全方位介紹寬帶接入網VDSL技術
寬帶接入網是目前非常主流的接入技術，同時接入的方式也有很多種，這里我們主要介紹VDSL概述及其工作原理，包括介紹VDSL的特點等方面。數字用戶線DSL是一種不斷發展的寬帶接入網技術，該技術是采用先進的數字編碼和調制解調技術在常規的用戶銅質電話線上傳送寬帶信號。目前已比較成熟，投入使用的數字用戶線方案有ADSL、HDSL和SDSL等。其中，應用最廣泛的當數ADSL技術。
ADSL（非對稱數字用戶線）能夠在現有的線路上根據當地線路狀況提供8M/s下行速率和1M/s的上行速率。這種下行速率遠大于上行速率的非對稱結構，特別適合瀏覽Internet、寬帶視頻點播等下行速率需求大于上行速率需求的應用。所以，它是現在寬帶上網的主要方式之一。但ADSL技術也面臨不少問題，雖然突出的特點能滿足基本的寬帶需求，但卻無法適應基于視頻等高帶寬業務的需要。而另一種DSL技術卻能夠輕而易舉地使這一切成為可能，這就是VDSL技術。
1、VDSL概述及其工作原理
簡單地說，VDSL就是ADSL的快速版本。使用VDSL，短距離內的最大下傳速率可達55Mbit/s，上傳速率可達2.3Mbit/s。上傳和下傳數據信道都可在現有的POTS或ISDN服務上被頻分，使VDSL成為高速、低價網絡的佳選。像ADSL一樣，VDSL將主要應用于實時視頻傳輸和高速數據訪問。
VDSL系統與ADSL一樣，可利用普通電話銅纜，在不影響窄帶話音業務（POTS、ISDN）的情況下，傳送高速數據業務。VDSL的系統結構也與ADSL很相似，如圖1所示。VDSL局端設備與用戶端設備之間通過普通電話銅纜（U1C與U1R參考點之間）進行點對點傳輸。其中，VTU-O、VTU-R分別是位于局端和用戶端的VDSL收發器。業務分離器（Splitter，包括HPF和LPF）將同一對電話銅纜上傳輸的VDSL與窄帶業務（或ADSL）相分離。
VDSL使用頻譜較寬，最高可達12MHz。該頻譜范圍可被分割為若干下行（DS）和上行（US）頻段，國際上常用的頻段劃分方式主要有Plan997和Plan998兩種，如圖2所示。Plan998根據北美業務需求劃分，主要面向非對稱業務；Plan 997根據歐洲業務需求劃分，主要面向對稱業務。VDSL的線路編碼（調制技術）有兩種：QAM（正交幅度調制）和DMT（離散多音頻）。QAM技術相對簡單，進展較快，芯片已比較成熟，相應的設備在國內外進行了比較廣泛的試驗和試商用，設備成本也在不斷降低。DMT技術理論上性能更好，但實現較復雜，功耗較高，目前商用化設備很少。
VDSL用頻分復用（OFDM）分隔信道。以后VDSL將支持對稱數據速率，這可能需要轉向回饋抑制。通常下傳信道配置在上傳信道之上，但DAVIC的規范則反之以使VDSL可用于同軸電纜。轉發錯誤控制是VDSL的另一特性，像ADSL一樣，它用一種ReedSolomon編碼和interleaving對線噪糾錯。
2、VDSL的特點
VDSL技術的特點與ADSL不同，后者的干線連接主要是ATM，而VDSL則對ATM和IP同時支持，這主要是源于以太網的成熟和向數據網絡核心的滲透，EthernetoverVDSL則是在寬帶接入網方面延伸了以太網的應用范圍，是完美的寬帶接入網解決方案。從技術的角度看，VDSL具有以下特點：
1）VDSL的使用頻段是1.1～20MHz，正好在ADSL所用頻段之上。VDSL采用OFDM方式進行通信，即上行和下行使用不同的頻率范圍。通常頻譜分配如下（以QAM為例）：下行O.9～3.4MHz；上行4.0～7.75MHz。其他常用的低頻業務，如ISDN、普通電話和ADSL，完全可以和VDSL同時在一對線上傳送。一般情況下，這兩個頻帶的中心頻率和帶寬都可以調整，會對VDSL系統的數據速率產生影響。
2）使用QAM或DMT線路編碼技術。QAM屬于單載波調制方式，DMT屬于多載波編碼技術。目前用得較多的是DMT技術，這一技術和ADSL使用的線路編碼完全相同。運營商們在現有銅線環路上已經部署了超過1000萬線基于DMT編碼方式的ADSL線路，DMT-VDSL可無縫地應用于現有DMT基礎設施。QAM芯片也有產品，最早的VDSL芯片就是采用QAM技術，因為QAM實現起來較簡單，如Broadcom和Infineon的芯片組，這也是業界使用最多的芯片組。目前，以色列的Metalink公司又剛剛推出了面向以太網的QAM-VDSL芯片組。
3）可使用的上行線復接技術。為復接多個用戶CPE設備，必須采用某種復用技術，并保證用戶的業務質量。在用戶端提供復用的情況下（稱為主動方式），多個CPE設備寬帶接入網類似于一個集線器的設備，由集線器負責復用/解復用。在被動端接方式下，光網絡單元（ONU）負責解決復用，方法可以是頻分或時分。頻分方式分配不同的頻段給各個CPE；在時分情況下，每個CPE則分配得到不同的時隙。兩者都存在一些問題：時分方式有浪費時隙的可能性，而頻分方式則有兩種可能性：ONU給每個CPE分配的帶寬有可能過低；每個CPE有可能發送過多的數據而降低整體性能。故在實際應用中，采用主動復用技術更為經濟實用。
4）CPE全雙工傳輸技術。為保證上下行傳輸的全雙工，VDSL采用時分或頻分技術，時分情況下，上行和下行數據不能同時進行，必須輪流進行，因此又稱為“乒乓”傳輸。
5）VDSL速率大小通常取決于傳輸線的長度，最大下行速率目前考慮為51Mbit/s～55Mbit/s，長度不超過300米，13Mbit/s以下的速率可傳輸距離為1.5公里以上。這樣的傳輸速率可擴大現有銅線傳輸容量達400倍以上。一般下行速率從13Mbit/s～55Mbit/s，傳輸距離不超過1.5公里。
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