第二章 ADSL宽带接入技术(2).ppt
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1、第第第第1 1 1 1页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系第二章第二章 ADSLADSL宽带接入技术宽带接入技术 本章主要内容:本章主要内容:2.1 ADSL 2.1 ADSL的提出的提出 2.2 ADSL2.2 ADSL的系统结构的系统结构 2.3 ADSL 2.3 ADSL系统模型和性能系统模型和性能 2.4 ADSL 2.4 ADSL承载信道承载信道 2.5 ADSL 2.5 ADSL帧结构帧结构 2.6 ADSL 2.6 ADSL的发送和接收模块的发送和接收模块 2.7
2、ADSL 2.7 ADSL编码调制技术编码调制技术 2.8 2.8 初始化过程初始化过程第第第第2 2 2 2页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 2.12.1、ADSLADSL的提出的提出 不不对对称称数数字字用用户户线线(Asymmetric Asymmetric Digital Digital Subscriber Subscriber LineLine,ADSLADSL)是是一一种种利利用用现现有有的的传传统统电电话话线线路路高高速速传传输输数数字字信信息息的的技技术术。
3、ADSLADSL技技术术是是由由BellcoreBellcore的的Joe Joe LechlederLechleder于于2020世世纪纪8080年年代代末末首首先先提提出出的的。该该技技术术将将大大部部分分带带宽宽用用来来传传输输下下行行信信号号,而而只只用用一一小小部部分分带带宽宽来来传传输输上上行行信信号号,这这样样就就出出现现了所谓的不对称的传输模式。了所谓的不对称的传输模式。与与传传统统的的传传输输技技术术相相比比,ADSLADSL是是一一种种宽宽带带调调制制解调器技术。解调器技术。第第第第3 3 3 3页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信
4、系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 这这种种技技术术能能把把一一般般的的电电话话线线路路转转换换成成高高速速的的数数字字传传输输通通路路,供供互互联联网网络络及及公公司司网网络络高高速速收收发发信信息息使使用用,同同时时还还可可提提供供各各种种实实时时的的多多媒媒体体服服务务,特别是丰富的影音服务。特别是丰富的影音服务。ADSLADSL系系统统可可提提供供3 3条条信信息息通通道道,即即高高速速下下行行信信道、中速双工信道和普通电话业务信道。道、中速双工信道和普通电话业务信道。ADSLADSL将将高高速速数数字字信信号号安安排排在在电电话话线线路路的的高
5、高频频段段,再再用用滤滤波波器器滤滤除除如如环环路路不不连连续续点点和和振振铃铃引引起起的的瞬瞬态态干干扰扰后后,即即可可与与传传统统电电话话信信号号在在一一对对双双绞绞线线共共同同传传输输而而互互不不影影响响。以以前前使使用用的的模模拟拟调调制制解解调调器器无无法法与与ADSLADSL相抗衡。相抗衡。第第第第4 4 4 4页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 要要在在铜铜线线网网络络中中广广泛泛地地应应用用ADSLADSL系系统统,需需要要克克服一系列的技术难题,其中主要有几下
6、几点:服一系列的技术难题,其中主要有几下几点:(1 1)技技术术有有待待于于成成熟熟。线线路路性性能能要要求求高高,必必须须最最大大程程度度保保持持在在规规定定极极限限范范围围内内,以以符符合合对对衰衰减减的的要要求求。每每条条导导线线与与地地之之间间必必须须保保持持高高度度平平衡衡,以以防止外部干扰、噪声及串音。防止外部干扰、噪声及串音。(2 2)设设备备成成本本高高。与与模模拟拟电电视视不不兼兼容容,现现有有模拟电视机需要通过机顶盒进行数模拟电视机需要通过机顶盒进行数/模转换。模转换。(3 3)接接收收机机灵灵敏敏度度。由由于于用用户户环环路路末末端端信信号号损损耗耗很很大大,因因此此AD
