Výsledky výzkumu a další informace nejen
z oblasti přístupových telekomunikačních sítí.
Access server ISSN 1214-9675
Server vznikl za podpory Grantové agentury ČR.
15. ročník
Dnešní datum: 24. 11. 2017  Hlavní stránka | Seznam rubrik | Ke stažení | Odkazy  

Doporučujeme
Knihu o FTTx

Matlab server - on-line výpočty a simulace

E-learning - on-line kurzy

Trainingpoint - školení z oblasti TELCO a ICT

Kontakt
KTT FEL ČVUT
Napište nám

Redakční rada - pokyny pro autory a recenzenty

Copyright

Parametry

* Modelování přeslechů

Vydáno dne 29. 07. 2004 (9123 přečtení)

Přehled modelů pro simulaci přeslechových rušení u systémů xDSL.

Vedle útlumu vedení jsou hlavním omezujícím faktorem při nasazování vysokorychlostních systémů xDSL přeslechy. Mají vliv na dosažitelnou přenosovou rychlost, dosah a počet digitálních systémů v jednom kabelu.

Přeslech na blízkém konci (NEXT) vzniká přenosem signálů z vysílače na ostatní páry ve stejném vícepárovém kabelu přes kapacitní a induktivní vazby na vstup přijímače na stejném konci. Přeslech typu NEXT je většinou nejvážnějším zdrojem rušení, který limituje dosah digitálních přenosových systémů pracujících v základním pásmu s vyššími přenosovými rychlostmi. Přeslech na blízkém konci můžeme dále dělit na:

  • vlastní NEXT (SNEXT) - způsobený vysílači linkového signálu stejného typu (stejný linkový kód); je limitujícím faktorem přenosu u HDSL systémů, příp. SDSL, kde oba směry přenosu používají stejné přenosové pásmo
  • cizí NEXT (FNEXT) - způsobený dalšími vysílači linkového signálu jiného typu, které mohou mít jiné frekvenční pásmo nebo úrovně přenášeného signálu (např. ADSL systémy jsou rušeny HDSL systémem)

Odvozením z kapacitních a indukčních vazeb při dostatečně dlouhém vedení a jednoduchém modelování útlumu vedení jako závislosti na odmocnině frekvence je možno dojít k zjednodušenému vztahu. Odvození je provedeno v [2]. Přeslech na blízkém konci je prakticky nezávislý na délce vedení, ale roste s frekvencí se sklonem přibližně 15 dB na dekádu). Pomocí (1) se vyjádří velikost přenosové funkce výkonu NEXT.

Preslech 1
(1)

|HNEXT|2je výkonová přenosová funkce
KNje konstanta závislá na typu použitého kabelu

Přeslech na vzdáleném konci (FEXT) se projevuje tím, že signály z vysílače na jiných párech ve stejném kabelu pronikají do vstupu přijímače na opačném konci vedení.

FEXT se většinou zanedbává u systémů s dominantním přeslechem na blízkém konci. Je však závažný pro systémy s kmitočtovým oddělením směrů přenosu (např. ADSL) a při tzv. dvoukabelovém provozu, který využívá pro každý směr přenosu jiný, souběžně položený kabel.

Stejně jako u NEXT se FEXT dělí na vlastní FEXT (SFEXT) a cizí FEXT (FFEXT).

Odvozením z kapacitních a indukčních vazeb je možno dojít k zjednodušenému vztahu podle [2]. Velikost FEXT závisí na frekvenci i délce přenosového vedení a navíc i na přenosové funkci symetrického páru. Výkonová přenosová funkce FEXT se dá vyjádřit následujícím vztahem

Preslech 2
(2)

|HFEXT(f)|2je přenosová funkce přeslechu výkonu
KFje konstanta závislá na typu použitého kabelu
lje délka vedení v m
|H(f)|2je přenosová funkce výkonu symetrického páru a dá se vyjádřit jako

Preslech 3
(3)

Po dosazení jednoduchého modelu pro měrný útlum v dB/km a délku vedení v km

Preslech 4
(4)

Problémem při modelování přeslechů je stanovení konstant K. Skutečné závislosti přeslechových vazeb na kmitočtu vykazují značné zvlnění v důsledku nerovnoměrnosti kapacitních a induktivních vazeb podél vedení. Závisí rovněž na vzájemné poloze párů - mezi vzdálenějšími páry jsou slabší přeslechové vazby - a délkách skrutu vodičů v páru - mezi páry se skruty v necelistvém násobku jsou slabší vazby. Závisí tedy na procesu výroby kabelu, dodržení tolerancí a dále i na způsobu pokládky, ohybech apod. Vcelku se jedná v otázce přeslechů o náhodnou veličinu, kde můžeme stanovit jako základní model obalovou křivku minim průběhu útlumu přeslechu s charakterem závislosti na frekvenci dle (1).

