5.3 Амплитудно-фазовая модуляция без несущей (cap)
Несущая частота модулируется по амплитуде и фазе, создавая кодовое пространство с 64 или 128 состояниями, при этом перед передачей в линию сама несущая, не передающая информацию, но содержащая наибольшую энергию, "вырезается" из сигнала, а затем восстанавливается микропроцессором приемника. Соответственно 64-позиционной модуляционной диаграмме, сигнал CAP-64 передает 6 бит информации в каждый момент времени, то есть в 16 раз больше по сравнению с 2B1Q. Модуляция CAP-128, применяемая в системах SDSL (2 Мбит/с по одной паре), имеет 128-позиционную модуляционную диаграмму и, соответственно, передает 7 бит за один такт. Итогом повышения информативности линейного сигнала является существенное снижение частоты сигнала и ширины спектра, что, в свою очередь, позволило избежать диапазонов спектра, наиболее подверженных различного рода помехам и искажениям. На рисунке 5.3 показаны спектр и модуляционная диаграмма сигнала САР.
Для иллюстрации достоинств модуляции САР на рисунке 5.4 наложены спектры сигналов с кодом HDB3 (технология, применяемая ранее для строительства линий Е1, в частности, используемая в линейных тактах систем типа ИКМ-30), 2B1Q и САР.
Рисунок 5. 3 - Технология CAP
Рисунок 5.4 - Спектры сигналов HDB3, 2B1Q, CAP
Разработчик технологии САР компания Globe Span обеспечила создание технологии узкополосного линейного кодирования. Спектр САР не содержит постоянной и низкочастотных составляющих. Высокочастотные составляющие спектра САР сильно ограничены. Кодирование САР обеспечивает выигрыш в дальности передачи от 20% до 40% по парам медных проводов диаметром 0,4-0,5 мм в сравнении с кодированием 2В1Q. Преимущественное применение САР имеет в системах HDSL в одно-, двух- и трехпарных линейных трактах.
CAP-модуляция похожа на QAM: они имеют одинаковые формы спектра. При использовании метода CAP, модуляция в подканалах осуществляется путем применения двух цифровых трансверсальных полосовых фильтров, импульсные характеристики которых представляют пару Гильберта (одинаковые амплитуды, при фазах отличающихся на (p /2).
Данный метод использует частотный диапазон от 35 КГц до 1.4 МГц. CAP использует двухпозиционную схему, схожую с применяемой в квадратурной амплитудной модуляции, когда поток данных разбивается на два потока, которые после проходят через фазовращатели таким образом, что гасят взаимное влияние друг на друга (вот почему термин "с подавленной несущей" можно применить к CAP). Далее эти потоки передаются по обычной телефонной паре к принимающему устройству. Принимающая информацию сторона должна устранить искажения сигнала и восстановить данные.
Передаваемый сигнал формируется сложением сигналов на выходах фильтров. Наилучшие результаты обеспечивает применение модуляции CAP. Эта технология позволяет передавать за каждый такт 7 бит (CAP128) или 6 бит (CAP64) информации, что существенно больше, чем при кодировании 2B1Q (2 бит) или HDB3 (1бит). Этим объясняется существенное ограничение спектра сигнала, передаваемого в линию, как в области высоких, так и низких частот. Именно спектральными особенностями линейного сигнала объясняются основные преимущества оборудования, использующего модуляцию CAP:
Повышение дальности работы, обусловленное тем, что более низкочастотный (по сравнению с 2B1Q) сигнал меньше ослабляется кабельной линией;
Благодаря отсутствию в спектре высокочастотных составляющих, обеспечивается нечувствительность к высокочастотным и импульсным шумам, радиоинтерференции, значительное снижение перекрестных наводок;
Отсутствие взаимовлияния в низкочастотной части спектра, традиционно используемой для аналоговой передачи телефонных разговоров и сигнализации;
Нечувствительность к низкочастотным наводкам от силовых установок (метро, железнодорожный транспорт и др.) и электрических сетей.
Высокая помехоустойчивость и нечувствительность к групповому времени задержки. Ввиду отсутствия в спектре высокочастотных (свыше 260 кГц) и низкочастотных (ниже 40).
Поскольку ширина спектра составляет лишь 200 кГц, не проявляются эффекты, вызываемые групповым временем задержки.
Минимальный уровень создаваемых помех и наводок на соседние пары.
В спектре нет составляющих ниже 4 кГц.
Совместимость с аппаратурой уплотнения, работающей по соседним парам.
Большинство аналоговых систем уплотнения абонентских и соединительных линий используют спектр до 1 МГц. Системы с модуляцией САР могут вызывать наводки на частотные каналы в диапазоне 40—260 кГц, однако остальные каналы не подвергаются какому-либо влиянию.