DSL 技术在过去十年间获得长足发展,ADSL、ADSL2+、VDSL 及 VDSL2 等多种新的技术在视频、语音及数据应用中的表现远胜于现有电话铜线技术。新型 DSL 技术标准极大提高了数据吞吐能力,可满足多路高清电视(HDTV)信号传输等关键需求,而投资比光纤入户的成本低很多,因此许多电信公司已经开始或者正在考虑利用其中一种 DSL 技术提供三重播放业务。而这些标准的实施也向芯片设计师提出了更高要求。

1999 年 6 月,国际电联电信标准化部门(ITU-T) 制定了 ADSL 标准,铜线宽带业务开始在全球大众市场部署,到 2000 年其用户已达 500 万。ITU-T 为 ADSL 标准选择了离散多音频(DMT,也称正交频分多址接入,即OFDM)线路编码。DMT可将频谱分为多个相同带宽的子通道,通过正交幅度调制(QAM),每个子通道最多可调制 15 位信息。DMT的子载波互为正交,以防止载波间干扰。ADSL 使用频分多路复用(FDM)技术隔离上下行传输频带,使两部分频谱分别用于传输与接收。
提供语音及视频服务
在推出ADSL服务的同时,运营商也在考虑如何利
用现有铜线技术提供语音及视频服务。于是ADSL2+标准运应而生,该标准在数据速率、覆盖范围、速率自适应以及诊断等方面均比ADSL有很大的提高。ADSL2+的下行频率最高达2.2MHz(ADSL仅为1.1 MHz),在较短环路中下行速率超过25 Mbps;并通过扩展低端频谱使上行数据速率达到1 Mbps 左右。ADSL每帧采用固定的 32kbps 的数据速率开销,而ADSL2+可降至4kbps,从而使有效负载数据传输速率提高了28kbps。ADSL2+ 通过增大交错深度(interleaver depth)及提供更灵活的组帧参数(每 DMT 符号的编码字数)降低开销并提高了编码增益,因此增强了里德-所罗门 (Reed-Solomon) 误差校正编码方法的效率。初始化状态机的改进使数据传输速率得到有效提升,电信运营商也可借此修正上下行频带。
据 DSL 论坛统计,截至 2005 年 3 月全球 DSL 用户数量已达 1.07 亿,占宽带用户总数 60%。其中大部分采用ADSL 技术,ADSL2+也逐渐得到推广;但对在提供语音及数据服务的同时采用多通道传输 HDTV 或普通 TV 信号的需求则是推动VDSL 标准产生的动力。
VDSL于2003 年获批作为短环路应用解决方案,此前这种应用通常使用光纤技术为小区提供远程数字用户专线访问多路复用器 (DSLAM) 支持,需要将两个现有本地环路联在一起。VDSL 的上下行传输使用多个频带,为高速数据传输及上下行数据对称提供了更大灵活性。
VDSL2 的问世
VDSL2 标准的研究于 2004 年起步,其目的是充分发挥双绞铜线 (copper pair) 潜力,以提供三重播放宽带业务。与 ADSL2+一样,VDSL2 也采用 DMT 作为线路编码,从而与 ADSL2+具有良好的向后兼容性;此外,其还与现有 ADSL2+的频谱相兼容。
VDSL2 具有丰富的配置选项及频带方案,能够满足服务供应商各种需要。该标准最多可使用 4096 个相互间隔 4kHz或 8kHz的 DMT 子载波来传输上下行数据;同时还提供了8.5 MHz、12 MHz、17.7 MHz 及 最高30 MHz 等多种频谱配置(VDSL1 仅为 12 MHz),所以在距离局端 1000 英尺的范围内可以为用户提供高达 100 Mbps 的对称数据速率。但当距离超过 3500 英尺时,上下行传输数据速率降至 ADSL2+ 的水平甚至更低。
各大电信运营商采用了不同的战略来提供三重播放业务。Verizon 及 NTT 等公司正在积极推进光纤到户(FTTH),这种方案避免了铜线带来的各种问题,但要为光纤铺设投入大量资金。AT&T 已开始启动U-verse 业务,即将光纤铺设到小区,然后使用 25 Mbps 的 VDSL2 解决入户问题,支持两个高清或标清视频信号的传输,该公司正在全力推进此业务并计划到 2006 年底扩大到 15 个市场。而德国通信公司(Deutsche Telecom)开始放慢部署 VDSL2,并告知该业务的普及比预期要慢。
XDSL 处理组件
目前,大多数主力 xDSL 芯片制造商都在设计符合 ADSL2+ 及 VDSL2 等所有主要 DSL 标准的单芯片。由于 VDSL2 的数据传输速度比 ADSL2+ 高出很多,这无疑对芯片制造商提出了巨大挑战。xDSL 芯片包含三个基本处理组件:模拟前端、数据泵和网络处理模块。
模拟前端 (AFE) 包含模数转换器 (ADC)、数模转换器 (DAC)、线路驱动器(LD,作用为高功率放大器)及模拟滤波器,实际上是负责接收、预处理并随后在 RX 通路中对模拟信号进行数字化处理。在TX通路中,AFE将数字采样转换为模拟信号并进行后处理,然后使用LD将信号差动耦合至双绞线环路。