数字电视宽带接入技术

数字电视宽带接入技术

1 数字电视宽带接入网

宽带接入网是多媒体通信网的基础，由业务节点接口(SNI)和用户网络接口(IYNI)之间的一

系列传送实体所组成，用户终端通过用户网络接口(UNI)连接到接入网，接入网通过业务点

接口(SNI)连接到业务节点(SN)，接入网在网络系统中的具体位置如图9-23所示。在实际应

用中，接入网的物理位置如图9-24所示。由图9-24可见，接入网是指交换局到用户终端之

间的所有机线设备，其中主干系统为传统的电缆与光缆，长度一般为数千米；配线系统可能

是电缆或光缆，长度一般为几百米；引入线长度为几米到几十米。

目前比较成熟的宽带接入技术主要有以下几种：

(1)铜线电缆接入技术

铜线电缆接入是传统电话网与有线电视网采用的主要接入方式，传统有线电

视网是一个以同轴电缆为传输媒介的单向传输的树状总线式广播网络，不能实现

多媒体宽带接入的功能。而以铜质双绞线为传输媒介的电话网在网络结构与用户

规模上具有一定优势，但由于受信号传输带宽的限制，影响了它在多媒体宽带接

入中的应用。近年来，以铜质双绞线为传输媒介的数字用户环路技术飞速发展，

铜线电缆已成为宽带接入的一种可行方式。铜线电缆接入技术主要有不对称数字

用户线(ADSL)技术、高速数字用户线(HDSL)技术、甚高比特率数字用户线(VDSL)

