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DSL

互联网兴起时,人们通过电话线拨号上网,速度慢,不能满足用户日益增长的需求。

DSL的中文名是数字用户线路,是以电话线为传输介质的传输技术组合。DSL技术在传递公用电话网络的用户环路上支持对称和非对称传输模式,解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的“最后一公里”的传输瓶颈问题。由于DSL 接入方案无需对电话线路进行改造,可以充分利用可以已经被大量铺设的电话用户环路,大大降低额外的开销。因此,利用铜缆电话线提供更高速率的因特网接入,更受用户的欢迎,得到了各个方面的重视,在一些国家和地区得到大量应用。

DSL包括ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line,非对称数字用户线)、RADSL、HDSL和VDSL等等。

比如任何一项技术都有其赖以存在的技术基础一样,编码技术是xDSL”的灵魂”,是xDSL赖以存在和发展的基础,了解它能帮助我们更好地认识xDSL。xDSL所采用的编码技术较多,但被广泛应用的编码技术主要有以下几种:

2B1Q--由AMI技术发展出来的基带调制技术,能够利用AMI的一半频带达到AMI一样的传输速率,由于降低了频带要求,提高了传输距离,主要应用于H/SDSL技术中。

QAM--传统的拨号Modem所用的技术,MVL将其扩展到高频段,并综合了复用技术,以支持多Modem共享同一线路。与其它调制技术相比,QAM编码具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点。

CAP--CAP调制技术是以QAM调制技术为基础发展而来的,是QAM技术的一个变种,主要应用于H/SDSL、RADSL、ADSL中。

DMT--将高频段划分为多个频率窗口,每个频率窗口分别调制一路信道,由于频段间的干扰,传输距离相对短。在DMT调制解调技术中一对铜质电话线上0-4KHZ频段用来传输电话音频,用26KHZ-1.1MHZ频段传送数据,并把它以一定频宽划分为若干个上行子通道和若干个下行子通道。DMT具有良好的抗干扰能力,它可以根据实际中线路及外界环境干扰的情况动态地调整子通道的传输速率,这样既保证了传输数据的高速性又保证了其完整性,主要应用于RADSL、ADSL、G.LITE中。

因特网咨询公司Keynote最近发表了一份调查报告,把线缆调制解调器跟高速DSL访问技术在宽带表现方面进行了比较,发现甚至低级的DSL也比有线电视调制解调器技术的速度快12%,至少在晚上访问网络的高峰时间是这样。

该公司用一个月时间追踪了线缆调制解调器和DSL访问速度,下载速度等级为384KbpS,用了4条高速T1线路。Keynote的分析人员发现,线缆调制解调器更多的是销售给家庭用户,它在白天比较容易达到性能顶峰,而在晚上多数当家庭用户使用网络时,性能则下降。DSL系统更多的是用在商业环境,当晚上雇员基本下班时,它的性能表现就比较出色。

利用一个标准设置的网页作为评测标准,Keynote公司发现,太平洋Bell公司的DSL系统,在下午5点到11点之间下载一个页面平均需要花3.55秒,而在白天上班时间平均需要4.30秒。线缆调制解调器系统在晚上下载评测页面的平均时间为3.97秒,而白天为3.68秒。这意味着DSL在晚上比线缆调制解调器快12%,而在白天上班时间比后者慢17%。

专家指出,在DSL的速度快过有线电视调制解调器的网络连接中,性能的不同也还可能要归结为不同系统的不同架构。线缆调制解调器基于共享式网络,在这种网络环境中,每个在一定的近距离范围内的用户都共享通向同一个线缆络流的路径。而DSL系统则不同,每一个用户有一个专线连接到电话公司的中心机房。

由于覆盖面的问题,有人认为DSL的最佳应用领域是商用市场,而Cable Modem主要针对家庭市场。但DSL的支持者认为,DSL照样可以实现家庭办公。这主要因为以下几点。

