ADSL技能概述51CTO博客 - 乐橙lc8

ADSL技能概述51CTO博客

2019年02月27日13时20分13秒 | 作者: 运珧 | 标签: 技能,编码,调制 | 浏览: 2961

公司产品支撑DSL模块,需求搭测验环境。之前没做过DSL的东西,参阅了些文档并搭了环境,顺便给team做了个开端的训练。   1. ADSL根本概念
  • Digital Subscriber Line (DSL) technology is a modem technology that uses existing twisted-pair telephone lines to transport high-bandwidth data.
 
  • ADSL technique creates three information channels: a high-speed downstream channel, a medium-speed duplex channel, and a basic telephone service channel.
ADSL是个频分复用的技能。高频段,中频段和低频段对应下行,上行和语音流。   上面这个图的频段区分未必争夺,因为现在有不同的DSL技能和规范。     现在我国许多ISP现已开端启用二代的ADSL技能了,能够看到,二代ADSL技能的下行速率现已能够到达几十兆的功能。     2. ADSL的根本规范 G.dmt和G.lite是最常用的规范,现在ADSL2/2+也开端布置。一代二代ADSL都是运用G.hs的握手协议。
  • Current standards are G992.1(G.dmt), G992.2(G.lite) from ITU Organization and T1.413 issue 2 from ANSI.
 
  • G.dmt  and T1.413 downstream speed can reach 8Mbps above,but G.lite downtream speed can only reach1.5Mbps. This is the reason why G.dmt  and T1.413 are full rate mode. G.lite is low rate mode but splitter is not required.
 
  • 2002 May,ITU-T released second generation ADSL standard ADSL2(G.992.3) and ADSL2(G.992.4) without splitter, 2003 Jan ADSL2+(G.992.5) was released.
 
  • ITU defined xDSL special handshake standard G994.1(G.hs), G.dmt and G.lite integrate this handshake standard both, the standard can be called G.dmt and G.lite standards’ G.hs way. ADSL2 and ADSL2+use G994.1 too.
    G994.1 defines startup hand shake procedures for DSL transceivers to exchange capabilities and to select a common mode of operation
G994.1:
  • How CO determine the operation mode?
    G.992.x  and T1.413 use different handshake signal. G.992.x and T1.413 use different frequency group for handshake.
  3. ADSL根本布置拓扑    
4. ADSL的参数和算法 讲这些之前,先过一下根本的通讯原理比较好。     信源输入与转化->信源编码->信道编码->调制->信道传输->解调->信道解码->信源解码->转化与输出   (1)首要看看信源编码技能 Signal encode,乃奎斯特定理是根底,一般选用非均匀量化技能,比方常用的A律。 ADSL选用的是RS编码技能。我们能够参阅PCM编码的数字量化表明,因为RS编码比较杂乱。
  • Nyquist–Shannon sampling theorem
    In essence, the theorem shows that a bandlimited analog signal that has been sampled can be perfectly reconstructed from an infinite sequence of samples if the sampling rate exceeds 2B samples per second, where B is the highest frequency in the original signal.
 
  • Sampling: uniform sampling and non-uniform sampling (采样分为均匀量化和非均匀量化)
     e.g.
     [0,10]  sampling as 0.5, 1.5, 2.5, … , 9.5   there are two signal 0.9 and 9.9
     SNdb = 10lg(0.9*0.9/0.4*0.4) = 7dB
     SNdb = 10lg(9.9*9.9/0.4*0.4) = 27dB
 
  • PCM encode
     e.g. only for demo but not real encode algorithm and 4bit is used for PCM encode here.
              6T         5T        7T        8T        4T        0T        1T        2T       3T 
    Value    -1.76     -0.75   -0.2     0.4       1.9       2.1       3.2      3.4      3.9
    Sample -1.75    -0.75    -0.25   0.25     1.75    2.25     3.25    3.25    3.75    
    Encode  0100     0110   0111   1000    1001   1011    1100   1110   1111  
 
