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SHDSL接人技術特點及其發展趨勢

2005/9/23

　　1 引言

　　對于寬帶接人技術，人們比較熟悉也最常用的是不對稱數字用戶線路ADSL(AsymmetricalDigital SubscriberLine)，他能在一對普通銅雙絞線上建立上行896kb／s，下行達8160kb／s的不對稱數字通信鏈路，這非常適合實現Internet接人以及VOD等不對稱業務。但也正是由于ADSL速率的不對稱性，使得ADSL的應用存在不少局限。特別是商用寬帶需求環境是一個雙向的、對稱的流量環境，對性能波動的容忍度比較低，ADSL接入技術已越來越不能滿足人們對頻寬和流量的需求。于是，人們開始關注SHDSL技術。

　　SHDSL(Symmetrical High bite Digital SubscriberLine)對稱高速數字用戶線路是由ITU-T定義的在單對雙絞線上提供傳輸雙向對稱帶寬數據業務的一種技術，符合國際電聯G．991．2推薦標準，由于采用性能優越的16電平網格編碼脈沖幅度調制(TC-PAM)技術，壓縮了傳輸頻譜，提高了抗噪性能，延長了傳輸距離，因此與ADSL，HDSL技術相比有著明顯的技術優勢。
　
　　本文主要從SHDSL接入技術的基本構成、各模塊功能、接口等方面介紹其技術優勢，并展望了其發展趨勢。

　　2．1 基本構成

　　基本的SHDSL線路傳輸系統的關鍵部件是線路收發單元(STU)，其主要由局端收發送器STU-C和遠端收發送器STU-R組成。STU單元功能模型如圖1所示。每個STU包括應用相關部分和應用無關兩部分。應用相關部分包括傳輸協議特定傳輸匯聚(TPS-TC)層及相應接口，應用無關部分包括物理媒質相關(PMD)層和傳輸匯聚(PMS-TC)層。另外，在STU-C和STU-R間可放置信號再生器，由此形成一個完整的SHDSL鏈路。如果是用2個雙絞線對傳輸，則PMD層模塊將包含2個獨立的STU，他們共同連接到一個PMS-TC上。

　　2．2 各模塊功能及數據流程

　　PMD模塊主要完成調制解調的功能，實現鏈路激活、線路均衡、碼元的定時提取和恢復、回波抵消等功能；PMS-TC層將數據成幀，實現幀同步以及擾碼和解擾碼功能；TPS-TC層是與應用相關的，主要實現用戶數據到SHDSL數據幀的映射和封裝、復用解復用和多用戶數據信道的定時校準等功能。

　　STU中的數據流程如圖2所示。其中'為模擬時間，n為比特時間，m表示碼元時間。f(n)是來自成幀器的輸入，擾碼器輸出的串行比特流s(n)經A／D轉換器，變換為第陰個TCPAM碼元周期的K個并行比特字，然后經過卷積編碼輸出K+1個并行比特字，這些比特字輸入映射器后，按照預先定制的映射電平在映射器輸出口就輸出TCM碼流x(tn)。這就是TCM編碼過程。TCM碼流再經信道預編碼以及頻譜整形，最后在線路接口模擬輸出，TCPAM調制完成。

　　根據數據傳輸速率的不同，STU線路口上發送的信號也具有不同的功率頻譜密度(PSD)。此外還有對稱PSD和不對稱PSD的選擇，對稱是必選的，不對稱是可選項。對于對稱PSD，上下行數據流都采用16-TCPAM編碼，不對稱PSD下行可選8-TCPAM編碼。圖3和圖4分別為標準規定的PSD參考圖形。

　　2.3設備各種接口及應用

　　目前市場上的SHDSL接入系統根據其傳送方式不同可分為2類：TDM模式和ATM傳送模式。前者與傳統HDSL設備類似，既可以面向SDH，PDH傳送網直接提供E1速率專線用戶的透明傳輸通道，又可以面向DDN提供NX 64kb／s的專線接入；后者與傳統ADSL設備類似，區別僅在于用SHDSL端口代替了ADSL端口。作為基礎骨干數據網的接入延伸，SHDSL可以作為面向數據專線用戶提供電路仿真(CE)接人業務、幀中繼(FR)接入業務和以太網接人業務。圖5為SHDSL綜合接人系統的結構圖。

