在本章中，我们将讨论非对称数字用户线的基本原理和标准。

ADSL基础知识

首先，让我们了解以下几点。

• 所有ADSL标准针对物理层使用的离散多音(DMT)调制。

• 将频段分成许多小频道。

• 每个通道上的QAM调制。

• 根据SNR分配给每个通道的不同位。

PHY的ADSL基本原理框图

以下是PHY的ADSL基础系统框图。

ADSL标准

下表描述了ADSL标准。

附件G.DMT

G.992.1附件A -POT上的全速率ADSL

• 重叠频谱PSD蒙版
• 非重叠频谱PSD蒙版

G.992.1附件B -ISDN上的全速率ADSL

• 仅重叠频谱PSD蒙版，但是，重叠是可选的

G.992.1附件C -TCM-ISDN绑定器中的全速率ADSL

• 符合G.992.1附件A的PSD掩码

G.DMT PSD

下图描述了G.DMT PSD。

G.Dmt性能

通过以下描述可以了解G.Dmt性能。

• NSC =子载波数量
• 副载波间隔=Δf = 4.3125 KHz
• 数据符号率= 4.0 KHz
• 数据速率= N * 4 * 8 Kbps(32 Kbps的倍数)
• 带宽= NSC *Δf
• 采样率= 2 * NSC *Δf

NSC                                 256   
Total bandwidth                     1.1 MHz    
Sample rate                         2.2 MHz   
Maximum Date Rate                   ~12Mbps(down)/1.2Mbps (up) 
Maximum Reach                       20kf 

拨号音服务

虽然DMT被选为正式标准，但基于CAP的系统已在全球范围内用于实施许多ADSL以及一系列的视频声音测试和商业部署，有效地将CAP确定为事实上的标准ADSL竞争者。同时，在美国有线电视行业中提供电话服务的威胁在很大程度上得到了缓解。

在全球范围内，音频视频应用程序有所增加，但仍保持了人们的兴趣。在许多市场中，他们很难证明与有线电视和卫星电视的广泛使用有关的成本是合理的。

结果，视频拨号音倡议在北美已基本消失。如前所述，国际电信联盟(ITU)(G.dmt或G.992)和ANSI(T1.413第2版)批准的ADSL最终标准是基于DMT的系统，并且是ADSL的基础。当今大多数新的ADSL部署。但是，一些供应商继续在其网络中部署基于PAC的系统。

应用程序从视频切换到数据

在这些长音试用视频拨号过程中，业界逐渐认识到许多数据应用程序是非对称的。最好的例子是互联网。通常，用户将少量数据流发送到远程服务器，该服务器要求下载数据文件，尤其是图形，音频和视频。作为响应，服务器开始将网络上可以支持的文件数据速率发送到远程工作站。这种交易本质上是极不对称的。

在同一时间，互联网已经发展成为一种全新的现象，与互联网增长服务的新订户数量相比，这是闻所未闻的。所有用户最大的抱怨是，将文件上传到调制解调器拨号盘甚至是ISDN数据速率花了太长时间。因此，对服务和新技术的新需求很快就结成了对，并且ADSL已经重新定位以支持Internet访问。

视频尚未完全消失，成为对DSL的请求。但是，使用RealMedia或Windows Media等系统通过IP传输视频已变得越来越流行和复杂。使用诸如MPEG-2之类的压缩系统或允许对视频进行均匀压缩的新的行业标准系统，IP视频传送仍然是DSL可行的应用程序。

数据服务优化

当应用程序是同步视频时，DSL线路必须以指定的线路速度运行。但是，数据可以多种速度运行。唯一的效果是，较慢的速度会花费较长的时间来传输大文件。因此，对于数据应用程序，我们有可能降低线路速度，以允许在更长的线路上提供服务。 CAP和DMT收发器均已进行了修改，以基于环路优化服务，其实现方式称为自适应速率数字用户线或RADSL。

RADSL技术支持使收发器将线速度自动提高到可达到的最高数据速率的能力，这可以在给定的环路上可靠地实现。尽管此功能主要是为了简化服务设施而设计的，但它也使服务提供商可以在环路条件恶化的情况下适度降低服务质量。如今，还有其他DSL技术可以支持速率调整。对此功能感兴趣的服务提供商应检查不同技术对它的支持程度。

