Ефективність xDSL технології на мережі абонентського доступу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

05.12.02 - телекомунікаційні системи та мережі

Ефективність xDSL технології на мережі абонентського доступу

Аммар Аль-Халєд (Сірійська Арабська Республіка - Сірія)

Одеса - 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеській національній академії зв'язку ім. О.С. Попова Міністерства транспорту та зв'язку України.

Науковий керівник - кандидат технічних наук, доцент Павличенко Юрій Агафонович, Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова Міністерства транспорту та зв'язку України, завідувач кафедри телекомунікаційних систем

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Філіпський Юрій Костянтинович, Одеський національний політехнічний університет Міністерства освіти і науки України, професор кафедри радіоелектроніки та пристроїв,

кандидат технічних наук, доцент Бондаренко Олег Володимирович, Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова Міністерства транспорту та зв'язку України, завідувач кафедри волоконно-оптичних ліній зв'язку

Провідна установа - Одеська національна морська академія Міністерства освіти і науки України (м. Одеса).

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, к.т.н., доцент А.Г. Ложковський

Анотація

Аммар Аль-Халєд. Ефективність xDSL-технології мережі абонентського доступу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 - телекомунікаційні системи і мережі. Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова, Одеса, 2006.

Дисертація присвячена розробці методів підвищення ефективності впровадження модемів xDSL на мережі абонентського доступу за рахунок оптимізації роботи локальних пристроїв модемів xDSL, зокрема, формування одиничного символу й у цілому цифрового лінійного сигналу.

Запропоновано і розроблено метод кодування і декодування цифрового лінійного сигналу на основі одноланкового КІХ-фильтра у відповідності зі схемами, що відрізняються одна від одної лише інверсією сигналу по основному входу суматора.

Запропоновано метод оптимізації форми одиничного символу цифрового лінійного сигналу на основі коду ЧПІ і біімпульсного сигналу. При цьому використовується підсумовування прямого та інверсного біімпульсних сигналів при варіації часової затримки між ними з тривалістю, що не дорівнює тактовому інтервалу.

Класифіковані: основні версії модемів xDSL симетричного й асиметричного доступу; архітектура кабельних мереж абонентського доступу; перехідні завади на ближньому кінці і завадова обстановка на місцевій мережі зв'язку. Наведено електричні параметри направляючих систем цифрових абонентських ліній у смузі частот до 1,1 МГц для трирівневої архітектурної моделі: магістральної, розподільної та абонентської проводки.

Розроблено спрощені моделі завадової обстановки та електромагнітної сумісності одно- і різнотипних модемів xDSL паралельнопрацюючих в одному багатопарному кабелі мережі абонентського доступу. Запропоновано методи розрахунку захищеності корисного сигналу від перехідних завад на ближньому кінці 2-х проводових направляючих систем.

Запропоновано рекомендації з впровадження модемів xDSL на телефонній мережі загального користування: для операторів телекомунікацій; добору пар для паралельнопрацюючих модемів xDSL; по введенню в експлуатацію одно- і різнотипних модемів xDSL; по удосконаленню вимірювального і діагностичного устаткування.

Наведено розрахунки довжини регенераційної ділянки в залежності від швидкості передачі інформації і типу цифрового лінійного сигналу.

Ключові слова: цифровий лінійний сигнал, одиничний символ, модем xDSL, кодування і декодування, телефонна мережа загального користування, мережа абонентського доступу, завада, електромагнітна сумісність, регенераційна ділянка, біімпульсний сигнал, тактовий інтервал.

Аннотация

Аммар Аль-Халед. Эффективность xDSL-технологии на сети абонентского доступа. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.02 - телекоммуникационные системы и сети. - Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова, Одесса, 2006.

Диссертация посвящена разработке методов повышения эффективности внедрения модемов xDSL на сети абонентского доступа за счет оптимизации работы отдельных устройств модемов xDSL, например, формирования единичного символа и в целом цифрового линейного сигнала.

Предложен и разработан метод кодирования и декодирования цифрового линейного сигнала на основе однозвенного КИХ-фильтра в соответствии со схемами отличающимися друг от друга лишь инверсией сигнала по основному входу сумматора.

Предложен метод оптимизации формы единичного символа цифрового линейного сигнала на основе кода ЧПИ и биимпульсного сигнала. При этом используется суммирование прямого и инверсного биимпульсных сигналов при вариации временного сдвига между ним с временным интервалом не равным тактовому интервалу.

