宽带接入技术与实践 第3章 xDSL接入技术.ppt

1、宽带访问技术和实践，山西师范大学网络信息中心，第三章xDSL访问技术，2020/8/2，学习目标：铜传输损耗和容量，铜串行连接，混合线圈和回波理解铜2BIQ代码，QAM，CAP，DMT编码。了解HDSL基本配置和帧结构、HDSL线路编码、HDSL体系结构、HDSL应用程序功能和限制、HDSL2访问技术、HDSL2线路编码以及HDSL2的FDM和波删除。了解ADSL访问技术和特性、ADSL系统结构、ADSL系统模型和功能、ADSL调制技术和框架结构、ADSL传输方法和传输模型。了解VDSL访问技术和相关技术、VDSL应用程序、ADSL2和ADSL2、VDSL2技术。DSLAM技术。第3章xDSL

2、访问技术，2020/8/2，核心知识：铜传输损耗和容量，2BIQ代码，QAM，CAP，DMT编码，HDSL的基本组件，HDSL核心技术，HDSL2访问技术难点知识：第3章xDSL访问技术，2020/8/2，DSL中的信号环境xDSL访问信号处理技术HDSL访问技术HDSL2访问技术ADSL访问技术VDSL访问技术下一代xDSL技术xDSL访问系统中的本地设备案例研究，第3章xDSL访问技术，2020/8/DSL，2020/8/2，3.1.1铜线的传输损耗和容量与所有传输介质一样，在铜线上传输时，随着电缆长度的增加，信号继续衰减。在远距离循环中，总衰减可达6070dB。除了用户环路长度外，影响信

3、号损失的因素还包括绞芯直径(主要是低频)、信号的电磁频率和桥卡舌(显示振动动作)牙齿。信号衰退到比噪声功率小的时候，接收器不能准确地检测远视信号。了解铜传输损耗的目的之一是了解信号与噪声比(SNR，S/N)，并确定传输系统的最大容量。多亏了传输系统的信噪比特性参数，可以应用香农定律(Shannon，s Law)估计系统的最大容量。CBlog2(1S/N)，其中b是带宽，以Hz为单位。语音频带(带宽4kHz)的信道容量，由于2020/8/直流特性，线对之间有很好的绝缘特性，但是在高频频带中，由于电容和电导耦合效应，线对之间有徐璐不同程度的串线。在DSL系统中，串扰是限制传输吞吐量提高的重要因素。

4、根据串扰的来源，串扰可以分为近端标记(NEXT)、近端标记(FEXT)、Self Crosstalk (self cross talk)和外部串扰，3.1.2串行和使用扭曲方式，电话线可以在低频率和地面之间基本实现平衡，因此射频信号的作用很弱。在高频波段，这种平衡作用随着频率的增加而减少，因此高速DSL系统很容易受到射频噪声的影响。主要噪音源为调幅广播(5601600kHz频带)和业余无线电(Ham Radio)。电子的频率一般是固定的，干扰是可以预测的，但后面随着频率和功率的跳动，很难预测。业余无线电主要与VDSL的频段重叠。脉冲噪声短的电磁干扰在DSL系统中产生脉冲噪声。脉冲噪音的主要原因

5、是空中闪电，家用电器开关动作等。脉冲噪声有随机脉冲波形，但比高斯类型的背景噪音强得多。脉冲噪声的宽度通常为520mV，每分钟15次，持续时间为30150s。3.1.2串行和其他噪声、2020/8/2、传统电话通信要求将电话的麦克风和听筒连接到混合线圈，以便在用户环路的两条单线上进行实时全双工语音信号传输。混合线圈(电路)实际上是桥。如果网桥达到平衡，则只有很少的发送信号可以返回到接收路径。实现桥梁平衡的重要因素是用户循环的阻抗匹配。由于回路中存在的重新连接和温度变化等原因，没有用户回路的阻抗固定，因此混合线圈容易发生回音。在语音通信中，少量的回声不仅是可接受的，实际上也是判断用户是否保持电话连