RADSL标准

可以看出，自从1993年3月决定音视频ADSL标准以来，行业和技术已经发生了巨大变化。ANSI T1E1建立了一个称为ANSI TR59 RADSL的标准，以表彰该工作组。 FCC特别提到RADSL是与本地环路中的语音和其他DSL技术在频谱上兼容的技术。

IDSL通过ISDN提供DSL

在某些情况下，DSL概念已应用于现有技术。例如，ISDN DSL或IDSL最初是作为1980年代IDSL ISDN CPE (客户设备)的一种新的自旋技术出现的，它与位于铜线环路另一端的ISDN兼容线卡进行通讯，并终止ISDN信号。与电话交换机无关。

在这种情况下，与所有DSL变体一样，数据服务被定向到扩展数据服务，而不是交换网络。虽然IDSL基于成熟的技术，但它在功能上是ISDN子集，因为它放弃了一般支持交换电话服务和连接性的任何可能性。 IDSL的主要优势是服务提供商寻求将长期ISDN数据连接移至Internet服务器或从交换网络进行远程LAN访问。另一个主要好处是，由于IDSL使用ISDN信令方法，因此它能够在由数字环路载波服务的铜对上进行传输。

这些设备是远程终端，设计用于在铜线完成后将POTS和ISDN服务的范围扩展到中心局通常的范围之外，这些设备通常通过光纤专用线连接到中心局，因此不能承载任何类型的ADSL和SDSL DSL信号。

多速率对称DSL

除了IDSL提供的144 Kbps带宽外，还出现了新技术，可以更好地分类办公室/小型办公室和住宅(SOHO)。这些技术提供的工作范围介于128 Kbps和2.048 Mbps之间。

对于对称应用，多速率SDSL(M / SDSL)已经成为一种有价值的技术，可以满足运营商在几乎无处不在的基础上提供时分多路复用(TDM)服务的需求。 M / SDSL基于单对SDSL技术，支持更改命令行收发器的速率，从而支持收发器的工作距离。此版本的CAP支持以8 Kbps / 128 Kbps到29 kft(8.9 km)的24号线规(5mm)和15 kft(4.5 km)的全八种速率，全速为2 Mbps。凭借AutoRate的能力(类似于RADSL)，对称应用程序现在可以被普遍部署。

G.lite面向消费市场

1998年1月，通用ADSL工作组(UAWG)宣布成立。它由电信，网络和个人计算机中的大型组织组成。成立该小组的目的是开发低速和可以安装的ADSL替代成本，同时通过服务提供商迅速部署消费者。该小组的工作结果是基于ADSL G.lite的标准的新子集。

G.lite于1999年6月被ITU(G.992.2)批准为标准，可以提供高达1.5 Mbps的下行速度和512 Kbps的上行速度。重要的是，G.lite旨在在现有电话线上提供此服务，而没有ADSL解决方案通常要求的全速率的POTS分离器。 G.lite标准的一部分是“快速重训练”已知技术，该技术在使用电话听筒时限制了G.lite信号的输入功率。当电话重新挂上时，这有助于最小化干扰并恢复电源。

ReachDSL的好处

以下是ReachDSL的好处。

• 无分流器安装-在客户场所不需要POTS分流器，简化了安装并允许客户自行安装。

• 更大的环路覆盖范围-除了ADSL系统(通常可以到达距中心办公室18,000英尺的距离)之外，ReachDSL系统还远远超出了20,000英尺的服务范围，有些发电厂也超过30,000英尺。

• 频谱兼容性-ReachDSL解决方案提供了出色的频谱兼容性。家庭ReachDSL的成员，MVL®(多个虚拟线)，是由FCC第68批准识别所述第一DSL系统，这意味着它是通过电话网络，而不是一个干扰器“友好”的其他服务。 ReachDSL还可以在频谱管理级别中运行，以提供更好的范围和更高的速度。

• 降低产品成本-ReachDSL产品利用“现成的”而不是定制的数字信号处理器(DSP)。

• 动态带宽分配-允许针对不同应用定制服务。

VDSL提供视频和更高的带宽

出现了新的变体，例如– VDSL，DSL或DSL high speed 。 VDSL系统仍在开发中，因此最终容量尚不完善，但是建议的标准要求下行带宽最高为52 Mbps，对称带宽最高为26 Mbps。这些带宽的折中是一个较短的环路部分，对于可能的更高带宽的频段，通常短至1000英尺，并且在低于环路长度增加的速度下适应速度。