技术等。

(2)光纤接入技术

光纤具有传输频带宽、容量大、损耗低、受干扰影响小等特点，因而是适合

宽带多媒体业务发展的理想传输媒体。大容量、高速率的光纤系统在长途干线与

本地传输网中已经广泛应用，并形成了一个宽带、高速、安全、可靠的传输网。

此后，光纤化已成为接入网的发展方向，光纤接入网就是利用光纤作为主要的传

输媒体来取代传统的铜线电缆，利用光网络单元(ONU)提供用户侧接口。根据ONU

向用户端延伸的位置，光纤接入网可分为光纤到户(FTTH)、光纤到路边(FTTC)、

光纤到大楼(FTTB)等多种方式。

(3)光纤同轴电缆混合接入(HFC)技术

HFC是将光缆铺设到小区，然后通过光电转换节点，利用有线电视的树状总

线式同轴电缆网络连接到用户，以提供综合电信业务。HFC接入方式使光纤接近

用户，减少了同轴电缆的级连放大器，因而提高了系统的可靠性，同时利用同轴

电缆带宽可达1GHz的特性，可作为宽带综合业务的接入平台。HFC技术通过采

用频分复用方式，将业务调制到各自频段，从而实现了广播电视业务与交互型电

信业务、模拟业务与数字业务共享传输媒体。由HFC网络传输的宽带数字视频、

音频节目，经过信源压缩编码后，再采用QAM、VSB、QPSK等先进的调制技术，

即可在一路模拟电视频道中传输多路数字电视节目，也可在模拟常规电视频道中

传输数字高清晰度电视。

(4)以太网接入技术

以太网接入技术建立在五类线基础之上，它通过交换机、集线器等网络设备

将同一幢大楼内的用户连接成一个局域网，然后再与外界光纤主干网相连。以太

网接入方式承袭了因特网的连接方式，它建立在天然的数字系统基础之上，与

IP网络紧密结合，因而具有广阔的发展空间以及美好的发展前景。

(5)无线接入技术

无线接入技术主要包括微波传输技术、卫星通信技术、蜂窝移动通信技术、

无线局域网技术等，其中无线用户环路是一种提供基本电话业务的数字无线接入

系统，是目前应用最广泛的一种无线接入技术。

2 数字电视HFC接入技术

HFC(Hybrid Fiber Coaxial)网是指光纤同轴电缆混合网，即传输介质采用

光纤与同轴电缆混合组成的接入网，在实际应用中，通常采用光纤到服务区，并

组成星状或环状结构，而在进入用户的“最后1公里”采用同轴电缆。

HFC网是一种新型的宽带网络，它融数字与模拟传输为一体、集光电功能于

一身。在HFC网络上可同时开通多个频道的模拟广播电视节目以及大量的数字交

互式电视节目，并能提供高速数据传输服务、信息增值业务以及电话业务，为电

信网、计算机网、广播电视网的三网合一提供可行的实现方案。光纤具有频带宽、

对信号衰减小、不易受外界干扰等特点，但光纤直接入户费用较高，因此采用

HFC网是比较经济实用的选择。

HFC技术在数字电视有线网络中应用非常广泛，有线电视信道进行：HFC双

向改造后可提供双向数据服务。此外，数据压缩技术与高效数字调制技术在HFC

网上的应用，大大拓展了有线电视网络的频道容量和多功能服务能力，由于在一

个常规模拟电视频道中可传输8～10套经压缩编码的标准数字电视节目，因而有

线电视网具备了开展300～400套数字电视节目以及视频点播(VOD)等视频业务

的能力，同时采用其他的先进技术还可以实现在有线电视网络中传送数据、话音

以及因特网接入服务。

1．HFC频谱资源分配

HFC网络是频分复用网络，不同业务分配不同频带，各种业务频带之间有一隔离保护带宽。

目前，HFC网络主要采用低频率分割的双向复用方式，由于大多数HFC网络以现有有线电

视网为基础，因此其频段划分应与现有电视制式相兼容。典型的HFC频谱资源分配方案如

图9-25所示。由图9-25可见：48.5～550 MHz为普通广播电视业务；550～750 MHz为下行

数字通信信道，一般用来传输数字电视、VOD数字视频以及数字电话下行信号和数据：750～

1000 MHz用于各种双向通信业务，如个人通信，用于将来可能出现的其他新业务；5～42MHz

为上行非广播业务，并在该上行通道与下行通道间保留一定间隙。

2．HFC组网技术

HFC组网方案通常是在主干线、支干线传输部分用光缆连接，其连接方式分

为光缆到支线、光缆到小区和光缆到最后一个放大器三种，而从光节点到用户分

配网络采用同轴电缆。采用HFC方式的有线电视网的双向传输结构如图9-26所

示。

HFC结构的有线电视系统分支简图以及HFC结构的有线电视系统环状简图分别如图9-27、

