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SHDSL接人技術(shù)特點及其發(fā)展趨勢

2005/9/23

　　1 引言

　　對于寬帶接人技術(shù)，人們比較熟悉也最常用的是不對稱數(shù)字用戶線路ADSL(AsymmetricalDigital SubscriberLine)，他能在一對普通銅雙絞線上建立上行896kb／s，下行達(dá)8160kb／s的不對稱數(shù)字通信鏈路，這非常適合實現(xiàn)Internet接人以及VOD等不對稱業(yè)務(wù)。但也正是由于ADSL速率的不對稱性，使得ADSL的應(yīng)用存在不少局限。特別是商用寬帶需求環(huán)境是一個雙向的、對稱的流量環(huán)境，對性能波動的容忍度比較低，ADSL接入技術(shù)已越來越不能滿足人們對頻寬和流量的需求。于是，人們開始關(guān)注SHDSL技術(shù)。

　　SHDSL(Symmetrical High bite Digital SubscriberLine)對稱高速數(shù)字用戶線路是由ITU-T定義的在單對雙絞線上提供傳輸雙向?qū)ΨQ帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一種技術(shù)，符合國際電聯(lián)G．991．2推薦標(biāo)準(zhǔn)，由于采用性能優(yōu)越的16電平網(wǎng)格編碼脈沖幅度調(diào)制(TC-PAM)技術(shù)，壓縮了傳輸頻譜，提高了抗噪性能，延長了傳輸距離，因此與ADSL，HDSL技術(shù)相比有著明顯的技術(shù)優(yōu)勢。
　
　　本文主要從SHDSL接入技術(shù)的基本構(gòu)成、各模塊功能、接口等方面介紹其技術(shù)優(yōu)勢，并展望了其發(fā)展趨勢。

　　2．1 基本構(gòu)成

　　基本的SHDSL線路傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是線路收發(fā)單元(STU)，其主要由局端收發(fā)送器STU-C和遠(yuǎn)端收發(fā)送器STU-R組成。STU單元功能模型如圖1所示。每個STU包括應(yīng)用相關(guān)部分和應(yīng)用無關(guān)兩部分。應(yīng)用相關(guān)部分包括傳輸協(xié)議特定傳輸匯聚(TPS-TC)層及相應(yīng)接口，應(yīng)用無關(guān)部分包括物理媒質(zhì)相關(guān)(PMD)層和傳輸匯聚(PMS-TC)層。另外，在STU-C和STU-R間可放置信號再生器，由此形成一個完整的SHDSL鏈路。如果是用2個雙絞線對傳輸，則PMD層模塊將包含2個獨立的STU，他們共同連接到一個PMS-TC上。

　　2．2 各模塊功能及數(shù)據(jù)流程

　　PMD模塊主要完成調(diào)制解調(diào)的功能，實現(xiàn)鏈路激活、線路均衡、碼元的定時提取和恢復(fù)、回波抵消等功能；PMS-TC層將數(shù)據(jù)成幀，實現(xiàn)幀同步以及擾碼和解擾碼功能；TPS-TC層是與應(yīng)用相關(guān)的，主要實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)到SHDSL數(shù)據(jù)幀的映射和封裝、復(fù)用解復(fù)用和多用戶數(shù)據(jù)信道的定時校準(zhǔn)等功能。

　　STU中的數(shù)據(jù)流程如圖2所示。其中'為模擬時間，n為比特時間，m表示碼元時間。f(n)是來自成幀器的輸入，擾碼器輸出的串行比特流s(n)經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器，變換為第陰個TCPAM碼元周期的K個并行比特字，然后經(jīng)過卷積編碼輸出K+1個并行比特字，這些比特字輸入映射器后，按照預(yù)先定制的映射電平在映射器輸出口就輸出TCM碼流x(tn)。這就是TCM編碼過程。TCM碼流再經(jīng)信道預(yù)編碼以及頻譜整形，最后在線路接口模擬輸出，TCPAM調(diào)制完成。

　　根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率的不同，STU線路口上發(fā)送的信號也具有不同的功率頻譜密度(PSD)。此外還有對稱PSD和不對稱PSD的選擇，對稱是必選的，不對稱是可選項。對于對稱PSD，上下行數(shù)據(jù)流都采用16-TCPAM編碼，不對稱PSD下行可選8-TCPAM編碼。圖3和圖4分別為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的PSD參考圖形。

　　2.3設(shè)備各種接口及應(yīng)用

　　目前市場上的SHDSL接入系統(tǒng)根據(jù)其傳送方式不同可分為2類：TDM模式和ATM傳送模式。前者與傳統(tǒng)HDSL設(shè)備類似，既可以面向SDH，PDH傳送網(wǎng)直接提供E1速率專線用戶的透明傳輸通道，又可以面向DDN提供NX 64kb／s的專線接入；后者與傳統(tǒng)ADSL設(shè)備類似，區(qū)別僅在于用SHDSL端口代替了ADSL端口。作為基礎(chǔ)骨干數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入延伸，SHDSL可以作為面向數(shù)據(jù)專線用戶提供電路仿真(CE)接人業(yè)務(wù)、幀中繼(FR)接入業(yè)務(wù)和以太網(wǎng)接人業(yè)務(wù)。圖5為SHDSL綜合接人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

