李朝龍
世界各國普遍把發展接入網作為主要的經營策略之一，傾注了很大的力量。設備制造商也積極地適應這一方面的需求，開發了各式各樣的接入網設備產品。接入網概念的出現，使得電信運營者能夠綜合考慮用戶環路的設備配置問題，既著眼于現在的需求又放眼于網絡未來的發展。
為發揮現有市話電纜的作用，解決用戶線不足和高速業務需要的矛盾，國外研制開發了高比特率數字用戶環路（HDSL）技術。使用兩對用戶線可傳輸2.048Mbps的數字信息，因此可充當接入網的主干傳輸系統。HDSL技術的誕生以及新的數據業務和多媒體通信市場迅速發展，已經使迫切需要網絡及多媒體業務高速傳輸的人們重新考慮現有銅線的應用，并使之重放光芒。
一、HDSL的技術特點及其編碼技術
HDSL是專用型的點到點公用網絡接入技術，采用先進的數字信號逢適應數字均衡技術和回波抵銷技術，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雙絞線上全雙工的傳輸2Mbps數字信號。傳輸的數據包含多種類型，如數據、語音、圖像和視頻信息。為中央辦公室和用戶之間，建筑物內部以及局域網之間提供高比特率連接。
HDSL系統分為主端和從端兩個部分，多數產品采用兩對市話雙絞線相連接。其中每一對銅線的標稱傳輸速率為1.168Mbps，其中1.024Mbps是用于數據信號的傳輸，其余帶寬部分作為同步、信令等控制信息的傳輸。
HDSL成功關鍵因素之一，是它可以在現有銅質雙絞線的用戶上傳輸2Mbps數字信號。HDSL的傳輸距離會受到線路環阻、線路質量和外界干擾的限制。這些都是由HDSL傳輸系統的不同的編碼方法決定的。HDSL系統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準協會（ETST）的ETR152建議（即E1 HDSL的技術規范）。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貝爾實驗室研究開發的無載波調幅調相編碼技術（64QAM），是有冗余的調制碼，屬帶通型傳輸編碼。
二、CAP與2B1Q兩種編碼方式的比較
隨著數字用戶的不斷發展，HDSL在接入網中越來越受到重視。在HDSL系統中兩個關鍵的指標是“傳輸距離”和“誤碼率”，而實際上這兩個指標是相輔相成的，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，而串音產生的誤碼是發送對接收的串擾。
從2B1Q的頻譜波形看，頻譜由0-4M主頻段0至400K，并包括多個高次諧波。另外屬基帶型傳輸的2B1Q碼的功率譜含有低頻話音頻帶，交換機的突發噪聲、電話脈沖、來自附近設備的電磁干擾、以及臨近電纜線的串音（低頻部分功率很大）會嚴重破壞線路脈沖波形，最終難以解調，導致誤碼。發送端噪聲泄露到接收端也會產生嚴重誤碼。2B1Q碼的功率頻譜包括多個高次諧波，一般頻段越高相應幅度越小，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，從而是導致信號衰減過快，串音加強，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，因而傳輸距離遠，誤碼率低，抗干擾能力強，對外界干擾小。同時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，電信總局規定，HDSL用于數字接入網誤碼率應小于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編碼的優越性顯而易見。但是由于歷史的原因，2B1Q出現得較早，因而已經在市場上占有一席之地。例如百靈（PairGain）、RAD、臺聯（Tainet）、AT&T等很多廠家都提供采用2B1Q編碼的HDSL系統。而CAP編碼技術出現得晚一些，加之技術較為復雜，成本相應略高，因此目前市場上真正采用CAP編碼的HDSL產品還相當少見。隨著通信事業的不斷發展，對高速，低誤碼率和更長距離的要求，由于技術進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
近年來，隨著數字終端在家庭、辦公室的大量應用，對數據傳輸速率也提出了更高的要求。而現有的基于銅線的電話網不適于長距離速率（如2Mbps）的數據傳輸。并且，鋪設光纖相對投資較大、耗時較長。為了解決這個問題，不少公司均發展HDSL傳輸系統。例如亞斯康公司的COLT-2（2Mbps速率銅線終端），實現在現有的銅質雙絞線上傳輸速率2Mbps的數字信號，傳輸信號類型可以是話音、數據、圖像等多種信號。COLT-2采用CAP編碼技術，加入抖動消除技術，使得COLT-2能夠在0.4mm線徑上，傳輸距離達到5.5公里，獲得比相同線徑下2B1Q編碼的HDSL產品更過錯的傳輸距離，更低的誤碼率。
此系統具有靈活的用戶接口，提供多種業務。通過插撥適配模塊，提供幾乎所有的通信接口。此外，COLT-2還具內置路由器模塊，支持TCP/IP、IPX/SPX協議，還可提供局域網路由接入的10BaseT接口。
類似的系統具有豐富的用戶界面，可以支持多種傳輸業務，在電信領域和計算機網絡方面均有廣泛應用。
作者簡介：1997年北京郵電大學計算機系畢業，現為北京郵電大函授學院教師。
