adsl tehnologija prenosa

8/19/2019 ADSL Tehnologija Prenosa

1/53

1

1. Uvod

Razvoj telekomunikacija u XX odvijao se tako što je za svaki servis građena posebnainfrastruktura. Tako je nastala javna mreža za telefonski servis, telegrafski servis i servis za

prenos podataka. Veza između telefonski pretplatnika i njiovi centrala najve!im delom jerealizovana preko bakarni parica. Tako je do kraja pretodnog veka u svetu instalirano okomilijardu telefonski linija koje povezuju krajnje korisnike sa javnom komutiranom telefonskom

mrežom " Public Switched Telephone Network # $%T&'. (zimaju!i u obzir ogromna ulaganja utakvu lokalnu infrastrukturu i narasle potrebe korisnika za novim servisima bilo je logi)noo)ekivati razvoj telekomunikacioni tenologija u pravcu koriš!enja postoje!e infrastrukture.

%redinom devedeseti sa ekspanzijom *nterneta javila potreba za tenologijom koja biomogu!ila velike brzine prenosa podataka. Tom zatevu je odgovorila +% tenologija "izvorno

Digital Subscriber Loop # digitalna pretplatni)ka petlja, danas poznata pod nazivom Digital Subscriber Line # digitalna pretplatni)ka linija'. -va tenologija omogu!uje da se po postoje!ojinfrastrukturi "bakarnim paricama' pruži krajnjim korisnicima kako pristup fiksnoj telefonskojmreži i uslugama koje ona pruža, tako i pristup *nternetu velikim brzinama.

( drugoj glavi bi!e izložen uvod u +% tenologiju. ( okviru toga bi!e objašnjen pojamširokopojasnog pristupa i pojam lokalne petlje. $otom !e biti više re)i o tenologijama koje su

pretodile familiji +% tenologija, o osnovnim principima +% tenologija i o aritekturi +%sistema.

Tre!a glava zauzima najve!i deo rada, a u njoj !e detaljno biti obrađena +%" Asymmetric Digital Subscriber Line' tenologija, +/T " Discrete MultiTone' modulacioni pos0tupak i osnovni principi opsluživanja veze.

1etvrta glava !e predstaviti ostale primenjene asimetri)ne +% tenologije, koje pred0stavljaju alternativu +% tenologiji. 2onkretno bi!e više re)i o +%3, +%34, V+%"Very-high bit rate DSL' i V+%3 tenologijama. Takođe, u ovoj glavi bi!e predstavljene idopune +% standarda, odnosno tzv. neksi koji imaju ulogu da definišu rad +% sistema zaspecifi)ne primene i razli)ite regione.

$eta glava !e predstaviti opremu koja se koristi na strani centrale, odnosno koju koristinajve!i doma!i telekomunikacioni operater 5Telekom %rbija . 2onkretno bi!e predstavljenˮmultiservisni pristupni uređaj 6ua7ei (8999 koji ima zna)ajno mesto u izgradnji pristupniširokopojasni mreža, kao i važnu ulogu u povezivanju sa mrežama slede!e generacije " Net-!eneration Network # &:&'. ( ovoj glavi bi!e govora i o tzv. -/ "operations"administration and maintenance' sistemu, odnosno o sistemu #uawei iManager &3999 kojim sevrši upravljanje i nadzor uređaja 6ua7ei (8999.

;esta glava predstavlja zaklju)ak u kom !e biti govora o perspektivi asimetri)ni +%

tenologija.


2/53

2

2. Uvod u DSL tehnologiju

3.< ;irokopojasni pristup

( principu, danas ne postoji opšte priva!ena definicija širokopojasne mreže. $reporuka*.s "podatak iz 399A. godine'. %a druge strane tlantika, %avezna komunikaciona

komisija %+0a, "%S ,ederal *ommunications *ommission # (% B@@' definiše širokopojasnumrežu kao konekciju od najmanje 399 kb>s u jednom smeru. %a druge strane, danas je u tojdržavi mogu!e dobiti priklju)ak za protoke od s, odnosno 8s uslu)aju mobilnog širokopojasnog pristupa. -sim stalnog pristupa, širokopojasne mrežeomogu!uju interaktivnu upotrebu ponuđeni multimedijalni servisa. +efinisani protoci

obezbeđuju pristup multimedijalnim i interaktivnim sadržajima, odnosno omogu!uju istovremeni prenos video sadržaja, govora i podataka. ( strogo teni)kom smislu, širokopojasna je onatelekomunikaciona mreža koja za prenos signala koristi razli)ite medije i tenike tako dakorisnicima omogu!i koriš!enje servisa zasnovani na širokom frekvencijskom opsegu.Razvojem tenologije pove!ava se širina raspoloživog opsega. /eđutim, multimedijalni servisi

postaju bogatiji, pa time i zatevaju ve!i protok. %toga je nemogu!e odrediti koje su gornjegranice protoka. Time se i definicija širokopojasnog pristupa menja u zavisnosti od perioda ukome je data.

( odnosu na potrebe korisnika definišu se tri klase širokopojasnog pristupaC

• $rva klasa podrazumeva protoke koji odgovaraju potrebama pojedinaca i mali preduze!a i tood 8s u slu)aju mobilnog širokopojasnog pristupa, odnosno od D0s, u slu)aju

pristupa u fiksnoj mrežiE

• +ruga klasa podrazumeva protoke od s do < :b>s, za potrebe prenosa ve!eg brojatelevizijski programa i pojedini složeni video aplikacijaE

• Tre!a klasa podrazumeva protoke preko < :b>s, za potrebe udaljeni servera, aplikacijatelemedicine, nau)ni istraživanja, itd.

$omenute klase širokopojasnog pristupa dostupne su u nacionalnim i međunarodnim

mrežama za pristup i magistralnim mrežama, koje su bazirane na opti)kim kablovima velikikapaciteta.


3/53

3

/reže sa širokopojasnim pristupom su prvobitno bile projektovane da podrže pretraživanje *nterneta i elektronsku poštu, dok danas podržavaju )itav niz servisa, kao što sugovorni pozivi, razmena veliki fajlova i striming " streaming ' multimedijalni servisa, pogotovotelevizijski servisa. +a bi servisi bili ponuđeni korisnicima uz odgovaraju!i kvalitet, svi delovimreže treba da budu propisno dimenzionisani. Treba uzeti u obzir da se veli)ina fajlova sa

podacima pove!ava, dok se strpljenje korisnika smanjuje, pošto korisnici ve! imaju pristup

*nternetu velikim brzinama.;irokopojasni pristup je zna)ajno promenio pristup *nternetu, kao i korišcenje njegovog

sadržaja. Razmena informacija velikim brzinama obezbeđuje ubrzani razvoj interaktivni i mul0timedijalni servisa, kojima korisnik pristupa nezavisno od svoje lokacije. ;irokopojasne tele0komunikacije predstavljaju osnovu za pružanje servisa koji doprinose razvoju društva, olakšava0

ju komunikaciju i pove!avaju dostupnost državne administracije sa građanima "e-go+ernment ',uti)u na proces u)enja "e-learning ', pružaju brže i kvalitetnije usluge iz oblasti medicine "e--health' i omogu!avaju trgovinu i pla!anje sa udaljeni mesta "e-commerce'. ;irokopojasni

pristup je postao zna)ajna karika u razvoju ruralni i udaljeni oblasti, kao i u razvojuindustrijski oblasti i povezivanju privredni regiona neke zemlje. $rimena novi pristupni

tenologija poboljšava kvalitet života i to jednostavnijim komunikacijama, lakšim i bržim pristupom informacijama, pristupom novim vidovima zabave i unapređenjem kulturnog života.

/ultimedija kao simbioza govorni, audio i video aplikacija kojima je neopodno dodatii podatke, predstavlja vrlo zatevnu oblast sa stanovišta tenika prenosa, slika 3.


4/53

4

*spitivanja tenologija pristupa koje telekomunikacioni operateri planiraju da koriste unarednim godinama, pokazala su jasno opredeljenje za tenologije opti)ki kablovski sistema,ali i bežicni tenologija širokopojasnog pristupa poput mobilnog sistema )etvrte generacije" Long Term )+olution # T?' i široko rasprostranjene interoperabilnosti za mikrotalasni pristup"6orldwide $nteroperability (or Microwa+e ccess # Fi/X'.

