Výsledky výzkumu a další informace nejen
z oblasti přístupových telekomunikačních sítí.
Access server ISSN 1214-9675
Server vznikl za podpory Grantové agentury ČR.
17. ročník
Dnešní datum: 21. 04. 2019  Hlavní stránka | Seznam rubrik | Ke stažení | Odkazy  

Doporučujeme
Knihu o FTTx

Matlab server - on-line výpočty a simulace

E-learning - on-line kurzy

Kontakt
KTT FEL ČVUT
Napište nám

Redakční rada - pokyny pro autory a recenzenty

Copyright

ADSL/ADSL2+

* Koexistence ADSL s ostatními přenosovými systémy

Vydáno dne 29. 07. 2004 (5893 přečtení)

Dosažitelné přenosové rychlosti přípojek ADSL závisejí na skladbě digitálních systémů v kabelu, jak ukazují výsledky simulací.

ADSL je adaptivní systém pracují s pružným využíváním spektra, kdy lze dílčí subkanály, na něž je pásmo rozděleno, využít na základě dosahovaného odstupu signálu od šumu, v extrémním případě je i zcela vynechat. Systémy na tomto principu využívají metodu DMT (Discrete Multi-Tone). Zde lze modifikovat Shannonův vztah do tvaru sumarizujícího dílčí informační kapacity dosažené v subkanálech

sim ADSL 1

kde B je celková šířka pásma (u ADSL až 1105 kHz)
N je počet subkanálů (u ADSL až 256)
SNRi(f) je odstup signálu od šumu v i-tém subkanálu

Při inicializaci ADSL modemů se provádí alokace bitů v jednotlivých subkanálech na základě zjištěného odstupu signálu od šumu pro garantovanou hodnotu chybovosti podle vztahu

sim ADSL 2

kde kb je konstanta (někdy označovaná v literatuře jako Shannon Gap) závislá na přípustné hodnotě bitové chybovosti. Pro bitovou chybovost 10-7 vychází hodnota kb = 9,55. Obvykle se volí šumová rezerva (Noise Margin) 6 dB, čemuž odpovídá kb = 38,02. Využitelná hranice je 15 bitů na symbol v každém subkanálu, používá se však maximálně 12 bitů na symbol. Dosažitelná přenosová rychlost v dílčím subkanále bude pak dána násobkem modulační rychlosti a počtu stavových míst bi (bitů)

sim ADSL 3

Hlavním krokem při analýze možností koexistence různých systémů na společném kabelu je modelování celkového přijímaného šumu, jehož hlavní část tvoří rušení způsobené přeslechy od ostatních přenosových systémů. V praxi mohou být systémy ADSL nasazeny na společném kabelu s již existujícími přenosovými systémy různých typů. Potom se ovšem může stát, že nově osazený systém ADSL nebude moci dosáhnout požadované přenosové rychlosti, protože na něj bude působit příliš velké rušení od ostatních systémů, které jsou již na daném kabelu instalovány. Aby bylo možné předem stanovit, zda lze v daných podmínkách dosáhnout určité požadované přenosové rychlosti, je třeba danou situaci nasimulovat. Obr. 1 nejprve ukazuje dosažitelnou přenosovou rychlost ve směru od poskytovatele k účastníkovi (downstream) a od účastníka k poskytovateli (upstream) jediného ADSL modemu na kabelu v závislosti na vzdálenosti od ústředny.

sim ADSL 4
Obr. 1 Závislost dosažitelné přenosové rychlosti ADSL na vzdálenosti od ústředny - bez rušení.

Vliv jednotlivých systémů

Obr. 2 znázorňuje případ, kdy na společném kabelu pracuje 1 systém ADSL a 10 základních přípojek ISDN-BA s kódem 2B1Q, přičemž všechny jsou umístěny ve stejné vzdálenosti. Došlo k nepatrnému poklesu přenosové rychlosti, přičemž pokles je v tomto případě pro oba směry přenosu přibližně stejný.

sim ADSL 5
Obr. 2 Závislost dosažitelné přenosové rychlosti ADSL na vzdálenosti od ústředny - ruší 10 ISDN-2B1Q.

Nyní budeme uvažovat případ znázorněný na obrázku 3, kdy je na kabelu nasazeno celkem 11 systémů ADSL, přičemž jsou všechny umístěny ve stejné vzdálenosti. To znamená, že každý systém ADSL je rušen 10 dalšími systémy stejného typu. Oproti případu bez rušení zde došlo ke snížení přenosové rychlosti v obou směrech přenosu. Oba směry přenosu jsou frekvenčně odděleny (FDD) a tudíž dochází k vzájemnému rušení typu přeslechu na vzdáleném konci FEXT (výjimkou jsou pouze subkanály v blízkosti dělícího kmitočtu 138 kHz).

sim ADSL 6
Obr. 3 Závislost dosažitelné přenosové rychlosti ADSL na vzdálenosti od ústředny - ruší 10 ADSL.