7、SLADSL系系统统必必须须首首先先解解决决接接收收机机灵灵敏敏度问题。度问题。第第第第5 5 5 5页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 2.22.2、ADSLADSL的系统结构的系统结构 一、系统构成一、系统构成 ADSLADSL系系统统在在普普通通铜铜线线的的两两端端分分别别加加装装一一台台ADSLADSL局局端端设设备备和和一一台台ADSLADSL远远端端设设备备。它它除除了了向向用用户户提提供供一一路路普普通通电电话话业业务务外外,还还能能向向用用户户提提供供一一个个中
8、中速速双双工工数数据据通通信信通通道道(速速率率可可达达576Kbit/s576Kbit/s)和和一一个个高高速单工下行数据传送通道(速率可达速单工下行数据传送通道(速率可达6 68Mbit/s)8Mbit/s)。ADSLADSL系系统统的的核核心心是是收收发发信信机机,其其原原理理框框图图如如下下图所示。图所示。第第第第6 6 6 6页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系MULMULMULMULFECFECFECFEC发送发送发送发送FECFECFECFEC接收接收接收接收线路线
9、路线路线路耦合器耦合器耦合器耦合器下行高速数据下行高速数据下行高速数据下行高速数据下行中速数据下行中速数据下行中速数据下行中速数据上行中速数据上行中速数据上行中速数据上行中速数据局端局端局端局端POTSPOTSPOTSPOTS 局局端端发发信信机机中中的的复复用用器器将将下下行行高高速速数数据据与与中中速速数数据据进进行行复复接接,经经前前向向纠纠错错编编码码后后送送发发信信单单元元进进行行调调制制处处理理,最最后后经经线线路路耦耦合合器器送送到到铜铜线线上上;线线路路耦耦合合器器将将来来自自铜铜线线的的上上行行数数据据信信号号分分离离出出来来,经经接接收收单单元元解解调调和和FECFEC解解
10、码码,恢恢复复上上行行中中速速数数据据。线线路路耦合器还完成普通电话业务信号的收发耦合。耦合器还完成普通电话业务信号的收发耦合。第第第第7 7 7 7页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 用用户户端端的的收收发发信信机机中中的的线线路路耦耦合合器器将将来来自自铜铜线线上上的的下下行行数数据据信信号号分分离离出出来来,经经接接收收单单元元解解调调和和FECFEC解解码码处处理理,送送分分路路器器进进行行分分路路处处理理,恢恢复复出出下下行行高高速速数数据据和和中中速速数数据据,分分
11、别别送送给给不不同同的的终终端端设设备备。上上行行数数据据经经FECFEC编编码码和和发发信信单单元元调调制制后后送送至至铜铜线线。普通电话业务经线路耦合器进、出铜线。普通电话业务经线路耦合器进、出铜线。DMULDMULDMULDMULFECFECFECFEC发送发送发送发送FECFECFECFEC接收接收接收接收线路线路线路线路耦合器耦合器耦合器耦合器下行高速数据下行高速数据下行高速数据下行高速数据上行中速数据上行中速数据上行中速数据上行中速数据下行中速数据下行中速数据下行中速数据下行中速数据用户端用户端用户端用户端POTSPOTSPOTSPOTS第第第第8 8 8 8页页页页天津工业大学天
12、津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系MULMULMULMULFECFECFECFEC发送发送发送发送FECFECFECFEC接收接收接收接收线路线路线路线路耦合器耦合器耦合器耦合器下行高速数据下行高速数据下行高速数据下行高速数据下行中速数据下行中速数据下行中速数据下行中速数据上行中速数据上行中速数据上行中速数据上行中速数据局端局端局端局端POTSPOTSPOTSPOTSDMULDMULDMULDMULFECFECFECFEC发送发送发送发送FECFECFECFEC接收接收接收接收线路线路线路线路耦合器
13、耦合器耦合器耦合器下行高速数据下行高速数据下行高速数据下行高速数据上行中速数据上行中速数据上行中速数据上行中速数据下行中速数据下行中速数据下行中速数据下行中速数据用户端用户端用户端用户端POTSPOTSPOTSPOTS第第第第9 9 9 9页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 二、传输带宽二、传输带宽 ADSLADSL运运用用频频分分复复用用(FDMFDM)或或回回波波抵抵消消(ECEC)技术对可用频带进行划分。技术对可用频带进行划分。(1 1)频分复用()频分复用(FDMFDM