Классифицированы: основные версии модемов xDSL симметричного и ассиметричного доступа; архитектура кабельных сетей абонентского доступа; переходные помехи на ближнем конце и помеховая обстановка на местной сети связи. Приведены электрические параметры направляющих систем цифровых абонентских линий в полосе частот до 1,1 МГц для трехуровневой архитектурной модели: магистральной, распределительной и абонентской проводки.

Разработаны упрощенные модели помеховой обстановки и электромагнитной совместимости одно- и разнотипных модемов xDSL параллельноработающих в одном многопарном кабеле сети абонентского доступа. Предложены методы расчета защищенности полезного сигнала от переходных помех на ближнем конце двухпроводных направляющих систем.

Предложены рекомендации по внедрению модемов xDSL на телефонной сети общего пользования: для оператора сети связи; по отбору пар для параллельноработающих модемов xDSL; вводу в эксплуатацию одно- и разнотипных модемов xDSL; по совершенствованию измерительного и диагностического оборудования.

Проведены расчеты длины регенерационного участка в зависимости от скорости передачи информации и типа цифрового линейного сигнала.

Ключевые слова: цифровой линейный сигнал, единичный символ, модем xDSL, кодирование и декодирование, телефонная сеть общего пользования, сеть абонентского доступа, помеховая обстановка, электромагнитная совместимость, регенерационный участок, биимпульсный сигнал, тактовый интервал.

Annotation

Аmmar Al Khaled. Efficiency of xDSL-technologies on the network of subscriber access. - Manuscript.

Thesis on competition of a scientific rank of the candidate of engineering science on a speciality 05.12.02 - telecommunication systems and networks. - The Odessa national academy of link by him. A.S. Popov, Odessa, 2006.

The thesis is devoted to development of methods of rise of efficiency of implantation of modems xDSL on the network of subscriber access at the expense of optimization of a digital line signal.

Is offered and the coding method and decoding of a digital line signal is developed on the basis of a single-link FIR filter.

The method of optimization of the form of the single character of a digital line signal is offered on the basis of the code АPI and brnare of a signal under condition of a variation of temporary shift on a time interval not equal clock.

Are classed: main versions of modems xDSL symmetric and asymetric of access; the architecture of cable networks of subscriber access; a crosstalk on a near end and interfering conditions on a local network of link.

The models of interfering conditions both electromagnetic compatibility one and varied modems xDSL of the network, in bridge operating in one multipair cable, of subscriber access are developed.

The accounts of a repeater length are carried out(spent) depending on information rate and such as a digital line signal.

Keywords: a digital line signal, single character, modem xDSL, coding and decoding, telephone network of common use, network of subscriber access, interfering conditions, electromagnetic compatibility, regenerator section, brnare a signal, digit time slot.

1. Загальна характеристика роботи

цифровий сигнал модем

Актуальність роботи. Однією з найважливіших проблем телекомунікаційних систем передачі республіки Сірія і в Україні є впровадження цифрового абонентського доступу до мережних послуг. Актуальність цієї проблеми в першу чергу визначається майбутнім розвитком мережі Інтернет, доступ до якої вимагає різкого збільшення ефективності і пропускної здатності систем абонентського доступу - модемів xDSL. Основним засобом мережі доступу, незважаючи на появу нових найсучасніших волоконно-оптичних і безпроводових методів абонентського доступу, залишаються традиційні мідні двопроводові абонентські лінії багатопарних кабелів телефонної мережі загального користування (ТМЗК). Тому в даний час і в доступному для огляду майбутньому стратегічним напрямком підвищення ефективності мережі ТМЗК буде залишатися сімейство модемів xDSL (х-версії технологій абонентського доступу; DSL - Digital Subscriber Line (Loop) - цифрова абонентська лінія). Ці модеми забезпечують симетричну дуплексну передачу зустрічних цифрових потоків по двопроводовій мережі абонентського доступу і становлять найбільший інтерес для провайдерів телекомунікаційних послуг, виробників устаткування і користувачів корпоративного і приватних секторів. Практична апробація xDSL-модемів підтверджує те, що існуюча мережа мідних кабелів зв'язку ще довго залишиться тією основою, на якій будується вся телекомунікаційна інфраструктура.

