<-На зміст->
3.3 Реалізація HDSL на базі Т1
До появи DSL існувала технологія Т1. Вона починалася як цифрова система локальних ліній, що збирає разом голосові канали та зменшує шум. Але надалі Т1 швидко перейшла на цифрові магістральні системи для передавання численних телефонних дзвінків між комутаційними станціями. Оскільки багато технологій DSL ґрунтуються на окремих компонентах мереж Т1, буде доречним огляд основних принципів Т1.
Т1 була створена як магістральна або несуча система з мультиплексуванням. У 1984 р., після багатьох років використання в ТФМЗК, Т1 стала доступною для абонентів. Застосована в ній схема мультиплексування/доступу показана на рис. 3.1.
Рисунок 3.1 – Мультиплексорний доступ Т1
При пересиланні аналогових телефонних розмов банк каналів встановлювався як устаткування на території споживача (CPE, customer premises equipment), належав і обслуговувався самим абонентом. До банку каналів можна було під’єднати до 24-х аналогових телефонних проводів (і виходів), які перетворювались у повнодуплексний канал 64 кбіт/с. Пристрій CSU/DSU (пристрій обслуговування каналу/пристрій цифрового обслуговування) виконував мультиплексування розмов і кодування при передаванні. CSU/DSU під’єдується до мережевого інтерфейсного пристрою (NIU, network interface unit), що формує вузол розмежування між мережею провайдера і СРЕ.
На іншому кінці лінії аналогічний пристрій CSU/DSU під’єднується до банку каналів центральної станції, що розподіляє цифрові телефонні канали між різними комутуючими пристроями.
На кожному кінці з’єднання Т1 використовує дві пари провідників: для передавання і приймання. Швидкість дорівнює 1,544 Мбіт/с (1,536 Мбіт/с для трафіку абонента) в обох напрямках. Т1 забезпечує роботу на відстанях від території абонента до центральної станції. Для цього необхідний спеціальний пристрій – повторювач для лінії (line repeater), що регенерує і підсилює цифрові сигнали. Повторювачі розміщуються через рівні інтервали по всій довжині лінії. Найбільш розповсюджений інтервал у 1,3 км, оскільки аналогові лінії мали навантажувальні котушки Н-88 через кожні 1,3 км. Перетворення двох аналогових пар провідників у єдину систему Т1 не було дуже складним: замість навантажувальних котушок ставилися повторювачі. Інформаційної ємності двох пар тепер вистачає на 24 цифрових розмови (замість двох аналогових).
Т1 була популярна для цифрового доступу до ТФМЗК. У зв’язку з поширенням Т1 провайдери прийняли HDSL як спосіб швидкої та рентабельної реалізації ліній Т1 і для внутрішнього використання та абонентів.
Мультиплексна магістральна система Т1 формує основу ISDN. Як інтерфейс PRI ISDN T1 забезпечує комерційним організаціям доступ до ISDN-комутатора на швидкості 1,536 Мбіт/с, а для домашніх користувачів пропонується частина T1 зі швидкістю 144 кбіт/с (частіше як два канали по 64 кбіт/с і один канал даних на 16 кбіт/с). Два канали 64 кбіт/с можна об’єднати в один зі швидкістю доступу 128 кбіт/с.
При наближенні швидкості аналогових модемів до 64 кбіт/с швидкості ISDN стали недостатніми для багатьох служб (адже навіть PRI часто розділяється на частини по 64 кбіт/с).
За межами Північної Америки і Японії PRI надається як Е1 (а не Т1). Е1 подібний до Т1 (там також існують канали зі швидкістю 64 кбіт/с), але замість 24 каналів американського T1 E1 пропонує 32 канали (30 з них можуть переносити корисну інформацію). Швидкість лінії Е1 складає 2,048 Мбіт/с.
Т1/Е1 для PRI потребує додатково дві пари провідників і активні повторювачі на лінії (які "очищають" і ретранслюють сигнал) через кожні 1800 метрів. Таке обмеження зробило Т1 для домашніх користувачів занадто дорогим, оскільки кожне коло повинно ретельно пророблятися. Якщо Т1 можна було б реалізувати однією парою проводів або змусити працювати на великих відстанях без повторювачів, можливо Т1 (і Е1) одержала б нове життя як технологія DSL для домашніх користувачів.
У середині 80-х компанія Bellcore запропонувала HDSL обійти обмеження у швидкості для каналів ISDN і фізичні обмеження Т1 для PRI (і BRI теж). HDSL називалася в той час "моделлю заміщення Т1/Е1 без повторювачів". Компанія Bellcore використовувала код 2В1Q (два двійкових, один четвірковий), як і ISDN BRI DSL, але перевизначений таким чином, щоб досягти 784 кбіт/с однією парою довжиною до 3,7 км без застосування повторювачів. Швидкість 784 кбіт/с забезпечувалася дванадцятьма каналами по 64 кбіт/с разом із каналом ВRІ на 16 кбіт/с для сигналів і даних.
