论DSL技术在宽带多媒体网络中的实践应用

郭献崇 郁杰

【摘要】自21世纪以来，计算机已成为推动社会经济发展的重要工具，而宽带技术则是计算机接入互联网的核心技术。在宽带技术中，我国以DSL技术为主流，DSL技术采用接入复用器（DSLAM）来实现局端宽带接入。鉴于此，本文便简要探讨了DSL技术，并对该技术在宽带多媒体网络中的相关实践与应用进行深入论述。

【关键词】DSL技术;宽带;多媒体网络;实践

DSL技术又被称之为数字用户线技术，其线路采用双绞线，从而使本地环路实现了数字化发展，用户能够通过DSL技术来实现网络业务的传四分五裂，而且DSL技术在宽带改造成本上较低，这使其深受广大消费者与运营商的青睐。随着计算机的深化应用，多媒体已经被应用于各个领域，这也使海量文件下载、视频线上点播、网络教育等新兴事物在极大程度上丰富了人们的生活。DSL技术也由此得以不断发展。DSL技术的种类有很多，如非对称数字用户线（ADSL）、对称数字用户线（SDSL）、高速数字用户线（HDSL）等。这些不同种类的DSL技术在上下行速率、传输距离以及传输速度上有着不同的差异。为此，以下便对DSL技术及其在宽带多媒体网络中的实践应用进行深入的论述。

1. DSL技术

1.1 ADSL

ADSL即非对称数字用户线，根据用户实际需求，能够为用户提供多种传输通道，包括高速单工通道、64kbit/s双工数据传输通道以及全双工通道等。其中高速单工通道的速率为DS2，下行数据速率通常为6Mbit/s，而且该类型通道按照1.5Mbit/s的倍数进行数量划分。在64kbit/s双工数据传输通道中，可将其与高速通道进行结合应用，以实现对信息的传输和业务提供者与接受者的交互式控制。在全双工通道中，可依据实际业务要求在速率上选择160kbit/s或576kbit/s。在ADSL中，通过离散多音调制可实现对带宽子通道的划分，利用子通道来实现信号的独立传输与调制，从而提高信号的抗噪能力。对于ADSL技术而言，其在功耗、带宽管理、传输距离以及抗干扰等各个方面尚有许多缺陷有待克服，而这些缺陷都会对其传输速率造成一定程度的影响。

1.2 ADSL2

相比于ADSL，ADSL2是其新一代标准，在频段上两者是一致的，不过ADSL2有着更加优良的传输性能，这些性能主要表现在距离更远、线路损伤更低、噪声抵抗性更强等。首先，从传输速率上来说，ADSL标准的开销最小值是4kbit/s，其传输性能的改善可采取多种措施来实现，如提高编码增益、信息处理算法优化、减小帧开销等。其次，在传输距离上，能够通过单比特调制来延长传输距离，这样在传输速度一致情况下，调制效率的提高会比原有的传输距离增加183m。再次，在功率管理中，ADSL2通过采用高功耗与低功耗两个运行模式，以此确保功耗的降低，当收发器没有传送数据或数据速率较低时，会自动切换至休眠状态。最后，在故障诊断中，ADSL2能够对线路中的信噪比、衰减、噪声等重要参数进行实时监测与测量，并且还能在无法激活线路的情况下进行自动测量，这使得ADSL2能够更好的实施网络运行维护。

1.3 ADSL2+

虽然相比于ADSL，ADSL2的性能更强，但其传输速率问题却并未真正解决，这也使ADSL2+得以应运而生，ADSL2+对ADSL2的所有特性进行了继承，除此之外其还进行了一定的扩展，这使其在频谱范围上变得更大，子载波数量也进一步增加，从理论上来说，其上行带宽与下行带宽也得到了有效提升。不过，考虑到信道质量的影响，这使其调制点数难以达到最大，而且其中的导频通道与奈奎斯特采样通道都不需要进行数据传输。对于ADSL2+而言，其能够动态选择通道传输比特数，这使其能够对信道变化进行有效适应，从而实现最优传输。此外，ADSL2+还能降低不同技术共用时所产生的线间串扰，因为其带宽传送是独立于传统ADSL之外的，这使其可利用接收端滤波器来对耦合噪声实施过滤，进而有效避免了耦合噪声对信号性能的影响。可以说，ADSL2+的出现，使以往ADSL在接入过程中所受到的带宽限制不再成为技术难题，这使得ADSL2+能够在更大的范围中得以应用，而且传输距离也更远、带宽也变得更大，在网络运行维护上也更加实用、方便。

1.4 SHDSL

SHDSL又叫做单线对高速数字用户线，该技术的出现，使DSL技术中的EI速率接入和传输得以成为现实，从而使城域网传输设备能够无缝对接至接入网。SHDSL技术在传输速率上具有高速对称的特点，这使其双腿够为用户提供双向对称业务，其速率也是对称的，在服务范围上也得以极大提升，服务质量得到显著改善。此外，SHDSL技术有着较远的传输距离，而且不会受到较大的干扰。相比于ADSL来说，当速率一致时，SHDSL的传输范围要比前者大30%。并且因其是通过格栅编码脉冲幅度调制方法来进行线路编码的，这使其具有良好的抗干扰能力。SHDSL还具有良好的兼容性，因其在线路接口方案是统一的，这使其能够有效兼容各种传输技术。最后，SHDSL有着很强大的性能，供应商能够利用SHDSL来制定解决方案，以此解决集成通信问题。并且SHDSL在接入方式上也更加丰富，上行带宽更宽，这使其能够更好的满足用户业务需求。