Telekomunikacioni operatori smatraju da je neopodno obezbediti regulativu koja biomogu!ila liberalizaciju tržišta, kako bi se obezbedili uslovi za pružanje usluga zasnovani nasavremenim tenologijama širokopojasnog pristupa. (kazuje se potreba za regulisanjem tržišta,radi obezbeđivanja razvoja i primene beži)ni tenologija širokopojasnog pristupa.

( pogledu usluga koje bi bile razvijane i pružane krajnjem korisniku, operatori kod nasse dominantno opredeljuju za pružanje usluga pristupa *nternetu, a potom sve popularnijiservisa *nternet0protokol televizije " $nternet Protocol TeleVision # *$TV', kao i prenosa glasa

posredstvom *nternet protokola "Voice o+er $P # Vo*$'. -sim toga, operatori pokazuju velikointeresovanje za izdavanjem više licenci za pružanje usluga fiksne telefonije.

Gudu!e i deo savremeni širokopojasni mreža baziraju se na triple-play pristupu koji

podrazumevaC Vo*$, prenos podataka preko *$0a "*nternet konekcija', kao i prenos televizijskog ivideo signala posredstvom *nternet protokola "*$TV'. -d pomenuti servisa najizazovniji sateni)kog i ekonomskog aspekta je skup servisa koji se odnosi na prenos TV i video signala. (tom smislu, ovaj servis mora biti ekonomi)an, što podrazumeva interes korisnika i njiovuspremnost da plate za razne vidove ovog servisa, kao što suC *$TV, video na zatev " Video-on--demand # Vo+' i interaktivna televizija. Teni)ki aspekt podrazumeva probleme obezbeđivanjaovog servisa sa privatljivim kvalitetom. Razlog tome je )injenica da je distribucija videosignala preko digitalne mreže veoma zatevna po pitanju širine propusnog opsega, posebno uslu)aju implementacije TV servisa visoke rezolucije " #igh De(inition TeleVision # 6+TV'.$ostojanje sofisticirani tenika za kompresiju signala )ini ovaj zatev nešto blažim. *pak,

prevelika kompresija može dovesti do ošte!enja slike i samim tim do lošijeg kvaliteta.

( ekonomskom pogledu, poželjno je da se raspoloživ propusni opseg mreže najefikasnijeiskoristi. Hbog toga je važno distribuirati sliku koja je u najve!oj mogu!oj meri komprimovanauz zadovoljavaju!i kvalitet. Iedna strana problema je kontrola kvaliteta slike kada je primenjenodređen stepen kompresije. -vo je izuzetno predvidljiva stvar, te je relativno lako imati kontrolunad ovim problemom. +rugi problem leži u samoj distribuciji video signala do krajnjegkorisnika. &ažalost, kvalitet distribucije nije mogu!e predvideti. ( zavisnosti od optere!enjamreže, greške usled prenosa mogu biti razli)ite. &a primer, *$0paketi se mogu izgubiti prilikom

prenosa. (ticaj izgubljenog paketa na kvalitet slike na ekranu !e zavisiti od toga koji deo podatka se izgubio u kombinaciji sa primenjenom tenikom kodovanja i od mogu!nostisakrivanja greške. &ekada !e to uticati na kvalitet veoma malo, dok !e u drugim situacijamauzrokovati ozbiljne posledice.

&a po)etku ovog veka širokopojasni pristup *nternetu postao je jedna od klju)nismernica savremeni telekomunikacija. ;irokopojasni pristup nije više merilo tenološkerazvijenosti nekog društva, ve! govori i o njegovom razvoju u celini. ( tabeli 3.< prikazan je

porast broja korisnika *nterneta u protekloj deceniji, a slika 3.= ilustruje procenat stanovništvakoji koristi *nternet u svetu.

*z tabele < vidimo da približno tre!ina ukupne svetske populacije i )ak J9K stanovništvarazvijeni zemalja koristi *nternet dok slika 3.= ilustruje najtamnijom nijansom plave boje kojesu zemlje sa procentualno najve!im brojem korisnika *nterneta u odnosu na broj stanovnika.


5/53


6/53

6

egendaC &@$ # ta)ka priklju)enja na mrežu " Network *onnection Point '/+B # glavni razdelnik " Main Distribution ,rame'%$ # komutacijska ta)ka "Switching Point 'BG # sklop za napajanje linije " ,eeder


7/53

Provider + 0,P). Mana o#ak#e #e!e jeste to $to nije moguće isto#remenokoristiti liniju !a tele*onske po!i#e i prenos podataka.

%lede!i korak u evoluciji lokalne petlje zapo)eo je u osamdesetim godinama prošlog vekakad je u podru)je pristupni mreža uvedena nova tenologija nazvana uskopo2asna digitalnamre5a integrisanih usluga " Narrowband $ntegrated Ser+ices Digital Network # &0*%+&'.

-mogu!avaju!i istovremeni prenos govora i podataka predstavljala je znatno poboljšanje uodnosu na analogne pretplatni)ke linije. $ostoje dva osnovna pristupa *%+&0uC

• Gazni pristup # GR* " s # ?


8/53

+akle, re) je o tenologiji koja omogu!uje da se podaci, govor i video mogu kombinovati i prenositi preko standardne telefonske linije, što predstavlja ranije pomenuti triple-play koncept.-vaj prenos se ostvaruje koriš!enjem neiskoriš!eni frekvencija propusnog opsega koje sudostupne za prenos po telefonskoj liniji. +% obezbeđuje servise koji ne interferiraju sa

prenosom govornog signala. % obzirom da +% podržava digitalni prenos podataka, ne postoji potreba za >+ i +> konverzijom, kakav je slu)aj sa konvencionalnim dial-up linijima koje

koriste analogne modeme. $rotok konekcije ne opada ako više korisnika pristupa mreži, aliglavni nedostatak ove tenologije je što kvalitet opada ako je korisnik udaljeniji od centralnog)vorišta, tako da može do!i do pojave preslušavanja. 2valitet signala umnogome zavisi i odstarosti, kvaliteta izgrađene mreže i dužine parica.

+% je always connected ili always-on tenologija. To zna)i da nasuprot *%+& ikonvencionalnim analognim modemskim servisima, koji su bazirani na konceptu komutacijekola "circuit switched ', u konkretnom slu)aju ne treba koristiti dial-up servis provajdera kako biuspostavili vezu. (mesto toga, +% koristi zakupljenu konekciju, pa je zbog toga ovaj servisuvek dostupan za predaju i prijem podataka. +rugim re)ima, +% konekcije su namensketa3ka--ta3ka " point-to-point ' veze. -vaj na)in rada je u suprotnosti sa kablovskim servisom koji

se bazira na koriš!enju magistrale "bus' i kod koga se ve!i broj pretplatnika 5takmi)e zaˮ

koriš!enje prenosnog medijuma. % obzirom da svaki korisnik koristi sopstvenu lokalnu petlju"local loop', +% nudi ve!u sigurnost i rezervisane resurse za svakog korisnika.

$ostoji više +% tenologija koje rade na sli)nom principu i zajedni)ki se nazivajuQ+%. +% podržava simetri)ne i asimetri)ne tenologije, što se odnosi na širinu propusnogopsega u jednom i drugom smeru. simetri)ne tenologije imaju ve!u brzinu prenosa u jednomsmeru u odnosu na drugi. 2onkretno, ve!a brzina prenosa je u smeru od centrale prema korisniku"downstream', a manja u suprotnom smeru, odnosno u smeru od korisnika prema centrali"upstream'. simetri)ne tenologije digitalne pretplatni)ke linije su pogodne za povezivanje na*nternet iz razloga što se fajlovi ve!eg obima preuzimaju "download ' ve!om brzinom, dok se

fajlovi manjeg obima kao što su npr. e0mail poruke ili razne komande korisnika šalju premamreži "upload ' manjom brzinom.

+akle, kao što je u pretodnom pasusu navedeno Q+% ozna)ava familiju +% tenolo0gija. $refiks Q je deskriptor koji kombinovan sa +% definiše razli)ite +% varijante. $ostojiviše varijanti, asimetri)ni i simetri)ni, a njiov pregled sa standardima koji i definišu nave0den je u tabeli 3.3.

