15年前，連接因特網(wǎng)最常見的方式是透過模擬調(diào)制解調(diào)器，再經(jīng)標準電話語音信道發(fā)送數(shù)據(jù)。這種技術(shù)采用已經(jīng)部署的現(xiàn)有標準雙絞電話線，無需對「最后一哩(last mile)」技術(shù)做任何更改，因此對使用者來說這種方式非常廉價，并迅速主導(dǎo)整個通訊市場。不用挖路鋪線、不用改變中央機房(CO)，這種方式極具吸引力。

模擬調(diào)制解調(diào)器的峰值速度為56Kbps。為什么是56Kbps？為什么不再高一點？簡單地說：這不是「理論上」的可能，而是這種理論極限局限了ADSL技術(shù)的發(fā)展舞臺。

模擬調(diào)制解調(diào)器使用經(jīng)ITU-T委員會嚴格規(guī)范的現(xiàn)有語音信道。該通道具有限定帶寬(4kHz，包含防護頻段)，進入Muldex(多任務(wù)器/解多任務(wù)器，Multiplexer Demultiplexer)之前在中央機房進行硬件濾波。Muldex是中央機房中與電話連接的設(shè)備。

透過4kHz模擬通道可傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)速率是多少？這個問題的關(guān)鍵是了解ADSL。

正確的答案是：「取決于信道的噪聲等級。」Claude E Shannon早在1948年就給了我們答案，只要噪聲夠低，就能以任意比特率進行傳輸，這一結(jié)果有時候會給我們驚喜。實際上，Claude E Shannon更精確地將最大比特率以定量方式與給定信道帶寬和噪聲等級進行關(guān)聯(lián)。可以使用Shannon著名的公式：

Shannon知名公式

其中：C：最大比特率，單位：bit/s(容量)、B：帶寬，單位：H、S/N：通道的訊噪比。

ITU-T規(guī)定語音信道的帶寬和噪聲級，限定雙絞電話線的實際最大比特率——56Kbps，非常接近信道容量。

ADSL沒有使用標準語音信道，而是使用另一種信道，打破語音信道的Shannon限制。

在電話系統(tǒng)中，每個用戶都透過雙絞線連接中央機房，雙絞線的使用時間很短，只在打電話時才會用到，而且僅占用低于4kHz的通道帶寬，高于4kHz的帶寬顯然未被使用。ADSL使用未被利用的帶寬，并將低于4kHz的通道帶寬預(yù)留用作標準語音信道。用戶可以在進行電話語音通話的同時交換資料。

ADSL信道有多寬，噪聲有多大？這方面并未標準化，這也就是為什么每個ADSL調(diào)制解調(diào)器都會在啟動時測量線路噪聲，然后根據(jù)用戶信道情況建立最佳比特率。

每個用戶連接中央機房的速度取決于信道本身。用戶可以在家用ADSL調(diào)制解調(diào)器的控制面板上讀出線路速率。

ADSL的確是個非常好的主意。它能更好地利用已經(jīng)埋在地下的線路，無需對最后一哩做任何修改，而原來的舊電話還能與新技術(shù)兼容。用戶只需在家里接一個濾波器(即「分離器」)，用來分離電話語音帶寬與ADSL帶寬。總之，這種方式簡單且便宜。

中央機房中每條線路也配有類似的濾波器。該濾波器將語音信道連接到Muldex，并將線路的高帶寬部分連接到只處理數(shù)據(jù)、名為數(shù)字用戶線接入多任務(wù)器(DSLAM)的新設(shè)備上。電信運營商只需要在每個中心局中靠近每個Muldex的位置建立一個DSLAM，就可為客戶提供ADSL服務(wù)。
DSLAM是具有模擬前端(Digital Front End)的純數(shù)據(jù)通訊設(shè)備。它從一個廣泛的用戶組中收集所有ADSL數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)通常會被送到現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，在這里進行處理并匯集到以太網(wǎng)鏈路。

高速以太網(wǎng)鏈路通常連接到因特網(wǎng)或者透過同步數(shù)字階層(Synchronous Digital Hierarchy， SDH)或光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)(Optical Transport Network，OTN)傳輸。ADSL標準一直不斷演變，而用于連接因特網(wǎng)的DSLAM的后端連接，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置不同可以有多種選擇：以太網(wǎng)絡(luò)、XAUI、SDH和OTN等。

這些是使用FPGA的理想條件，因為可建立完全可程序設(shè)計的后端連接，并可利用可程序設(shè)計組件達到不斷發(fā)展演變的ADSL標準要求。ADSL架構(gòu)看起來如此出色，尤其是可以自然地升級電話網(wǎng)絡(luò)，很難想象人們還想要什么...但是，ADSL有局限性，這就是為什么市場會朝著被動光纖網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)發(fā)展。

ADSL的局限性依然由Shannon理論決定。使用雙絞線難以使ADSL速率超過15Mbps。這并非ADSL技術(shù)本身的限制，而是從用戶到中央機房之間平均距離產(chǎn)生的限制，如果想要更快，我們就必須改變「最后一哩」，同時還要最大程度減少改變最后一哩所需的成本。當(dāng)然，我們可以向每位客戶提供SDH(挾帶以太網(wǎng)方式)以滿足這些需求，但這種方式太貴了。PON是解決這個問題的最佳答案，因為該技術(shù)能夠在升級成本、性能以及最后一哩最少返工成本之間實現(xiàn)最佳平衡。