DSL 如何工作

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当你连接到因特网时，你可能是通过一个调制解调器（modem），或办公室的局域网，或者一个电缆调制解调器，或者数据用户线路（DSL）来建立连接。DSL 是一种非常高速的连接，而且与传统电话线使共用线路。

DSL 有许多优点：

在上网的同时能够使用电话语音服务
速率比传统的 modem 快很多
不需要新的线路，使用已有的电话线
提供 DSL 服务的公司通常在安装时会提供 modem

也有缺点：

与中心服务器越近，DSL 的连接质量越好。越远则信号越弱
接收数据的速度比发送数据速率快
此服务并未完全普及

本文介绍 DSL 如何从传统电话线中挤出空间来传输数据，而又不影响原本的电话语音服务。

电话线

如果你读了How Telephones Work就会知道在美国安装电话时会有一对铜线接通到家里。铜线在传输电话信息时还有多余的空间来负载更多的信息-相比语音服务的需要，它有更多的带宽，或者说频率范围。DSL 即是利用这多余的能力来传输信息，同时又不影响原来的电话功能。基本原理是让不同的任务工作于特定的频段上。

要理解 DSL，首先得了解电话业务，一个专业名词 POTS（Plain Old Telephone Service)。POTS 的一个作用之一就是限定电话传输设备的频率。通常人类说话的频率大概在 0~3400 Hz。这个频段很小。大多数立体声扬声器的发声频率大约在 20~20000 Hz。而线缆甚至可以负载几 MHz 的频率。

电话线已经非常普遍了。现代设备发送数字信号而不是模拟数据，可以安全地使用电知多的多余能力。DSL 就这样做了。

非对称 DSL

大多数家庭和小商业用户都使用非对称 DSL（ADSL）。大多数上网用户的浏览、下载数据比其发送、上传的数据多的多，于是 ADSL 将线缆上的可用频段按这样的需求化分。如果互联网到用户的速率是用户到互联网速度的三到四倍，则用户体验最好。

这个比例为多少最好取决于距离 ADSL 服务商的中央机房的远近。ADSL 是一种距离敏感的技术：连接距离增加，连接质量和速率降低。 ADSL 的极限距离是 5460 米。也由于距离上的消耗，用户看到的速度要比 ADSL 服务商提供的速度要低，而距离机房近的用户会有较快的连接速率。ADSL 在 1820 米以内可以提供最大 8Mbps 的下行速率，640Kps 的上行速率。ADSL2 下行速率 12Mbps，上行速率 1Mbps。ADSL2 为 24Mbps 上行速率，3Mbps 下行速率。

那么问题来了，为什么 DSL 有距离限制，而语音电话呼叫没有这样的限制呢？答案在于电话公司会使用一个称为加感线圈的放大器来增加语音信号。而这个加感线圈与 DSL 不兼容，

分离信号

CAP 系统

有两套 ADSL 的标准。由 ANSI 定义的 ADSL 系统称为 DMT(Discrete MultiTone)，大多数设备商都遵守这个标准。另一个更草的标准称为 CAP(Carrierless Amplitude/Phase)，早期的设备使用这个标准。

CAP 将电话线分为三个独立的频段：

0 ~ 4KHz, 语音传输
25 ~ 160KHz, 上行带宽
240KHz ~ 1.5MHz（理论最大 1.5MHz，实际可能没有这么大)，下行带宽

DMT 系统

分为 247 个独立的通道，每个通道带宽为 4KHz。

滤波器

安装 ADSL 后，会给一个滤波器接在电话线上，这个滤波器是一个低通滤波器，用于屏蔽 4KHz 以上的频率。

DSL 设备

ADSL 需要两个设备，一个在用户端，称为 DSL 收发器。一个在 ISP 端，称为 DSL 访问分离器（DSL Access Multiplexer, DSLAM）。

DSL 收发器

一般称为 DSL modem。专业术语为 ATU-R。通常通过以太网与用户设备连接。

DSLAM

DSLAM 允许多个 DSL 连接接入，然后由一个高质量的连接接入因特网。DSLAM 需要兼容多种设备，比如 CAP 或 DMT。DSLAM 也可能提供其他功能，如动态 IP 地址分配。