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: 21. 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

VDSL/VDSL2

* Rozbočovače pro přípojky VDSL

Vydáno dne 15. 12. 2005 (9776 přečtení)

Článek uvádí požadavky, které by měl splňovat rozbočovač. Dále je uveden příklad rozbočovače navrženého pro konkrétní podmínky, včetně výsledků simulací zvolených parametrů. Metodiku návrhu popisuje článek Návrh rozbočovačů pro přípojky ADSL a VDSL).


VDSL splitters
Abstract
This paper presents requirements, which should be fulfilled by a splitter. Also, an example of splitter design to fulfill certain requirements is presented, along with simulation results of chosen parameters. Used method is described in paper Project of splitter for ADSL and VDSL lines.


Přípojky VDSL jako nastupující generace xDSL přípojek přináší mnohé odlišnosti oproti svému předchůdci - ADSL přípojkám. V mnoha dostupných článcích či dokumentech lze tyto informace získat, a proto přípojky VDSL nebudou v tomto textu popisovány (viz článek Rozšiřování pásma u přípojky VDSL, kde jsou mimo jiné uvedena kmitočtová pásma pro přípojky VDSL spolu se související problematikou). Společným rysem VDSL přípojek a ADSL přípojek je přítomnost rozbočovače jako oddělujícího zařízení pro jednotlivé služby. Základní principy o funkcích rozbočovačů a jejich struktuře lze nalézt v článku "Návrh rozbočovačů pro přípojky ADSL a VDSL", kde jsem také popsal jednotlivé kroky při návrhu těchto zařízení. Zde se zaměříme na parametry, které se u rozbočovačů považují za nejdůležitější a stanovíme si požadavky, kterým je nutno vyhovět pro jejich správnou funkci.

Požadavky na rozbočovač

Pokud se zaměříme na frekvenční pásma signálů jednotlivých služeb můžeme konstatovat, že požadavek na dosah umisťuje hranici použitelné šířky pásma k hodnotě 12 MHz (u VDSL2 až 30 MHz), nad kterou bude kanál jednoduše vykazovat příliš veliký útlum. To nám stanovuje horní mez šířky pásma VDSL - fH. Nejužitečnější část kanálu je v oblasti nízkých frekvencí. Spektrum VDSL signálů by proto mělo začínat nejníže, jak jen to je možné vzhledem k návrhu rozbočovače, což odpovídá frekvenci - fL. Je žádoucí, aby dolní pásmo rozbočovače propustilo jak signál analogové telefonní  přípojky (POTS), tak signály základní přípojky ISDN. Z toho vyplývá určitá minimální frekvence dolního propustného pásma - fI, znázorněno na obr. 1.

hraniceVDSL

Obr. 1. Hraniční kmitočty frekvenčního pásma

Pro dosažení malého, jednoduchého a pasivního rozbočovače je třeba udržovat široké tolerance šířky pásma pro telefonní a ISDN-BA systémy a mírné přechodové pásmo. Požadavky na rozbočovače lze nalézt v doporučeních ITU-T či ETSI, níže je pro jednoduchost uveden pouze jakýsi zobecněný přehled požadavků.

Požadavky na pásmo POTS / ISDN

Telefonní požadavky pro VDSL rozbočovač jsou méně přísné než v případě ADSL. Jedná se o pásmo 200 Hz až 4 kHz. V případě ISDN jde o pásmo od cca 1 kHz do 40 – 100 kHz (v našem případě uvažujeme horní mez - fI).

  • Pro vložný útlum mezi TELE a LINE portem : AVL < ± 0,5 dB.
  • Pro útlum odrazu na TELE, LINE portu : AR > 15 dB.

Požadavky na pásmo VDSL

Zde není pevně dán spodní kmitočet, od kterého by měly být signály propouštěny, jelikož velice záleží na umístění VDSL (rozvaděč, ústředna). Např. při umístění v místě rozvaděče si musíme dát pozor, zda volbou spodního kmitočtu neporušíme spektrální kompatibilitu s ADSL, při možné koexistenci těchto služeb. V takovém případě začíná pásmo VDSL od cca 900kHz.  Uvažujeme kmitočtové pásmo od fL do fH.

  • Pro vložný útlum mezi LINE a VDSL portem : AVL < ± 0,5 dB.
  • Pro útlum odrazu na LINE portu : AR > 12 dB.
  • Potlačení mezi TELE a VDSL portem by mělo být > 70 dB, s menším snížením na 55 dB v přechodovém pásmu.

Další požadavky

Jako doplňující požadavky se definují:

  • Potlačení souhlasného rušení mezi TELE a LINE portem > 35 dB v pásmu od fL do fH.
  • Útlum nesymetrie LINE portu > 40 dB od 300 Hz do fH.
  • Stejnosměrný odpor mezi TELE a LINE portem < 25 Ω

V doporučeních jako jsou mezinárodní ITU-T G.993.1 či evropské ETSI TS 952-2, jsou tyto požadavky přesně definovány. Pro jednotlivé varianty rozbočovačů v nich nalezneme i další důležité parametry jako je skupinové zpoždění atd.