  • DPCM encode
 
  • RS encode(Reed-Solomon)
     ADSL is using RS encode. Due to limitations in system architecture, specifically the maximum allowable Reed-Solomon codeword size (255 bytes)
信源编码的意图是用最少的比特位传输相同信息量。
信源编码的功率是经过紧缩冗余度来完结的。   (2)信道编码 信源编码的根底上,确保信号无差错的端到端传输。运用信道编码,参加冗余位来完结。检测重发机制,前向纠错机制,反应校对机制是常用的技能。
下面举了个简略的比如解说多个bit位做信道编码并且有纠错机制。  e.g. demo: 1bit is enough for ok/nok. Two more bits are used for channel encode and error recovery.
 000     =      ok
 111     =      nok

信道编码常用的技能有线性分组码,卷积码,Turbo码,奇偶校验码等。
ADSL运用了多种信道编码机制。 a. ADSL能够运用Trellis Code(TCM)编码办法,经过参加冗余位来完成。   b. Interleave and Fast
interleave(交错技能)就是把码字的b个比特涣散到n个帧中,改动比特间的接近联系,n值越大,传输特性越好,可是传输时延也越大。所谓交错技能,是为了应对变参信道而规划的一种搅扰均匀化的技能。
 i 为了战胜某条途径线路式微带来的失真,能够承受多条信道的办法,使得空间途径带来的搅扰均匀化,称为空间分集。
 ii 为了战胜某个频率的搅扰带来的失真,选用跳频的办法使得搅扰在几个载频间均匀,称为频率分集。
 iii 最上面的描绘,归于时刻分集。  三种分集技能,本质上是共同的,都是为了使得搅扰均匀化。
c. supper frame 每个超帧包括68个ADSL数据帧(date symbol),标号从0-67,这以后跟从一个同步帧,效果在于树立超帧鸿沟。
  ADSL utilizes a superframe structure for data frame transmission. 68 DMT data frames, numbered from 0 to 67, are grouped together to form a superframe, as shown in Figure 8. Each superframe is actually 69 data frames; the 69th data frame is a synchronization symbol inserted by the DMT modulator to establish superframe boundaries. To allow for insertion of the synchronization symbol (while maintaining the 4000 frames per second data frame rate) the transmit frame rate is actually increased to 69/68 * 4000 frames per second. Figure 8 was taken from section 6.4.1.1 of ANSI T1.413-1998.
  (3) 调制技能 调制技能这儿不相信说。调制都是针对的模拟信号。    a. 信道匹配,高频合适远间隔传输
 b. 天线尺度,理论天线尺度为电磁波长1/4
 c. 频分复用       DMT下行支撑最大256个子载波,Sub-carrier 256, the downstream Nyquist frequency, and sub-carrier 64, the downstream pilot frequency, are not available for user data,所以最大254个子载波承载用户数据。
因为DMT的数据帧率为4000每秒,每个子载波支撑的编码为15bit,理论ADSL的下行最大速率为(4000×15×254)/(1000×1000) = 15.24Mbps.
选用RS编码技能的情况下, 理论最大下行速率为(255×8×4000)/(1000×1000) = 8.16Mbps
The limitation of maximum allowable Reed-Solomon codeword size can be overcome if the interleaved data path is used (with S=1/2, where S is the number of data frames per RS codeword). Using the interleaved data path, which will be discussed in detail later, two Reed-Solomon codewords can be mapped to a single FEC output data frame.
ADSL2+的情况下,S的最大值能够到1/4。下行速率最大能够到32Mbps。
  G.lite形式选用的是半频谱,也就是128个子载波,每个子载波上承载的比特数为8,所以G.lite形式的下行速率很低。
      (4) 解调技能       (5) ADSL的调制技能    ADSL中,现在首要选用离散多音复用(Discrete Multitone,DMT)和调无载波起伏和相位(Carrierless Amplitude/Phase Modulation,CAP)两种调制办法。两种办法的共同点是DMT和CAP都运用正交起伏调制(QAM)。两者的区别是,在CAP中,数据被调制到单一载波之上;在DMT中,数据被调制到多个载波之上,每个载波上的数据运用QAM进行调制。两者比较,明显DMT技能更杂乱,本钱也要稍高一些。但因为DMT对线路的依赖性低,并且有很强的抗搅扰和自适应才能,具有更强的适用性,然后得到广泛应用。    QAM(正交调幅)调制技能,能够当作ASK和PSK的技能结合或许QPSK的一种逻辑扩展。
 ASK(幅移键控)  
               Acos2pift 1    A!=0
    s(t)=
               0  0               A=0
   BPSK(二级相移键控)     相位相差180                Acos2pift 1
    s(t)=
               Acos(2pift + pi) 0
   QPSK(四级相移键控)     相位相差90,正好正交      Acos(2pift+pi/4) 11
     Acos(2pift+3pi/4) 01
  (6) ADSL同步机制 接纳端有必要能够断定每个比特方位的开端和停止时刻。一种能够运用独立的时钟信道,另一种能够根据发送信号的同步机制,能够经过恰当的编码来到达。   (7) ADSL噪声,衰减,差错率     5. ATM (1) ATM根本概念 As defined in ANSI T1.413-1998 and DMT support asynchronous (ATM) or synchronous (STM) based bearer services, “the transport of data at a certain rate without regard to its content, structure, or protocol,” through the use of bearer channels.
  (2) 何为同步?何为异步? ATM从字面上看是异步传输技能。下图能够协助我们了解何为异步?   (3) ATM协议族规范 (4) ATM协议模型   (5) ATM协议封装     要注意的是ATM的UNI和NNI模型下,信元头结构是不一样的。   (6) ATM信元头结构   (7) VP/VC支撑以及VP交流VC交流     (8) ATM适配层 现在业界在用的只要1类适配,2类适配和5类适配。3类4类适配现已没有公司在用了。     一类适配: 用户数据结构定长,长度恣意
将信元流分组,8个信元一组
每组信元有一个信元带着 1 字节的数据结构指针
指明出用户数据结构的在净荷中的开端方位(结构鸿沟)     AAL1结构化数据传输信元流
-每组信元承载用户数据 375 字节,一个结构指针
-结构指针坐落间隔第一个结构鸿沟最近的偶数的信元中
注: 该结构数据块的长度为120字节
    AAL 5类适配:
为处理 AAL3/4 的缺陷而提出(AAL3/4用于面向衔接的高速数据时开支太大,纠错才能不行)
开支低、有用维护长数据块
支撑可变长数据,针对时延不灵敏事务
支撑可变比特率、面向衔接事务