Obvykle také nepotřebujeme znát přeslechové vazby mezi konkrétní dvojicí párů, ale zajímají nás přeslechové vazby všech ostatních párů v profilu kabelu k páru zkoumanému, resp. jen vazby z těch párů, na kterých jsou nasazeny systémy způsobující rušení. Experimentálně lze pak stanovit střední míru vazeb a tu pak aplikovat na všechny páry kabelu. Vychází se podle [2] z měření na padesátipárovém kabelu (J. H. W. Unger, Bellcore 1985), přičemž při rušení téhož typu z více párů se uplatňuje přepočet konstanty

Preslech 5
(5)

Knje konstanta pro n zdrojů rušení (přeslechu)
K1je konstanta pro 1 zdroj rušení
nje počet zdrojů rušení od 1 do 49

Stejný přepočet se provádí pro přeslech na blízkém i vzdáleném konci.

Vztah (5) charakterizuje situaci, kdy nemá všech n rušících párů maximální přeslechovou vazbu na rušený pár, ale rušící páry jsou rovnoměrně rozprostřeny v profilu kabelu, takže vedle blízkých párů se silnější vazbou se vyskytují i vzdálené páry se slabší vazbou. Např. u kabelu TCEPKPFLE je základním prvkem křížová čtyřka. Pět čtyřek je stočeno do podskupiny a pět podskupin do jedné skupiny, což představuje 25 čtyřek tj. 50 párů. Pro zjednodušení lze páry rozděleny do tří skupin:
1. sousední - páry v rámci jedné čtyřky a páry v sousedících čtyřkách
2. vzdálenější - páry ve vzdálených čtyřkách téže podskupiny a páry ve čtyřkách sousedících podskupin
3. vzdálené - páry ve čtyřkách vzdálených podskupin

Pokud bychom řešili více než 50-párové kabely, lze zjednodušit modelování tím, že budeme uvažovat každou skupinu izolovaně, protože vazby mezi páry skupin jsou velice nízké. Za předpokladu rovnoměrného rozložení rušících párů v profilu kabelu můžeme upravit vztah (5) na tvar

Preslech 6
(6)

kde m je celkový počet párů v kabelu.

Alternativně lze uvést útlum přeslechu na blízkém konci, který je možno vyjádřit po logaritmování (1) a dosazení (5) v dB vztahem

Preslech 7
[dB; dB, MHz, -](7)

V logaritmických souřadnicích kmitočtu představuje závislost přímku se sklonem 15 dB/dekádu. Přeslech na blízkém konci je prakticky nezávislý na délce vedení, což plně platí pro vyšší oblast kmitočtů.

Podobně útlum přeslechu na vzdáleném konci, který je možno vyjádřit po logaritmování (2) a dosazení (5) v dB vztahem

Preslech 8
[dB; dB, dB/km, km, MHz, km, -](8)

Útlum přeslechu na vzdáleném konci se snižuje o 20 dB na dekádu frekvence, zároveň se ale FEXT zvětšuje s útlumem vedení. Přeslech na vzdáleném konci je podstatně závislý na délce vedení.

Pro posouzení vlivu přeslechu na přenos signálu je rozhodující odstup signálu od přeslechu, který bude pro stejné systémy nasazené na rušeném i rušícím páru dán útlumem přeslechu zmenšeným o útlum úseku vedení délky l.

Pokud porovnáme závislosti odstupu od přeslechu mezi NEXT a FEXT, zjistíme závažnější vliv přeslechu na blízkém konci ve dvou směrech:

  • strmější pokles odstupu od NEXT s rostoucím kmitočtem
  • strmější pokles odstupu od NEXT s rostoucí délkou vedení, a sice lineární oproti logaritmickému u FEXT.

Z toho plyne i snaha konstruktérů směrem k vyšším kmitočtům eliminovat u systémů NEXT kmitočtovým případně časovým dělením přenosových směrů (VDSL).

Pozn.: V některých pramenech se dále uvažuje přeslech přes třetí pár rostoucí s frekvencí mocninou 2,5. Pro kmitočty přibližně do 10 MHz lze teto přeslech zanedbat.

Literatura

[1] VODRÁŽKA, J. Přenos vysokými rychlostmi na symetrických párech. Disertační práce. ČVUT FEL, Praha 2000.
[2] RAUSCHMAYER, Dennis J. ADSL/VDSL Principles: A Practical and Precise Study of Asymmetric Digital Subscriber Lines and Very High Speed Digital Subscriber Lines. Indianopolis, USA: Macmillan Technical Publishing, 1999. ISBN 1-57870-015-9.
[3] ITU-T G.996 Test procedures for Digital Subscriber Line (DSL). 06/1999
[4] HUANG, Gang; WERNER, J. J. A Cable Characterisation Method and Procedure. Sophia Antipolis, France: ETSI STC/TM6, 12/1996.
[5] HUANG, Gang; WERNER, J. J. Cable Characteristics. Clearwater, USA: ANSI T1E1.4, 5/1997.



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.