高比特數字用戶線(HDSL,High-bit Digital Subscriber Line)也是數字用戶線(DSL)技術的一種技術型式。HDSL技術是ITU-T最早發布的一種DSL的技術標準,即G.991.x系列建議書。HDSL技術也算是利用市話電纜提供高速數據傳輸開了先河。
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一、概述
1、HDSL技術的概念
在我國通信行業標準YD/T 1034《接入網名詞術語》中,對于高比特數字用戶線(HDSL)技術的定義是:一種用戶環路技術。通過一對HDSL設備,可以經一對或多對傳統市話銅線在一定范圍內有效傳送T1或E1速率的業務信息,HDSL的上行和下行信道能夠實現數據雙向對稱傳輸。
由該定義可以看出HDSL技術的技術特征。實事上,雖然在名稱上叫“高比特率數據率”,它僅是一個稱呼,實際上系統提供的數據傳輸速率并不算高的,僅為E1或T1級。與后來出現的DSL技術(ADSL、VDSL等)相比數據傳輸速率是最低的。
我們知道,ITU-T G.991.2還定義了一種單線對高比特數字用戶線(SHDSL,Single-pair HDSL)系統。但YD/T 1034中并沒有給出SHDSL技術的定義。SHDSL技術采用單線對可支持192kbit/s ~2312kbit/s 范圍內的凈負荷數據對稱傳輸(速率變化步長為8kbit/s)。比HDSL技術的數據傳輸能力得到了進一步提高。HDSL技術和SHDSL技術不支持采用分離器技術與 POTS 或 ISDN 共存。
2、HDSL技術的標準化
HDSL技術也是首先在北美、歐洲等提出并發展的。在1998年ITU-T開始發布了G.991.1《高比特率數字用戶線(HDSL)收發器》;后又在2001年發布了G.991.2《單線對高比特率數字用戶線(SHDSL)收發器》(該部分在2003年進行了第一次修訂)。目前G.991.x系列建議書就包括這兩個部分,分別規定了HDSL收發器和SHDSL收發器的技術要求。
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對于HDSL技術,我國早在1997年就發布了郵電內部標準YDN 056《接入網技術要求--高比特率數字用戶線(HDSL)(暫行規定)》。當初G.991.1還沒有發布,YDN 056是參照歐洲ETSI RTR/TM-03036標準而編制,傳輸速率僅為E1。不過YDN 056-1997標準在2015年7月14日已被工信部廢止了。
對于SHDSL技術,我國在2002年將G.991.2轉化為國內標準,即發布為YD/T 1185-2002《接入網技術要求--單線對高比特率數字用戶線(SHDSL)》,至今有效。
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二、HDSL系統的組成
1、系統設備的參考配置
對于SHDSL系統,其可以提供基于電路方式的應用和基于ATM方式的應用。其設備的參考配置分別如下圖2-1-1和圖2-1-2。它們是由SHDSL局端設備和SHDSL用戶端設備及局端的維護管理單元所組成。從嚴格意義上來講,基于電路方式應用的SHDSL設備是一個基于雙絞線的數字傳輸系統。而基于ATM方式應用的SHDSL設備參考配置,在局端要集中接入ATM交換機,因此SHDSL局端設備可集中放置,此時稱為數字用戶接入服務器(DSLAM)。在實際工程中,SHDSL DSLAM可以與ADSL DSLAM或VDSL DSLAM構成一個xDSL 綜合的DSLAM。
圖2-1-1:基于電路方式應用的SHDSL系統設備參考配置
圖2-1-2:基于ATM方式應用的SHDSL系統設備參考配置
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對于HDSL系統,其僅提供基于電路方式的應用(在我國包括ISDN的BRI、無幀結構租用線接入(D2048U)、幀結構租用線接入(D2048S)和SDH的TU12、VC12接入等),因此其設備參考配置應同圖2-1-1。但它的局端設備稱為線路中斷單元(LTU);用戶端設備稱為網絡終端單元(NTU)。
2、系統功能的參考配置,
