DSL技术的应用和发展趋势

与之竞争的宽带接入技术
        DSL（Digital Subscriber Line，数字用户线）是指利用电话铜线上未用的频率，传输数据业务且速率可达数Mb/s的技术。这种技术允许话音和数据同时在同一线路上传输。DSL技术从80年代发展至今，常见的有SDSL、HDSL、SHDSL、ADSL、VDSL等数种，见表1描述。表中的距离是最高速率时的最远距离。
        国外采用CABLE方式实现宽带接入不但起步早，而且发展迅速。在2002年之前，CABLE MODEM的使用数量几乎是DSL MODEM的三倍。CABLE运营商（即MSO，multi-service operator）在提供增值业务（如游戏）和提供家庭网络支持方面领先于DSL运营商，住宅用户充分认可并愿意购买基于CABLE的各种业务。MSO已经可以向其用户提供整套话音、视频和数据业务包，并且视频点播业务也在试验中。当MSO在其业务覆盖区域建成双向网络时，就立即可以向覆盖区内的所有用户提供宽带业务。而DSL则受线路距离的限制、必须通过增加远端模块或重复器来接入其覆盖区内的某些用户。虽然DSL运营商已经通过提供增值业务，如在线视频、音乐等，使得全球DSL接入的用户数超过了通过CABEL MODEM接入的用户数；但是，考虑到MSO运营视频等娱乐业务的时间长、经验丰富、且有些MSO拥有自己的内容提供商、MSO提供的话音业务已得到规模应用、新一代DOCSIS标准提供带宽和QoS保证并支持低于电路交换成本的分组话音业务，因此，CABLE接入今后仍将是DSL接入最主要的竞争对手。
国内的运营商部署以太网接入时主要考虑到其简单、扩展性强、与IP网络和业务融合性好的特点，但在认证计费和用户管理、用户和网络安全、服务质量控制、网络管理等方面遇到了很多阻碍业务部署的问题。运营商和设备制造商采用了诸如MAC地址绑定实现用户认证、包月计费、VLAN隔离等方法解决上述问题。在网络急剧膨胀时期，运营商在住宅小区大规模布线时，却发现在实装率低于70%时，投资回报率很差。虽然以太网接入存在上述问题，但考虑到新建小区必然采用综合布线和目前采用包月计费等因素，以太网接入仍然是DSL接入的另一主要竞争对手。

遇到的困难和解决方法
      从运营商开始部署DSL至今，DSL的发展遇到了许多困难，其中最关键的两个，即业务部署障碍和缺少“杀手应用”都得到了很好解决；同时，DSL技术在不断地改进。

业务部署障碍及解决案例
         DSL业务部署的早期，CPE的安装过程需要多方技术人员的参与。此外，运营商还需要大量的专业人员做技术支持工作。并且，初期的DSL网络设备的价格很高。这些人力、设备的大量投入使得运营商很难在短期内获得相应的投资回报（ROI），导致有的运营商宁愿推广ISDN。
各运营商和设备制造商一直在努力解决这些问题。比如大力推广简单易用的用户可自行安装的DSL用户端设备；建立自动化的客户服务和运维系统，向客户提供业务部署前和业务使用过程中的技术支持等服务。该系统支持用户在网上订购DSL业务、并帮助用户跟踪自行安装和业务提供过程、且无需运营商的技术人员干预。上述产品改进和服务增强将大幅降低运营成本，直接增加接入用户数量。事实也证明，通过自动化客户系统的使用，SBC的用户自行安装比例达到了90％，且自行安装时间只需约30分钟，缩减了50%。BellSouth的用户自行安装比例也达到了90％，并且安装过程和使用过程，DSL用户的技术支持电话数量也大幅减少。COVAD约50%以上的DSL订单来自网上。

