Доступ по медным линиям xDSL

DSL – «D аешь S вязь L юдям!»

Из всех технологий абонентского доступа наиболее дешёвой является технология доступа по медным линиямxDSL. Предоставление голосового трафика, подключение удаленных компьютеров, объединение ЛВС, организация соединения с провайдером, дистанционное обучение и т.п. — все это можно легко реализовать, используя одну из XDSL-технологий.

Главная проблема, возникающая при передаче информации по абонентским линиям, — это низкие скорости передачи. Скорость ограничивается шириной спектра полосы пропускания линии связи. Однако имеется способ, позволяющий значительно повысить скорость передачи информации без увеличения ширины спектра сигнала. Основная идея такого способа заключается в использовании многопозиционного кодирования. Исходная последовательность бит данных разбивается на группы (символы), каждой из которых ставится в соответствие некоторое дискретное состояние сигнала. Например, используя 16 различных состояний сигнала (они могут отличаться друг от друга, как по амплитуде, так и по фазе), можно закодировать все возможные комбинации для последовательностей из 4 бит. Соответственно 32 дискретных состояния позволят закодировать в одном состоянии группу из пяти бит. Для увеличения скорости передачи сигнала по абонентским линиям применяют специальные коды.

3.1 Коды xDSL

Технология xDSL подразделяются на низкоскоростные и высокоскоростные решения, которые зависят и от вида модуляции. Известны следующие виды модуляции xDSL:

1. QAM, Quadrature Amplitude Modulation – квадратурная амплитудная модуляция;

2. CAP, Carrierless Amplitude/Phase – амплитудно-фазовая модуляция без несущей

3. Потенциальный код 2В1Q

4. PAM, Pulse Amplitude Modulation – амплитудно-импульсная модуляция;

5. DMT, Discrete Multitone – дискретная многочастотная модуляция.

3.1.1 Квадратурно-амплитудная модуляции QAM (КАМ) – это многопозиционная амплитудно-фазовая модуляция с несколькими возможными значениями уровней амплитуды и сдвига фазы сигнала. В случае КАМ-модуляции состояния сигнала удобно изображать на сигнальной плоскости (рис.3.1).

Рисунок 3.1 – Сигнальное созвездие КАМ

Каждая точка сигнальной плоскости имеет две координаты: амплитуду и фазу сигнала и представляет собой закодированную комбинацию последовательности бит.

На рисунке 3.1. показано сигнальное созвездие для случая, когда x(t) и y(t) принимают значения ±1, ±3 (4-х уровневая КАМ). Величины ±1, ±3 определяют уровни модуляции и имеют относительный характер. Созвездие содержит 16 сигнальных точек, каждая из которых соответствует четырем передаваемым информационным битам. Квадратурная модуляция заключается в представлении колебания сигнала линейной комбинацией двух ортогональных составляющих — синусоидальной и косинусоидальной: S(t)=x(t)sin(wt+f)+y(t)cos(wt+f), где x(t) и y(t) — биполярные дискретные величины. Такая дискретная модуляция (манипуляция) осуществляется по двум каналам на несущих, сдвинутых на 90° друг относительно друга, т.е. находящихся в квадратуре (отсюда и название модуляции).

Рисунок 3.2 – график формы сигнала на выходе модулятора КАМ-16

Исходная последовательность двоичных символов разбивается на четвёрки бит, после чего каждая четвёрка делится на две пары. Обе пары импульсов поступают на входы соответствующих манипуляторов (рисунок 3.3) которые преобразует каждую пару бит в символ одного из четырёх уровней импульсов x(t) и y(t)). 01 = +3; 00 = +1; 10 = -1; 11 = -3.

Рисунок 3.3 – Схема модулятора КАМ-16 Импульсы x(t) и y(t) поступают на входы канальных перемножителей. В результате выходной сигнал квадратурной схемы изменяется не только по фазе, но и по амплитуде. Пользуясь геометрической трактовкой, каждый сигнал КАМ можно изобразить вектором в сигнальном пространстве. На рисунке 3.4 приведён пример кодирования кодомКАМ-16 исходной последовательности бит: 10010011110001110000.