Модуляция 256 dmt и ее связь с qam
На рис.6-41.12 представлен вариант абонентской линии, в которой присутствует неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и селективная помеха.
Неравномерность АЧХ приводит к тому, что уровни передачи сигнала в ADSL подстраиваются в соответствии с допустимыми уровнями передачи в кабеле. В результате профиль уровней передачи сигнала ADSL повторяет профиль АЧХ.
Наличие селективной помехи в определенном диапазоне частот делает передачу на нескольких несущих весьма затруднительной. В процессе адаптации алгоритма 256DMT для данных несущих устанавливается небольшой уровень сигнала. Одновременно для этих несущих выбирается более помехазащищенная модуляция QPSK. В результате скорость передачи информации на «поврежденных» несущих будет минимальной, но все равно успешной.
Таким образом, в ADSL нельзя говорить о двух технологиях модуляции сигнала. Существует единый двух шаговый алгоритм 256DMT/QAM, адаптирующий передачу цифрового потока к любым параметрам абонентской пары.
Рис.6-41.12. Влияние шумов на распределение уровней передачи по отдельным тонам
Установление связи и настройка параметров соединения в канале DSLAM-модем происходит с применением стандартизированной системы сигнализации. В стандартах ADSL этот процесс называется инициацией услуги.
При подключении модема к DSLAM происходит процесс активизации системы широкополосного доступа через следующие четыре стадии.
Этап предварительною обмена данными (-рукопожатие-).
Этап диагностики соединения (training).
Этап диагностики канала обмена данными.
Штатная работа системы абонентского широкополосного доступа.
Рис 6-41.13 Процесс установления связи между DSLAM и модемом.
Предварительный обмен данными, который условно называют «рукопожатием» (Handshaking), представляет собой начальную стадию подготовки к сигнальному обмену. На этой стадии используется:
наиболее простая дифференциальная фазовая модуляция DPSK;
тестовый сигнал специальной цикловой структуры;
За счет этих методов обмен данными на физическом уровне оказывается максимально устойчивым, диагностируются ошибки, определяется принципиальная возможность установления соединения ADSL и режим работы обоих устройств
Схема сигнального обмена представлена схематично на рис. 6-41.14, где указаны также основные сигналы обмена. В ходе сигнального обмена проверяется совместимость между DSLAM и модемом, поскольку в общем случае они могут быть произведены разными компаниями и опираться на разные принципы работы. После диагностики совместимости оба устройства определяют режим, в котором они будут работать в процессе обмена данными.
В процессе диагностики соединения выполняется настройка эквалайзеров и эхокомпенсаторов трансиверов1 ADSL модема и DSLAM. За счет этого пара устройств адаптируется к параметрам конкретной линии, предсказать которые в общем случае оператор не может.
Рис. 6-41.14. Обмен данными в процессе «рукопожатия»
CLR: ATU-R посылает данные о тех режимах связи, которые поддерживает модем;
CL: ATU-C посылает данные о тех режимах связи, которые поддерживает DSLAM;
ASK: Подтверждение со стороны модема, что он корректно принял перечень допустимых режимов работы;
MS: ATU-R выбирает режим работы;
АСК: ATU-C принимает выбранный режим;
MS: ATU-R запрашивает режим штатной работы;
REQ-MR: ATU-C должен выбрать режим штатной работы и для этого запрашивает сообщение MR;
MR: ATU-R посылает сообщение MR, запрашивая дополнительно сообщение MS;
MS: ATU-C устанавливает режим штатной работы;
АСК: ATU-R подтверждает выбор
Всего в процессе диагностики соединения решаются следующие задачи.
Измеряется мощность сигнала по линии вверх и в результате настраивается уровень мощности передатчика по линии вниз.
Настраиваются режимы цепи управления генерации сигнала AGC (Automatic gain control).
Настраиваются режимы эхокомпенсации.
Настраиваются параметры эквалайзеров.
1 Напомним, что ADSL предполагает двусторонний обмен данными по одной паре. Поэтой причине в модеме и DSLAM не может существовать разделение передатчика и приемника, а используется интегральное устройство - трансивер (TRANSCEIVER = TRANSmitter (передатчик) + reCElVER (приемник) - передаче-приемник). Для устранения взаимного влияния между цепями передачи и приема в таком устройстве должны применяться зхокомпенсаторы и эквалайдеры, позволяющие согласовать параметры волнового сопротивления устройства и настроить уровень передачи сигнала. Поскольку в ADSL используются существующие пары со всем многообразием их параметров, в процессе диагностики соединения пара устройств адаптируется к конкретной линии.
Наиболее интересным для практического понимания технологии ADSL является этап диагностики параметров канала. Именно на этом этапе пара модем -DSLAM тестирует параметры среды передачи, определяет уровень отношения сигнал/шум (SNR) на каждой частоте, устанавливает уровни передачи на каждой несущей, анализирует возможности передачи информации на каждой несущей и устанавливает параметры кодирования (кодирование Треллиса) для каждой несущей.
Для выполнения всех перечисленных функций используются цикловая структура и специальные сигналы, позволяющие последовательно диагностировать параметры линии на частоте каждой из 256 несущих. Детальное описание данной процедуры можно найти в стандартах ADSL. По завершении этапа диагностики канала в модеме (и в DSLAM) содержится информация об уровне шумов на каждой несущей, SNR на этой несущей и о допустимой скорости передачи цифровых данных на несущей. По совокупности всех несущих DSLAM и модем «договариваются» о максимальной скорости цифрового обмена данными по линии вверх и вниз.
После этапа диагностики параметров канала процесс инициации услуги завершается. Теперь для обеспечения обмена данными необходимо выполнить установки на уровнях выше уровня ADSL - на уровнях ATM, РРР, IP, HTTP и пр.
В табл. 6-41.1 приведены соответствующие стандарты (Рекомендации ITU-T) для технологии ADSL, ее развитии ADSL2+, READSL и пр. и связанными с нею VDSL и VDSL2.
Таблица 6-41. 1 Стандарты для технологии ADSL/VDSL, применяемые на 2005г
Технология |
ITU-T |
Название |
Год выпуска |
Максимальная скорость передачи |
ADSL |
G.992.1 |
G.dmt |
1999 |
7 Мбит/с вниз, 800 кбит/с вверх |
ADSL2 |
G.992.3 |
G.dmt.bis |
2002 |
8 Мбит/с вниз, 1 Мбит/с вверх |
ADSL2 plus |
G. 992.5 |
ADSL2 plus |
2003 |
24 Мбит/с вниз, 1 Мбит/с вверх |
ADSL2-RE |
G.992.3 |
Reach Extended |
2003 |
8 Мбит/с вниз, 1 Мбит/с вверх |
SHDSL |
G.996-40.2 |
G.SHDSL |
2001 |
5,6 Мбит/с вверх/вниз |
VDSL |
G.993.1 |
Very-high-data-rate DSL |
2004 |
55 Мбит/с вниз, 15 Мбит/с вверх |
VDSL2 |
G 993 2 |
Very-high-data-rate DSL 2 |
2005 |
100 Мбит/с вверх/вниз |