Рішення задач, поставлених перед галуззю зв'язку і спрямованих на підвищення ефективності телефонної мережі загального користування, її пропускної здатності багато в чому залежить не тільки від модемів у цілому, але і від поліпшення показників якості окремих (локальних) пристроїв модемів xDSL симетричного й асиметричного абонентського доступу. Проблема абонентського доступу є однією з найважливіших проблем телекомунікаційних систем передачі.

Для підвищення ефективності телефонної мережі загального користування в дисертаційній роботі досліджені цифрові лінійні сигнали модемів xDSL на основі аналізу: архітектури направляючих систем; електричних параметрів багатопарних кабелів телефонної мережі загального користування; класифікації основних технологій xDSL симетричного й асиметричного цифрового абонентського доступу з робочою смугою частот до 1,1 МГц; технологій кодування і вимог до цифрових лінійних сигналів (ЦЛС), найбільш перспективних у практичній реалізації; дослідження залежності довжини регенераційної ділянки для модемів xDSL симетричного доступу в залежності від швидкості передачі і типу направляючих систем.

У літературі вирішення проблем ефективності ґрунтується на дослідженні існуючих систем з фіксованими параметрами без проведення їхньої оптимізації.

Основним пристроєм, що впливає на ефективність модемів xDSL, є формувач цифрового лінійного сигналу, від параметрів якого залежать перехідні завади між паралельно працюючими одно- і різнотипними модемами xDSL, довжина регенераційної ділянки, міжсимвольні перехідні завади усередині системи передачі.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота відповідає науковому напрямку науково-дослідних робіт, які виконуються в Одеській національній академії зв'язку ім. О.С. Попова (ОНАЗ ім. О.С. Попова):

НДР за бюджетом кафедри телекомунікаційних систем “Дослідження інтенсивності, можливості і визначення умов оптимального використання цифрових абонентських ліній”, розділ 6 (1.30 від 01.07.01): “Аналіз ЕМС ЦАЛ на багатопарних кабелях місцевої мережі”;

НДР № 471-184 “Розробка КНД - Правила технічної експлуатації апаратури абонентського ущільнення” (Шифр КНД-DSL).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка технологій кодування цифрових лінійних сигналів модемів хDSL ТМЗК і розробка ефективних для практичної реалізації методів формування одиничних символів і в цілому ЦЛС, а також розробка практичних рекомендацій з модернізації ТМЗК.

Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі вирішуються такі задачі:

аналіз загальних характеристик і параметрів модемів хDSL асиметричного абонентського проводового доступу;

аналіз технологій кодування і модуляції цифрового лінійного сигналу модемів хDSL;

розробка методу звуження смуги частот цифрового лінійного сигналу на основі коду чергування полярності імпульсів (ЧПІ) і біімпульсного сигналу;

аналіз типових моделей мережі абонентського доступу, їхніх електричних параметрів, перехідних впливів на ближньому кінці і завадової обстановки на мережі абонентського доступу;

розробка моделей паралельної роботи різнотипних модемів хDSL та їхньої електромагнітної сумісності при роботі в одному кабелі по двопроводових лініях зв'язку;

розробка і дослідження методу формування сигналу одиничного символу ЦЛС за допомогою одноланкового КІХ-фильтра з варіацією часу затримки в межах напівтактового (Т/2) і тактового (Т) інтервалів;

розрахунок довжини регенераційної ділянки з урахуванням впливу форми одиничного символу цифрового лінійного сигналу модемів хDSL електропроводового кабелю;

розробка рекомендацій з модернізації телефонної мережі загального користування: добору пар для модемів хDSL; для операторів телекомунікацій; по введенню в експлуатацію модемів хDSL; по удосконалюванню вимірювального діагностичного устаткування.

Об'єкт досліджень. Цифрові лінійні сигнали модемів хDSL при роботі на телефоній мережі загального користування.

Предмет досліджень. Оптимізація форми одиночного символу цифрового лінійного сигналу модемів хDSL зі зміною смуги частот, а також питання паралельної роботи модемів хDSL в одному кабелі по одній парі.

Методи дослідження. Для рішення поставлених оптимізаційних задач використовувалися основні положення перетворення Фур'є, чисельного інтегрування, імітаційного моделювання на ПК.

Наукова новизна отриманих результатів.

