寬帶上網及DSL技術解析

寬帶上網及DSL技術解析The Analysis of the Broad Band and DSL Technology石良武湖南女子大學電教中心 E-mail : 在ISDN逐步取代傳統(tǒng)Modem的同時，又一種數字用戶線路DSL脫穎而出，寬帶網絡已是顯山露水。文章從認識寬帶業(yè)務入手，對DSL寬帶尤其是新一代的EDSL技術及其應用作了有益探討。關鍵詞: 網絡 寬帶 數字用戶線 應用1 引言 隨著以因特網為代表的信息產業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對信息業(yè)務的需求也不斷增長，網絡規(guī)模和上網人數都在迅速擴張。但現有以電話撥號、ISDN上網為代表的窄帶上網方式由于速率較慢，費用較高，已不再能滿足用戶的高速、寬帶需求。而寬帶上網方案，則能徹底解決用戶接入信息高速公路的“最后一公里”問題，可讓您以最優(yōu)惠的價格享受到高速率、多功能的寬帶信息服務。從中國國際接入網技術研討會，到北京的e-talking論壇，從中國電信到各地有線電視臺，從上市公司到各個網站，寬帶是新世紀里人們談論最多的一個話題。尤其是在2001年全國人大會上，政府工作報告首次提到了重點支持建設高速寬帶信息網絡。寬帶的發(fā)展，正成為中國經濟結構戰(zhàn)略性調整的重要舉措。2 寬帶網及其服務項目 從技術上說，所謂寬帶（Broad Band）是指在同一傳輸介質上，可以利用不同的頻道進行多重的傳輸，并且速率在原級（1.54Mbps）以上。因此，基于有線電視的Cable Modem技術、基于普通電話線路的DSL技術及基于衛(wèi)星通信的DirecPC技術等都是寬帶技術的典型。IP協(xié)議交換技術的發(fā)展，使傳統(tǒng)電信業(yè)務和網絡數據業(yè)務的綜合統(tǒng)一成為可能。所以近年來世界各大電信公司紛紛進行戰(zhàn)略重組，采用高速寬帶IP交換路由技術構筑電信業(yè)務網絡。業(yè)內人士對寬帶網傳輸速率約定俗成的定義是至少達到2Gbps。寬帶上網比目前的普通撥號上網快幾十到幾百倍。 寬帶網可提供的主要服務項目如下： （1）高速上網：享受一切相關的因特網服務（包括WWW、電子郵件、新聞組、BBS、因特網導航、信息搜索、遠程文件傳送等），端口速度達到10M。 （2）互動游戲：“互動游戲網”可以讓您享受到Internet網上游戲和局域網游戲相結合的全新游戲體驗。通過寬帶網，即使是相隔一百公里的同城網友，也可以不計流量地相約玩三維聯網游戲。 （3）VOD視頻點播：讓您坐在家里利用Wel瀏覽器隨心所欲地點播自己愛看的節(jié)目，包括電影精品、流行的電視劇集，還有視頻新聞、體育節(jié)目、戲曲歌舞、MTV、卡拉OK等。 （4）網絡電視（NET-TV）：突破傳統(tǒng)的電視模式，跨越時間和空間的約束，在網上實現無限頻道的電視收視。通過WEB瀏覽器的方式直接從網上收看電視節(jié)目，克服了現有電視頻道受地區(qū)及氣候等多種因素約束的弊病，而且有利于進行新型交互式電視劇“網絡電視劇”的制作和播放。 （5）遠程醫(yī)療：采用先進的數字處理技術和寬帶通信技術，醫(yī)務人員為遠在幾百公里或幾千公里之外的病人進行診斷和治療。遠程醫(yī)療是隨著寬帶多媒體通信的興起而發(fā)展起來的一種新的醫(yī)療手段。 （6）遠程會議：異地開會不用出差，也不用出門，在高速信息網絡上的視頻會議系統(tǒng)中，“天涯若比鄰”的感覺得到了最完美的詮釋。 （7）遠程教育：從根本上克服了基于電視技術的單向廣播式、基于WEB網頁的文本查詢式和基于昂貴得無法進入家庭的會議電視等三種方式的缺陷，運用寬帶網最新產品和技術，將圖、文、聲等多媒體信息，以交互的方式進入普通家庭、學校和企事業(yè)單位，學生可通過寬帶網在家收看教學節(jié)目并可與老師實時交互；可上Internet查閱資料，以E-mail電子郵件等方式布置作業(yè)、交作業(yè)、解答提問等；缺課可檢索課程數據庫以VOD方式播放老師講課錄像等。 （8）遠程監(jiān)控（WEBCAM）：對遠程的系統(tǒng)或其他東西進行監(jiān)控，授權用戶通過Wel自由進行鏡頭的轉動、調焦等操作，實現實時的監(jiān)控管理功能。監(jiān)控系統(tǒng)采用數字監(jiān)控方式。