Методи кодування в технології DSL

В технології DSL найбільш розповсюдженими є три основнхх методи кодування, які коротко переглянуті нижче.

1. Квадратурна амплітудна модуляція (Quadrature Amplitude Modulation - QAM) відповідає зміні (фіксованому зміщенню) амплітуди і фази сигналу різноманітним значенням бітів. Назва квадратурна амплітудна модуляція (тобто QAM) виникла тому, що сигнали відрізняються за фазою на Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): 90^o , і 4 такі фази (звідси і квадратурна) разом складають Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): 360^o , чи повний цикл.

На рис.1 (сузір"я QAM) показано кодуванне QAM з трьома бітами на бод (стан сигналу описуєтся різноманітними амплітудами і фазами). У кожному з напрямків (Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): 0^o

Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): 90^o

Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): 180^o

і Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): 270^o

) знаходяться дві точки, що відповідають двом можливим значенням амплітуди, що дає в результаті вісім різних станів. Якщо є вісім унікальних станів, то в кожному з них можна передати по 3 біти (23 = 8).

В табл.2 показані можливі значення для кодування 8 QAM (8 можливих бітових комбінацій). Чим більше різних фазових зсувів і рівнів амплітуди використовується, тим більше бітів інформації можна включити в кожну крапку або символ. Проблеми виникають тоді, коли точки сузір'я розміщені настільки близько, що через шуми на лінії або в приймальному обладнанні неможливо відрізнити одну точку від іншої.

2. Кодування САР - це адаптивна форма коду QAM. Цей метод дозволяє коректувати значення символів, враховуючи стан лінії (наприклад, шумів) на початку з'єднання. При кодуванні за допомогою даного методу з отриманої на виході хвилі віддаляється несуча частота. У методі САР частотне ущільнення (FDM) забезпечує підтримку трьох подканалов - телефонного каналу (POTS), каналу передачі низхідного потоку даних (downstream) і каналу передачі висхідного потоку даних (upstream).

Голосові сигнали займають стандартну смугу частот 0 ... 4 кГц (див. рис.2). У методі САР здійснюється адаптація швидкості передачі, виходячи зі стану каналу, шляхом модифікації номера бітів або циклу (тобто розмір сузір'я + бітрейт несуть в бодах). На це вказують різні пари несучих частот (наприклад, 17 кГц і 136 кГц). На рис.2 показаний частотний спектр САР-модуляції. Підтримується доступ в двох частотних діапазонах: 25-160 кГц для upstream і 240-1100 кГц (аж до 1,5 МГц) - для downstream.

3. Кодування DMT (Discreate Multi - Tone modulation 0 дискретна багаточастотна (багатотонова) модуляція) - метод передачі сигналів, в якому повна смуга пропускання ділиться між 255 піднесучими або підканалами з ​​шириною смуги пропускання в 4 кГц кожна. Перший канал піднесучої використовується для передачі традиційного голосового сигналу і мережі POTS. Дані upstream зазвичай передаються по каналах 7-32 (26-128 кГц), а дані downstream - по каналам 33-250 (138-1100 кГц). Насправді, метод DMT є різновидом ущільнення FDM. Потік вхідних даних ділиться на N каналів, що мають однакову пропускну здатність, але різну середню частоту несучої. Використання декількох каналів з ​​вузькою смугою пропускання дає такі переваги:

• якими б не були характеристики лінії, всі канали залишаються незалежними, тому їх можна декодувати окремо;

• при використанні DMT коефіцієнт передачі підбирається таким чином, щоб кожен канал при наявності шуму міг функціонувати незалежно; в цьому методі змінюється кількість бітів на подканал або тон. В результаті знижується загальний вплив шуму при імпульсної перешкоди на постійній частоті.

Основними характеристиками методу DMT є:

• в методі використовується мультиплексування FDM, тісно пов'язане з ортогональним мультиплексуванням з частотним поділом (Orthogonal Frequency - Division Multiplexing - OFDM), як і в DVB-T / H;

• метод обумовлений в стандарті Т1.413, розробленому Національним інститутом стандартизації США (American National Standards Institute - ANSI);

• в каналі задані 256 підканалів;

• полоса пропускання кожного підканалу дорівнює 4,3125 кГц;

• кожен підканал незалежно моделюється за допомогою методу дискретної модуляції QAM;

• коефіцієнт посилення (спектральна щільність) кожного підканалу становить 16 біт / с / Гц для теоретичного значення пропускної здатності, рівного 64 кбіт / с;

• сигнал передається за допомогою постійного струму при ширині смуги пропускання 1,104 МГц;

• теоретична пропускна здатність для даних із смугою пропускання 1,104 МГц дорівнює 16,384 Мбіт / с;

• в стандартах ITU 992.1 (G.dmt), ITU 992.2 (G.lite) і ANSI T 1.431 Issue 2 обумовлено використання різних варіантів і реалізацій каналів ADSL, заснованих на методі кодування DMT;

• метод DMT був прийнятий комітетом ANSI T1 як стандарт кодування для ліній зв'язку і використовується в системах передачі сигналів по каналах ADSL.

На рис.3 показаний частотний спектр для модуляції DMT.

4. Кодування TC-PAM

TC-PAM (Trellis Coded Pulse Amplitude Modulation)[1]

5. Кодування 2B1Q

2B1Q (2 Binary 1 Quandary)[2]