缺少“杀手应用”及解决案例
DSL作为高速接入技术，给用户提供了很高的带宽，但缺乏“杀手应用”阻碍了早期DSL的大规模部署。实践已经证明，只有当DSL提供的业务和应用不能由窄带拨号接入提供，且这些应用对用户具备一定的吸引力时，用户才会考虑使用DSL接入。最好的例子就是KT（韩国电信）。KT大力引入了宽带业务，比如在线游戏、在线音乐下载、在线视频和电子商务。KT承载的在线股票交易量占整个韩国股票交易量的三分之二。韩国政府极其重视在线教育，几乎把宽带网变成了全国性的学校；韩国家长积极参与他们孩子的教育过程并愿意为此付费。KT推广的在线游戏、聊天室和即时消息已经是其青年文化中十分流行的一部分。显而易见，KT提供的特色业务是其DSL市场高速增长的直接驱动力。位于西雅图的Speakeasy是一家宽带ISP。2001年，多数宽带ISP公司面临破产或关闭，但Speakeasy的客户增长率却是350%。关键在于它提供了适合不同用户的业务包。比如，向在线游戏者提供基于ADSL、SDSL、IDSL等不同方式的业务包，包括静态IP地址和专用的游戏服务器，满足在线游戏的低延迟等要求；向IT专业人士提供系统管理业务包，提供固定IP地址、多协议支持、服务器支持和数百MB的网络存储空间；向家庭办公室提供的业务包，包括防火墙服务、附加的固定IP地址和EMAIL地址；当使用SDSL和IDSL时，还可签署SLA（Service Level Agreement）。
当满足不同需求的业务足够吸引用户的时候，运营商和用户都不得不考虑资费的问题。窄带拨号接入业务按通信时长或者包月的资费模式，以及电话业务按照通信时长和距离的计费方法，显然是不适合DSL宽带接入及其业务的资费策略。DSL的各种业务需要正确的资费策略，但这并不是意味着所有的业务定价必须满足投资收益回报的要求，而是指业务定价必须比传统解决方案更有竞争力。为和其它的接入方式竞争，DSL必须在提供相同业务时，价格稍低；或者，在价格相同时，还提供一些附加的业务。也就是说，DSL提供商制订的资费策略必须和它提供的业务匹配，并且能灵活调整，以适应竞争和业务发展的需要。比如，基本接入业务资费很便宜，目的是吸引更多客户，但同时提供多种其它需额外付费的业务包，用来增加收益，这些需额外付费的业务包就是DSL的增值业务，就是DSL的各种“杀手应用”。上文提到的KT和Speakeasy均采用了和其业务相匹配的灵活的资费策略：KT的DSL业务包分为Megapass Lite/Premium/Special/Ntopia/HomeMedia，分别满足不同的需求，也分别实行不同的资费；Speakeasy提供的ADSL宽带接入按照不同上下行带宽采用不同的费率，如果需要增值业务包，则需另外付费。实践证明，这种按照不同的增值业务包采用与之匹配的资费策略不但增加了用户数量，提高了ARPU值，还提高了用户忠诚度。

DSL技术的改进
为解决实际使用中出现的掉线、传输速率低和距离短等技术问题，各种DSL标准制订者不断努力改进DSL技术，其中ADSL2和SHDSL取得了很大的进展。
为提高传输能力，ADSL2通过提高调制效率、减少帧开销、提高编码增益、改进初始化状态机和采用增强的信号处理算法等措施，其传输距离和速率特别是在长距离、有桥接头、受射频干扰（RFI）等情况下比ADSL有明显改善。在ADSL/ADSL2不能到达的地方，采用SHDSL技术可以实现较高速率的接入；相对其它对称DSL技术，SHDSL在线路覆盖长度上大约增加了3、4公里，使得其可提供业务的区域增加了40%。此外，SHDSL还可支持采用多达7个由线路供电的重复器（repeater），可将接入距离延伸到10公里以上。
为快速找到引起线路故障的原因，ADSL2技术提供对线路噪声、线路衰减、信噪比等重要参数的测量功能，特别是定义了一种特殊的诊断测试模式，可在线路质量很差而无法激活时进行测量。在业务运行过程中提供对上述重要参数的实时监测，将帮助运营商监控线路质量，预防业务故障发生；也可用做可向用户提供何种速率业务的判断。
为解决串绕和AM广播干扰引起的掉线问题，ADSL2采用一项创新技术，即无缝速率适配（Seamless Rate Adaptation）。该技术可以实时改变数据传输速率，且不会引起任何的业务中断和比特错误。
ADSL2的线路质量评测、故障定位功能和无缝速率适配等功能使得进一步提高网络运行维护水平成为可能，值得其它DSL技术借鉴。