系統功能的參考配置可以展示HDSL系統的功能模塊和系統的基本組成。下圖2-2-1給出了HDSL系統的參考配置。可知,HDSL系統可以使用單線對或雙線對或三線對。
圖2-2-1:HDSL系統的功能參考配置
下圖2-2-2給出了SHDSL系統的參考配置,它描述了SHDSL線路收發器單元(STU)的功能模塊和接口。SHDSL由位于局端的STU-C(也可稱作線路終端LT)和位于用戶側的STU-R(也可稱作網絡終端NT)組成。每一個STU由應用相關部分和應用無關部分組成,應用無關部分包括物理媒質相關(PMD)層和物理媒質無關-傳輸匯聚(PMS-TC)層;應用相關部分包括傳輸協議特定的傳輸匯聚層和接口。在STU-C和STU-R之間可放置一個或多個可選的信號再生器。另外圖中沒有包括和管理相關的部分。STU-C、STU-R和再生器(如果有)以及傳輸線路共同構成了一個SHDSL鏈路,其中STU-C作為主控方控制STU-R和再生器。
圖2-2-2:SHDSL系統的功能參考配置
三、HDSL系統的技術要求
1、概述
依據ITU-T G.991.x系列建議,它包括HDSL部分和SHDSL部分,從名稱上看,兩部分雖然都稱為高比特數字用戶環路,HDSL可最多使用三線對,SHDSL可使用單線對(兩線對為可選)。然而,兩者并非是使用線對數量的不同,兩者所采用的關鍵技術(調制、編碼等)以及所呈現出的性能(傳輸能力、功能特性等)是很不相同的。下表3-1-1匯總了兩者的技術異同,從中可以說,兩者并非是第1代到第2代的演進。HDSL技術是提供E1或T1級數據速率的雙向對稱傳輸;SHDSL技術是提供不同等級數據速率的雙向對稱傳輸。
表3-1-1:HDSL和SHDSL的技術異同
需要指出的是:在市場中也出現有第二代HDSL(HDSL2)系統,但它并不遵循ITU-T G.991.2建議書,它是遵循美國國家標準協會(ANSI)T1E1技術委員會的標準。HDSL2完全是在第1代HDSL的基礎上開發的,但HDSL2的技術特征有:也是采用單對或兩對雙絞線、采用的是頻譜互鎖重疊PAM傳輸(OPTIS,Overlapped PAM Transmission with Interlocking Spectra)調制技術等,具體特征匯總于下表3-1-2中。事實上,ITU-T G.991.1建議書是在HDSL技術的美國標準和歐洲標準的基礎上編制發布的。
表3-1-2:美國HDSL2系統的技術特征
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2、技術要求
HDSL部分和SHDSL部分,ITU-T建議書G.991.1和G.991.2僅規定了其收發器的技術要求。而我國的相關標準YDN 056-1997和YD/T 1185-2002,除規定了收發器的要求外(YD/T 1185-2002的收發器要求是等同采用(IDT)了G.991.2建議書),同時還從設備的角度對接口、協議、功能、性能等做出了規定。
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在我國,對于由YDN 056-1997規定的HDSL系統的標準已經廢止了,但G.991.1建議書仍然有效。
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3、再生器
為了使系統能提供更遠距離的數據傳輸,對于HDSL系統和SHDSL系統,可使用再生器(為可選項),使數據信號得以再生放大。而且在一個HDSL鏈路中,可以支持一個或多個再生器;SHDSL鏈路中甚至可以支持至多使用8個再生器。在通信行業標準YD/T 1185中對再生器給出了相關要求。
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對于HDSL及SHDSL系統,雖然可以提供相對高速率的數據傳輸,但由于其是xDSL技術中出現較早DSL技術,與后來出現的ADSL、VDSL等DSL技術相比,其數據傳輸速率仍然較低,其通信業務應用相對簡單單一,很難滿足通信用戶對新的、更高速的通信業務的接入需求。在后期,在ADSL技術、VDSL技術等新的DSL技術的發展,使得HDSL和SHDSL的應用受到了很大的制約。