ADSL技术总动员

河南 张红顺

随着上网的人数爆增，传统Modem提供的56Kbps的速度已经让人无法忍受。尽管ISDN业务在各大城市正如火如荼的展开，但是它最多也只能提供128Kbps的速度。在日新月异的快速上网技术中，一种更快的上网方式——ADSL能让你真正领略到什么是飞速的感觉。

作为一种高速度的访问Internet的方式，ADSL在我国经过数年的试验运行，已经在一些大城市（广州、深圳）正式开展ADSL业务了。现在已经有许多人开始采用ADSL来上网了。本文将介绍有关ADSL的知识，让大家对这一技术有深入的了解。

一．什么是ADSL

ADSL的全称是Asymmetric Digital Subscriber Line，中文意思是“非对称数字用户线路”。它是DSL（Digital Subscriber Line，即数字用户线路，是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合）技术的一种。它以现有普通电话线为传输介质，能够在普通电话线，即铜双绞线上提供高达8Mbit/s的高速下行速率，远高于ISDN速率；而且上行速率有1Mbit/s，传输距离则达到 3000m—5000m。因此我们只要在线路两端加装ADSL设备即可使用ADSL提供的高宽带服务。通过一条电话线，便可以比普通MODEM快一百倍的速度浏览因特网，通过网络进行学习、娱乐、购物，更可享受到网上视频会议、视频点播、网上音乐、网上电视、网上MTV的乐趣，还可以很高的速率下载文件。

ADSL的另外一个优点在于它可以与普通电话共存于一条电话线上，使上网与接听、拨打电话互不影响。

二．ADSL的发展

其实，ADSL算不上是什么新的技术。早在六十年代，由于传统T1线路传输方式每隔大约3公里就需要一个放大器，这使得成本居高不下。人们都希望能够找到一种廉价的传输方式，于是就出现了HDSL（High-speed Digital Subscriber Line，高速数字用户线路）。HDSL使用两对铜线作传输介质，可以在不使用放大器的情况下使数字信号传输大约11公里，后来T1线路也就改为使用 HDSL，到了九十年代就演变出了使用一对铜线的ADSL。

当初开发ADSL，是专为视像节目点播VOD而设计的。随着Internet 的急速发展，ADSL 所具有的高带宽越来越受到重视。于是，ADSL改头换面作为一种高速接入 Internet的技术出现在人们面前，让用户感到耳目一新，它使在现有 Internet网上提供多媒体服务成为可能。它无需修改任何现有协约和网络结构，即可在电讯公司与最终用户间架起一座高速通道。最关键的是，它可以使用遍布全球的超过 6亿条的铜制双绞线，这样可以极大的节约成本。再加上它的高带宽，使得 ADSL的优势越来越明显。近几年，国际上众多大的通信及电子设备制造公司，如：3Com，Cisco， Intel，Motorola等公司越来越看好ADSL的发展，纷纷推出自己的ADSL设备和器件。

三．ADSL原理及特点

当我们使用ADSL上网的时候，ADSL MODEM便在电话线上产生了三个信息通道：一个为标准电话服务的通道、一个速率为640Kbps-1.0Mbps的中速上行通道、一个速率为1Mbps-8Mbps的高速下行通道，并且这三个通道可以同时工作。这样，你就可以一边下载软件，一边收看网上多媒体广播，并且还可以使用电话。而这一切都是在一根电话线上同时进行的。我们知道传统的Modem也是使用电话线传输的，但它只使用了0～4KHz的低频段，而电话铜线理论上有接近2MHz的带宽，ADSL 正是使用了26KHz以后的高频带才提供了如此高的速度。具体工作流程是：经ADSL Modem编码后的信号通过电话线传到电话局后再通过一个分离器，如果是语音信号就传到电话交换机上，如果是数字信号就接入Internet。