首先,DSL安装简单。铜线是现成的,本地电话交换公司可以帮用户接入。而在用户家中安装双向Cable Modem则要求附近已经铺设了光纤主干道。其次,DSL可以保证带宽。Ca-ble Modem的带宽需要共享,而且没有服务等级保证。电信公司则可以通过DSL线路向每一位客户提供特定的带宽服务。第三,DSL性能优于电缆。电缆似乎性能更好,但在负载比较重的分支,每位Cable Modem用户享有的带宽会迅速下降。第四,对于构建家庭局域网的场合,如果用户家里拥有一台以上的PC机,可能需要把它们全部连接起来。CableModem并不具备分地址和局域网功能。而有些DSL解决方案可以使用户拥有多条虚拟线路,不必增加连线就能实现打印和文件共享。此外,如果使用DSL,用户可以建立一个虚拟专用网,完全避开Internet,并可以拥有一个固定或动态的IP地址,而电缆只能提供动态分配地址。

DSL用作移动基站传送技术能显著降低成本

在以移动语音业务和低速GPRS业务为主的阶段,移动基站对带宽需求较小,所以移动运营商在基站回传方案上,选择E1/T1租用线路或自建微波传送设备的方式基本能够满足业务需求。但随着移动用户数持续增长,特别是随着3G时代的到来,人们对移动数据和视频业务的需求日益增强,同时用户对于移动宽带的体验也更重视,这些促使移动网络对覆盖和带宽的需求持续增长。

然而带宽的增长速度远高于收入的增长速度,给运营商带来增量不增收的矛盾。在运营商的OPEX总成本中,回传租用线约占45%。对于传统语音业务而言,2G基站的传输1~2个E1/T1已基本上可以满足需求,带宽与收入的矛盾还不突出;但是对于3G基站,通常需要4~5个E1接口;而支持HSDPA基站就可能需要8~16个E1/T1,如果租用E1/T1或采用微波等传统传送方式,其网络的Opex将因为带宽需求的增长而不断上升,这就迫使运营商不得不寻找为基站提供易于实现、有业务安全和质量保证且价格低廉的移动基站承载方式的解决办法。

随着网络技术的发展,IP逐渐取代TDM/ATM成为电信网络技术发展的主流,基于IP的宽带接入DSL技术,一方面可以提供足够的带宽,另一方面能够利用已经广泛分布的铜缆提供宽带接入,方便地实现进一步扩展IP网络的目的。如果采用同等带宽的DSL线路的话,租用费就能降到E1的1/5到1/10,从而显著降低运营成本。

DSL满足移动基站传送多业务、多场景和时钟同步需求

移动网从2G向3G演进是个长期的过程,DSL作为移动基站传送模式,在满足低成本、高带宽的同时,还能满足E1接口回传、E1和FE分路回传、纯FE接口回传等多种业务应用场景,满足基站的时钟同步需求。

多线对捆绑技术满足远距离高带宽传送需求

目前主流的DSL技术有ADSL2+、VDSL2和G.SHDSL及由其衍生的ADSL2+AnnexM、G.SHDSL.bis、M-PairBonding等技术。这些技术在短距离应用时能提供比较高的速率,随着距离增大,传输速率也会有所下降。对8~16Mbit/s的单基站,可以通过DSL多线对绑定技术来解决远距离传送带宽需求。目前G.SHDSL提供4-Pairs绑定、ADSL2+和VDSL2提供2-Pairs绑定都能够满足运营商现实的带宽需求。

DSL不同线路技术满足多场景传送需求

在向3G演进过程中,运营商网络中GSM/GPRS/EDGE/UMTS等多种基站设备往往同时存在,接口类型包括E1、ATM和FE等。针对2G/3G网络基站的不同接口,DSL不同线路技术可以提供基站的语音业务和数据业务的分路传送。对于TDM/ATME1接口可以采用对称速率的G.SHDSL、G.SHDSL.bis、M-pairbondedSHDSL.bis、ADSL2+ Annex M技术承载;而FE接口(HSDPA等数据业务)则可以采用非对称的ADSL2+、VDSL2技术承载。

统一的PWE3技术满足多业务传送需求

对于专注移动业务的运营商来说,简化传送层面可以大幅降低网络的建设成本和运维费用,网络故障概率也随之下降。IPDSLAM不仅提供多种DSL线路技术,而且能利用统一的PWE3机制很好地实现TDM/ATM/IP报文在IP网络中的统一承载,再通过完善的MPLS协议保证业务的QOS和安全。例如MPLS的OAM功能可以实现50ms电信级网络接口倒换恢复,降低运营商的OPEX,保证了业务安全。

