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不對稱數字用户線

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不對稱數字用户線(Asymmetrical Digital Subscriber Line,簡稱:ADSL)屬於DSL技術的一種。ADSL技術提供的上行和下行帶寬不對稱,因此稱為不對稱數字用户線路。
中文名稱
不對稱數字用户線
英文名稱
asymmetric digital subscriber line;ADSL
定  義
一種用於雙絞銅線的用户環路,上行和下行信道的傳輸速率是非對稱的傳輸技術或設備。
應用學科
通信科技(一級學科),線纜傳輸與接入(二級學科)
中文名
不對稱數字用户線
外文名
Asymmetrical Digital Subscriber Line
簡    稱
ADSL

不對稱數字用户線技術原理

ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Loop)是在電話線上運用的一種新的寬帶接入技術,它是利用電話銅線,為網絡用户提供上、下行非對稱的傳輸速率。 在應用 ADSL 技術時,ADSL modem 是用來分離模擬信號和數字信號的,即將用户上網的語音信號傳送給話機,而數字信號傳送到 pc 機。 於此同時,在局端也有一個起相同作用的設備。 正是由於 ADSL 技術的這種作用,才能夠讓用户在使用ADSL 技術時保證上網和打電話互不干擾。 ADSL使用的是編碼技術,目前有離散多音複用 DMT 和抑制載波幅度和相位的 CAP 兩種。這兩種編碼技術有其共同點,都使用正交幅度調製。 而區別在於,CAP 的數據會被調製到單一載波上,然後再使用 QAM 進行調製。 [1] 
DMT 以 4kHz 的寬度將 26kHz—1.1Mhz 的數據傳輸帶分為 25 個上行子通道和 249 個下行子通道,在理論上可以達到傳送 15b/Hz 的速率。 因而,ADSL 在理論上的上行速率為1.5Mb/s,下行速率為 14.9 Mb/s。 並且 ADSL 使用的頻分多路複用和回波消除的調製技術,在電話線上實現了有效寬帶分隔。 [1] 
同時,DMT 具有很強的抗干擾能力。 頻率的信號會受到電話銅線質量、外部環境的影響,而 DMT 能夠自動調整各個子通道的速度,儘可能地實現可能條件下的最高速率。 DMT 在受到干擾時,受到干擾的子通道的速率會有所降低,而沒有受到感染的各子通道的傳輸速度不會受到影響,而 CAP 採用的單載波單通道方式,只要受到感染,所有的子通道的速率都會降低,這樣對於沒受到干擾的頻段就浪費了。 [1] 

不對稱數字用户線技術優點

ADSL 接入技術在運用過程可表現出很多優點,它無需另鋪電纜,直接利用用户的電話線,並且傳輸數據和語音信息互不干擾,可同時上網和打電話。 ADSL 技術也能保證用户固定、獨享的高寬帶,適合高速 Internet 等數據的接入,具體而言,主要有以下方面的特點:

不對稱數字用户線高速網絡服務

ADSL 接入技術可以為用户提供上、下行不對稱的傳輸帶寬。 ,其上行速度可以達到 64K~640kbit/s,下行具有 2~8Mbit/s,是普通撥號 Modem 的百倍。

不對稱數字用户線節省費用

ADSL 技術在運用時,因其數據傳輸時並不通過電話交換機,它撥的是虛擬專網接入的 IP 地址,使用 ADSL 不用多付電話費,只需繳納上網費即可。 並且在使用過程中,傳輸數據和語音信息互不干擾,可同時上網和打電話。

不對稱數字用户線獨享寬帶安全

CableModem 雖可達到上行 8M、下行 30M 的接入速率,但其在網絡拓撲的選擇上採用的是總線型廣播網絡,在結點上有數以萬計的用户爭搶 30M 的寬帶,其傳輸數據的速率便可想而知了,但採用總線型廣播網絡模式,可能會造成信心傳輸的極度不安全。 而ADSL 採用的是星型拓撲結構,骨幹網絡採用的是光纖傳輸,每個網絡用户都享有固定、獨佔的寬帶,這樣便可保證用户發送信息數據的速率和安全性。

不對稱數字用户線安裝快捷方便

按照 ADSL 時,只用在現有電話線上安裝一隻電話分離器和 ADSL Modem,然後將其連接,並將 TCP/IP 協議中的 IP,DNS 和網關參數設置好,用户便能上網了,安裝起來極為方便。然而,ADSL 技術也存在一些問題,ADSL 對線路和傳輸距離十分敏感,傳輸距離越遠,速率就越慢,並且也容易受到干擾,穩定性不強。

不對稱數字用户線應用

ADSL 是通過普通電話提供高速通信和相互視頻功能,不僅是家庭用户高速接入的最好方式,更在網絡局域網方面,顯示出了其巨大的潛力。ADSL 採用了兩種方式:專線方式和虛擬撥號方式。前者表現在網絡用户能夠 24 小時在線,具有靜態的 IP 地址,只要用户開機便可接入 Internet,採用此種方式的大都是中小型企業。 虛擬撥號方式只能保證短時間上線,並且傳輸數據量也不能過大,它沒有真正的撥通電話號碼,而是根據用户口令認證接入網絡,費用與電話服務無關。 在實際生活中,應用 ADSL 的幾種常用方式:

不對稱數字用户線單機接入

單機接入方式大多設用與家庭用户,如果網絡用户家中只需安裝一台計算機上網,電信部門會向用户提供 ADSL Modem 和一部分離器,在 ADSL Modem 和分離器之間用一條兩芯的電話線連接,並用一條網線將 ADSL Modem 與計算機的網卡連接好,這樣硬件便安裝好了,然後將 TCP/IP 協議中的 IP,DNS 和網關參數設置好,用户便能上網衝浪了。

