Tengo un gato VDSL. ¿Cómo acceder a Internet en casa? ¿No utilizas ahora ADSL para acceder a Internet en casa?
VDSL (Bucle de abonado digital de muy alta velocidad) es la forma más alta de telefonía a través de líneas de cobre ordinarias de corta distancia.
La tecnología capaz de transmitir datos a una velocidad combinada de 52 Mbit/s es mucho más rápida que el ADSL (Asimétrico Digital)
Bucle de abonado) y el cable módem, Tasa de transferencia de datos equivalente a T3 .
Puede mejorar en gran medida la velocidad de acceso a Internet y proporcionar enlaces rápidos entre LAN en diferentes regiones.
Y puede utilizarse para desarrollar servicios de información en vídeo.
La tecnología VDSL aún se encuentra en fase de investigación. Primero, este artículo presenta algunas especificaciones básicas de VDSL.
Luego analiza y compara varias tecnologías de modulación y tecnologías de multiplexación de VDSL, y finalmente presenta el desarrollo de VDSL.
Situación actual.
2 2 especificaciones del sistema vdsl
Aunque el estándar internacional para VDSL aún está en formulación, la compañía telefónica ha participado en el ANSI T de Estados Unidos.
1.4 y el grupo de estandarización europeo ETSI TM6 han determinado las especificaciones del sistema de VDSL, incluyendo principalmente datos.
Velocidad de transmisión, relación de velocidad de enlace descendente y ascendente, supresión de radiación, densidad de potencia, etc.
Tanto ANSI como ETSI deben admitir la transmisión de datos simétrica y asimétrica. ETSI apoya la suma asimétrica.
Los módems con velocidades de transferencia de datos simétricas se clasifican como Chas y Class respectivamente. La Categoría I, la más alta entre la Categoría I
, tiene una velocidad de transmisión de 24 Mbit/s, y las relaciones de velocidad de enlace descendente y ascendente especificadas son 6: 1 y 3: 1. La velocidad máxima de transmisión de cloro
ass ⅱ es 36 mbit/s, la velocidad máxima de transmisión asimétrica definida por ANSI es
52 mbit/s y las velocidades de enlace descendente y ascendente son 8: 1 respectivamente y 4:1; transmisión de datos en modo de transmisión simétrica
La velocidad de transmisión máxima es de 52 mbit/s.
Para evitar que las señales VDSL en pares trenzados interfieran con la banda de radioaficionado a través de la radiación
Tanto SI como EISI estipulan que la densidad de potencia de transmisión de los módems VDSL en la banda de radioaficionado no es
-80 dBM o superior. Tanto ANSI como ETSI estipulan que la potencia máxima de transmisión del sistema VDSL es de 11,5 dBm.
Entorno de ruido 3VDSL
El principal ruido que afecta a VDSL es la diafonía, la interferencia de radiofrecuencia y la interferencia de pulso. Hay muchos pares trenzados en un mazo de cables y, como no están completamente protegidos entre sí, se pueden acoplar entre sí.
Conversación cruzada. En aplicaciones VDSL, existen dos formas de diafonía: NEXT (diafonía del extremo cercano) y FEXT (diafonía del extremo lejano). NEXT indica que el receptor local ha detectado que uno o más transmisores locales están transmitiendo por otras líneas.
Señal saliente; FEXT se refiere a una o más transmisiones remotas transmitidas en otras bandas de frecuencia que son detectadas por el receptor local.
La señal emitida por el transmisor. El siguiente paso no tiene nada que ver con la longitud del cable. FEXT es una señal acoplada transmitida a través de la línea.
Por lo que disminuye a medida que aumenta la longitud de la línea. En aplicaciones ADSL, FEXT es una interferencia menor debido a las largas colas, mientras que FEXT es mucho más grave en aplicaciones VDSL.
