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VDSL对用户线性能有什么影响 VDSL参考模型介绍

摘要 什么是甚高速数字用户线路(VDSL)1 vdsl的起源近年来,全球越来越多的电话用户安装了电脑,需要使用的数字通信速率也越来越高。然而,将用

什么是甚高速数字用户线路(VDSL)

1 vdsl的起源

近年来,全球越来越多的电话用户安装了电脑,需要使用的数字通信速率也越来越高。然而,将用户终端连接到通信网络交换局的接入线路(通常称为用户线)仍然是绞合铜线。虽然光缆在城市通信网络的局间线路中得到了广泛的应用,其传输容量大,能够以较高的数字速率传输信号,但由于经济成本的原因,许多分布广泛的用户线仍然使用原来的绞合铜线。因此,如何在铜用户线上安装简单的设备来传输高速数字信号,是一个亟待解决的重要现实问题。

在世界上,一个调制解调器已经安装在铜用户线上,形成一个数字用户线路(DSL)。近年来,为了进一步提高传输数字速率的能力,已经将其改进为非常高速的数字用户线路(VDSL),这要求数字速率在1.5千米的距离上可以从15兆比特/秒传输到25兆比特/秒,在300米的短距离上可以从48兆比特/秒传输到52兆比特/秒.有了这样高的数字速率传输能力,就有可能在原来的铜线用户线上向家庭用户和商业单位用户提供宽带通信服务,包括高速计算机通信服务。在光纤到建筑(FTTB)的情况下,建筑中的所有业务单元仍然可以使用铜线,并且它们还需要VDSL。在人口密集的地区,如果光纤线路从交换局延伸到路边(FFTC),光缆末端的接线盒将从铜线分接到每个用户的家中,这些铜线可能还需要与VDSL一起安装。

国际电信标准组织为VDSL制定了两个标准:一是多载波调制(MCM),即离散多音(DMT),其反向传输兼容非对称数字用户线路(ADSL);其次,单载波调制(SCM)与ADSL不兼容。一般来说,所谓向上的方向是指从客户到交易所的正向,而向下的方向是指从交易所到客户的反向。

2用户线性能的影响

一般用户线中,绞合绝缘铜线的直径为0.4-0.9毫米,绝缘介质多为聚乙烯。一根包铅电缆可能包含数百到数千对绞合铜线。电缆可能埋在地下管道或架空中。每对铜线的衰减取决于线径、介电特性和绞合模式。它总是随着频率和长度而增加。对于VDSL来说,由于其使用频率高,数字速率容量也相应有限。

在同一根电缆中,每对电缆的电磁辐射都会对相邻电缆造成串扰。频率越高,相声越严重,肯定会对VDSL造成损害。在每对中以相反方向传播的信号将导致近端串扰(NEXT)。在每对信号中以相同方向传播的信号将导致远端串扰(FEXT)。由于NEXT没有被线衰减,所以会比FEXT造成更大的伤害。相邻对上的VDSL信号可能会导致串扰。例如,一些电缆对配备了VDSL,而其他电缆对配备了其他类型的DSL,这也可能导致近端和远端之间的串扰。此外,用户线中的每对铜线都有自己的噪声,主要是热噪声,这些噪声也可能受到来自外部电子或机电设备的冲击噪声的影响。

3 vdsl的业务分类

VDSL可以承担两种类型的服务:“不对称”和“对称”。所谓的不对称类型意味着上行链路和下行链路方向上的传输和通信的数字速率不相等。一般用户发送给交换局的上行数字速率较低,交换局发送给用户的下行数字速率较高。

家庭用户一般使用非对称业务,如数字电视(DTV)、高清电视(HDTV)、多媒体或在家工作、文件传输以及网站提供的大量信息,这些业务的上行传输数据速率较低,下行传输数据速率较高。一般在1km以上的VDSL,上行传输3 ~ 4 Mbit/s,下行传输22 ~ 23 Mbit/s,如果VDSL距离短于300m,下行传输的数据速率可能高达52 Mbit/s,甚至几s

在企业中,大多数使用对称VDSL。对于长距离,例如1公里,上行和下行方向的数据速率都是13兆位/秒,而对于300米以下的短距离,两个方向的数据速率都是26兆位/秒。在自动柜员机或IP局域网中,数据速率可能分别为25.6兆位/秒或10兆位/秒。对此,国际组织有所规定,但没有统一。

从上面的简单解释可以看出,VDSL线的上行链路和下行链路传输可以是对称的或非对称的,但是可以实现双工通信。显然,VDSL使用频分双工(FDD),即频谱上相邻的一个下行频带和另一个上行频带。在国际上,VDSL有三种建议的频率安排,频率范围为0.138-2.0兆赫,每种安排有两个下行链路和两个上行链路。

4 VDSL的参考模型

为了在PSTN或ISDN的绞铜用户线上实现VDSL,必须在交换局和通信网络的每个用户端分别增加VTU-O和VTU-R。即VDSL传输单元(VTU),o代表交换局,r代表用户终端。实际上,VDSL的参考模型主要由VTU-0、VTU-R和绞合铜线组成。

交换机的VTU-0包含LT,用户终端的VTU-R包含RT(或nt),用于数字数据和连续时间VDSL信号之间的相互转换。当然,应该在交换局的VTUR与用户线连接的地方和用户终端的VTUR与用户线连接的地方设置分离器,将通常沿用户线传输的通信信号与VDSL信号分离。

在VDSL的传输单元中,无论是交换机侧的VTU-O还是用户终端的VTU-R,都有传输协议专用的传输聚合(TC)和物理介质专用的传输聚合(PMS)。因此,参考模型中的VTU-O和VTU-R分别具有TPS-TC、PMS-TC和PMD

,于是,经由分隔器连接用户线。

  TC层有TPS-TC和PMS-TC部分。TPS-TC适合各种不同的ATM、STM、IP等传送规约,把它们融合一起,进入PMS-TC。较新的TPS-TC可能采用分组转移模式(PTM)。TPS-TC的信号可能利用此种不同的时分复接器,其一是把快的、对时延敏感的信号由MUX-F复接一起,其二是把慢的、对时延不敏感的信号由MUX-5复接一起。而在PMS-TC,快的和慢的通路混合一起,用前向纠错码(FEC),每一传输帧各有其特殊的标头。

  VDSL收发信机有些采用MCM或DMT,DMT调制采用反向快速傅氏变换(IFFT)。VDSL也可采用SCM,可能有两种数据速率,相应地,线路上使用4个频带,即上行和下行各两个频带。

  Fx是可改变的:如选用6MHz,就对对称业务有利,而如选用10 MHz,就对非对称业务有利。在以上3种频率安排,目前和选用997;欧洲则非对称业务用998,对称业务用997;只有瑞典准备用Fx。

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