xDSL技術(shù)事實上是在利用調(diào)制技術(shù)、信道編碼技術(shù)、均衡技術(shù)、回聲抑制技術(shù)等,來不斷挖掘銅金屬電話線纜的使用頻率,從而提高其數(shù)據(jù)傳輸速率。從POTS話音頻段上限的4kHz到VDSL2頻段上限的30MHz,使其頻率使用范圍提高了無數(shù)倍。
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一、xDSL系統(tǒng)使用頻段的比較
在我國,各種xDSL系統(tǒng)利用的頻譜帶寬和最大數(shù)據(jù)傳輸速率的比較詳見下表1-1。
表1-1:各種xDSL系統(tǒng)利用的頻譜帶寬的比較
在表1-1中,HDSL系統(tǒng)使用的線路最高頻率在1MHz以內(nèi),但其使用的是2對或3對銅線對,其它形式的DSL技術(shù)均為使用單對銅線對的情況。因此,真正具有可比性的是ADSL(dmt和lite)、ADSL2、ADSL2+和VDSL1、VDSL2等系統(tǒng),關(guān)于這些DSL系統(tǒng)占用的頻帶比較可用圖1進一步得到說明。
圖1:VDSL與ADSL占用頻帶的比較
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下表1-2以三重播放業(yè)務為例,給出了其對于帶寬的需求情況,顯然VDSL2是能夠滿足其業(yè)務帶寬需求的,支持的傳送業(yè)務類型可包括保持一定QoS質(zhì)量水平的HDTV、話音和數(shù)據(jù)等三重業(yè)務,其通常的三重業(yè)務至少可實現(xiàn)3個電視頻道、若干個VoIP通道和快速的Internet連接訪問。
表1-2:三重播放業(yè)務對于帶寬的需求情況
二、ADSL系統(tǒng)的頻段使用
由圖1知,對于ADSL系統(tǒng),由G.992.3和G.992.4標準定義的ADSL2系統(tǒng),其性能比G.992.1和G.992.2標準定義的初期的ADSL系統(tǒng)有了明顯改進,其上行頻帶從138kHz擴充到276kHz,而由G.992.5標準定義的ADSL2+系統(tǒng)其性能又進一步提高,頻譜增加了一倍,達到2.208MHz。
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那么,依據(jù)ITU-T G.992.x系列建議書,關(guān)于ADSL1、ADSL2和ADSL2+系統(tǒng)的線路頻率具體使用計劃分別詳見下表2-1、表2-2和表2-3。
表2-1:ADSL1系統(tǒng)的頻帶劃分方式
表2-2:ADSL2系統(tǒng)的頻帶劃分方式
表2-3:ADSL2+系統(tǒng)的頻帶劃分方式
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三、VDSL的頻段
對于VDSL系統(tǒng),VDSL的頻段劃分關(guān)系到整個VDSL系統(tǒng)與設備可具有的性能,其頻段的選擇關(guān)系到系統(tǒng)的全局安排,它還涉及到ADSL及與POTS的頻率協(xié)調(diào)。另外由于其數(shù)據(jù)速率傳輸能力較高,其線路頻譜計劃安排較為復雜。實際上,對于VDSL系統(tǒng)(包括VDSL1系統(tǒng)和VDSL2系統(tǒng))的線路頻段方案,ITU-T建議書規(guī)劃了12MHz以下的頻段計劃和12MHz以上的頻段計劃兩個計劃,其中,VDSL1系統(tǒng)使用12MHz以下的頻段計劃,而VDSL2系統(tǒng)兩個計劃都使用。
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1、12MHz以下的頻段計劃
ITU-T制定的G.993.1建議,其對于VDSL1系統(tǒng)所規(guī)范的頻段劃分如圖3-1所示。從圖3-1可看出,VDSL1系統(tǒng)所占頻段從頻率25kHz起始,到頻率12MHz結(jié)束。下行占用DS1、DS2兩個頻段,上行占用US1、US2兩個頻段,共計4個頻段。此外,還設置了fg0~fg1頻段作為各國可靈活選用的頻段。
圖3-1:G.993.1建議關(guān)于VDSL1系統(tǒng)所規(guī)范的頻段劃分方案
像許多其他ITU-T標準一樣,在G.993.1建議中也考慮了北美和歐洲兩個地區(qū)的不同要求,特別規(guī)范了A頻帶(Band plan A)和B頻帶(Band plan B)兩種方案(還有個Band plan C僅適用于瑞典,這里不做介紹)。A頻帶方案即是北美地區(qū)提出的所謂Plan 998方案,這是北美國家和日本采用的惟一頻譜劃分方案;B頻帶方案即是歐洲地區(qū)提出的所謂的Plan 997方案,這是歐洲地區(qū)的主選方案,歐洲地區(qū)又規(guī)范了A頻帶方案為本地區(qū)的補充選用方案。兩個方案中各頻帶的分割點頻率(fgx)已標注在圖3-1中,從圖3-1可看出,“Plan 998方案”分配給下行方向的頻帶要多于“Plan 997方案”,而分配給上行方向的頻帶要少于“Plan 997方案”。這主要是因為北美和日本地區(qū)的系統(tǒng)需求傾向于非對稱性業(yè)務,而歐洲地區(qū)的業(yè)務需求則傾向于對稱業(yè)務。下表3-1給出了兩個方案規(guī)劃的數(shù)據(jù)速率需求
表3-1:Plan997方案與Plan998方案的數(shù)據(jù)速率需求
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2、我國關(guān)于12MHz以下的頻段計劃的規(guī)定
