2.5.основные причины ограничения скорости и дальности передачи информационного сигнала

Технологии DSL (Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия) используют для передачи данных медные провода, которые первоначально были предназначены для подключения абонентов к АТС. При передаче информации по медным проводам различного диаметра отсутствует основной фактор, ограничивающий скорость передачи данных через АТС, - полоса частот передаваемых по линии сигналов более не ограничена диапазоном 3-4 кГц. Связь между модемами в таких случаях осуществляется по схеме точка - точка и, в общем случае, между передатчиком и приемником находится только медный провод. Следовательно, по крайней мере, теоретически, по такой линии можно передавать информацию со сколь угодно высокой скоростью. Однако реальные линии, с которыми приходится иметь дело DSL-устройствам, существенно отличаются от упрощенной математической модели и имеют ряд особенностей, без учета которых невозможно построение современной высокопроизводительной системы передачи данных.

Ослабление (затухание) сигнала

Ослабление сигналов при передаче вызвано наличием потерь в линии. Чем меньше диаметр провода и больше его длина, тем меньший уровень сигнала получит приемник. Следовательно, принятый сигнал сложнее будет распознать на фоне шума и возрастет уровень ошибок. В качестве характеристики качества принятого сигнала в системах передачи данных используют отношение сигнал/шум (Signal-Noise Ratio – SNR), которое вычисляется в децибелах (dB). Уровень сигналов принято указывать в виде отношения к милливатту, которое также вычисляется в децибелах (dBm).

Рис. 2.7. Диаграмма зависимости величины затухания сигналов от длины линии

Наиболее часто для передачи сигналов DSL используются линии с диаметром проводников 0.4 мм и 0.5 мм. На рис. 2.7 приведена диаграмма, где представлены зависимости величины затухания сигналов в линии от протяженности линии (зелёная линия – 300 м; розовая – 1000 м) и частоты передаваемого сигнала. Сплошными линиями на диаграмме отображены зависимости, которые соответствуют диаметру провода 0.5 мм, пунктирные линии соответствуют диаметру 0.4 мм.

Перекрестные помехи соседних каналов

Теоретически значение отношения сигнал/шум можно увеличить, если поднять уровень передаваемого сигнала. Однако в этом случае возрастет и уровень помех, которые данный сигнал будет давать в соседние каналы. Поэтому стандарты DSL четко определяют максимальный уровень сигнала, который может передаваться в линию - обычно этот уровень соответствует значению -13.5 dBm. Помимо электрических наводок от внешних источников электромагнитного излучения (атмосферные разряды, коммутация сильноточных цепей и т.д.), наибольшее влияние на принимаемый сигнал оказывают как раз те помехи, которые вызваны высокоскоростной передачей данных по остальным парам многожильного кабеля. В терминологии DSL такие помехи называются NEXT (Near End Cross talk). Значение NEXT увеличивается с ростом числа пар кабеля, используемых для передачи данных, и при увеличении частоты передаваемых сигналов. Обеспечение спектральной совместимости является одной из наиболее важных задач, решаемых при разработке и реализации различных алгоритмов линейного кодирования данных.

Совместное использование линии

Как было отмечено выше, технологии DSL используют для передачи данных провода, предназначенные для подключения абонентов к АТС. С точки зрения конечного пользователя, гораздо удобнее, если при использовании линии для высокоскоростной передачи данных сохраняется возможность телефонной связи по той же линии. Поэтому обеспечение совместного использования линии для передачи данных и телефонной связи является одной из важных задач, которые должны быть решены разработчиками DSL-систем передачи данных.

Способы решения проблем передачи данных по абонентской линии

Для привлечения пользователей технология должна обеспечить как можно более высокую скорость передачи данных. Однако, повышение скорости передачи ведет к снижению качества принимаемого сигнала и росту уровня помех, которые данный канал вносит в работу соседних каналов. Для решения этих проблем в совокупности применяются специальные методы линейного кодирования (алгоритмы модуляции), позволяющие передавать данные с достаточно высокими скоростями. При этом передаваемые в линию сигналы имеют такие параметры, которые обеспечивают возможность достоверного приема и не оказывают катастрофического влияния на работу соседних информационных каналов [5].