Запропоновано метод звуження смуги частот цифрового лінійного сигналу на основі біімпульсного сигналу та аналізу технологій кодування ЦЛС.

Запропоновано схему синтезу цифрового лінійного сигналу на основі одноланкового КІХ-фильтра як передавача-кодера і приймача-декодера.

Запропоновано моделі оцінки завад на багатопарних кабелях місцевого зв'язку за умови паралельної роботи одно- і різнотипних модемів хDSL.

Розроблено методику оцінки залежності перехідних завад між модемами хDSL від швидкості передачі і припустимих значень захищеності між парами багатопарних кабелів різної конструкції.

Розроблено рекомендації з модернізації мережі абонентського доступу: для операторів телекомунікацій; добору пар для паралельно працюючих в одному кабелі модемів хDSL; по введенню в експлуатацію одно- і різнотипних модемів хDSL; по удосконалюванню вимірювального і діагностичного устаткування.

Практичне значення отриманих результатів. На основі матеріалів дисертаційної роботи виконано практичні розробки КНД “Правила технічної експлуатації апаратури абонентського ущільнення”, які проходять експертну оцінку ВАТ “Укртелеком”, а також матеріали використано в звіті за розділом “Аналіз ЕМС ЦАЛ на багатопарних кабелях місцевої мережі”, що знайшов своє продовження в бюджетній НДР кафедри телекомунікаційних систем ОНАЗ ім. О.С. Попова.

Особистий внесок здобувача відбитий у розробці таких питань:

дослідження одноланкового КІХ-фильтра у формувачі цифрового лінійного сигналу з напівтактовою або тактовою затримкою;

розробка методики формування сигналу одиничного символу ЦЛС;

розробка моделей паралельної роботи одно- і різнотипних модемів хDSL в одному кабелі;

розробка методики розрахунку взаємного впливу лінійних цифрових сигналів одно- і різнотипних модемів хDSL при роботі по одній парі багатопарного електропроводного кабелю телефонної мережі загального користування.

Апробація результатів дисертаційної роботи. Матеріали дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на науково-технічних конференціях академії (2004, 2005, 2006 р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано в співавторстві три наукові праці у наукових спеціалізованих виданнях, що входять у перелік ВАК України.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота складається з: переліку розшифровки російських і англомовних познак та скорочень; вступу; трьох розділів; висновків; списку використаних джерел. Загальний обсяг дисертаційної роботи складає 175 сторінок комп'ютерного тексту, з них: 3 сторінки - перелік розшифровки умовних скорочень: 5 сторінок вступу; 166 сторінок основного тексту; 2 сторінок висновків. Список використаних джерел - 116 найменувань на 9 сторінках.

2. Зміст роботи

У вступі наведена загальна характеристика роботи, обґрунтована актуальність теми дослідження, визначені пристрої та апаратура досліджень, зформульовані мета і задачі досліджень, відзначені наукова новизна і практичне значення отриманих результатів.

У першому розділі - “Технології лінійних цифрових сигналів цифрового абонентського доступу” - наведено аналіз параметрів цифрового лінійного сигналу модемів хDSL і характеристик модемів мереж абонентського доступу, методів кодування і модуляції ЦЛС відомих і запропонованих.

Розподіл цифрових потоків ЦЛС представлено модемами типу АDSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Асиметрична цифрова абонентська лінія), проаналізована можливость безрегенераційної передачі з граничною швидкістю в зустрічних напрямках. Наведено характеристики модемів IDSL, HDSL, SDSL, VDSL, ADSL, ADSL Lite, UADSL, RADSL, MSDSL, HDSL-2, G-Lite.

Досліджено характеристики і зформовані вимоги до технологій кодування ЦЛС: 2BIQ; ТС-РАМ; САР-8; ...; САР-256 і відомих технологій плезіохронних ЦСП-ЧПІ, АМІ, HDB-3, 3B2T-ОБС і модуляції типу ДМТ (дискретна множина тонів).

Запропоновано метод звуження смуги частот ЦЛС названим надалі кодом ЧПІ-БС (синтез коду ЧПІ і біімпульсного сигналу). В основу покладено співвідношення:

, (1)

де - квадрат модуля спектру кодового сигналу;

- енергетичний спектр -функцій (одиничних символів), ізохронної послідовності, залежний від статистичних властивостей інформаційного сигналу.

