第三章-ADSL接入技术

第三章ADSL接入技术3.1ADSL技术概述3.2ADSL接入系统模型、方式、设备3.3ADSL调制、复用原理3.4ADSL设备的安装与维护3.5ADSL接入技术的应用3.6ADSL技术的发展3.1.1ADSL技术的发展背景随着互联网的高速发展，在互联网上的商业应用和多媒体等服务得以迅猛推广。为了实现用户接入网的数字化、宽带化，提高用户上网速度，光纤到户是用户今后发展的必然方向，但由于光纤用户网的成本过高，在今后的十几年甚至几十年内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路。近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术，包括N-ISDN、CableModem、ADSL等等，其中ADSL是最具前景及竞争力的一种,将在未来十几年甚至几十年内占主导地位。3.1.2ADSL技术的基本概念ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)的全称是不对称数字用户传输线。它利用目前先进的数字编码和调制解调技术，实现在一对普通电话双绞线上传送高速数字信号，最高下行速率可达8Mbps，最高上行速率可达1Mbps，传输距离最大可达4～5km。DSL（数字用户线路，DigitalSubscriberLine）是以铜质电话线为传输介质的传输技术的统称，ADSL只是DSL家族的一员。它的家族成员还包括：HDSL、SDSL、VDSL和RADSL等,一般称之为xDSL。它们的主要区别就在传输速度和距离、上下行速率是否对称上。3.1.2ADSL技术的基本概念xDSL的几种类型ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)：非对称的数字用户线HDSL(HighspeedDSL)：高速数字用户线SDSL(Single-lineDSL)：1对线的数字用户线VDSL(VeryhighspeedDSL)：甚高速数字用户线RADSL(Rate-AdaptiveDSL)：速率自适应的DSL，是ADSL的一个子集，可自动调节线路速率）。3.1.2ADSL技术的基本概念ADSL的优势（较p52)1.传输速率高，比普通拨号MODEM快上几十倍2.功能更强大，一根电话线可以同时上网、打电话、互不干扰3.费用更经济，上网无需电话费，符合我国国情的发展4.安装快捷方便,在现有电话线上安装ADSL，无须为宽带上网而重新布设或变动线路。ADSL信道划分1-8Mbps下行速率电话信道上行速率512K-1Mbps电话线3.1.2ADSL技术的基本概念普通电话通道，话音：0-4KHz；中速双工通道，上行30KHz--138KHz；用于ADSL控制信号的传输和上行的信息；高速下行通道，下行为138KHz--1.1MHz用于用户下行信息；ADSL通过非对称传输，利用频分复用技术（或回波抵消技术）使上、下行信道分开来，实现信号的高速传送。在ADSL中，我们把用户线依频率划分为三个信道—电话信道、上行信号信道、下行信号信道。电话信道占用4KHz的频带。这个电话信道的存在，可以保证即使ADSL连接失败，语音通信仍能正常进行。上下行信道均可支持复用。上下行信道的速率是不同的，ADSL中的“非对称性”指得就是这一点。实际使用中，线路速率要受物理线缆长度、尺寸和干扰因素的影响而不同。ADSL信道划分3.1.2ADSL技术的基本概念3.1.2ADSL技术的基本概念ADSL的传输速率与传输距离的关系是，传输距离越远，传输速率越低；反之，传输距离越近，传输速率就越高。在连接时，ADSL可以根据线路状况，包括距离、噪声等影响，自动地调节到一个合理的速率上。由于ADSL的数据业务频带与话音业务4kHz的频带是分开的，ISP可以经济方便地为用户提供诸如高速互联网接入、VOD、可视电话等多种业务，并对现有用户分配的网络不做变动。