5.4 Дискретная модуляция со многими несущими (dmt)
DMT - система модуляции с множеством несущих, использующая частотный диапазон от 26 кГц до 1,1MГц, который делится при этом на 256 частотных каналов по 4кГц (рисунок 5.5). Каждая несущая в каналах модулирована информационным сигналом. Количество бит данных, передаваемых каждой несущей зависит от качества линии и отношения сигнал/шум. DMT использует многоканальную передачу, что позволяет избежать зашумленных диапазонов или низкого качества. DMT был принят ANSI T1.413 как стандартный метод модуляции для ADSL. Полная полоса частот ADSL составляет от 0 до 1104 кГц и разделяется на 256 несущих (4,3125 кГц каждая). Несущие 0 -5 используются для телефонной связи, 0-31 - для услуг ISDN.
Фактически DMT можно рассматривать как набор смежных QAM систем, работающих параллельно, а несущая каждой системы соответствует частоте тона подканала.
Модуляция (демодуляция) со многими несущими требует ортогональности между разными подканалами, которая достигается использованием методов быстрого преобразования Фурье (FFT) (рисунок 5.6).
В каждом подканале характеристики линии передачи почти линейны, и поэтому дисперсия импульсов (и необходимость применения эквалайзера в приемнике) внутри каждого подканала минимальна. Энергия импульсного шума может изменить принимаемый символ, но FFT распределяет воздействие на большое количество подканалов, снижая вероятность появления ошибки. Для адаптации к помехам в каждом подканале автоматически определяется отношение “сигнал/шум”, и в соответствии с ним назначается скорость передачи для каждого подканала. Такое решение дает преимущество на зашумленных линиях, так как оно позволяет увеличить скорость передачи по хорошим каналам и минимизировать ее в каналах с сильными помехами. Настройка каналов происходит по обучающей последовательности.
Рисунок 5. 5 - Спектр DMT сигнала
Для ADSL-модема спецификации DMT выгодно сместить полосу прямого канала в низкочастотную область, вплоть до совмещения с областью частот обратного канала (чем ниже частота, тем меньшее затухание испытывает сигнал в витой паре). Такое смещение достигается с помощью асимметричного эхокомпенсатора, который уменьшает интерференционные взаимные помехи прямого и обратного каналов примерно на 2 дБ.
Кодированием DMT предусмотрено преобразование информационных данных в 69 кадров, составляющих суперкадр (сверхкадр) длительностью 17 мс. Каждый кадр содержит байт синхронизации, определяющий его границы и используемый для восстановления при возникновении прерываний на линии связи. Технология DMT имеет существенные преимущества перед CAP. Наиболее важное из них - возможность динамичной адаптации к состоянию линии связи, благодаря чему достигается наибольшая пропускная способность. Скорость может изменяться в каждом подканале, что обеспечивает эффективную защиту от шума (рисунок 5.7). Это особенно важно при передаче информации на большие расстояния.
Рисунок 5. 6
Рисунок 5.7 - Адаптация скорости передачи данных при использовании
модуляции DMT
DMT обеспечивает большие скорости на большие расстояния по сравнению с технологией кодирования CAP. Для адаптации к характеристикам линии передачи скорость при DMT может меняться с шагом 32 кбит/с, а для CAP шаг равен 100 кбит/с. То есть по своим характеристикам метод модуляции со многими несущими оказался лучше: обеспечивается более гибкое управление шириной используемой полосы частот, проще техническая реализация, большая устойчивость и большая дальность связи.
Второй вариант DMT - это дискретное многочастотное волновое кодирование (WDMT), при котором достигаются лучшие шумовые характеристики системы посредством ограничения распространения спектра каналов.