Схема технічної реалізації у виді одноланкового фільтра з кінцевою імпульсною характеристикою (КІХ) наведена на рис. 1:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Одноланковий фільтр з кінцевою імпульсною характеристикою (КІХ) (передавач)

Передатна функція КІХ-фильтра записується виразом:

, (2)

з урахуванням якого вираз (1) записується у виді:

, (3)

де - співмножники типу G();

Т - тактовий інтервал (Котельникова).

Звуження смуги частот ЦЛС забезпечується множником , що має нульові вагові значення (нулі другої кратності) при ₀ = 0 (стала складова) і _Т (тактова частота) і сусідних складових, але на розрахунковій частоті множник дорівнює одиниці та істотно не впливає на енергетику коду ЧПІ.

Розрахунки показують, що для частот має місце зниження рівня частотних складових спектра ЦЛС на 13,2 дБ порівнянно зі спектром сигналу ЧПІ.

Таким чином у першому розділі систематизовано вимоги до цифрових лінійних сигналів технологій xDSL, досліджено технології кодування і модуляції цифрових лінійних сигналів модемів xDSL симетричного й асиметричного доступу, а також досліджено основні характеристики цифрових лінійних сигналів модемів xDSL з метою вибору найбільш перспективного для реалізації методу.

Запропоновано класифікацію основних модемів xDSL симетричного й асиметричного цифрового абонентського доступу з робочою смугою частот до 1,1 МГц і метод синтезу лінійного цифрового сигналу на основі біімпульсного сигналу при істотному виграші не менш 13,2 дБ по компенсації складових у смузі до 0,2 2/Т в області частот ₀ і _Т. Синтезовано п'ятирівневий код ЧПІ-БС (чергування полярності імпульсів - на основі біімпульсного сигналу).

В другому розділі - “Оптимізація формування сигналу одиночного символу та завадостійкість xDSL-модемів” - проаналізовано архітектуру мережі абонентського доступу, її типові моделі, електричні і конструктивні параметри кабелів місцевого зв'язку в смузі частот модемів xDSL з метою оцінки завадостійкості модемів з різними ЦЛС у залежності від значення перехідного згасання на ближньому кінці (БК) між парами кабелів різної конструкції.

В основу аналізу покладено трирівневу архітектуру мережі абонентського доступу: ділянки магістральної; розподільної; абонентську проводку, при реалізації за безшкафовою і шкафовою схемах мережі.

Представлено параметри АТС і кабелів типу Т, ТП і ТРП, мало- і багатопарних до 2400 пар, а також розрахункові формули параметрів ланцюга кабелю в смузі частот до 2 МГц. Значна увага приділена аналізу перехідного згасання на ближньому кінці для кабелів повивної і пучкової конструкції. Визначено закон зміни перехідного згасання на БК у виді виразу:

, (4)

що відповідає зміні А₀ на 15 дБ на декаду (4 дБ на октаву).

Наведено перехідні завади, міжсимвольні спотворення, неузгодженості (побіжний потік), цифрових систем передачі, теплових, телефонних і низькочастотних комутаційних завад, імпульсних завад АТС.

Досліджено ефективність застосування САР (QAM) модуляції у відповідності зі схемою реалізації рис. 2.

Для проводових систем передачі із сигналом на вході виду:

, (5)

де a₀ та b₀ - сталі коефіцієнти амплітуди та фази; a₀ = b₀ - у випадку балансової модуляції;

К_0пд - частотно-незалежний коефіцієнт передачі по напрузі блоків, що забезпечують необхідний рівень передачі сигналу на виході лінії зв'язку (ЛЗ) передавача.

Показано, що мінімум міжсимвольних спотворень забезпечується блоками регенераторів (Р₁ і Р₂), рекомендований коефіцієнт передачі яких задовольняє співвідношенню:

(6)

де - співвідношення між сигналами на вході регенераторів Р₁ і Р₂;

Рис. 2. Схема реалізації модема САР модуляції

- нормована АЧХ регенератора (Р) (7)

після відповідного прямого перетворення Фур'є для імпульсів т. 8.1, 8.2 - косинусоквадратурної форми.

Отримано вираз для сумарної захищеності виду:

, (8)

де - захищеність від власних завад;

- захищеність модемів xDSL від сумарної завади.