图9-28所示。用户端通过数字机顶盒(STB)将网络与前端和分前端的主机相连，提供与主机

的全双工服务。用户通过STB发送上行数据，对下行数据则采用一固定射频频道送出，用

电视接收机直接接收。前端BHDDT及相应软件可对所有用户的STB进行控制管理，并与

主干网络接口，它具有一定的交换和路由功能。用户端STB是用户端接口设备，可连接一

个或多个用户，也可与局域网相连，并能支持对上行通道的竞争以及独立使用。

3．Cable Modem技术

Cable Modem即电缆调制解调器，在HFC网络中，在同轴电缆至用户终端

之间采用了Cable Modem，它是专门为在有线电视网上开发数据通信业务而设计

的用户接入设备，是有线电视网络与用户终端之间的转接设备。Cable Modem主

要由调制／解调器、调谐器、加密／解密模块、网桥／路由功能模块、网络接口

卡(NIC)、简单网络管理协议(SNMP)、部分以太网集线器功能模块组成，其内部

结构原理图如图9—29所示。

Cable Modem在实现数据双向通信时作用明显，其主要功能是将数字信号调制到射频以及将

射频信号中的数字信息解调出来，此外它还提供标准以太网接口，并实现部分网桥、路由器、

网卡和集线器的功能，其传输速率比传统电话Modem要高出100～1000倍。在数字电视的

组网方案中，用户端可通过Cable Modem实现Intemet高速接入，如图9-30所示。

Cable Modem提供双向信道：从计算机终端到网络方向称为上游(upstream)信道，

从网络到计算机终端方向称为下游(Downstream)信道。上游信道带宽一般在200 kb／

s～2 Mb／s之间，最高可达1O Mb／s，它采用的载波频率范围在5～40 MHz之间，这

一频段易受家用电器噪声的干扰，信道环境较差，因而一般采用比较可行的QPSK调制方

式：下游信道带宽一般在3～10 Mb／s之间，最高可达36Mb／s，它采用的载波频率范

围在42～750MHz之间，一般将数字信号调制到一个6 MHz的电视载波上，典型的调制

方式有QPSK和64QAM等，前者可提供10 Mb／s带宽，后者可提供36 Mb／s带宽。

Cable Modem技术是未来网络技术发展的主流之一。

4．HFC接入方式优点及不足

HFC网具有如下优点：

·HFC网可同时传输模拟和数字信号，频分复用和时分复用方式共存，对模拟

信号一般采用频分复用方式，限频带传输更多信息；

· 光纤网和同轴电缆网共存在，双向HFC网具有FTTH、FTTC功能，可实现

高速接入；

· 信号分配和信号交换同时存在，传统电视广播是单向分配系统，而交互

式业务 则实现了双向信息交换；

· HFC网为信号传输提供了足够带宽，其带宽可达1000 MHz，从而为开展

多媒体业务提供了必要条件；

· HFC网灵活地支持交互式和广播式业务，实现了数据、语音和视频业务

的真正 集成；

· HFC网是一种非常经济的解决方案，不需要进行额外的网络线路铺设，

同时用户端和前端设备价格相对低廉，因而是目前经济可行的宽带接入

方案，是解决信息高速公路“最后1公里”宽带接入网的最佳方案，能

够满足平滑过渡到全数字化、全光纤化的发展需求。

当然，HFC接入方式也存在一些不足，主要包括：

· 上行带宽过窄，只能使用5～42 MHz，由于外界干扰，一般只能使用18～

42 MHz， 因此，实际可利用的上行频带只有24 MHz；

· 缺少体制标准以及相关法律法规；

· 回传通道汇聚噪声，形成漏斗效应；

· 远端供电技术复杂、成本高；

· 网络可靠性缺少保证、用户服务质量缺少保证。

3 数字电视以太网接入技术

以太网(Ethernet)是一种总线局域网，它采用CSMA／CD介质访问控制方法，

是目前应用最广泛的局域网传输方式，随着类型与传输速率的巨大变化，其实用

协议已经从IEEE 802.3的10Ba-T转向快速以太网100Ba-T以及千兆位以太

网1000Ba-T。以太网的帧格式与IP一致，因而特别适合于传输IP数据。以

太网技术将IP包直接封装到以太网帧中，是目前与IP网络配合最好的协议之一，

它以变长帧来传送变长的IP包。随着因特网技术的迅速发展，以太网宽带接入

已经日益成为多媒体宽带接入的理想选择。

以太网宽带接入的网络结构如图9-31所示，由图9-31可见，基于以太网技术的宽带接入网