Dalším systémem, který může být nasazen na společném kabelu společně s ADSL, je systém HDSL, jehož přenos může probíhat po dvou nebo po třech metalických párech (pozdější varianta systému, která se nazývá HDSL2, používá pro přenos pouze jeden pár). Nyní tedy budeme uvažovat případ, kdy je na společném kabelu nasazen 1 systém ADSL a 10 systémů HDSL pro 2 páry, který se v sítích vyskytuje nejčastěji. Dosažitelné přenosové rychlosti jsou znázorněny na obr. 4. Pro větší vzdálenosti ADSL od ústředny zůstává systém HDSL umístěn ve vzdálenosti 3 km, což je průměrná hodnota jeho maximálního dosahu.

sim ADSL 7
Obr. 4: Závislost dosažitelné přenosové rychlosti ADSL na vzdálenosti od ústředny - ruší 10 HDSL-2 páry.

Protože systém HDSL používá pro přenos stejný linkový kód (2B1Q) jako ISDN-BA (ISDN-2B1Q), bude mít jeho rušivý vliv na ADSL obdobný charakter. Spektrum signálu HDSL však zabírá větší šířku pásma než spektrum signálu ISDN-2B1Q, přičemž zasahuje i do frekvenčního pásma používaného pro přenos ADSL od poskytovatele k účastníkovi (downstream). Z toho důvodu dojde ke znatelnému poklesu přenosové rychlosti i v tomto směru přenosu.

Posledním uvažovaným rušícím systémem je ISDN-PRA používající linkový kód HDB3 (obr. 5). Spektrum signálu ISDN-PRA pokrývá celé frekvenční pásmo používané pro ADSL, přičemž vyšší úroveň rušení je v části frekvenčního pásma používané pro přenos ADSL ve směru k účastníkovi (downstream). Dochází zde k velkému snížení přenosové rychlosti v důsledku silného rušení v celé části frekvenčního pásma používané pro downstream.

sim ADSL 8
Obr. 5 Závislost dosažitelné přenosové rychlosti ADSL na vzdálenosti od ústředny - ruší 10 ISDN-PRA.

Jak je vidět z dosažitelných hodnot přenosových rychlostí, dosah systému ADSL je v koexistenci s ISDN-PRA značně omezen. Z toho důvodu je výhodnější k realizaci přípojky ISDN-PRA používat místo linkového kódu HDB3 kód 2B1Q – tedy nasadit systém HDSL s přenosem po dvou párech, který umožňuje přenášet data stejnou rychlostí, přičemž využívá i stejný počet párů jako ISDN-PRA. Navíc má oproti ISDN-PRA větší dosah.

Vzájemnému rušení systémů ADSL a VDSL je možné zabránit tím, že se posune dolní mezní kmitočet pásma používaného pro VDSL nad 1,1 MHz, což je horní mezní kmitočet pásma ADSL. Pokud by však z nějakého důvodu (např. kvůli dosažení vyšší přenosové rychlosti VDSL) bylo nutné využívat celé pásmo VDSL od nižších kmitočtů (od 300, příp. již od 138 kHz), docházelo by k rušení systému ADSL přeslechem typu FEXT. Vzhledem k tomu, že nedochází k překrývání části pásma ADSL používané pro přenosnbsp;poskytovateli (upstream) s pásmem VDSL, nebude tento směr přenosu systémem VDSL nijak rušen a nebude jím tudíž ovlivněna ani odpovídající přenosová rychlost. V části pásma ADSL používané pro přenos k účastníkovi (downstream) bude míra rušení nižší v porovnání s rušením od jiného systému ADSL, protože maximální úroveň výkonové hustoty PSD systému VDSL je -60 dBm/Hz, což je o více jak 20 dB méně než u ADSL.

Kombinace více druhů systémů na společném kabelu

Dosud jsme uvažovali případy, kdy byl systém ADSL rušen pouze jedním typem přenosového systému. V praxi však může na jednom kabelu pracovat více typů přenosových systémů zároveň. Výsledné rušení působící na konkrétní systém ADSL je v takovém případě dáno kombinací dílčích rušení od jednotlivých typů přenosových systémů.

