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UインターフェースまたはU参照点は、統合サービスデジタルネットワーク（ISDN）のローカルループにある基本レートインターフェース（BRI）であり、顧客宅内のネットワーク終端装置（NT1/2）を通信事業者のローカル交換局の回線終端装置（LT）に接続し、言い換えれば加入者から中央局への接続を提供する。[ 1 ]
ISDN S/T インターフェースとは異なり、U インターフェースは当初 ITU ISDN 仕様で電気的に定義されておらず、ネットワーク事業者が実装することになっていたが、ITU は米国と EU で採用されている標準を正式化するために勧告 G.960 と G.961 を発行した。[ 2 ]
米国では、UインターフェースはもともとANSI T1.601規格で2B1Qラインコーディングを使用した2線式接続として定義されています。[ 3 ] SインターフェースやTインターフェースほど距離に敏感ではなく、最大18,000フィートの距離で動作できます。[ 4 ]通常、Uインターフェースは端末機器（通常はS/Tインターフェースを備えている）ではなく、NT1またはNT2（ネットワーク終端装置タイプ1または2）に接続されます。
NT1は、UインターフェースをS/Tインターフェースに変換するディスクリートデバイスであり、S/Tインターフェースを備えた端末機器（TE）に接続されます。ただし、一部のTEデバイスはNT1を内蔵しているため、ループに直接接続するのに適した直接Uインターフェースを備えています。[ 5 ]
NT2はPBXのようなより高度なローカル交換装置であり、信号を別の形式に変換したり、S/Tとして端末機器に渡したりすることができます。[ 6 ]
アメリカでは、NT1 は顧客宅内機器(CPE) であり、ユーザーが購入および保守するため、U インターフェースはユーザー ネットワーク インターフェース(UNI) となります。[ 2 ]アメリカ版はANSI T1.601 で規定されています。[ 7 ] [ 2 ]
ヨーロッパでは、NT1 はネットワーク オペレーターに属しているため、ユーザーは U インターフェースに直接アクセスできません。[ 2 ]ヨーロッパ版は、欧州電気通信標準化機構(ETSI) の勧告 ETR 080 で規定されています。 [ 8 ] [ 2 ] ITU -Tは、U インターフェースのヨーロッパ版とアメリカ版の両方を含む、世界規模の勧告 G.960 および G.961 を発行しています。
他のすべてのISDN基本レートインターフェースと同様に、Uインターフェースは64kbit /sの2つのB（ベアラ）チャネルと16kbit/sの1つのD（データ）チャネルを伝送し 、合計ビットレートは144kbit /s（2B+D）となります。
ISDN SおよびTインターフェースのような 4 線インターフェースでは、伝送の各方向に 1 対のワイヤが使用可能ですが、2 線インターフェースでは、1 対のワイヤで両方向を実装する必要があります。そのため、ITU-T 勧告 G.961 では、ISDN U インターフェース用に 2 つのデュプレックス伝送技術 (エコーキャンセレーション(ECH) と時間圧縮多重 (TCM))のいずれかを使用することを規定しています。 [ 9 ]
送信機がワイヤペアに信号を加えると、ハイブリッドのバランスが不完全であることや、回線上のインピーダンスの不連続性により、信号の一部が反射されます。 [ 9 ]これらの反射はエコーとして送信機に戻り、遠端で送信された信号と区別できません。エコーキャンセレーション（ECH）方式では、送信機は受信すると予想されるエコーを局所的にシミュレートし、受信信号からそれを差し引きます。[ 9 ]
時間圧縮多重（TCM）デュプレックス方式は、「バーストモード」とも呼ばれ、エコー問題を間接的に解決します。[ 9 ]回線は信号レートの少なくとも2倍の速度で動作し、回線の両端が時分割デュプレックス方式で交互に送信します。[ 9 ]
ITU-T G.961 では、ISDN U インターフェース用にMMS43、2B1Q、TCM、SU32 の 4 つの回線システムが規定されています。[ 9 ] TCM を除くすべての回線システムは、デュプレックス動作にエコーキャンセレーションを使用します。[ 9 ]アメリカの規格 ANSI T1.601 では 2B1Q 回線システムが規定されており、ヨーロッパの ETSI TR 080 勧告では 2B1Q と MMS43 が規定されています。[ 2 ]
4ビットを3つの3値シンボルにマッピングする修正監視状態コード（MMS43）は、4B3T（4バイナリ、3三値）とも呼ばれ、ヨーロッパをはじめ世界各地で使用されている回線システムです。4B3Tは、回線上でゼロ復帰状態を使用する「ブロックコード」です。4B3Tは、4ビットのデータの各グループを3つの「3値」回線信号状態（3つのシンボル）に変換します。エコーキャンセレーション技術により、回線上で全二重通信が可能です。
MMS43は、G.961の付録I [ 9 ] 、 ETR 080の附属書B [ 8 ]、およびドイツの1TR220などの他の国家規格で定義されています。4B3Tは最大で確実に送信できます。4.2 km以上0.4 mmケーブルまたは最大8.2 km以上0.6 mmケーブル。U型インターフェースの両端には、150オームの内部終端インピーダンスがラインに提示されます。
