МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Петербургский государственный университет путей сообщения

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Кафедра “ Электрическая связь “

ИЗУЧЕНИЕ СИСТЕМ

Высокоскоростной передачи сигналов

ТЕХНОЛОГИИ HDSL

Методические указания

к лабораторным работам по курсу

“Многоканальная связь на железнодорожном транспорте“,

“Цифровые системы передачи информации“

Санкт-Петербург 2010 г.

Цель работы - изучить назначение систем высокоскоростной передачи сигналов технологии HDSL, их технические характеристики, состав оборудования и варианты применения на сетях связи железнодорожного транспорта.

Содержание работы

1. Ознакомиться с видами аппаратуры систем высокоскоростной передачи сигналов технологии xDSL и ее назначением.

2. Изучить технические характеристики аппаратуры системы высокоскоростной передачи сигналов технологии HDSL.

3. Ознакомиться с технологиями кодирования, используемыми в системах HDSL.

4. Ознакомиться с основными областями применения аппаратуры HDSL.

5. Ответить на контрольный вопрос.

6. Оформить отчет по работе.

1. Виды аппаратуры цифровых абонентских линий семейства хDsl и ее назначение

В настоящее время разработано и используется на сетях связи целое семейство аппаратуры цифровых абонентских линий, обозначаемое в общем виде как оборудование технологии xDSL.

Согласно первоначальному определению, DSL (Digital Subscriber Line, цифровая абонентская линия) - это трехканаль­ная линия, соединяющая оконечное оборудование (терминал) пользователя цифровой сети интегрального обслуживания ЦСИО (ISDN) с коммутационной сис­темой по четырем обычным телефонным проводам. Цифровая абонентская линия DSL обеспечивает одновременную дуплексную передачу речевых сигналов, данных и служебной информа­ции, используя интерфейс вида BRI (Basic Rate Interface). Указанный интерфейс представляет собой два коммутируемых канала по 64 кбит/с и один служебный канал передачи данных с коммутацией пакетов со ско­ростью 16 кбит/с, обозначаемые 2B+D. В середине 90-х годов для удобства идентификации первого вида в семействе высокоскоростных технологий передачи сигналов по медным металлическим кабелям к неизмен­ному «корню» DSL стали прибавлять букву I. Таким образом, обозначение IDSL должно было соответствовать реали­зации цифровой абонентской линии DSL по технологии ISDN. При этом по одной паре жил организуется два канала вида 2B и один канал D с общей пропускной способностью 144 кбит/с.

Вслед за этим было разработано оборудование абонентской линии технологии HDSL (High Bitrate Digital Subscriber Line) - высокоскоростной циф­ровой абонентской линии. Система HDSL является сис­темой передачи, позволяющей передавать цифровые потоки со скоростью 2048 кбит/с.

В настоящее время семейство аппаратуры цифровых абонентских линий, обозначаемое в общем виде как оборудование технологии xDSL, включает в себя (кроме HDSL):

- ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) - асимметричная цифровая абонентская линия, асимметричная DSL. Технология, обеспечивающая речевую связь и высокоскоростную передачу данных по обычным телефонным линиям. Скорость передачи от АТС к абоненту значительно выше, чем в противоположном направлении.

• SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) - симметричная DSL. Обеспечивает двустороннюю передачу с большой полосой пропускания по одной витой паре, образуя линию передачи класса Е1 (2048 кбит/с). Скорости передачи в обоих направлениях равны.

• VDSL (Very High Bitrate Digital Subscriber Line ) - сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия, обеспечивающая передачу сигналов со скоростью до 50 Мбит/с на небольшие расстояния (до 1,5 км).

- MSDSL (Multirate SDSL) - многоскоростная SDSL.

• RADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line) - цифровая абонентская линия с настройкой скорости передачи; технология, допускающая как асимметричную, так и симметричную передачу данных по одной витой паре. Обеспечивает настраиваемую скорость передачи до 7 Мбит/с.

2. СТРУКТУРА ЦИКЛА

Как известно, поток цифровых сигналов, обозначаемый Е1, передается циклично со скоростью 2048 кбит/с. Длительность цикла (фрейма) составляет 125 мкс. Он разбит на 32 канальных интервала (тайм-слота), имеющих номера с нулевого по тридцать первый. При этом, два служебных канальных интервала (нулевой и шестнадцатый) используются для передачи сигналов цикловой и сверхцикловой синхронизации. В шестнадцатом канальном интервале передаются также сигналы управления и взаимодействия с АТС, называемые сигналами СУВ. В остальных 30 информационных канальных интервалах передаются представленные в виде восьмиразрядных кодовых комбинаций информационные сигналы.

В системах HDSL поток Е1 разбивается на 2 потока, из которых формируются 2 цикла (фрейма) HDSL: фрейм А и фрейм В. Они имеют частоту повторения 8 кГц и длительность 125 мкс. Каждый из из вновь образованных фреймов содержит нулевой, пятнадцать информационных и шестнадцатый канальные интервалы и передается по отдельной паре проводов (пара А или пара В). Cкорость передачи составляет 1032 (2048:2 + 8) кбит/с. Так как количество канальных интервалов уменьшается с 32-х до 17-ти при той же длительности цикла, то длительность импульсов увеличивается. Этим достигается сужение ширины спектра передаваемых сигналов. Кроме того, к сужению ширины спектра приводит также использование специальных видов модуляции 2B1Q, CAP-64 или CAP-128, об особенностях которых будет сказано ниже. Как известно, затухание линии на более низких частотах - меньше, поэтому длина регенерационного участка увеличивается до 20 – 22 км. Для сравнения следует указать, что длина регенерационного участка цифровой системы передачи ИКМ-30-5 составляет 1,5 – 2,7 км. Значительное увеличение длины регенерационного участка является одним из главных преимуществ оборудования технологии HDSL по сравнению с аппаратурой ИКМ.

Кроме того, одной из групп каналов, например с 1-го по 15-й, может быть присвоен статус приоритетной. Тогда при неисправности пары А, сигналы этих каналов будут передаваться по паре В с потерей информационных каналов с 16-го по 30-й. Этим обеспечивается сохранность 15-ти наиболее важных информационных каналов системы при неисправности одной из пар кабеля, что значительно повышает живучесть сети связи.