Referenční zakončující impedance jednotlivých portů:

TELE port

  • Zm pro POTS (Zm je specifická pro jednotlivé státy)
  • 135 Ω pro 2B1Q ISDN-BA (vm= 80 kBd)
  • 150 Ω pro 4B3T ISDN-BA (vm= 120 kBd)

VDSL port

  • 135 Ω (pro Evropu), 100 Ω (pro USA)
  • Zv (různé složení v závislosti na druhu měření)

LINE port

  • 135 Ω (pro Evropu), 135 / 100 Ω (pro USA)

Příklad návrhu ISDN rozbočovače pro VDSL přípojku

V následující části je zobrazen praktický příklad návrhu rozbočovače, ve kterém je ukázán postup návrhu, jehož obecný postup je proveden v článku Návrh rozbočovačů pro přípojky ADSL a VDSL, vedoucí až k výslednému zapojení rozbočovače.

Stanovení požadavků

Jelikož se jedná o rozbočovač oddělující ISDN a VDSL signály, je třeba tuto skutečnost zohlednit zejména při volbě hraničních kmitočtů, kde navíc chceme dodržet požadavek mírného přechodového pásma. Významy a zdůvodnění jednotlivých frekvencí jsou uvedeny výše.

Zadané požadavky, které bychom měli splnit:

ARL = 15 dB pro telefonní pásmo, ARL = 12 dB pro VDSL pásmo
AIL = ± 0,5 dB
cca fI = 100 kHz (volíme s rezervou 120 kHz)
cca fL = 1 MHz (volíme s rezervou 840 kHz)
fH = 12 MHz

Přepočet požadavků na parametry tolerančního pole

Zadané požadavky je nutno nyní převést na parametry tolerančního pole jako je útlum v propustném (ap ) a nepropustném pásmu (as ). První z nich je přepočítán z útlumu odrazu a druhý je zvolen v závislosti na doporučení.

DP:

ap = 0,135 dB
as = 65 dB
fp = 120 kHz
f s= 840 kHz

tol_DP_VDSL

Obr. 2. Toleranční pole dolní propusti

HP:

ap = 0,266 dB
as = 60 dB
fp = 840 kHz
f s= 120 kHz

tol_HP_VDSL

Obr. 3. Toleranční pole horní propusti

Výběr aproximační funkce

Pomocí výpočetního programu jsem postupně vyzkoušel možné aproximační úlohy a dle zjištěných výsledků se pro filtr typu dolní propust jako nejvýhodnější jevila aproximace dle Cauera varianta C. Oproti tomu pro horní propust jsem zvolil transformovanou Chebychevovu aproximaci, jelikož zde nejsou tak vysoké nároky, jako v případě dolní propusti a vede na jednodušší zapojení filtru.

Zapojení navržených částí ukazují schémata na obr. 4 a 5. Filtr typu dolní propust je třeba realizovat zapojením typu „π“, naopak horní propust zapojením typu „T“.

schemaDP_VDSL

Obr. 4. Dolní propust

schemaHP_VDSL

Obr. 5. Horní propust

Realizace výsledného zapojení

Navržené struktury filtrů je třeba spojit jejich kombinací do podoby tříportového rozbočovače, jak je naznačeno na obr. 6.

splitterVDSL

Obr. 6. Spojení DP a HP

Tato struktura nám však nevyhovuje z pohledu symetrie, je proto třeba ji vhodnými úpravami převést na symetrické zapojení. Samozřejmě nesmíme zapomenout na přidání cívky proti souhlasnému rušení (CMC), kterou jsme si navrhli za pomoci návrhového programu.

sym_splitterVDSL

Obr. 7. Symetrizovaná struktura rozbočovače spolu s CMC cívkou

Výsledná struktura je zobrazena na obr. 7. a zbývá zkontrolovat, zda takto navržený rozbočovač vyhovuje zadaným požadavkům. Pomocí simulačního programu (PSPICE) si můžeme ověřit naše předpoklady a následně výsledné zapojení realizovat.

Vlastnosti rozbočovače

Při simulování vlastností rozbočovače je třeba dbát na zohlednění reálných vlastností součástek. Uvažovali jsme průměrný činitel jakosti (Q=50) a tolerance součástek byly nastaveny na 5%. Příklad simulace navrženého rozbočovače pro parametr vložného útlumu je uveden na obr. 8., kdežto na obr. 9. si můžeme prohlédnout průběh útlumu odrazu.

utlumVDSL

Obr. 8. Průběh vložného útlumu

odrazVDSL

Obr. 9. Průběh útlumu odrazu

Závěr

Dle provedených simulací se jeví navržený rozbočovač jako vyhovující, průběhy splňují zadané požadavky. Po uváženém výběru stavebních prvků by mělo toto zařízení vykazovat obdobné výsledky i po provedení praktických měření. Samozřejmě nebudou reálné průběhy přesně odpovídat simulacím, jak z důvodu vlivu reálných součástek, tak s přihlédnutím na omezené možnosti v nastavení při simulování daných parametrů.

Tento příspěvek vznikl za podpory GAČR v rámci projektu 102/03/0434 „Omezující faktory při širokopásmovém přenosu signálu po metalických párech a vzájemná koexistence s dalšími systémy“.

Literatura

[1] Doporučení: ITU-T G.993.1 (2001)
[2] Cook, J. : A Splitter filter for use with VDSL at the cabinet BT Labotatories. 2001
[3] Doporučení: ITU-T G.993.1 Amendmennt 1 (2003)
[4] Program pro syntézu elektrických filtrů : Syntfil http://obvody.feld.cvut.cz/syntfil/
[5] Program pro návrh analogových filtrů : NAF 1.6. demo http://hippo.feld.cvut.cz/~bores/prog/htmt/htm/naf.htm



Autor:        T. Prokop
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.