1 ms のフレームには 144 ビットの 2B+D データが含まれ、108 個の 3 進数シンボルにマッピングされます。[ 9 ]これらのシンボルは、送信信号と受信信号の相関を低減するために、2 つの送信方向で異なるスクランブル コードを使用してスクランブルされます。[ 9 ]このフレームに 11 個のシンボルからなるプリアンブルと C Lチャネルからのシンボルが追加され、フレーム サイズは 120 個の 3 進数シンボル、シンボル レートは 120キロボーになります。[ 9 ] C Lチャネルは、NT1 またはライン リジェネレータのループバックの有効化または無効化を要求するために使用されます。[ 9 ]
4B3T コーディングでは、回線に提示される状態は、正のパルス (+)、負のパルス (-)、またはゼロ状態 (パルスなし: 0) の 3 つです。ここでの類推としては、動作はT1/E1 システムのB8ZSまたはHDB3と似ていますが、2 4 =16 通りのバイナリ状態を 3 3 =27 通りの三値状態のいずれかに符号化することで、情報レートが実際に向上します。この追加された冗長性は、ゼロ DC バイアス信号を生成するために使用されます。[ 9 ]
回線伝送の要件の1つは、回線上に直流成分が蓄積されないことである。そのため、蓄積された直流成分が監視され、それに応じて符号語が選択される。16個のバイナリ情報ワードのうち、一部は常に直流成分のない（3値）符号語にマッピングされるが、その他は正の直流成分を持つ符号語と負の直流成分を持つ符号語の2つのいずれかにマッピングされる。[ 9 ]後者の場合、送信機は蓄積された直流オフセットに基づいて、負の直流成分を持つ符号語を送信するか、正の直流成分を持つ符号語を送信するかを選択する。[ 9 ]
2B1Q符号化は、北米、イタリア、スイスで使用されている標準規格です。2B1Qとは、2ビットを組み合わせて1つの四元回線状態（シンボル）を形成することを意味します。2B1Qでは、一度に2ビットを組み合わせて、回線上の4つの信号レベルのいずれかで表現します。エコーキャンセレーション技術により、回線上で全二重通信が可能になります。
2B1Q コーディングは、G.961 の付録 II [ 9 ] ANSI T1.601 [ 7 ]および ETR 080 の附属書 A [ 8 ]で定義されています。これは、約 18,000 フィートまでの距離で動作できます (5.5 km）で最大42 dBの損失があります。Uインターフェースの両端には、135オームの内部終端インピーダンスが回線に提示されます。
2B+D データの 216 ビットのスクランブルされたデータを含む1.5 ms のフレームは、108 個の 4 進数シンボルにマッピングされます。 [ 9 ]このフレームに、9 個のシンボルからなるプリアンブルと C Lチャネルからの 3 個のシンボルが追加され、フレームサイズは 120 個の 4 進数シンボル、シンボルレートは 80 キロボーになります。[ 9 ] C Lチャネルは、LT と NT1 間の通信、12 ビットの巡回冗長検査(CRC)、およびその他のさまざまな物理層機能に使用されます。 [ 9 ] CRC は 1 つの 12 ms マルチフレーム (8 × 1.5 ms フレーム) をカバーします。[ 9 ]
TCM/AMI ISDN回線システム（TCM-ISDNとも呼ばれる）は、日本電信電話が「INS-Net 64」サービスで使用している。[ 10 ]
G.961 の付録 III では、時間圧縮多重(TCM) デュプレックス方式と交互マーク反転(AMI) ラインコードに基づくラインシステムを規定しています。 [ 9 ] AMI ラインコードは、1 つの入力ビットを 1 つの 3 進シンボルにマッピングします。[ 9 ] MMS43 と同様に、3 進シンボルは正 (+)、ゼロ (0)、または負 (-) の電圧になります。[ 9 ] 0 ビットはゼロ電圧で表され、1 ビットは正と負の電圧で交互に表されるため、DC バイアスのない信号になります。[ 9 ] 2.5 ms の間隔で、各側は 360ビットの 2B+D データを表す 1.178 ms のフレーム を送信できます。 [ 9 ] 2B+Dデータに、8ビットのプリアンブル、CLチャネルからの8ビット、およびパリティビットが追加され、フレームサイズは377ビット、ボーレートは320キロボーになります。[ 9 ] CLチャネルは、運用と保守、および4フレームをカバーする12ビットCRCの送信に使用されます。[ 9 ]
G.961 の付録 IV では、エコー キャンセレーションと置換 3B2T (SU32) ライン コードに基づくライン システムが指定されており、3 ビットを 2 個の三値シンボルにマッピングします。[ 9 ] MMS43 および AMI と同様に、三値シンボルは正 (+)、ゼロ (0)、または負 (-) の電圧のいずれかになります。[ 9 ] 2 3 =8 から 3 2 =9 シンボルへのマッピングでは、1 つの未使用シンボルが残ります。[ 9 ] 2 つの連続する入力 (バイナリ) 情報ワードが同じ場合、(三値) コード ワードは未使用のコード ワードに置き換えられます。[ 9 ] 108 ビットの 2B+D データを運ぶ0.75 ms のフレームは、72 個の三値シンボルにマッピングされます。[ 9 ]このフレームには、6 シンボルのプリアンブル、1 つの CRC シンボル、および C Lチャネルからの 2 つのシンボルが追加され、フレームサイズは 81 個の 3 進シンボル、シンボルレートは 108 キロボーになります。[ 9 ] C Lチャネルは、LT と NT1 間の監視および保守機能に使用されます。[ 9 ] 15 ビット CRC は 16 フレームをカバーします。[ 9 ]
