A HDSL rendszer előnyei

A HDSL technológiát Magyarországon jelenleg elsősorban az ISDN primerhozzáférések átviteltechnikájának kiváltására használják, mivel a hálózatban való alkalmazása költségkímélő és minőségjavító tényezőként jelentkezik. A primer PCM rendszerekhez képesti előnyöket az alábbiakban foglaltuk össze.

• a teljes duplex átvitelt biztosító átviteli rendszert érpárválasztás nélkül lehet telepíteni;
• kb. kétszer akkora távolság hidalható át regenerátor telepítése nélkül, mint a primer PCM rendszernél (4-6 km);
• gyors, egyszerű üzembe helyezés és karbantartás;
• nagy megbízhatóság (BER>10-7);
• a meglévő rendszerekkel való zavarmentes egyidejű működés.

A nagysebességű rendszer olyan kódolási eljárást kíván, amely megfelel a rendszer elfogadott hibaarányának. Tehát a vonali kódolás kiválasztásánál a kompatibilitás korábbi rendszerekkel és a nagy sávszélesség miatt fellépő impulzuszajra való érzékenység szerepelt. A HDSL technológia azt a 2B1Q nevű kódolást használja, melyet a BT fejlesztett ki az ISDN számára. Több cég is kifejlesztett különböző modulációs eljárást, melyek a vonali spektrum vizsgálatának eredményein alapszik. Ide lehet sorolni az Amati Communications által kifejlesztett DMT (Discret Multi-Tone: Diszkrét Multi-Tónus) moduláció, vagy az AT&T Paradyne cég CAP (Carrierless Amplitude/Phase Multitone Modulation: vivő nélküli AM/PM moduláció)-ja. Az összehasonlító vizsgálatok kimutatták, hogy a CAP rendszer zavarása a meglévő szolgálatokra nagyobb, mint a 2B1Q-é, bár sokkal kedvezőbb spektrumképpel rendelkezik. A 2B1Q kódolású rendszer megegyezik az előbb említett rendszerével, tehát az ISDN alaphozzáféréshez használatossal, ami egy redundancia-mentes, többszintű PAM kódolás. A kódolási eljárás nevében is benne van a működése: két bináris jelhez egy négyszintű szimbólumot (quat) rendelnek hozzá. E miatt a vonali átviteli sebesség a hasznos információ átviteli sebesség felére csökken. Mivel a 2B1Q kódolás alapsávi átviteli lehetőséget biztosít, mert a jel spektruma egyenáramú összetevőt is tartalmaz normál körülmények között. Mivel az átvitel kis frekvenciákon történik, ezért a spektrum kisfrekvenciás részének az energiáját csökkentik egy 1 kHz törési frekvenciájú felül áteresztő szűrővel.

A HDSL rendszer felépítése

A HDSL technikáját használó digitális szakasz felépítését a 3.2. ábra mutatja. A HDSL is csomagba szervezi a jelfolyamokat úgy, hogy az eredeti jelfolyamok az átvitelhez legjobban illő csomagokba szervezi. A keretszervezést a 3.3. ábra mutatja be. Az alkalmazás interfész felöl érkező jelfolyamot, először az interfész funkcionális blokkba kerül. Itt történik a valamilyen hagyományos, szabványos interfész illesztése az HDSL rendszerhez. A beérkező jelfolyamból Application Frame-ket (alkalmazás keret -Primer ISDN-nél egy ilyen keret a 32 időrésből áll-) szerveznek, melyeket a leképezési feladatokat ellátó funkcionális blokkban ( Mapping ) ún. CORE keretekbe szervezik. A 144 byte-ból álló Core keret a HDSL rendszer építőköve, struktúrája függ az alkalmazástól. A közös áramkör feladata, hogy a bekerülő Core kereteket kiegészítse a megfelelő kiegyenlítő, fenntartási és fejléc bitekkel, majd egy előre megadott sorrend szerint a HDSL kereteket az egyes ér párakhoz tartozó HDSL adóvevőbe továbbítsa. Az Application Frame-ek szervezése az alkalmazott interfész típusától függ.

A 144 byte-ból álló Core keret a HDSL rendszer alapja, alkalmazástól függő struktúrával. A Common Circuity feladata, hogy a bekerülő Core kereteket kiegészítse a megfelelő kiegyenlítő, fejléc és feltartási bitekkel és az így létrejött HDSL kereteket egy előre megadott sorrend szerint, a HDSL adóvevőbe juttassa.