Tabela . 0 Pregled asimetri3nih i simetri3nih DSL tehnologi2a sa pripada2u1im standardima

simetri)ne +% tenologije %imetri)ne +% tenologije

@$ +% # nije standard %+% # vlasni)ki standardi

:.dmt # *T(0T :.MM3.<6+% # :.MM


9/53

V+% # *T(0T :.MM=.<

V+%3 # *T(0T :.MM=.3

3.8 ritektura +% sistema

&a slici 3.A prikazana je osnovna aritektura +% sistema. ( korisni)kom podru)ju personalni ra)unar " Personal *omputer # $@', odnosno njegova mrežna kartica " Network $nter(ace *ard # &*@', povezan je sa +%0modemom pomo!u ?ternet kabla sa RI0D8konektorima. &aj)eš!e se koristi kabl sa neoklopljenim paricama, tzv. (T$ kabl "%nshielded Twisted Pair # (T$'. :eneralno postoje dve vrste +%0modema na strani korisnika. $rvu vrstu)ine +%0modemi sa asimetri)nom primopredajnom jedinicom " Asymmetric Transcei+er %nit--?emote # T(0R' i ova vrsta modema se koristi kod asimetri)ni +% tenologija. +rugu vrstu

)ine +%0modemi sa simetri)nom primopredajnom jedinicom "Symmetric Transcei+er %nit--?emote # %T(0R' i ova vrsta se koristi kod simetri)ni +% tenologija. $roizvođa)i mrežneopreme )esto implementiraju komutacione " switching ' i usmeriva)ke "routing ' module u svoje+%0modeme, pa tako na strani korisnika imamo mogu!nost povezivanja ve!eg broja uređaja na+%0modem, odnosno u tom slu)aju ruter. -bi)no je mogu!e povezati do )etiri ra)unara ži)no

posredstvom )etiri porta i ve!i broj uređaja beži)no "naj)eš!e do


10/53

1

&a drugom kraju +%0linije, odnosno u lokalnoj centrali, lokalna petlja je oži)ena naglavni razdelnik " Main Distribution ,rame # /+B'. (loga glavnog razdelnika jeste povezivanjekrajnji +%0korisnika sa pristupnim +%0multiplekserom " Digital Subscriber Line Access

Multipleer # +%/', odnosno sa modemskim +%0karticama ugrađenim u +%/. Trebanapomenuti da se telefonski saobra!aj i podaci u lokalnoj centrali pre +%/0a razdvajaju

pomo!u višestrukog $-T% razdelnika " P&TS Splitter *hassis # $%@'. ( $%@0u se telefonski

saobra!aj odvaja prema javnoj komutiranoj telefonskoj mreži " Public Switched Telephone Network # $%T&', a podaci prema priklju)cima pomenuti modemski +%0kartica smešteni u+%/0u. $-T%0razdelnici su pasivni uređaji što zna)i da i u slu)aju prestanka napajanja+%/0a elektri)nom energijom ili nekog dugog kvara na +%/0u, telefonski saobra!ajostaje sa)uvan.

%vaka pomenuta modemska +%0kartica naziva se T(0@ " Asymmetric Transcei+er %nit-*entral &((ice # T(0@' ili %T(0@ "Symmetric Transcei+er %nit-*entral &((ice # %T(0@'.T(0@ ili %T(0@ se koriste zavisno od toga da li je prenos nekom +% linijom nesimetri)an ilisimetri)an, odnosno da li je re) o asimetri)noj ili simetri)noj +% tenologiji. /odemske +%00kartice imaju promenjiv broj priklju)aka. %vaki krajnji korisnik je direktno povezan sa nekim od

ti priklju)aka, pri )emu svaki priklju)ak obavlja funkcije fizi)kog sloja " physical layer # $6',odnosno najnižeg sloja koriš!ene protokolne aritekture. &ajnovija generacija +%/0ova imaugrađenu funkcionalnost mrežnog sloja zasnovanu na *$ protokolu " $nternet Protocol # *$' izbog toga se pomenuti +%/0ovi nazivaju i *$>+%0komutatori " $P9DSL switches'.

( pristupnom +%0multiplekseru "+%/' +% veza se terminira, a zatim se vršiagregacija i multipleksiranje saobra!aja koji poti)e od brojni krajnji korisnika na ?ternet "iliu starijim realizacijama T/ # Asynchronous Trans(er Mode' interfejs prema širokopojasnojmreži. -vo se vrši posredstvom univerzalnog pristupnog koncentratora "%ni+ersal Access*oncentrator # (@' smeštenog u lokalnoj centrali. $ored samog +%0saobra!aja (@ možetakođe koncentrisati i ostale vrste saobra!aja. (niverzalni pristupni koncentrator vrši odabir

davaoca mrežne usluge " Network Ser+ice Pro+ider # &%$' kome je potrebno proslediti podatkekrajnji korisnika i potom usmerava ili komutira podatke prema brzoj glavnoj liniji "trunk ' kaodabranom &%$0u.


11/53

11

3. ADSL tehnologija

+% "asymmetric DSL # +%' tenologija, odnosno asimetri)na digitalna pretpla0tni)ka linija, je +% tenologija prvenstveno namenjena za pristup širokopojasnim servisima

preko jedne parice. +efinisana je *T( preporukom :.MM3.< poznatom i kao :.+/T. +% jerazvijen L90ti godina prošlog veka za potrebe kablovske televizijske industrije u cilju obezbe0đivanja servisa tipa +ideo na 'ahte+ "Video on Demand # Vo+'. %redinom M90ti godina +% je

prakti)no našao veliku primenu u pružanju servisa za koje su potrebne velike brzine prenosa kaošto je *nternet. +anas, ova tenologija omogu!ava zajedni)ki istovremeni rad analogne telefonijei digitalni servisa " $SDN


12/53

12

( nastavku tre!e glave bavi!emo se +% tenologijom definisanom od strane *T( preporukom :.MM3.< poznatom i kao :.+/T, a u )etvrtoj glavi !e biti obrađene ostaleasimetri)ne +% tenologije, a među njima i ostale varijante +% tenologije.

=.3 Referentni model +% sistema

Borum koji se bavi tenologijama širokopojasnog pristupa " >777.broadband0forum.org' još u maju >777.broadband0forum.org>tecnical>do7nload>TR099


13/53

13

Pristuni !vor "access node': to je mrežna ta)ka u kojoj se koncentrišu širokopojasni iuskopojasni podaci. $ristupni )vor može biti smešten u lokalnoj centrali ili na nekoj lokaciji

bližoj krajnjim korisnicima "izdvojen iz centrale'E

": pomo!ni ulaz podataka "npr. mesto spoja sa satelitskom antenom' u servisni modul kao što jenpr. integrisani ku1ni primopreda2nik " set top bo'E

P#TS-C: interfejs između $%T&0a i $-T%0razdelnika na mrežnom kraju lokalne petljeEP#TS-R: interfejs između telefona i $-T%0razdelnika na lokaciji krajnjeg korisnikaE

PD$ " Premises Distribution Network ': distribuci2ska mre5a na lokaci2i kra2n2eg korisnika # to jesistem za povezivanje T(0R0a sa servisnim modulima. $+& može biti izveden kao mreža od ta3ke do ta3ke "engl. point-to-point ' ili kao mreža od ta3ke prema +e1em bro2u ta3aka " point-to--multipoint ' sa topologijom zvezde ili magistrale. $+& može biti izveden s pasivnim

povezivanjem ili kao aktivna mrežaE

S% "Ser+ice Module': servisni modul # obavlja funkcije podešavanja kra2n2eg korisni3kog ureBa2a "terminal eCuipment '. $rimeri %/0a suC integrisani ku!ni primopredajnici, $@0interfejsiili ruteri "routers' lokalne mrežeE

T& "Terminal )Cuipment ': krajnji korisni)ki uređaj ili krajnja korisni)ka oprema, uređaj>opremakoji predstavlja krajnju ta)ku komunikacijeE

Sliter ili ra'delni( " splitter ': pasivni ili aktivni filtar koji razdvaja viši frekvencijski opseg"namenjen +%0u' od nižeg frekvencijskog opsega "namenjen $-T%0u' na mrežnom krajulokalne petlje i na lokaciji krajnjeg korisnikaE

T: interfejs između $+&0a i servisni modulaE

T-S%: interfejs između T(0R0a i $+&0a. ( slu)aju kad je $+& izveden kao pasivno povezivanje od ta)ke do ta)ke tada može biti isto kao i interfejs T "pri tome je samo jedan krajnjiuređaj povezan s +%0modemom'. T(0R može imati više od jednog T0%/ interfejsa "npr.

interfejsa ?Tili ?ternet'E

U-C: interfejs između lokalne petlje i $-T%0razdelnika na mrežnom kraju lokalne petljeE

U-C2: interfejs između $-T%0razdelnika u lokalnoj centrali i T(0@0aE

U-R: interfejs između lokalne petlje i $-T%0razdelnika na lokaciji krajnjeg korisnika. &eopodno je razlikovati ovaj interfejs od interfejsa (0@ na drugom kraju petlje zbogasimetri)ni prenosni brzinaE

U-R2: interfejs između $-T%0razdelnika i T(0R0aE

)A: logi)ki interfejs između T(0@ jedinice i pristupnog )voraE

)C: interfejs između pristupnog )vora i mreže. /ože obuvatati višestruke veze, a može seodnositi i na samo jednu prenosnu vezu kojom se svi +%0podaci prenose na relaciji pristupnamreža 0 osnovna mreža.

