В соответствии с теоремой Шеннона, скорость передачи данных по каналу связи определяется рядом параметров, один из которых - его полоса пропускания. Для традиционных систем телефонной связи она ограничена самим способом кодирования аналогового сигнала - импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Даже несмотря на цифровой способ передачи информации между телефонными станциями, системы на основе ИКМ являются серьезным препятствием, сдерживающим увеличение скорости каналов связи, доступных конечным пользователям.

Но запросы пользователей растут и уже не могут быть удовлетворены с помощью обычных модемов, пусть даже 56-Кбит/с. Повсеместно возникает потребность в высокоскоростном доступе к сетям передачи данных. Спрос, как известно, рождает предложение, поэтому новые способы предоставления услуг высокоскоростной связи не заставили себя долго ждать.

Конечно, оптоволоконные системы, обладающие фактически неограниченными возможностями с точки зрения пропускной способности, могут решить множество проблем, но дороговизна этих систем сдерживает их массовое внедрение. Как правило, оптоволокно используют только на магистральных сетях.

Что же касается медных трактов E1, традиционно применяемых для предоставления телефонных услуг бизнес-пользователям, то по ним до недавнего времени нельзя было передавать 2-Мбит/с поток на сколько-нибудь значительные расстояния без его регенерации. Дальность действия оборудования составляла порядка 1 км. Для преодоления бо?льших расстояний требовались регенераторы, а значит, дополнительные расходы, которые нередко были сравнимы с затратами на организацию оптоволоконного канала.

Километровый барьер позади
В конце 80-х годов была разработана технология для передачи потока Е1 по имеющимся в распоряжении телефонных компаний медным проводам на расстояния, значительно превышающие 1 км. Назвали ее HDSL (High bit-rate Digital Subscriber Line), или технологией высокоскоростной цифровой абонентской линии. Вначале, естественно, оборудование HDSL стоило довольно дорого и его использовали на самых ответственных и тяжелых участках. Развитие микроэлектроники и начало массового выпуска продуктов HDSL привели к значительному его удешевлению.

Невысокая стоимость оборудования, быстрота его развертывания, наличие механизмов адаптации к параметрам физической линии, обеспечивающих высокое качество передачи (частота битовых ошибок - BER=10-10 - сравнима с соответствующим показателем при работе по оптоволокну), - все это позволяет говорить о HDSL как о наиболее привлекательной технологии для организации доступа к сетям передачи данных.

По сути, системы HDSL превращают медный кабель, по которому ранее передавались сигналы в речевом диапазоне частот, в высокоскоростной цифровой канал. Использование математической модели медного кабеля позволяет этим системам компенсировать искажения сигнала, вносимые линией связи. Скоростные расчеты для этой модели осуществляются специальными процессорами производительностью 250 млн инструкций в секунду, а корректировка сигнала происходит непрерывно в реальном времени, что обеспечивает стабильную передачу информации при изменении параметров линии.

Появление недорогих устройств HDSL решило задачу высокоскоростной передачи данных по телефонным кабелям без регенерации сигнала для объектов, находящихся друг от друга на расстоянии около 4 км. Основными областями применения этих устройств стали организация взаимодействия удаленного синхронного оборудования, локальных сетей, телефонных станций, а также проброс нескольких аналоговых абонентских окончаний или каналов BRI ISDN.

Давайте разберемся, откуда взялась такая дальность - 4 км, и при каких параметрах медного кабеля она достигается? На дальность соединения прежде всего влияет степень затухания сигнала на определенной частоте. Оборудование HDSL, используемое для передачи потоков Е1, работает, как правило, по двум парам медных проводов. По каждой из них в дуплексном режиме передается по половине потока Е1, которые затем инверсно мультиплексируются в 2-Мбит/с поток и выдаются через интерфейс G.703. Для используемого в системах HDSL кодирования 2B1Q характерна передача половины потока Е1 на несущей частоте 260 кГц. Номинально допустимое затухание сигнала на этой частоте составляет 35 дБ при нагрузке 135 Ом. В табл. 1 приведены параметры затухания сигнала на частоте 260 кГц для кабелей с разным диаметром жилы.