Las señales de radio que se superponen con la banda de frecuencia VDSL pueden acoplarse a las líneas telefónicas y causar interferencias, especialmente aquellas
transmisiones AM de alta potencia y alta densidad de espectro. La interferencia de las transmisiones AM en el espectro VDSL aparece como una señal de ruido máximo en la banda de frecuencia de 525 KHz a 1,61 MHz.
El ruido impulsivo es un pulso transitorio de energía que puede anular una señal de datos transmitida. Debido a que su densidad espectral de potencia en el dominio de la frecuencia tiene características planas de banda ancha, causa pérdidas muy graves al sistema. Para eliminar el ruido impulsivo, se puede utilizar un método que combina codificación FEC (corrección de errores directa) y entrelazado de datos.
Codificación de línea de 4VDSL
Existen dos tecnologías para transmitir señales digitales en pares trenzados: modulación de portadora única y modulación multiportadora.
Sistema.
4.1 Modulación de portadora única
La modulación de portadora única incluye la modulación de amplitud en cuadratura (QAM) y la modulación de fase de amplitud sin portadora (CAP).
Cuando se aplica la modulación de portadora única, el flujo de bits se codifica asignando varios bits consecutivos a puntos de la constelación.
El código se convierte en símbolo. Estos puntos de la constelación se modulan, filtran y transmiten a través de un ancho de banda de canal preasignado.
El canal atenuará la señal transmitida, provocando interferencia mutua entre símbolos adyacentes, es decir, se producirá interferencia entre símbolos.
Interferencia (ISI). En el extremo receptor, se utiliza un ecualizador de longitud finita para reducir la interferencia entre símbolos y mejorar el rendimiento del sistema.
Sí. La capacidad del ecualizador para restaurar el flujo de datos transmitido depende de muchos factores, incluido el tipo de ecualizador, la longitud del dispositivo de filtrado, etc. El ecualizador de mejor rendimiento es el ecualizador de retroalimentación de decisión (DFE), que no es DFE.
El ecualizador lineal utiliza dos filtros y un decididor para reconstruir la señal deseada. La desventaja de DFE es que
el error producido por el símbolo de decisión se retroalimenta para producir predicciones posteriores del ISI restante, y un solo error puede
puede afectar decisiones posteriores para múltiples señales, causando difusión de errores.
4.2 Modulación multiportadora
La modulación multitono discreta (DMT) es un método típico de modulación multiportadora porque este método se utiliza para par trenzado
La transmisión de datos por línea tiene muchas ventajas y países de todo el mundo la han determinado como el método de modulación estándar de ADSL.
Método. El transmisor DMT divide el canal en un conjunto de subcanales ortogonales e independientes, y la relación señal-ruido (SNR) de cada subcanal se mide en cualquier momento. El flujo de bits de datos se codifica para formar un conjunto de subsímbolos QAM, cada subsímbolo es un error especificado por su punto de frecuencia central del subcanal correspondiente y la SNR del sistema.
Requisitos de probabilidad y velocidad binaria de transmisión. Este conjunto de subsímbolos primero usa FFT (Transformada rápida de Fourier)
Cambio) para implementar IDFT (Transformada de Fourier inversa) y luego agrega prefijos cíclicos a las muestras de salida para reducir los símbolos.
Interferencia entre símbolos, las muestras obtenidas en el dominio del tiempo se envían al canal de transmisión después de la conversión de digital a analógico. En el extremo receptor, después de la conversión de analógico a digital, se elimina el prefijo y luego las muestras ruidosas se transforman al dominio de frecuencia a través de DFT.
Señal, realice FEQ (ecualización en el dominio de frecuencia) en la señal de salida DFT para compensar la amplitud de su respuesta de frecuencia de subcanal.
Luego se pasa a través del decodificador para obtener el flujo de bits de datos transmitidos. En comparación con el sistema CAP/QAM, DMT
Este sistema es un sistema DMT porque cada subsímbolo se decodifica de forma independiente y no está relacionado con ningún otro símbolo.
No habrá difusión de errores.
