HDSL

Typowa aplikacja cyfrowej technologii HDSL, stosowana w łączach międzycentralowych, zastępuje tradycyjne rozwiązanie transmisji przez dwie pary symetryczne z fizycznym rozdziałem kierunków transmisji (oddzielna para dla każdego kierunku) i wykorzystaniem kodu liniowego HDB-3. Zasięg transmisji HDSL jest ograniczony tłumiennością torów kablowych, zmieniającą się w zależności od średnicy żył miedzianych (ok. 12–14 dB/km przy częstotliwości 1 MHz), oraz zjawiskiem przesłuchu od sąsiednich par przewodów wewnątrz jednej wiązki kablowej. Instalacje urządzeń wykonanych w technologii HDSL (High bit­rate Digital Subscriber Loop) wymagały początkowo trzech par linii symetrycznych niezbędnych do transmisji sygnałów z pełną przepływnością 2 Mb/s, jednak największą popularność uzyskały systemy działające na dwóch parach linii telefonicznej. Niezależnie od tego, ile par przewodów jest wykorzystanych do transmisji informacji o przepływności 2 Mb/s – co związane jest z wdrażaniem coraz nowszych rozwiązań – zasada działania łącza w technologii HDSL jest podobna.

Najlepsze efekty uzyskuje się podczas modulacji z kodowaniem fazow0-amplitudowym CAP (bez fali nośnej) o wąskiej charakterystyce widmowej, korzystnej ze względu na tłumienie i opóźnienie grupowe toru transmisyjnego przez: - zmiejszenie tłumienia sygnału użytecznego w linii dla znaczących sygnałów w widmie częstotliwości (tłumienie szybko rośnie dla wyższych częstotliwości); - zwiększenie odporności na zakłócenia związane z przesłuchami typu NEXT i FEXT (przez zwężanie pasma).

Aby uzyskać dwukierunkową przepływność 1,544 Mb/s (lub 2 Mb/s), w systemach HDSL używano początkowo trzech linii telefonicznych (trzech par przewodów miedzianych). W bardzo krótkim czasie taką samą przepływność informacji uzyskano za pomocą dwóch symetrycznych par przewodów telefonicznych, co stało się standardem HDSL w dwukierunkowym sposobie przesyłania strumieni cyfrowych T1/E1 na niewielkich odległościach. Maksymalny zasięg takich rozwiązań zwykle nie przekraczał kilku kilometrów (od 4 – przy przekrojach kabli 0,4 mm, do 10 – przekroje 0,8 mm). Od 1996 r. stale podnoszono możliwości techniczne systemu, poddając kolejne urządzenia transportowe HDSL ulepszeniom i jednocześnie dostosowując je do pracy z przepływnością n*64 kb/s oraz współpracy z interfejsami X.21 i V.35. W systemie opartym na dwóch liniach symetrycznych strumień informacji cyfrowej o przepływności 2,048 Mb/s jest dzielony dla każdego z kierunków na dwa strumienie – zawierające po 1024 kb/s informacji użytkownika – przesyłane równolegle i równocześnie w obu kierunkach przy użyciu dwóch par przewodów. Zastosowana po obydwu stronach łącza technika kompensacji echa umożliwia prowadzenie w pełni dupleksowej transmisji cyfrowej dla każdej z par oddzielnie.

W układzie formatowania dla każdej pary przewodów jest tworzona własna ramka, zawierająca oprócz transmitowanej informacji użytkownika dodatkową przepływność sygnalizacyjną (128 kb/s lub 144 kb/s), pozwalającą na monitorowanie transmisji w trakcie normalnej pracy oraz utworzenie dodatko­­we­­go kanału do jej utrzymania i lokalizacji uszkodzeń. W związku z tym łączna przepływność bitowa ­pojedynczej linii symetrycznej wynosi 1024+144=1168 kb/s. Możliwe jest wykorzystanie tego kanału do szybkości 1152 kb/s (sygnalizacja 128 kb/s). W trybie pracy z ramkowaniem (G.704) sygnały są przesyłane na każdej z dwóch par przewodów w 15 kanałach, każdy po 64 kb/s danych, jak również szczeliny czasowe o numerach 0 i 16 (nadmiarowa), oraz tworzy się kanał sterujący o pojemności 16 kb/s. Niezależnie od pracy z ramkowaniem możliwy jest tryb pracy bez ramkowania (G.703).

Rozszerzenie HDSL2

Powszechnie stosowanym sposobem podwyższenia szybkości w konwencjonalnej linii miedzianej jest stosowanie technologii HDSL2 (High bitrate Digital Subscriber Loop), czyli realizacja abonenckiego niekomutowanego łącza cyfrowego o przepływności 1,544 Mb/s (T1) lub 2,048 Mb/s (E1 w wersji europejskiej), z zastosowaniem tylko jednej pary przewodów miedzianych. Oznacza to, że stosowanie światłowodów na najniższym poziomie infrastruktury telekomunikacyjnej nie zawsze jest konieczne, a wykorzystanie istniejącej telefonicznej infrastruktury kablowej jest w wielu sytuacjach najtańszym sposobem realizacji usług szerokopasmowych. Technologia HDSL2 (jedna para przewodów) zezwala usługodawcom na poszerzanie oferty na najniższym poziomie infrastruktury telekomunikacyjnej o nowe usługi wymagające wyższych szybkości transmisji, bez inwestowania w wymianę infrastruktury miedzianej na bardziej kosztowną światłowodową.

Dwa rodzaje łączy HDSL/HDSL2

Dzięki zmianie w sposobie kodowania informacji u śródła transmitowanych sygnałów cyfrowych – ze schematu 2B1Q z czteropoziomową modulacją amplitudy impulsów PAM (Pulse Amplitude Modulation) na modulację TC PAM (Trellis Coded PAM) lub coraz częściej CAP 128 (Carrierless Amplitude Phase Modulation) – uzyskano wymaganą przepływność E1 wyłącznie za pomocą pojedynczej pary telefonicznych przewodów miedzianych. Dla dostawców usług sieciowych wprowadzenie nowszej technologii HDSL2 (zamiast HDSL) oznacza prawie dwukrotne zwiększenie szybkości przekazu w raz położonych miedzianych liniach kablowych. Dodatkowym atutem nowego sposobu kodowania HDSL2 jest zawężenie charakterystyki widmowej, zwłaszcza przy niskich częstotliwościach pracy z modulacją CAP. W nowym schemacie kodowania najniższe częstotliwości przekazu nie są transportowane przez łącza cyfrowe – co jest bardzo pożądanym zjawiskiem, eliminującym najczęściej występujące zakłócania w linii abonenckiej (sygnały dzwonienia i komutacji).