考虑到这些限制，VDSL部署计划使用与传统DSL，DSLAM稍有不同的模型，并且搬出电话公司的中央办公室和附近地区，并用光纤线路为包含DSLAM的本地机柜供电。

VDSL提供的高速度为服务提供商提供了交付下一代DSL服务的机会，而视频被认为是第一个应用。 VDSL线路以52 Mbps的速度可以为客户提供完整的多通道MPEG-2视频流质量，甚至可以提供一个或多个高清全质量(HDTV)电视频道。

一些服务提供商已开始VDSL系统部署测试，这些测试以终端机VDSL作为机顶盒的形式提供这些服务，例如带有以太网的有线电视或其他数据接口，用于连接到PC以便同时进行数据服务。

DSL的基本原理是一种本地环路技术，其中兼容的设备驻留在单个铜线环路的两端，以确保新的DSL技术随着时间的流逝而不断涌现。服务提供商的战略要点是确保为当今的服务选择特定技术或DSL网络模型不会限制将来采用新技术的选择。

为什么选择ADSL2?

以下几点描述了为什么ADSL2如此受欢迎

• ADSL提供高达8Mbps / 800Kbps的数据速率(可能为12M / 1.2M)。

• 达到18-20kf 26AWG(约6000m)。

• 无无缝费率变化。

• 没有用户活动时，没有省电模式。

• 每个二进制位无1位，每个符号无局部字节。

• 固定的64Kbps开销信道速率(帧结构3)。

ADSL2 / ADSL2 +

以下几点描述了ADSL2 / ADSL2 +的各种功能。

• ADSL2 +提供高达24Mbps / 1Mbps的数据速率。

• SNR变化时的无缝速率自适应。

• 电源管理大大降低了功耗。

• 每个bin 1位和每个符号部分字节可提高覆盖范围。

• 达到20-22kf 26AWG(约7000m)。

• 可变的开销信道速率可以满足用户需求。

• 训练期间循环诊断函数。

ADSL2 / 2 +的好处

ADSL2和ADSL2 +提供下一代功能，以改善DSL部署业务案例。以下是它的一些好处-

• 更高的利率
• 延伸范围
• 更高的稳定性
• 能源管理
• 增强光谱兼容性

延伸范围

ADSL2使服务提供商可以使用速率增强技术以更长的环路长度扩展现有的速率计划-

速率增强技术–

• 减少帧开销
• 强制性网格编码
• 1位星座
• 导频数据

远程DSL(LDSL) –

• RE-ADSL2北美增强PSD
• 重叠模式

构图增强

以下功能有助于构图增强。

• 更灵活的框架结构

• 在G.DMT中替换了帧结构类型0、1、2和3

• 接收器选择配置参数

• 可能实现最佳的里德-所罗门编码

• 从4Kbps到64Kbps的可配置开销信道

• 基于HDLC的OAM协议可检索详细的性能监控信息。

PMD增强-培训

以下功能有助于PMD增强-培训。

• 新生产线诊断程序。

• 接收器选择导频音。

• 在通道分析过程中改进了SNR测量。

• 改进了详细发射信号特性的交换。

• 音调中断，以允许在初始化期间进行RFI测量。

PMD增强-性能

以下功能有助于PMD增强-性能。

• 强制支持网格编码。

• 强制支持一位星座。

• 在导频音上调制数据。

• 接收器确定的音调顺序提高了RFI的鲁棒性。

PMD增强-电源

以下功能有助于增强PMD-功率。

• 传输功率削减。

• 强制降低发射功率。

• 具有新的L2低功耗状态的ATU-C的省电功能。

• 具有新的L3空闲状态的省电功能。

PMD增强–动态

以下功能有助于PMD增强-动态。

• 交换位

• 无缝速率适配(SRA)

• 动态速率重新分配(DDR)

为什么在线重新配置?