El receptor detecta la relación señal-ruido del subcanal mediante un método basado en datos. Después de detectar cada subletra
Después de la SNR del canal, el receptor calcula el esquema de asignación de bits óptimo para cada subcanal. Para canales con desvanecimiento, basándose en el valor SNR medido, se toma la decisión de mover algunos o todos los bits a otros bits que puedan soportar el aumento.
En el subcanal de la transmisión de bits positivos, los cambios en la asignación de bits requerida se informan al transmisor que los envía.
Dispositivo a finalización específica. Esta técnica se llama intercambio de bits y permite que el sistema varíe en entornos de canal y ruido.
Aun así logra un rendimiento óptimo del sistema y se puede utilizar para aumentar las velocidades de bits y las probabilidades de error.
Para una máxima tolerancia al ruido.
4.3 Comparación entre los esquemas CAP/QAM y DMT
(1) En un entorno de canal no ideal
El rendimiento del receptor DFE de una sola portadora depende de la Longitudes del filtro de retroalimentación y deuda front-end.
En canales con una pérdida de inserción significativa, se requieren líneas telefónicas de mayor longitud en configuraciones en puente.
Ecualizadores de filtro complejos. En el esquema DMT, el canal se divide en muchos subcanales, que están separados por subcanales únicos.
La SNR del canal es casi plana y está cubierta por una región de baja SNR causada por el nivel de ruido en el punto del puente.
Las asignaciones de subcanales transmiten menos bits que los subcanales con mayor SNR y módems DMT
Puede desactivar los subcanales que están demasiado atenuados para transmitir datos y dejar que DMT el sistema transfiera datos cada vez.
Se ha alcanzado la cantidad máxima de datos permitida para transmitir en el canal.
(2) Suprimir las interferencias a la radioafición.
Para limitar la densidad de voz de potencia de transmisión dentro del ancho de banda del radioaficionado a no más de 80 DBM/Hz,
El transmisor CAP/QAM debe generar una señal horaria para el aficionado. banda de radio cubierta por el sistema. Aceptar
Finalmente, el filtro de avance del DFE debe crear muescas en las mismas ubicaciones para resistir la VD del par de radioaficionados.
Para evitar interferencias de radiación del sistema SL, también se debe utilizar un filtro de deuda previa para resistir la radiación de las señales de radiodifusión.
La perturbación crea rendijas adicionales. Los malos puertos son creados por filtros. A medida que aumenta el número y la profundidad de las muescas,
además, la longitud del filtro aumentará y la complejidad aumentará. Los sistemas DMT se pueden apagar con radioaficionados.
Los subcanales superpuestos de la banda de frecuencia eléctrica pueden cumplir con los requisitos de densidad de potencia de salida en la banda inalámbrica de aficionados.
Requisitos limitados y no apto para emisiones AM y aficionados ya que el canal está dividido en subcanales estrechos.
La alimentación por cable generalmente involucra fuentes de ruido en varios subcanales adyacentes, y se puede utilizar intercambio de bits y FE adaptativa.
Con el fin de reducir el impacto de esta interferencia.
(3) Impacto del ruido impulsivo
Tomando como ejemplo la banda de frecuencia del canal 0-11,04 MHz, DMT divide el canal en 256 subcanales.
Entonces el ancho de cada subcanal es de 43,125 kHz, teniendo en cuenta el prefijo cíclico adicional, la velocidad de símbolo es de 40 KHz.
Entonces la duración de cada símbolo es 25PS. La velocidad de símbolo del sistema CAP/QAM que utiliza el mismo ancho de banda es de 11,04 MHz y la duración del símbolo es de 90,6 ns, si hay una troncal de impulsos con un ancho de 5 ps en el canal.