由局端设备和用户端设备组成，通常局端设备位于小区内，用户端设备位于居民楼内，也可

以是局端设备位于商业大楼内，而用户端设备位于楼层内。其中局端设备提供与IP骨干网

的接口，用户端设备则提供与用户终端计算机相连的10／100Ba-T接口。局端设备具有汇

聚用户端设备网管信息的功能，它还支持对用户的认证、授权、计费以及用户IP地址的动

态分配。而用户端设备只有链路层功能，它工作在复用器方式下，各用户之间在物理层和链

路层相互隔离，从而保证用户数据的安全性。此外，用户端设备可以在局端设备的控制下动

态改变其端口速率，从而保证用户的最低接入速率，限制其最高接入速率，以支持业务的

QoS保证。为保证设备的安全性，局端设备与用户端设备之间采用逻辑上独立的内部管理通

道。局端设备不同于路由器，路由器维护的是端口一网络地址映射表，而局端设备维护的是

端口一主机地址映射表；而用户端设备也不同于以太网交换机，以太网交换机隔离单播数据

帧，不隔离广播地址的数据帧，而用户端设备仅仅实现以太网帧复用与解复用功能。

在单向HFC网络的基础上，通过叠加一个高速以太网，即可向用户提供多功能服务，

如图9-32所示。由图9-32可见，新叠加的计算机网在有线电视台与各光节点之间，它采

用光纤传输方式，利用已有的2芯光纤，其余则另外布双绞线，因此不必对原有有线电视

网络进行大规模改造。这种方式的一项关键技术就是取消了传统HFC网络中的上行部分，

而代之以大容量、高速率、无方向性、透明交互的宽带IP技术。Hub工作站是整个网络系

统中仅次于主前端的信息处理分中心，其作用是减轻了主前端所承载的信息业务量，并减少

了由主前端输出的光纤芯数，从而可为覆盖区域内的用户信息业务提供各种综合功能。随着

未来业务的开展，IP网络中的Hub工作站将逐渐形成强大的宽带综合业务信息分组交换站，

并最终建设成为基于分层交换理念的信息交换分配中心，它是IP网络中的二级和三级交换

枢纽，其最终目的是面向所有业务。

网络技术的发展方向是向提供更宽带宽、更高带宽利用率以及更加灵活的扩展与升级

能力方向发展。因此，出现了千兆位以太网技术，其速度可达到千兆位，同时又能够实现与

传统以太网相同的传输距离，因而它是下一代主干网的理想选择。

作为一种新兴的高速网络技术，千兆位以太网使用统一的接口及协议，所有

业务都使用以太网接口、IP包格式，其通信基础是基于IP包交换，因而能够在

网络上端到端传输各种业务。此外，它不但能够提供很高的传输带宽及带宽利用

率，而且能够保证与现有以太网以及高速以太网的最大兼容性。千兆位以太网继

续采用传统以太网所使用的媒体访问控制(MAC，Medium Access Control)协议、

管理信息数据库(MIB)、帧格式以及逻辑链路控制子层(LLC，LogicalLinkControl)

接口，保持了以太网最初标准中MAC子层的CSMA／CD(载波监听多路访问／冲突

检测)协议，并且包含全双工与半双工两种工作模式，使用与目前以太网相同的

帧格式确定最小分组长度为64字节。

千兆位以太网以光纤或铜缆作为传输介质，采用8bit／10bit编码系统，其

传输速率可达1.25 Gb／s，目前已经应用在城域网与广域网中。在城域网环境

下构建IP网络平台，技术要素主要是路由交换机，通过基于千兆位以太网进行

城域骨干网连接，可以保证全网采用统一的IEEE802.3以太网帧格式，而且不需

要任何中间协议转换，可实现无缝连接，这种方法具有效率高、设备简单易于维

护、性价比高、组网简单、升级方便等优点，因而保护了用户已有的网络投资，

能够高质量、智能化地实现多功能业务。

千兆位以太网技术沿用了传统以太网的协议标准，并且与快速以太网和传统

以太网相兼容，因此从现有以太网可平滑过渡到千兆位以太网。不仅如此，千兆

位以太网与RTP、RTCP以及RSVP协议相结合后，可保证多媒体数据的实时传输，

并进一步减少以太网数据传输中的冲突现象。但在服务质量、流量控制以及传输

距离方面，千兆位以太网与ATM相比仍有欠缺之处，它无法提供ATM对端到端服

务质量的保障。

4 数字电视光纤接入技术

光纤接入网是指传输媒质为光纤的接入网，从技术上可分为有源光网络(AON，

ActiveOptical Network)和无源光网络(PON，Passive Optical Network)两大类。

(1)无源光网络(PON)