以下几点描述了为什么需要OLR。

• DSL线路状况始终会更改串扰，天气，无线电，环境等。

• 用户活动始终在挂机，挂机，高峰/正常使用情况下发生变化。

• 运营商带宽重新分配。

在线重新配置(OLR)

以下几点告诉我们有关OLR的信息

• 当生产线或环境变化缓慢时，请保持无缝运行。

• 优化速率设置(可以减少6dB的余量)。

• 提供了上层配置。

• 所有通道均可独立运行。

在线重新配置的类型

以下是OLR的类型。

比特交换(BS) –

• 在子载波之间重新分配数据和功率
• 适应变化的线路条件

无缝速率适配(SRA) –

• 重新配置总数据速率
• 后台SNR监视可以找到最佳设置

动态速率重分配(DRR) –

• 重新配置多个延迟路径之间的数据速率分配。

控制参数

以下是成帧器配置和PMD功能的控制参数。

成帧器配置–

• Bpn-来自等待时间路径#p中的帧承载#n的八位字节数。

• Lp-来自等待时间路径#p的每个符号的位数。

PMD功能–

• ，
• L-总数据速率

通过SRA提高稳定性

无缝速率适配(SRA)使调制解调器能够更改速率和位负载，以在不进行重新训练的情况下将每个bin的余量保持在最低水平。

GlobespanVirata Inc.的ADSL2兼容SRA可以一次更改单个垃圾箱或所有垃圾箱。它可以在几秒钟内而不是几分钟内进行速率变化和噪声适应。

OLR摘要

下表描述了OLR的摘要。

能源管理

以下几点描述了OLR中的电源管理

• KWAM和24/7级别的DSLAM功耗。

• 可以节省很多电量。

• 大约-40 dB的TX功率削减可为每个端口节省100mW。

• 2000端口的DSLAM可以节省200W！

最大保证金算法

OLR的最大余量算法的好处如下-

• 消除生产线上的多余利润。

• 估计线路状况并在握手过程中退回Tx电源。

• 与旧版CPE兼容。

• 在典型环路上将线路驱动器的功耗降低60％。

统计功率管理

在客户闲置期间，它将总功耗降低多达50％。

目标

主要目标是节电和最小化串扰。有三种电源管理状态-

• L0-全功率数据模式(今天有)

• L3-空闲模式(不尝试启动)

• L2-低功耗模式-

• 功率削减值增加(<40dB)

• 低比特率

更高额定的ADSL2 +技术

更高额定的ADSL2 +技术可实现以下功能-

• 为优质数据，语音和视频部署提供更高的费率。

• 启用最高26 Mb / s的数据速率。

• 在ADSL S = 1/2上将10-12Mb / s的扩展范围扩大2倍

• 可选的远程频段计划可从远程机柜进行部署，而不会降低CO的服务质量。

• 单独的bin禁用提供了与旧服务的完全兼容性。

• 自动检测CPE功能可与传统CPE兼容

ADSL / ADSL2 ATU-C TX频谱

下图描述了ADSL / ADSL2 ATU-C TX频谱。

ADSL2 + ATU-C TX频谱

下图描述了ADSL2 + ATU-C TX频谱。

ADSL2 +功能

以下是ADSL2 +的功能。

• 将下行频谱从1.1MHz翻倍至2.2 MHz，并将下行bin数量从256增加到512。

• 最大下行数据速率从8Mbps增加到24Mbps。

• 在短循环长度时提高了性能。

• SRA和电源管理的范围更广，从32Kbps到24 Mbps。

ADSL2 +性能

以下几点描述了ADSL2 +的性能。

• ADSL +和ADSL2 +支持高速非对称DSL应用以及传统的远程DSL服务。

• 自动检测支持回退到ADSL2和旧版ADSL。

• ADSL2 + / G.Span启用22/3服务，而没有VDSL 1.5公里达到限制。

• 可与传统ADSL CPE互操作。

范围扩展DSL(RE-ADSL)

• 范围扩展的ADSL(RE-ADSL)是G.992.3的附件L

• 延伸1-2英尺

• 规范的基础是强制性的非重叠PSD定义以及可选的重叠PSD定义。

附件M

• 引入以提高上游率
• 最大限度地增加上游垃圾箱的数量
• 如果不重叠，则以下游为代价
• 高达3Mbps的上行数据速率

下表描述了ADSL的各个方面。