3 Перехідні перешкоди ліній DSL
Основною причиною взаємних впливів в дротяних лініях зв'язку при передачі DSL сигналу є паразитні електромагнітні та ємнісні зв'язки між близько розташованими ланцюгами цих ліній (подібного роду перешкоди зазвичай виявляють за допомогою dsl тестерів).
Основним методом зменшення цих впливів служить скручування жив мідної пари. Особливо жорсткі вимоги до цього параметру пред'являються в структурованих кабельних системах, що працюють на дуже високих частотах: так, допускається відсутність скручування жив на відстанях не більше ½ дюйма від точки з'єднання двох відрізків кабелю.
Розрізняють два види перехідних впливів - перехідний вплив на ближній кінець (рис.2) і перехідний вплив на дальній кінець (рис. 2b).
Мал. 2 Типи перехідних впливів в дротяних лініях зв'язку
У вітчизняній зв'язку в якості параметра оцінки перехідних впливів прийнята відносна величина, що дорівнює різниці рівнів вимірювального сигналу на вході впливає ланцюга і створеної цим сигналом перехідною перешкоди в ланцюзі, схильної до впливу. Цю величину називають перехідним загасанням відповідно на ближньому кінці (Аo) і дальньому кінці (Al.).
У зарубіжній зв'язку в якості параметра оцінки перехідних впливів також прийнята відносна величина. Вона також дорівнює різниці рівнів. Тільки при цьому вимірювальний сигнал віднімається з рівня перехідної перешкоди, створеної ним в схильної до впливу ланцюга. Причому цю величину позначають як Near-End Crosstalk (NEXT) при впливі на ближній кінець і як Far End Crosstalk (FEXT) при впливі на дальній кінець.
Очевидно, що Аo = - NEXT і Al = - FEXT.
Причому при вимірюванні FEXT, на відміну від NEXT, передавач впливає пари і приймач схильною до впливу пари розташовані в протилежних пунктах лінії передачі. За інших рівних умов величина FEXT істотно більше NEXT, оскільки в першому випадку впливає сигнал зазнає загасання лінії зв'язку, а в другому впливає сигнал безпосередньо впливає на піддану впливу пару. Величина NEXT є визначальною при однокабельной режимі роботи лінії зв'язку, коли сигнали протилежних напрямків передачі передаються по парам одного кабелю, а величина FEXT - при двухкабельном режимі, коли сигнали протилежних напрямків передачі передаються по парам двох кабелів.
Крім параметрів NEXT і FEXT в практиці оцінки структурованих кабельних систем широко використовуються два досить нові параметри - Attenuation to Crosstalk Ratio (ACR) і Equal Level Far End Crosstalk ELFEXT. Параметр ACR являє собою відношення сигнал / шум SNR при перехідному вплив типу NEXT, а параметр ELFEXT - відношення SNR при перехідному вплив типу FEXT. Кількісно він виражається в логарифмічною мірою як різниця NEXT і загасання кабелю. Якщо, наприклад, ACR дорівнює 10 дБ, то це означає, що потужність перешкоди NEXT на вході приймача буде в 10 разів менше потужності корисного сигналу, тобто відношення сигнал / шум дорівнюватиме 10.
У практиці вітчизняної зв'язку, крім згаданих параметрів Аo і Al. використовується параметр захищеності на далекому кінці. AЗ. еквівалентний параметру ELFEXT
Два нижченаведених малюнка наочно пояснюють параметр ACR.
Мал. 3 До поясненням параметра ACR
На рис. 3 показана система зв'язку, що працює в однокабельной режимі, причому рівні сигналів на виходах передавачів в точках А і В однакові і рівні 0 дБ. Якщо позначити загасання лінії на частоті f через a k. а - перехідне затухання на ближньому кінці на тій же частоті через NEXT, то рівні сигналу і перехідної перешкоди на вході приймача А будуть відповідно рівні - a k і - NEXT.
Тоді ACR (тобто сигнал / перешкода) = - a k - NEXT.
На рис. 4 представлені частотні характеристики загасання симетричною пари attenuation, перехідної перешкоди NEXT і параметра ACR.
Рис 4 Амплітудно-частотні характеристики параметрів затухання, NEXT і ACR
Частота, на якій величини загасання і NEXT однакові (в даному випадку ця частота дорівнює 100 МГц), визначає верхню межу робочого діапазону частот allowable range frequency. На частотах вище граничної потужність перешкоди NEXT перевищує потужність сигналу.
Параметр ELFEXT можна також пояснити за допомогою рис ... при однакових напрямках стрілок, коли лінія зв'язку працює в двухкабельном режимі.
