От HDSL до

Съвсем наскоро високоскоростните цифрови системи за предаване по медни абонатни линии бяха любопитно. Измина само десетилетие - и не всеки телекомуникационен специалист се уверява ръководено от разнообразието на техните характеристики. Наскоро се появи и друга технология - G.shdsl. Той се роди дълго време, но веднага се появи под формата на световния стандарт ITU-T (G.991.2) - всички отдавна са уморени от хаоса на несъвместимо оборудване от различни производители.

Малко фон

В началото на 90-те години развитието на цифровата обработка на сигнала доведе до създаването на HDSL. Тази технология комбинира 2B1Q линейно кодиране и сложни алгоритми за премахване на ехото. Първите варианти с две двойки са създадени в САЩ и бързо заместват старите системи за цифрово предаване ANSI T1 (1544 Mbps), които имат работен обхват малко над километър. Всичко това се случи поради факта, че HDSL, осигурявайки голям обхват (3,5 км на 0,4 мм проводник), позволи да се откажат от регенераторите и значително да намалят разходите за монтаж и експлоатация на нововъведени линии.

Подобна картина се развива по това време в Европа - HDSL вариантите стават широко разпространени, които осигуряват предаването на потока E1 ETSI (2048 Kbps). Първо, имаше вариант, който използваше три чифта, за да получи по-голяма скорост при същия обхват. Скоростта на предаване за всяка от двойките е същата като тази на американската версия (748 Kbps). След това беше стандартизирана версия с две двойки, при която скоростта за всяка от двойките беше по-висока (1168 Kbit/s) с по-кратък обхват на работа (около 3 km на 0,4 mm проводник). Но дори и в този случай обхватът се оказа по-висок от този на оборудването с HDB3 ред код (Фиг. 8).

hdsl
Фиг. 8. Еволюция на преносните системи

Опитът от експлоатацията на HDSL е доказал на всички неговите характеристики с висока производителност. В преобладаващото мнозинство от случаите, HDSL оборудването се инсталира без допълнителен избор на пара или кондициониране на тръбопровода. Благодарение на това днес около 80% от всички линии E1 са свързани с HDSL оборудване. Нещо повече, самият факт на появата на технологията, която предоставя възможност за икономически ефективни решения за организиране на цифрови връзки за абонати, доведе до факта, че броят на тези връзки започна да расте бързо. С други думи, появата на HDSL се превърна в един вид катализатор за развитието на цифровите мрежи.

Производителите, всеки по свой начин, започнаха да мислят за внедряване на варианти на HDSL системи, които да работят по една двойка наведнъж с пълна скорост. Факт е, че паралелно с развитието на xDSL технологиите нараства и броят на използваните от тях линии. Поради това повечето оператори по целия свят вече днес отбелязват остър недостиг на мед в абонатната секция - почти цялата тя е "изядена" от линиите xDSL. Но дигитализацията още не е приключила. Около 1996 г. се появяват варианти на HDSL с една двойка. Но те не можаха да разрешат проблема поради несъвместимост с ADSL - спектърът на сигнала на такива системи частично се припокрива със спектъра на ADSL сигнала от централата до клиента.

Американските оператори първи задействаха алармата и още в началото на 1996 г. комитетът ANSI (T1E1.4) беше натоварен да избере за по-нататъшно развитие технология, която със симетрични потоци от данни и използването на една двойка предоставят:

  • работният обхват е не по-малък от HDSL;
  • устойчивост на същите физически характеристики на линията като HDSL (затихване, взаимно влияние, отражения от неравности и разклонения);
  • използване за предоставяне на същите видове услуги като HDSL;
  • надеждно и стабилно предаване на реални линии с всички присъщи им дефекти;
  • „съжителство“ с други технологии (HDSL, ISDN, ADSL);
  • по-ниски оперативни разходи в сравнение с HDSL.

Новата технология, която се появи в резултат на огромна тригодишна работа, се нарича HDSL2 (трябва да се отбележи, че работата по нейната стандартизация все още не е завършена поради някои разногласия между основните производители и стандартът съществува в форма на работеща версия на T1.418-2000). Симетричното предаване с отмяна на ехото (SEC) и мултиплексиране с честотно разделяне (FDM) първоначално се считаха за основа за внедряването на HDSL2, но и двете бяха отхвърлени поради присъщите им недостатъци. Първият има сериозни ограничения при наличието на намеса в края, което го прави неподходящ за масово разполагане. Вторият, въпреки че е свободен от недостатъците на първия, но изисква използването на по-широк спектър и не осигурява изисквания за взаимно влияние със системите за трансфер на други технологии.

В резултат на това беше приета за основа предавателна система с припокриващи се, но асиметрично разпределение на спектралната плътност на сигнала, предаван в различни посоки, използвайки 16-степенна модулация PAM (Pulse Amplitude Modulation). Избраният метод на модулация PAM-16 осигурява три бита полезен товар и допълнителен бит (кодиране за защита от грешки) в един символ. Само PAM модулацията не е нищо ново. Добре познатият 2B1Q също е PAM модулация, но на четири нива. Използването на решетъчни кодове, които, поради въвеждането на излишък в предадените данни, позволиха да се намали вероятността от грешки, даде печалба от 5 dB. Получената система беше наречена TC-PAM (кодирана с Trellis PAM). Приемникът използва високоефективния алгоритъм на Viterbi за декодиране. Допълнителна полза се получава чрез използването на предварително кодиране на Tomlinson - изкривяване на сигнала в предавателя въз основа на знанието за импулсната реакция на канала. Общата печалба поради използването на такава доста сложна технология за кодиране на сигнала е до 30% в сравнение с използваните преди това HDSL/SDSL системи.