１ 引言

隨著Ｉｎｔｅｒｎｅｔ爆炸式地發展，在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上所進行的商業應用和多媒體服務等也都得到了迅猛的推廣。當然，要享受Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的各種服務，用戶還必須以某種方式接入網絡，其中采用光纖到戶（ＦＴＴＨ）的方式來實現用戶接入網的數字化和寬帶化，是用戶接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ必然發展的方向。但是由于光纖用戶網絡的成本過高，目前大多數用戶仍將繼續使用現有的銅線環路來接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，于是便提出了一些過渡性的接入網技術，如Ｎ－ＩＳＤＮ、ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ、不對稱數字用戶環路（ＡＤＳＬ：Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ ＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＬｉｎｅ）等等，特別是ＡＤＳＬ是最具發展前途和競爭力的一種,在未來幾年甚至十幾年內將占有主導地位。目前ＰＣ業界領袖ＭＩＣ,Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ、Ｉｎｔｅｌ、Ｃｏｍｐａｑ?雪以及世界范圍內各大網絡公司，如３ＣＯＭ、ＣＩＳＣＯ、Ｓｉｅｍｅｎｓ、Ａｌｃａｔｅｌ、Ｐａｒａｄｙｎｅ等都相繼推出了ＡＤＳＬ產品，許多電信公司、ＩＳＰ也都推出了各自的ＡＤＳＬ服務，在北美、新加坡、日本、臺灣、韓國等國家和地區率先投入了營業。我國的中國網通和中國電信也在北京、上海、廣東、福建等地進行了相關網絡的測試和大規模的試用。但由于目前在電話小交換機分機上尚無接入ＡＤＳＬ的方法，且ＡＤＳＬ也存在著選線率低的問題，因此ＡＤＳＬ在大規模推廣方面還會受到一定的阻礙，特別是有些電信運營商使用了光纖遠端模塊或無線直放站，使這些地區的電話用戶無法接入ＡＤＳＬ，成了ＡＤＳＬ的盲區。

為此，筆者設計了ＡＤＳＬ分離復用器，解決了酒店、賓館或寫字樓中的虛擬小交換機用戶采用ＡＤＳＬ的方式寬帶上網的問題。

２ ＡＤＳＬ的工作原理

在介紹ＡＤＳＬ分離復用器的設計之前，先來介紹一下ＡＤＳＬ的工作原理。

當在電話線端放置ＡＤＳＬ Ｍｏｄｅｍ的時候，在電話線上便產生了三個信息通道：

（１）速率為 １．５ Ｍｂｉｔ／ｓ～９ Ｍｂｉｔ／ｓ的高速下行通道，用于用戶下載信息；

（２）速率為 １６ ｋｂｉｔ／ｓ～１ Ｍｂｉｔ／ｓ的中速雙工通道，用于用戶傳輸上行信息；

（３）傳統的電話服務通道，用于普通電話服務。

ＡＤＳＬ的頻譜分割如圖１所示。




　　這三個通道可以同時工作?熏傳輸距離達３ ｋｍ～５ ｋｍ (具體通信速率依環路的質量和長度而定)。

ＡＤＳＬ采用高級數字信號處理技術和新的算法壓縮數據，使大量的信息能在網絡上高速傳輸。特別是在現有較長的銅制雙絞線?穴普通電話線?雪上傳輸數據或在惡劣的環境下信號衰減十分嚴重的情況下，ＡＤＳＬ依靠它較大的動態范圍和分離的通道能夠保持低噪聲干擾的傳輸，為人們提供了一個奇跡般的應用技術。

為了在電話線上有效地分隔帶寬，產生多路信號，ＡＤＳＬ的調制解調器一般采用頻分多路復用(ＦＤＭ)或回波消除(ＥｃｈｏＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ)兩種技術來實現。其中ＦＤＭ技術是在現有帶寬中分配一段頻帶作為數據下行通道和另一段頻帶作為數據上行通道。下行通道通過時分多路復用 (ＴＤＭ)分出多個高速信道和低速信道，上行通道也由多路低速信道所組成。而回波消除技術則使上行頻帶與下行頻帶相疊加，再通過本地回波抵消器將兩頻帶區分開來。此項技術來源于Ｖ．３２和 Ｖ．３４調制解調技術，可以充分利用有限的帶寬，但其性能價格比比較高，所付出的代價比較大。目前，使用最多的還是ＦＤＭ技術。

３ ＡＤＳＬ分離復用器的設計

３．１ ＡＤＳＬ分離復用器的工作原理

ＡＤＳＬ可以將數據和語音相分離，因此可以利用ＡＤＳＬ中數據和語音使用頻率的不同而采用ＣｈｅｂｙｓｈｅｖＩＩ五級以上濾波原理，將數據和語音信號相分離，然后跨過小交換機或跳開不良影響的線路將數據和語音信號混合在一起。這里的關鍵在于：需在很窄的帶寬內將數據和語音完全分離，其隔離度達到７０ｄＢ以上，而信號衰減卻不能大于０．５ ｄＢ。

