Сверхбыстродействующие цифровые абонентские линии shdsl и g.Shdsl

Технологии сверхбыстродействующих цифровых абонентских линий SHDSL (англ. Single-pair High-speed DSL) и G.shdsl утвержденные ITU G.991.2 — одна из технологий цифровой абонентской линии, обеспечивает симметричную дуплексную передачу данных по паре медных проводников. Основные идеи взяты из технологии HDSL2.

По стандарту технология SHDSL обеспечивает симметричную дуплексную передачу данных со скоростями от 192 кбит/с до 2.3 Mбит/c (с шагом в 8 Кбит/с) по одной паре проводов, соответственно от 384 кбит/c до 4,6 Mбит/c по двум парам.

При использовании методов кодирования TC-PAM 128, стало возможным повысить скорость передачи до 15,2 Мбит/сек по одной паре и до 30,4 Мбит/сек по двум парам соответственно.

В 1998 году в ITU-T началась работа над всемирным стандартом G.shdsl (стандарт G.991.2 утвержден в феврале 2001 г.), европейской версией этого стандарта занимается и ETSI (сейчас он оформлен в виде спецификации TS 101524) [35].

В основу технологии G.shdsl были положены основные идеи HDSL2, получившие дальнейшее развитие. Была поставлена задача, используя способы линейного кодирования и технологию модуляции HDSL2, снизить взаимное влияние на соседние линии ADSL при скоростях передачи выше 784 Кбит/с [35].

Поскольку новая система использует более эффективный линейный код по сравнению с 2B1Q, то при любой скорости сигнал G.shdsl занимает более узкую полосу частот, чем соответствующий той же скорости сигнал 2B1Q. Поэтому помехи от систем G.shdsl на другие системы xDSL имеют меньшую мощность по сравнению с помехами, создаваемыми HDSL типа 2B1Q. Более того, спектральная плотность сигнала G.shdsl имеет такую форму, которая обеспечивает его почти идеальную спектральную совместимость с сигналами ADSL [35].

Есть и другие достоинства G.shdsl. По сравнению с двух парными вариантами, однопарные варианты обеспечивают существенный выигрыш по аппаратным затратам и, соответственно, надежности изделия. Ресурс снижения стоимости составляет до 30% для модемов и до 40% для регенераторов — ведь каждая из пар требует приемопередатчика HDSL, линейных цепей, элементов защиты и т.п. [35].

Таблица 14.8 – Сравнительный анализ характеристик технологий симметричного доступа НDSL и G.shdsl по данным работы [60]

Система передачи	Тип модуляции	Скорость передачи, Кбит/с	Количество пар (d = 0,4 мм)	Длина линии, км
HDSL	2B1Q	784	3	3
HDSL	2B1Q/CAP	1168	2	2,5
HDSL	2B1Q/CAP	2320	1	2
G.SHDSL	TC-PAM	2320	1	2
G.SHDSL	TC-PAM	192	1	6
G.SHDSL	TC-PAM	4624	2	2
G.SHDSL	TC-PAM	384	2	6

В целях поддержки клиентов различного уровня, в G.shdsl предусмотрена возможность выбора скорости в диапазоне 192 Кбит/с — 2320 Кбит/с с шагом 8 Кбит/с. Уменьшая скорость, можно добиться увеличения дальности в тех случаях, когда установка регенераторов невозможна. Так, если при максимальной скорости рабочая дальность составляет около 2 км (для провода 0,4 мм), то при минимальной — свыше 6 км (рис. 14.25).

Рисунок 14.25 - Возможности систем передачи G.shdsl

В технологии G.shdsl, так же предусмотрена возможность использования для передачи данных одновременно двух пар, что позволяет увеличить предельную скорость передачи до 4624 Кбит/с. Но, главное, можно удвоить максимальную скорость, которую удается получить на реальном кабеле, по которому подключен абонент [35].

Для обеспечения взаимной совместимости оборудования различных производителей в стандарт G.shdsl был инкорпорирован стандарт G.hsbis (G.844.1), описывающий процедуру инициализации соединения. Предусмотрено два варианта процедуры:

1. оборудование LTU (установленное на АТС) диктует параметры соединения NTU (оборудованию клиента),

2. оба устройства «договариваются» о скорости передачи с учетом состояния линии.

Учитывая неизвестные начальные условия, при обмене данными во время инициализации для гарантированного установления соединения применяется низкая скорость передачи и один из классических методов модуляции DPSK.

Кроме установки скорости, стандарт G.shdsl описывает и порядок выбора протокола в процессе установки соединения. Чтобы обеспечить совместимость со всеми используемыми на сегодня сервисами. G.shdsl модем должен реализовать возможность работы с такими протоколами, как E1, ATM, IP, PCM, ISDN. Для обеспечения гарантированной работоспособности приложений реального времени, стандартом G.shdsl ограничена максимальная задержка данных в канале передачи (не более 500 мс). Наиболее используемыми приложениями этого вида для G.shdsl являются передача голоса VoDSL во всех ее разновидностях (PCM — обычный цифровой канал телефонии, VoIP — голос через IP и VoATM- голос через ATM) и видеоконференцсвязь [35].

За счет оптимального выбора протокола во время инициализации в G.shdsl удается дополнительно снизить задержки в канале передачи. Например, для IP трафика устанавливается соответствующий протокол, что позволяет отказаться от передачи избыточной информации, по сравнению с IP пакетами, инкапсулированными в ATM ячейки. А для передачи цифровых телефонных каналов в формате ИКМ непосредственно выделяется часть полосы DSL канала [35].

Стоит отметить, что упомянутые выше передача голоса и видеоконференцсвязь требуют передачи симметричных потоков данных в обе стороны. Симметричная передача необходима и для подключения локальных сетей корпоративных пользователей, которые используют удаленный доступ к серверам с информацией. Поэтому, в отличие от других высокоскоростных технологий (ADSL и VDSL), G.shdsl как нельзя лучше подходит для организации последней мили. Так, при максимальной скорости она обеспечивает передачу 36 стандартных голосовых каналов. Тогда как ADSL, где ограничивающим фактором является низкая скорость передачи от абонента к сети (640 Кбит/с), позволяет организовать лишь 9 голосовых каналов, не оставляя места для передачи данных [35].

Еще одна задача, которая успешно решена в G.shdsl — снижение энергопотребления. Поскольку для дистанционного питания используется одна пара, важность этой задачи трудно переоценить. Еще одна положительная сторона — снижение рассеиваемой мощности — открывает путь к созданию высоко интегрированного станционного оборудования [35].