При цьому припустима захищеність записується виразом:

, (9)

де - припустимий коефіцієнт помилок для ЛЗ довжиною 1 км (2,5 10^-10 для сільських і міських мереж зв'язку);

n - число рівнів одиничних символів цифрового лінійного сигналу.

Результати досліджень підтверджено розрахунками довжини регенераційної ділянки для швидкостей від 160 до 784 кбіт/с.

Тобто у другому розділі проаналізовано характеристики електропроводових кабелів місцевої мережі з такими параметрами: конструкції; первинними електричними параметрами; довжини абонентській ділянки мережі; захищеності на ближньому і дальному кінцях між парами одного кабелю різної конструкції; частотної залежності коефіцієнта згасання.

Запропоновано узагальнену архітектуру місцевої абонентської мережі, що включає ділянки: магістральну, розподільну, користувацьку; методику врахування завад на місцевій мережі зв'язку за умови паралельної роботи систем з частотним розподілом каналів, цифрових систем передачі і модемів xDSL.

Наведено дослідження перехідних завад між системами в залежності від швидкості цифрового лінійного сигналу і припустимих значень захищеності та отримано результати розрахунків довжини регенераційної ділянки в залежності від діаметра жил проводів і швидкості передачі модемів xDSL.

У третьому розділі - “Електромагнітна сумісність xDSL-модемів” - наведено аналіз електромагнітної сумісності (ЕМС) одно- і різнотипних модемів xDSL з метою поліпшення планування максимального завантаження пар кабелю абонентських ліній цифровими потоками й одержання розрахункових значень потужності, напруги, перехідних завад і захищеності (відношення сигнал/завада) на вході регенератора (Р) модема xDSL схильного до електромагнітного впливу сусідніх систем передачі.

Отримано узагальнений вираз для захищеності модема від перехідних завад модема, який впливає:

, (10)

де - спектральна щільність завади від перехідного впливу на вході Р, схильного до впливу модема xDSL;

f_гр - гранична частота визначається умовами: якщо ширина смуги пропускання коригувального підсилювача дорівнює або менше ширини спектра щільності потужності сигналу модема, що впливає, то . У протилежному випадку .

Розроблена методика оцінки захищеності дозволяє виконати розрахунки граничної довжини регенераційної ділянки при паралельній роботі на одному кабелі різнотипних модемів. Розрахунки було проведено для швидкостей передачі: 256; 512; 784; 1168; 1544; 2048; 2320 кбіт/с, що стало підставою для вироблення рекомендацій на етапі впровадження та експлуатації модемів xDSL на мережі абонентського доступу.

Досліджено метод синтезу одиничного символу ЦЛС на основі наступного еврістичного підходу, за якого основою для формування досліджується біімпульсний сигнал (БС) з варіаціями співмножників у виразі:

, (11)

при виборі співмножника ,

де Т₁ Т - тактовий інтервал варійований за тривалістю.

При цьому спектр “нового” одиничного символу записується у виді:

, (12)

що еквівалентно виразу

. (13)

Етапи формування нового одиничного символу наведені на рис. 3.



Рис. 3. Етапи формування нового одиничного символу ЦЛС

Символ (рис. 3,в) “у” можна далі модифікувати уведенням ще одного співмножника і т.д.

Приклади розрахунку виконано для трьох варіантів (рис. 4) тривалості інтервалу Т₁: при і , при цьому інтерференційна завада відповідно складає (60%; 19,5% і 2,3%) енергії одиночного символу.



Рис. 4. Результати синтезу символа ЦЛС в залежності від тривалості Т₁:

а) форма символа ЦЛС; б) модуль спектру символа ЦЛС

Для розрахунку ЕМС запропоновано спрощені моделі завад для однотипних (рис. 5) і різнотипних (рис. 6) модемів xDSL, тому що на трирівневій мережі абонентського доступу їхня кількість може бути різною.

При цьому потужність для перехідних завад визначається:

- для N однотипних модемів:

; (14)

- для K різнотипних модемів:

, (15)

де А₀ - перехідне згасання на ближньому кінці.

Рис. 5. Спрощена модель завадової обстановки ЕМС для однотипних xDSL-модемів

Рис. 6. Спрощена модель завадової обстановки ЕМС для різнотипних xDSL-модемів

У третьому розділі досліджено також питання розрахунку довжини регенераційної ділянки по захищеності очікуваній і припустимій, а також розроблено рекомендації з впровадження модемів xDSL на мережі абонентського доступу.