内外部时钟方案满足时钟同步需求

无论2G网络还是3G网络,都需要时钟同步能力,当前在DSL方面有外部时钟和内部时钟两种时钟同步方案。外部时钟方案是通过SDH、BITS、GPS等网络引入外部时钟源到IPDSLAM或基站,实现基站与RNC/BSC的时钟同步,这种方式实现简单且时钟精度高。内部时钟方案则是由IPDSLAM从IP网络上获取时钟信息,适用于无法获取外部时钟源的节点,但是时钟精度相对低,受IP包交换网络时延抖动影响大,当前尚不实用。

宽带DSL技术将成为3G时代重要的移动传输模式

移动领域数据业务需求的高速增长使移动基站的带宽需求也随之快速增长,传统的TDM/TME1传送方式带来高TCO和带宽拓展性不好等问题。DSL技术具有建设成本低、布放灵活、易于维护等优点,进一步丰富了移动业务承载的接入手段。在当前移动业务迅速发展、竞争日趋激烈、成本压力不断增大的情况下,采用宽带接入技术对移动网络接入侧的IP化工作来说也是一个合理的选择。

当前DSL技术在多线路绑定技术、业务承载技术和时钟同步技术上都已经成熟并达到商用水准,欧洲已经开始规模试验和商用DSL用于基站传送。低成本、高效能和易获得的DSL传送方案在降低移动运营商TCO的同时,也顺应了网络AllIP转型的需要,受到越来越多的运营商的青睐和认可,成为移动传送的重要方式。

Cabletron xDSL解决方案

Cabletron今年3月推出的xDSL解决方案,可以利用标准的双绞线电话线路实现每秒数兆比特的数据传输。

Cabletron的xDSL解决方案包括ADSL(非对称数字用户线)、SDSL(单对线数字用户线)、IDSL(ISDN数字用户线)全线产品。其中,SDSL能在无负载的双铜线(即未与任何电话系统相连)上支持廉价的1.1Mbps的数据传输,它很快将支持最高达2Mbps的数据速率,而且将成为取代短距离E1链路的低成本方案,SDSL传输数据的距离可达5.4公里。与其它厂商xDSL产品不同的是,Cabletron公司xDSL解决方案,主要面向电信用户和中小企业的远程办公室,产品包括ADSL接入复用器(DSLAM)和各种DSL路由器。

IntelDSL调制解调器

Intel宣布计划在今年晚些时候开始销售DSL调制解调器。此举是它提高家庭和小型企业带宽计划的一部分,这可以推动人们对Intel更高性能处理器的需求。

Intel同时宣布与Cisco达成一项技术许可协议。根据此协议,Intel将获准开发并销售与Cisco的中心局DSL设备兼容的系列ADSL调制解调器。Intel已参与了一系列意在增加Inter-net带宽的行动计划,包括与各种标准化组织合作、在提供宽带产品的公司和宽带技术方面投资等。开展高速调制解调器业务是它推动人们对其更高速处理器需求的又一种方法。Intel的第一款ADSL宽带产品预计今年底开始出货,通过地方电信公司销售。

DSL modems USB双芯片技术

美国一家DSL芯片设计公司Centillium于今年5月发表了一种适用于DSL modems的USB双芯片技术。这种技术可以让modem厂商生产出外形尺寸极小。价格又相当低廉的内外置DSL modems,其中外置式DSL USB modem与一盒香烟一般大小。采用此技术可使DSL modems的价格降至100美元以下。

该modem是每秒1.5Mb的ADSL的modem加上USB接口的组合。这种组合可以使得更容易地开发基于DSL的电信技术。Edgecam视觉公司是一家开发因特网视频服务的公司,该公司的信息主管WilliamJameson称:这种组合modem,可与任何ADSL提供的服务配合使用,如果有很多公司都卖这种类似的modem,价格会降下来。

除了Centillium公司,有几家公司也在推出类似的G.lite/USB核心技术,包括GlobeSpan半导体公司和Integrated Telecom ExPress。基于这个核心技术的产品,将于今年第四季度上市。基于DSL的ADSL/USB modem也可以带来其它好处,例如,提供G.lite DSL服务的通信公司将可以降低其运营成本,最终可以使通信公司的用户所支付的服务费用减少。使用这种modem,将不再需要技术人员到用户处去安装,用户所要做的就是将modem插入PC机的USB端口,PC机将自动识别该设备,并安装相应的驱动程序。