數字監(jiān)控方式很好地與計算機網絡結合在一起，充分發(fā)揮寬帶城域網的帶寬優(yōu)勢。這也是未來監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的流行趨勢。（9）家庭證券交易系統(tǒng)：可在家里交互式地進行證券大戶室形式的網上炒股，不但可以實時查閱深、滬股市行情，獲取全面及時的金融信息，還可以通過多種分析工具進行即時分析，并可進行網上實時下單交易，參考專家股評。3 DSL寬帶技術解析 在ISDN逐步取代傳統(tǒng)Modem的同時，又一種數字用戶線路DSL脫穎而出。DSL（數字用戶線，Digital Subscriber Line）是以銅質電話線為傳輸介質的傳輸技術組合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL、RADSL 和EDSL等，一般稱之為xDSL。它們主要的區(qū)別體現在信號傳輸速度和距離的不同以及上行速率和下行速率對稱性的不同等方面。3.1 HDSL和SDSL HDSL與SDSL支持對稱的TlE1（1.544Mbps2.048Mbps）傳輸。其中HDSL有效傳輸距離為34公里，且需要兩至四對銅質雙絞電話線；SDSL最大有效傳輸距離為3公里，只需一對銅線。比較而言，對稱DSL更適合于企業(yè)點對點連接應用，如文件傳輸，視頻會議等收發(fā)數據量大致相應的工作。3.2 VDSL、ADSL和RADSL VDSL、ADSL和RADSL屬于非對稱式傳輸。其中VDSL技術是xDSL技術中較快的一種，在一對銅質雙絞電話線上，分為上行數據和下行數據進行傳輸，兩者的速率有很大差異，稱為非對稱式傳輸。VDSL可以成為光纖到家庭的具有高性價比的替代方案，目前深圳的VOD（Video on demand）就是采用這種接入技術實現的。 ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非對稱數字用戶線）是一種通過現有普通電話線為家庭、辦公室提供寬帶數據傳輸服務的技術。它是美國貝爾通信研究所于1989年為推動視頻點播（VOD）業(yè)務開發(fā)出的用戶線高速傳輸技術，后因（VOD）業(yè)務受挫而被擱淺。近年來Internet和Intranet迅速發(fā)展，對固定連接的高速用戶線需求日益高漲，基于雙絞銅線的ADSL技術因以較低的成本實現用戶線路的高速接入而重新崛起，打破了高速通信由光纖獨攬的局面。 ADSL能夠在現有的普通電話線上提供高達10Mbit/s的高速下行（從交換機到用戶）速率，遠高于ISDN的速率；而上行（從用戶到交換機）速率也有1Mbit/s，傳輸距離可達3km5km。ADSL技術的主要特點是可以充分利用現有的電話線網絡，在線路兩端加裝ADSL設備即可為用戶提供寬帶服務。ADSL技術的另外一個優(yōu)點在于它可以與普通電話共存于一條電話線上，在一條普通電話線上接聽、撥打電話的同時進行信息傳輸而又互不影響。用戶通過ADSL接入寬帶多媒體信息網與Internet，同時可以收看影視節(jié)目，舉行視頻會議，還可以很高的速率下載數據文件。 安裝ADSL極其方便快捷。在現有的電話線上安裝ADSL，除了在用戶端安裝ADSL通訊終端外，不用對現有線路作任何改動。ADSL安裝包括局端線路調整和用戶端設備安裝。在局端方面，由服務商將用戶原有的電話線接入ADSL局端設備，只需幾分鐘。用戶端的ADSL安裝也非常方便，只要將電話線連上濾波器，濾波器與ADSL MODEM之間用一條兩芯電話線連上，ADSL MODEM與計算機的網卡之間用一條交叉網線連通即可完成硬件安裝。再將TCP/IP協(xié)議中的IP、DNS和網關參數項設置好，便完成了ADSL的全部安裝工作。 RADSL能夠提供的速度范圍與ADSL基本相同，但它可以根據雙絞銅線質量的優(yōu)劣和傳輸距離的遠近動態(tài)地調整用戶的訪問速度。正是RADSL的這些特點使RADSL成為用于網上高速沖浪、視頻點播（IAV）、遠程局域網絡（LAN）訪問的理想技術，因為在這些應用中用戶下載的信息往往比上載的信息（發(fā)送指令）要多得多。3.3 新一代DSL技術EDSL3.3.1 EDSL及其技術特點 EDSL是Ethernet Digital Subscriber Line（以太數字用戶線）的縮寫。