展方向，要求局端设备及其维护管理平台可提供直观、快捷、高效的手段来发现、分析和定位网络故障，并对用户端设备进行远程维护。2004年DSL Forum发布的TR-069规范，定义了如何通过网络对DSL用户端设备进行远程维护管理的总体架构，国内也制定并发布了相应的通信行业标准来规范具体的管理协议和管理信息。
6 结束语
业界普遍认为，ADSL2/2＋技术是未来DSL市场的主流技术。该技术的应用和宽带业务应用的发展息息相关，它的大规模应用从一个侧面反映了电信运营商在发展宽带业务应用上的压力以及积极应对压力的决心。
作者：陈龙 来源：泰尔网
从2006年初开始，中国电信宣布开始全面采购和部署ADSL2/2+宽带接入设备，此举是为了进一步提高用户接入带宽以及解决远距离用户难以开通宽带业务的问题，为即将到来的IPTV、网络游戏等高带宽业务提供良好的基础平台。至此，新一代ADSL技术终于揭开神秘面纱，开始为普通大众所知晓。
2 第二代ADSL技术的提出
在ADSL2/2+技术之前，运营商大量部署并为人们所熟知的是遵循ITU-T G.992.1标准的ADSL技术，它也被称为第一代ADSL技术，正在为全球超过1亿用户所使用。但第一代ADSL技术随着运营商网络部署的扩大以及用户业务量的逐渐增加，在业务开展、网络维护等方面逐渐暴露出一些难以克服的弱点，例如：较低的下行传输速率难以满足流媒体等高带宽业务的需求；线路诊断能力较弱，在线路开通前难以快速确定线路质量；单一的ATM传送模式难以适应网络IP化的发展趋势。这些不良现状，促使技术界对第一代ADSL技术的传输性能、抗线路损伤和射频干扰能力、线路诊断、运行维护等多方面进行了改进，先后推出了新一代ADSL技术：遵循ITU-T G.992.3/G.992.4标准的ADSL2和遵循ITU-T G.992.5标准的ADSL2+，即第二代ADSL技术。ADSL2/2+技术相对于ADSL技术来说，提高了传输速率，扩大了传输距离，增强了线路诊断功能，增加了功率管理功能。ADSL2/2+技术的新特点为运营商缓解宽带业务发展压力，寻求新业务的发展点提供了帮助。
3 ADSL2/2+技术特点
第二代ADSL技术与第一代ADSL技术相比，除提高了传输速率和传输距离外，主要在线路相关功能方面有大幅增强。
（1）更高的传输速率
第一代ADSL（ADSL1）工作在25kHz到1.1MHz的频段，可以提供下行6～8Mbit/s的传输速率，最远传送距离可以达到4km。
ADSL2使用与ADSL1相同的工作频段。通过提高调制效率、减小帧开销、提高编码增益、采用更高级的信号处理算法等措施，ADSL2系统的传输性能，特别是在长距离、有桥接头、受射频干扰（RFI）等情况下的传输性能有了进一步改善。G.992.1标准规定ADSL1下行速率至少为6Mbit/s，上行速率至少为640kbit/s；而G.992.3标准要求ADSL2至少支持下行8Mbit/s、上行800kbit/s的传输速率。
ADSL2＋在ADSL2的基础上进行扩展，将工作频段从1.1MHz扩展至2.2MHz，相应地，最大子载波数目也由256增加至512个，传输性能比ADSL1/ADSL2有明显提高：下行最大传输速率可达25Mbit/s，上行最大传输速率可达1Mbit/s。
（2）更长的传输距离
虽然G.992.1标准要求ADSL1在4km时下行速率应达到576kbit/s以上，但在实际线路开通时，由于线缆质量、串扰噪声等原因，用户线路长度超过3km后，线路实际开通速率很难达到512kbit/s以上，因此运营商利用ADSL1技术开通的用户基本上都在3km以内，线路长度超过3km的用户业务很难开通，即使开通，线路速率也很难达到运营商512kbit/s的承诺带宽。
根据G.992.5标准要求，通过优化发送功率谱模板，ADSL2+在4km时下行速率仍能达到1.2Mbit/s以上，远远高于ADSL1的速率能力。从部分ADSL2+设备的实际线路开通情况看，在超过3km的实际线路上，下行开通速率至少在800kbit/s以上，可以满足运营商512kbit/s的承诺带宽要求。这在很大程度上可以解决远距离用户的业务开通问题。
（3）增强的线路诊断功能
ADSL2系统可在初始化过程中及结束后，通过诊断模式下的单端测试（SELT，用户端线路开路，由局端设备独自完成测试工作）和双端测试（DELT，由局端设备和用户端设备在诊断模式下共同完成测试工作），提供对信道频响函数、线路长度、线路噪声、线路衰减、信噪比等重要参数的测量功能，还可在业务运行过程中提供对上述重要参数的实时监测能力。这为运营商提供了强大的线路诊断手段和能力。
（4）新增的功率管理功能
第一代ADSL不论是否有数据传输设备发送功率始终相同，总是处在满功率传输状态，而ADSL2/2＋根据传输速率大小的不同，分别有3种不同的功率模式：满功率模式、低功耗模式和休眠模式。正常工作时，设备处于满功率模式；在用户没有进行数据传输的间隔，设备会快速进入低功耗状态，当用户再次进行数据传输时，设备会快速返回至满功率模式；当用户在一段限定时间内一直没有数据传输，设备会进一步降低发射功率并进入睡眠模式，此时，物理层链路仍然连接，但是没有有效数据传送，当再次有数据传输要求时，设备通过快速训练进入满功率模式。新增的功率状态管理功能可以大大降低功耗，降低设备散热要求，可以更好地适应“永远在线”的应用方式。