３．２ ＡＤＳＬ分離復用器的結構設計

根據產品的一致性和便于組合使用，可以采用標準封裝模塊的形式設計分離復用器，使其體積縮小，易于維護和使用。模塊的插腳規定如圖２所示。模塊及模塊的組件如圖３、圖４所示。








　?。常?ＡＤＳＬ分離復用器的應用原理

ＡＤＳＬ分離復用器按上述設計的結構組裝和制作，應用原理如圖５所示。在應用時模塊的組件可以對稱應用，即對稱組合，如圖６所示。也可以非對稱應用，特別是為了降低成本，可以按照圖７的模式對組件進行簡化，以減小分離復用器的體積。

        ３．４ ＡＤＳＬ分離復用器的測試結果

在分離復用器的應用中，為了驗證其效果，對相關的指標進行了測試，測試的結果如下：

（１）高通濾波器的測試結果

對高通濾波器的測試結果如圖８所示。

　　下截止頻率為２０ ｋＨｚ，在４ ｋＨｚ處的衰減為－７５ ｄＢ，完全滿足設計要求。

（２）低通濾波器的測試結果

對低通濾波器的測試結果如圖９所示。

　　上截止頻率為４ ｋＨｚ，在２０ ｋＨｚ處的衰減為－７０ ｄＢ，也完全滿足設計要求。

３．５ ＡＤＳＬ分離復用器外觀設計

ＡＤＳＬ分離復用器的外觀設計以賓館使用的７０線的分離復用器為例，如圖１０所示。

（１）ＡＤＳＬ分離復用器的前面板設計

ＡＤＳＬ分離復用器的前面板如圖１１所示。

ＡＤＳＬ分離器前面板由１４條等寬面板塊組成，上下用兩個螺釘固定在機箱上，拆卸方便。每條等寬面板分別對應覆蓋在ＡＤＳＬ分離復用模塊集成板上，并有５個標準的ＵＳＢ接口,整個機箱共集成７０個ＵＳＢ接口，與接口２和接口７相兼容（見圖１０），并分別對應外線分離出的ＡＤＳＬ高頻信號及ＡＤＳＬ各復用分機。

（２）ＡＤＳＬ分離復用器后面板設計

ＡＤＳＬ分離復用器設計的后面板如圖１２所示。共有１４個標準２５針接口，分列上下兩排，上下各７個，上排兼容ＡＤＳＬ分離復用器應用原理圖中的接口１和接口８，并與外線ＡＤＳＬ、電話混合信號及去各客房的線路相對應。下排兼容ＡＤＳＬ分離復用器的接口３和接口６，并與分離出的電話信號和來自程控交換機的分機電話線路相對應。上、下接口為一對，對應機箱中與之相連接的兩塊ＡＤＳＬ分離復用集成板，以及前面板上的十個ＵＳＢ接口，用以完成對１０條外線信號分離整形或１０個分機線路信號的整形和復用。

４ ＡＤＳＬ分離復用器的實際應用

４．１ ＡＤＳＬ分離復用器在有小交換機的辦公室應用

當辦公室有很多部小交換機分機，而只有少數人需要寬帶接入時，要直接采用ＡＤＳＬ是無法將分機接入的，但要使用ＡＤＳＬ分離復用器，就很好地解決了這個問題，如圖１３所示。

　?。矗?ＡＤＳＬ分離復用器在賓館、酒店的應用

由于賓館和酒店的旅客是流動的，而且只有少數人需要寬帶上網。在這種情況下如果采用綜合布線的方法將每個房間都布上寬帶線，就需要有較大的投資，而且在施工期間還會影響酒店的營業，是得不償失的。同時，酒店也不能在寬帶網上獲取足夠的盈利。而使用ＡＤＳＬ分離復用器就能很好地解決少數旅客寬帶上網的問題。在安裝ＡＤＳＬ分離復用器的過程中，酒店不僅不會影響的正常營業，而且所需的投資極小，所用的時間極短，酒店還能獲得足夠的利潤。特別是酒店可以根據實際運營的情況和實際的需求，采取漸進式的投資方案，例如：

（１）方案一

當酒店從未安裝過寬帶系統，且對寬帶接入所帶來的收益存有疑惑時，可以采取如圖１４所示的方案。將ＡＤＳＬ外線（線路５）接至賓館機房ＡＤＳＬ分離復用器的接口１，由ＡＤＳＬ波段復用器將ＡＤＳＬ高頻信號嚴格地與話音低頻信號分隔開來，分離到接口２，然后通過線路３繞過電話程控交換機，經接口７進行高頻波段整形，之后復用到各個所需的分機接口８，再傳送到各分機的線路（線路４）上。這樣賓館的每個房間就可以在不增加任何線路的情況下，直接通過房間分機電話線連接ＡＤＳＬ Ｍｏｄｅｍ進行上網，享受ＡＤＳＬ寬帶通信。在上網的同時，電話信號則由外線（線路５）接入ＡＤＳＬ分離復用器接口１進行分離，之后通過接口３及連線１輸送到電話交換機交換處理，再通過線路２及接口６進入ＡＤＳＬ分離復用器與ＡＤＳＬ高頻信號一起復用，并通過接口８傳送到各分機線路（線路４）。這樣各客房分機電話也不會受ＡＤＳＬ寬帶信號的影響。