完整的端对瑞ADSL解决方案

阿尔卡特新近推出的ADSL系列产品,为电信运营商提供了完整而灵活的端对端解决方案。该方案包括ATM用户接入复用器(ASAM)、数据应用网适配器(DANA)和SPEED TOUCHTM系列ADSL调制解调器,其中前者是完全由服务管理中心管理的宽带远程接入服务器,后者则是在用户一端使用广泛、功能全面的新一代调制解调器。该方案可使电信运营商提供与每一种AD-SL服务相匹配的CPE产品。

国际电联通过网络信息传输标准

国际电信联盟通过了网络信息传输新标准低速ADSL标准G.lite。利用这些标准,因特网用户使用普通电话线上网速度可比使用高速综合业务数字网线路快10倍以上。

这些标准均采用非对称数字专线(ADSL)技术,通过普通电话线上网,其传输速度可达每秒1兆至7兆比特。而目前通过电话拨号上网的速度,一般为56kbps以内,通过高速综合业务数字网拨号上网的速度也只有128kbps。国际电联通信标准委员会主席彼得韦里说,这些服务将满足众多用户对多媒体信息的需要,同时也将有利于通信和电脑设备销售商、因特网服务商和网络经营者的业务,因为已有不少公司采用了ADSL技术。

新标准的采用,标志着用户与用户之间高速数据传输的最后一步工作已经完成。新标准的特点还在于,它们采用了彼此兼容的通用系统规格,并与一些区域ADSL标准存在良好的兼容性。有专家预计,2003年将有910万个家庭订购宽频Internet服务,届时市场规模将达38亿美元;到了2003年DSL可遍及290万个家庭,大部分的增长将起于2000年,刚好是G.lite技术普及的时候。

Microsoft投资DSL服务

在上市后,Microsoft准备向NorthPoint通信公司这家DSL服务提供商投资3000万美元。作为合作的一部分,Microsoft将在今后两年内,从这家公司购买大约10万条DSL线路的设备。Microsoft和NorthPiont将为大约85个ISP合作伙伴建立一个共有品牌的MSN入口页面。他们也从事商用高速Internet的研究,并且将对基于标准的内容提供界面展开合作研究。此前Microsoft向Rhythms NetConnections公司投资3000万美元,而这家公司是NorthPoint的竞争对手。

朗讯推动DSL普及

朗讯公司日前宣布,它将与五家公司签约,由这些公司销售朗讯的modem,朗讯推出相关软件,使朗讯modem也能接通非朗讯器材所操作的高速网络,以提高高速数字用户回路(DSL)的普及率。这项服务的最终结果,是让更多消费者能获得DSL服务,而电话公司不必安装新的DSL器材。

DSL技术无法顺利推广,是因为使用者必须使用DSL服务公司的modem,才能取得该公司的服务,随着G.lite DSL modem的标准的出台,这个问题已经获得一定解决。不过,服务商仍须在总部安装能与G.litemodem沟通的modem,所以大部分状况下需安装新器材。有了朗讯的软件,朗讯的WildWire芯片可和G.lite DSL、全速率(full rate)DSL modem沟通。所以现有的器材可提供一般用户、高收费全速用户服务。朗讯表示,已经出售25万个modem芯片组,作为技术升级之用。其它如戴尔、modem厂商Zoom Telephonics、Creative Technology等公司,都出售用于技术升级的芯片。

阿尔卡特和康柏在欧洲联手开拓ADSL市场

法国阿尔卡特公司和美国康柏公司目前正联手在欧洲推出一系列营销活动,以推动阿尔卡特ADSL设备和技术在欧洲运营商和消费者当中的商业应用。

Alcatel在北美及全球的ADSL产品销售业务中均居首位。Alcatel占有北美ADSL市场的52%。1998年,Alcatel向北美地区交付了400多套DSLAM产品。Alcatel在全球的ADSL市场上占有35%的市场份额,其客户遍及新加坡、比利时、西班牙、法国、中国、土耳其、韩国、日本、丹麦等国。由世界最大的ADSL销售商和世界第二大计算机公司联合发起的这一系列促销活动只在向运营商和因特网用户宣传ADSL技术将带给他们的益处。英国、比利时、意大利和瑞典等国成为这次联合营销行动的首选市场。