不對稱數字用户線雙機共享

現在越來越多的家庭需要有 2 台計算機通過一部電話上網,可以把性能相對較好的一台計算機作為代理服務器,併為其安裝雙網卡,一塊網卡與 LAN 連接,另一塊網卡與另一台計算機連接。並且網絡用户在連接網卡時需要注意,網線需採用交叉網線,即兩端水晶頭不同。 接着,在網卡連接好之後,將性能較好的計算機設置成服務代理器,另一台計算機設置成共享模式,那麼,這兩台計算機在雙機共享模式下通過設置代理服務器便可上網了。 但在使用的過程中,要讓作為代理服務器的電腦一直保持開機狀態。

不對稱數字用户線局域網共享

局域網共享接入是目前運用的較為廣泛的一種接入方式。 主要有以下兩種:
1) 用 HUB 構造小型局域網。 與家庭雙機共享類似,先將一台性能較好的計算機設置成代理服務器,並適用雙網卡,將一塊網卡申請一個 IP 地址即可,而其他本地局域網的客户機可採用保留 IP 地址。
2) 專線方式。 專線方式是指局域網用户直接向電話局申請一個 IP 地址,這樣便不用先設置代理服務器,然後通過代理服務器來實現資源的共享。

不對稱數字用户線與其他的比較

ADSL 有其獨特的技術原理和調製方式,不能和普通撥號 Modem 和有線接入的 Cable Modem 交換使用。
ADSL 與普通撥號 Modem 和 ISDN 相比較
ADSL 在速率上有明顯的優勢,它的傳輸速率是普通撥號 Modem 的 150 倍。 ADSL 載同一根銅線上分別傳送數據和語言信號,數據傳輸和語音信號互不干擾,並且數據信號不通過電話交換機進行傳送,減輕了電話交換機的負荷。 同時 ADSL 撥的是虛擬專網接入的 IP 地址,不是 ISP 提供商的電話號碼,因而用 ADSL 上網並不用多付電話費,只需繳納上網費即可,所以,隨着 ADSL 的廣泛運用,普通撥號 Modem 和 ISDN 將逐漸倍淘汰。
ADSL 與 DDN
網絡用户在用萬維網下載信息時,向萬維網發送信息需要很小的寬帶,然而,ADSL 的的非對稱接入方式相比 DDN 而言,接入方式靈活,更符合現代網絡的特點,並且速率更高,費用較之 DDN 也更加低廉。
ADSL 與 Cable Modem
Cable Modem是目前採用的較為普通的接入方式,因其鋪設的有線電視光纜本身就是一個高速寬帶,因而只要對線路進行簡單改造,就可以達到上行 8M、下行 30M 的接入速率。 在美國,50%以上的用户採用了這種 Cable Modem 接入方式。 然而,它的缺點也隨着用户的增長而逐漸顯現出來,因為接入的用户越多,個人的接入速度就會降低,安全保障性也會受到影響。 ADSL 技術在這方面與Cable Modem 相比,具有非常大的優勢,首先,ADSL 採用的是星型拓撲結構,每個網絡用户都享有固定、獨佔的寬帶,這樣便可保證用户發送信息數據的速率和安全性;而 Cable Modem 在網絡拓撲的選擇上採用的是總線型,雖其速率可以達到 10 M 甚至 30 M,但這在大多數情況下,只在理論上實現,因其寬度是多個網絡用户共享的,每個用户所分享的速率平均下來就會很低,用户越多,個人的接入速度就越低。 其次,在現有技術條件下,HFC 必須考慮到有線電視節目,因此而佔用了部分寬度,實際上便只剩下了一部分寬度可供分享。 因此,ADSL 與 Cable Modem 在數據傳輸和安全性上有較大的優勢。

不對稱數字用户線發展建議

在市場需求不斷提高的今天 , ADSL迫切需要解決以下問題。 [2] 
1) 互通性設備的互通性對運營商和用户來説意味着靈活性 , 因此 , 各主要廠商的ADSL應該相互兼容 , 它是 xDSL得到大規模市場應用的前提。
2) 通用插槽概念的設計。如果可以採用通用插槽 , 就可以使 ADSL平台很容易地對新的寬帶接入平台特性及附加接口進行重新配置或升級, 並可在同一個軟件中綜合多種DSL方案。
3) 在整個工程的設計上 , ATM 信元總線結構應保留足夠的擴展空間 , 以避免 ATM路徑內任何瓶頸的發生。4) 對 DSLAM 可以採用級連。在遠端的小型節點和在人口密集區的大型節點處 , 可將遠端的小型 DSLAM 級連到中央位置的一個 DSLAM 上來。通過 n* E1 /DS1接口 , 遠端可以充分利用現有的 SDH傳輸結構進行連接。在更高的網絡層次上被級連的 DSLAM將遠端的 DSLAM 通過 n* E1 /DS1接口收集起來。對大型的主局來説 , DSLAM 可以在本地連接 , 以保證高級的話務集中到 STM -1的核心接口。

不對稱數字用户線前景

ADSL 可以在現有的線路上進行服務,充分利用現有的線路資源,它能夠提供高速的上網速度,適應高速 Internet 的接入,具有一定的發展空間和潛能,是目前電信運營商在寬帶接入市場競爭中採取的主要對策。 隨着網絡技術的高速發展,Modem 和 ISDN 接入技術將會被 ADSL 寬帶接入方式逐漸取代,最終實現光纖接入。
參考資料
  • 1.    谷鵬. 淺談ADSL技術及其應用[J]. 電腦知識與技術,2010,30:8502-8503.
  • 2.    尤學智. ADSL技術分析及其發展[J]. 長春郵電學院學報,2001,02:51-58.