=.= %pektar +% signala

+ostupni frekvencijski opseg do frekvencije od


14/53

14


15/53

15

-psezi za dolazni "downstream' i odlazni "upstream' smer prenosa podataka kod +%00signala ne preklapaju se sa opsegom za prenos telefonskog saobra!aja "$-T%'. -vo se postiže

primenom postupka frekvencijskog multipleksiranja " ,reCuency Di+ision Multipleing # B+/',što omogu!ava istovremeni prenos $-T% saobra!aja i +%0podataka zajedni)kom paricom.

$odaci koji se prenose u dolaznom i odlaznom smeru međusobno se razdvajaju

primenom frekvencijskog multipleksiranja "B+/' ili tenikom poništavanja odjeka " )cho*ancellation # ?@'. ( standardu *T( :.MM3.< ":.+/T' koji koristi B+/ teniku, jedanfrekvencijski opseg koristi se za dolazni, a drugi za odlazni smer prenosa podataka i ta dvaopsega međusobno se ne preklapaju "slika =.3'. +akle, u spektru +%0signala razlikuju se trirazdvojena opsegaC

• opseg od =99 6z do D k6z namenjen za prenos analognog telefonskog govornog signalaili prenos signala preko modema bitskom brzinom do 8A kbps, a razmak od D k6z do oko38.LJ8 k6z se koristi kao 'a4titni opseg " guard band ' za preslušavanjeE

• opseg od 38.LJ8 k6z do oko


16/53

16

Slika ;.; 0 Spektar ADSL signala kada se koristi postupak 'a potiski+an2e eha

(koliko je potrebno omogu!iti zajedni)ki istovremeni rad servisa *%+& GR* "bazni pristup' i +% prenosa podataka, spektar takvog signala prikazan je na slici =.D.

Slika ;.= 0 Spektar ADSL signala kada se N-$SDN prenosi umesto P&TS saobra1a2a

&a slici =.D možemo videti dve gornje granice za spektar &0*%+& signala. Iedna iznosiJJ.A38 k6z, a druga vrednost, data u zagradi, iznosi


17/53

1

=.D Raspored podkanala u spektru +% signala

2ao što je u poglavlju =.= navedeno, dostupni propusni opseg širine 6z U s

( praksi realna brzina prenosa podataka koja se može posti!i u odlaznom smeru je oko899 kb>s, iz razloga što se neki od nosioca ne koriste, odnosno ne vrši se prenos po svim

podkanalima jer je nivo šuma ili uticaj interferentni smetnji u pojedinim podkanalimasuviše veliki. +rugim re)ima, neki od podkanala ostaju neiskoriš!eniE


18/53

1

• Downstream podaci i upravljanje # podkanali od =3 do 388 "ukupno 33D podkanala' sekoriste za potrebe prenosa podataka od centrale do pretplatnika i upravljanja. Iedan

podkanal je rezervisan za upravljanje, a 33= podkanala se koristi za prenos podataka. ko postoji 33= podkanala, ukupna propusnost imaju!i u vidu ;enonovu teoremu, u dolaznomsmeru teoretski dostižeC

33= podkanala D999 6z


19/53

1

grešaka, odnosno koriste se za tzv. upra+l2an2e gre4kama "error control '. $ri upravljanjugreškama koristi se tenika cikli3ke pro+ere redutantnosti "*yclic ?edundancy *heck # @R@'.@R@ postupci služe za otkrivanje grešaka u prenosu i u +% tenologiji naj)eš!e se koriste@R@0


20/53

2

G # širina propusnog opsega u ( Hz ) E

% # srednja snaga signala unutar propusnog opsega izražena u (W ) E

& # srednja snaga šuma ili interferencija unutar propusnog opsega izražena u (W ) E

%>& # odnos signal>šum odnosno koli)nik % i & u linearnoj, a ne logaritamskoj razmeri.

+akle, možemo uo)iti da dimenziono, izraz u zagradi (1+ S N ) , odgovara spektalnojefikasnosti. &a primer, ukoliko imamo dial-up modem koji, teoretski, može raditi na 8A kb>s udolaznom smeru unutar telefonskog kanala širine =


21/53

21

Slika ;.E 0 Primer dodele ra'li3itog bro2a bito+a po podkanalu u 'a+isnosti od SN?-a

%istem baziran na modulacionim postupcima sa više nosilaca može se posmatrati kaoviše sistema bazirani na određenom modulacionom postupku sa jednim nosiocem koji rade u

paraleli, na nižim brzinama protoka i naravno svaki sa određenom frekvencijom nosioca.2lju)na prednost podele raspoloživog propusnog opsega na ve!i broj podkanala, kojima se vrši

paralelni prenos, je mogu!nost izbegavanja prenosa podkanalima koji se nalaze u onom deluspektra u kome imamo velika slabljenja i visok nivo šuma. &a slici =.M ilustrovano je izbega0vanje prenosa na onom delu spektra sa malim odnosom signal0šum "%&R'. ( konkretnom slu0)aju re) je o frekvencijskom opsegu od =99 /6z do skoro A99 /6z, kao i o frekvencijamaiznad M89 /6z.

Slika ;.F 0 Primer i'bega+an2a prenosa na (rek+enci2ama sa niskim SN?-om

2od sistema bazirani na modulacionim postupcima sa više nosilaca modulator deli

raspoloživi propusni opseg na skup od´ N +1 podkanala koji su, u idealnom slu)aju, nezavisni.

-vo zna)i da postoji idealno5 filtriranje i da nema interferencija između podkanala. %vaki odˮ podkanala moduliše pojedina)ni predajnik i demoduliše pojedina)ni prijemnik. Takođe, kao što je u pretodnom pasusu navedeno, svaki podkanal ima dodeljen nosilac i stoga se svaki od njimože posmatrati kao nezavisan podkanal koji podržava prenos određenog broja bitova posimbolu, bk , u skladu sa svojim odnosom signal0šum, kao i željenom verovatno!om greške, P e. (standardizovanim +% sistemima, koji koriste modulacione postupke sa više nosilaca, širinefrekvencijski opsega svi podkanala su jednake. ko su širine opsega svi podkanala jednake,

to zna)i da svi oni rade na istoj simbolskoj brzini, uzimaju!i u obzir &ikvistov kriterijum.(koliko se širine opsega razlikuju, koncept simbola više nema smisla jer u tom slu)aju razli)itim


22/53

22

podkanalima odgovaraju razli)iti simbolski periodi, odnosno razli)ito trajanje simbola.(zimaju!i gore navedeno u obzir, ukupan broj bitova po simbolu koji se može preneti jeC

B=∑k =1

N −1

bk. (3.2)

$ošto je simbolski period T i simbolska u)estanost T, sledi da je bitski protok sistemasa više nosilaca RUG>T, gde je G ukupan broj bitova po simbolu, u skladu sa jednakoš!u "=.3'.

%umiranje u jednakosti "=.3' po)inje od < i završava se sa´ N −1 jer nulti, kao i

´ N 0ti

podkanal, odnosno kanal na &ikvistovoj frekvenciji, se ne koriste za prenos, što je ujedno islu)aj u +%0u. 2ao što je na po)etku pretodnog pasusa navedeno, kod sistema bazirani na

modulacionim postupcima sa više nosilaca postoji ukupno´ N +1 podkanala koji se numerišu

od 9 do´ N . $ošto je signal sa više nosilaca signal diskretizovan u vremenu "imaju!i u vidu

>+ konverziju', spektar signala je periodi)an, pa se podkanal na &ikvistovoj frekvenciji

pojavljuje5 i oko nulte frekvencije. $rema tome, može se smatrati da nulti iˮ ´ N 0ti podkanal

zapravo obrazuju jedan podkanal centriran oko nulte frekvencije.