这项计划表明,阿尔卡特和康柏将在欧洲大力推进ADSL技术的应用。总的目标是让尽可能多的Presarlo用户享受国特网高速接入技术所带来的益处,通过双方合作向欧洲电信运营商发出一个绿灯信号:大规模实施ADSL的时机已经成熟。

贝尔大西洋公司耗资18亿美元升级通信网

位于纽约的Bell Atlantic公司正积极地对其传统的电话网络进行升级,以应付与日俱增的数据通信及因特网业务。今年3月该公司向阿尔卡特和北方电信订购了价值18亿美元的电话设备。其中从阿尔卡特购进2千万美元的ADSL设备为已有的铜线扩容,以便进一步为住宅电话用户提供高速访问因特网。与此同时,南方贝尔公司也宣布提供面向公司用户的DSL服务。

AOL与电信公司合作提供DSL接入

今年7月,AOL与GTE电话公司签订DSL合约,向通过电话拨号上网的用户提供更快速的服务,通过这项合作,美国在线可取得GTE在美国西部17个州的DSL网络。这次合作是美国在线和小贝尔电话公司群(Baby Bell)签订的第四个DSL合约。美国在线已与Ameritech、Bell Atlantic、SBC Communications等公司签约,并投资休斯电子(Hughes Electronics)

15亿美元,休斯电子提供卫星上网服务。其中今年1月,AOL与Bell Atlantic达成了一项协议,宣布从1999年中期开始,Bell Atlantic东海岸地区的AOL用户可以将他们的网络访问连接升级到DSL。这项服务于今年夏天在华盛顿特区、匹兹堡、费城、纽约、波士顿以及新泽西的部分地区投入运行。美国在线的DSL服务月费将比一般拨号上网收费高20美元。

Qwest推出DSL服务

Qwest通信国际于今年8月与Covad通信公司和Rhythms NetConnections达成协议,推出了一种针对消费者和小型企业的高速因特网服务。目前它推出的的DSL服务将覆盖13个地区,到年底将会覆盖30个地区。该公司的DSL服务的费用是每月119.95美元,初装费是500美元。此外,Qwest公司还将收购在全美首家推出DSL业务美国西部电信公司。

GTE大幅削减DSL服务的价格

GTE是美国第三大本地电话公司。该公司称,他们将服务价格降低17%,进而增强公司在消费者和小型企业市场上的竞争力。这项称作Bronze Plus的计划,将使用户每月花49.95美元就可以享受GTE net的Web服务,而且可以比modem拨号方式快上14倍。GTE以前的价格是每月60美元。

英国电信(BT)宣布从今年10月份开始,在英国的重要城市中,提供最大传输速度可达每秒2Mb的ADSL数据传输服务。在明年三月份之前可以为6百万家庭用户提供ADSL服务。AD-SL可以在旧式铜电话线中提供高速连接服务,预计将广泛用于家庭和小型企业的网络互联系统中。英国电信宣布了服务价格,包括从安装到硬件的提供,根据带宽,通过ADSL上网的费用每月从64美元到240美元不等。这意谓着提供高速数据传输的ISP之间的竞争更激烈。英国电信一开始对其计划有所犹豫,担心影响其ISDN业务。英国电信的首席执行官PeterBonfield爵士称:该计划将为使英国成为全球的信息革命领头羊,又向前迈进了一步。它推动新兴信息工业,并使大家都受益。计划最初在如下几个城市中实现:伦敦,Cardiff,Belfast,Coventry,Blrmingham,Manchester,Leeds,Newcastle,Edinburgh和Glasgow。

新加坡电信(SlngTel) 与Alcatel今年年初签署一项协议,协议将新加坡的ADSL网络扩展到5万线。AingTel称,不断增长的高级多媒体服务的需求使得有必要将已有网络扩展到这个水平。SingTel采用SingTel Magix商标向居民提供点播视频、视频会议、远程教育等多媒体服务和高速Internet接入。SingTel还将向小型办公室/家庭办公室市场推出若干新的宽带多媒体服务。其中第一项就是笔记本电脑的ADSL连接。

阿尔卡特在广东省深圳经济特区安装了5000多线的ADSL设备,每个ADSL用户的安装费为4000元,每月的服务费为300元。阿尔卡特还与上海签署了一项协议,进行500线ADSL高速接入技术的试验。此外,广东佛山也已开通了ADSL业务。但据业界称,要进一步扩展这一技术将十分困难,因为要真正实现ADSL的优点,国内的电话传输和交换设施及光纤传输系统都必须先进行改造。

