宽带技术及其应用

摘要:文章介绍了ADSL宽带接入技术及其特点,和几种常用的ADSL应用方式,并将其与目前流行的几种接入方式Modem,ISDN,Cable Modem和DDN进行了对比,得出ADSL技术的优势。

关键词:ADSL;核心技术;频分复用

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 10-0000-02

Broadband Technology and Application

Ma Wanzhi

(Guyuan Telecom Branch,Ningxia756000,China)

Abstract:This paper introduces ADSL broadband access technology and its characteristics,and several commonly used ADSL application form,and with several popular access methods Modem,ISDN,Cable Modem and DDN were compared,obtained ADSL technology advantages.

Keywords:ADSL;Core technology;Frequency division multiplexing

一、引言

随着Internet在商业领域和多媒体服务的迅猛推广和应用,人们享受着Internet上的各种服务,当然必不可少地以某种方式接入Internet。为了实现用户接入网的数字化、宽带化,提高用户上网速度,光纤到户(FTTH)是用户网今后发展的必然方向,但由于光纤用户网的成本过高,不可能广泛普及。近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术,包括N-IS?鄄DN、Cable Modem、ADSL等,其中ADSL(非对称数字用户线路)是最具前景及竞争力的一种,相信在未来十几年内将占主导地位。

二、ADSL核心技术

ADSL是英文Asymmetrical Digital Subscriber Loop(非对称数字用户环路)的英文缩写,ADSL技术是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术,它利用现有的一对电话铜线,为用户提供上、下行非对称的传输速率(带宽)。ADSL的核心技术实际上就是编码技术,目前我国使用的是基于DMT(Discrete Multitone:离散多音)复用编码方式。此外,常用的还有CAT(Carrierless Amplitude/Phase:抑制载波幅度/相位)编码方式。尽管两种方式都采用正交调幅(QAM),但DMT中数据是被调制到多个载波之上,而CAP中数据则被调制到单一载波之上。比较而言,DMT技术具有很强的抗干扰能力,而且对线路依赖性小,只是实现起来相对复杂,成本稍高一些。

DMT将它以4K为宽度单位分为25个上行子通道和249个下行子通道。与ISDN单纯划分独占信道不同,ADSL中使用了调制技术,即采用频分多路复用(FDM)技术或回波抵消(Echo Cancellation)技术实现有效带宽的分隔,从而产生多路信道,而回波抵消技术还可以使上行频带与下行频带叠加,使频带得到复用,因此使得带宽得以增加。此外,DMT还可根据探测到的信噪比自动调整各个子通道的速率使总体传输速度接近给定条件下的最高速度。这些正是DMT优势所在。

三、ADSL的技术优点

ADSL接入技术具有许多优点,可直接利用现有用户电话线,无需另铺电缆,而且上网和打电话互不干扰,适合于集中与分散的用户。能为用户提供上、下行不对称的传输带宽。采用点点的拓扑结构,保证用户独享高带宽,适合视频业务及高速Internet等数据的接入。具体来说有以下特点:

(一)可享受超高速的网络服务,为用户提供上、下行不对称的传输带宽

ADSL具有下行2-8Mbit/s,上行64K-640kbit/s的传输速度,为普通拨号Modem的百倍以上。

(二)节省费用,上网和打电话互不干扰

ADSL使用电话线传递电话语音和数据,但数据并不通过电话交换机,使用ADSL上网不需要缴纳拨号上网的电话费用。ADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于各自频段互不干扰。上网的同时可以使用电话,避免了拨号上网的烦恼。

(三)独享带宽安全可靠

Cable Modem下行虽然可达到20Mbit/s,但由于是一种粗糙的总线型广播网络,结点下的成千上万用户挣抢20Mbit/s的带宽,其效果就可想而知了。更为严重的是由于总线型网络先天的广播特性,造成了信息传输的不安全性。ADSL利用中国电信深入千家万户的电话网络,先天形成星型结构的网络拓扑构造,骨干网络采用中国电信遍布全国的光纤传输,各结点采用ATM宽带交换机处理交换信息,您独享2-8Mbit/s带宽,信息传递快速可靠安全。

(四)安装快捷方便

在现有电话线上安装ADSL,只需在用户侧安装一台ADSL Modem和一只电话分离器(由电信部门免费提供),用户线路不用改动,极其方便。

当然,ADSL并非十全十美,也存在一些问题:主要是不同厂家之间的产品互通性的问题以及由于ADSL对距离和线路情况十分敏感,离得越远,速度越慢且不稳定,因此速率有时难以保证。它容易受干扰,对于线路的要求高,随着线缆长度的增加数据传输质量随之变差。相信随着技术的不断更新,这些问题是可以解决的。

四、ADSL的应用

ADSL的宗旨是通过普通电话提供高速数据通信和交互视频功能。ADSL宽带不仅是目前家庭用户高速接入的最佳方法,而且在局域网高速接入方面,也显示了其潜力。ADSL提供灵活的接入方式,即专线方式与虚拟拨号方式。专线方式即用户24小时在线,用户具有静态IP地址,可将用户局域网接入,主要面对的是中小型公司用户。采用专线接入的用户只要开机即可接入Internet。虚拟拨号方式主要面对上网时间短、数据量不大的用户,如个人用户及中小型公司等。这里的“虚拟拨号”是指根据用户名与口令认证(比较类似Modem和ISDN的拨号程序),接入相应的网络,并没有真正的拨电话号码,费用也与电话服务无关。应用ADSL,可实现家庭用户宽带接入、单位局域网接入以及网络互联。