Hbog pretodno navedenog, kao i zbog )injenice da se nijedan od nji ne koristi za prenos podataka u +% sistemima, u slede!im poglavljima !emo smatrati da je broj podkanala

´ N , a ne´ N +1 kako smo na po)etku pretodnog pasusa naveli. %amo !emo još u nastavku

ovog poglavlja, prilikom objašnjenja opšte blok šeme modulatora i demodulatora sa više

nosilaca, smatrati da je broj podkanala´ N +1 .

Radi pojednostavljenja ekvalizacije, sistemi bazirani na modulacionim postupcima saviše nosilaca u opštem slu)aju dele raspoloživi propusni opseg na veliki broj, reda više stotina podkanala. &a taj na)in dobijamo približno ravnu frekvencijsku karakteristiku unutar svakog podkanala. ( praksi, naravno, nije mogu!e realizovati idealno ravnu frekvencijsku karakteristiku pojedina)ni podkanala, te stoga je neizbežna izvesna intersimbolska interferencija, koja se moraeliminisati efikasnim postupcima ekvalizacije.

$odsetimo se ukratko pojma i cilja ekvalizacije. @ilj ekvalizacije jeste smanjivanjeintersimbolske interferencije " $nterSymbol $nter(erence # *%*' i pove!anje odnosa signal0šum"%&R' pre ulaza u odlu)iva). To se postiže kombinovanjem određeni poja)ava)a, filtara i kolaza kašnjenje koji formiraju odgovaraju!e kolo koje ima prenosnu karakteristiku inverznu od

prenosne karakteristike linije za prenos signala, odnosno pretplatni)ke petlje. &a ovaj na)in se postiže kompenzovanje slabljenja i fazni izobli)enja koja postoje na pretplatni)koj liniji.?kvilajzeri zatevaju da +% modemi 5nau)e karakteristike linije tako što šalju test signale kaˮmodemu na suprotnom kraju i o)ekuju povratni signal koji se tokom prenosa izobli)i u izvesnojmeri. Tada ekvilajzeri 5znaju kakvu prenosnu karakteristiku samo kolo ekvilajzera treba da imaˮda bi ukupna prenosna karakteristika pretplatni)ke linije i kola ekvilajzera bila što je mogu!e

bliža idealnoj, što zna)i ravna amplitudska karakteristika i linearna fazna karakteristika. ;to jeve!i dinami)ki opseg +% signala, to je kompleksniji postupak ekvalizacije. ( praksidinami)ki opseg +% signala iznos oko 89 dG.

( +% sistemima naj)eš!e se koriste B%? " ,ractionally Spaced Linear )Cuali'er ' i

+B? " Decision ,eedback )Cuali'er ' ekvilajzeri. -be vrste ekvilajzera se izrađuju pomo!udigitalni filtara sa kona)nim impulsnim odzivom, odnosno tzv. B*R " ,inite $mpluse ?esponse'filtara. $rimenjeni digitalni filtri imaju prilagodljive kompleksne koeficijente, koji omogu!uju


23/53

23

simultanu obradu komponenata u fazi i kvadraturi. +akle, ekvilajzer ima mogu!nost da svoju prenosnu karakteristiku, posmatrano u frekvencijskom domenu, odnosno impulsni odziv, ukoliko posmatramo u vremenskom domenu, automatski prilagodi karakteristikama određene pretplatni)ke linije. -vo prilagođavanje najpre se vrši tokom inicijalizacije veze, dakle prilikomuklju)ivanja +% modema. $otom se u realnom vremenu, tokom rada modema, periodi)no vršifino prilagođavanje koeficijenata B*R filtara koji )ine ekvilajzer.

$odela raspoloživog propusnog opsega na podkanale može se posti!i koriš!enjem bilo

kog skupa ortonormirani funkcija. /atemati)ki, skup funkcija {φi( t )} predstavljaortonormirani bazis ako važi slede!a jednakostC

∫−∞

∞

φm ( t )φn (t ) dt =δ mn, δ mn={1m=n0m≠ n (3.3)

Slika ;./ 0 &p4ta blok 4ema modulatora i demodulatora kod sistema sa +i4e nosilaca

&a slici =.


24/53

24

gde je´ N +1 ukupan broj podkanala na koje je podeljan raspoloživi propusni opseg. %imboli

X 0 i

X ´ N su jednodimenzionalni i realni i odgovaraju, respektivno, nultom i´ N 0tom

podkanalu. %imboli od X 1 do X ´ N −1 su dvodimenzionalni i odgovaraju ostalim

podkanalima.

%vaki simbol X k se moduliše funkcijom iz bazisa φk ( t ) . Ha simbole X 0 i

X ´ N modulacija je jednodimenzionalna i modulatori nad ovim simbolima vrše impulsno0

amplitudsku modulaciju " Pulse Amplitude Modulation # $/'. &ad ostalim simbolima vrši sekvadraturna amplitudska modulacija "Guadrature Amplitude Modulation # S/'. Brekvencije

nosioca podkanala od 1 do´ N −1 su f k =k ∙

f s

N , gde jef s frekvencija odmeravanja.

(loga faznog splitera je razdvajanje komponenata u fazi i kvadraturi i on se koristi za podkanale kod koji je primenjena S/ modulacija. *za faznog splitera vrši se množenje i filtri0

ranje za svaki od podkanala po)ev od 1 do´ N . $otom detektor baziran na principu

maksimalne verodostojnosti "maimum likelihood ', koji je deo bloka dekodera prikazanog naslici =.


25/53

25

karakteristi3na +rednost "eigen+alue'. /eđutim, zbog prevelike ra)unske složenosti, u praksi sene koriste karakteristi)ne funkcije jer nije mogu!e realizovati sistem koji bi na tom principumogao raditi u realnom vremenu. $ored toga, karakteristi)ne funkcije razli)iti kanala serazlikuju, pa bi primena karakteristi)ni funkcija kao bazisa zna)ajno zakomplikovalakonstrukciju +% modema koji treba da radi na razli)itim pretplatni)kim petljama.

( prakti)nim primenama, za podelu raspoloživog propusnog opsega na ve!i broj podkanala koriste se određene suboptimalne metode. /ože se pokazati da se karakteristike,odnosno kvalitet pomenuti suboptimalni metoda približava optimalnim, kakva je primenakarakteristi)ni funkcija, u slu)aju kada se broj podkanala na koji delimo raspoloživi propusniopseg približava beskona)nosti.

$ostoji nekoliko metoda podele raspoloživog propusnog opsega na ve!i broj podkanala,odnosno nekoliko modulacioni postupaka sa više nosilaca. ( slede!em poglavlju !e bitinavedene dve koje su našle primenu u +% sistemima, dok !e u nastavku biti detaljno obrađenaona koja se dominantno koristi i koja je postala standard za +%.

=.J /odulacione tenike primenjene kod +% signala

2od +%0a, za potrebe prenosa podataka, primenu su našle dve modulacione tenikeC

• @$ "*arrierless Amplitude Phase modulation' # razvijena je kao prva varijanta ikoriš!ena na po)etku razvoja +% tenologije. @$ je varijajanta S/0a "Guadrature

Amplitude Modulation', sa izuzetkom što se ukida nosioc. 2od @$0a, faza i amplitudadva prostoperiodi)na signala, )ije se frekvencije nalaze u okviru propusnog opsega

pretplatni)ke linije, menjaju se u skladu sa definisanom konstelacijom signala. &ajviši red konstelacionog dijagrama koji se koristio u @$ modulacionoj tenici bio je38A0S/, što zna)i da je bilo mogu!e preneti najviše L bitova po podkanalu. &aslede!oj slici "slika =.


26/53

26

određenog broja bitova pojedina)nim podkanalima. -vaj vid modulacije bi!e detaljnoobjašnjen u narednim poglavljima.

/odulaciona tenika koja je postala standard za +% naziva se diskretna multi-tontehnika "+/T'. Razlog zašto se kod ove modulacione tenike koristi *+BT, a ne S/ krije se u

tome što kod današnji +% sistema postoji potreba za prenosom znatno ve!eg broja bitova posimbolu, odnosno po podkanalu, nego što je to bilo na po)etku razvoja +%0a.