人们通常把所有的DSL技术统称为xDSL技术,“x”代表着不同种类的数字用户线路技术。各种数字用户线路技术的不同之处,主要表现在信号的传输速率和距离,以及对称和非对称的区别上。

对称DSL技术主要用于替代传统T1/E1接入技术,与传统的T1/E1接入相比,DSL技术具有对线路质量要求低、安装调试简便等特点,而且通过复用技术,还可以提供语音、视频与数据多路传送等服务。目前,对称DSL技术主要HDSL、SDSL、MVL及IDSL等几种。

HDSL(高比特率DSL)是目前众多DSL技术中较为成熟的一种,并已得到了一定程度的应用。这种技术的特点是利用两对双绞线实现数据传输,支持N×64kbps各种速率,最高可达E1速率。HDSL无需借助放大器即可实现3.6公里以内的正常数据传输。与传统T1/E1技术相比,HDSL最突出的优势是部署成本低廉、安装简便,是T1/E1较为理想的替代技术之一。

SDSL(单线DSL)是HDSL的单线版本,可提供双向高速可变比特率连接,速率范围从160kbps到2.084Mbps。SDSL利用单对双绞线,可支持最高达E1速率的多种连接速率,在0.4mm双绞线上的最大传输距离可达3公里以上。与HDSL相比,SDSL可节省一对双绞线,因而部署更为简单方便。

MVL(多路虚拟DSL)是Paradyne公司开发的低成本DSL传输技术,能够利用一对双绞线实现高速数据接入,部署成本及功耗都相对较低,并可进行高密度安装,能够利用与ISDN技术相同的频率段,有效传输距离可达7公里左右。

IDSL(ISDN数字用户线)通过在用户端使用ISDN终端适配器和在另一端使用与ISDN兼容的接口卡,IDSL可以提供128kbps的服务。它与ISDN的最大区别在于IDSL的数据交换不通过交换机。

非对称DSL技术适用于对双向带宽要求不一致的应用,诸如Web浏览、多媒体点播及信息发布等,非对称DSL技术主要有ADSL、RADSL及VDSL等。

ADSL(非对称DSL)能够在现有电话双绞线上提供高达8Mbps的高速下行速率,及1Mbps的上行速率,有效传输距离可达3至5公里。ADSL能够充分利用现有PSTN电话网络,只须在线路两端加装ADSL设备即可为用户提供高速宽带服务,无需重新布线,因而可极大地降低服务成本。

RADSL(速率自适应DSL)允许服务DSL供应商根据实际带宽需求情况调整连接带宽,并较好地克服了传输距离与传输质量限制。主要特点是可利用一对双绞线实现数据传输,能够支持同步与异步传输,并具有速率自适应性能。RADSL的下行传输速率在640kbps到12Mbps之间,上行传输速率则在128kbps到1Mbps之间,并能够支持同时数据与语音传输。

VDSL(超高速DSL)目前仍处于研发之中,它可以在相对短的距离上实现极高的数据传输速率,最高可以实现58Mbps 的传输速率。在用户回路长度小于5000英尺的情况下,可提供13Mbps或更高的接入速率。从技术角度而言,VDSL实际上可视作ADSL的下一代技术,其平均传输速率可比ADSL高出5至10倍。另外,根据市场或用户的实际需求,VDSL可以设置成是对称的,也可以设置成不对称的

电话系统设计之初,主要用来传送话音呼叫,出于经济的考虑,电话系统设计传送频率范围在300Hz到3.4kHz范围的信号(尽管人的话音可以到15kHz,但是这个范围内还是很容易辨别对方的)。

然而本地电话网的到最终用户的铜缆实际上可以提供更高的带宽,至少从最低频率到200-800kHz不等,这取决于电路质量和设备的复杂度(一般认为到最终用户分线器之间接头越少越有利于提高带宽,线路传输路过的环境,电子干扰越小越有益于提高线路带宽)。

DSL服务通过利用电话线的附加频段成功克服了在话音频带上传送大量数据的难题(参看香农定理)。

DSL服务通常保留0.3-4kHz这个范围的频段给话音服务,也就是所谓的普通老式电话业务({lang|en|POTS}})使用的频段,使用这个范围以外的频率传送数据。

