全方位介紹寬帶接入網(wǎng)VDSL技術
寬帶接入網(wǎng)是目前非常主流的接入技術，同時接入的方式也有很多種，這里我們主要介紹VDSL概述及其工作原理，包括介紹VDSL的特點等方面。數(shù)字用戶線DSL是一種不斷發(fā)展的寬帶接入網(wǎng)技術，該技術是采用先進的數(shù)字編碼和調制解調技術在常規(guī)的用戶銅質電話線上傳送寬帶信號。目前已比較成熟，投入使用的數(shù)字用戶線方案有ADSL、HDSL和SDSL等。其中，應用最廣泛的當數(shù)ADSL技術。
ADSL（非對稱數(shù)字用戶線）能夠在現(xiàn)有的線路上根據(jù)當?shù)鼐€路狀況提供8M/s下行速率和1M/s的上行速率。這種下行速率遠大于上行速率的非對稱結構，特別適合瀏覽Internet、寬帶視頻點播等下行速率需求大于上行速率需求的應用。所以，它是現(xiàn)在寬帶上網(wǎng)的主要方式之一。但ADSL技術也面臨不少問題，雖然突出的特點能滿足基本的寬帶需求，但卻無法適應基于視頻等高帶寬業(yè)務的需要。而另一種DSL技術卻能夠輕而易舉地使這一切成為可能，這就是VDSL技術。
1、VDSL概述及其工作原理
簡單地說，VDSL就是ADSL的快速版本。使用VDSL，短距離內的最大下傳速率可達55Mbit/s，上傳速率可達2.3Mbit/s。上傳和下傳數(shù)據(jù)信道都可在現(xiàn)有的POTS或ISDN服務上被頻分，使VDSL成為高速、低價網(wǎng)絡的佳選。像ADSL一樣，VDSL將主要應用于實時視頻傳輸和高速數(shù)據(jù)訪問。
VDSL系統(tǒng)與ADSL一樣，可利用普通電話銅纜，在不影響窄帶話音業(yè)務（POTS、ISDN）的情況下，傳送高速數(shù)據(jù)業(yè)務。VDSL的系統(tǒng)結構也與ADSL很相似，如圖1所示。VDSL局端設備與用戶端設備之間通過普通電話銅纜（U1C與U1R參考點之間）進行點對點傳輸。其中，VTU-O、VTU-R分別是位于局端和用戶端的VDSL收發(fā)器。業(yè)務分離器（Splitter，包括HPF和LPF）將同一對電話銅纜上傳輸?shù)腣DSL與窄帶業(yè)務（或ADSL）相分離。
VDSL使用頻譜較寬，最高可達12MHz。該頻譜范圍可被分割為若干下行（DS）和上行（US）頻段，國際上常用的頻段劃分方式主要有Plan997和Plan998兩種，如圖2所示。Plan998根據(jù)北美業(yè)務需求劃分，主要面向非對稱業(yè)務；Plan 997根據(jù)歐洲業(yè)務需求劃分，主要面向對稱業(yè)務。VDSL的線路編碼（調制技術）有兩種：QAM（正交幅度調制）和DMT（離散多音頻）。QAM技術相對簡單，進展較快，芯片已比較成熟，相應的設備在國內外進行了比較廣泛的試驗和試商用，設備成本也在不斷降低。DMT技術理論上性能更好，但實現(xiàn)較復雜，功耗較高，目前商用化設備很少。
VDSL用頻分復用（OFDM）分隔信道。以后VDSL將支持對稱數(shù)據(jù)速率，這可能需要轉向回饋抑制。通常下傳信道配置在上傳信道之上，但DAVIC的規(guī)范則反之以使VDSL可用于同軸電纜。轉發(fā)錯誤控制是VDSL的另一特性，像ADSL一樣，它用一種ReedSolomon編碼和interleaving對線噪糾錯。
2、VDSL的特點
VDSL技術的特點與ADSL不同，后者的干線連接主要是ATM，而VDSL則對ATM和IP同時支持，這主要是源于以太網(wǎng)的成熟和向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡核心的滲透，EthernetoverVDSL則是在寬帶接入網(wǎng)方面延伸了以太網(wǎng)的應用范圍，是完美的寬帶接入網(wǎng)解決方案。從技術的角度看，VDSL具有以下特點：
1）VDSL的使用頻段是1.1～20MHz，正好在ADSL所用頻段之上。VDSL采用OFDM方式進行通信，即上行和下行使用不同的頻率范圍。通常頻譜分配如下（以QAM為例）：下行O.9～3.4MHz；上行4.0～7.75MHz。其他常用的低頻業(yè)務，如ISDN、普通電話和ADSL，完全可以和VDSL同時在一對線上傳送。一般情況下，這兩個頻帶的中心頻率和帶寬都可以調整，會對VDSL系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率產生影響。
2）使用QAM或DMT線路編碼技術。QAM屬于單載波調制方式，DMT屬于多載波編碼技術。目前用得較多的是DMT技術，這一技術和ADSL使用的線路編碼完全相同。運營商們在現(xiàn)有銅線環(huán)路上已經部署了超過1000萬線基于DMT編碼方式的ADSL線路，DMT-VDSL可無縫地應用于現(xiàn)有DMT基礎設施。QAM芯片也有產品，最早的VDSL芯片就是采用QAM技術，因為QAM實現(xiàn)起來較簡單，如Broadcom和Infineon的芯片組，這也是業(yè)界使用最多的芯片組。目前，以色列的Metalink公司又剛剛推出了面向以太網(wǎng)的QAM-VDSL芯片組。
3）可使用的上行線復接技術。為復接多個用戶CPE設備，必須采用某種復用技術，并保證用戶的業(yè)務質量。在用戶端提供復用的情況下（稱為主動方式），多個CPE設備寬帶接入網(wǎng)類似于一個集線器的設備，由集線器負責復用/解復用。在被動端接方式下，光網(wǎng)絡單元（ONU）負責解決復用，方法可以是頻分或時分。頻分方式分配不同的頻段給各個CPE；在時分情況下，每個CPE則分配得到不同的時隙。兩者都存在一些問題：時分方式有浪費時隙的可能性，而頻分方式則有兩種可能性：ONU給每個CPE分配的帶寬有可能過低；每個CPE有可能發(fā)送過多的數(shù)據(jù)而降低整體性能。故在實際應用中，采用主動復用技術更為經濟實用。
4）CPE全雙工傳輸技術。為保證上下行傳輸?shù)娜p工，VDSL采用時分或頻分技術，時分情況下，上行和下行數(shù)據(jù)不能同時進行，必須輪流進行，因此又稱為“乒乓”傳輸。
5）VDSL速率大小通常取決于傳輸線的長度，最大下行速率目前考慮為51Mbit/s～55Mbit/s，長度不超過300米，13Mbit/s以下的速率可傳輸距離為1.5公里以上。這樣的傳輸速率可擴大現(xiàn)有銅線傳輸容量達400倍以上。一般下行速率從13Mbit/s～55Mbit/s，傳輸距離不超過1.5公里。
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