$odestimo se da je kod @$ modulacije bilo mogu!e preneti najviše L bitova po pojedi0na)nom podkanalu. To zna)i da smo u konstelacionom dijagramu imali najviše 38A ta)aka.+anašnji +% sistemi mogu preneti do


27/53

2

X k = 1

√ N ∑k =0

N −1

xn∙ e− j (2 / N ) kn

∀ k ∈ [0, N −1 ](3.8)

*nverzna diskretna Burijeova transformacija data je kaoC

x n= 1√ N ∑k =0

N −1

X k ∙ e j (2 / N ) kn∀n∈ [0, N −1 ](3.9)

+iskretna Burijeova transformacija "+BT' se može zapisati i u matri)nom obliku kao X =! x , gde je matrica ! definisana kaoC

(3.1

)

(koliko definišemo konjugovanu matricu ! , odnosno matricu !¿

kaoC

(3.11

)

onda se inverzna diskretna Burijeova transformacija "*+BT' može zapisati u obliku x=!¿ X .

(o)imo da se svaki element matrica ! i !¿

može zapisati u obliku

cos ( x )+ j sin ( x ) , što zna)i da +BT i *+BT predstavljaju sumu sinusoida.

%ekvenca X dužine N , gde je N =2 ´ N "u poglavlju =.A je navedeno da je ´ N

broj podkanala', ima osobinu 6ermitske simetrije ako se može zapisati u obliku skupa elemenata X k , k ∈ [1, ´ N ] , takvi da važiC

(3.12)

gde ¿ predstavlja kompleksnu konjugaciju.


28/53

2

( +/T predajniku gde je ulazna sekvenca X 6ermitski simetri)na, izlaz nakon

izvršavanja *+BT !e biti realan. ( praksi, ovo zna)i da se kompleksno0realna *+BT u N

ta)aka "gde je N =2 ´ N ' može koristiti u +/T predajniku za generisanje

´ N podkanala tako

da izlaz *+BT transformacije bude realan i da se kao takav može poslati na liniju direktno posle

digitalno0analogne "+>' konverzije.

/ada je cilj u tenologijama prenosa sa više nosilaca podela raspoloživog propusnogopsega na određeni broj nezavisni podkanala, u realnim sistemima, gde postoji izvesnokašnjenje prilikom obrade, podkanali !e se u izvesnoj meri preklapati. /eđutim, u +/T tenici,

podkanali se preklapaju na taj na)in da je zadovoljena ortogonalnost na nose!im frekvencijama.

/ožemo smatrati da se svaki simbol koji emituje +/T predajnik, gde simbol predstavljarezultat *+BT operacije, prozorira u vremenskom domenu pravougaonim impulsom. -vo je

posledica kona)nog trajanja svakog simbola. ko obeležimo razmak između susedni frekven0

cija nosilaca kao " f , tada je n0ti +/T simbol suma komponenata koje se mogu zapisati u

vremenskom domenu u slede!em oblikuC

xn ,k (t )=[ X k ∙ e j2 "fkt + X k ¿ ∙ e− j2 "fkt ]∙ #( t ) ,(3.13)

gde xn ,k (t ) predstavlja komponente n0tog simbola u okviru k 0tog podkanala. $ravougaona

prozorska funkcija u vremenskom domenu je definisana kaoC

#=

{1t ∈(0, 1" f )0t ∉(0,

1

" f ).(3.14)

Burijeova transformacija prozorske funkcije #( t ) jeC

W (f )=sin$ ( f " f ) ,(3.15)

gde funkcija sin$ ima maksimalnu vrednost na 9 6z i nule na celobrojnim umnošcimafrekvencije " f , kao što je ilustrovano na slici =.


29/53

2

Slika ;./ 0 $lustraci2a sinc (unkci2e ko2a 2e re'ultat pra+ougaonog pro'oriran2a

$ošto množenje u vremenskom domenu odgovara konvoluciji u frekvencijskom domenu

i pošto se )lan e j2 "fkt

može zapisati u obliku cos (2 " fkt )+ j sin (2 " fkt ) , sledi da se

Burijeova transformacija signala xn ,k (t ) može predstaviti kao konvolucija u frekvencijskom

domenu komponenti X k ∙ δ ( f −" f ) i W (f ) . ko postoji 6ermitska simetrija, komponenta

koja predstavlja imaginarni deo razvoja e j2 "fkt

u trigonometrijski oblik, odnosno

komponenta sin (2 " fkt ) se eliminiše. $omenuta konvolucija odgovara umnožavanju

prozorske funkcije u frekvencijskom domenu, odnosno funkcije W (f ) na celobrojnim

umnošcima frekvencije " f i njenom skaliranju sa X k , odnosno sa odgovaraju!im

informacionim signalom u svakom poje0dina)nom podkanalu predstavljenim u frekvencijskomdomenu. ( +% tenologiji, kao i u V+%< tenologiji baziranoj na +/T modulacionom

postupku, umnošci, odnosno kopije prozorske funkcije W (f ) se pojavljuju na celobrojnim

umnošcima frekvencije D.=


30/53

3

se u praksi ne koriste, a svaki od ostali´ N −1 podkanala podržava nezavisnu S/

konstelaciju predstavljenu sa bk bitova, gde je k indeks podkanala. Tokom svakog simbolskog

perioda, sekvenca od ukupno


31/53

31

Slika ;./= 0


32/53

32

(zmimo primer u kome vršimo odmeravanje tzv. 5kriti)nom u)estanoš!uˮ f s , koja je

jednaka dvostrukoj maksimalnoj, odnosno &ikvistovoj frekvenciji u spektru. Razmak izmeđunosilaca se može izra)unati kaoC

" f =f s

N .(3.16)

&asuprot tome, simbolska brzina kojom se prenosi korisni sadržaj se ra)una pomo!u izrazaC

1

T =

f s

N +% ,(3.17)

u kome figuriše i )lan % koji predstavlja broj odmeraka u cikli)kom prefiksu. %toga, važi da

je " f > 1

T .

( V+%< tenologiji koja koristi +/T modulacioni postupak "standard TAL U L odmeraka svakom informacionom simbolu. -vo možemo smatrati kaoˮdodatni sadržaj, baš kao što i cikli)ki prefiks predstavlja određenu vrstu dodatnog sadržaja.+akle, uklju)ivanjem uticaja sinronizacionog simbola u jednakost "=.


33/53

33

2oriš!enjem jednakosti "=.


34/53

34

(3.2

)

*z jednakosti "=.39' možemo uo)iti da iako odmerci &−3 , &−2 i &−1 imaju

komponente koje odgovaraju odmercima pretodnog simbola, odmerci [ &0 , &1 , &2 ,', &7 ]

zavise isklju)ivo od odmeraka na predaji trenutnog simbola [ x0, x1, x2 , ' , x7 ] . $rema tome,

svaki N simbola koji dolaze na prijem možemo posmatrati kao skup odmeraka koje bi

dobili kada bi signal na predaji bio periodi)an, odnosno kao jednu periodu. -vakav na)in posmatranja pomaže nam da razumemo da cikli)ki prefiks omogu!uje da linearna konvolucijaizgleda kao cikli)na u periodu koji je od interesa za prijemnik, odnosno u konkretnom slu)aju u

periodu N . -vo je bitno jer se +BT transformacija bazira na cikli)noj konvoluciji.

$ošto je svaki od´ N podkanala nezavisan i emituje se na razli)itoj frekvenciji nosioca,

detekcija podsimbola na prijemnoj strani je jednostavna. %lika =.+ konverzije, uklanja se cikli)ki prefiks koji u sebi sadrži iintersimbolsku interferenciju od pretodnog simbola. $otom se nad odmercima primljenog

simbola izvršava realno0kompleksna +BT transformacija u N ta)aka kojom se signal

konvertuje u frekventni domen. ko nema prisustva šuma u prenosnom medijumu, ozna)avaju!i

odmerke posle +BT transformacije u obliku Y k = X k ∙ H k , ulazne ta)ke odgovaraju!eg X k

mogu se dobiti jednostavnim deljenjem Y k sa odgovaraju!im H k . $ošto u praksi postoji

određeni nivo šuma, onda ta)ke koje se dobiju deljenjem sa odgovaraju!im H k ne odgovaraju

precizno ta)kama odgovaraju!eg konstelacionog dijagrama. (mesto toga, one predstavljajuta)ke sa određenim šumom koje leže unutar odgovaraju!eg konstelacionog dijagrama.

