通信网络/DSL
数字用户线路（也称为数字用户环路）是一种技术，可通过普通的双绞线铜线电话线将高带宽数据（如多媒体）传输给服务用户。 DSL 线路可以同时承载数据和语音信号，并且线路的数据部分始终处于连接状态。数字用户线路技术假定数字数据不需要转换为模拟形式再转换回来。数字数据以数字数据形式直接传输到系统，从而允许更大的带宽用于传输。但是，信号也可以被分离，以便将部分带宽用于传输模拟信号，从而允许用户在同一条线上同时使用电话和计算机。
电话公司受到有线电视和卫星行业的压力，因为它们分别提供高达 10 Mbit/s 和 50 Mbit/s 的速度。而电话行业只提供 56 kbit/s 的速度。随着互联网作为新的商业前景发展起来，电话公司意识到他们需要更具竞争力的产品，这样他们就可以在同一条本地环路中提供电话和互联网服务。这就是 DSL 的开始。
xDSL 服务的主要目标如下
- 它必须在现有的双绞线本地环路中工作。
- 它不能影响客户现有的电话和传真机。
- 它必须比 56 kbit/s 快
- 最后，它应该始终保持开启状态。
DSL 使用通常用于电话服务的双绞线铜线，以高达 52 Mbit/s 的速度将计算机连接到互联网。除了比传统调制解调器具有更好的下载和上传时间外，DSL 还提供始终保持开启状态的好处；我们不必每次想要上网时都拨号连接到我们的互联网服务提供商。由于 DSL 连接是专用的，因此我们不必像使用有线调制解调器那样与其他用户共享带宽。所有 DSL 都是通过在电话线的未使用频率上发送数据来实现其高速率的。语音信号在 0 kHz 到 4 kHz 的频率范围内通过电话线传输。标准调制解调器使用相同的频率，但 DSL 使用 25 kHz 到 1 MHz 之间的频率。这种额外的带宽确保可以将更多数据通过同一条线路发送。这种宽带连接需要在用户和电话公司两端使用特殊的硬件。在用户端，DSL 调制解调器将计算机的数字信息调制到发送到电话线的信号上。然后，这些信号由位于电话公司最近的中心局的数字用户线路接入复用器 (DSLAM) 转换。DSLAM 将语音信号与数据信号分离，将数据信号发送到互联网服务提供商 (ISP)，然后从那里发送到互联网。
xDSL 标准主要有两种技术：一种是离散多频 (DMT)，这是最广泛使用的技术；另一种是无载波幅度/相位 (CAP) 系统，它被采用在许多原始安装中。
CAP 方法的工作原理是将铜线的整个带宽简单地分成 3 个不同的部分或频段，这些频段被分离以减轻干扰。然后为每个信号频段分配特定任务。第一个频段在 0 到 4 kHz 的信号范围内，用于电话通话。第二个频段占据 25 到 160 kHz 的范围，用作上行通道，而第三个频段覆盖 240 kHz 到最大（取决于条件）1.5 MHz，用作下行通道。这种方法简单有效，因为劣质线或大量干扰不会影响 xDSL 的工作，而是会限制第三个频段的范围，导致速度略有下降。
DMT 系统要复杂得多。它的工作原理是将整个频率范围（带宽）分成 247 个 4 kHz 的通道，并将从大约 8 kHz 开始的一系列较低通道分配为双向，以提供上行和下行通道。通过以这种方式将带宽拆分，它有效地允许一个连接像有 247 个调制解调器连接到它一样运行，每个调制解调器以 4 kHz 的速度运行。DMT 系统中使用的技术比 CAP 方法所需的复杂得多，因为 247 个通道中的每一个都需要持续监控和评估。如果系统检测到特定通道或一系列通道存在干扰或质量下降，则数据流必须自动传输到不同的通道。对于 DMT 系统，需要在任何电话插座中放置低通滤波器以进行语音通话，因为语音通话发生在 4 kHz 频率以下，滤波器只是屏蔽掉高于此频率的任何东西，以防止数据信号干扰电话通话。
所有不同类型的 DSL 通常被称为 xDSL，其中 x 表示所有各种类型。术语 xDSL 包含许多类似但相互竞争的 DSL 技术形式，包括 ADSL、SDSL、HDSL、IDSL 和 VDSL。
最初提供的 ADSL 服务通过将本地线路上的可用频谱划分为三个频率频段来实现。第一个频段用于 POTS（普通电话系统），第二个用于上行，第三个用于下行。
但最可能的方法称为 DMT（离散多音）。它将本地线路上的可用 1.1 MHz 频谱划分为 256 个独立的信道，每个信道为 4312.5 Hz。信道 0 用于 POTS（普通电话系统）。信道 1-5 不使用，这样语音和数据信号就不会相互干扰。在剩下的 250 个信道中，一个用于下行控制，一个用于上行控制。其余的信道可用于用户数据。服务提供商决定上行和下行应分配多少信道。虽然 50-50 是可能的，但大多数提供商将 32 个信道分配给上行，将其余信道分配给下行，因为大多数用户下载数据的次数比上传数据要多。
