寬帶上網(wǎng)及DSL技術(shù)解析

寬帶上網(wǎng)及DSL技術(shù)解析The Analysis of the Broad Band and DSL Technology石良武湖南女子大學(xué)電教中心 E-mail : 在ISDN逐步取代傳統(tǒng)Modem的同時，又一種數(shù)字用戶線路DSL脫穎而出，寬帶網(wǎng)絡(luò)已是顯山露水。文章從認(rèn)識寬帶業(yè)務(wù)入手，對DSL寬帶尤其是新一代的EDSL技術(shù)及其應(yīng)用作了有益探討。關(guān)鍵詞: 網(wǎng)絡(luò) 寬帶 數(shù)字用戶線 應(yīng)用1 引言 隨著以因特網(wǎng)為代表的信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對信息業(yè)務(wù)的需求也不斷增長，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和上網(wǎng)人數(shù)都在迅速擴張。但現(xiàn)有以電話撥號、ISDN上網(wǎng)為代表的窄帶上網(wǎng)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(wǎng)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(wù)。從中國國際接入網(wǎng)技術(shù)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(wǎng)站，寬帶是新世紀(jì)里人們談?wù)撟疃嗟囊粋€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(shè)高速寬帶信息網(wǎng)絡(luò)。寬帶的發(fā)展，正成為中國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的重要舉措。2 寬帶網(wǎng)及其服務(wù)項目 從技術(shù)上說，所謂寬帶（Broad Band）是指在同一傳輸介質(zhì)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(shù)、基于普通電話線路的DSL技術(shù)及基于衛(wèi)星通信的DirecPC技術(shù)等都是寬帶技術(shù)的典型。IP協(xié)議交換技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(shù)構(gòu)筑電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。業(yè)內(nèi)人士對寬帶網(wǎng)傳輸速率約定俗成的定義是至少達到2Gbps。寬帶上網(wǎng)比目前的普通撥號上網(wǎng)快幾十到幾百倍。 寬帶網(wǎng)可提供的主要服務(wù)項目如下： （1）高速上網(wǎng)：享受一切相關(guān)的因特網(wǎng)服務(wù)（包括WWW、電子郵件、新聞組、BBS、因特網(wǎng)導(dǎo)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(wǎng)”可以讓您享受到Internet網(wǎng)上游戲和局域網(wǎng)游戲相結(jié)合的全新游戲體驗。通過寬帶網(wǎng)，即使是相隔一百公里的同城網(wǎng)友，也可以不計流量地相約玩三維聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)上實現(xiàn)無限頻道的電視收視。通過WEB瀏覽器的方式直接從網(wǎng)上收看電視節(jié)目，克服了現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)電視劇”的制作和播放。 （5）遠程醫(yī)療：采用先進的數(shù)字處理技術(shù)和寬帶通信技術(shù)，醫(yī)務(wù)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(wǎng)絡(luò)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(shù)的單向廣播式、基于WEB網(wǎng)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(wǎng)最新產(chǎn)品和技術(shù)，將圖、文、聲等多媒體信息，以交互的方式進入普通家庭、學(xué)校和企事業(yè)單位，學(xué)生可通過寬帶網(wǎng)在家收看教學(xué)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(shù)據(jù)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(quán)用戶通過Wel自由進行鏡頭的轉(zhuǎn)動、調(diào)焦等操作，實現(xiàn)實時的監(jiān)控管理功能。監(jiān)控系統(tǒng)采用數(shù)字監(jiān)控方式。數(shù)字監(jiān)控方式很好地與計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，充分發(fā)揮寬帶城域網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)上實時下單交易，參考專家股評。3 DSL寬帶技術(shù)解析 在ISDN逐步取代傳統(tǒng)Modem的同時，又一種數(shù)字用戶線路DSL脫穎而出。DSL（數(shù)字用戶線，Digital Subscriber Line）是以銅質(zhì)電話線為傳輸介質(zhì)的傳輸技術(shù)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(xiàn)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(zhì)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(yīng)用，如文件傳輸，視頻會議等收發(fā)數(shù)據(jù)量大致相應(yīng)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(shù)是xDSL技術(shù)中較快的一種，在一對銅質(zhì)雙絞電話線上，分為上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)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(shù)實現(xiàn)的。 ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非對稱數(shù)字用戶線）是一種通過現(xiàn)有普通電話線為家庭、辦公室提供寬帶數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的技術(shù)。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(wù)開發(fā)出的用戶線高速傳輸技術(shù)，后因（VOD）業(yè)務(wù)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(shù)因以較低的成本實現(xiàn)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(xiàn)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(shù)的主要特點是可以充分利用現(xiàn)有的電話線網(wǎng)絡(luò)，在線路兩端加裝ADSL設(shè)備即可為用戶提供寬帶服務(wù)。