Slika ;./@ 0


35/53

35

( prakti)nim implementacijama operacija deljenja nije prikladna za ardver koji vrši

obradu signala. (mesto toga, Y k se skalira i rotira kako bi se uklonio uticaj H k i ovo se

može posti!i koriš!enjem specijalni tzv. single-tap filtara. %kup od´ N pomenuti filtara,

pošto je po jedan filtar potreban za svaki od´ N podkanala, je poznatiji kao ekvilajzer u

frekvencijskom domenu " ,reCuency-domain )Cuali'er # B?S'. $rimena ekvilizacije ufekvencijskom domenu zateva jedno kompleksno množenje po svakom od

´ N podkanala po

+/T simbolu, što pred0stavlja zanemarljivu kompleksnost implementacije u odnosu na tzv.multi-tap ekvalizaciju koja bi bila neopodna da intersimbolska interferencija nije ograni)enacikli)kim prefiksom.

=.L.< Realizacija digitalnog dupleksa u +/T tenici

Iedna od klju)ni prednosti +/T tenike je fleksibilnost koja se ogleda u podeliraspoloživog propusnog opsega na veliki broj podkanala. ko modem ima mogu!nost dageneriše i primi ceo skup podkanala, odnosno ako pokriva )itav raspoloživ propusni opseg, uodlaznom "upstream', kao i u dolaznom "downstream' smeru, onda dodelom međusobnodisjunktni skupova podkanala za odlazni i dolazni smer možemo realizovati razli)itefrekvencijske planove. $rimera radi, jedan isti modem može podržavati razli)ite regionalnefrekvencijske planove. ;taviše, kompleksnost +% modema može se smanjiti ako nisu neopo0dni filtri za razdvajanje opsega koji ublažuju interferencije "tipi)no eo' između odlazni idolazni signala.

/eđutim, jednostavna dodela međusobno disjunktni skupova podkanala za svaki odsmerova prenosa ne eliminiše potrebu za filtrima. &esinronizovana predaja u susednim iobližnjim podkanalima može stvoriti više armonike, koji su izazvani pravougaonim

prozoriranjem "pogledati sliku =.


36/53

36

dolaznim podkanalima. $od ovim uslovima, dupleksni prenos je mogu! bez upotrebe filtara zarazdvajanje odlaznog od dolaznog opsega. ;taviše, kada su grupe susedni podkanala dodeljeneza dolazni i odlazni smer prenosa, primenom pomenute tenike eliminisana je potreba za velikimzaštitnim opsezima između opsega dodeljeni za razli)ite smerove prenosa. %vra cikli3kog

su(iksa, koji se koristi u V+%0u, je poravnanje granica predajnog "odlaznog' i prijemnog"dolaznog' simbola na oba kraja linije. ( cilju smanjenja zatevane dužine cikli3kog su(iksa i

samim tim smanjenja dodatnog o+erhead 0a zatevanog za ostvarivanje digitalnog dupleksa,koristi se tzv. timing ad+ance metoda. ( nastavku !e biti objašnjen princip realizacije pretodno pomenutog.

=.L.


37/53

3

dva odmerka " "=2 ' i dužinom cikli)kog prefiksa od tri odmerka " %=3 '. +užina svakog

simbola, uklju)uju!i cikli)ki prefiks, iznosi petnaest odmeraka. %a 39K opšti troškova, odnosnoo+erhead 0a izazvani samo cikli)kim prefiksom, pomenuti sistem nije efikasan, ali !e poslužitikao dobra ilustracija. (o)imo da predajnik na desnoj strani slike =.


38/53

3

inicijalizaciji modema, pošto se cikli)ki sufiks uvek dodaje. $rijemnik ne može i ne treba darazlikuje pomerene " shi(ted ' simbole od originalni simbola.

2ao što je ilustrovano u primeru, primena cikli)kog sufiksa omogu!uje da granice predajni i prijemni simbola budu poravnane, eliminišu!i interferenciju nad prijemnimsignalom izazvanu od predajnog signala. @ena eliminisanja interferencije je dodavanje cikli)kog

sufiksa, koji, kao i cikli)ki prefiks, predstavlja dodatni sadržaj koji treba preneti, odnosnododatni o+erhead . Iedna metoda za smanjenje zatevane dužine cikli)kog sufiksa je tzv. timing ad+ance, koja je pomenuta na kraju poglavlja =.L.


39/53

3

Slika ;. 0 Primena timing ad+ance metode

=.L.


40/53

4

*nicijalizacija para +% modema bazirani na +/T modulacionoj tenici može se podeliti u pet faza "u zagradama su navedeni nazivi faza na engleskom'C


41/53

41

u toku. -dma nakon prestanka saobra!aja po analognom $-T% podkanalu, odnosno pozavršetku telefonskog poziva, vrši se vra!anje na regularno stanje zate)eno pre redukcije.

=.M.+ konvertora.

$ojedini modemi koriste kolo za poništavanje ea, bilo da izvrše 5preklapanje spektraˮdolaznog i odlaznog signala, ili u +% teologiji u kojoj nema pomenutog preklapanja, daizvrše sužavanje prelaznog regiona u spektru između dolazni i odlazni podkanala. ( V+%tenologiji, koja koristi digitalni dupleks, primena cikli)kog sufiksa )ini da predajni i prijemnisignal budu ortogonalni, pa u teoriji upotreba kola za poništavanje ea nije neopodna. ko pak

postoji kolo za poništavanje ea, obavezno se mora izvršiti njegovo podešavanje u postupkuinicijalizacije.

$odešavanje je najjednostavnije izvršiti kada modem na daljem kraju ne vrši predaju,)ime se omogu!uje modemu na bližem kraju da preciznije proceni preslušavanje na liniji samona osnovu svoji predajni signala. $otom, preslušavanje izazvano predajnim signalima modemana bližem kraju se oduzima od prijemni signala, kako bi prijemni uređaj modema na bližemkraju imao na raspolaganju prijemni signal bez preslušavanja.

=.M.


42/53

42

koliko bitova se može preneti svakim od´ N podkanala. ( naredni pet potpoglavlja !e biti

detaljno opisani postupci koji se vrše u fazi analize kanala.

=.M.


43/53

43

=.M.


44/53

44

+- ( *̂ k 2 )= 1

) * k

4.(3.29)

+akle, višak, odnosno prekora)enje šuma "ecess noise' u proceni je √ 2 ) * k 2.2ako bismo bili sigurni da pomenuto prekora)enje šuma "ecess noise' ne!e biti ve!e od

9.< dG ako važi pravilo tri standardne devijacije "pravilo 3* ' od srednje vrednosti, )

mora biti najmanje 3AM. ko koristimo strožiji kriterijum, odnosno ako usvojimo da

prekora)enje šuma "ecess noise' ne sme da bude ve!e od 9.< dG poštuju!i pravilo 4 * , onda

broj simbola " ) ' koji se moraju usrednjavati prilikom procene šuma mora biti bar DJL.

=.M.


45/53

45

gde dmin ozna)ava minimalno rastojanje između ta)aka u S/ konstelacionoj ravni na mestu

prijema, a * 2

varijansu šuma takođe na mestu prijema, po jednoj dimenziji. $omenuti

;enonov razmak je konstantan za datu simbolsku verovatno!u greške i za dati konstelacionidijagram.

*z jednakosti "=.=9' možemo uo)iti da, za ciljanu verovatno!u greške e , maksimalan

broj bitova koji se može preneti pojedina)nim podkanalom zavisi od odnosa signal0šum u datom

podkanalu " SN/k ', dobitka kodovanja " 0 $ ' i margine šuma " 0 m '. -dnos signal0šum za

k 0ti podkanal može se dati slede!im izrazomC

SN/k =2k | H k |

2

2* k 2

,(3.32)

gde 2 k ozna)ava prose)nu energiju ulaznog signala po dvodimenzionalnom S/

podsimbolu, | H k |2

dobitak k 0tog podkanala, a * k 2

varijansu šuma k 0tog podkanala

na mestu prijema, po jednoj dimenziji.

$romenljive nad kojima konstruktor modema može imati kontrolu su 2 k , 0 $ i

0 m . +obitak kodovanja " 0 $ ' je određen samim izborom postupka kodovanja, kao i

postupkom formiranja ramova " (raming '. %toga, preostale dve promenljive, ulazna energija po

podkanalu 2 k i margina šuma 0 m , se mogu podešavati u okviru algoritma za raspodelu

bitova "bit allocation algorithm'.