6、接的重要标志。3.1.3混合线圈和回波，2020/8/2，3.2 xDSL访问信号处理技术，2b1q QAM cap DMT，2020/8/2，3.2.1 2b1q，更改为基带信号通常是脉冲参数(振幅、宽度、时间脉冲幅度调制是脉冲载波宽度随基带信号变化的调制方式。简单地说，是以一定的时间间隔进行模拟信号采样，以产生振幅等于采样信号的脉冲。2BlQ(2 Binary 1 Quaternary)代码属于基带传输的4PAM代码，是没有冗余度的4电平脉冲幅度调制代码。每个2位图像生成4进制振幅信号，调制到载波，将线路传输的符号速度降低一半，并将频带利用率提高一倍，达到2bit/s/Hz。2020/8/

7、2，2BlQ编码和信息流的对应，2B1Q、2B1Q代码和原始位代码的对应，2020/8/2，2B1Q、2B1Q代码的电力频谱特征：(1)由于2B1q，在392500kHz以上出现的很多(2)2B1Q码基带中含有很多低频成分，导致组延迟失真，代码间干扰。2B1Q的功率密度，2020/8/2，QAM是正交振幅调制，使用两个独立的基带波形抑制徐璐正交的同波载波的双向频带调制。QAM是一种成熟、标准化的调制技术，广泛应用于音频调制解调器和微波无线系统。3.2.2 QAM、2020/8/2、QAM、典型QAM格式为16QAM、64QAM和256QAM等。星座数越多，每个符号能传输的信息杨怡就越多。以16

8、QAM调制为例，输入的二进制数据流成为调制信号的字符串，成为4向并行数据流。牙齿4向数据通过合并两个或两个水平转换器，分别转换为2路4级数据。例如，00转换为3，01，10转换为1，11转换为3。牙齿2路4级数据mI(t)和mQ(t)可以分别调制载波cosct和sinct，然后相加以获得16QAM信号。16QAM星座图，2020/8/2，3.2.3 CAP，CAP是ATT贝尔实验室研究开发无载波幅度调制编码技术的冗余调制码，是带通传输码。CAP调制代码是通过数字滤波器而不是调制载波生成的，称为载波调制代码。具有与QAM相同的频谱特性和理论基础，相同的组件和相位正交组件具有8个振幅，每个代码包含

9、4位信息，具有与QAM相同的星座映射。CAP的系统配置类似于QAM，在接收端使用线性自适应均衡器或自适应判决反馈均衡器进行平衡。2020/8/2，(1)CAP代码的带宽减少了一半，传输效率提高了一倍。(2)由于没有侧板，有助于减少代码间干扰，并且可以降低对定时基准信号恢复的抖动要求。(3)CAP码通低端3dB点低于20kHz，因此低频能量丰富的脉冲噪声和高频近场混音等干扰程度小，组延迟失真时产生的码间干扰也小。(4)CAP码通带高端(200kHz或更高)的信号功率为零，因此近场混音也较小。(5)CAP原理简单，易于实施，现在已经广泛应用。CAP，CAP代码的功率频谱，CAP代码比较2B1Q代码

10、的功率频谱特性：2020/8/2，3.2.4 DMT，离散多音频(DMT)是通过数字处理技术的自适应算法调整来调整数字滤波器的参数，2020/8/2，DMT是正交多载波线路编码技术，其基本原理是将可用带宽划分为N个独立的等宽子通道。根据信道性能，即信噪比、噪声、衰减等资料传输能力，将输入数据自适应地分配给每个子信道。如果David assell、Northern Exposure(美国电视电视剧)、Northern Exposure(美国电视电视剧)和orthern Exposure(成功)子频道不能托管数据，则简单地将其关闭。对于能够承载数据的子通道，根据瞬时特性，115位信息被发送到一个代

11、码元。2020/8/2，ADSL速度和环路长度之间的关系，ADSL的特点是从服务提供者到客户端(下行方向)，从用户到服务提供者(上行方向)的数据速度不同。这就是“不对称”这个词的由来。2020/8/2，DMT调制系统块图表，2020/8/2，3.3 HDSL访问技术，HDSL配置HDSL帧结构HDSL核心技术HDSL应用节目HDSL的局限性，2020/8/2高级数字信号自适应均衡技术和这可以为现有的电话双绞线(2对或3对)提供准动机数字序列(PDH)一次性组速度(T1或E1)的全双工数字连接。HDSL使用0.40.5mm铜线，无中继传输距离高达35公里。2020/8/2，HDSL系统的参考配置