  SSCS 子层与事务有关
CPCS 子层在CPCS-PDU信息域后加上 CPCS-PDU 尾填充 PAD,使整个 PDU 长度到达 48 的倍数
      接纳来自 CPCS 的变长 SDU
SDU 长度有必要为 48*N
按 48 字节对 CPCS-PDU 分段和拼装
用信元头中的 PTI 来指示一个 PDU 的开端或结束
      ATM封装全体:   (9) ADSL选用的AAL5多协议封装办法   AAL5多协议封装/RFC1483
VC承载
在根据VC的复用中,一条VC只能承载一个协议,因此在AAL5 CPCS-PDU净荷中不包括清晰标识所承载协议的信息,这样使所用带宽和处理开支最小。
能够经过人工装备或在呼叫过程中运用信令程序动态洽谈所承载的协议。

 
 
  6. ADSL的布置 思科文档现已概括解说的够好了。。不用在赘述了。     RFC1483 Bridge
http://www.cisco.com/en/US/tech/tk175/tk818/tsd_technology_support_protocol_home.html PPPoA
PPPoE http://www.cisco.com/en/US/tech/tk175/tk819/tsd_technology_support_protocol_home.html
Bridge plus Routing



版权声明
本文来源于网络,版权归原作者所有,其内容与观点不代表乐橙lc8立场。转载文章仅为传播更有价值的信息,如采编人员采编有误或者版权原因,请与我们联系,我们核实后立即修改或删除。

猜您喜欢的文章