DSL连接在用户设备DSL调制解调器和电话交换机之间建立,然后交换机通过一些其他的协议与用户真正要连接的(典型的)ISP建立连接。这不同于普通的公共电话网与用户端到端的电话连接。如果用户到交换机距离超过5.5公里,服务质量会因为干扰急剧下降。

用户终端设备是DSL调制解调器。它转换二进制数据到数字电脉冲,使得信号在数字音频流的频段内传输。

另外如果用户在同一根线路上使用老式电话,还需要加装一个被动电子滤波器(很多叫法,"滤波器","微分器"或者"分路器")(可能还有助于改善DSL终端信号抑止回声信号)。这样就能保证DSL调制解调器和电话只接受他们设计使用的信号。如果使用"wires-only"服务,用户可以把滤波器插入一个现有的电话插槽,或者DSL运营商可能安装它。

在交换局端使用数字用户线路访问复用器(DSLAM)将DSL电路上的数据汇聚然后转发到其他的网络。它还能分离出语音部分。

很多DSL技术在低水平比特流的ATM层实现,以保证不同的技术能够在相同的链路上实现。

DSL设备可以创建网桥或者路由网络,在网桥模式,一组用户的计算机可以方便的连接到一个子网。早期的设备使用DHCP服务来分配提供一些配置细节例如网卡的IP地址,基于MAC地址的认证或者分配主机名。后来的的设备一般使用PPPoE(以太网上的PPP)或者PPPoA(ATM网上的点到点协议),验证的时候使用用户名和密码,然后使用PPP原理去分配网络配置(IP地址,子网掩码,网关,DNS等)

所谓领域专用语言(domain specific language / DSL),其基本思想是“求专不求全”,不像通用目的语言那样目标范围涵盖一切软件问题,而是专门针对某一特定问题的计算机语言。DSL之于程序员正如伽南地之于以色列人,是最初也是最终的梦想。几乎自计算机发明伊始,人们就开始谈论DSL使用DSL了。而前几年随着被誉为“Web开发领域专用语言”的Ruby on Rails迅速走红,DSL又一次成为人们讨论的热点话题。很多人都认为,DSL将会是软件业的“next big thing”。然而随着DSL的日益流行,围绕着DSL出现了很多质疑和误解,比如下面这几个:

1. DSL的目标受众是非程序员,业务员或者最终用户

在很多人的心中,DSL等同于“非程序员的编程语言”(programminglanguage for non-programmers),因此DSL的最终受众应该是非程序员,一切不直接被最终用户使用的DSL都不是真正的DSL,仅仅是另一种使代码看起来不像代码的无聊技巧。

这是一个很有趣的观点,事实上在计算编程语言发展的历史上,的的确确出现过“非程序员的编程语言”,而且还非常有名,它们就是FORTRAN,COBOL这些第一代高级语言。在当时的那个时代,计算机的主要目的是科学计算,而程序员则是专指那些摆弄开关,继电器,纸带以及汇编语言的geek们。而计算机的主要受益者非程序员也就是那些学者和研究员不得不委托这些人帮助它们完成从数学公式到机器指令的转换。于是第一代高级语言的主要目的是缩短计算公式和可执行的代码之间的差距(比如Fortran),或者是简化信息管理员的日常工作(比如COBOL)。有趣的是,恰恰是这些当年的“非程序员”把软件开发发展成了一门正当且颇为体面的职业。

其实当年的“非程序员的编程语言”与今日的DSL境况颇为相似,所不同的是,当代企业级信息系统更为复杂,所关注的焦点逐渐从计算转移到数据上,业务领域和计算机的物理过程也不再具有简单直接的对应关系了。而且随着社会分工细化,就算是通过DSL,我们仍然不太可能把那些衣冠楚楚的HR们,销售们,部门经理们统统拉下水变成新新程序员。

我仍然要承认,以最终用户为目标受众的DSL是一个很引人侧目很有意思的主意,但是在相当长的一段时间内都是不太现实的。或许我们需要新的方法(比如精益)来协调IT部门和业务部门,或许我们需要全新的软件工程理论,或者某些非常具有独创性的工作方式。谁知道呢,预言未来总是吃力而不讨好的,但我觉得在目前情况下,简单把DSL的受众限制在非程序员,业务员或最终用户上,是值得商榷的。