无源光网络是指在0LT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间是光分配网络(ODN)，没有任

何有源电子设备，其结构如图9-33所示。由图9-33可见，无源光网络中间的分路节点采用

无源分光器，可以采用单纤单窗口、单纤双窗口或双纤单窗口等技术来实现信号传输，其中

单纤单窗口技术是收发用同一根光纤，需要采用时间压缩复用；单纤双窗口技术是采用波分

复用技术来实现同一根光纤上传送收发信号；而双纤单窗口技术则是用不同光纤来传送收发

信号。通常，从局端OLT往ONU传送下行信号采用TDM技术，从ONU往局端OLT传送

上行信号采用TDMA技术。由于不同ONU到局端的距离不等，上行信号到达局端设备OLT

的时延也不相同，为避免不同的ONU上行信号在PON总线上产生重叠、互相干扰，并且

保护收发通路能够同步，因此承载不同ONU信号的时隙之间要有一定间隔。

(2)有源光网络(AON)

有源光网络指在OLT和ONU之间是光远程终端(ODT)，存在有源设备或网络系统，主要包

括基于ATM、SDH、PDH、LAN的有源光接入网，其结构如图9-34所示。有源光网络比无

源光网络简单、容易实现，其传输距离和容量均大于无源光网络，且易于扩展带宽，其缺点

是有源设备需要机房、供电和维护。有源光网络局端到远端的连接可以是点对点的从OLT

到有源光远程终端，也可以通过网络系统(例如SDH环网)连接到有源节点，分别形成光纤

到远端单元(FTTR，Fiber To The Remote Unit)和有源双星结构(ADS-FTTC)。0LT置于中心局

主机数字终端中，局端的光线路终端(OLT)有若干个光用户单元(OSU)，每个OSU带的ONU

数量要根据ONU的总带宽来确定。

宽带有源光网络是在SDH环状网络结构上传输删信元，因而具有环状网络结构的自愈

功能，同时在传输环上还可以对不同用户的业务进行合并，再连接到ATM交换机上，因而

占用很少的ATM交换机端口，能够以较少的交换机端口数目支持大量用户。此外，ATM信

元在SDH环网中传输，其带宽由环网上的所有节点单元共享，其中部分信元可以预留给某

些对实时性要求高的业务，其他信元可根据环网上各节点业务量的动态变化以及各用户的业

务类别，动态地分配到各节点和各用户，因此既能够很好地适应QoS要求高的业务，也能

够很好地适应突发业务的传输。

此外，根据光纤深入用户群的程度，可将光纤接入网分为FTTC(光纤到路边)、

FTTZ(光纤到小区)、FTTB(光纤到大楼)、FTTO(光纤到办公室)和FITH(光纤到

户)。

(1)光纤到路边(FTTC)

FITC用光纤代替主干铜缆和部分配线铜缆，将ONU设置在路边，然后通过双

绞线或同轴电缆连接用户，比较适合于居住密度较高的住宅区，这种结构是光缆

与铜缆的混合系统，但由于成本低于FTTH，因此是一种比较现实的提供宽带业

务的实施方案。

(2)光纤到大楼(FTTB)

FTTB的光纤化程度比FTTC更进一步，是将ONU置于大楼内，再经双绞线或

同轴电缆连接用户，特别适合于为一些智能化办公大楼提供高速数据、电子商务

和视频会议等业务。此外，将FTTB与综合布线系统相结合，可以较好地提供宽

带多媒体交互式业务。

(3)光纤到户(FTTH)

在FTTC中，如果将设置在路边的ONU换成无源光分路器，并移到用户家中，

即成为FTTH，它是一种全光网络结构，用户与业务节点实现全光纤传输，因此

对带宽、波长、传输制式、传输技术以及运行维护都没有限制，比较适合于各种

交互式宽带业务，但由于全光网络成本很高，其发展受到一定限制。

(4)光纤到办公室(FTTO)

