HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Line)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 13:25, 4 июня 2019.
Рисунок 1 – Концепция высокоскоростной цифровой абонентской линии HDSL

HDSL (High Data Rate Digital Subscriber Line)— высокоскоростная цифровая абонентская линия,основанная на стандарте: IDSL.

Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи данных, то есть скорости передачи данных от пользователя в сеть и из сети к пользователю равны. Это первая технология высокоскоростной передачи данных (ПД) по скрученным медным парам телефонных кабелей, использующая высокие частоты(схему HDSL можно увидеть на рисунке 1).

Была разработана в США в конце 80-х годов как более высокоскоростная, синхронная технология для организации каналов передачи.Благодаря скорости передачи (1,544 Мбит/с по двум парам проводов и 2,048 Мбит/с по трем парам проводов) телекоммуникационные компании используют технологию HDSL в качестве альтернативы линиям T1/E1. (Линии Т1 используются в Северной Америке и обеспечивают скорость передачи данных 1,544 Мбит/с, а линии Е1 используются в Европе и обеспечивают скорость передачи данных 2,048 Мбит/с.) Хотя расстояние, на которое система HDSL передает данные (а это порядка 3,5 — 4,5 км), меньше, чем при использовании технологии ADSL, для недорогого, но эффективного, увеличения длины линии HDSL телефонные компании могут установить специальные повторители. Использование для организации линии HDSL двух или трех витых пар телефонных проводов делает эту систему идеальным решением для серверов,локальных сетей и т.п. Технология HDSL2 является логическим результатом развития технологии HDSL. Данная технология обеспечивает характеристики, аналогичные технологии HDSL, но при этом использует только одну пару проводов[Источник 1][Источник 2].

История развития HDSL

В начале 90-х годов развитие цифровых способов обработки сигнала привело к созданию HDSL. Стандарт HDSL (высокоскоростная цифровая абонентская линия) берет свое начало от стандарта ISDN-BA. Оригинальная концепция HDSL была разработана в Северной Америке, разработчики DSL пытались повысить тактовую частоту ISDN, чтобы увидеть, насколько далеко и насколько быстро могут работать системы высокоскоростной передачи данных. Следует также учитывать, что одновременно также очень быстро развивалась технология DSP (технология цифровой обработки сигнала).Эта технология сочетала в себе линейное кодирование 2B1Q и сложные алгоритмы эхоподавления. Первые варианты, работающие по двум парам, были созданы в США и быстро вытеснили старые цифровые системы передачи T1 ANSI (1544 Мбит/с), которые имели рабочую дальность чуть более километра. Все это произошло благодаря тому, что HDSL, обеспечивая большую дальность (3,5 км на проводе 0,4 мм), позволил отказаться от регенераторов и существенно снизить затраты на монтаж и эксплуатацию вновь вводимых линий.

Исследовательская работа привела к удивительному открытию. Оказывается, даже простая 4-уровневая модуляция PAM (амплитудно-импульсная модуляция) позволяет работать на скоростях до 800 Кбит/с при вполне приемлемой длине линии (в США данная зона называется Carrier Serving Area — зона обслуживания оператора). Была снова использована технология компенсации эхо-сигналов, которая позволила организовать двустороннюю передачу данных со скоростью 784 Кбит/с по одной паре проводов, отвечая при этом всем требованиям по расстоянию передачи и запасу по помехоустойчивости, которые должны быть выполнены для предоставления необходимого качества обслуживания.

Некоторые особенности xDSL-устройств

Важными характеристиками xDSL-модемов являются типы используемых интерфейсов, наличие функций самодиагностики и централизованного управления, а также конструктивное исполнение. Наиболее широко применяется интерфейс персональных ЭВМ или ЛС на невысокой скорости (до 128 кбит/с) - V.24 (RS-232C), поэтому все модемы на скорость до 128 кбит/с имеют этот тип интерфейса. Для более высоких скоростей чаще всего используется интерфейс V.35, который также присутствует в большинстве модемов. В некоторых высокоскоростных модемах, например WATSON, предусмотрена возможность установки двух интерфейсов V.35 для организации двух независимых трактов со скоростью N • 64 кбит/с (N=1..16). Большинство высокоскоростных модемов поддерживают также режим N • 64 кбит/с (N=1..32). Все модемы на скорость 2048 кбит/с и некоторые низкоскоростные (например, NTU-128) поддерживают также интерфейс G.703, широко используемый в телефонии.[Источник 3].

Наличие функций самодиагностики и централизованного управления,и как уже было сказано выше:"технология компенсации эхо-сигналов", позволяет оператору контролировать состояние сети, быстро локализовать и устранять сбои и неисправности, контролировать работу абонента. Система управления обычно применяется для модемов, имеющих так называемое “стоечное” исполнение. Такие модемы устанавливаются в кассету размера 19 дюймов, которая удобна при монтаже на узле сети, поскольку имеет стандартные крепежные элементы, возможность электропитания от станционных батарей (60 В постоянного тока), интерфейсы аварийных сообщений и т.д. Для установки у пользователей применяются автономные модули, связанные с модемами в “стойке” через дополнительный канал управления, работающий одновременно с передачей информации. В некоторых системах, например в NTLJ-128, для управления используются ЖК-дисплей и кнопочная клавиатура, в других (WATSON) применяется компьютерное управление с помощью протокола SNMP.