Таким чином у третьому розділі запропоновано моделі оцінки взаємовпливу при роботі в одному кабелі одно- і різнотипних модемів xDSL за умови мінімуму електромагнітних впливів і максимального завантаження.

Наведено розрахунки електромагнітної сумісності за умови паралельної роботи модемів xDSL в одному електропровідному кабелі місцевої мережі зв'язку.

Запропоновано метод формування одиничного символу цифрового лінійного сигналу на основі біімпульсного сигналу з варіацією інтервалу затримки за тривалістю, що забезпечує істотний виграш за зниженням рівня низько-частотних компонент.

Досліджено залежності довжини регенераційної ділянки для технології симетричного абонентського доступу в залежності від швидкості передачі інформації і типу направляючих систем.

Розроблено рекомендації з модернізації мереж абонентського доступу: добору пар для модемів xDSL; по введенню в експлуатацію модемів xDSL; удосконалюванню вимірювального устаткування; для операторів мережі зв'язку.

Основні результати і висновки

Сукупність наукових положень сформульованих, обґрунтованих і досліджених у дисертаційній роботі вирішують актуальну наукову задачу підвищення завадостійкості одно- і різнотипних модемів xDSL цифрового абонентського доступу телефонної мережі загального користування.

Основними результатами дисертаційної роботи є аналіз методів формування цифрових лінійних сигналів модемів xDSL, перехідних впливів між парами багатопарних кабелів місцевої мережі зв'язку, дослідження моделей завадової обстановки на мережі зв'язку, вироблення рекомендацій з модернізації телефонної мережі загального користування:

1. Запропоновано метод звуження смуги частот цифрового лінійного сигналу на основі біімпульсного сигналу та технологій кодування цифрових лінійних сигналів систем плезіохронної цифрової ієрархії.

2. Проведено аналіз архітектури ліній зв'язку систем, електричних параметрів багатопарних кабелів телефонної мережі загального користування.

3. Запропоновано класифікацію основних технологій xDSL симетричного та асиметричного цифрового абонентського доступу з робочою смугою частот до 1,1 МГц.

4. Досліджено технології кодування та обґрунтовано вимоги по ЕМС до цифрових лінійних сигналів, найбільш перспективних для практичного впровадження.

5. Запропоновано схему синтезу цифрового лінійного сигналу на основі одноланкового КІХ-фильтра як передавача-кодера і приймача-декодера.

6. Запропоновано моделі оцінки завад на багатопарних кабелях місцевого зв'язку за умови паралельної роботи одно- і різнотипних модемів xDSL.

7. Досліджено залежність перехідних завад між модемами xDSL від швидкості передачі і припустимих значень захищеності між парами багатопарних кабелів різної конструкції.

8. Запропоновано метод оцінки завадостійкості за умови мінімуму електромагнітних впливів і максимального завантаження кабелю паралельно-працюючими одно- і різнотипними модемами xDSL.

9. Досліджено залежність довжини регенераційної ділянки для модемів xDSL симетричного доступу в залежності від швидкості передачі даних і типу направляючих систем.

10. Запропоновано рекомендації по модернізації мереж абонентського доступу: для операторів телекомунікацій; добору пар для паралельнопрацюючих в одному кабелі модемів xDSL; по введенню в експлуатацію одно- і різнотипних модемів xDSL; по удосконалюванню вимірювального і діагностичного устаткування.

Список праць, опублікованих робіт за темою дисертації

1. Аммар Аль-Халед, Павличенко Ю.А., Мирошниченко А.Ю. Новые возможности синтеза цифровых линейных сигналов технологий xDSL // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. - №1. - 2006. - С. 96-100.

2. Аммар Аль-Халед, Гаджиев М.М., Мирошниченко А.Ю., Пашолок И.П. Синтез единичных символов цифровых линейных сигналов xDSL модемов // Восточный Европейский сборник информационных технологий. - Харьков. - № 5. - 2006. - С. 101-103.

3. Аммар Аль-Халед, Лашко А.Г., Пашолок П.А. Моделирование линейных характеристик местной сети связи // Праці УНДІРТ. - № 4. - 2006. - С. 35-39.

Размещено на Allbest.ru

...