Na obr. 6 je znázorněn případ, kdy je na jednom kabelu nasazeno 11 systémů ADSL, 10 systémů ISDN-2B1Q a 10 systémů HDSL s přenosem po 2 párech.

sim ADSL 9
Obr. 6 Závislost dosažitelné přenosové rychlosti ADSL na vzdálenosti od ústředny - ruší 10 ADSL, 10 ISDN-2B1Q a 10 HDSL pro 2 páry.

Všechny případy diskutované výše odpovídaly kabelu s průměrem žil 0,4 mm. Nyní uvedeme pro srovnání na obr. 7 stejnou kombinaci systémů jako v předchozím obrázku, avšak na kabelu s průměrem žil 0,6 mm. Z grafu je patrné, že došlo ke zvýšení přenosové rychlosti u obou směrů přenosu zejména ve větších vzdálenostech od ústředny. To je způsobeno tím, že kabel s průměrem žil 0,8 mm má oproti kabelu s průměrem žil 0,4 mm podstatně menší měrný útlum.

sim ADSL 10
Obr. 7 Závislost dosažitelné přenosové rychlosti ADSL na vzdálenosti od ústředny- ruší.

10 ADSL, 10 ISDN-2B1Q a 10 HDSL pro 2 páry - kabel s průměrem žil 0,8 mm

V praxi nejsou však systémy umístěny ve stejné vzdálenosti od ústředny, ale jsou rozloženy v podobě odboček z hlavní kabelové trasy. Nyní nebudeme tedy zkoumat závislost přenosové rychlosti na vzdálenosti, ale budou nás zajímat dosažitelné přenosové rychlosti modemů ADSL, jejichž poloha je předem určena.

sim ADSL 11
Obr. 8: Příklad uspořádání účastnické přístupové sítě.
sim ADSL 12
Obr. 9: Dosažitelné přenosové rychlosti ADSL modemů.

Na obr. 8 je znázorněn příklad možného uspořádání přístupové sítě. Jednotlivé úseky mohou mít i různý průměr žíly. Zde je kombinace párů 0,8 mm (CT08) a 0,4 mm (CT04). Dosažitelné přenosové rychlosti v tomto případě udává graf na obr. 9.

Výše uvedené výsledky byly získány pomocí simulačního programu, který vznikl na katedře telekomunikační techniky ČVUT FEL. V prostředí MatLab lze tak snadno simulovat nejrůznější případy přicházející v úvahu v přístupové síti.



Autor:        J. Vodrážka
Pracoviště: České vysoké učení technické v Praze, FEL

Informační e-mail Vytisknout článek
Projekty a aktuality
01.03.2012: PROJEKT
Výzkum a vývoj nového komunikačního systému s vícekanálovým přístupem a mezivrstvovou spoluprací pro průmyslové aplikace TA02011015

01.01.2012: PROJEKT
Vývoj adaptabilních datových a procesních systémů pro vysokorychlostní, bezpečnou a spolehlivou komunikaci v extrémních podmínkách VG20122014095

09.10.2010: PROJEKT
Výzkum a vývoj datového modulu 10 Gbit/s pro optické a mikrovlnné bezdrátové spoje, FR-TI2/621

09.01.2010: PROJEKT
Sítě s femtobuňkami rozšířené o řízení interference a koordinaci informací pro bezproblémovou konektivitu, FP7-ICT-2009-4 248891

09.11.2008: PROJEKT
Ochrana člověka a techniky před vysokofrekvenčním zářením, FI-IM5/202

20.06.2008: Schválení
Radou pro výzkum a vývoj jako recenzovaný časopis

01.04.2007: PROJEKT
Pokročilá optimalizace návrhu komunikačních systémů pomocí neuronových sítí, GA102/07/1503

01.07.2006: Doplnění sekce pro registrované

12.04.2005: Zavedeno recenzování článků

30.03.2005: Výzkumný záměr
Výzkum perspektivních informačních a komunikačních technologií MSM6840770014

29.11.2004: Přiděleno ISSN

04.11.2004: Spuštění nové podoby Access serveru

18.10.2004: PROJEKT
Optimalizace přenosu dat rychlostí 10 Gbit/s, GA102/04/0773

04.09.2004: PROJEKT
Specifikace kvalitativních kritérií a optimalizace prostředků pro vysokorychlostní přístupové sítě, NPV 1ET300750402

04.06.2004: PROJEKT
Omezující faktory při širokopásmovém přenosu signálu po metalických párech a vzájemná koexistence s dalšími systémy, GA102/03/0434

Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

NAVRCHOLU.cz

Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.