ADSL的調變方式
ADSL的訊號調變方式,已成為ADSL硬體研發人員爭論的主要部分。一般分成CAP (Carrierless Amplitude/Phase Modulation;無載波調幅與相位調變)與 DMT(Discrete Multitone;離散多重音調)兩種。
ADSL技術之爭
離散多重音調( DMT ) 無載波調幅與相位調變(CAP )
所使用的技術 將頻譜分為許多4KHz頻帶,分析每一頻帶的訊號雜音比並依每一頻帶的狀況改變其傳送的位元率(bit rate)。 使用回授等化器。這是一個將雜訊最小化的方式,並且可以最有效地利用低於1KHz的頻帶。
標準 ANSI及ETSI(歐洲)ADSL的標準,另一項RADSL的標準在今年(1997年)秋季經過ANSI核准,DMT for ADSL即將成為ITU的標準,但互通性的功能往後延期。 ANSI工作群組持續討論以RADSL為基礎的標準,而其成為ITU標準的機會渺茫。
其他的考量 DMT將被用於另一種輕型版本的ADSL上,這種版本的ADSL用於較低速的數據機。 無
目前可用的晶片組與技術 ADI/Aware, Alcatel, Amati, Orckit Globespan
正在發展的晶片組與技術 Motorola, PairGain,
Texas Instruments 無
已安裝的數量 10,000個數據機 250,000個數據機,包含所有的DSL技術
■ CAP 調變技術
CAP是第一種應用在ADSL的方法。1990年美國AT&T Bell Labs的工程師運用了一種稱為CAP (Carrierless Amplitude∕Phase ) 的調制解調的技術在電話網路上,而後在1991年由AT&T Paradyne開發出原型,產品可提供下行(Down-stream)1.5Mbps、上行(Up-stream) 64kbps的資料傳輸速率。此技術就是利用QAM的方式﹐將數位的資料調變於單一載波信號上﹐利用一對雙絞銅線來傳輸﹐且當沒有數位的資料可供調變傳輸時﹐則自動關閉載波信號不送出﹐故稱為 Carrierless。CAP結合了上傳及下傳資料的訊號,在接收端的數據機中利用回音消除的方式將上傳與下傳資料分離開來,這種方式以成功的應用在目前V.32及V.34數據機中,CAP是ADSL研發人員最初使用的方法,因為與現有的數據機使用的方式類似,因此整合性較佳(前面曾提到過)。現在大部分的ADSL設備都是使用CAP的方式。
DMT調變技術
由Amati Communications公司發展出的。所謂的DMT調變技術乃是將頻段分割成256個各具有不同載波信號的子頻道﹐再將數位的資料利用QAM調變方式﹐分配調變於256個載波信號的子頻道上,每個頻道傳輸的資料量可以依傳輸線路的干擾與串音的情況來調整。DMT(Discrete Multi-Tone), 將100 KHz到1.1MHz之間的頻寬切割成256個獨立的子通道(Sub channel),每個子通道所佔用的頻寬為4KHz,然後依據每一子通道品質的不同,調整每一個子通道的位元數:這樣子做,可以使ADSL線路不致於有大多的雜訊及衰減,以確保ADSL有可靠的通信品質,這也就是為何ADSL可以在雙絞線對上支援如此高的傳輸速率。此外,從剛剛所提供的數據中我們可以得到ADSL最高傳輸速率有多少:
( 256個通道)×(每個子通道4KHz的頻率)× (線路品質最佳的條件下以6個位元編碼)
256 × 4K × 6 = 6Mbps
所以ADSL的傳輸速率,也就是其所提供的頻寬為6Mbps。
由於DMT技術會去檢查每一個子通道的訊號品質,以便去決定可傳送的位元數,所以線路的品質是很重要的。傳統線路的線徑愈粗,其線路的阻抗愈小,線路的品質也愈好,所以不同線徑會有不同的速率(如附表三)。
■ DMT 的優點
DMT相較於CAP的調變技術﹐優點有﹕
1. 有效利用頻寬﹕DMT將頻道分割成256個子頻道﹐並監測每一子頻道的信號雜訊比﹐來調整每一子頻道傳輸的資料量﹐所以能有料利用頻寬。