3.2.1ADSL系统模型ADSL结构、系统模型3.2.1ADSL系统模型图中：⑴ATU－C(ADSLTransmissionUnit－Central)：即处在电信局侧的ADSLModem被称为ATU－C。⑵ATU－R(ADSLTransmissionUnit－Remote)：即处在用户端的ADSLModem通常被称为ATU－R。ADSL的网络结构包括3个子网部分：客户端网络，通信线路，局端接入网络。ADSL的功能属于OSI七层模型的物理层。它主要实现信号的调制、提供接口类型等一系列底层的电气特性。测量室、模块局数据机房数据模块语音模块ADSLModem端子模块DSLAM用户城域网ADSLModemADSL线路连接示意图横排直列ADSLModemADSLModem分离器分离器外线交接箱配线主干横排横排直列直列程控交换机电话机房分离器电话机电脑BAS分离器3.2.2ADSL用户接入方式ADSL接入类型：专线入网方式：用户获分配固定的静态IP地址，用户永久在线。虚拟拨号入网方式：用户输入帐号、密码，通过身份验证，获得一个动态的IP地址，可以掌握上网的主动性。3.2.2ADSL用户接入方式ADSL专线的接入不需要虚拟拨号，用户申请装机时为用户指定静态IP地址，用户连接和配置好ADSLMODEM后，在自己的PC的网络设置里设置好相应的TCP/IP协议及网络参数。开机后，用户端和局端会自动建立起一条链路。所以ADSL专线接入方式具有固定IP、自动连接等特点。ADSL专线可使用1483路由和1483桥协议。根据使用协议不同，又分为桥接方式：RFC1483Bridged（IP地址设在电脑上）IPOA方式：RFC1483Router（IP地址设在路由器上）ADSL专线接入3.2.2ADSL用户接入方式RFC1483协议RFC1483协议提出有关ATM网络传输局域网数据的规程，定义了局域网数据包的ATM信元封装有两种类型的封装形式，即基于VC的复用和LLC的封装。每一种高层协议由一条ATM虚电路来承载，这种方法被称为基于VC的复用。在同一条ATMVC上复用多种协议，这时需要在所传送的PDU上加上IEEE802.2逻辑链接控制(LLC)前缀，以此来标识所传送的PDU的协议，这种方法被称为LLC封装。3.2.2ADSL用户接入方式用户采用专门的PPPOE/PPPOA协议，在ADSL的数字线上进行拨号，拨号后直接由验证服务器进行检验，用户需输入用户名与密码，检验通过后分配相应的动态IP，就建立起一条高速的用户数字电路。ADSL虚拟拨号接入3.2.2ADSL用户接入方式采用虚拟拨号方式上网的优点有哪些？优点一：使用固定IP地址的资费较高,而采用虚拟拨号方式上网资费相比较低。优点二：享受更具个性化的消费，包月、按时、按流量任您选。优点三：避免了IP地址被盗用、冲突带来的烦恼。PPP：点对点协议（PPP：PointtoPointProtocol）PPP（点到点协议）是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案。点对点协议（PPP）为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法，在TCP-IP协议集中它是一种用来同步调制连接的数据链路层协议。3.2.2ADSL用户接入方式PPPOE协议PointtoPointProtocolOverEthernet：顾名思义，就是在以太网上传输的PPP协议。PPPoverEthernet是定义PC和宽带Modem（如：xDSL、cable、无线、LAN）互操作，访问高速数据网络的协议。它基于两种广泛采用的标准：以太网和PPP协议。PPPoE基本上不需要熟悉拨号网络的用户学习更多的知识，不要求ISP和电信运营商的运营模式有大的改变。PPPoverEthernet客户，应安装特别的PPPoE拨号软件。PPPOE有两个明显的阶段：（1）初始化阶段（2）PPP过程阶段3.2.2ADSL用户接入方式PPPoE的优点：计费方式灵活（可以包10小时、30小时，也可以按流量收费）；用户无需配置，动态分配IP地址；随需连接网络，而不是一直在线；安全性。