3.2. ábra A HDSL rendszer elvi felépítése

3.3. ábra A HDSL rendszer keretszervezésének áttekintése

A Core keretek felépítése az alkalmazástól függ. Jelenleg az alkalmazásuktól függően 4 külön Core kerettel rendelkezik az átviteli rendszer. A Core keretek 2.304 Mbit/s-os sebességűek, bennük 144 byte található, egy keretidő így 500 ms . Ezt a jelfolyamot aztán byte-onként HDSL keretekbe szervezik és ezeket a kereteket az egymással párhuzamosan működő HDSL adó/vevőkbe továbbítják. Mind a 2, mind a 3 érpáras átviteli rendszer visszhangtöréses átviteli módszert alkalmaz. A két érpáras rendszernél a vonali átviteli sebesség 1168 kbit/s, a három érpáras rendszernél ez 784 kbit/s ér páranként (egy egyszerű sodrott érpáron). A CORE rész teljes kiépítés esetén n darab (ahol n=1,2 vagy 3) HDSL adóvevőből, a hozzájuk tartozó regenerátorokból valamint n darab független előfizetői hurokból áll. Az átviteli útba az ISDN alaphozzáféréshez hasonlóan maximum 1 regenerátor opcionálisan telepíthető. A vételi oldalon a HDSL kereteket a közös áramkörben multiplexálják és visszaállítják belőlük a Core kereteket, majd a leképző egység segítségével előállított alkalmazás kereteket továbbítják az interfész egység felé, melynek kimenetén az eredeti jelfolyam jelenik meg.
Mind a 2, mind pedig a 3 érpáras átviteli rendszer visszahangtörléses átviteli módszert alkalmaz. Két érpáras rendszernél a vonali átviteli sebesség ér páranként 1168 kbit/s, három érpáras rendszernél ér páranként 784 kbit/s.

A három érpáras 2B1Q rendszer HDSL keret-struktúrája

Normál működés alatt a szinkronizáció, a keretkiegyenlítés és a belső adóvevők együtthatóinak a stabilizálódása után az adóvevőkből kikerülő HDSL keretek névleges hossza 6 ms. Ez azt jelenti, hogy a három érpáras átviteli rendszer esetében 2352 quatot (1 quat (1 vonali szimbólum) 2 bit) visznek át 6 ms alatt. Az egyes előfizetői vonalak eltérő hossza miatt az egyes keretek még 0 vagy 2 kitöltő quatot is tartalmazhat. Így a HDSL keretek tényleges hossza 2351 quat és 2353 quat között változhat.
Ez időben ms intervallumot jelent.
A különböző hurkokban haladó HDSL kereteket egymáshoz kell szinkronizálni. A HDSL szinkronszó a HDSL keretek elején helyezkednek el. A keretek közti maximális késleltetésnek egy szimbólum periódusnál kell kisebbnek lenni.

A 3.4. ábra a HDSL keretfelépítését és a CORE kereteknek a leképzését mutatja.

3.4. ábra A három érpáras HDSL átviteli rendszer keretszerkezete

A két érpáras 2B1Q rendszer HDSL keret-struktúrája

A két érpáras átviteli rendszer szabványosított keretfelépítése nem tér el a három érpáras rendszer keretfelépítésétől, csupán időzítési és mennyiségbeli eltérések vannak. A két érpáras rendszer keretfelépítését a 3.5. ábra mutatja be.

3.5. ábra A két érpáras HDSL átviteli rendszer keretstruktúrája

A HDSL fenntartási funkciói

A HDSL rendszerekben egy olyan aktív fenntartási rendszer működik, mely folyamatosan felügyel az átvitel minőségére. A HDSL keretek fejléc részében egy ún. beágyazott üzemeltetési csatornában (Embedded Operation Channel) viszik át a fenntartási biteket. A slave oldali (távoli) HDSL berendezésnek háromfajta válasza engedélyezett. A HDSL EOC folyamatosan ezen három állapot valamelyikében van, és vezérlő üzenetek hatására vált ezek között.

A három állapot a következő:

1. Message/Echo-response protocol state
Ezen protokoll állapot feladata, hogy az LTU-ból érkező helyesen megcímzett üzenetek vételét nyugtázza. LTU mindaddig ismétli az üzeneteit, míg három egymást követő vett keretben NTU nem nyugtázta neki a parancs vételét. Értelemszerűen, míg NTU nem nyugtázta a vett üzenetet, LTU újabb üzenet küldésébe nem kezdhet bele.

2. Message/Data-response protocol state
Ezt a protokollt használják az NTU távolból való konfigurálására, a belső adatregisztereinek olvasására, írására. Hasonlóan az előző protokollhoz, ez is ismétléses üzemmódban működik.

3. Message/Unable To Comply (UTC) -response protocol state
Amikor a slave oldal nem támogat egy számára helyesen megcímzett üzenetet, UTC üzenet választ küld LTU-nak ahelyett, hogy nyugtázná (háromszor megismételné) a vett üzenetet. Továbbá a slave oldal szintén ebbe az állapotba kerül, ha a vett parancs nem hajtható végre a jelenlegi állapotában. (pl. Next byte üzenet jön anélkül, hogy Read-data-register opcionális kódot vett volna előtte.)

Továbbfejlesztett HDSL rendszerek, a HDSL-2

Ez az xDSL technológia a HDSL-nek az egyik fajtája, variációja. A HDSL-2 szimmetrikus átvitelt nyújt 24 db. DS0-át, 1.544 Mbit/s-on (T1) egy érpáron (ellentétben a HDSL-lel, mivel az két ér párat használ). Ezért szokták a HDSL2-t SHDSL-nek is hívni (single-pair high-bit-rate DSL) A HDSL-2-ben Trellis-kódolást és pulzus-amplitudó modulációt (TC-PAM) alkalmaznak vonali kódolásként.