$ostoje dve osnovne vrste algoritama za raspodelu bitova. $rvu grupu )ine oni koji vrše

maksimizaciju protoka podataka " / ' pri određenoj margini šuma " 0 m ', a drugu oni koji

vrše maksimizaciju margine šuma pri )emu održavaju određeni protok podataka.

( +% tenologiji spektralna gustina snage " Power Spectral Density # $%+', kao i ukup0na snaga određene su standardima. Ha +% sisteme bazirane na +/T modulacionom postupkuobi)no se specificiraju $%+ šablon i $%+ maska. /aska određuje gornju granicu spektralnegustine snage "$%+' u spektru predajnog signala, a šablon određuje nominalnu "nazivnu, odnos0no srednju' spektralnu gustinu snage. ( +% sistemima, postupak integraljenja $%+ šablonaduž )itavog propusnog opsega daje za rezultat maksimalnu dozvoljenu ukupnu snagu. -voograni)enje umnogome pojednostavljuje postupak raspodele bitova po podkanalima. ( V+%<sistemima, integral maksimalne dozvoljene spektralne gustine snage duž )itavog propusnogopsega premašuje ukupnu snagu, što dozvoljava algoritmima za raspodelu bitova više slobode

pri odabiru parametara. ( nastavku !e biti re)i o najjednostavnijim algoritmima, koji važe uslu)aju kada je uvedeno ograni)enje da spektralna gustina snage zaista odgovara ukupnojdozvoljenoj predajnoj snazi, što je slu)aj u +% sistemima.


46/53

46

=.M.2.5 važi slede!a jednakostC

3k ≈2bk −bk .(3.34 )

*z jednakosti "=.==' možemo izra)unati da najve!a mogu!a vrednost za 3k iznosi =.L

dG, što predstavlja korekciju, odnosno (aktor dobitka koji je neopodan da bi se održalaujedna)ena verovatno!a greške kada se vrši zaokruživanje bk sa 9.8 na 2.5

(aktor dobitka 3k se nalazi u opsegu Z


47/53

4

Slika ;./ 0 Iaokru5i+an2e bro2a bito+a i odgo+ara2u1i di2agram (aktora dobitka

$omenuta testerasta5 karakteristika je jedan od razloga zašto seˮ PSD maska i PSD 4ablon unaped specificiraju za odgovaraju!e +/T sisteme. Kablon obezbeđuje vrednosti za

2 k , a maska obezbeđuje fleksibilnost za predajnu $%+ prate!i primenu 3k . ( +%0u,

prema prepo0ruci :.MM3.


48/53

4

bk =log2( SN/k ∙ 0 $ 1 ( e )∙ 0 m+1) ,

možemo pomenutu jednakost "=.=9' rešiti po 0 m i potom izra)unati broj bitova po svakom

podkanalu bk kako bi našli raspodelu bitova koja maksimizuje marginu šuma 0 m priciljanom, odnosno fiksnom bitskom protoku. /eđutim, zaokruživanje broja bitova ilustrovanona slici =.3


49/53

4

kao što su parametri formiranja ramova i parametri kodovanja. &akon toga modemi mogu pre!iu rad u stabilnom stanju.

Razli)iti standardi, odnosno preporuke definišu razli)ite signale i protokole koji sekoriste u fazi razmene parametara. ( ovom poglavlju se ne!emo zadržavati na tome, a detaljneinformacije mogu se na!i u slede!im preporukamaC :.MM3.


50/53

5

bez promene margine šuma u tom podkanalu. +akle, tehnika 'amene bito+a "bit swapping ' u sebimora sadržati meanizam za promenu snage dodeljene podkanalima.

$rimera radi, pretpostavimo da podkanal i, koji podržava J0bitnu konstelaciju, po)inje datrpi izvesne degradacije. okalni prijemnik tom prilikom ustanovljava da margina šuma više neiznosi željeni A dG, ve! svega D dG. %re!om, prijemnik određuje da drugi podkanal, 2, koji

trenutno prenosi samo 8 bitova ima marginu šuma J dG. $otom posredstvom speci2alnog slu5benog kanala "o+erhead channel ', lokalni prijemnik obaveštava predajnik na suprotnomkraju linije da izvrši slede!i niz radnjiC


51/53

51

+ruga generacija +%0a, odnosno +%3 tenologija "definisana *T(0T preporukom:.MM3.=', dopušta dodatnu fleksibilnost u postupku zamene bitova. -na se ogleda u meanizmu

promene bitske brzine u toku stabilnog stanja, dozvoljavaju!i pove!anje ili smanjenje bitske brzine bilo u jednom ili u oba smera predaje bez 5ispuštanja veze, odnosno bez potrebe zaˮ ponovnom inicijalizacijom "reinicijalizacijom' iste. $ored toga V+%< tenologija bazirana na+/T modulacionom postupku definiše dodatni na)in rada postupka zamene bitova koji se

naziva 5ekspresna zamena "ˮ

epress swapping ', a detaljnije o ovom postupku se može na!i u*T(0T preporuci :.MM=.


52/53

52

e: (: g: h: i:

2: k: l: m: n:

Slika ;. 0 $lustraci2a postupka 'amene bito+a u +i4e koraka

(koliko ne bi postojao postupak zamene bitova, svaki put kada bi određeni podkanal pretrpeo zna)ajnije smanjenje odnosa signal0šum, došlo bi do gubitka korisne informacije koja bikao posledicu mogla imati i gubitak sinronizacije između modema na suprotnim krajevimalinije.

=.M.3.3 $odešavanje parametara B?S ekvilajzera

-grani)enja sistema bazirani na +/T modulacionom postupku, naime )injenica dazaštitni interval " guard inter+al ', uveden u obliku cikli)kog prefiksa, treba da traje bar koliko iimpulsni odziv kanala "channel impulse response # @*R', nepovoljno uti)u na efikasnostiskoriš!enja propusnog opsega. +a bi ovaj problem bio u određenoj meri prevaziđen, vrši seskra!ivanje efektivnog impulsnog odziva kanala pomo!u B*R filtra koji se postavlja na ulazu u

predajnik. -vaj postupak se naziva ekvalizacija u vremenskom domenu "Time-domain

)Cuali'ation 0 T?S'.$ošto nije mogu!e u vremenskom domenu u potpunosti izvršiti odgovaraju!u

ekvalizaciju za sve podanale, posle T?S ekvalizacije mora se pre!i na postupak ekvalizacije uvremenskom domenu " ,reCuency-domain )Cuali'ation # B?S'. B?S predstavlja postupak kompleksne ekvalizacije kod koga se ekvalizacija vrši za svaki podkanal posebno. Time seobezbeđuje optimizacija odnosa signal0šum "%&R' i bitske brzine nezavisno za svaki podkanal,

pri )emu je složenost implementacije na nivou postupka ekvalizacije u vremenskom domenu"T?S'. ;taviše, možemo se fokusirati na podkanale najviše pogođene šumom tako što !emo

pove!ati broj filtarski koeficijenata u skladu sa konkretnim potrebama. $ri tome nema gubljenjavremena na nosioce koji se ne koriste jer se u tom slu)aju koeficijenti filtara B?S ekvilajzera

postavljaju na nulu.


53/53

53

Tokom rada u stabilnom stanju, koeficijenti filtara B?S ekvilajzera moraju se ažuriratikako bi se kompenzovale izvesne greške u tajmingu "timing errors' i omogu!ilo pravilnodetektovanje nakon izvršenog postupka 'amene bito+a "bit swapping '.

/eanizam koji se koristi za ažuriranje koeficijenata filtara B?S ekvilajzera sli)an jemeanizmu koji koristi prijemnik da odredi da li je potrebno vršiti zamenu bitova. &aime, vrši se

pra!enje greške, odnosno neusklađenosti između ta)aka konstelacionog dijagrama i dekodovanita)aka. %ignal greške može se definisati za svaki od podkanala kao razlika između ulaza i izlazaodlu)iva)a. ( skladu sa pomenutom greškom, koeficijenti filtara B?S ekvilajzera mogu seažurirati koriš!enjem standardni alogiritama, kao što je algoritam pomo!u koga se nalazina2man2a sredn2a k+adratna +rednost greške, tzv. /% algoritam "least-mean sCuares # /%'.

adsl tehnologija prenosa

Documents