Коли первинний варіант HDSL був перетворений у дуплексний режим по двох роздільних парах, стала можливою швидкість 1,544 Мбіт/с у кожному напрямку (як у Т1), але без розташованих через 1800 метрів повторювачів. Допускалися деякі рівнобіжні відводи, якщо вони не були надто довгими. Лінію можна було продовжити на 3,7 км за віддалений термінал (RT) у зоні обслуговування несучої (CSA). Однак лінія доступу HDSL усе ще вимагала прокладання двох пар мідних проводів, що обмежувало використання HDSL для домашніх користувачів і офісів, де було важко розраховувати на другу пару. HDSL2 повинна зняти ці обмеження.
Первинна версія HDSL на 2,0 Мбіт/с (швидкість Е1) використовувала наявні мікросхеми на 784 кбіт/с, і, отже, їй була необхідна третя пара для забезпечення швидкості лінії Е1 у 2,048 Мбіт/с. Оскільки дві пари HDSL працювали при 784 кбіт/с, третя пара була потрібна для перевищення цієї швидкості. Новіші версії HDSL можуть функціонувати з 1,168 Мбіт/с у кожній парі, забезпечуючи підтримку швидкості E1. HDSL не мала потреби в спеціальному оснащенні ліній повторювачами для відстаней до 3,7 км, а швидкість залишилася як у Т1. Існує технологія півдуплексної HDSL. Це одна з форм SDSL зі швидкістю 384 кбіт/с на відстанях до 5,5 км.
Таким чином, HDSL передбачалася як спосіб досягнення швидкості Т1 у дуплексному режимі для абонентів з високими вимогами до смуги пропускання. Архітектура HDSL показана на рис. 3.2.
Подана на рисунку 3.2 типова система HDSL забезпечує окремі лінії обслуговування DS-1 для двох абонентів. До HDSL для реалізації класичної архітектури Т1 потрібні були б дві пари провідників і повторювачі через кожні 1,8 км. У HDSL провайдер купує два пристрої, що на сьогоднішній момент повинні бути від одного постачальника, оскільки сумісність не бралася в розрахунок до появи останньої версії HDSL, відомої як HDSL2. Два пристрої – це термінальні пристрої HDSL (HTU, HDSL Termination Unit): HTU-C на центральній станції провайдера і віддалений пристрій HTU-R, розташований якнайближче до приміщення абонента. HTU-C виконується у вигляді декількох блоків, встановлюваних на стояку, що розміщується поблизу кабельного центра центральної станції або головного розподільного щита. Лінії від HTU-C з’єднуються перемичками для забезпечення канальної і безканальної служб Т1.
Перевагою HDSL є відсутність повторювачів. Для деяких старих моделей HTU необхідна третя пара проводів, щоб забезпечити службу Е1 на 2,048 Мбіт/с. Більш сучасне устаткування реалізує потрібні швидкості на двох парах або навіть на одній парі, але в деяких випадках з обмеженням відстані.
HTU-R багато в чому залишається устаткуванням провайдера, а не устаткуванням на території абонента. Від HTU-R до приміщення абонента усе ще необхідні дві пари провідників. На території абонента застосовуються поширені і недорогі мультиплексори Т1. Інтерфейс до абонента на двох парах залишається, в основному, для зворотної сумісності.
Основною перевагою HDSL є більш швидке та рентабельне забезпечення служби Т1 по практично будь-яких локальних лініях. Не потрібні повторювачі або спеціальна перебудова лінії, а одна пара завжди буде доступною для інших цілей. Простота реалізації дозволяє провайдерам знижувати щомісячний тариф на те, що, власне кажучи, усе ще є службою Т1, але "усередині" реалізується через HDSL.
Рисунок 3.2 – Архітектура HDSL
HDSL не використовує комутатор ТФМЗК, а є зв’язком для приватної лінії "точка-точка". На іншому кінці HDSL може бути інша лінія доступу служби приватної лінії, що являє собою "реальну" Т1 або (у багатьох випадках) інше HDSL-з’єднання.
У цифрових лініях немає ніяких аналогових сигналів, а застосовується кодування 2B1Q (якщо тільки не потрібні екстраординарні характеристики зв’язку). Тому локальні лінії HDSL не можна використовувати одночасно з аналоговими телефонами.
У HDSL не забезпечується зворотна сумісність з існуючими аналоговими телефонами. До таких телефонів можна під’єднати спеціальний цифровий пристрій кодування, який використовує один з цифрових каналів на 64 кбіт/с. Так чи інакше, місце аналогових телефонів займають звичайні офісні цифрові телефони. Часто встановлюється приватний комутатор ліній (РВХ, private branch exchange) або кнопкова телефонна система (KTS, key telephone system).
Останнім часом іноді базова версія HDSL з одною парою 784 кбіт/с застосовується саме на цій невеликій швидкості (що іноді іменують SDSL або навіть середньошвидкісний DSL – MDSL, Medium-speed DSL). При цьому можливе передавання на відстань у 6600 метрів. Однак перші реалізації показують, що надійнішою є швидкість у 272 кбіт/с. Відстань роботи HDSL збільшується з відновленням моделей устаткування, і може бути зафіксована з уведенням стандартизації в
HDSL2. Більш докладно технології HDSL і HDSL2 розглядаються в наступному розділі.