我國當時的標準(YD/T 1239-2002)在VDSL進行頻率劃分時,從我國的實際情況出發(fā),既適應接入網(wǎng)絡總體流量的非對稱性,又考慮滿足一些對上行速率要求較高、接近對稱的業(yè)務需求。具體考慮的因素羅列于下表3-2-1中。
表3-2-1:VDSL頻率劃分方案的考慮因素
因此,我國僅選用了Plan 998方案,并在ITU-T規(guī)劃的Plan 998的基礎之上,將DS2和US2的頻段位置對調(diào),這樣既可保證短距離的下行高速率,又能擴大對稱或接近對稱速率的覆蓋范圍(10Mbit/s 0.4mm的線超過1000 m)。此時,我國VDSL系統(tǒng)12MHz以下的頻段計劃的頻率劃分方案如下表3-2-2所示,即將DS2和US2的頻段位置對調(diào)后分割點頻率(fgx)的取值(YD/T 1239-2002的表C.2)。
表3-2-2:我國12MHz以下的頻段計劃的規(guī)定
表3-2-2中分為兩種方式,其中,方式一可用下圖3-2表示,適用于VDSL和ADSL不在同一束電纜的應用,如果在開通VDSL業(yè)務的線對上不考慮同時開ASDN,則可選用fg0~fg1頻段。為保證VDSL對ADSL的頻譜兼容性避免互相干擾,我國的標準中增加為起始頻率fg1為0.9MHz的頻率劃分方式二,該方式適用于VDSL和ADSL在同一束電纜的應用。另外,為考慮當時VDSL芯片的技術(shù)現(xiàn)狀,標準中規(guī)定DS2為可選頻段,而US1和US2可以合并使用。
圖3-2:我國VDSL頻段劃分方式一的圖示
從上面的數(shù)據(jù)分析可以看出,Plan 998在上行傳送10Mbit/s的傳輸距離較短(低于850m),而Plan997的下行速率由于分配的下行頻帶較少(DS1,低頻帶)而較低,因此Plan997和Plan998均不適合我國,我國的頻率劃分方案應該講是綜合了Plan997和Plan998的優(yōu)點。
3、VDSL2系統(tǒng)的頻段計劃:12MHz以下的頻段計劃 + 12MHz以上的頻段計劃
對于VDSL2系統(tǒng)由于提高了數(shù)據(jù)速率的傳輸能力,依據(jù)ITU-T建議G.993.2建議,VDSL2系統(tǒng)使用了12MHz以下的頻段計劃和12MHz以上的頻段計劃。所謂12MHz以上的頻段計劃是指將G.993.1規(guī)劃的頻段的最大頻率12MHz進一步向上擴展。依據(jù)G.993.2建議的VDSL2系統(tǒng)的頻段計劃安排,可擴展至不同的頻點,包括有17.664MHz、30MHz、35MHz和35.328MHz,視地區(qū)計劃而不同。在G.993.2建議書中,仍然按地區(qū)給出了VDSL2系統(tǒng)使用的頻段計劃,包括北美計劃(地區(qū)A)、歐洲計劃(地區(qū)B)、日本計劃(地區(qū)C)。
對于北美地區(qū)計劃G.993.2給出了Plan 998-30(最高頻點擴展至30 MHz)和Plan 998-35b(最高頻點擴展至35 MHz)兩個方案,具體詳見下圖3-3。圖中給出了DS和US的劃分即分割點頻率。如果使用US0頻段,US0頻段的低端頻點f0L可以從4kHz(沒有POTS業(yè)務)到25kHz(有POTS業(yè)務);其高端頻點f0H可以是從138kHz~276kHz。
圖3-3:北美地區(qū)VDSL2系統(tǒng)頻段計劃:Plan 998-30和Plan 998-35b
對于歐洲地區(qū)的頻段計劃G.993.2同樣是基于G.993.1的Plan 997和Plan 998計劃,但對應的方案較多,包括997E、998E、998ADE三大類,每類其擴展的最大頻點又分為17.664MHz、30MHz和35.328MHz而不同。歐洲地區(qū)VDSL2系統(tǒng)頻段計劃詳見下附件3,包括DS和US的劃分、分割點頻率及使用要求等。
附件3:歐洲地區(qū)VDSL2系統(tǒng)頻段計劃
4、我國VDSL2系統(tǒng)的頻段計劃的規(guī)定
在我國通信行業(yè)標準YD/T 1996.x系列標準中規(guī)定了我國的VDSL2系統(tǒng)頻段計劃,它給出了對應G.993.2的北美計劃(地區(qū)A)和歐洲計劃(地區(qū)B)。
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YD/T 1996.2規(guī)定,對于北美地區(qū)計劃,我國只選用其Plan 998-30方案,即在Plan 998的基礎上擴展了12 MHz~30MHz的頻段,在該頻段內(nèi)增加了DS3和US3(見圖3-3(a),并包括各分割頻點值)。同樣,如果使用US0頻段,US0頻段的低端頻點f0L可以從4kHz(沒有POTS業(yè)務)到25kHz(有POTS業(yè)務);其高端頻點f0H可以是從138kHz~276kHz。
YD/T 1996.2規(guī)定,對于歐洲地區(qū)計劃,在三大類中,我國沒有選用對應地最大頻點擴展至35.328MHz的頻率,即只選用了997E17與997E30、998E17與998E30、998ADE17與998ADE30;同時又增加了HPE17和HPE30類。具體規(guī)定要求也匯總在附件3中。
事實上,對于xDSL系統(tǒng)所使用的線路傳輸頻率,將會受到市話電纜傳輸系統(tǒng)(包括傳輸POTS信號和ISDN信號)的傳輸特性(主要包括衰減特性、串擾性能等)的制約。線路傳輸頻率范圍越寬、頻點越高,所要采用的技術(shù)(調(diào)制技術(shù)、編碼技術(shù)、噪聲/串擾抑制技術(shù)等)要求也越來越高、難度也越來越大。
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