Технологии ISDN и xDSL: принципы работы и сравнение стандартов

Архитектура и кодирование базового доступа ISDN (BRA). Цифровая сеть с интеграцией услуг (ISDN) с базовой скоростью передачи данных, известная как ISDN-BRA, предоставляет стандартизированный доступ по одной витой медной паре. Основной интерфейс носит название 2В+D и включает два полноценных В-канала со скоростью 64 Кбит/с каждый для передачи голоса или данных и один D-канал на 16 Кбит/с для служебной сигнализации. Для эффективного использования полосы пропускания в линии связи применяется линейное кодирование 2B1Q (Two Binary, One Quaternary), где два бита данных кодируются одним символом с одним из четырех уровней напряжения. Это позволяет при скорости передачи сигналов 80 тысяч бод достигать общей битовой скорости в 160 Кбит/с, из которых 144 Кбит/с отводится под полезную нагрузку, а остальное – под синхронизацию и контроль.

Первичный доступ ISDN (PRI) и его совместимость. Следующим уровнем в иерархии является ISDN-PRI (Primary Rate ISDN), ориентированный на организацию магистральных соединений и подключение учрежденческих АТС. Его структура совместима с европейским стандартом Е1 и имеет конфигурацию 30B+D. Это означает 30 В-каналов по 64 Кбит/с и один D-канал с такой же скоростью, что в сумме обеспечивает пропускную способность 2,048 Мбит/с. В отличие от абонентского доступа по медной паре, для передачи в сети ISDN-PRI типично задействуются более надежные среды, такие как оптоволоконные кабельные системы или высококачественные широкополосные медные пары.

Общий принцип работы технологий xDSL. Семейство технологий xDSL (Digital Subscriber Line) представляет собой эволюционное развитие идеи использования медной абонентской линии для высокоскоростной передачи данных. Ключевым отличием от ISDN является применение передовых методов модуляции, в частности, многочастотной модуляции несущей (DMT - Discrete Multi-Tone). Этот метод можно представить как работу большого количества виртуальных модемов, где каждый использует свою узкую полосу частот (несущую) на одной и той же физической витой паре, модулируя ее отдельной частью общего битового потока. Это позволяет эффективно адаптироваться к характеристикам конкретной линии.

Асимметричная цифровая абонентская линия (ADSL). Наиболее массовой технологией из семейства xDSL стала ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Ее главная особенность – асимметрия скоростей: скорость нисходящего потока (к абоненту) значительно выше скорости восходящего (от абонента). Эта модель идеально соответствует трафику при доступе в Интернет, где пользователь преимущественно загружает большие объемы данных. Это делает ADSL чрезвычайно популярной технологией для широкополосного доступа в жилом секторе.

Симметричные и высокоскоростные технологии DSL. Для симметричных приложений, требующих равной пропускной способности в обоих направлениях, была разработана HDSL (High-data-rate Digital Subscriber Line). Она обеспечивает скорость 2,048 Мбит/с (E1) и часто используется для развертывания линий ISDN-PRI или соединения между базовыми станциями в сотовых сетях. Ключевой особенностью HDSL является необходимость использования двух витых пар: одна для передачи, другая для приема. Ее эволюцией стала SDSL (Single-pair Digital Subscriber Line), которая обеспечивает симметричную скорость до 1,544 Мбит/с (T1) по одной паре проводов. Для самых высоких скоростей была создана VDSL (Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line), способная передавать данные на скорости до 51,84 Мбит/с (стандарт STS-1) и предназначенная для широкополосного обслуживания в офисах и жилых домах, находящихся в непосредственной близости от узла связи.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Бигелоу С.Д., Карр Д.Д., Виндер С..

Источник: Энциклопедия телефонной электроники.

Данные публикации будут полезны студентам и специалистам в области телекоммуникаций и сетевых технологий, инженерам, изучающим принципы передачи данных, а также всем, кто интересуется историей и эволюцией модемной связи и базовыми сетевыми протоколами.