前言

目前國內寬帶接入市場仍然是ADSL的天下，近兩年隨著ADSL2＋標準的成熟，設備的穩定，兼容性的提高，ADSL2＋設備已經是市場中的主流。但是ADSL2＋中的不少特性仍然在摸索探討中，還沒有進入大規模的商用。本文探討下ADSL2＋的一個重要特性：低功耗模式。

ADSL2+輸出功率和功耗

為了減少成本，便于管理，現在ADSL的局端設備單板密度越來越大，48路、64路等，帶來的挑戰是功耗過大，散熱困難，造成系統不穩定，系統成本上升，這已經成為局端設備廠商面臨的最重要的問題。

目前ADSL2＋單口功耗大致在1.0W到1.3W之間，其中驅動到線路的功率大致只有100mW，其他全部轉化為熱能。如果按照64路計算，加上單板上面其他器件，以及電源的轉化效率，一個線路卡的功耗在100W左右，整個機箱千瓦以上。如此大的功耗，對于系統的供電，散熱，穩定都是極大的挑戰。

降低功率可以減小熱損耗的同時，另外一個優點是可以減少線路間串擾，提高出線率。

ADSL2＋標準對于降低功耗定義了L0，L2，L3低功耗模式：L0是正常工作模式；L2是低功耗模式；L3是休眠模式。

一個顯眼的小問題是，L1哪里去了？其實，L1在G.992.2， G.lite里面已經被定義了，為了避免歧異，ITU沒有使用L1。

L2模式

當線路上業務流量一段時間內一直很小時，在保證業務運行穩定，不出現 CRC 的前提下，通過降低速率和發送功率，以降低過大的噪聲容限和功耗。局端監控到流量在一段時間內一直小于設定閾值后，向用戶端發送L2請求以及下行功率衰減 power cutback 值和降低后的下行速率。用戶端可以拒絕這個請求或者接受，如果接受L2請求，就返回新的比特增益表，雙方按照新的比特增益進入新的速率連接。

需要注意的是，只有局端才可以發出L2請求，這是因為L2主要是降低局端功耗，由局端基于歷史流量和未來流量預測作出進入L2的判斷會比較可靠。

進入L2狀態后, 如果局端發現用戶端匯報回來的下行噪聲容限仍然太高，可以發起多次“power-trim”的過程，不斷增加下行功率衰減，進一步減小下行輸出功率，總共最多可以進行40dB的功率裁減。

L2模式主要是通過降低平均傳輸功率來減小功耗的，另外一個減小功耗的思路是降低峰均比，ADSL基于離散多音頻DMT傳輸技術，DMT的一個比較大的缺點是高峰均比，由于多個子信道并行傳輸，在很小的概率下多個子信道同時達到信號最大值，線路輸出會在此時出現一個超出平均值很多的尖峰。A/D、D/A的工作范圍過小會削平這個尖峰，造成CRC；過大會增加驅動的功率損耗。但是如果能夠降低信號峰均比，就可以降低A/D、D/A的工作范圍，從而有效地降低功耗。在L2低速率情況下，將所有的信道都調制成4QAM，可以有效地降低峰均比，從而進一步降低功耗。不過出于復雜性考慮，ITU目前還沒有采用這個建議。

在L2狀態下，任意一端檢測到突然增大的數據流量都可以發起L2到L0的請求，如果對端同意，經過一個快速的步驟就回到了L0。L0下的參數和上次L0模式參數相同。

L3模式

在線路長時間沒有實際數據傳輸的時候，ADSL連接進入L3休眠模式。此時，線路沒有信號傳輸，鏈路處于監控狀態，功耗可以大幅度減少。

標準規定本地事件觸發，例如，用戶重新上網操作；或者遠端發出重新連接信號，都可以從L3退出，重新回到L0

鏈路如果處于完全關斷狀態，可以更多的降低功率，但這樣就無法監控到遠端的連接信號，只能接受本地的命令來開啟，違背L3的初衷。

從L0進入L3有兩種方式，一種是雙端的任意一端檢測長時間沒有流量后發起L3請求，雙端進行協商進入L3，這稱作有序關斷“orderly shutdown procedure”；還有一種是用戶端突然掉電，臨死前告知局端，局端再進入L3，這稱作無序關斷“disorderly shutdown procedure”

從L2進入L3也有兩種方式，一種是雙端的任意一端檢測長時間沒有流量后發起L3請求，然后雙端先協商進入L0，再進行L0到L3的有序關斷“orderly shutdown procedure”；還有一種是用戶端突然掉電，此時局端直接通過無序關斷“disorderly shutdown procedure”進入L3模式。

L2/L3面臨的問題

L2/L3的本意是降低功耗，減小線路串繞，但是矛盾的是有時它反而帶來了線路串繞。舉一個例子：用戶A閱讀網頁，流量減小，進入L2模式，此時相鄰線纜的用戶B開始開電上網，此時由于用戶A處于L2模式，對用戶B的串繞很小，用戶B可以訓練到很高的速率，隨后用戶A開始下載文件，回到L0，此時用戶A線路對用戶B線路的串繞大大增加，用戶B線路會出現大量CRC，并可能最終掉線。

事實上，與 L2/L3 切換回L0模式相比，把modem開電也對鄰近線路有相同的影響，不過相比起來，L2/L3 切換回L0的頻率會比開關modem電源頻率高多了。可以想象一下，一捆線纜中的所有用戶都在不停的在各個功率模式間切換，這樣的一個不確定環境中，任何一個用戶都很難保證不受到其他用戶線路的影響。

更嚴重的是在L2模式下，如果發生比特交換，一定要切換回L0，然后再進行比特交換，這樣造成的進入L0的頻率大大增加。

事實上，上訴的問題在更短線路，更高速率的VDSL線路上更加嚴重，ITU學習小組15在2004年10月已經同意L2模式不被VDSL2考慮。

對于L3，標準定義了可選的快速初始化，規定3秒鐘回到L0，這需要跳過很多正常初始化的過程，如果線路情況沒有變化，問題不大，但是如果線路情況有了變化，訓練起來的結果會有很大問題，可能會掉線重新訓練。

目前各芯片廠家出于穩定性考慮很多都沒有實現這個可選的快速初始化，這樣一來，從L3到L0需要大約20秒左右的時間甚至長至一分鐘，這在實際應用中可能會對用戶的感受有一些影響。

結語

L2/L3是ADSL2＋標準里的重要特性，有助于減小局端功耗和線間串繞，但是它也帶來了一些問題。了解它們的優缺點，綜合考慮，有條件有限制的使用它們，實際使用時，調節流量監控時間配置參數，使得進入L2/L3的頻率降低，是一個可以考慮的平衡作法。