李朝龍
世界各國普遍把發(fā)展接入網(wǎng)作為主要的經(jīng)營策略之一，傾注了很大的力量。設(shè)備制造商也積極地適應(yīng)這一方面的需求，開發(fā)了各式各樣的接入網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)品。接入網(wǎng)概念的出現(xiàn)，使得電信運(yùn)營者能夠綜合考慮用戶環(huán)路的設(shè)備配置問題，既著眼于現(xiàn)在的需求又放眼于網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展。
為發(fā)揮現(xiàn)有市話電纜的作用，解決用戶線不足和高速業(yè)務(wù)需要的矛盾，國外研制開發(fā)了高比特率數(shù)字用戶環(huán)路（HDSL）技術(shù)。使用兩對用戶線可傳輸2.048Mbps的數(shù)字信息，因此可充當(dāng)接入網(wǎng)的主干傳輸系統(tǒng)。HDSL技術(shù)的誕生以及新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體通信市場迅速發(fā)展，已經(jīng)使迫切需要網(wǎng)絡(luò)及多媒體業(yè)務(wù)高速傳輸?shù)娜藗冎匦驴紤]現(xiàn)有銅線的應(yīng)用，并使之重放光芒。
一、HDSL的技術(shù)特點(diǎn)及其編碼技術(shù)
HDSL是專用型的點(diǎn)到點(diǎn)公用網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，采用先進(jìn)的數(shù)字信號逢適應(yīng)數(shù)字均衡技術(shù)和回波抵銷技術(shù)，消除傳輸線路的信號干擾和不同線徑阻抗不匹配的回波信號的干擾，能夠在本地回路的銅質(zhì)雙絞線上全雙工的傳輸2Mbps數(shù)字信號。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包含多種類型，如數(shù)據(jù)、語音、圖像和視頻信息。為中央辦公室和用戶之間，建筑物內(nèi)部以及局域網(wǎng)之間提供高比特率連接。
HDSL系統(tǒng)分為主端和從端兩個(gè)部分，多數(shù)產(chǎn)品采用兩對市話雙絞線相連接。其中每一對銅線的標(biāo)稱傳輸速率為1.168Mbps，其中1.024Mbps是用于數(shù)據(jù)信號的傳輸，其余帶寬部分作為同步、信令等控制信息的傳輸。
HDSL成功關(guān)鍵因素之一，是它可以在現(xiàn)有銅質(zhì)雙絞線的用戶上傳輸2Mbps數(shù)字信號。HDSL的傳輸距離會受到線路環(huán)阻、線路質(zhì)量和外界干擾的限制。這些都是由HDSL傳輸系統(tǒng)的不同的編碼方法決定的。HDSL系統(tǒng)線路編碼方法有多種，如2B1Q、2B2T、4B3T、QAM和CAPD等，目前常用的有兩種，即2B1Q編碼和CAP編碼。兩者都符合歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETST）的ETR152建議（即E1 HDSL的技術(shù)規(guī)范）。其中2B1Q是無冗余的四電平脈沖（PAM）碼，屬于基帶傳輸碼。CAP碼是AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)的無載波調(diào)幅調(diào)相編碼技術(shù)（64QAM），是有冗余的調(diào)制碼，屬帶通型傳輸編碼。
二、CAP與2B1Q兩種編碼方式的比較
隨著數(shù)字用戶的不斷發(fā)展，HDSL在接入網(wǎng)中越來越受到重視。在HDSL系統(tǒng)中兩個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)是“傳輸距離”和“誤碼率”，而實(shí)際上這兩個(gè)指標(biāo)是相輔相成的，任何一方都不可偏廢。
