ADSL拨号工作原理

ADSL拨号工作原理

一、ADSL工作原理




一、什么是ADSL?

ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line ）的全称是非对称数字式用户线路，是一种可以让家庭或小型企业利用现有电话网采用高频数字压缩方式，由网络服务提供商ISP进行宽带接入的技术。由于从ISP端到用户端（下行）需要大带宽来支持，而从用户端到ISP端（上行）只需要小量带宽即可，因此这种接入方式称之为“非对称”数字式用户线路。

二、ADSL是如何工作的？

　　ADSL与传统的调制解调器和ISDN一样，是使用电话网作为传输的媒介。当在一对电话线的两端分别安置一个ADSL设备时，利用现代分频和编码调制技术，就能够在这段电话线上产生三个信息通道：高速的下传通道（1.5-1.8M/S）、中速的双工通道和普通的电话通道，这三个通道可以同时工作。也就是说它能够在现有的电话线上获得最大的数据传输能力，这样用户在一条电话线上既可以上网快速“冲浪”，还可以打电话发送传真，而不影响通话质量或降低上网速度。具体工作流程是:经ADSL Modem编码后的信号通过电话线传到电信局后再通过一个信号识别/分离器，如果是语音信号就传到电话交换机上，如果是数字信号就接入Internet。

三、ADSL的结构

　ADSL设备的种类很多，性能也不是完全一样，但基本的内核和接口却是完全一样的。ADSL必须支持模拟语音服务功能，一种专用的分离器将从ADSL的数字带宽下分隔出4KHz的模拟信号。ADSL同时还支持Internet和视频服务等功能，所有这些服务都是在中心局或者是在本地的交换机外部接入的，能够较好的解决中继和交换机的拥塞问题，以便信号能够畅通。

四、ADSL编码技术

ADSL的核心是编码技术，目前有离散多音复用DMT（Discrete Multitone）和抑制载波幅度和相位CAP(Carrierless Amplitude/Phase Modulation)两种主要方法。两种方法的共同点是DMT 和CAP都使用正交幅度调制 (QAM)。两者的区别是，在CAP中， 数据被调制到单一载波之上；在DMT中，数据被调制到多个载波之上，每个载波上的数据使用QAM进行调制。两者相比，DMT技术复杂成本也要稍高一些，但由于DMT对线路的依赖性低,并且有很强的抗干扰和自适应能力,已被定为标准。DMT使用0～4Kbps频带传输电话音频，用26K～1.1Mbps频带传送数据,并把它以4K的宽度分为25个上行子通道和249个下行子通道，所以ADSL的理论上行速度为25×15×4KHz=1.5Mbps，而理论下行速度为249×15×4KHz=14.9Mbps。

与ISDN单纯划分独占信道不同的是，ADSL中使用了调制技术，即采用频分多路复用(FDM) 技术或回波消除(Echo Cancellation)技术实现在电话线上分隔有效带宽，从而产生多路信道，使频带得到复用，因此可用带宽大大增加。同时回波消除技术则使上行频带与下行频带叠加，通过本地回波抵消来区分两频带。由于电话铜线的质量问题以及外界环境干扰的存在，在不同时刻对不同频率上的信号有不同影响。DMT可根据探测到的信噪比频率曲线自动调整各子通道的速度，使总体传输速度尽可能的接近给定条件下的最高速度。就是说，DMT理论上可以以15bits/赫兹传输数据，在干扰到来时受干扰的频率上的子通道可能降为8bits/赫兹，在不受干扰或干扰较小的子通道上仍然可保持15bits/赫兹或稍低。但对于CAP这类单载波单通道的方式，只要干扰存在各处都会降为8bits/赫兹，没受干扰的频段也被浪费了。基于DMT的ADSL还连续地对每个子通道进行监测，当某些通道噪音增大时DMT系统会自动地把分配给这个通道的数据流转移到其它通道去。

中国目前使用的ADSL就是基于DMT编码方式。

五、ADSL的特点

高速率：从理论上讲，ADSL能够向终端用户提供8M/S的下行传输速度和640K/S的上行传输速度，但它由于受到目前电话网络和Internet体系的种种限制，实际上这样的速率是很难达到的，一般情况下只能够达到5M/S左右的下行最高速率，不过这已经是传统的56K模拟调制解调器或ISDN的数十倍。

价格低：在用户安装好一台ADSL设备以后，只需付少量的包月费，即可随心所欲的使用高速的网络，而不需担心网络费用问题。与此同时，ADSL不需要使用电话，属于专线上网的方式，这就意味着ADSL上网不需要缴付另外的电话费,并且ADSL个人用户还具有一个静态IP地址，局域网用户具有4个静态IP地址，人人都可来自己的PC上建立个人主页甚至网站，提供WWW、FTP、E－mail等服务。虽然用户在第一次投入要比传统的Modem或ISDN的费用要高很多，但对于经常上网的家庭用户、小型公司、网吧等用户选用ADSL是非常适合的。