2.DSL = 整洁的代码

这种观点与前面的观点正好相反,把DSL完全当作程序员的游戏,把一切能将代码写得整齐好看的技巧都归结为DSL。虽然从形式上看DSL和“整洁的代码”都具有简洁清晰的特征,但并不能因此将简单将两者草率地归为等同。从概念上说,程序的编写过程就是把业务领域中的问题通过代码或者程序模型表达出来:

由于计算机的程序模型较为单一(归根结底都是运算和存储),就算是在面向对象技术成为主流的今天,通常情况下,计算机程序不太可能做到与业务领域中的概念一致,或者具有某些直觉的对应。也这正是因为这样,软件的修改和可维护性并没有想象中的容易。我们必须不断地将业务领域中的概念转换成相应的代码模型,然后再进行修改。这种间接性直接造成了软件的复杂度。

而DSL的主要目的就是要消除这样的复杂度(或者说,以构造DSL的复杂度代替这种复杂度),DSL就要是要以贴近业务领域的方式来构造软件。因此,DSL的简洁性往往是一种思维上的简洁性,使我们不用费太多的气力就能看懂代码所对应的业务含义。

从这里我们可以看出DSL和“整洁的代码”的根本不同,“整洁的代码”只是泛泛的要求代码简洁易懂,而不太在意是否贴近业务领域。比如对于一个J2EE开发者来说,DAO,DTO,FormBean,Action已经足够清晰了,但是这却跟DSL沾不上一丝的关联。DSL更注重强调使用业务词汇,尽可能贴近业务模型来编写代码,使业务模型和程序模型之间具有简洁的对应关系。因此我们不能将DSL等同于“整洁的代码”,只能说DSL是一种“整洁的代码”而已。

3.DSL必须以文本代码的形式出现

Domain Specified Language顾名思义,是一种语言,因此DSL一定是文本代码形式出现的,不是通过文本代码描述的就不是DSL。

我们之所以偏爱使用文本代码,主要是由于文本代码易于修改且修改效率极高。多年来软件工程实践表明文本代码是最有效率的编辑形式。但是对于DSL,问题则有些不同。

正如我们前文所说过的,DSL首要的目的,是使程序尽可能地接近业务领域中的问题,从而消除不必要的间接性和复杂性。对于大多数业务领域而言,文本代码的形式一经足够好了,我们可以很容易通过特定格式的文本,描述业务领域中的问题。然后也确实存在着一些较为特殊的领域,在这些领域中,文本代码并不是最佳的表现形式。为了更好的贴近业务领域中的概念,我们可能会选择使用一些图形化的DSL。比如时下颇为流行的一个DSM(Domain Specific Modeling)工具GEMS(Generic Eclipse Modeling System)中就大量地使用了不同的图形化的DSL来表述系统的各个不同侧面。所以我们并不能简单的把DSL局限在文本形式上面。

4.DSL的语法应该尽可能地接近英语或者其他自然语言

由于大多数DSL是描述性的,因此我们应该尽可能地让DSL接近日常使用的英语或者其他自然语言,这样可以增强DSL的表现能力。

业务自然语言(Business Nature Language)是DSL的一个重要分支。它的产生是基于这样的一些事实:对于大多数企业应用而言,使用一些类似自然语言的语法和结构构造DSL是不错的选择;通过业务自然语言,可以推动和促进业务人员和程序员之间的沟通;类自然语言的DSL相较其他形式的DSL重用起来较为容易。正是由于上述这些特点,BNL类DSL在DSL的实践中是最流行的。我个人就曾在三个不同的项目里实现了针对不同领域的BNL类DSL,我甚至在Smalltalk语法的基础上修改提炼,得到了一种具有通用语法表达的脚本语言。利用它可以方便地构造DSL。

虽然BNL是我实践得最多也是最为喜爱的一种DSL形式,通过前文的分析,我们仍然不能把它当作唯一的DSL形式。我们必须时刻谨记,DSL的首要目的,是使程序尽可能地接近业务领域中的问题,从而消除不必要的间接性和复杂性。合理且恰当地选择语法形式永远是构造DSL的重中之重。

DSL也称为数据服务层,英文名称为Data Service Level,位于数据库和业务层之间,它的作用是解决数据源异构问题,可以建立业务层模型字段与数据库字段的映射。


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