为了在电话线上分隔有效带宽，产生多路信道，ADSL调制解调器一般采用两种方法实现，频分多路复用（FDM）或回波消除（Echo Cancellation）技术。FDM在现有带宽中分配一段频带作为数据下行通道，同时分配另一段频带作为数据上行通道。下行通道通过时分多路复用（TDM）技术再分为多个高速信道和低速信道。同样，上行通道也由多路低速信道组成。而回波消除技术则使上行频带与下行频带叠加，通过本地回波抵消来区分两频带。此技术来源于V.32和V.34调制解调器中，它非常有效的使用了有限的带宽。但从复杂性和价格来说，其代价较大。当然，无论使用两种技术中的哪一种，ADSL都会分离出4KHz的频带用于电话服务（POTS）。

另外，ADSL能产生这么高的带宽，要归功于它先进的调制解调技术。目前被广泛应用的ADSL调制解调技术有两种：抑制载波幅度和相位技术（carrier-less amplitude and phase，CAP）和离散多音复用技术（discrete multimode，DMT），其中DMT调制解调技术由于技术先进已经被ANSI 组织定为标准，并被美国ADSL国家标准推荐使用，是目前最具前景的调制解调技术。这里主要介绍下DMT调制技术。

在DMT调制解调技术中一对铜制电话线上0-4KHZ频段用来传输电话音频，用26KHz-1.1MHz频段传送数据，并把它以4KHZ的宽度划分为25个上行子通道和249个下行子通道。输入的数据经过比特分配和缓存变为比特块，再经TCM编码及QAM调制后送上子通道，理论上每赫兹可以传输15bits 数据，所以ADSL的理论上行速度为25*4*15=1.5Mbps，而理论下行速度为249×4×15=14.9Mbps （理论值）。此外 DMT还具有良好的抗干扰能力，它可以根据实际中线路及外界环境干扰的情况动态地调整子通道的传输速率，既在有干扰存在的子通道上的传输速率可能降为8bits/Hz，而未受干扰或干扰较小的地方仍可保持较高的速率，同时DMT还可以把受干扰较大的子通道内的数据流转移到其它通道上，这样既保证了传输数据的高速性又保证了其完整性。

四．ADSL的优势

与普通Modem和ISDN相比，ADSL的优势非常明显。首先是网络传输速率。普通Modem的最高速率只有56Kbps，ISDN最高为128Kbps，二者仅仅是理论值，实际上还不可能达到。而ADSL的速率是下行 8Mbps和上行 1Mbps，其速度优势不言而喻。另外，用普通Modem和ISDN上网还要支付电话费，话费高昂。而使用ADSL上网，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载，并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方式。这意味着使用ADSL上网并不需要缴付另外的电话费。而且ADSL一般都是采用包月（一般为500-600/月）的方式，对于经常上网的朋友来说更划算。

其次，与Cable Modem相比，ADSL技术也有着相当大的优势。Cable Modem是利用有线电视网来实现上网的。它将单向CATV有线电视网络改造成双向HFC（光纤同轴混合）网后才能工作。HFC从头端到各个光纤节点用模拟光纤连接，构成一个星形网。光纤节点下是同轴电缆组成的树形总线网。这无疑是成本大大增加。另一方面，由于目前的有线电视网是一种单向数据传输网，这也就意味着用户只能用Cable Modem下载数据，而上传数据则必须由普通Modem或ISDN通过电话线送至ISP，否则就必须对现有的线路、设备进行改造使之可以实现双向数据传输，但这又要增加大量成本。再者，由于通过Cable Modem上网是在有线电视网上进行数据传输的，因此它必须兼顾现有的有线电视节目所必需的带宽，同时由于其本身网络结构是一个粗糙的总线型网络，因此用户必须和其邻近的用户分享本已经有限的带宽，当用户数量激增时速度将大大减慢。而ADSL的网络拓扑结构是星型结构，较之Cable Modem更先进，它的每一个用户通过已有的电话线成为一条单独线路与ADSL局端相连，其数据传输带宽由每一个用户独享，不会因为用户数量的增加而降低速率。