Interferencia, que destruye hasta 1/5 de un solo símbolo DMT. En el extremo receptor, los símbolos DMT interferidos se transforman nuevamente al dominio de la frecuencia a través de DFT, y la interferencia del pulso se propaga a todos los símbolos DMT. La esencia de esta transformación es aumentar
la duración efectiva del pulso, pero su potencia disminuye. Siempre que sea plano dentro del período del símbolo DMT
Si la potencia promedio no excede el margen de ruido, no habrá errores de detección en el sistema. En el sistema CAP/QAM
En el sistema, la interferencia de pulsos de 5PS destruye 55 símbolos consecutivos. En el extremo receptor, los símbolos CAP/QAM son continuos.
La decodificación uno por uno solo puede depender de códigos de corrección de errores directos y entrelazados para reducir el impacto del ruido impulsivo. Debido a que el ruido impulsivo causará difusión de errores en DFE, la eficiencia del código de corrección de errores directo después de DFE también se reducirá.
Muy bajo
(4) Admite la velocidad de transmisión requerida
Debido a que el sistema CAP/QAM utiliza un ancho de banda mucho más amplio que un único subcanal DMT para transmitir datos, por lo que el sistema CAP/QAM no puede transmitir datos.
//El intervalo de pasos de la velocidad de transmisión de datos admitida por el sistema QAM no es fino. Por ejemplo, si el sistema utiliza
para transmitir datos con un ancho de banda de 3 MHz, el tamaño de paso de velocidad de datos mínimo admitido es 3 mbit/s
Esta es la cantidad de bits representados. por cada símbolo. Se obtiene cuando se aumenta en 1. Si necesitas 10 Mbit.
/s, se debe utilizar un sistema de velocidad de datos de 12 mbit/s de 4 bits por símbolo, lo cual es un desperdicio.
Velocidad de datos efectiva de 2 mbit/s. Debido a que el canal del sistema DMT está dividido en subcanales más pequeños, todos los bits de subcanal se asignan de forma independiente a estos subcanales, por lo que se pueden proporcionar tamaños de espaciado más finos. El espacio entre/separando/en/las/habitaciones
El tamaño del espacio está determinado por el ancho del pasillo.
Si el sistema utiliza subcanales con un ancho de 32 KHz, entonces
El intervalo de paso de velocidad de bits mínimo es 32 kbit/s
(5) Compatibilidad con el espectro
La solución Cap/QAM solo puede utilizar bandas de frecuencia superiores a 1,1MHz. En este caso Cap/QAM
La solución es compatible con el espectro ADSL. Pero cuando no hay ADSL en el mismo mazo de cables, estos sistemas fallan
Utilizan eficientemente el ancho de banda de alta relación señal-ruido por debajo de 1MHz. DMT se puede elegir con gran flexibilidad.
Los límites superior e inferior de la banda de transmisión. Siempre que la densidad espectral de potencia de transmisión en el subcanal sea inferior a 1.104MHz
puede ser compatible con el espectro ADSL reduciéndolo. Cuando no hay interferencia de línea ADSL en el paquete, los sistemas basados en DMT pueden asignar más energía a estos subcanales para transmitir más bits y proporcionar un mejor rendimiento que los sistemas tradicionales.
Alto rendimiento.
(6) Consumo de energía
El consumo de energía del esquema CAP/QAM suele ser menor que el del esquema DMT. A medida que la integración del sistema continúa mejorando,
el consumo de energía continúa disminuyendo. Para los sistemas VDSL, el rendimiento de la solución DMT es mejor que el de la solución CAP/QAM.
Este caso tiene ciertas ventajas. Sin embargo, el esquema DMT es más complejo que el esquema CAP/QAM porque necesita implementar DFT.
Debido al entorno de trabajo especial del módem ONU, se requiere un sistema de bajo consumo de energía.
La solución CAP/QAM también tiene sus ventajas.
Modo dúplex de 5VDSL
Existen dos soluciones para lograr la transmisión de datos bidireccional: una es la multiplexación por división de frecuencia (FDD) y la otra es la división de tiempo.
Multiplexación (TDD)
5.1 Multiplexación por división de frecuencia
El sistema FDD tiene dos o más canales, y la clave de su rendimiento es el ancho de banda y los bits de las bandas de frecuencia del canal de enlace ascendente y descendente.