ADSL（ANSI T1.413 和 ITU G.992.1）提供的速度为下行 8 Mbit/s，上行 1 Mbit/s。在每个信道内，使用类似于 V.34 的调制方案，采样率为 4000 波特。实际数据通过 QAM 调制以每波特 15 位发送。
- ADSL 布置
在典型的 ADSL 布置中，电话公司在客户的场所安装网络接口设备 (NID)。NID 与分路器组合在一起。它是一种模拟滤波器，用于将 POTS 使用的 0-4000 Hz 频段与数据分离。POTS 信号被路由到电话，数据信号被路由到 ADSL 调制解调器。ADSL 调制解调器通过以太网卡或 USB 端口连接到计算机。在连接到中央局的另一端，安装了相应的分路器，在那里将语音部分的信号过滤掉并发送到语音交换机。高于 26 kHz 的信号被路由到 DSLAM（数字用户线路接入复用器），DSLAM 包含与 ADSL 调制解调器相同类型的数字信号处理器。一旦在比特流中恢复了数字信号，就会形成数据包并发送到互联网服务提供商。这个系统的一个缺点是需要公司技术人员安装 NID，这对公司来说非常昂贵。因此，另一种无分路器设计被标准化，通常称为 G.lite。唯一的区别是必须在电话或 ADSL 调制解调器与电线之间插入每个电话插孔的微滤波器。电话的微滤波器是低通滤波器，消除了高于 3400 Hz 的频率；ADSL 调制解调器的微滤波器是高通滤波器，消除了低于 26 kHz 的频率。虽然这个系统不如使用分路器可靠，但它仍然需要在局端使用分路器。
其他 DSL 服务
[edit | edit source]- ADSL2
ADSL 2 与 ADSL 类似，通常调制解调器可以互换。区别在于 ADSL 2 提供高达 25 Mbit/s 的下行速率，而上行速率保持与普通 ADSL 相同，为 1 Mbit/s。从中央局到 15,000 英尺的范围也保持不变。
- ADSL 2+
ADSL2+ 是下一代 ADSL 宽带，ADSL2+ 服务能够实现高达惊人的 24 兆比特每秒的下载速度（取决于您的设备和铜线的长度）。ADSL2+ 服务能够实现高达 2.5 兆比特每秒（附录 M）或 1 兆比特每秒的上行速度。ADSL2+ 宽带比标准 ADSL 运行速度快得多。这使您能够在距离电话交换机更远的距离（根据图表）获得更快的速度，或者在以前无法获得 ADSL 的情况下获得 ADSL。
- SDSL
对称数字用户线路 (SDSL) 是一种技术，它允许通过现有的铜质电话线（POTS）发送更多数据。SDSL 支持高达 3 Mbit/s 的数据速率。SDSL 通过在电话线的**高频**区域发送数字脉冲来工作，并且不能与同一根电线上的语音连接同时运行。SDSL 需要特殊的 SDSL 调制解调器。SDSL 称为对称，因为它支持上行和下行流量相同的数据速率。
- SHDSL
SHDSL 代表对称高比特率数字用户线路。SHDSL 旨在通过单个铜对传输速率自适应的对称数据，数据速率从 192 kbit/s 到 2.3 Mbit/s 或 384 kbit/s 到 4.6 Mbit/s（通过两个对）。对于单对操作，SHDSL 提供 192 kbit/s 到 2.3 Mbit/s。数据速率以 8 kbit/s 的增量定义。对于双对操作（4 线模式），SHDSL 提供 384 kbit/s 到 4.6 Mbit/s。数据速率以 16 kbit/s 的增量定义。两对的线路速率必须相同。
- VDSL
VDSL（超高数据速率数字用户线路）本质上是 ADSL，但数据速率更高。它是非对称的，因此下行速率高于上行速率。上行速率从 1.5 Mbit/s 到 2.3 Mbit/s。下行速率和距离在以下表格中列出。VDSL 被视为为流媒体视频、组合数据和视频、视频会议、校园环境中的数据分发以及支持公寓楼内的多个连接提供超高速访问的一种方式。
- VDSL 2
VDSL 2 代表超高比特率 DSL 2，是一种使用电话线进行互联网连接的技术，类似于 DSL。但是，VDSL 2 使用 30 MHz 的频谱，速度为 100 Mbit/s，范围为 12,000 英尺。这些高性能使数据能够以更大的容量、更快的速度和更长的距离发送。人们对 VDSL 2 的互联网服务感兴趣也就不足为奇了。
xDSL 的局限性：
[edit | edit source]DSL 存在一个重大的缺点：您距离中央局越远，连接速度就越慢。当您远离中央局时，线路上的失真会增加，信号会衰减。为了解决这个问题，电话公司会降低传输速率，例如，从 1.5 mbps 降至 384 千比特每秒。但是降低速度只能达到一定程度——如果您距离最近的中央局超过两英里，您将无法获得 DSL。根据行业贸易组织 ADSL 论坛的数据，大约 60% 的美国电话用户居住在可以支持 DSL 的区域内。