多功能：ADSL除了可以高速上网浏览网页、收发电子邮件等功能外，它还可以实现网络视频点播、家庭网络办公、远程事务、远程教学等多种功能。由于传统的上网方式受到速度、带宽的限制，以上许多功能是根本就不可能实现的。

　　投入低：ADSL可以让ISP利用现有的电话网络，提供广泛的接入服务以及新的通讯功能，不仅可以减少供应商的经济投入，同时也降低了投资的风险。广为分布的电话网几乎连接所有的角落，ADSL可以在用户需要时随时随地提供服务，而不需要另行布线而受到线路的限制。




二、ADSL拨号过程

ADSL：非对称数字用户环路，因为上行和下行的速率不一样，所以叫非对称！理论上，下行速率可以达到8M，上行1M。

DSLAM:局端ADSL接入设备。为ADSL远端设备提供接入和集中复用功能，提供不对称数据流的流量控制。

ATM:异步传输模式。本质上是一种快速分组交换方式。我们现在主要知道他的两个主要的概念VPI/VCI.

VPI/VCI:虚通路/虚通道标示。很简单，我们把它想象成一个大管子（VPI）套上一个小管子（VCI）的模型就可以了，在这个小管子里传送数据。

当我们要上网，打开猫的时候，猫首先要和DSLAM之间要握手。现在偶知道的大多数设备，这一段之间是走的ATM协议。（也有直接走IP协议的）在猫内部有设定好的几条VPI/VCI，根据局端DSLAM的设置，选择与其对应的一条进行连接（这个值一般是不变的）。DSLAM上联到交换机----核心交换机-----核心路由器------骨干路由器。

同步之后，我们建立拨号连接，点击连接，开始发送PPP协议报文！由于猫和PC之间走的是IP协议，而猫和DSLAM间走的ATM协议，它需要转换成ATM信元，走ATM通道。然后送到DSLAM上，然后再通过DSLAM转换成IP协议，通过SWITCH透传以后，注意：在核心路由器上有一个BAS，它主要是负责终结PPP协议报文作用的，报文送到BAS，BAS收到PPP请求。核对用户名密码，然后根据IP地址池分配IP和DNS。这样我们就得到了公网IP，即可访问INTERNET。


补充：做为ISP提供的ADSL其实和电话是一样的，它和直接从主干道分离出来的信号不同，或者说它们经过的陆游方式不同。
它是可以严格控制的，至少它可以在ISP端完全绑定你的帐号和密码在特定的端口上（这个端口在数据交换上虽然内部计算机所开放的端口所控制（虚拟端口），但是外联是拥有自己的物理端口的（物理端口）。）如果绑定这个物理端口的话，这就是单线单号（并不是绑定单机网卡MAC地址，而是上级极连地址）。




adsl拨号过程

家庭ADSL用户是怎样获取公网的IP地址？

ADSL的拨号是使用PPPoE，何谓PPPoE,就是在以太网上运行PPP来进行用户认证接入的方式称为PPPoE。PPPoE即保护了用户方的以太网资源，又完成了ADSL的接入要求，是目前ADSL接入方式中应用最广泛的技术标准

首先什么是PPP协议?PPP协议是OSI七层模型的数据链路层上广域网的连接协议，PPP协议包含链路控制协议LCP和网络控制协议NCP。PPP建立过程分为三个阶段：创建阶段、认证阶段和网络协商阶段。

阶段1：创建PPP链路

　　LCP负责创建链路。在这个阶段，将对基本的通讯方式进行选择。链路两端设备通过LCP向对方发送配置信息报文（Configure Packets）。一旦一个配置成功信息包（Configure-Ack packet）被发送且被接收，就完成了交换，进入了LCP开启状态。 应当注意，在链路创建阶段，只是对验证协议进行选择，用户验证将在第2阶段实现。

　　阶段2：用户验证

　　在这个阶段，客户端会将自己的身份发送给远端的接入服务器。该阶段使用一种安全验证方式避免第三方窃取数据或冒充远程客户接管与客户端的连接。最常用的认证协议有口令验证协议（PAP）和挑战握手验证协议（CHAP）。ADSL的拨号的口令验证是使用PAP，,PAP是明文传输。

阶段3：调用网络层协议

　　认证阶段完成之后，PPP将调用在链路创建阶段（阶段1）选定的各种网络控制协议（NCP）。选定的NCP解决PPP链路之上的高层协议问题，在该阶段IP控制协议（IPCP）可以向拨入用户分配动态地址。 这样，经过三个阶段以后，一条完整的PPP链路就建立起来了。

这是拨号成功并获取IP地址的全过程