Configuración.
Otro tema que debe considerarse es el ancho de banda de los canales de flujo ascendente y descendente. La elección del ancho de banda depende de la velocidad de datos requerida y de la relación entre las velocidades de datos de enlace descendente y ascendente. Se admite una relación asimétrica de 8:1.
La asignación de ancho de banda para la transmisión de datos es completamente diferente de la que se utiliza para soportar la transmisión de datos simétrica. Señales de enlace ascendente y descendente
En aplicaciones prácticas, la asignación de ancho de banda del canal también está relacionada con la longitud de la línea, la relación señal-ruido y el ancho de banda de frecuencia efectivo.
Para admitir una amplia gama de velocidades de datos y proporciones de velocidades de datos de enlace descendente a ascendente en transmisión bidireccional,
los sistemas FDD deben proporcionar canales de enlace ascendente y descendente de ancho de banda variable, lo que agrega filtrado. al sistema en general, y al filtrado analógico en particular.
Complejidad del filtro. Una excepción es el sistema FDD que utiliza el esquema DMT, que se basa en cada dirección.
Proporciona un conjunto de subcanales con un rango de ancho de banda completo para permitir la asignación arbitraria de subcanales de enlace ascendente y descendente. Por niño
Este canal se puede utilizar para transmisiones de enlace ascendente y descendente. Aunque esta técnica requiere dos unidades DFT de longitud completa en todos los módems, lo que aumenta la complejidad de la parte digital del sistema, la reduce.
Requiere una parte analógica y proporciona gran flexibilidad en la asignación de bandas FDD.
5.2 Multiplexación por división de tiempo
A diferencia de la multiplexación por división de frecuencia, los sistemas de multiplexación por división de tiempo implementan el enlace ascendente y el enlace descendente en diferentes períodos de tiempo dentro de una única banda de frecuencia.
Transmisión de datos de línea. El uso del ancho de banda del canal de tiempo compartido se coordina mediante el uso de supertramas, una de las cuales consta de un intervalo de tiempo de transmisión de datos de enlace descendente, un intervalo de tiempo de transmisión de datos de enlace ascendente y otro intervalo de tiempo de silencio.
Brecha. El ancho de ranura de los canales de datos de enlace descendente y ascendente es un múltiplo entero del período del símbolo DMT. La supertrama se puede representar
como a-q-b-q, donde a y b representan el número de períodos de símbolo asignados a la transmisión de datos de enlace descendente y ascendente respectivamente, y q representa la ranura silenciosa, que se utiliza para eliminar el retraso de propagación de el canal y el eco entre los intervalos de tiempo de transmisión y recepción.
Respuesta. Tomemos como ejemplo una supertrama con 20 períodos de símbolos. a y B ocupan 18 períodos de símbolos y Q ocupa dos períodos de símbolos.
Punto.
Los valores de a y b se pueden determinar en función de la relación entre las velocidades de datos de enlace descendente y ascendente requeridas por el sistema.
El uso de TDD requiere que los módems de todas las líneas del grupo de arnés estén sincronizados con el mismo * * * módem.
En un reloj de supertrama estándar, los datos de enlace descendente y ascendente en todas las líneas aparecen simultáneamente.
Si * * * no hay una estructura de supertrama, las líneas en el mazo de cables soportado por TDD generarán SIGUIENTE diafonía entre sí, reduciendo el rendimiento del sistema.
Baja tasa de transferencia de datos. Hay muchas formas de generar un reloj de supertrama. Por ejemplo, desde una red de 8kHz.
La derivación del reloj también se puede generar mediante uno de los módems TDD o mediante el uso de tecnología GPS.
5.3 Comparación entre TDD y FDD
VDSL se diferencia de otros DSL en que admite tanto transmisión simétrica como asimétrica. FDD asigna diferentes anchos de banda para transmisión simétrica y asimétrica respectivamente, mientras que TDD asigna diferentes intervalos de tiempo en la supertrama. Cuando los servicios simétricos
y asimétricos están en el mismo arnés, se genera NEXT para ambos modos dúplex.