造誤碼率原因很多，其中最主要干擾源是串音，而串音產(chǎn)生的誤碼是發(fā)送對接收的串?dāng)_。
從2B1Q的頻譜波形看，頻譜由0-4M主頻段0至400K，并包括多個(gè)高次諧波。另外屬基帶型傳輸?shù)?B1Q碼的功率譜含有低頻話音頻帶，交換機(jī)的突發(fā)噪聲、電話脈沖、來自附近設(shè)備的電磁干擾、以及臨近電纜線的串音（低頻部分功率很大）會嚴(yán)重破壞線路脈沖波形，最終難以解調(diào)，導(dǎo)致誤碼。發(fā)送端噪聲泄露到接收端也會產(chǎn)生嚴(yán)重誤碼。2B1Q碼的功率頻譜包括多個(gè)高次諧波，一般頻段越高相應(yīng)幅度越小，因而抗干擾能力就越弱，衰減越快。而頻率越高，對外的輻射越強(qiáng)，從而是導(dǎo)致信號衰減過快，串音加強(qiáng)，誤碼率增加，也限制了傳輸距離。
CAP的功率頻譜濾除了低頻和高頻部分，克服了2B1Q的缺點(diǎn)，因而傳輸距離遠(yuǎn)，誤碼率低，抗干擾能力強(qiáng)，對外界干擾小。同時(shí)CAP碼帶寬較2B1Q減少一半，傳輸效率提高一倍。CAP頻譜中不包括含低頻話音頻帶，可以和語音并行傳輸，提高了線路帶寬的利用率。此外，CAP碼的誤碼邊界比2B1Q碼高4至6db。
在傳輸距離方面，電信總局規(guī)定，HDSL用于數(shù)字接入網(wǎng)誤碼率應(yīng)小于10至9。為了減小誤碼率，只能犧牲傳輸距離以減小信號的衰減。2B1Q HDSL傳輸距離為3.6km（0.55mm線徑），CAP HDSL傳輸距離為5.2km（0.55線徑）。
比較之下，CAP編碼的優(yōu)越性顯而易見。但是由于歷史的原因，2B1Q出現(xiàn)得較早，因而已經(jīng)在市場上占有一席之地。例如百靈（PairGain）、RAD、臺聯(lián)（Tainet）、AT&T等很多廠家都提供采用2B1Q編碼的HDSL系統(tǒng)。而CAP編碼技術(shù)出現(xiàn)得晚一些，加之技術(shù)較為復(fù)雜，成本相應(yīng)略高，因此目前市場上真正采用CAP編碼的HDSL產(chǎn)品還相當(dāng)少見。隨著通信事業(yè)的不斷發(fā)展，對高速，低誤碼率和更長距離的要求，由于技術(shù)進(jìn)步而使成本有所降低，CAP編碼定會后來居上。
三、新的HDSL傳輸系統(tǒng)
近年來，隨著數(shù)字終端在家庭、辦公室的大量應(yīng)用，對數(shù)據(jù)傳輸速率也提出了更高的要求。而現(xiàn)有的基于銅線的電話網(wǎng)不適于長距離速率（如2Mbps）的數(shù)據(jù)傳輸。并且，鋪設(shè)光纖相對投資較大、耗時(shí)較長。為了解決這個(gè)問題，不少公司均發(fā)展HDSL傳輸系統(tǒng)。例如亞斯康公司的COLT-2（2Mbps速率銅線終端），實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有的銅質(zhì)雙絞線上傳輸速率2Mbps的數(shù)字信號，傳輸信號類型可以是話音、數(shù)據(jù)、圖像等多種信號。COLT-2采用CAP編碼技術(shù)，加入抖動消除技術(shù)，使得COLT-2能夠在0.4mm線徑上，傳輸距離達(dá)到5.5公里，獲得比相同線徑下2B1Q編碼的HDSL產(chǎn)品更過錯(cuò)的傳輸距離，更低的誤碼率。
此系統(tǒng)具有靈活的用戶接口，提供多種業(yè)務(wù)。通過插撥適配模塊，提供幾乎所有的通信接口。此外，COLT-2還具內(nèi)置路由器模塊，支持TCP/IP、IPX/SPX協(xié)議，還可提供局域網(wǎng)路由接入的10BaseT接口。
類似的系統(tǒng)具有豐富的用戶界面，可以支持多種傳輸業(yè)務(wù)，在電信領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面均有廣泛應(yīng)用。
作者簡介：1997年北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)系畢業(yè)，現(xiàn)為北京郵電大函授學(xué)院教師。
