VDSL技术和标准的新进展

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中国电信总工程师办公室 王波


  近一两年来,基于电话铜缆的高速数据传送技术——— VDSL ( 甚高速数字用户线)得到了芯片供应商、设备制造商和网络运营商的广泛关注,其芯片和设备进展很快,应用范围也在不断推广。以下主要介绍VDSL技术和标准的发展情况。



VDSL技术发展现状



1.参考模型






图1 VDSL 系统参考模型




  VDSL系统与ADSL一样,可利用普通电话铜缆在不影响窄带话音业务(POTS 、 ISDN) 的情况下,传送高速数据业务。VDSL的系统结构也与ADSL很相似,参考模型见图1。VDSL局端设备与用户端设备之间通过普通电话铜缆(U1C与U1R参考点之间)进行点对点传输。其中,VTU-O 、 VTU-R 分别是位于局端和用户端的VDSL收发器。业务分离器(Splitter ,包括HPF和LPF)将同一对电话铜缆上传输的VDSL与窄带业务(或ADSL) 相分离。



2.频段划分和传送能力



  VDSL使用的频谱较宽,最高可达12 MHz 。这一频谱范围可被分割为若干下行(DS)和上行(US)频段,国际上常用的频段划分方式(Band Plan) 主要有两种:Plan997 、Plan998(见图2)。Plan998 根据北美的业务需求划分,主要面向非对称业务;而Plan997 根据欧洲的业务需求划分,主要面向对称业务。






图2 VDSL 的常用频段划分方式







图3 ADSL 使用的频段(示例)




  由于ADSL使用的频谱最高只能到1.1 MHz ( 图3为ADSL的频段之一),相比而言,VDSL能够提供更高的传输速率,能够更灵活地为不同的业务需求提供不同的传送能力(当然,传输距离一般比ADSL短)。VDSL的应用环境主要可分为三类:(1)短距离高速非对称业务,例如300m以内,下行传输速率26Mb/s 以上,可主要用于视频传输;(2)中距离对称或接近对称业务,例如1km左右对称10Mb/s ;(3)较长距离非对称业务,这时因高频部分衰减较大,上行速率较低。


3.线路编码



  VDSL的线路编码(调制技术)有两种:QAM(正交幅度调制)和DMT(离散多音频)。QAM技术相对简单,进展较快,芯片已比较成熟,相应的设备在国内外进行了比较广泛试验和试商用,设备成本也在不断降低。DMT技术理论上性能更好,但实现较复杂,功耗较高,目前商用化设备很少。两种技术各有特点,究竟哪一种会在今后占主导地位,目前尚不够明朗。



4.传送模式



  VDSL的传送模式包括ATM、PTM(分组传送模式)、STM(同步传送模式)三种。其中,ATM、PTM最为常用,形成 ATM over VDSL和Ethernet over VDSL(EoVDSL) 方式。特别是 EoVDSL 技术将VDSL的较高传输速率、较长传输距离和以太网的简单、低成本、易扩展等优点相结合,与现有的ADSL和(基于五类线的)以太网接入技术相比具有一定的潜在优势,得到了运营商和设备制造商的广泛关注。



VDSL标准的进展



  在国际标准方面,欧洲标准组织ETSI和北美标准组织ANSI都制定了VDSL标准,标准中同时包括了QAM和DMT两种线路编码而未作选择。



  ITU的标准只规定了VDSL功能的总体框架和基本要求,而线路编码等很多具体问题仍有待与进一步研究。



  VDSL技术最适合在用户相对密集、铜缆距离较短的地区,提供高速数据接入业务,因此在东亚国家(如韩国、日本)的应用不断推广,在我国也得到了设备制造商和运营商的关注,并进行了不少测试和试验。



  为规范和推动VDSL技术在我国的应用和推广,传送网与接入网标准组于2002年初开始研究制订我国VDSL的行业标准。此标准的起草由中国电信集团公司牵头,国内六个设备制造商和研究机构参与。目前,此标准已经完成并于2002年底发布。



  此标准在参考相关国际标准的基础上,从VDSL技术的应用出发,对VDSL的频段划分方式、功率谱密度(PSD) 、线路编码、传输性能、设备二层功能、网管要求等重要内容进行了规定。由于电话铜缆上的频谱是一种重要资源,频段划分方式决定了VDSL的传送能力(速率与距离的关系),进而决定VDSL的业务能力,因此频段划分方式的确定成为VDSL标准制订过程中最为重要的内容。



  此标准从中国的实际情况出发,既适应接入网络总体流量的非对称特性,又考虑满足一些对上行速率要求较高、接近对称的业务需求;既考虑当前技术和设备状况,又兼顾未来技术发展和一段时期内可能的业务需求,提出了中国的VDSL频段划分方式。这种方式在Plan998 的基础上,将DS2与US2的频段位置互相对调,这样,既可保证短距离时下行的高速率,又能扩大对称或接近对称速率的覆盖范围。图4为我国VDSL频段划分方式之一。另外,如果在同一线对上有ADSL业务共存,DS1可从0.9MHz开始。



图4我国VDSL频段划分方式(之一)







  高速DSL技术发展展望




  目前,基于QAM的VDSL技术已经比较成熟,应用在不断推广,设备成本也在不断下降;而基于DMT的VDSL技术也在进一步发展,但商用化程度还不高。另外,近来ADSL技术的标准也有了很大进展。新一代ADSL标准 ADSL2 已在2002年5月的 ITU-T会议上通过,在传送能力、线路诊断能力、降低功耗等方面与目前的ADSL技术相比有很大提高。 ADSL+标准预计于今年1月的ITU-T 会议上讨论并通过。因此,在未来的一段时期内,运营商在高速DSL接入技术方面将面临 VDSL QAM 、 VDSL DMT 和 ADSL2/ADSL + 三个主要方向的选择。


摘自《中国电子报》
   

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