Начало Алгоритмы модуляции технологий xDSL

Алгоритм модуляции DMT

Вопреки существующему мнению, многочастотный алгоритм Discrete Multi Tone (DMT) не является принципиально новым. Основные положения этого алгоритма модуляции были сформулированы и запатентованы специалистами Amati Communications (на момент написания статьи эта компания являлась частью Texas Instruments Internet Access group) ещё в начале 1990 годов. В 1993 году технология была выбрана ANSI в качестве алгоритма линейного кодирования для перспективных систем передачи данных. Сложность технической реализации данного алгоритма на первоначальном этапе развития DSL–технологий ограничивала область его возможного применения. Однако на настоящий момент алгоритм DMT имеет многочисленные технические реализации и является одним из основных алгоритмов модуляции наиболее перспективных технологий ADSL и VDSL.

Описание алгоритма

Алгоритм DMT построен по принципиально иной, чем у представленных выше алгоритмов, схеме. В отличие от алгоритмов QAM, данный алгоритм использует не одну, а группу частот несущих колебаний. При использовании этого алгоритма модуляции весь расчетный частотный диапазон линии делится на несколько участков шириной по 4,3125 кГц. Каждый из этих участков используется для организации независимого канала передачи данных.

Рис. 17. Спектр входящего потока сигнала стандарта G.DMT

На рис. 17 представлен вариант частотной организации входящего потока стандарта G.DMT для варианта “echo cancellation”. Для данного варианта в направлении абонента организуется 249 частотных каналов. Кроме того, для этого варианта характерно, что частотные диапазоны, которые используются для передачи данных входящего и исходящего информационных потоков перекрываются. На рис. 18 представлен вариант частотной организации входящего потока G.DMT.

Рис. 18. Спектр исходящего потока сигнала стандарта G.DMT

На этапе проверки качества линии передатчик, исходя из уровня помех в частотном диапазоне участка, для каждого из этих каналов выбирает подходящую модуляционную схему. На чистых каналах с малым уровнем шумов могут быть использованы алгоритмы с большими значениями q, например, QAM 64, в то время, как на более зашумленных участках могут быть использованы более простые алгоритмы модуляции, например QPSK. Очевидно, что использование такого принципа регулирования скорости передачи данных, позволяет наиболее точно согласовывать параметры модулированного сигнала с параметрами линии, по которой он будет передаваться. При передаче данных информация распределяется между независимыми каналами пропорционально их пропускной способности, приемник выполняет операцию демультиплексирования и восстанавливает исходный информационный поток. Рисунки 19 и 20 иллюстрируют описанный выше процесс адаптации.

Рис. 19. Спектральные характеристики линии, помехи и сигнала до адаптации

На рис. 19 зеленым цветом обозначена неадаптированная частотная характеристика DMT–передатчика. Красным цветом выделена кривая зависимости затухания в линии от частоты передаваемого сигнала.

Рис. 20. Спектральная характеристика сигнала DMT после адаптации

Линией синего цвета обозначена частотная помеха, которая постоянно действует в сравнительно небольшом  участке в пределах рабочего диапазона частот передатчика. После выполнения операций согласования пропускной способности элементарных каналов с приведенными частотными характеристиками линии, зависимость скоростей передачи данных от частотного номера элементарного канала будет соответствовать кривым, которые приведены на рис. 20.

Достоинства алгоритма

Алгоритм модуляции DMT представляет собой дальнейшее развитие идеи, которая была положена в основу алгоритмов QAM. В силу этого, он, безусловно, способен обеспечить высокую скорость и надежность передачи данных. К дополнительным достоинствам этого алгоритма, безусловно, относятся возможность оперативной и точной адаптации приемо-передающих устройств к характеристикам линии и практически повсеместное признание этого алгоритма стандартизующими организациями (в первую очередь ANSI).

Недостатки алгоритма

Недостатками алгоритма модуляции DMT можно считать его громоздкость и недостаточную технологичность. Алгоритм DMT является наиболее сложным для аппаратной реализации среди всех алгоритмов, которые в настоящее время используются для формирования линейного кода устройств DSL. В то же время, дискуссии о том, насколько оправдана эта сложность и насколько способность к адаптации этого алгоритма соответствует характеристикам реальных линий, после утверждения DMT в качестве основного алгоритма линейного кодирования стандартов ANSI для ADSL и VDSL вряд ли целесообразны.

Предыдущая глава Алгоритм модуляции CAP

Следующая глава Алгоритм модуляции OFDM