1.5 VDSL

在DSL技术的不断发展下，VDSL也成为一种新兴的DSL技术分支，该技术可使DSL系统下行带宽得到极大的提高，进而使用户能够实现高速上网，同时其能够对电话线网络进行更为充分的利用，使运营商得到有效的保护，这使得网络的“最后1公里”问题得以有效解决。VDSL技术具有超高的数据速率，而且结合了以太网技术的应用，不过其在线路质量上有着严格的要求，在传输距离上并不占优势，通常只能用于1.5km范围内的数据传输。

2. DSL技术在宽带多媒体网络中的实践应用

DSL技术采用接入复用器来实现局端宽带接入，这种应用方式具有以下特征：其一為传输率的优化;其二是聚合链接，以此实现带宽利用率的优化和控制流量。宽带网络接入服务器与CPE的数据交换是利用DSLAM来提供通道的，以此确保DSL中大量用户数据的有效汇聚，然后将这些汇聚的数据利用高速线进行集中转换，在通过认证时与Internet进行接入。并且利用DSLAM还可实现对Internet的快速接入以及广播视频等多种应用。

2.1 组网原理

在DSL技术中，其客户端设备是CPE，也就是计算机中经常使用的Modem，利用CPE能够使信号向局端DSLAM进行集中传输，而在DSLAM中配置的分离器则能够实现对数字信号与电话信号的过滤分离，其中数字信号通过以太网或ATM上行到宽带网络接入服务器，而电话信号则会被送达至公共交换电话网交换机。利用BRAS能够认证前端接入用户，从而使用户能够快速接入Internet。

2.2 ATM-DSLAM

在DSL Modem中，數据信号从MAC帧转换至ATM信元是利用组装子层与AAL5分段进行的，通过DSL调制，能够使信号在局端DSLAM中传输，以此实现DSL信号解调，进而使其转换成ATM信元。利用ATM-DSLAM能够汇聚上传信号，并采用BRAS平台与因特网进行连接。当信号下行过程中，会通过ATM信元来对ATM DSLAM进行传送，在ATM信号中含有PVC、业务类型等数据。通过ATM-DSLAM能够有效识别各类业务参数，然后通过对应的处理方法使其与对应的DSL信号调制器进行分接，然后在对端DSL Modem中进行输出。

2.3 IP-DSLAM

考虑人们在利用DSL技术向用户提供IP上联接口时，需要采取封装转换措施使ATM转变为IP，依据不同的转换位置，可采用两种封装转换方式，分别是利用以太网交换结构和ATM交换结构来实现。考虑IP-DSLAM是通过以太网交换结构在用户终端板上直接转换为ATM，因此能够在多种DSL用户板中对其进行混合使用。其结构中，以太网上行IP-DSLAM采用2/3层交换作为核心，通常利用宽带接入服务器和以太网交换机来连接IP骨干网。我国在ATM网络资源上有着一定的上限，但因DSLAM建设量的不断增加，使得现有的ATM端口资源正变得越来越少，这也使IP成为新建城域网的主要形式。并且，因ATM网络有着非常高的建设成本，以太网的发展规模不断扩大，使得越来越多的厂家开始致力于推出IP-DSLAM，也就是在DSLAM内部中终结DSL的ATM承载层，而以太网接口则是DSLAM与IP城域网进行连接的枢纽。IP-DSLAM设备主要是通过传输ATM信元，使ATM信元能够在线路终端板中直接转换成以太网帧，并采用2层以太网交换机来汇聚各个DSL用户线路，然后通过BRAS进行认证，以使其与IP骨干网进行连接。因本地用户所拥有的接入带宽是比较有限的，所以ATM信元可按照固定长度进行传输，这样能够降低传输时延，使数据缓冲更为简单。通过2层以太网交换，更能与我国当前的IP技术与以太网技术发展相适应，这有利于对端口资源的节约，同时也能为网络扩容提供便利。

4. 结语

总而言之，计算机在各个领域中的应用，使宽带接入的普及范围不断扩大，这也使网络化服务的优质性正受到越来越多人的关注。虽然人们更青睐于利用光纤来接入Internet，不过却要经过很长的过渡时间。而DSL技术仍旧是宽带接入中的最主要的技术手段，通过对以SHDSL技术为核心的高速数据对称传输高速方案进行深入的论述，能够为DSL技术性价比的不断提高起到重要促进作用，而这也将是新型IP-DSLAM系统在未来发展过程中的必然趋势。

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作者简介：郭献崇，河北怀安人，西安电子科技大学计算机硕士，张家口职业技术学院经济管理系，副教授，研究方向：计算机技术; 郁杰，山西天镇人，讲师，工程硕士，研究方向：通信工程、信号处理。