DSL的发展趋势
DSL绑定
针对住宅用户和商业用户，其不同的业务需要不同的传输速率，特别是高速率。虽然，VDSL可以提供很高的速率，ADSL/ADSL2/ADSL2+也能在一对双绞线上提供很高速率，但仍不能很好支持用户的视频业务、高速数据互联、网络游戏等各种需要更高带宽的业务。通过绑定多对双绞线，可以实现传输速率的成倍增长。其实绑定并不是新技术，2线HDSL就是绑定的一种应用。绑定一般有两种模式，一种是在数据包/信元层，比如ADSL2采用ATM Forum的IMA技术，可以把2对或更多的双绞线绑定为一个ADSL链路；一种是在物理层，比如采用4线SHDSL。通过多线DSL绑定，可以向用户提供更高的带宽，减少网络中重复器（REPEATER）的数量，连接各种远端模块（比如采用N×2M的SHDSL），向商业用户提供10M对称的业务（LAN互联）。预计未来DSL绑定的部署将形成一定的规模。
VDSL应用范围扩大
VDSL可向用户线距离短的住宅用户和商业用户提供很高的带宽。VDSL主要面向住宅用户，同时提供包括高速Internet接入、多于3个频道的视频、数字话音和家庭办公等各种业务，其业务特性是不对称的，一般是下行和上行分别可达20Mb/s和3Mb/s。对于SME和SOHO等商业用户，提供VPN、VLAN和高质量的视频会议等上下行速率（约6～10Mb/s）基本对称的业务。目前采用VDSL技术提供全面业务的运营商包括SBC、Qwest、Bell Canada、BT、KPN、KT、NTT等，全球已超过50多家。必定还会有更多的运营商采用VDSL技术。
灵活的组网方式
以前，窄带接入网多用光纤把用户接口延伸到远端。现在，可以在未铺设光纤但存在双绞纤时，用SHDSL技术连接远端模块到中心局，不但节省光纤铺设费用、能快速向规模较小的用户聚集楼宇提供基本话音、数据接入业务。还可采用DSL绑定技术，将远端模块和中心局之间的速率提高到9Mb/s以上。用这种方案做为过渡方案是十分经济的。同样，在楼宇内部，通过双绞线开展DSL业务不但快速、方便，而且能保证楼宇内部用户数据的安全和端到端的QoS。这两种方式可以结合起来运用。当业务发展表明上联带宽用DSL绑定也不能满足时，再铺设光纤连接远端模块到中心局。
用光纤等把中心局DSLAM的DSL接口延伸到距离中心局很远的用户驻地。此时，DSL接口以小型化的DSLAM方式提供，并将被安装在墙上和已有的室外机柜里，为用户密集的住宅楼、商业办公楼提供高速数据业务和话音业务。比如，KT约有14%的用户通过远端DSLAM模块接入，其余则是通过中心局的DSLAM接入。
接入更多商业用户
在2001年以前，面向住宅用户的DSL业务是运营商和DSL论坛关注的重点。但到2002年，重点转移到商业用户，DSL论坛和ITU陆续提出了许多针对商业用户的技术和解决方案，如SHDSL。SHDSL价格低廉是商业用户转向DSL而不是采用E1/T1专线的原因之一。SHDSL价格低的原因是它不需要象E1/T1专线那样，每千米安装一个重复器，并且也只需一对双绞线，而不是两对。通过VoPoDSL和CVoDSL（以ADSL上的实现原理为例，见图1），采用ADSL或SHDSL技术的IAD能向小型商业用户提供几条电话线、永远在线的Internet接入等业务。此时由VoPoDSL和CVoDSL实现的话音业务是增值业务。此外，对于远程办公者，通过宽带DSL接入，不但能一直连接到企业网，进行快速的双向数据传输和快速数据库访问、开视频会议和网络会议等；还能一直连接到企业的PABX，使得同事间的电话呼叫和PSTN网无关，且打到外部的电话也将由企业付费。

结束语
经过数年的发展，在多样化的用户需求驱动下，DSL技术逐渐走向成熟，各运营商推出了基于DSL技术的各种差异化的业务包和与之匹配的资费策略，全球DSL应用市场呈现快速增长的趋势。仅2003年一季度，全球新增DSL用户数即达到550万线，而全球DSL用户总数超过了4000万。根据Point Topic最新的调查报告，全球宽带用户中有56.5%采用DSL技术，38%采用CABLE MODEM，4.7%采用千兆以太网。DSL技术现在已经成为宽带接入的主流技术。在未来，技术发展将使DSL能提供更高的带宽、更远的接入距离和更加灵活的组网方式，更多商业用户将通过DSL接入，DSL还将和多种成熟技术结合、提供端到端QoS保证和可扩展的VPN等。运营商只有把宽带接入市场精确的细分定位和不断发展的DSL技术相结合，在提供完善的基本接入业务同时提供差异化的增值业务，才有可能在激烈的竞争中赢得市场；同样，DSL技术只有在更为广泛的实际应用中才能得到持续的发展。