应用ADSL的几种常用方式:

(一)单机接入

如果用户家中只有一台计算机准备通过ADSL上网。当您向电信部门申请ADSL线路后,电信相关部门则会提供分离器和ADSL Modem,分离器与ADSL Modem之间用1条2芯的电话线连好,ADSL Modem与计算机的网卡之间用一条网线连接即可完成硬件安装。再运行一个专门的软件将TCP/IP协议中的IP,DNS和网关参数设置好,便可进行网上冲浪了。

(二)家庭双机共享

现在越来越多的家庭有2台以上计算机,如果仅有2台计算机想通过一部电话上网,可选择一台性能较好,并且固定使用的计算机做服务器,为其安装双网卡,一块网卡与ADSL Modem的LAN口连接,另一块网卡使用交叉的网线与另一台计算机相连接,需要注意的是交叉网线(网线两端水晶头做法不相同,一端TIA/EIA-568B标准,一端TIA/EIA-568A标准)的制作方法。然后将配置较好的计算机通过网络管理软件设置成服务器,另一台计算机设置成共享模式,这样这台计算机就可以通过“服务器”宽带上网了。当然那台作为“服务器”的计算机要一直开机。

(三)局域网共享接入

1.用HUB构造小型局域网。

将一台性能较好的计算机配置成服务器,安装双网卡,将一块网卡与ADSL Modem的LAN口连好,另一块网卡使用直连线与HUB相连。本地局域网上的客户机通过该服务器访问外部信息资源。这样只需申请一个IP地址,其他本地客户机可采用保留IP地址。

2.采用专线方式。

为局域网上的每台计算机向电话局申请一个IP地址,这样无需设置服务器便可实现资源的共享。只是目前电话局所能提供的IP地址数是有限。

五、ADSL与其他接入服务的比较

ADSL的技术原理和调制方式有其独特的技术优势,与普通拨号Modem和有线接入的Cable Modem是不可以互换使用的。现比较如下:

(一)与普通拨号Modem及ISDN。

普通拨号Modem最高速率56k,ISDN最高速率128k,ADSL的速率优势是十分明显。ADSL更为吸引入的地方是:他在同一铜线上分别传送数据和语音信号,数据信号并不通过电话交换机设备,减轻了电话交换机的负载,打电话和上网互不干扰,ADSL的虚拟拨号方式不同于普通拨号Modem及ISDN的拨号连接,ADSL拨的不是具体的ISP提供商的电话号码,而是VPN(虚拟专网)的接入IP地址,所以使用ADSL上网并不需要缴付另外的电话费,而只缴纳上网费或月租费。普通拨号Modem及ISDN将逐步被淘汰。

(二)ADSL与DDN

用户在使用万维网时需要的宽带业务主要是从Internet网站下载多媒体信息,而向万维网网站发送的信息仅需要很小的带宽,ADSL为非对称接入方式,上行最高1Mb/s,下行最高8Mb/s,相对DDN对称性的数据传输更适合现代网络的特点。同时ADSL费用较之DDN要低廉的多,接入方式也较灵活。

(三)ADSL与和Cable Modem

Cable Modem是广电系统普遍采用的接入方式,由于原来铺设的有线电视网光缆天然就是一个高速宽带网,所以仅对入户线路进行改造,就可以提供理论上上行8M、下行30M的接入速率,目前美国50%以上的宽带用户就采用Cable Modem方式接入,它的缺点是采用共享结构,随着用户的增多,个人的接入速率会有所下降,安全保密性也欠佳。与Cable Modem相比,ADSL技术具有相当大的优势。ADSL在网络拓扑的选择上采用星型拓扑结构,为每个用户提供固定、独占的带宽保证,而且可以保证用户发送数据的安全性,而有线电视视讯网结构上是总线型的,其承诺的10M甚至30M的信道带宽是一群用户共享的,一旦用户数增多,每个用户所分配的带宽就会急剧下降。再者,HFC方案必需兼顾现有的有线电视节目,而占用了部分带宽,只剩余了一部分可供传送其它数据信号,所以Cable Modem的传输速率只能达到一小半。国外公司实验表明,其速率减为1M-2Mbps,更常见的是400K-500Kbps。

六、结论

通过以上对ADSL技术分析,可以看出非对称传输的ADSL技术可以在现有的线路上提供服务,适合高速Internet接入及视频点播等应用,具有一定的发展潜力。特别是在中等以下城市及沿海地区,可以优先使用ADSL技术。但宽带并不是ADSL一枝独秀,国外比较成熟的方式通常是EDSL或VDSL,中国电信推出这项业务也是为了短期内能和LAN接入商瓜分市场。

参考文献:

[1]陈伟,张伟.局域网组建实例与技巧[M].北京:科学出版社,2002

[2]胡道元.Intranet网络技术及应用[M].北京:清华大学出版社,2002

作者简介:马万智(1979-),男,2002年毕业于宁夏大学数学计算机学院计算机应用专业,现就读于北京邮电大学计算机学院软件工程硕士。现就职于宁夏固原市电信分公司,助理工程师职称。