ADSL技術(shù)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(wǎng)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(shù)據(jù)文件。 安裝ADSL極其方便快捷。在現(xiàn)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(xiàn)有線路作任何改動。ADSL安裝包括局端線路調(diào)整和用戶端設(shè)備安裝。在局端方面，由服務(wù)商將用戶原有的電話線接入ADSL局端設(shè)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(wǎng)卡之間用一條交叉網(wǎng)線連通即可完成硬件安裝。再將TCP/IP協(xié)議中的IP、DNS和網(wǎng)關(guān)參數(shù)項設(shè)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(jù)雙絞銅線質(zhì)量的優(yōu)劣和傳輸距離的遠近動態(tài)地調(diào)整用戶的訪問速度。正是RADSL的這些特點使RADSL成為用于網(wǎng)上高速沖浪、視頻點播（IAV）、遠程局域網(wǎng)絡(luò)（LAN）訪問的理想技術(shù)，因為在這些應(yīng)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(shù)EDSL3.3.1 EDSL及其技術(shù)特點 EDSL是Ethernet Digital Subscriber Line（以太數(shù)字用戶線）的縮寫。它結(jié)合了目前廣為使用的兩類通信技術(shù)（DSL技術(shù)和Home PNA技術(shù)）的精華，首次在接入網(wǎng)范疇內(nèi)（5公里）實現(xiàn)IP包的直接發(fā)送。與ADSL相比，它沒有ATM與IP之間的轉(zhuǎn)換，直接采用IP端到端的設(shè)計，因此傳輸效率大大提高，同時網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(chǎn)品完全是接入網(wǎng)產(chǎn)品，而非僅僅局域網(wǎng)產(chǎn)品！EDSL的技術(shù)特點如下：（1）應(yīng)用范圍廣。無論是網(wǎng)上沖浪、IP視頻會議還是普通商業(yè)（個人）網(wǎng)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(yīng)用，并選用適當(dāng)?shù)你~線頻譜進行數(shù)據(jù)傳輸，選線率高達95以上，基本避免了ADSL產(chǎn)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(shè)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(shù)一樣，話音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以共存。 （5）本征IP結(jié)構(gòu)。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(xué)校以及電信運營商。 （7）調(diào)制方式：QPSK、16QAM、64QAM自適應(yīng)。 （8）頻譜范圍：21KHz2.8MHz；傳輸距離：大于5公里。 （9）有效帶寬：根據(jù)業(yè)務(wù)類型的需求，128KN10M雙向自適應(yīng)。 （10）兼容性好：可以避免與線纜中其他高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的彼此干擾，如E1、ISDNIDSL、HDSL、HDSL2、SHDSL、SDSL、ADSL和G.Lite等。3.3.2 EDSL技術(shù)的典型應(yīng)用 （1）遠程局域網(wǎng)的互聯(lián) 這是EDSL用戶端設(shè)備（CPE）的一種典型應(yīng)用（如圖1）。通過兩個Modem，可以將相距數(shù)公里的兩個局域網(wǎng)用一對普通電話線連接起來，以便使兩個局域網(wǎng)實現(xiàn)資源共享。在這里，Modem只起到網(wǎng)橋的作用，對兩個LAN的數(shù)據(jù)透明傳輸。特殊情況下，LAN可以是一臺計算機，這樣可以實現(xiàn)遠端兩臺計算機的互聯(lián)，或者將一臺計算機連入遠端局域網(wǎng)。該方案特別適合于距離較遠、沒有光纖資源又需要聯(lián)網(wǎng)的地方，與其他解決方案（網(wǎng)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(wǎng)的互聯(lián) （2）小規(guī)模組網(wǎng)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(yīng)用來說，如果先期就安裝體積龐大、價格昂貴的局端設(shè)備，那么對運營商而言，資金的占用非常巨大，投資的風(fēng)險同樣巨大。如果采用EDSL技術(shù)，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(shè)計用MODEM代替局端設(shè)備用戶接入進來，而當(dāng)用戶數(shù)量足夠多以后，又可以用EDSL的局端設(shè)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(shè)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(shè)備的單位。圖2 小規(guī)模組網(wǎng) （3）環(huán)狀網(wǎng) 上一種應(yīng)用方案與ADSL的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用是一致的。但是，在某些情況下，應(yīng)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(jù)需要構(gòu)建自己的網(wǎng)絡(luò)，如環(huán)狀網(wǎng)（如圖3）或網(wǎng)狀網(wǎng)。該方案的優(yōu)點是具有線路備份和設(shè)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(wǎng)絡(luò)就可以共享這個連接。但要注意的是，由于整個網(wǎng)絡(luò)共處一個局域網(wǎng)，需要避免網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的發(fā)生。圖3 環(huán)狀網(wǎng)4 結(jié)論 寬帶通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在迅速發(fā)展之中，且在商業(yè)應(yīng)用和技術(shù)上也日趨成熟。毫無疑問，寬帶通信技術(shù)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(guān)的今天，DSL寬帶上網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)教育21世紀(jì)的教育革命. 高等教育出版社，2000.2.2 現(xiàn)代遠程教育及校園網(wǎng)建設(shè)全書M北京：清華大學(xué)出版社，19983 荷蘭Andrew S. Tanenbaum著. 熊桂喜，王小虎 譯計算機網(wǎng)絡(luò)清華大學(xué)出版社，1999As the ISDN substitutes for the traditional Modem gradually， another kind of Digital Subscribe