（２）方案二

酒店實施方案一后，隨著旅客的不斷增加會有更多的人要求上網。這時可以采用方案二來進行擴容，如圖１５所示。這種方案可以降低用戶的月租費。當然在增容時，酒店也可以繼續采用方案一，即在不增加額外投資，只向電信運營商加報增裝ＡＤＳＬ外線的方式，來增加ＡＤＳＬ的線數。

采用方案二時用戶的帶寬可達到１０ Ｍｂｉｔ／ｓ，出口帶寬也可達到１０ Ｍｂｉｔ／ｓ，因而完全能滿足用戶視頻通信的需要。

在使用方案二時，酒店需要增加一臺捆綁ＤＳＬ信號的設備及一臺低線數的ＶＤＳＬＡＭ，如酒店共報裝５條ＡＤＳＬ ２ Ｍｂｉｔ／ｓ的線路，那么用戶接入的速率即可達到１０ Ｍｂｉｔ／ｓ。因此這種方案適合線路距離較長的酒店，如園林式的酒店等等，客房到接入設備的距離可以達到１ ｋｍ。

（３）方案三

當酒店決定使用光纖寬帶接入或使用電信運營商的虛擬小交換機時，可以采取方案三的方式來解決寬帶入網的問題，如圖１６所示。

　　光纖接入賓館機房后，通過ＤＳＬＡＭ轉化成ＡＤＳＬ信號并經ＡＤＳＬ波段復用器合波，這時ＡＤＳＬ波段復用器起品質優秀的合波復用器的作用，將高頻波段整形，之后復用到電話線路之中傳輸到各酒店房間，因而在很大程度上降低了ＤＳＬＡＭ安裝的端口數，節約了成本。

這種方案用戶使用的帶寬可以達到１０ Ｍｂｉｔ／ｓ，出口帶寬也可以達到１０ Ｍｂｉｔ／ｓ，也能完全滿足用戶寬帶視頻傳輸的需要。

４．３ 對有ＡＤＳＬ／ＶＤＳＬ線路交換需求的應用

電信運營公司在安裝ＡＤＳＬ時，有時會遇到選線的問題，即在某些線路上能開通ＡＤＳＬ，而在某些線路上不能開通ＡＤＳＬ。在能開通ＡＤＳＬ的線路上也并非所有的用戶都在使用ＡＤＳＬ，因此在靠近用戶端的線路處將ＡＤＳＬ線路進行交換，在某些時候還是非常重要的。如圖１７所示。

　?。?ＡＤＳＬ分離復用器的優越性

ＡＤＳＬ分離復用器具有以下優越性：

（１）實施方案一及方案二后，分離復用器有效地降低了寬帶接入的門檻，使使用電話小交換機分機的單位、辦公室或賓館改變了只能通過綜合布線或甩掉電話交換機改為直撥電話的方式經ＡＤＳＬ寬帶上網，其既不需要用戶提供高額的轉換成本，如布線、電話設備的添置，新電話線的報裝等，也避免了由于綜合布線或電話線路的改造而投入大量的人力、物力和時間，帶來的直接或間接的損失。比如：賓館如果做綜合布線，可能至少需要部分客房停業１～２個月，而且綜合布線會導致內裝修的破壞等等。所以在分離復用器面世之前，ＡＤＳＬ在這些電話分機單位一直得不到推廣，而分離復用器面世后完全解決了通信運營商和電話分機用戶在這個問題上的不便，只需在電話交換機的一側安放分離復用器，一兩個小時就能完成線路改造和電話分機用戶ＡＤＳＬ的寬帶接入，且不會影響電話分機的使用。

（２）從應用方案三可以看出，分離復用器直接給通信運營商帶來了商機，提高了運營商的盈利能力?熏特別是最大限度地節省了寬帶ＩＰ接入網的建設費用，使ＡＤＳＬ／ＶＤＳＬ的線路得到最大、最靈活的利用。在應用方案三時，如果用戶線不符合選線標準，ＡＤＳＬ信號還可以調到任何符合傳輸ＡＤＳＬ信號要求的線路上傳輸。即由分離復用器在接近用戶的一端將ＡＤＳＬ信號從傳輸ＡＤＳＬ信號的線路上分離出來，然后再有效地將ＡＤＳＬ信號復用到調整后的用戶線上，進而完成了ＡＤＳＬ信號新的接入。

（３）ＡＤＳＬ分離復用器同樣適用于ＶＤＳＬ以及其他ＤＳＬ技術，給技術的平滑過渡帶來了便利。