При цьому відповідно ELFEXT = - a k - FEXT.
Крім зазначених параметрів ACR і FEXT, використовуються два додаткових параметра - Power sum (PS) ACR і Power sum (PS) ELFEXT, які дозволяють оцінити параметр SNR при впливі на дану пару всіх інших пар кабелю.
Деякі її результати, що стосуються перехідних впливів у вітчизняних багатопарних симетричних кабелях, наведені в [1], де показано, що перехідні загасання, виміряні на будь-якій частоті, являють собою випадкові величини, розподіл яких для многопарного кабелю підпорядковується усеченному логарифмически-нормальному закону ..
Мал. 5 Розподіл значень Аo (1) і AЗ (2) кабелів ГТС на частоті 1 024 кГц для пар, розташованих в сусідніх пучках
Значення перехідного загасання між двома вибраними парами в значній мірі залежить від їх взаємного положення в осерді кабелю. Перехідне загасання між парами суміжних пучків на 10 - 15 дБ нижче перехідного загасання між парами несуміжних пучків. Перехідне загасання між сусідніми парами пучка) приблизно на 8 - 10 дБ нижче перехідного загасання між парами сусідніх пучків. Зазначені розкид значень перехідного загасання пояснюються різною взаємної конфігурацією пучків.
У табл. 1 наведені середнє значення Аo і його середньоквадратичне відхилення σ кабелів в залежності від взаємного розташування кручених пар.
Таблиця 1 Залежність параметра Аo від взаємного положення кручених пар в кабелі
Взаємне положення впливають пар в кабелі ТГ
З даних табл. 1 випливає, що основний внесок в величину перехідної перешкоди вносять перехідні впливу між парами одного пучка.
Частотна характеристика Аo є випадковою функцію, середнє значення якої падає зі швидкістю 4, 5 дБ / октава, а максимальне відхилення становить +/- 20 дБ.
Частотна характеристика AЗ є монотонно падає функцію зі швидкістю 6дБ / октава для кабелів парної скрутки і 12 дБ / октава для кабелів четвёрочной скручування.
Характер перехідної перешкоди в схильної до впливу парі залежить від числа впливають пар. Перешкода від однієї впливає системи має детерміновану амплітуду, а її вплив близько до впливу гармонійної перешкоди. При малому числі впливають пар (до 5) складання викликаних ними перехідних перешкод відбувається по напрузі, тобто при подвоєнні числа впливають пар відношення сигнал / перешкода знижується на 6 дБ. При числі впливають пар 7 і більше результуюча перехідна перешкода набуває все риси класичного гауссовского шуму з нормальним розподілом амплітуд (як коротко говорять, перешкода «нормалізується»). Це означає, що компоненти перехідною перешкоди створеної N впливають парами, підсумовуються вже не по напрузі, а по потужності, тобто Pσ = σP. де i = (1 ... N).
Можливість «нормалізації» перешкод спирається на взаємну асинхронність сигналів впливають пар.
Під шумовий маскою розуміють різницю між максимальними значеннями перекривається загасання при відсутності перехідних перешкод при їх максимальному значенні. Ця маска є індивідуальною для кожної конкретної абонентської мережі і залежить від типу використовуваного кабелю, типів використовуваних в кабельному пучку систем DSL і прийнятих критеріїв оцінки якості.
Припустимо, що гіршого нагоди перехідних перешкод відповідає запас по параметру SNR, а отже, і по вноситься загасання, рівний 8 дБ. Це означає, що між кривою залежності швидкості лінії DSL від внесеного загасання при відсутності перехідних перешкод (права крива на рис. 7.1) і такий же кривій при максимальній перехідною заваді (ліва крива на тому ж рис. 7.1) повинен бить.предусмотрен захисний інтервал в 8 дБ. Користуючись цими двома кривими, можна визначити максимально очікуване зменшення швидкості лінії DSL або необхідне зниження внесеного загасання з урахуванням повного заповнення кабельного пучка системою DSL. Наприклад, щоб лінія DSL могла підтримувати швидкість передачі 2 Мбіт / c при максимальному рівні перехідних перешкод, її загасання повинно бути обрано не більше 43 дБ, тобто зменшено на 8 дБ в порівнянні з випадком, коли ця лінія є єдиною лінією DSL в цьому кабельному пучку.
Мал. 6 Залежності швидкості передачі ліній DSL від внесеного загасання лінії для мереж Північної Америки і Південної Америки без урахування і з урахуванням перехідних перешкод
Мал. 7 До поясненням поняття шумовий маски