ADSL接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和工作方式
在家庭激况、公司網(wǎng)絡(luò)中髓考，與轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備之間的距離不過幾十米到幾百米，在這種情況下，只要延長以太網(wǎng)線就可以到達(dá)相鄰的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備了闷堡。然而昧碉，互聯(lián)網(wǎng)可不能這么搞睬罗，因?yàn)槟慵业阶罱碾娫捑种辽僖灿袔坠锏木嚯x苍姜，而從日本連接到美國甚至要跨越太平洋，用以太網(wǎng)線是無法實(shí)現(xiàn)這種連接的曼月。
互聯(lián)網(wǎng)中的路由器上有超過10萬條路由記錄谊却，而且這些記錄還在不斷變化，當(dāng)出現(xiàn)線路故障時(shí)哑芹，或者新的公司加入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)炎辨，都會引發(fā)路由的變化。
連接用戶與互聯(lián)網(wǎng)的接入網(wǎng)
互聯(lián)網(wǎng)接入路由器是按照接入網(wǎng)規(guī)則來發(fā)送包的聪姿。
所謂接入網(wǎng)碴萧，就是指連接互聯(lián)網(wǎng)與家庭、公司網(wǎng)絡(luò)的通信線路末购。一般家用的接入網(wǎng)方式包括ADSL破喻、FTTH、CATV盟榴、電話線曹质、ISDN等，公司則還可能使用專線。
ADSL Modem將包拆分成信元
首先咆繁，客戶端生成的網(wǎng)絡(luò)包（圖4.3的①和②）先經(jīng)過集線器和交換機(jī)到達(dá)互聯(lián)網(wǎng)接入路由器（圖4.3③），并在此從以太網(wǎng)包中取出IP包并判斷轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)（圖4.3④）顶籽。
網(wǎng)絡(luò)包會加上MAC頭部玩般、PPPoE頭部、PPP[插圖]頭部總共3種頭部（圖4.3⑤）礼饱，然后按照以太網(wǎng)規(guī)則轉(zhuǎn)換成電信號后被發(fā)送出去坏为。
ADSL Modem會把包拆分成很多小格子（圖4.3⑦），每一個(gè)小格子稱為一個(gè)信元镊绪。信元是一個(gè)非常小的數(shù)據(jù)塊匀伏，開頭是有5個(gè)字節(jié)的頭部，后面是48個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)蝴韭，用于一種叫作ATM[插圖]的通信技術(shù)够颠。大家可以將信元理解為一種更小一號的包，原理上跟TCP/IP將應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)拆分成塊裝進(jìn)一個(gè)個(gè)包的過程是一樣的榄鉴。
ADSL Modem將包拆分成信元履磨，并轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給分離器。
ADSL將信元“調(diào)制”成信號
ADSL Modem采用了一種用圓滑波形（正弦波）對信號進(jìn)行合成來表示0和1的技術(shù)庆尘，這種技術(shù)稱為調(diào)制剃诅。調(diào)制有很多方式，ADSL采用的調(diào)制方式是振幅調(diào)制（ASK）和相位調(diào)制（PSK）相結(jié)合的正交振幅調(diào)制（QAM）方式驶忌。下面先來看一下它的兩個(gè)組成要素矛辕。
ADSL使用的正交振幅調(diào)制就是將前面這兩種方式組合起來實(shí)現(xiàn)的。圖4.4（d）就是將圖4.4（b）和圖4.4（c）組合起來的一個(gè)例子付魔，大家應(yīng)該一看就明白了聊品。如果信號的振幅可以表示1個(gè)比特，相位可以表示1個(gè)比特几苍，那么加起來就可以表示2個(gè)比特杨刨。因此，將兩種方式組合起來擦剑，正交振幅調(diào)制就可以用一個(gè)波表示更多的比特妖胀，從而提高傳輸速率。
ADSL通過使用多個(gè)波來提高速率
噪聲小的頻段可以給波分配更多的比特惠勒，噪聲大的頻段則給波分配較少的比特[插圖]赚抡，每個(gè)頻段表示的比特?cái)?shù)加起來，就決定了整體的傳輸速率纠屋。
ADSL技術(shù)中涂臣，上行方向（用戶到互聯(lián)網(wǎng)）和下行方向（互聯(lián)網(wǎng)到用戶）的傳輸速率是不同的，原因也在這里。如果上行使用26個(gè)頻段赁遗，下行則可以使用95個(gè)或者223個(gè)頻段署辉，波的數(shù)量不同，導(dǎo)致了上下行速率不同岩四。
噪聲和衰減等影響線路質(zhì)量的因素在每條線路上都不同哭尝，而且會隨著時(shí)間發(fā)生變化。因此剖煌，ADSL會持續(xù)檢查線路質(zhì)量材鹦，動態(tài)判斷使用的頻段數(shù)量，以及每個(gè)頻段分配到的比特?cái)?shù)耕姊。具體來說桶唐，當(dāng)Modem通電后，會發(fā)送測試信號茉兰，并根據(jù)信號的接收情況判斷使用的頻段數(shù)量和每個(gè)頻段的比特?cái)?shù)尤泽，這個(gè)過程稱為訓(xùn)練（握手），需要幾秒到幾十秒的時(shí)間规脸。