在FTTC中，如果将ONU放在大型企事业单位用户终端设备处，并能提供一

定范围的灵活业务，则构成vitro结构，它也是一种纯光纤连接网络，主要用于

大型企事业用户，由于业务量需求大，因而在结构上适于采用点到点或环形结构。

FTTO与FTTH具有共同特点：即整个接入网是全透明光网络，对传输制式、带宽、

波长和传输技术没有任何限制，适于引入新业务，是一种最理想的业务透明网络，

因而是接入网技术发展的长远目标。

5 数字电视DSL接入技术

数字用户线(DSL，Digital Subscriber Line)技术是基于电话双绞线宽带接

入的最基本技术，基本的DSL技术是在普通电话用户双绞线上进行160 kb／s

的全双工通讯，其中包括144 kb／s(2B+D)的用户信息以及16 kb／s的传输开

销，其基本结构如图9-35所示。由图9-35可见，它由交换局侧的线路端单元

LT、用户侧的网络端单元NT以及传输铜线组成。

随着可视电话、会议电视、视频点播等各种宽带业务的发展，基本的DSL技术已经不能适

应宽带业务对信息传输速率和传输距离的需要，因此在基本DSL技术的基础之上提出了许

多改进技术，主要包括：高比特率数字用户线技术(HDSL)、非对称数字用户线技术(ADSL)、

对称数字用户线技术(SDSL)、甚高速率数字用户线技术(VDSL)、速率自适应数字用户线技

术(RADSL)等，其中最为重要和实用的是HDSL和ADSL技术。

1．高比特率数字用户线技术(HDSL，High bit-rate Digital Subscriber Line)

HDSL使用两对双绞线提供2048 kb／s的E1业务，每对双绞线上为1168 kb／s传输速率的

全双工信号，其中1024 kb／s为E1有效负荷，传输距离达3～5 km，HDSL收发器结构如

图9-36所示。由图9-36可见，一个完整的HDSL系统由自适应回波消除器、自适应均衡器、

线路编解码器、收发低通滤波、混合线圈、A／D、D／A、时钟等部分组成。其中回波消除

器用于消除经混合线圈泄漏到接收路径的发送信号，消除拖尾影响及直流漂移，以分开两个

方向上的传输信号，实现全双工通信；白适应均衡器用来校正线路因桥接或线径变化引起的

阻抗不匹配和环路低通响应引起的脉冲散播互相耦合等产生的信号损伤，它通常由一个前馈

均衡器和一个判决反馈均衡器组成，均衡器参数可自适应地根据输入信号特性加以调整，以

保证输出信号质量。

2．非对称数字用户线技术(ADSL，Asymmetrical Digital Subscriber Line)

