|
![]() |
ISSN 1214-9675 Server vznikl za podpory Grantové agentury ČR. 21. ročník |
Témata
Doporučujeme
Kontakt
|
![]()
Vydáno dne 20. 03. 2013 (8326 přečtení) |
Pásmo do kmitočtu |
30 MHz |
100 MHz |
200 MHz |
300 MHz |
Teoretická celková rychlost |
400 Mbit/s |
1,3 Gbit/s |
2,5 Gbit/s |
3,5 Gbit/s |
Maximální délka vedení |
200 m |
110 m |
77 m |
63 m |
Uvedené hodnoty rychlostí jsou teoretické. V praxi bude pásmo využito typicky až od 23 MHz a budou vynechaná pásma UHF a DAB (Digital Audio Broadcast), aby se při případném vyzařování z vedení nerušilo vysílání radiového signálu.
Fantomové okruhy se používaly u dálkových telefonních vedení ke zvýšení přenosové kapacity. Principem je navázání signálu do středů transformátoru dvou vedení a tím vytvoření dalšího okruhu, jak ukazuje obr. 2.
Obr. 2. Fantomový okruh vytvořený pomocí dvou párů, typicky v rámci jedné čtyřky
Využití tohoto principu je omezeno směrem k narůstajícímu kmitočtu nemožností precizního vyvážení symetrizačních transformátorů a dále narůstajícími přeslechy mezi základními okruhy a fantomovým okruhem. Uvedené jevy lze eliminovat potlačováním přeslechů pomocí modulace VDMT a tím dosáhnout např. sumární rychlosti až téměř 500 Mbit/s v každém ze směrů na délce kabelu 400 m.
Tabulka 2 – Výsledky modelování vedení s fantomem bez a s použitím potlačování přeslechů pomocí modulace VDMT.
Modelování pro délku kabelu 400 m |
Frekvenční plán VDSL2 do 17 MHz |
Frekvenční plán VDSL2 do 30 MHz |
||
downstream [Mbit/s] |
upstream [Mbit/s] |
downstream [Mbit/s] |
upstream [Mbit/s] |
|
2 vedení plus fantom |
150 |
67 |
176 |
80 |
2 vedení |
166 |
92 |
226 |
118 |
2 vedení plus fantom s potlačováním přeslechů |
382 |
243 |
493 |
449 |
Mimo fantomových okruhů lze realizovat ještě tzv. superfantom pomocí 4 vedení. Tak lze získat celkem 7 okruhů: 4 základní, 2 fantomové a mezi nimi jeden superfantom.
Vedle fantomových okruhů se činili pokusy s přenosem v tzv. souhlasném módu, kdy jsou jednotlivé vodiče párů brány jako samostatné přenosové cesty a společný vodič (plus případné stínění) je na zemi. Vznikající silné přeslechy je možné kompenzovat také použitím VDMT modulace. Tímto řešením se ovšem připravíme o výhodu symetrických vedení, tj. značnou odolnost proti okolnímu rušení. Z důvodů značného vzájemného rušení mezi vedeními a okolím se proto tento způsob prakticky neujal.
U klasických analogových a základních přípojek ISDN se provádí napájení koncového zařízení z ústředny (typicky napětí zdroje 60 V a napájecí proud v desítkách mA). U přípojek s extrémní rychlostí podle specifikace s pracovním označením G.fast se počítá s opačným tokem napájení. Z účastnického modemu bude napájen uzel (mini DSLAM) v distribučním bodě.
Důvodem k tomuto řešení jsou již řadu let řešené problémy s napájením zařízení umístěných v přístupové síti mezi ústřednou telekomunikačního operátora a účastníkem. Zařízení v distribučním bodě je připojeno k síti operátora optickým vláknem, takže není možné dálkové napájení po signálovém vedení. Vyřešit místní napájení z rozvodné sítě je většinou problematické. Logickým vyústěním je tedy napájení z účastnické strany, kde je však nutná sumarizace napájecího výkonu od několika účastníku, aby se zajistil dostatečný příkon jak pro individuální modem daného účastníka, tak pro společnou část mini DSLAM včetně optického zakončení ONU (Optical Network Unit).
U varianty přípojky G.fast do 100 MHz bude zřejmě modulace DMT používat 2048 subkanálů s roztečí 51,75 kHz (u klasických přípojek ADSL/VDSL je používána rozteč 4,3125 nebo 8,625 kHz). Maximální počet bitů alokovaných na subkanál bude zřejmě omezen na 12 (u klasických přípojek ADSL/VDSL je používáno až 15 bitů). Prakticky se předpokládá použití adaptivní modulace, kdy nebude nutná při poklesu SNR či naopak nárůstu realokace nosných, ale při nárůstu chyb v detekci stavu se uplatní přechod na robustnější mód, kde se skupiny bodů konstelačního diagramu sdružují do stavů nižšího stupně modulace. Např. když se zjistí v režimu modulace 16-QAM, že stavy nejsou spolehlivě rozlišitelné, začne se majoritně vyhodnocovat, v jakém kvadrantu I-Q konstelačního diagramu se přijímaný stav vyskytuje, takže se principiálně přejde na 4-QAM.
Na rozdíl od přípojek ADSL a VDSL, které užívají frekvenční duplex FDD, se u přípojek s extrémní šířkou pásma používá časový duplex TDD. To umožňuje daleko flexibilnější přidělování přenosové kapacity a eliminuje dilema s přidělováním pásem pro jednotlivé směry přenosu. Předpokládá se široký rozsah přidělení rychlostí downstream/upstream od 90/10% přes 50/50% až do 10/90% celkové přenosové kapacity. Časová synchronizace není problém, protože musí být řešena již s ohledem na modulaci VDMT.