可见，与普通Modem和ISDN，以及Cable Modem相比，ADSL更具备发展前途。

五． ADSL应用

从上面的介绍，我们可以看出，ADSL具有以下的优点：提供了高速上网的途径，而且速度可达下行 8Mbps和上行 1Mbps；不需更改和添加线路，直接使用原有的双绞电话线；语音信号和数字信号可以并行，可以同时“上网”和“通话”；充足的带宽为以后的VOD服务提供了传输的基础。

因此，ADSL技术可应用在Internet访问、远程LAN访问、远程学习、远程金融服务、家庭银行、网络信息、新闻服务、在线图书馆、远程电子购物、VOD视频点播（电影/电视节目点播）、交互式视频游戏等方面。另外，利用ADSL技术将高速数据连接到家庭、小型企业、以及远程办公室，为网络服务提供商开创了更多的新商业机会：如Internet连接服务、分支机构的连接、远程通信服务和内容发送服务等。同时，ADSL的另一大好处是使“在家中办工”成为可能。利用ADSL的高带宽，职员可以坐在家中办公，上司可以在家中召开网上视频会议，这将大大降低办公室的设备开支，从而极大的节约了成本。

目前深圳已经开始提供ADSL高速宽带接入服务。用户只要通过ADSL接入，访问相应的站点便可免费享受多种宽带多媒体服务，如深圳视聆通宽带网站点（www.sz.supergnet.com）与广州视聆通宽带网站点（www.gz.supergnet.com）上的视频点播VOD、音乐厅、网上剧场等；深圳游戏中心（www.chinagame.net）上的网上游戏；深圳电视台（www.realtv.sz.supergnet.com）上的网络电视等。可以想象在不久的将来，随着ADSL的普及，将有越来越多的人享受到ADSL带来的网上冲浪的乐趣。

六．ADSL接入模型

说了这么多，大家一定很想知道ADSL接入到底是怎样一回事。

在用户端安装有一个滤波器，其作用是用来分离数字信号与模拟信号——将用户上网需要的数字信号传输给ADSL Modem，而将电话的模拟信号传给电话机。同样，在电信局端也装有一个后端滤波器，其作用与客户端滤波器一样，也是用来分离数字信号与模拟信号。正是由于滤波器的作用，才使得ADSL能够做到上网与打电话两不误。现在很多ADSL Modem都已内置了滤波器，用户不用再次购买。

通常，处在用户端的ADSL Modem通常被称为ATU－R（ADSL Transmission Unit－Remote）；而处在电信局的ADSL Modem被称为ATU－C（ADSL Transmission Unit－Central）。

七．ADSL Modem一览

通过前面的介绍可以看出，用户如果想使用ADSL来上网的话，就必须为自己的电话线安装 ADSL设备，包括ADSL Modem和滤波器。其中，ADSL Modem是最主要的设备。由于ADSL进入我国的时间不长，广大用户都对它比较陌生。下面我们就来介绍一下有关ADSL Modem的情况。

目前市场上销售的ADSL Modem大部分都是国外品牌，像3COM、Alcatel（阿尔卡特）、Cisco 等国际性的大公司。另外，台湾和新加坡的一些厂商也生产ADSL Modem产品，不过价格要比这些国际名牌产品便宜不少。值得欣慰的是，不少国内企业也开始涉足这一领域，如华为、速捷时等，纷纷推出了自己的ADSL Modem产品。表一中列出了市场上主要的ADSL设备供应商的名称及他们的网址。如果想要了解更多的信息，可以访问他们的网站。

表一：主要ADSL产品生产厂商

下面就向大家介绍一下市场上的ADSL Modem产品：

1．Alcatel SPEED TOUCHTM Home 外置ADSL Modem

这款ADSL Modem是阿尔卡特公司推出的适合家庭用户的产品。该调制解调器提供比现有调制解调器快200倍的网络访问速度，支持DMT标准，使用RJ11接口和电话线连接，利用RJ45接口通过 10M局域网卡和计算机连接，在计算机上不安装另外的驱动程序。网络始终处于连接状态，这是一种真正的“网络”，可以实时接收电子邮件和随时浏览网页。

