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==xDSL== DSL, Digital subscriber line(老式叫法loop), 名字起的其实很直白, 在用户原来的电话线上传输数字的技术. 1984年发布的ISDN标准, 也算是一种xDSL, IDSL. 1988年Bellcore 注册ADSL专利. ADSL上下行带宽不同,较为适合internet, 不过ADSL 成为ITU标准就晚的多了, 一直要到1998年了. ADSL只使用4k以上的频谱资源, 因此可以和普通电话通过滤波器共存, ADSL在local loop上提供高速的数据连接. High-bit-rate digital subscriber line (HDSL)才是第一个DSL标准(1994), HDSL在使用一对或两对双绞线, 上下行速度对称, 分别可以达到668kbps,1.544Mbps. 基本上是T1的一种替代品. HDSL也使用更多的频谱资源, 这是DSL的通用做法, 这样就能获得更快的速度. HDSL/SHDSL都占用了4k的音频频段,无法与普通电话共存. HDSL采用2B1Q line code这和ISDN BRI一致. 后续HDSL的升级替代品SHDSL(2001年),速度更高. 后续的VDSL2(2006年)频段用到了12Mhz, 2015年的35b profile带宽延伸到HF以上, 35MHz, 速度进一步提高. ===Breakthrough Speed=== DSL突破local loop的速度限制的方法基本上只有一个, 就是采用更多频谱资源, 因为local loop的速度已经逼近香农极限, 理论上都没有什么空间可以操作. local loop历史遗留的各种滤波器是时候被彻底抛弃了,否则完全没有可能利用更高频率的频谱资源. ADSL/ADSL2 这些速度非对称的标准, 考虑了和POTS以及ISDN的共存问题, 因此4k及以下的频谱是不用的, 为了照顾ADSL over ISDN, 有的标准只利用138khz以上的频谱资源. [[文件:ADSL-detail-band-allocation.jpg]] [[文件:ADSL-spectrum.jpg]] 有了带宽后的第二个问题是如何利用这些频谱资源. ADSL的做法是将这些频谱拆分成一些列相距4.3125kHz距离的频带 (ADSL1, 256个,包括上下行). 在单独的频带上和音频Modem的做法类似, 采用QAM调制, 波特率固定在4k, 每个符号最高传递15个bit,此时最高速度每个通道60kbps. ADSL(ANSI T1.413-1998 Issue 2)下行254个通道, 最高下行速度254*(4khz*15bit)=15.2Mbit/s, 但是因为编码,组包的开销,数据传递的有效速度约8Mbit/s. 更进一步, 这些单独的频带是正交的, 算是一种有线版本的OFDM, 使得频谱利用率很好. [[文件:ADSL-VDSL-Spectrum.jpg]] ===keep High speed=== 高速的代价, 和与音频Modem相似,必须得有纠错措施才能实现单个symbol传递15个bit, ADSL不仅采用了卷积码, 再此之上还进一步采用Reed–Solomon编码进行纠错, Reed-Solomon纠错在WiMax,DVB,CD/DVD/BD,二维码中广泛应用. RS编码通过附加16 bytes的信息, 可以对最多224个byte中8个byte出错进行纠正, 称做 RS(240,224). [[文件:RS-inter-lacer-convolutive-code-forADSL.jpg]] 不仅是两种纠错方式, 为了减少突发的连续长串的错误bit的出现, RS编码后,送给卷积编码的数据的顺序是不同的: [[文件:ADSL-inter-lacer.jpg ]] ADSL瞄准的是最后一公里, 这里是情况最复杂的, 通讯环境各不相同, 并不能保证每个线路都能达到高速度传输. 因而,在ADSL连接建立之初有一个training-up的过程, 通过DSP分析测试信号, 找出各个信道的可用程度,在不同的信道, 通过分配给信道每个symbol传输的bit数量,调整信道的传输速度. 这一过程不仅在初始阶段, 在运行阶段也是通过监控信道的噪音状况,动态调整, 这个叫bit swap. bit swap是根据信噪比,通过把一些信道的传输的bit交换到另一个信道来维持传输速度,同时优化整体通讯质量. bit swap不会降低整体的传输速度. 但是bit swap改变了能量在通道内的分布,维持最佳能量分配(最低必要能量),能在噪音14Db变化范围内保持通讯速度. 如果超出这个范围, 则需要重新初始化. [[文件:ADSL-DMT-adaption.jpg]] 这种频率划分,和调制方式, 称做DMT(discrete multitone modulation). ===Refrence=== *[http://www.polytech2go.fr/topnetworks/frch6_fren.htm xDSL Family] *[https://www.induteq.nl/ict/bestanden/02__Intro_to_ADSL.pdf Intro to ADSL] *[https://www.kirara.co.uk/info/DSL%20Information%20Part-1/ ADSL Line Driver] *[https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_subscriber_line DSL wikipedia] *[http://www.scholarpedia.org/article/Digital_subscriber_line_(DSL) DSL Scholarpedia] *[https://en.wikipedia.org/wiki/DSL_modem DSL Modem] *[https://www.geoffknagge.com/uni/elec351/351assign.shtml DSL and ADSL] *[https://www.utdallas.edu/~torlak/courses/ee4367/lectures/Intro2ADSL.pdf Intro to ADSL modem] *[http://www.ieee802.org/3/efm/public/mar02/egan_2_0302.pdf MDF vs QAM] *[https://pdfs.semanticscholar.org/2181/4089fae63796b3bf5fa7ababaad0e1f46528.pdf Modeling ADSL ] *[https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/wp/wpstxiiqam.pdf Versatile Digital QAM Modulator]
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