PPPOE拨号过程：用户拨号发起呼叫（可以从用户微机上，也可以从ADSLModem上发起）；数据信号经电话线送到局端ADSL交换机DSLAM上；DSLAM进行识别，送到宽带网关设备BAS上；宽带网关识别，送到Radius认证服务器；Radius认证服务器通过认证，返回宽带网关；宽带网关为用户动态分配IP地址，返回用户成功信号；用户连接成功。PPPOE用户ADSL正常上网的基本条件1、用户端ADSLmodem稳定握手，同步灯保持长亮；2、用户PC上的PPPOE拨号软件可以找到接入服务器；3、用户PC通过拨号验证，获得由BAS分配的公网IP地址，可以正常访问互联网。操作系统应用程序DSLAMBASInternet宽带接入服务器互联网DSL接入复用器电话线Modem123RADIUS认证服务器33.2.2ADSL用户接入方式其他接入方式：PPPOA接入路由接入局域网虚拟拨号接入1.ADSL接入系统的主要设备⑴设备的分类按设备所处的位置进行分类可以分为以下两大类:①局端设备DSLAM；②用户端设备CPE。⑵主要的局端设备的分类按功能的不同，局端设备又可分为：①DSLAM接入平台；②ADSL局端卡；③语音分离器；④数据汇聚设备IPC。⑶常见的用户设备按功能的不同，用户端设备又可分为：①ADSLModem：用于对用户的数据包进行调制和解调并提供数据传输接口。②语音分离器：用于分离低频的语音信号和高频的数字调制信号。3.2.3ADSL设备DSLAM设备3.2.3ADSL设备局端设备DSLAMDSLAM的概念：它是数字用户线路接入复用器的简称，属于xDSL接入系统中的局端设备.常见DSLAM设备的作用①构成DSLAM接入平台：用于将不同的ADSL接入卡和网卡等同时插入，通俗的讲就是将一组ATU-C和具有多路复用功能的部件组合在一起，从而形成ADSL接入在局端的多路复用器。②ADSL局端卡：用于为线路上的信号提供与之对应的数据传输接口。③语音分离器：将低频的语音信号与高频的数字调制信号进行分离，并分别送入电话交换机系统PSTN和ADSL接入系统设备ATM交换机或TCP/IP路由器。④数据汇聚设备IPC：用于为接入系统提供不同的广域网接口，如ATM、帧中继FR、T1/E1、SDH等。3.2.3ADSL设备用户端ADSL宽带接入设备ADSLModem话音分离器网卡电话线网线3.2.3ADSL设备ADSLModem功能：实现调制与解调。将来自计算机网络线路上的数字信号变化为适合在电话线上传输的模拟信号，这个过程成为调制；同时，将来自电话线上的模拟信号变换为计算机网络上的数字信号，这个过程称为解调。3.2.3ADSL设备ADSLModen用户端的ADSLModem主要由处理D/A变换的模拟前端(analogfrontend)、进行调制/解调处理的数字信号处理器(DSP)以及减小数字信号发送功率和传输误差，利用“网格编码”和“交织处理”实现差错校正的数字接口构成。3.2.3ADSL设备分离器(滤波器)ADSL技术能同时提供电话和高速数据业务，为此应在已有的双绞线的两端接入分离器，分离承载音频信号的4kHz以下的低频带和ADSLModem调制用的高频带。分离器实际上是由低通滤波器和高通滤波器复合的设备，为简化设计和避免馈电的麻烦，通常采用无源器件构成。3.2.3ADSL设备ADSLMODEM的分类•一、内置式以太网接口（PCI)ADSLMODEM•二、USBADSLMODEM•三、外置ADSLMODEM•四、ADSL路由器3.2.3ADSL设备内置ADSLMODEM内置ADSLMODEM的特点：内置PCI供电，无需外接电源；标准PCI工业总线接口；工业标准设计、高灵敏度、低功耗。3.2.3ADSL设备PCI接口内置式ADSLMODEM接入示意图3.2.3ADSL设备USBADSLMODEMUSBADSLMODEM的特点：低功耗、USB总线直接供电，无