Вопрос: Технологии линейного кодирования xDsl.
Главными факторами, влияющими на качество работы оборудование xDSL, являются параметры линии связи:
1. Ослабление сигнала. Затухание сигнала в кабельной линии зависит от типа кабеля, его длины и частоты сигнала. Чем длиннее линия и выше частота сигнала - тем выше затухания.
2. Нелинейность АЧХ. Как правило, кабельная линия связи представляет собой фильтр низких частот.
3. Перекрестные наводки на ближнем и дальнем окончаниях
4. Радиочастотная интерференция
5. Групповое время задержки. Скорость распространения сигнала в кабеле зависит от его частоты, таким образом, даже при равномерной АЧХ форма импульса при передаче искажается.
Основу оборудования хDSL составляет линейный тракт, в различных видах аппаратуры xDSL, применяемой на сетях абонентского доступа, используют различные виды линейных сигналов. Основные требования к линейным сигналам:
энергетический спектр передаваемых цифровых сигналов должен быть сосредоточен в относительно узкой полосе частот при отсутствии постоянной составляющей, что уменьшает межсимвольные искажения, повышает взаимозащищенность, обеспечивает возможность совместной параллельной работы с аналоговыми системами передачи. Это позволяет увеличить длину участка регенерации и повысить верность передачи;
возможность контроля над коэффициентом ошибок без перерыва связи.
Технология хDSL предусматривает использование двух технологий линейного кодирования – 2B1Q и CAP. Обе они основаны на цифровой обработке передаваемого и принимаемого сигналов так называемым сигнальным процессором и обладает рядом общих принципов. Так, для снижения частоты линейного сигнала, а следовательно, повышения дальности работы, в технологии хDSL применена адаптивная эхокомпенсация. Суть ее в том, что прием и передача ведутся в одном спектральном диапазоне, разделение сигналов осуществляется микропроцессор. Приемник модема хDSL как бы вычитает из линейного сигнала сигнал собственного передатчика и его эхо (сигнал, отраженный от дальнего конца кабеля или от места сочленения составного кабеля).
Рассмотрим более подробно каждый из методов кодирования:
Код 2В1Q относится к многоуровневым кодам. Многоуровневые коды по сравнению с двухуровневыми позволяют получить более высокие скорости передачи сигналов в линии. Одним из таких кодов является код 2B1Q. В нем определены четыре уровня напряжения. Каждое из четырех значений преобразуется в один из четырех уровней. Алгоритм формирования кода приведен на рисунке. В этих кодах исходная информация делится на подгруппы, а затем преобразуется по определённому правилу ( алфавиту ) этих групп, в результате чего получаются группы символов кода с другим основанием счисления и новым числом тактовых интервалов. «2» означает число символов кодируемой двоичной группе. (В)Binary-показывает, что для предоставления исходной последовательности используется двоичное счисление. «1» это число символов в группе кода, а последняя буква(Q-Quaternary) означает основание счисления четверичная
Рисунок 2.4 – Диаграммы кода 2В1Q.
Достоинства кода: высокая скорость передачи информации по абонентской линии; простота реализации, а значит, экономичность.
Недостатки кода: мощность передатчика должна быть выше, чем у кода AMI (ЧПИ), чтобы четыре уровня четко различались приемником на фоне помех; необходимость дополнительных мер для борьбы с длинными последовательностями одинаковых пар бит во избежание появления в спектре сигнала постоянной составляющей.
Код 2B1Q целесообразно использовать на абонентских линиях, организованных на качественных кабелях, что снижает влияние различных мешающих факторов. Кроме того, код можно использовать на небольших длинах абонентских линий.
Для передачи потока 2 Мбит/c наибольшая дальность работы достигается при использовании трех пар медного кабеля (около 4 км по жиле 0,4 мм); наименьшая — при работе по одной паре (менее 2 км).
CAP- Carrier Amplitude Phase Modulation- амлитудно-фазовая модуляция без передачи несущей. При этом виде модуляции несущая частота модулируется по амплитуде и фазе, создавая пространство с различным количеством кодовых состояний. НП: CAP-64 соответствует 64-ёх позиционной модуляционной диаграмме, что соответствует 64-ём состояниям отличающимся по амплитуде и фазе при этом в каждый момент времени передаётся 6 бит исходной информации (в16раз больше, чем в 2B1Q), а CAP-128 имеет 128-ми позиционную диаграмму и при этом передаётся 7бит информации в 1 такт.
Рисунок 2.4 – Диаграммы кода CAP.
Итогом повышения информативности линейного сигнала уменьшается линейная скорость, снижается частота сигнала и ширина спектра, т.е. увеличивается дальность и уменьшается подверженность различным видам помех и искажений.
Рисунок 2.4 – Спектральные диаграммы различных кодов.
В некоторых технологиях SDSL применён тип линейного кодирования, который называется TC-PAM-импульсная амплитудно-фазовая модуляция с кодированием Треллис. Суть данного метода кодирования в увеличении числа уровней (кодовых состояний) с 4ёх (как в 2B1Q) до16 и применения специального кодирования, обеспечивающего опережающую коррекцию ошибок.