2. 位元傳輸速率的彈性﹕因為DMT將頻段分割成256個獨立的子頻道來傳輸資料﹐故位元傳輸速率極具彈性﹐可搭配不同速率的設備。
3. 脈衝雜訊抵抗力強﹕由於DMT隨時監測每一子頻道的傳輸狀態﹐當某一子頻道受到脈衝雜訊干擾而影響傳輸時﹐則關閉該子頻道。
4. ATM的傳輸配合﹕由於DMT位元速率的彈性﹐可有效的搭配ATM的傳輸方式。
5. ANSI的採用:DMT目前已被ANSI(ANSI T 1.413)採用,當作是調變ADSL的標準方法,同時這種數也可以提供其他xDSL採用。
■ ADSL的限制
ADSL最大的限制,就在於如果你希望速度愈快,那麼您就必須愈靠近交換機房,也就是距離愈短,ADSL的速度就愈快﹔如果你希望達到9Mbps的下傳速度,必須距離機房2.7公里內;如果您僅要求2Mbps的速度,那麼可以距離機房4.6公里遠。
由近來的趨勢(中華電信將建立全島ATM光纖骨幹)可以看出,ATM網路未來在骨幹(backbone)網路上可能會佔有相當大的比例,如果新一代的ADSL資料存取系統是一個 ATM 封包多工器,最符合經濟效益的作法就是使用戶都能透過 ADSL線直接取得ATM封包。用戶端僅需使用標準的個人電腦介面卡,即可接收這些ATM封包,再針對不同服務所提供的軟體,藉由個人電腦的CPU 處理能力完成ATM封包的包裝/重組等工作。如此一來,在選擇新式的ATM服務時,用戶便無需再購買符合新服務規格的ADSL介面卡。採用此存取多工器架構的新一代 ADSL 系統,除了可降低用戶享用新服務時所需的成本外,也提供了個人電腦新的應用層面,使得個人電腦除了提供IP over ATM的服務之外,也能夠提供別種 ATM 服務。當個人電腦能夠提供不同的資料存取服務時,用戶的數目自然會跟著成長,使得ADSL介面卡有機會成為未來 PC 的標準配備,降低ADSL介面卡的價格,且有助於ISP業者大量提供各種資料傳送的服務。
在這種新架構下,有關用戶終端設備與新一代多工器之間的運作、管理與維護工作,將不再像傳統電話系統利用單獨的負載頻道(Overhead Channel)來達成,轉而利用ATM規約中負責傳送這些訊息的特殊ATM封包。以整個系統的角度來考量,新一代 ADSL 系統還須考慮到與電信局距離超過一萬八千英呎的少數用戶,而要提供遠距離用戶足夠快的資料存取速度,可從兩個方向著手。
1. \pnb0對於使用延遲線路雜波消除器(Delay-Line Canceller ; DLC)的T1用戶而言,必須要以外加的方式將 ADSL功能延伸至DLC遠端終端機上,所以新一代ADSL系統必須要 將 ADSL 功能(最好能利用光纖)從電信局的交換機房延伸到ADSL卡之中。
2. \pnb0至於新一代 SONET-based DLC,也將具有整合 ADSL與一般電話線路的功能,以提供比舊有DLC更有效的遠控介面,而將用戶送入電信局的資料,轉換成相同的SONET ATM格式。
由於Internet上所隱藏的商機無限,如何利用現有的電話網路,以最低的代價獲得快速存取Internet相關資料的能力,將是許多公司的夢想,也是各網路相關設備製造廠商在未來數年間努力的方向。然而以現今 ADSL 設備的價格與功能而言,要讓用戶選擇 ADSL 作為高速存取Internet的方案,將是十分困難的。但為了讓使用者擁有更高的傳輸速率,新一代 ADSL 的發展可從文中所提的幾個觀點出發,並整合現有技術與其他相關新技術來達成其目標。
交換網路技術
交換器是一種網路裝置,設計來有效減輕網路擁塞與傳統共享是區域網路常發生的網路資源競爭問題,可改善網路效能提升傳輸品質。高速網路共可分為:FastEther 100MB TX , Fddi , GIGabit , ATM 。
以下就ATM來探討
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