其主要技术规格如下：

①硬件平台

*局域网接口：10Base T（RJ45）and ATMF-25（RJ45）（optional）

*广域网接口：ADSL line RJ11

*电话接口：RJ11 通过通常的电话信号分离器

*几何尺寸：297mm 长 x 165mm 宽 x 52mm 高

*使用环境：

温度：40F to 105F （5C to 40C）

相对湿度：20%-80%

*电源特性：

直流电压：100 to 120 VAC， 220 to 240 VAC 

频率：50/60 Hz 

功率：7 W最大

*可连接主要生产厂家的局端设备（应与ISP联系）

②软件特性

*基本包

多端口自适应特性，通过 IEEE 802.1D；

RFC 1483 多协议通过 AAL5/ATM：支持LLC-SNAP and VC 多路支持；

远程网桥端口从两端分离出来；

RFC 1577 支持通过的IP包通过 ATM；

通过 F4/F5 回环和连续校和监视服务；

远程/主机软件下载特性；

可以在 Windows95，98，NT，Macintosh和Unix平台上使用。

*拨号网络包（PPP）

RFC 2364 支持PPP通过PPTP遂道；

每端口的PPTP通道允许最终用户通过VPN连结不同的主机和目标；

拨号网络使用图形界面，允许ISP通过网络设置用户端；

PAP， CHAP， MSCHAP authentication；

本地的控制器给PC机提供足够的反馈信息。

③ADSL Modem 特性

*上行可达8 Mbps

*下行可达1 Mbps

*Alcatel Speed TouchTM Pro 用于下列领域：

全速率（ANSI T1.413 Issue2 DMT & ITU-T G.992.1）

G.lite（ITU-T G.992.2）

多模式（支持全速率和G.lite）

所有Alcatel Speed TouchTM Pro 种类既可以使用信号分离器，也可不用（使用在线分离器）

2．Alcatel SPEED TOUCHTM PC 内置ADSL Modem

这是一款内置ADSL调制解调器，采用PCI接口。所具备的功能与前面介绍的SPEED TOUCHTM Home 外置ADSL Modem一样，只是由于是内置Modem，所以价格比外置的便宜不少。

它的主要特性为：

①平台： MS WINNT3.51，WINNT4.0，WIN95 & WIN98

②协议特性：

*RFC 1483 多协议通过 AAL5/ATM：支持LLC-SNAP and VC 多路支持

*IP通过ATM，RFC 1577 and RFC 1483

*PVCs and SVGs per ATMF UNI 3.1

*PPP/ATM

全部LCP： NBCP， IPCP， and IPXCP 

安全特新： PAP， CHAP， SPAP， and Microsoft 的密码扩展TAPI类型接口 

Van Jacobson IP报头压缩 

IPX报头压缩 

软件帧压缩

③ATM功能： ATM QoS （Quality of Service） 包括： UBR+， CBR， VBR-rt， VBR- nrt 

④在Novell 4.11平台上， 支持TCP/IP和IPX网络协议 

⑤支持全速ADSL和通用（无信号分离器）ADSL

3．Alcatel SPEED TOUCHTM USB ADSL Modem

这是一款采用了USB接口的ADSL Modem。USB接口高速方便，是流行的计算机外部接口，并且不用外接电源，支持热拔插，安装简便。这款Modem在功能上与SPEED TOUCHTM Home 外置ADSL Modem同样没有什么大的区别，故不详细列出。

4．Alcatel SPEED TOUCHTM Office 外置ADSL Modem

这是一款适于办公室使用的ADSL路由器。它易于管理和设置，提供高级的管理工具，同时提供了简化的安全通信方案。

其主要性能指标如下：

①硬件指标：

*广域网接口

一个非对称数字用户线（ADSL）接口（RJ45）

*局域网接口

一个局域网接口10Base-T（双绞线 RJ 45）

速度可达10 Mbps

*ADSL Modem特性

上行8 Mbps

下行640 Kbps

支持DMT标准，通过典型的模拟电话线和外部信号分离器协同工作

*处理器

Motorola的MPC860 主频25 MHz1 MB 可擦写内存2 MB 动态内存

*物理特性

尺寸：21.3长x17.8宽x4.3高 cm

重量：0.68 kg

*使用环境

温度：40F to 150F （5C to 40C）

湿度：20% to 80%

②软件指标：

*路由

多用户共享局域网TCP/IP 使用 RIP1-Compatible， RIP1， RIP2， 或静态路由在广域或局域网上DHCP 接力代理 （RFC 1542）DHCP 自动分配IP地址、网络掩码、缺省网关，DNS服务地址给工作站（RFC 2131，RFC 2132）Novell?IPX和RIP/SAP