12、，2020/8/2，3.3.2 HDSL框架结构，HDSL具有三种茄子类型的框架结构：应用程序节目框架、核心框架和HDSL框架。应用帧是由用户的各种应用程序决定的数据帧结构。核心帧是HDSL内部的数据帧，接收的徐璐其他应用程序节目帧数据可以映射到集成144Byte的净负载，以便HDSL徐璐均匀处理其他应用程序的数据。HDSL帧是对应于每个HDSL收发器的数据帧。2020/8/2，3.3.3 HDSL核心技术，单线编码铜信号的衰减随着频率的增加而增加，在高速数字信号传输中，传输距离受到极大限制。此外，波特率还与仙境及质量有关。使用HDSL访问时，应使用适当的调制方式形成健康的线路代码。HDSL系

13、统主要使用两种茄子行代码类型：2B1Q代码和CAP代码。各种HDSL系统的比较，2020/8/2，2回声消除技术在第二线路传输的两个方向上同时，在频谱占用线路上在两个方向上传输的信号完全混合。要分隔两行，通常使用混合电路，即2/4线转换器。回波抵消技术用于抵消由于混合平衡网络误差而丢失的传输信号和由于线路阻抗不匹配而产生的反射本地传输信号。利用回声消除技术，可以实现信号的双线全双工数字传输。利用回声消除技术，可以使信号的传输距离更长。3性能损坏在HDSL系统中，影响系统性能的两个茄子主要因素。首先，在HDSL系统内，两对双绞线之间发生近端串扰，这随着线路频率的增加而增加，可以使用回声消除技术消

14、除。二是相邻线对的PSTN信号引起的脉冲噪声。牙齿噪音有时更大，使耦合变压器出现饱和失真，产生非线性效果。需要纠错编码技术，但是使用纠错代码会导致额外的延迟。4高速自适应滤波技术回声消除技术的回声消除器使用高速自适应滤波，基于从本地传输分支引入的部分传输信号，消除接收信号的本地传输信号产生的回声。也就是说，从接收信号中去除混响。牙齿技术实际上是用于消除代码间干扰的自适应平衡技术。2020/8/2，3.3.4 HDSL应用，HDSL技术可在两对铜绞双线上实现无中继透明传输E1信号距离35公里。HDSL系统适用于点到点通信和点到点多点通信，主要应用程序是配置没有中继的E1线路。可以将中小型用户的网

15、络门户网站、校园网络访问网络、中央节目控制更换(PBX)视为其他办公室、局域网扩展和连接光纤环、视频会议、远程教育、无线基站系统连接、基于IDSN的HDSL系统视为铜访问业务的通用平台，包括语音、数据和图像。经济高效地访问现有PSTN网络的HDSL方法包括减少初始投资、简化安装和维护，以及灵活使用。HDSL技术的另一个发展是增加传输距离，提高传输速度。2020/8/2，3.3.5 HDSL限制，HDSL必须使用两对或三对线。每个制造商的跨产品功能尚不兼容。Bellcore和ETSI的规格仅说明了HDSL最基本的要点，许多HDSL产品的特性不同，因此完全无法实现产品间的互操作性。HDSL需要中继

16、器，长度超过3.6公里的用户在线运行(某些HDSL变体可能长达5.49公里)。HDSL仍然在T1或E1中使用2B1Q线路代码限制带宽利用率和传输距离。HDSL需要多主动脉线，目前HDSL设备的价钱水平下降了很多，但使用多主动脉线时需要考虑的最重要因素仍然是价钱。2020/8/2，3.4 HDSL2访问技术，HDSL2的设计目标HDSL2的线路编码，2020/8/2，3.4.1 HDSL2的设计目标，一对在线双线到HDSL传输速率。获取与双线对HDSL相同的传输距离。对回路损坏(衰减、桥接连接器、串行等)的容忍低于HDSL渡边杏。对现有业务的损害不能超过双线对HDSL。可以在实际环路上稳定运行。价钱