1.3.2 Модуляция 256 dmt и ее связь с qam.
Специфическая особенность ADSL – это использование модуляции 256DMT. Метод передачи информации, разработанный для ADSL, состоит в том, что для передачи сигналов используются 256 несущих. Это означает, что в канале передачи работают 256 мини-модемов, каждый из которых передает информацию на своей несущей. Применение такой методики позволяет повысить эффективность использования ресурса за счет компенсации любых селективных шумовых влияний на параметры передачи. Между несущими устанавливается защитный интервал 4312,5 Гц. Часть несущих отдается под передачу данных по линии вверх, часть - для передачи по линии вниз (рис.1.6). Передача данных на несущей осуществляется посредством амплитудно-фазовой модуляции (Quadrature Amplitude Modulation, QAM).
Объем передаваемой информации на отдельной несущей зависит от соотношения сигнал/шум на данной частоте. Если на несущей соотношение сигнал/шум оказывается небольшим, то количество бит/с на ней устанавливается меньшим. В результате распределение скорости передачи по частоте в абонентской паре повторяет зависимость отношения сигнал/шум (SNR) от частоты.
Как было показано выше, в технологии ADSL передача сигнала осуществляется по довольно сложному алгоритму, соединяющему принципы модуляции QAM и использование несущих 256DMT. Для правильного понимания работы ADSL необходимо иметь базовые представления о принципах модуляции QAM. Эта модуляция широко применяется в системах связи по теории сигналов.
Методы передачи.
Одним из наиболее важных вопросов при стандартизации систем передачи является вопрос выбора типа используемой модуляции. В процессе стандартизации ADSL, ANSI определил три потенциальных типа модуляции:
• Квадратурная амплитудная модуляция (Quadrature Amplitude Modulation - QAM)
• Дискретная многотональная модуляция (Discrete MultiTone Modulation – DMT)
• Амплитудно-фазовая модуляция без несущей (Cariereless Amplitude/Phase Modulation – CAP)
Квадратурная амплитудная модуляция.
Для передачи в одной полосе частот, обычным методом является амплитудная модуляции (Pulse Amplitude Modulation – PAM), которая заключается в изменении амплитуды дискретными шагами. QAM использует модуляцию двух параметров – амплитуды и фазы. В данном случае для кодирования трех старших бит используется относительная фазовая модуляция, а последний бит кодируется выбором одного из двух значений амплитуды для каждого фазового сигнала.
Теоретически количество бит на символ можно увеличивать, путем повышения разрядности QAM. Однако при увеличении разрядности становится все сложнее и сложнее детектировать фазу и уровень. В таблице 1.3 представлены требования к SNR (отношение сигнал/шум) для QAM различной разрядности, с коэффициентом ошибок по битам BER < 10-7
Таблица 1.3 Требования к SNR(отношение сигнал/шум)
Количество бит на символ(r) |
Разрядность QAM(2r -QAM) |
Требуемое SNR(дБ)BER <10-7 |
4 |
16- QAM |
21.8 |
6 |
64- QAM |
27.8 |
8 |
256- QAM |
33.8 |
9 |
512- QAM |
36.8 |
10 |
1024- QAM |
39.9 |
12 |
4098- QAM |
45.9 |
14 |
16384- QAM |
51.9 |
CAP представляет собой разновидность QAM, и использует для передачи данных диапазон частот от 26кГц до 1.1МГц. Принцип тут тот же - информация кодируется изменением фазы и амплитуды. При этом может использоваться до256 различных комбинаций.
CAP была разработана и запатентована Bell Labs, и многие компании в последствии купили лицензии на ее применение в своей продукции. В результате САР получила довольно широкое распространение . В марте 1993 года американский национальный институт стандартизации (ANSI) принял для использования в ADSL стандарт модуляции DMT (Дискретная многотональная модуляция -Discrete MultiTone Modulation). Исследования показали, что наиболее производительной является DMT. Позднее ETSI также согласился стандартизовать DMT для применения в ADSL. Он основывается на принципе разделения диапазона частот в котором осуществляется передача данных (35 кГц до 1,4 МГц) на 256 поддиапазонов шириной в 4 кГц. В каждой такой полосе используется все та же модуляция QAM.