分離器的作用
ADSL Modem將信元轉(zhuǎn)換為電信號之后安吁，信號會進(jìn)入一個(gè)叫作分離器的設(shè)備，然后ADSL信號會和電話的語音信號混合起來一起從電話線傳輸出去燃辖。在信號從用戶端發(fā)送出去時(shí)鬼店，電話和ADSL信號只是同時(shí)流到一條線路上而已，分離器實(shí)際上并沒有做什么事黔龟。
分離器的作用其實(shí)在相反的方向妇智，也就是信號從電話線傳入的時(shí)候。這時(shí)氏身，分離器需要負(fù)責(zé)將電話和ADSL的信號進(jìn)行分離巍棱。電話線傳入的信號是電話的語音信號和ADSL信號混合在一起的，如果這個(gè)混合信號直接進(jìn)入電話機(jī)蛋欣，ADSL信號就會變成噪音航徙，導(dǎo)致電話難以聽清。
ADSL Modem內(nèi)部已經(jīng)具備將ADSL頻率外的信號過濾掉的功能陷虎，因此不需要在分離器進(jìn)行過濾到踏。
從用戶到電話局
從分離器出來，就是插電話線的接口尚猿，信號從這里出來之后窝稿，會通過室內(nèi)電話線，然后到達(dá)大樓的IDF和MDF凿掂，外面的電話線在這里和大樓內(nèi)部的室內(nèi)電話線相連接伴榔。
IDF:Intermediate Distribution Frame，中間配線盤。
MDF:Main Distribution Frame踪少，主配線盤（總配線架）塘安。
接下來，信號會進(jìn)入電線桿上架設(shè)的電話電纜援奢。電話線是一種直徑0.32～0.9 mm[插圖]的金屬信號線兼犯。
電話電纜在用戶住宅附近一般是架設(shè)在電線桿上，但中途會沿電線桿側(cè)面的金屬管進(jìn)入地下萝究。
在電話局附近，電話線都是埋在地下的锉罐。由于電話局附近的地下電纜很多帆竹，集中埋設(shè)電纜的地方就形成了一條地道，這部分稱為電纜隧道脓规。通過電纜隧道進(jìn)入電話局后栽连，電纜會逐根連接到電話局的MDF上。
噪聲的干擾
電話線原本的設(shè)計(jì)并沒有考慮到傳輸ADSL這樣的高頻信號侨舆，從這個(gè)角度上可以說它比以太網(wǎng)雙絞線更容易受到噪聲的干擾秒紧。
ADSL信號分布在多個(gè)頻段上，只有和噪聲頻率相同的信號會受到影響而無法讀取挨下，即可用的信號數(shù)量減少熔恢，結(jié)果導(dǎo)致速率下降。
通過DSLAM到達(dá)BAS
信號通過電話線到達(dá)電話局之后臭笆，會經(jīng)過配線盤叙淌、分離器到達(dá)DSLAM。在這里愁铺，電信號會被還原成數(shù)字信息——信元鹰霍。
DSLAM通過讀取信號波形，根據(jù)振幅和相位判斷對應(yīng)的比特值茵乱，將信號還原成數(shù)字信息茂洒，這一過程和用戶端的ADSL Modem在接收數(shù)據(jù)時(shí)的過程是一樣的。因此瓶竭，如果在電話局里安裝一大堆和用戶端一樣的ADSL Modem督勺，也可以完成這些工作，只不過安裝這么多Modem需要占用大量的空間斤贰，而且監(jiān)控起來也非常困難玷氏。因此，電話局使用了DSLAM設(shè)備腋舌，它是一種將相當(dāng)于很多個(gè)ADSL Modem的功能集中在一個(gè)外殼里的設(shè)備盏触。
DSLAM一般不用以太網(wǎng)接口，而是用ATM接口，和后方路由器收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)使用的是原始網(wǎng)絡(luò)包拆分后的ATM信元形式赞辩。
信元從DSLAM出來之后雌芽，會到達(dá)一個(gè)叫作BAS的包轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備（圖4.3 ?）。BAS和DSLAM一樣辨嗽，都具有ATM接口世落，可以接收ATM信元，還可以將接收到的ATM信元還原成原始的包（圖4.3 ?）糟需。到這里屉佳，BAS的接收工作就完成了，接下來洲押，它會將收到的包前面的MAC頭部和PPPoE頭部丟棄武花，取出PPP頭部以及后面的數(shù)據(jù)（圖4.3 ?）。MAC頭部和PPPoE頭部的作用是將包送達(dá)BAS的接口杈帐，當(dāng)接口完成接收工作后体箕，它們就完成了使命，可以被丟棄了挑童。具有以太網(wǎng)接口的路由器在接收到包之后也會丟棄其中的MAC頭部累铅，道理是一樣的。接下來站叼，BAS會在包的前面加上隧道專用頭部[插圖]娃兽，并發(fā)送到隧道的出口（圖4.3 ?）[插圖]。
然后尽楔，網(wǎng)絡(luò)包會到達(dá)隧道出口的隧道專用路由器（圖4.3 ?）换薄，在這里隧道頭部會被去掉，IP包會被取出（圖4.3 ?）翔试，并被轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部（圖4.3 ?）轻要。
BAS負(fù)責(zé)將ATM信元還原成網(wǎng)絡(luò)包并轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部。