14、)法)法0 0 0 04 4 4 4252525252002002002001104110411041104f/KHzf/KHzf/KHzf/KHz下行带宽下行带宽下行带宽下行带宽上行带宽上行带宽上行带宽上行带宽 POTS POTS POTS POTS信道占用信道占用信道占用信道占用4KHz4KHz4KHz4KHz以下的电话频段,上行数以下的电话频段,上行数以下的电话频段,上行数以下的电话频段,上行数字信道占用字信道占用字信道占用字信道占用25252525200KHz200KHz200KHz200KHz的中间频段,下行数字信的中间频段,下行数字信的中间频段,下行数字信的中间频段,下行数字信道占
15、用道占用道占用道占用200KHz200KHz200KHz200KHz1.1MHz1.1MHz1.1MHz1.1MHz的高端频段。的高端频段。的高端频段。的高端频段。MA5300 MA5300 MA5300 MA5300:下行频带:下行频带:下行频带:下行频带:138kHz138kHz138kHz138kHz1.104MHz1.104MHz1.104MHz1.104MHz,上,上,上,上行频带:行频带:行频带:行频带:26kHz26kHz26kHz26kHz138kHz138kHz138kHz138kHz。第第第第10101010页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信
16、工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 频频分分复复用用法法将将带带宽宽划划分分为为两两部部分分,分分别别分分配配给给上上行行方方向向和和下下行行方方向向,然然后后,再再运运用用时时分分复复用用(TDMTDM)的的方方式式将将下下行行部部分分的的带带宽宽分分为为1 1个个以以上上的的高高速速次次信信道道(AS0AS0,AS1AS1,AS2AS2,AS3AS3)和和一一个个以以上上的的低低速速次次信信道道(LS0LS0,LS1LS1,LS2LS2),上上行行部部分分的的带带宽宽分分为为一一个个以以上上的的低低速速次次信信道道(LS0LS0,LS1L
17、S1,LS2LS2,对对应应于下行方向)。于下行方向)。FDMFDM将将频频带带分分为为上上行行和和下下行行方方向向,浪浪费费一一些些带带宽宽。可可将将高高速速下下行行数数据据信信道道与与上上行行数数字字信信道道的的频频段段重叠使用。重叠使用。第第第第11111111页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 (2 2)回波抵消()回波抵消(ECEC)法)法0 0 0 04 4 4 4252525252002002002001104110411041104f/KHzf/KHzf/KHz
18、f/KHz下下下下 行行行行 带带带带 宽宽宽宽上行带宽上行带宽上行带宽上行带宽 回波抵消技术是将上行带宽与下行带宽产生回波抵消技术是将上行带宽与下行带宽产生回波抵消技术是将上行带宽与下行带宽产生回波抵消技术是将上行带宽与下行带宽产生重叠,再以局部回波抵消法将两个不同方向的传重叠,再以局部回波抵消法将两个不同方向的传重叠,再以局部回波抵消法将两个不同方向的传重叠,再以局部回波抵消法将两个不同方向的传输带宽分离,这种技术也用在一些模拟调制解调输带宽分离,这种技术也用在一些模拟调制解调输带宽分离,这种技术也用在一些模拟调制解调输带宽分离,这种技术也用在一些模拟调制解调器上。器上。器上。器上。回波抵
19、消法与频分复用法相比,实现比较复回波抵消法与频分复用法相比,实现比较复回波抵消法与频分复用法相比,实现比较复回波抵消法与频分复用法相比,实现比较复杂。杂。杂。杂。第第第第12121212页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 在在频频域域0 0 1.104MHz1.104MHz范范围围内内,可可划划分分出出256256个个频频段段(子子信信道道),每每个个频频段段宽宽度度为为4.3125KHz4.3125KHz,1#1#了了信信道道用用于于普普通通电电话话,2#2#6#6#子子信信