ADSL技术最本质的特征是上下行速率不对称，它可在普通电话线上将现有电

话线路的频带经调制技术处理后扩大，其中高容量部分用来将大量数据传送到用

户端，而用户端经网络回送信号时，则使用较低速率来处理，从而可实现高速数

据与语音同时传输，为普通电话线进入多媒体通信领域提供了一条途径，并避免

了常规对称传输系统所特有的用户侧干扰问题，既提高了传输速率，又延长了传

输距离。许多宽带多媒体业务，例如视频点播，信息传输存在明显的不对称性，

在下行方向由于要传送大量视频、音频信息以及高速数据，因而需要较宽带宽，

而在上行方向由于只需传送信令、控制信号因而只要求较低带宽，这正好与ADSL

特性相符，因此可将ADSL技术应用于宽带不对称多媒体通信领域。

(1)ADSL系统基本结构

典型的ADSL系统基本结构如图9-37所示。在系统内，用户端和网络端各有一个POTS(Plain

Old Telephone System，普通老式电话系统)分离器，其作用是将在同一对电话线上传输的普

通电话信号与ADSL信号在频谱上分离，由于ADSL收发器不工作于话音频带上，因而可

使普通电话业务与高速数据业务同时在一对现有的二线制电话线上运行，且互不影响。

(2)ADSL频谱分配

ADSL系统的典型频谱分配如图9-38所示。由图9-38可见，它由三个信息通道组成：即POTS

通道、中速双工通道以及高速下行通道，由分离器将POTS信道与Modem分隔开，这样就

可保证在ADSL系统出现故障时不影响电话使用。其中高速单工信道的数据传输速率的范

围为1.5～6.1 Mb／s，中低速双工信道的数据传输速率范围为16～640 kb／s。每个信道可

由多个低速信道复接而成。ANSI TI.413定义的ADSL传输标准，如表9-5所示。

(3)ADSL关键技术

ADSL使用数字信号处理技术、调制技术将大量信息压缩到电话双绞线上进行

传送，而且在变换器、模拟滤波器、A／D转换器中还使用了许多先进技术。线

路衰减是影响ADSL性能的重要因素，ADSL通过不对称传输，利用频分复用技术

与回波抵消技术使上、下行信道分开，并减小串音影响，从而实现信号高速传送。

因此，ADSL不仅具有HDSL的优点，而且在信号调制、数字相位均衡、回波消除

等方面采用了更为先进的器件和动态控制技术，其中复用技术与调制技术是

ADSL中最为关键的技术，下面具体介绍。

为建立多个信道，ADSL通过两种方式对电话线进行频带划分：即频分复用

(FDM)与回波消除(EC)，这两种方式都将电话线O～4 kHz频带用作电话信号传送，

对剩余频带的处理，二者则各有不同。FDM是将电话线剩余频带划分为两个互不

相交的区域，分别用于上行信道与下行信道，下行信道由一个或多个高速信道加

入一个或多个低速信道以时分多址复用方式组成，上行信道则由相应的低速信道

以时分方式组成；EC方式是将电话线剩余频带划分为两个相互重叠的区域，分

别对应于上行和下行信道，两个信道的组成与FDM方式类似，但信号有重叠，而

且重叠信号依靠本地回波消除器将其分离。

目前国际上采用的ADSL调制技术主要有正交幅度调制(QAM)、无载波幅度／

相位调制(CAP)、离散多音(DMT)三种。

QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是一种单载频数字调制系统，其调制器、解调器原理

图分别如图9-39、图9-40所示，发送数据在比特／符号编码器内被分成速率各为原来的1/2

的两路信号，分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出，收端完成相反过程，这里不再详

述。QAM编码具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点，但它用于ADSL必须适应不同

电话线路之间性能较大的差异性。为获得较为理想的工作特性，QAM接收器需要一个与发

送端具有相同频谱及相位特性的输入信号用于解码，并利用自适应均衡器来补偿传输过程中

产生的信号失真，因此采用QAM的ADSL系统复杂性主要来源于自适应均衡器。

CAP(Carrierless Amplitude／Pha Modulation)由QAM发展而来，它是一种采

用正交幅度调制的网格编码(TCM)技术，其基本原理与QAM一样，区别主要在于CAP抑

制了不携带任何有用信息的载波，而且其正交载频的调制过程采用了两个幅频特性相等、相

位特性相差π／2的横截型带通数字滤波器，两路数字信号相加后经过D／A变换输出。CAP

码是一种冗余调制码，其功率谱属于带通型，受脉冲噪声、近端串音等干扰的影响比较小，

码间干扰也较小，因此CAP比QAM更易于实现。由于CAP使用了更多的数字处理技术，

因而易于实现大规模的数字集成，从而降低成本，其优越性高于QAM，CAP用于ADSL

的主要困难是必须克服近端串音对信号的干扰，这可通过使用近端串音抵消器或均衡器来解

决。

DMT (Discrete MultiTone)调制技术本质上是一种多频调制频分复用技术，

它将一段高速串行的数据流变为N组低速并行的数据流，并将它们分别调制到不

同载频上进行并行传输。DMT根据各子信道能力分配比特数，它在频率较低和较

高的几个子信道分配较少比特数，而在传输能力较好的中间部分则分配较多比特

数。DMT调制技术具有抗噪声能力强、频谱利用率高、传输速率具有自适应性等

特点，而且可与删网络配合使用，它已被ANSI、ETSI和ITU采纳为ADSL标准。

重庆电子工程职业学院 电子信息系 林涛