（5）其它新特点
和ADSL1相比，ADSL2/2+还具有以下新的技术特点：
●除了支持传统的STM（同步传送模式）和ATM（异步传送模式），增加了PTM（分组传送模式）以实现IP业务的高效传输；
●定义了更灵活的帧结构以支持四种延迟通道、四个承载信道，支持对误码和时延的配置，提高了QoS支持能力；
●增强了在线重配置能力，如比特交换和无缝的速率调整；
●增加了全数字模式，即在没有POTS业务时用话带传送数据，从而提高上行带宽。
4 第二代ADSL技术的应用
近年来，与我国宽带接入用户数量的高增长形成对比的是宽带业务应用严重缺乏，宽带应用的后续发展空间不足，电信运营商普遍感受到了急切的发展压力，努力寻求新业务的发展点和新的延伸。在这样的背景情况下，电信运营商把目光投向了IPTV，希望通过提供包含视频业务在内的业务捆绑，在增加用户收入的同时培养用户的忠诚度，降低离网率。然而，随着IPTV视频组播、点播业务的全面展开，对接入网的承载能力提出了更高的带宽需求，IPTV所需带宽至少在2Mbit/s以上，高清IPTV带宽至少需要6～8Mbit/s以上。对于一般接入带宽为512kbit/s或1Mbit/s的家庭用户而言，不能满足IPTV业务所要求的带宽，在这种情况下，带宽升级成了电信运营商的当务之急，ADSL2/2+带宽能力的显著提升满足了电信运营商对开展新的宽带业务应用的带宽需求，将ADSL设备升级为ADSL2/2+是大势所趋。
运营商选择ADSL2/2+而不是FTTH来应对接入带宽压力的另一个重要原因是成本。采用ADSL2/2+升级带宽无需新建线缆管道，只需要更换设备板卡，并且可以和现有的ADSL网络兼容。而如果选择建设FTTH，虽然业界均同意FTTH是接入网的发展方向，其10km传输距离下平均30Mbit/s的接入带宽能力远高于ADSL2/2+，但需要运营商重新建设整个接入网络，把原来的铜线网络全部更换为光纤网络，网络建设的动作较大，费用高昂。在目前竞争十分激烈而高带宽业务应用前景还不十分明朗的情况下，电信运营商还没有足够的决心付出如此大的代价来升级网络，对现有网络的升级成为首选。因此也可以说，ADSL2/2+的应用给正处于起步阶段的FTTH网络建设带来了新的强大阻力。
5 ADSL设备形态的发展变化
ADSL2/2+设备的应用部署在缓解运营商宽带业务压力的同时，也给运营商带来了一个问题：如何与第一代ADSL设备融合以实现平滑升级。目前，新型ADSL局端设备具有后向兼容性，可以同时支持ADSL1、ADSL2和ADSL2+三种线路模式，如果用户端设备只支持一种线路模式，则局端设备可在线路训练过程中通过握手协商自适应到用户端设备的工作模式上；如果用户端设备也可以同时支持ADSL1、ADSL2和ADSL2+三种线路模式，则局端设备和用户设备可根据线路长度、信噪比等参数自动进行协商握手选择最合适的线路模式。
此外，ADSL2/2+局端设备一般都可以使用第一代ADSL局端设备的平台，包括机框、背板和业务汇聚处理板卡等，运营商只需要更换线路板卡和分离器板卡就可以实现向ADSL2/2+设备的升级，无需更换用户端设备，就能同时向老ADSL1用户和新ADSL2/2+用户提供服务。如果老ADSL用户申请开通更高速率的业务，则可通过更换用户端设备为ADSL2/2+用户端设备来实现。这不仅能大力推动ADSL2/ADSL2+的快速良性发展和广泛应用，而且也能提升运营商的服务质量和经营灵活性。
前面提到过，ADSL2/2+技术的应用与IPTV业务的发展密切相关，IPTV业务的多播特性给新一代的ADSL局端设备带来了新的要求，即大量用户同时加入某一频道对DSLAM设备支持的多播能力提出了很高的要求，要求其能够支持强大的多播复制能力，包括单板复制能力和背板复制能力。面对这一新的要求，多播复制能力成为运营商评估ADSL局端设备业务转发能力的重要指标，也成为设备厂商在设计产品架构时新的关注点。
此外，随着DSL用户数的高速增长和用户端设备功能的愈加复杂，支持用户端设备远程管理功能也成为DSL局端设备的发展方向，要求局端设备及其维护管理平台可提供直观、快捷、高效的手段来发现、分析和定位网络故障，并对用户端设备进行远程维护。2004年DSL Forum发布的TR-069规范，定义了如何通过网络对DSL用户端设备进行远程维护管理的总体架构，国内也制定并发布了相应的通信行业标准来规范具体的管理协议和管理信息。
6 结束语
业界普遍认为，ADSL2/2＋技术是未来DSL市场的主流技术。该技术的应用和宽带业务应用的发展息息相关，它的大规模应用从一个侧面反映了电信运营商在发展宽带业务应用上的压力以及积极应对压力的决心。
作者：陈龙 来源：泰尔网
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