La estructura de supertrama en TDD admite transmisión simétrica y varias relaciones de velocidad a través de un único transceptor.
Para la transmisión asimétrica, la relación de transmisión de datos de enlace descendente y ascendente se puede determinar configurando los valores de a y b en el software. Multiplexación por división de frecuencia
Los módems son ineficaces a la hora de soportar múltiples relaciones de velocidades de transmisión de enlace descendente y ascendente. Para admitir múltiples enlaces descendentes, los módems FDD generalmente requieren filtros de división de banda analógicos flexibles para variar la relación de velocidad de transmisión del enlace ascendente.
Al cambiar el ancho de banda de los canales ascendentes y descendentes, la complejidad de este filtro es lo que el módem puede proporcionar.
La relación de velocidad de transmisión es proporcional al número de tipos, lo que determina la complejidad y el consumo de energía del transceptor. Anxi y ETSI
Las relaciones de transmisión de datos admitidas requeridas son 1:1, 3:1, 4:1, 6:1 y 8:1, que pueden ser admitidas.
La complejidad de los transceptores con estas relaciones de velocidad es prohibitiva.
Los sistemas TDD tienen baja complejidad, especialmente los módems TDD basados en DMT
Las funciones de envío y recepción son esencialmente las mismas, y ambas requieren FFT para implementar operaciones DFT, que se pueden disfrutar.
Parte del hardware del transmisor y del receptor reduce la complejidad. Gracias a la tecnología TDD, el demodulador se puede utilizar para cualquier período de transmisión o recepción, por lo que solo se requiere una FFT difícil de calcular por módem.
Estructura de componentes, esta FFT abarca todo el ancho de banda del sistema y se encuentra en un período de tiempo excepto en ranuras silenciosas dentro de una supertrama.
Siempre trabajando. La misma banda de frecuencia se puede transmitir y recibir simultáneamente, por lo que no se requiere simulación adicional.
En términos de hardware, cierre las rutas no utilizadas para reducir el consumo de energía; en modo FDD, las rutas de envío y recepción siempre deben enviarse para proporcionar energía.
Los sistemas TDD proporcionan una solución flexible y de bajo consumo. Pero el sistema TDD se mide en la oficina telefónica local.
Y el módem de la ONU debe estar estrictamente sincronizado con el reloj de supertrama estándar para que el sistema pueda evitar el impacto de NEXT.
Asignar un reloj de supertrama estándar sería muy difícil si se considera la compatibilidad entre productos de diferentes proveedores.
Los proveedores de servicios de Internet no están dispuestos a asumir esta responsabilidad, por lo que recomiendan FDD como solución VDSL dúplex.
6 Estado de desarrollo de VDSL
Las diferentes implementaciones de VDSL tienen sus propios partidarios y la elección del esquema de codificación de línea se divide en dos partes.
Gran campo: una es la organización que respalda la solución QAM/CAP, incluidas ADI, Aware,
Broadcom, Rockwell y otras empresas; la otra es la alianza que respalda el DMT; plan, incluidas Alcatel,
TI, Nortel, Cadence y otras empresas. Introdujeron conjuntos de chips VDSL y.
El sistema incluye los conjuntos de chips BCM6010 y BCM6020 de Bmdcom que utilizan soluciones QAM y FDD.
TI ha lanzado un chip basado en tecnología DMT y TDD con el DSP programable TMS320C5400 como núcleo.
El grupo TNET8000 está trabajando actualmente en el desarrollo de conjuntos de chips utilizando soluciones DMT y FDD.
La tecnología VDSL es una dirección para el desarrollo de las redes telefónicas. A medida que su tecnología continúa desarrollándose y madurando, se utiliza
Los usuarios pueden disfrutar de varios servicios de banda ancha que ofrece en casa y las perspectivas de desarrollo son muy amplias.