Pro některé realizace se ovšem modulace VDMT z důvodů extrémní výpočetní náročnosti a extrémních frekvencí neuvažuje. Kabelový strom se použije jako sdílené médium, podobně jako rozvod kabelové televize a přidělování kapacity jednotlivým účastníkům se řeší časově děleným přístupem TDMA. Protože v jeden okamžik vysílá modem jen na jednom vedení, není nutno se zabývat přeslechy a není nutno aplikovat modulaci VDMT. To ovšem předpokládá dostatečnou rezervu v přenosové kapacitě. Principiálně se může jednat o prodlouženou metalickou sekci pasivní optické sítě PON, kde jeden její segment je řešen jedním centrálním a několika účastnickými modemy a sdílení média TDMA ve směru upstream je řízeno z centrálního prvku optické sítě OLT. Ve směru downstream je vhodné, když bude vysílání řešeno selektivně k jednotlivým účastnickým modemům, tedy ne tak, jak je to běžné v optických sekcích PON, kde se kompletní signál pro všechny účastníky ve směru downstream šíří ke všem účastnickým jednotkám. Vyřeší se tím potenciální rušení přeslechy a ušetří se tím napájecí výkon.
Pro klasické přípojky xDSL se vesměs používá model vedení dle British Telecom označovaný BT 7, BT BT 13 (číslo udává počet parametrů modelu), který aproximuje primární parametry vedení a který je koncipovaný do kmitočtu 30 MHz, jak uvádí článek Modelování metalických účastnických přípojek.
Vedle toho se pro modelování sekundárních parametrů, zejména měrného útlum do kmitočtu 100 MHz, případně až 250 MHz či 600 MHz používá odlišný model určený pro specifikacích vnitřních rozvodů budov (tzv. strukturované kabelové rozvody) označovaných kategoriemi 5, 6, 7, případně třídami D, E, F, podle šířky pásma.
Pro modelování měrného útlumu vedení v dB/km se zde používá funkce:
kde, k1=0,01967, k2=2,3.10-7, k3 =2000 jsou parametry modelu.
Vztah s uvedenými parametry se používá k předpisu limitních hodnot pro kabely s nestíněnými páry UTP (Unshielded Twisted Pair) kategorie 5 (Cat 5) do 100 MHz, případně i výše. Právě tyto typy kabelů se často vyskytují v budovách i v souvislosti s uvažovanou topologií FTTdp a aplikací přípojek G.fast. Uvažují se i místní kabely se čtyřkovou skupinovou konstrukcí, kabely s izolací PVC (u nás např. SYKFY) a podle místních podmínek v různých zemích vnitřní sdělovací kabely pod omítku.
Pro modelování symetrických vedení pro potřeby G.fast se předpokládá model odlišné koncepce, který modeluje sériovou Zs a paralelní Yp složku homogenního vedení. Pro porovnání si uvedeme různé modely kabelu kategorie 5. Na obr. 3 je vynesena frekvenční závislost útlumu úseku 100 m do kmitočtu 300 MHz. Na grafech je vidět model limitního průběhu kategorie 5, který nesmí být překročen, dle výše uvedeného vztahu, model pro potřeby standardu g.fast optimalizovaný do 300 MHz a konečně devítiparametrový model BT, který byl koncipován pouze do kmitočtu 30 MHz. Je zřejmé, že model G.fast je poměrně optimistický, počítá, že kabely mají určité rezervy oproti stanoveným limitům a prakticky odpovídá spíše průběhu pro kabel kategorie 6.
Obr. 3 Porovnání různých modelů pro vnitřní kabel kategorie 5
Přípojky xDSL, jejich vývoj a standardizace neskončila variantou VDSL2. Připravované doporučení ITU-T s pracovním označením G.fast dává metalickým vedením další šanci v kmitočtových pásmech stovek MHz a přitom se očekávají rychlosti řádově až Gbit/s. S tím jsou spojené některé inovace a nové znaky, popsané v článku. Záleží na operátorech a dalších subjektech, zda optické vlákno dovedené do distribučního bodu (FTTdp) bude vhodným řešením, zejména z hlediska ekonomického a zda nepřeváží spíše řešení plně optické přípojky až do účastnické zásuvky (FTTH).
Tento článek vznikl za finanční podpory TA ČR v rámci projektu číslo TA02011015 „Výzkum a vývoj nového komunikačního systému s vícekanálovým přístupem a mezivrstvovou spoluprací pro průmyslové aplikace“ řešeného ve spolupráci se společností CERTICON.
[1] Šimák, B. - Vodrážka, J. – Svoboda, J.: Digitální účastnické přípojky
xDSL, 1. díl, Metody přenosu, popis přípojek HDSL, SHDSL, ADSL, VDSL. Sdělovací
technika, Praha 2005.
[2] Vodrážka, J. – Šimák, B.: Digitální účastnické přípojky xDSL, 2.
díl, Vlastnosti přenosového prostředí a jejich měření. Sdělovací technika,
Praha 2007.
[3] Vodrážka, J.: Spektrální profil přípojek VDSL2 vybraný pro sítě v ČR.
Access server. http://access.fel.cvut.cz/view.php?cisloclanku=2011040001
[4] Vodrážka, J.: Varianty přípojek VDSL2. Access server http://access.fel.cvut.cz/view.php?cisloclanku=2006052401
[5] Vodrážka, J.: Teoreticky dosažitelné přenosové rychlosti u
přípojky VDSL2 s potlačováním přeslechů. Access server. http://access.fel.cvut.cz/view.php?cisloclanku=2008080002
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.