Úvod k problematice generování rušení pro systémy ADSL a SHDSL

Tento příspěvek je teoretickým úvodem k programům pro generování rušení pro přenosové systémy ADSL a SHDSL. Zjednodušenou formou je zde načrtnut ideový postup a funkce programů, při generování rušení pomocí modelových profilů rušení.

Modelování rušení pro přenosové systémy ADSL a SHDSL

Výpočet rušení z modelových profilů rušení

Na činnost systémů ADSL a SHDSL (dále jen xDSL) má vliv rušení způsobené především přeslechy ze souběžných symetrických párů. Pro systémy xDSL, u nichž se pro vytvoření obousměrného provozu používá metoda potlačení ozvěn, je dominantní přeslech na blízkém konci NEXT. To se týká především systémů se symetrickými přenosovými rychlostmi jako je HDSL a SHDSL. Systémy asymetrické, ADSL a VDSL, používají většinou pro vytvoření obousměrného provozu metodu frekvenčního dělení. Proto na jejich činnost má vliv především přeslech na vzdáleném konci FEXT. Výsledný průběh PSD rušícího signálu přeslechy NEXT a FEXT, lze jednodušším způsobem získat pomocí předdefinovaných modelových profilů rušení.
Organizace ITU-T (resp. ETSI) analyzovala situace v metalické přístupové síti operátorů a své závěry shrnula do celkem 4 modelových profilů rušení. Ty představují nejčastější situace, které se v přístupové síti mohou vyskytnout a tedy, ve kterých budou transceivery xDSL provozovány. Modelové profily rušení jsou definovány, zvlášť pro blízký a zvlášť pro vzdálený konec a označují se písmeny A, B, C, D.

• Model A je určen pro modelování stavu přístupové sítě s vysokou úrovní přeslechového rušení. Což znamená, že testovaný systém xDSL je nasazen v kabelu, který obsahuje více než sto symetrických párů vedení. A ve kterém je již provozováno mnoho přenosových systémů.

• Druhý model B je určen pro modelování situace se střední úrovní rušení. Testovaný systém xDSL je používán v kabelu s desítkami symetrických párů, z nichž většina je již obsazena jinými přenosovými systémy.

• Model C má modelovat stejnou situaci v přístupové síti jako model B. Na rozdíl od modelu B jsou však přidány přenosové systémy ISDN-PRA s linkovým kódem HDB3.

• Poslední model, model D, je určen jako referenční a to k demonstraci rozdílu mezi kabelem, ve kterém se používají přenosové systém pouze jednoho typu, a mezi kabelem s více druhy přenosových systémů.

Generování rušení pro systém SHDSL

Program pro generování rušení pro přenosový systém SHDSL je vytvořen v souladu s doporučením ITU-T G.991.2. Využívá předdefinované modelové profily PSD označované písmeny A, B, C, D.
Uživatel zadává vstupní parametry výpočtu, které jsou :

• Typ jednotky STU, pro kterou se rušení počítá - volbou tohoto parametru se určuje směr přenosu dat, pro jaký se rušení počítá.
• Model rušení - volbou tohoto parametru se určuje předdefinovaný modelový profil rušení.
• Přenosová rychlost transceiverů - tento parametr ovlivňuje průběh vysílací masky PSD transceiveru SHDSL.
• Typ a délku účastnického vedení - tento parametr určuje podmínky přenosu.

Zjednodušený popis funkce programu je následující :

• Program vybere, podle zadaného modelu rušení a směru přenosu, příslušné modelové profily rušení.
• Podle zadané přenosové rychlosti spočte průběh vysílací masky PSD transceiveru SHDSL a průběh a úroveň vlastního rušení.
• Dále program spočte výsledný průběh rušení přeslechy v závislosti na typu a délce vedení.
• Následuje výpočet časového průběhu rušení, s využitím zpětné Fourierovi transformace, a výpočet četnosti amplitud a splnění podmínky na Gaussovský charakter rušení.

Odhad přenosové rychlosti

Velikost přenosové rychlosti je závislá na velikosti odstupu signálu od šumu (SNR – Signal to Noise Ratio). Proto pro systémy SHDSL, které používají pro přenos uživatelské informace modulaci 16-PAM, platí, že pro dodržení kvality přenosu musí být hodnota odstupu signálu od šumu SNR = 33,37 dB nebo vyšší (v případě použití Trellis kódování je možné dodržet požadovanou kvalitu přenosu i s nižší hodnotou SNR).
Program při odhadu přenosové rychlosti vychází z vysílací masky PSD systému SHDSL. Úroveň a průběh masky PSD na přijímací straně je ovlivněn útlumovou charakteristikou vedení a vstupními obvody transceiveru SHDSL. Program tedy spočítá hodnotu SNR na přijímací straně a v případě nesplnění podmínky SNR spočte novou hodnotu SNR pro nejbližší nižší rychlost.

Generování rušení pro systém ADSL dle ETSI

Generátor rušení pro přenosový systém ADSL vychází z doporučení evropské organizace ETSI TS 101 388 v1.3.1. Pracuje s modelovými profily PSD rušení A, B, C, D.
Obdobně, jako u systému SHDSL, je potřeba zadat nutné vstupní parametry výpočtu : 

• typ jednotky ATU-x – tímto parametrem se určuje směr přenosu pro jaký bude rušení generováno.
• metoda vytvoření duplexního provozu - pro systém ADSL jsou standardizovány dvě metoda a to metoda potlačení ozvěn (EC) a metoda frekvenčního dělení (FDM).
• typ přípojky ADSL – přenosový systém ADSL může pracovat na metalickém vedení, na kterém je již provozována přípojka ISDN-BRA nebo přípojka POTS.
• modelový profil rušení – tento parametr určuje pro jaký předdefinovný modelový průběh se rušení bude počítat.
• délka a typ vedení – tento parametr určuje podmínky přenosu.

Program podle zadaného modelu rušení vybere příslušné modelové průběhy rušení pro blízký a pro vzdálený konec testovacího vedení. Podle typu a délky vedené spočte výsledný průběh rušení přeslechy. Vytvoří časový průběh rušení a zkontroluje Gaussovký charakter časového průběhu.

Podrobnější teoretický popis je uveden na serveru http://access.comtel.cz.

Příspěvek vznikl za podpory grantu FRVŠ č.2048.