遠程監控通信方式與xDSL技術的研究

　1 引言
　現行的遠程監控系統通信通常采用兩種方式：一種是采用光纖作為傳輸手段，另一種是采用視頻電纜傳輸方式。這兩種通信方式在野外等特殊環境中都存在不同程度的問題。

　　光纖傳輸方式：在野外等特殊環境中，光纖監控系統中的光纖架敷設在野外露天環境，由于環境惡劣，如果有沖擊、碰撞、人為破壞等情況發生，都會造成傳輸光纜斷纜或斷芯，而光纜斷裂后，很難快速修復。因為焊接技術復雜，設備昂貴，普通用戶根本無法進行恢復。再加上光端機價格較高，這些都限制了光纖傳輸方式的應用和普及。

　　視頻電纜傳輸方式：由于視頻電纜的傳輸距離短，因此，必須采用中繼器實現遠程傳輸，而在野外等惡劣環境中，中繼設備的串入必然降低系統的可靠性，同時，中繼器是有源設備，中繼設備的供電也是一個很困難的事，而且視頻電纜斷纜后，其維護也遠比雙絞線復雜。所以，視頻電纜傳輸方式也沒有得到推廣。

　　隨著技術的迅速發展，一種全新的利用普通電話線進行數據傳輸的技術――xDSL技術應運而生，它徹底打破了高速通信由光纖獨攬的局面。這種被稱為“點銅為金（CopperGold）”技術為遠程數據傳輸帶來了新的希望。

　　2 xDSL技術方案

　　DSL是英文Digital Subscriber Line的縮寫，即所謂的數字用戶環路。DSL技術是基于普通電話線的寬帶接入技術，它在同一銅線上分別傳送數據和語音信號。目前存在有HDSL、SDSL 、VDSL 、ADSL與RADSL等多種不同類型的DSL接入技術。為了方便起見，人們常常把這些DSL技術統稱為“xDSL”技術。這些DSL接入技術的基礎系統架構與原理基本上是相似的，按這些技術在信號傳輸速率與距離、具體實現方式及上、下行速率的對稱性等方面是否相同可分為速率對稱型和速率非對稱型兩種。

　　速率對稱型的xDSL有HDSL、SDSL (Single line DSL)等多種形式。非對稱型的xDSL有ADSL（Asymmetric DSL）和VDSL（Very high bit rateDSL）等數種。因其下行速率很高，適用于下行數據量很大的Internet業務。最近又出現了速率自適應的ADSL（RADSL：Rate adaptive ADSL），它克服了ADSL在強噪聲條件下中斷通信的缺點，能自適應地降低速率保持通信連接。

　　xDSL采用的調制/解調方式有2B1Q（2 Binary 1 Quarterary）、CAP（Carrierless Amplitude/Phase modulation）和DMT（Discrete Multi-Tone）三種。它們都要利用高頻頻帶。由于高頻信號損耗大并易受噪聲干擾，因此速率越高，傳輸距離越近。此外傳輸速率還與雙絞線的線徑和質量有關。

　　2.1 ADSL技術

　　ADSL是由Bellcore的Joe Lechleider于八十年代末首先提出的利用電話網用戶環路中的銅雙絞線傳送雙向不對稱比特率數據的方法。ADSL基本系統是由安裝在電話線兩端的一對高性能調制解調器組成。ADSL系統可提供三條信息通道：高速下行信道、中速雙工信道和普通電話業務（POTS）信道。ADSL采用頻分復用技術，利用濾波器分離不同信道的信息，如果ADSL設備發生故障，普通電話業務（POTS）將不受影響。高速下行信道的速率范圍為1.5-8Mbps，雙工信道的速率范圍為16Kbps-1Mbps。

　　目前被廣泛采用的ADSL調制技術有3種：QAM(Quadature Amplitude modulation)、CAP(Carrierless Amplitude-phase Modulation)、DMT(Discrete Multi Tone)，其中DMT調制技術被ANSI標準化小組T1E1.4制訂的國家標準所采用。但由于此項標準推出時間不長,目前仍有相當數量的ADSL產品采用QAM或CAP調制技術。