Например, по данным фирмы Schmid Telecom (Швейцария), в 1995 г. доля поставок ее модемов WATSON в страны Восточной Европы, включая Россию, составила менее 5% от общего объема продаж. В 1996 г. спрос на эти системы в России и Восточной Европе существенно увеличился (прежде всего, на системы с модуляцией CAP). НТЦ “НАТЕКС”, дистрибутор Schmid в СНГ, рассчитывает, что СНГ выйдет на 3-е место (после Франции и Германии) по объему поставок продукции этой фирмы.

В заключение отметим, что НТЦ “НАТЕКС” уже решил организационные вопросы внедрения новых технологий в России. Системы NTU-128 и WATSON сертифицированы Министерством связи России, поэтому никаких дополнительных разрешений на их эксплуатацию на телефонных линиях не требуется.

Разница между каналами

Тип DSL Maкс. скорость передачи Maкс. скорость приема Maкс. расстояние Обязательные линии Поддержка телефона
ADSL 800 бит/с 8 Mбит/с 6 км 1 Да
HDSL 1.54 бит/с 1.54 Mбит/с 4 км 2 Нет
IDSL 144 бит/с 144 бит/с 11 км 1 Нет
MSDSL 2 бит/с 2 Mбит/с 9 км 1 Нет
RADSL 1 бит/с 7 Mбит/с 6 км 1 Да
SDSL 2.3 Mбит/с 2.3 Mбит/с 7 км 1 Нет
VDSL 16 Mбит/с 52 Mбит/с 1 км 1 Да

Оборудование HDSL в основном предназначено для применения в корпоративных сетях. Отсутствие поддержки аналоговой телефонной линии компенсируется возможностью передачи речи в цифровом виде через интерфейсы Е1.

Коэффициент ошибок

Основным показателем качества линии HDSL является коэффициент ошибок. В соответствии с требованиями стандарта ETSI ETR-152 допустимая вероятность ошибок линии HDSL должна быть не более 10—7. Эта величина совпадает с допустимой вероятностью ошибок абонентской линии сети связи России.[Источник 4].

Величина коэффициента ошибок однозначно определяется отношением сигнал/шум приёмника HDSL. Мощность шумов линии HDSL определяется внутренними и внешними источниками помех. К внутренним источникам относятся тепловой шум абонентской линии и собственный шум аппаратуры HDSL, обусловленный эхокомпенсатором. Внешними источниками помех системы HDSL являются переходные влияния со стороны систем передачи, работающих в том же кабеле, а также импульсные шумы коммутационной станции, электростатические разряды и др.

Исходной идеальной моделью шумов линии HDSL является модель, при которой линия является однородной и не имеет отводов, переходные влияния от соседних пар кабеля пренебрежимо малы а определяющими помехами являются собственные шумы линии и аппаратуры. Вторая, реальная модель шумов линии HDSL учитывает все источники помех и называется моделью шумов ETSI.

Перспективы HDSL

Невысокая стоимость подобных систем, их универсальность, компактность и простота монтажа позволяют при минимальных затратах организовать высокоскоростные цифровые каналы на существующих медных кабелях в тех случаях, когда прокладка оптоволокна или радиорелейная связь экономически не выгодна либо невозможна. Таким образом, xDSL-технология занимает прочную нишу в диапазоне скоростей 64 кБит/с – 6 мБит/с, находясь между обычными модемами и магистральными высокоскоростными системами. Всем опытом эксплуатации HDSL доказал свои высокие эксплуатационные характеристики. В подавляющем большинстве случаев монтаж HDSL оборудования проводится без дополнительного подбора пар или кондиционирования линии. Благодаря этому сегодня большая часть линий Е1 подключена с применением HDSL оборудования. Более того, сам факт появления технологии, которая обеспечила возможность экономичных решений по организации цифровых подключений абонентов, привел к тому, что число таких подключений стало стремительно расти. Иными словами, именно появление HDSL стало своеобразным катализатором развития цифровых сетей.[Источник 5].

Новая технология G.shdsl имеет целый ряд достоинств по сравнению с другими xDSL технологиями. Оперируя основными показателями, можно сказать, что G.shdsl, по сравнению с однопарным вариантом 2B1Q HDSL, позволяет увеличить на 35—45% скорость передачи при той же дальности или увеличить дальность на 15—20% при той же скорости. Кроме того, в G.shdsl изначально заложены базовые возможности для ее использования на последней миле в сетях PCM (ИКМ), ATM, IP, FR. Благодаря этому G.shdsl имеет самую широкую область применения.

Источники

  1. Лекции по Вычислительным системам, сетям и телекоммуникациям // Банк лекций. Дата изменения: 28.11.2018. URL: http://siblec.ru/index.php?dn=html&way=bW9kL2h0bWwvY29udGVudC84c2VtLzA5NC8xNC01LTItNS5odG0= (дата обращения: 12.03.2019)
  2. Технология HDSL // Студопедия. Дата изменения: 12.05.2016. URL: https://studopedia.org/7-107462.html (дата обращения: 12.03.2019)
  3. HDSL // kunegin.narod.ru. Дата изменения: 23.02.2016.URL: http://www.kunegin.narod.ru/ref/xdsl/hdsl.htm (дата обращения: 12.03.2019)
  4. Экология среды передачи, или что нужно для работы HDSL // XDSL технологии. Дата изменения: 01.03.2016. URL: http://www.xdsl.ru/articles/treb.htm (дата обращения: 12.03.2019)
  5. Цифровые технологии HDSL. Системы скоростного доступа // НПЦ Приоритет. Дата изменения: 29.10.2017. URL: http://priortelecom.ru/hardware/hdsl.htm (дата обращения: 12.03.2019)