　　按照不同的應(yīng)用SHDSL設(shè)備有不同的接口。基于電路交換方式的SHDSL局端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口(SNl)要求是2MB或V35接口，用戶端設(shè)備用戶側(cè)接口(UNl)也是如此；基于ATM方式的SHDSL局端設(shè)備SNI可選擇622MB光接口、155 MB光／電接口、34 MB電接口，還包括10／100Base-T和100Base-Fx接口，用戶端設(shè)備UNI接口一般使用后兩種接口。

　　目前使用得較多的是具有統(tǒng)計復(fù)用功能的ATM模式的局端設(shè)備，主要完成連接、傳送、擁塞及業(yè)務(wù)控制及F4／F5環(huán)回監(jiān)測等功能。

　　3 SHDSL技術(shù)優(yōu)勢及其發(fā)展趨勢

　　3．1 技術(shù)優(yōu)勢

　　作為對稱的高速數(shù)字用戶線，SHDSL以高速寬帶商用業(yè)務(wù)為主，其優(yōu)越性能主要體現(xiàn)在：

　　(1)支持對稱雙向通信與傳統(tǒng)的ADSL技術(shù)不同，SHDSL所提供的是雙向?qū)ΨQ業(yè)務(wù)。典型的SHDSL收發(fā)器采用16級TC-PAM線路編碼，每對雙絞線可提供從192k～2．312Mb／s的對稱速率，而對于擴(kuò)展應(yīng)用所支持的4線捆綁傳輸模式提供相應(yīng)加倍的帶寬，這大大提升了服務(wù)范圍，改善了服務(wù)質(zhì)量。在沒有中繼器的情況下，在性能允許的范圍內(nèi)傳輸最大可達(dá)2．5km。

　　(2)兼容性好 G．991．2標(biāo)準(zhǔn)為數(shù)據(jù)專線設(shè)備的線路接口提供了統(tǒng)一的方案，可以和接入網(wǎng)中包括DSL技術(shù)在內(nèi)的其他傳輸技術(shù)兼容，這大大提高了傳輸距離。同時由于標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，推進(jìn)了SHDSL局端與終端設(shè)備的互通性測試工作，為DSL進(jìn)一步發(fā)展壯大用戶群鋪平了道路。

　　(3)高速傳輸，并支持可變速率管理和服務(wù)級規(guī)約SHDSL能夠自動適應(yīng)各種傳輸速率，用戶可以方便地在各類新舊應(yīng)用模式中靈活配置，滿足他們多樣化的需求，讓用戶能真正享受到溝通"零距離"的樂趣。

　　(4)經(jīng)濟(jì)帶寬 SHDSL的對稱帶寬支持在上行和下行方向上高性能的應(yīng)用，其單線對設(shè)計(具雙線對選項)和速率適應(yīng)能力可確保服務(wù)提供商最經(jīng)濟(jì)的利用帶寬。

　　(5)遠(yuǎn)距離傳輸，干擾小由于TC-PAM調(diào)制方式的優(yōu)點，在同樣的速率時，可得到更長的傳輸距離；在同樣的長度時，可提高傳輸速率；在同樣的長度和速率時，可提高信噪比容限。

　　(6)性能強大，服務(wù)范圍廣 SHDSL既能為中小型企業(yè)以及大型企業(yè)的分支機構(gòu)提供各種全面的解決方案，滿足各種業(yè)務(wù)需求，如安全、VPN和業(yè)務(wù)延展規(guī)劃，也可為服務(wù)供應(yīng)商提供解決語音、視頻、視頻會議等各種集成通信問題的方案。

　　綜上所述，SHDSL接人技術(shù)正日益受到商用網(wǎng)絡(luò)用戶的青睞，并呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。

　　3．2 SHDSL技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　SHDSL技術(shù)的提出由來已久，但至2001年2月ITU發(fā)布G．SHDSL(G．991．2)標(biāo)準(zhǔn)后，SHDSL技術(shù)才得以發(fā)展成熟，并能實現(xiàn)在數(shù)字用戶線接人復(fù)用器設(shè)備和寬窄帶綜合接人設(shè)備中實現(xiàn)與ADSL，VDSL等業(yè)務(wù)板的任意混插。SHDSL技術(shù)與ADSL，VDSL技術(shù)的不同之處在于，傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時不能同時提供話音業(yè)務(wù)，支持的是雙向?qū)ΨQ業(yè)務(wù)，因此主要面向中小型企業(yè)或商業(yè)用戶、高檔家庭提供高性價比的專線業(yè)務(wù)。

　　根據(jù)SHDSL的技術(shù)特點，其主要用于點對點的高速數(shù)據(jù)傳輸；遠(yuǎn)距離局域網(wǎng)的連接，以及滿足商業(yè)用戶的遠(yuǎn)程的較小傳輸容量的企業(yè)網(wǎng)專線互聯(lián)和對稱帶寬的Internet接人等。目前在少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)SHDSL技術(shù)已有嘗試。

　　4 結(jié) 語
　
　　如今寬帶接人的逐漸普及，高速的網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)已成為不可逆轉(zhuǎn)的潮流，雖然光纖接入是接人互聯(lián)網(wǎng)的最佳方式，但這需要一個很長的過渡過程。以SHDSL為前沿的xDSL技術(shù)在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)仍將是我國寬帶接人的主流技術(shù)。隨著SHDSL技術(shù)的進(jìn)一步推廣，相信用戶能享受到更多、更快、更精彩的服務(wù)。

作者：李開榮(揚州大學(xué)信息工程學(xué)院江蘇揚州225009) 　摘自：中電網(wǎng)

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