李朝龙
世界各国普遍把发展接入网作为主要的经营策略之一，倾注了很大的力量。设备制造商也积极地适应这一方面的需求，开发了各式各样的接入网设备产品。接入网概念的出现，使得电信运营者能够综合考虑用户环路的设备配置问题，既着眼于现在的需求又放眼于网络未来的发展。
为发挥现有市话电缆的作用，解决用户线不足和高速业务需要的矛盾，国外研制开发了高比特率数字用户环路（HDSL）技术。使用两对用户线可传输2.048Mbps的数字信息，因此可充当接入网的主干传输系统。HDSL技术的诞生以及新的数据业务和多媒体通信市场迅速发展，已经使迫切需要网络及多媒体业务高速传输的人们重新考虑现有铜线的应用，并使之重放光芒。
一、HDSL的技术特点及其编码技术
HDSL是专用型的点到点公用网络接入技术，采用先进的数字信号逢适应数字均衡技术和回波抵销技术，消除传输线路的信号干扰和不同线径阻抗不匹配的回波信号的干扰，能够在本地回路的铜质双绞线上全双工的传输2Mbps数字信号。传输的数据包含多种类型，如数据、语音、图像和视频信息。为中央办公室和用户之间，建筑物内部以及局域网之间提供高比特率连接。
HDSL系统分为主端和从端两个部分，多数产品采用两对市话双绞线相连接。其中每一对铜线的标称传输速率为1.168Mbps，其中1.024Mbps是用于数据信号的传输，其余带宽部分作为同步、信令等控制信息的传输。
HDSL成功关键因素之一，是它可以在现有铜质双绞线的用户上传输2Mbps数字信号。HDSL的传输距离会受到线路环阻、线路质量和外界干扰的限制。这些都是由HDSL传输系统的不同的编码方法决定的。HDSL系统线路编码方法有多种，如2B1Q、2B2T、4B3T、QAM和CAPD等，目前常用的有两种，即2B1Q编码和CAP编码。两者都符合欧洲电信标准协会（ETST）的ETR152建议（即E1 HDSL的技术规范）。其中2B1Q是无冗余的四电平脉冲（PAM）码，属于基带传输码。CAP码是AT&T贝尔实验室研究开发的无载波调幅调相编码技术（64QAM），是有冗余的调制码，属带通型传输编码。
二、CAP与2B1Q两种编码方式的比较
随着数字用户的不断发展，HDSL在接入网中越来越受到重视。在HDSL系统中两个关键的指标是“传输距离”和“误码率”，而实际上这两个指标是相辅相成的，任何一方都不可偏废。
造误码率原因很多，其中最主要干扰源是串音，而串音产生的误码是发送对接收的串扰。
从2B1Q的频谱波形看，频谱由0-4M主频段0至400K，并包括多个高次谐波。另外属基带型传输的2B1Q码的功率谱含有低频话音频带，交换机的突发噪声、电话脉冲、来自附近设备的电磁干扰、以及临近电缆线的串音（低频部分功率很大）会严重破坏线路脉冲波形，最终难以解调，导致误码。发送端噪声泄露到接收端也会产生严重误码。2B1Q码的功率频谱包括多个高次谐波，一般频段越高相应幅度越小，因而抗干扰能力就越弱，衰减越快。而频率越高，对外的辐射越强，从而是导致信号衰减过快，串音加强，误码率增加，也限制了传输距离。
CAP的功率频谱滤除了低频和高频部分，克服了2B1Q的缺点，因而传输距离远，误码率低，抗干扰能力强，对外界干扰小。同时CAP码带宽较2B1Q减少一半，传输效率提高一倍。CAP频谱中不包括含低频话音频带，可以和语音并行传输，提高了线路带宽的利用率。此外，CAP码的误码边界比2B1Q码高4至6db。
在传输距离方面，电信总局规定，HDSL用于数字接入网误码率应小于10至9。为了减小误码率，只能牺牲传输距离以减小信号的衰减。2B1Q HDSL传输距离为3.6km（0.55mm线径），CAP HDSL传输距离为5.2km（0.55线径）。
比较之下，CAP编码的优越性显而易见。但是由于历史的原因，2B1Q出现得较早，因而已经在市场上占有一席之地。例如百灵（PairGain）、RAD、台联（Tainet）、AT&T等很多厂家都提供采用2B1Q编码的HDSL系统。而CAP编码技术出现得晚一些，加之技术较为复杂，成本相应略高，因此目前市场上真正采用CAP编码的HDSL产品还相当少见。随着通信事业的不断发展，对高速，低误码率和更长距离的要求，由于技术进步而使成本有所降低，CAP编码定会后来居上。
三、新的HDSL传输系统
近年来，随着数字终端在家庭、办公室的大量应用，对数据传输速率也提出了更高的要求。而现有的基于铜线的电话网不适于长距离速率（如2Mbps）的数据传输。并且，铺设光纤相对投资较大、耗时较长。为了解决这个问题，不少公司均发展HDSL传输系统。例如亚斯康公司的COLT-2（2Mbps速率铜线终端），实现在现有的铜质双绞线上传输速率2Mbps的数字信号，传输信号类型可以是话音、数据、图像等多种信号。COLT-2采用CAP编码技术，加入抖动消除技术，使得COLT-2能够在0.4mm线径上，传输距离达到5.5公里，获得比相同线径下2B1Q编码的HDSL产品更过错的传输距离，更低的误码率。
此系统具有灵活的用户接口，提供多种业务。通过插拨适配模块，提供几乎所有的通信接口。此外，COLT-2还具内置路由器模块，支持TCP/IP、IPX/SPX协议，还可提供局域网路由接入的10BaseT接口。
类似的系统具有丰富的用户界面，可以支持多种传输业务，在电信领域和计算机网络方面均有广泛应用。
作者简介：1997年北京邮电大学计算机系毕业，现为北京邮电大函授学院教师。
