一、概述
當前的銅電話線以28.8Kbps（在軟件的幫助下可達到56Kbps）的速率承載話音通信，這些線路使用現有的電話網，不需要任何附加的硬件或軟件，其優點是可以立刻訪問到任何電話網可達的地方，但這也恰是其缺點所在：整個網絡是以過去的速率要求來佈線的。
在理想的環境下，銅線的速率僅受線纜衰減的限制，但在現有的電話網中，帶寬很大程序上被過濾器和網絡本身所制約。現有銅雙絞線的升級固然可以極大地提升整個網絡性能，但其代價不菲，因此需要一種既能使用現有線纜又能明顯提高性能的方法。Bellcore發明了第一代數字用戶技術並創造了術語DSL。其目的是高性能、低成本：在現有銅線網絡上達到至少2Mbps的帶寬。DSL用軟件和電子技術結合，彌補了銅線的一些缺陷。
DSL給予我們：
- 幾乎立刻的網絡升級
- 比光纖和同軸電纜更便宜的選擇
- 更可靠的數據傳輸
xDSL是DSL(Digital Subscriber Line)的統稱,意即數字用戶線路,是以銅電話線爲傳輸介質的點對點傳輸技術。DSL技術在傳統的電話網絡(POTS)的用戶環路上支持對稱和非對稱傳輸模式,解決了經常發生在網絡服務供應商和最終用戶間的"最後一公里"的傳輸瓶頸問題。由於電話用戶環路已經被大量鋪設,如何充分利用現有的銅纜資源,通過銅質雙絞線實現高速接入就成爲業界的研究重點,因此DSL技術很快就得到重視,並在一些國家和地區得到大量應用。
二、實現
xDSL系統主要由局端設備(DSLAM--Digital Subscriber Line Access Multiplexer)和用戶端設備(CPE)組成,其實現原理如下圖所示。
局端由DSLAM接入平臺、DSL局端卡、語音分離器、IPC(數據匯聚設備)等組成,其中IPC爲可選的設備。語音分離器將線路上的音頻信號和高頻數字調製信號分離,並將音頻信號送入電話交換機,高頻數字調製信號送入DSL接入系統;DSLAM接入平臺可以同時插入不同的DSL接入卡和網管卡等;局端卡將線路上的信號調製爲數字信號,並提供數據傳輸接口;IPC爲DSL接入系統提供不同的廣域網接口,如ATM、幀中繼、T1/E1等。這些設備都設在電話系統的交換機房中。
用戶設備由DSL Modem和語音分離器組成,DSL Modem對用戶的數據包進行調製和解調,並提供數據傳輸接口。
三、原理
1. 其他傳輸技術
傳統電話系統在用戶環路上利用0～3KHz的頻率傳送語音,電話交換機將模擬語音信號轉成64Kbps(零次羣)的數字信號,通過多路複用技術,將多路語音信號合併爲T1/E1或更高,通過光纖或銅纜傳輸到其他交換機。因此,由於電話系統的限制,利用電話連接進行數字傳輸的速率不是很高(33.6/56Kbps)。
ISDN 基本速率綜合數字業務網可向用戶提供2B+D=160Kbps的傳輸速率,用戶利用數字終端可分別或組合利用這個帶寬。ISDN利用線路的80～100KHz頻率傳輸信號。
通過用戶環路的T1/E1基帶專線技術,傳統的T1/E1專線技術利用非常簡單的基帶調製方法AMI(T1)或HDB3(E1)傳輸信號,由於調製技術的限制,傳輸距離很短,需要在線路中安裝放大器,信號功率大,干擾大。
2. DSL技術
DSL技術是利用在電話系統中沒有被利用的高頻信號傳輸數據。DSL利用了更加先進的調製技術:
· 2B1Q--由AMI技術發展出來的基帶調製技術,能夠利用AMI的一半頻帶達到AMI一樣的傳輸速率,由於降低了頻帶要求,提高了傳輸距離,主要應用於H/SDSL技術中。
· QAM--傳統的撥號Modem所用的技術,MVL將其擴展到高頻段,並綜合了複用技術,以支持多Modem共享同一線路。
· CAP--載波頻率可變,在一個頻率週期或波特內傳輸2到9位二進制數據,因此在相同的傳輸速率下,佔用更少的帶寬,傳輸距離更遠,主要應用於H/SDSL,RADSL中。
· DMT--將高頻段劃分爲多個頻率窗口,每個頻率窗口分別調製一路信道,由於頻段間的干擾,傳輸距離相對短,應用於ADSL中。DMT已成爲ANSI制訂的ADSL應用的調製標準--T1.413。
下表比較了各種編碼技術在不同DSL技術中的應用。