20、道道不不用用,以以便便分分离离器器可可靠靠地地分分离离两两个个频频段段,7#7#31#31#子子信信道道用用于于上上行行信信道道,32#32#36#36#子子信信道道一一般般不不用用,用用于于上上下下行行信信道道的的隔隔离离,37#37#255#255#子子信信道道用用于于下下行行信信道道,256#256#子信道不用。子信道不用。1 1 1 17 7 7 716161616313131312562562562563232323269KHz69KHz69KHz69KHz上行上行上行上行导频导频导频导频276KHz276KHz276KHz276KHz下下下下行导频行导频行导频行导频25525525
21、5255奈奎斯特奈奎斯特奈奎斯特奈奎斯特频率频率频率频率4.3125KHz4.3125KHz4.3125KHz4.3125KHz36363636 3737373764646464第第第第13131313页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 16#16#子子信信道道(中中心心频频率率69KHz69KHz)和和64#64#子子信信道道(中中心心频频率率276KHz276KHz)不不承承载载用用户户数数据据,用用于于传传送送上上、下行导频。下行导频。用用于于上上行行数数据据传传输输使使
22、用用2424个个子子信信道道,用用于于下下行行数据使用数据使用218218个子信道。个子信道。1 1 1 17 7 7 716161616313131312562562562563232323269KHz69KHz69KHz69KHz上行上行上行上行导频导频导频导频276KHz276KHz276KHz276KHz下下下下行导频行导频行导频行导频255255255255奈奎斯特奈奎斯特奈奎斯特奈奎斯特频率频率频率频率4.3125KHz4.3125KHz4.3125KHz4.3125KHz36363636 3737373764646464第第第第14141414页页页页天津工业大学天津工业大学天津
23、工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 理论上行最大数据速率:理论上行最大数据速率:24 2415154K=1440Kbit/s4K=1440Kbit/s 理论下行最大数据速率:理论下行最大数据速率:218 21815154K=13080Kbit/s4K=13080Kbit/s 实实际际上上,数数据据速速率率达达不不到到这这么么多多,因因为为每每个个子子信道由于干扰不可能承载信道由于干扰不可能承载1515个比特。个比特。1 1 1 17 7 7 716161616313131312562562562563232323
24、269KHz69KHz69KHz69KHz上行上行上行上行导频导频导频导频276KHz276KHz276KHz276KHz下下下下行导频行导频行导频行导频255255255255奈奎斯特奈奎斯特奈奎斯特奈奎斯特频率频率频率频率4.3125KHz4.3125KHz4.3125KHz4.3125KHz36363636 3737373764646464第第第第15151515页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 2.3 2.3、ADSLADSL系统模型和性能系统模型和性能 (1 1)A
25、DSLADSL系统的参考模型系统的参考模型第第第第16161616页页页页天津工业大学天津工业大学天津工业大学天津工业大学信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系信息与通信工程学院通信系 宽宽带带网网络络是是指指速速率率在在E1/T1E1/T1以以上上的的交交换换系系统统;窄窄带带网网络络是是指指速速率率在在E1/T1E1/T1以以下下的的交交换换系系统统;ATU-CATU-C为为ADSLADSL局局端端(网网络络端端)的的ADSLADSL传传输输单单元元;ATU-RATU-R为为用用户户端端(远远端端)的的ADSLADSL传传输输单单元元;分分离离器器是是将将
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