它結合了目前廣為使用的兩類通信技術（DSL技術和Home PNA技術）的精華，首次在接入網范疇內（5公里）實現IP包的直接發(fā)送。與ADSL相比，它沒有ATM與IP之間的轉換，直接采用IP端到端的設計，因此傳輸效率大大提高，同時網絡結構更加簡潔；與Home PNA比較，EDSL的最大優(yōu)勢在于其傳輸距離遠遠大于Home PNA的幾百米傳輸距離，因此EDSL產品完全是接入網產品，而非僅僅局域網產品！EDSL的技術特點如下：（1）應用范圍廣。無論是網上沖浪、IP視頻會議還是普通商業(yè)（個人）網站，EDSL都能滿足它們對上下行帶寬的要求。 （2）頻譜兼容性好。EDSL在握手過程中會主動探測線纜中的各種應用，并選用適當的銅線頻譜進行數據傳輸，選線率高達95以上，基本避免了ADSL產品對線路挑剔的缺陷。 （3）即插即用。安裝簡單容易，只要物理線路通暢，設備就能正常工作，不用考慮橋接、線徑等因素。 （4）可以同時打電話。與ADSL技術一樣，話音與數據業(yè)務可以共存。 （5）本征IP結構。端到端的IP解決方案，簡單、高效、易懂。 （6）適用范圍廣。賓館飯店、居民小區(qū)、工廠學校以及電信運營商。 （7）調制方式：QPSK、16QAM、64QAM自適應。 （8）頻譜范圍：21KHz2.8MHz；傳輸距離：大于5公里。 （9）有效帶寬：根據業(yè)務類型的需求，128KN10M雙向自適應。 （10）兼容性好：可以避免與線纜中其他高速數據業(yè)務的彼此干擾，如E1、ISDNIDSL、HDSL、HDSL2、SHDSL、SDSL、ADSL和G.Lite等。3.3.2 EDSL技術的典型應用 （1）遠程局域網的互聯 這是EDSL用戶端設備（CPE）的一種典型應用（如圖1）。通過兩個Modem，可以將相距數公里的兩個局域網用一對普通電話線連接起來，以便使兩個局域網實現資源共享。在這里，Modem只起到網橋的作用，對兩個LAN的數據透明傳輸。特殊情況下，LAN可以是一臺計算機，這樣可以實現遠端兩臺計算機的互聯，或者將一臺計算機連入遠端局域網。該方案特別適合于距離較遠、沒有光纖資源又需要聯網的地方，與其他解決方案（網橋、HDSL等）對比，該方案安裝簡單，無需維護，成本低廉。圖1 遠程局域網的互聯 （2）小規(guī)模組網對于那些目前僅有少量用戶，但以后可能會有大量用戶的應用來說，如果先期就安裝體積龐大、價格昂貴的局端設備，那么對運營商而言，資金的占用非常巨大，投資的風險同樣巨大。如果采用EDSL技術，則完全可以回避這些問題，真正做到量體裁衣。在用戶較少時，可設計用MODEM代替局端設備用戶接入進來，而當用戶數量足夠多以后，又可以用EDSL的局端設備替換MODEM，并且用替換下來的MODEM發(fā)展新的用戶（如圖2）。這樣既避免了巨大的先期投入，而且不會放棄每一個商機，設備投資又一點不浪費。該方案適合于電信運營商和有配線設備的單位。圖2 小規(guī)模組網 （3）環(huán)狀網 上一種應用方案與ADSL的標準應用是一致的。但是，在某些情況下，應用對象可能分散在幾個不同的物理位置，不可能有集中的配線架。這時可以利用自己的電話線資源或向電信部門租用電話線路（不是租用電路，僅僅租用電話線路），根據需要構建自己的網絡，如環(huán)狀網（如圖3）或網狀網。該方案的優(yōu)點是具有線路備份和設備備份雙作用，如果某一個Modem或某一段線路發(fā)生故障，不會影響到正常通信，并且只要有一點可以連入Internet，整個網絡就可以共享這個連接。但要注意的是，由于整個網絡共處一個局域網，需要避免網絡風暴的發(fā)生。圖3 環(huán)狀網4 結論 寬帶通信網絡技術正在迅速發(fā)展之中，且在商業(yè)應用和技術上也日趨成熟。毫無疑問，寬帶通信技術的發(fā)展加速了社會的信息化。在信息的收集、存儲、使用已與人們的日常生活息息相關的今天，DSL寬帶上網會讓世界離我們更近。參考文獻1 美嘉格倫著. 萬小器. 程文浩譯. 網絡教育21世紀的教育革命. 高等教育出版社，2000.2.2 現代遠程教育及校園網建設全書M北京：清華大學出版社，19983 荷蘭Andrew S. Tanenbaum著. 熊桂喜，王小虎 譯計算機網絡清華大學出版社，1999As the ISDN substitutes for the traditional Modem gradually， another kind of Digital Subscribe