　　按照不同的應用SHDSL設備有不同的接口。基于電路交換方式的SHDSL局端設備網絡側接口(SNl)要求是2MB或V35接口，用戶端設備用戶側接口(UNl)也是如此；基于ATM方式的SHDSL局端設備SNI可選擇622MB光接口、155 MB光／電接口、34 MB電接口，還包括10／100Base-T和100Base-Fx接口，用戶端設備UNI接口一般使用后兩種接口。

　　目前使用得較多的是具有統計復用功能的ATM模式的局端設備，主要完成連接、傳送、擁塞及業務控制及F4／F5環回監測等功能。

　　3 SHDSL技術優勢及其發展趨勢

　　3．1 技術優勢

　　作為對稱的高速數字用戶線，SHDSL以高速寬帶商用業務為主，其優越性能主要體現在：

　　(1)支持對稱雙向通信與傳統的ADSL技術不同，SHDSL所提供的是雙向對稱業務。典型的SHDSL收發器采用16級TC-PAM線路編碼，每對雙絞線可提供從192k～2．312Mb／s的對稱速率，而對于擴展應用所支持的4線捆綁傳輸模式提供相應加倍的帶寬，這大大提升了服務范圍，改善了服務質量。在沒有中繼器的情況下，在性能允許的范圍內傳輸最大可達2．5km。

　　(2)兼容性好 G．991．2標準為數據專線設備的線路接口提供了統一的方案，可以和接入網中包括DSL技術在內的其他傳輸技術兼容，這大大提高了傳輸距離。同時由于標準的統一，推進了SHDSL局端與終端設備的互通性測試工作，為DSL進一步發展壯大用戶群鋪平了道路。

　　(3)高速傳輸，并支持可變速率管理和服務級規約SHDSL能夠自動適應各種傳輸速率，用戶可以方便地在各類新舊應用模式中靈活配置，滿足他們多樣化的需求，讓用戶能真正享受到溝通"零距離"的樂趣。

　　(4)經濟帶寬 SHDSL的對稱帶寬支持在上行和下行方向上高性能的應用，其單線對設計(具雙線對選項)和速率適應能力可確保服務提供商最經濟的利用帶寬。

　　(5)遠距離傳輸，干擾小由于TC-PAM調制方式的優點，在同樣的速率時，可得到更長的傳輸距離；在同樣的長度時，可提高傳輸速率；在同樣的長度和速率時，可提高信噪比容限。

　　(6)性能強大，服務范圍廣 SHDSL既能為中小型企業以及大型企業的分支機構提供各種全面的解決方案，滿足各種業務需求，如安全、VPN和業務延展規劃，也可為服務供應商提供解決語音、視頻、視頻會議等各種集成通信問題的方案。

　　綜上所述，SHDSL接人技術正日益受到商用網絡用戶的青睞，并呈現出良好的發展勢頭。

　　3．2 SHDSL技術的發展趨勢

　　SHDSL技術的提出由來已久，但至2001年2月ITU發布G．SHDSL(G．991．2)標準后，SHDSL技術才得以發展成熟，并能實現在數字用戶線接人復用器設備和寬窄帶綜合接人設備中實現與ADSL，VDSL等業務板的任意混插。SHDSL技術與ADSL，VDSL技術的不同之處在于，傳送數據業務時不能同時提供話音業務，支持的是雙向對稱業務，因此主要面向中小型企業或商業用戶、高檔家庭提供高性價比的專線業務。

　　根據SHDSL的技術特點，其主要用于點對點的高速數據傳輸；遠距離局域網的連接，以及滿足商業用戶的遠程的較小傳輸容量的企業網專線互聯和對稱帶寬的Internet接人等。目前在少數經濟發達地區SHDSL技術已有嘗試。

　　4 結語
　
　　如今寬帶接人的逐漸普及，高速的網絡化服務已成為不可逆轉的潮流，雖然光纖接入是接人互聯網的最佳方式，但這需要一個很長的過渡過程。以SHDSL為前沿的xDSL技術在相當長的一段時間內仍將是我國寬帶接人的主流技術。隨著SHDSL技術的進一步推廣，相信用戶能享受到更多、更快、更精彩的服務。

作者：李開榮(揚州大學信息工程學院江蘇揚州225009) 　摘自：中電網

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