Виртуальный шум добавляется к шуму линии на этапе взаимной тренировки модемов линии VDSL2. Он генерируется в тех субканалах, на которые априори могут влиять переходные помехи при включении/выключении линий DSL в том же кабельном пучке.
Как показано на левой диаграмме Рисунка 1, при отсутствии внешней помехи шум приемника модема VDSL2 не превышает допустимой величины с учетом необходимого запаса (Noise Margin), чем гарантируется устойчивая работа линии VDSL2. Из правой диаграммы того же рисунка следует, что при включении соседней линии DSL в линии VDSL2 появляется переходная помеха, которая вызывает повышенные шумы в нижних субканалах. В результате синхронизация модемов может быть нарушена и придется выполнять повторную инициализацию линии VDSL2, что снижает устойчивость ее работы и уменьшает коэффициент готовности.
Как видно из Рисунка 2, если во время взаимной тренировки модемов VDSL2 к шуму приемника приплюсовывается шум в нижних субканалах, то запас по шуму в этих субканалах увеличивается. Тем самым гарантируется устойчивая работа линии VDSL2 при наличии переходных помех со стороны соседних линий DSL.
Основной недостаток метода виртуального шума заключается в необходимости априорной информации о характере переходной помехи.
Использование в технологии VDSL2 диапазона частот абонентской линии до 30 МГц порождает ряд новых проблем. В первую очередь к ним следует отнести импульсные помехи, к которым особенно чувствительны видео-приложения, включая IPTV, интерактивные игры и т.д.
Главными источниками импульсных помех являются удары молнии, токи перегрузки, включения и выключения осветительных и электромеханических бытовых приборов. Одна из разновидностей импульсных помех, так называемый Repetitive Impulse Noise (REIN), имеет периодический характер с частотой сети переменного тока 50 или 60 Гц. Обычно они проявляются как ошибки передачи и могут быть причиной перерывов в линии DSL, требующих ее повторного запуска (retrain).
Необходимо отметить, что в процессе развития сетей связи источники импульсных помех, а также их местоположение в сети, изменились. Если раньше, в эпоху аналоговой ТфОП, такими источниками были шаговые искатели электромеханических коммутаторов, то теперь это многочисленные бытовые электромеханические и электронные приборы. Раньше места возникновения импульсных помех были точно известны, причем их влияние проявлялось только в ограниченных областях ТфОП, прилегающих к местным АТС. Благодаря этому удалось разработать и реализовать методы их эффективного подавления. Теперь помехи носят распределенный характер, что затрудняет их локализацию. Особую трудность вызывает то обстоятельство, что основные источники сосредоточены в помещении пользователя, находящемся вне области влияния оператора связи.
Поэтому в модемах VDSL2 предусмотрена специальная защита от импульсных помех (Impulse Noise Protection, INP). Коррекция ошибок INP представляет собой комбинацию кодирования Рида-Соломона (Reed-Solomon, RS) и технологии интерливинга (interleaving). В первом приближении действие INP можно пояснить следующим образом. Код RS способен подавить импульсную помеху определенной длительности. Если ее продолжительность слишком велика, то в работу включается механизм интерливинга: он разбивает непрерывную импульсную помеху большой длительности на множество коротких фрагментов, каждый из которых присоединяется к определенному элементу сигнала (например, циклу). Причем длительность фрагмента должна быть меньше глубины коррекции, обеспечиваемой кодом RS.
Предусмотренная в VDSL2 защита от импульсных помех позволяет подавлять импульсные помехи длительностью до 250 мкс. При этом механизм INP вносит задержку сигнала 2,8 мс. В принципе данный механизм VDSL2 способен подавлять импульсные помехи длительностью до 3,75 мс, однако величина задержки, вносимой INP, достигает 16 мс, что не всегда допустимо.
Вследствие существенного расширения диапазона частот VDSL2, еще одну трудность представляют так называемые параллельные отводы. Напомним, что параллельным отводом (Bridged Tap, BT) называют подключенный параллельно абонентской линии (АЛ) отрезок симметричной пары, разомкнутый на дальнем конце. Такой отвод действует подобно антенне, аккумулируя внешние помехи, и вызывает затухание сигнала АЛ на частотах, кратных частоте, соответствующей длине волны, которая корреспондирует с длиной параллельного отвода.
Параллельные отводы становятся источником дополнительных отражений, а следовательно, дополнительных искажений и взаимных влияний в симметричных кабелях. Наиболее мощные отраженные сигналы создают параллельные отводы, близкие к концам АЛ. Именно они сильнее всего воздействуют на слабые входные сигналы приемников модемов DSL, поэтому наиболее тщательно должна контролироваться проводка в помещении пользователя (наличие в телефонных розетках микрофильтров, их исправность и т.д.).
Вообще говоря, параллельные отводы могут иметься как вне помещения (Outside Plant), так и в помещении пользователя (CPE). Первый случай является типичным только для США и Канады, а второй — для всех регионов мира.
Модемы DSL способны компенсировать лишь часть помех и искажений, вносимых параллельными отводами. При работе АЛ в режиме линии DSL параметры параллельных отводов (их общее число, суммарная протяженность, максимальная длина и удаление любого отвода от концов АЛ) в Североамериканском регионе жестко нормируются. Так, стандарт местных телефонных сетей США предписывает следующие нормы: общее число параллельных отводов — не более восьми, их суммарная длина ограничена 762 м, ни один из параллельных отводов не должен быть протяженнее 610 м и располагаться ближе 183 м к любому из концов АЛ.
Такая регламентация была достаточной на первом этапе внедрения DSL, когда высокоскоростной доступ в Internet оставался основным пользовательским приложением. Ситуация коренным образом изменилась после того, как стал востребованным доступ к мультимедийным услугам, или услугам Triple Play. Дело в том, что неограниченный доступ к мультимедийным услугам возможен только
в рамках комбинированной медно-оптической среды, где главной технологией на медном участке среды доступа является технология VDSL2, задействующая диапазон частот до 30 МГц.
В связи с этим более подробно остановимся на влиянии параллельных отводов. Они особенно сильно искажают частотную характеристику вносимого затухания на высоких частотах, где работает оборудование VDSL и VDSL2. Они могут создавать эффект заграждающего фильтра (notch filter effect) c большим затуханием в узкой области частот, где подавление максимально (см. Рисунок 3).Следует обратить внимание на то, что эти узкополосные искажения создает параллельный отвод длиной всего в 4,5 м, что соответствует длине стандартного телефонного удлинителя!
К узким провалам на частотной характеристике затухания АЛ, показанным на Рисунке 3, особенно чувствительны видеоприложения: искажения могут проявляться в виде сетки на изображении и т.д.
На Рисунке 4 показано влияние на частотную характеристику затухания АЛ коротких параллельных отводов в помещении пользователя CPE. Короткие ВТ в помещении пользователя практически не влияют на пропускную способность линий ADSL, в том числе линий ADSL2+, работающих в диапазоне частот до 2,2 МГц. В то же время короткие (несколько метров) ВТ резко увеличивают затухание АЛ в рабочем диапазоне частот модемов VDSL, что значительно замедляет скорость передачи линии VDSL2.
Игорь Иванцов — менеджер отдела «Инструменты и приборы для монтажа и обслуживания телекоммуникационных систем» компании «СвязьКомплект». С ним можно связаться по тел. (495) 3627787, по адресам: info@skomplekt.com, http://www.skomplekt.com.