DNS接力

DHCP客户端（RFC 2132）

网络地址分配（NAT）

NAT服务支持

网络记忆（RFC 1631）

*桥路

传输网桥（IEEE 802.1D）

全网或点对点技术支持

跨网络协议（802.1D）

网桥过滤

*带宽优化特性

数据压缩，可达 4：1（STAC LZS≧FC 1972）

Van Jacobson头部压缩（RFC 1144）

*ATM

PPP（RFC 2364）& RFC 1483 通过 ATM 传输

PPP-RFC 1661（VC-Based/LLC结合）

ATM 单元基础连接层

AAL5卡使用SAR

最多8个虚拟电路（VC）流量控制（UBR，VBR，CBR）

*易用性

浏览器界面的快速启动程序

管理员通过SNMP、HTTP、Telnet、or VT100终端

TFTP上载下载新软件，配置文件和脚本

简单安全的动态主机配置协议（DHCP）

引导服务（RFC 2131， RFC 2132）

一个RS232 异步控制端口（RJ45）

*安全性

使用（PAP/CHAP）结合PPP（RFC 1334，RFC 1994）

口令控制以用于设置管理

Telnet/SNMP端口管理

SNMP 局部命名

可选防火墙

VPN（虚拟私人网）软件建立特殊通道以传输机密信息

5．Motorola CopperGold 内置ADSL Modem

Motorola的这款内置ADSL Modem采用的是Motorola自己研制的MC145660芯片。

这是世界上第一款单芯片ADSL芯片。这个名为“CopperGold”的芯片协调了密度和性能，在不降低性能的前提下，降众多功能集于一身，使之成为业界第一块单芯片收发芯片，节省了费用、能耗和空间。同时该芯片还能用软件进行升级，更有利于降低成本。而采用改芯片的ADSL Modem 更是一款集成度高而价格低廉的产品。

一下是它的简要性能指标：

①V.90和DSL标准兼容。

②快速投放市场的全能调制解调器。

③高度集成，低廉价格。

④摩托罗拉的V.90/DSL智能识别性能。

⑤主要供应商可配套性。

6．速捷时Board band 内置ADSL Modem

速捷时是一个不久前凭借其“夜莺”系列声卡才在IT业占露头角的企业。最近又推出了ADSL Modem产品。这是一款内置ADSL Modem，其主要性能指标如下：

①科胜讯Access Runner PCI/ADSL

②SmartDAA技术

③Full Rate/G.Lite

④能支援8Mbps downstream ADSL

⑤符合PC98/99规格 

上面我们介绍了这么多ADSL Modem产品，你一定会问：ADSL Modem的价格是多少？目前来说，ADSL Modem的价格还比较高。你可以从下面两个表中了解到目前我国市场上的ADSL Modem的价格：

表二：中国电信关于ADSL收费情况一览表

表三：3Com部份ADSL产品价格表

通过上面简略介绍ADSL 及ADSL Modem产品，我们可以看到ADSL提供的高速上网速率非常适合终极用户；但目前ADSL价格过高，可能回成为它普及的障碍。但无论怎样，随着高速上网时代的到来，目前的普通Modem拨号上网终将被更快速的上网方式所取代，ADSL正是人们迎接高速上网时代的选择。业界许多专家都坚信，目前采用普通拨号Modem及ISDN技术接入的用户将逐步过渡到ADSL等宽带接入方式，并最终实现光纤接入，以ADSL为主的xDSL技术终将成为铜双绞线上的赢家。

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