串音

“串音”是指在一根电缆中不同线对之间由于耦合产生的不需要的信号。串音又分为“远端串音”和“近端串音”。串音简单地说就是由于DSL所使用的双绞线各线对之间是非屏蔽的,线对间的电磁干扰会导致一对双绞线上的信号对另外一对双绞线上的信号产生影响。通常认为串音存在于同一电缆束中的各线对之间,且一条双绞线会受到来自多条线对的干扰。

远端串音(FEXT)是在同一电缆束内其他双绞线对位于远端工作的发射机,引起对于本双绞线对中相同方向另一端接收机造成的干扰。这种远端串音经过环路传输而被平滑衰减,因此其造成的影响较小。

近端串音(NEXT)则是发生在同一端,是在同一电缆束内其他双绞线对中工作的发射机引起对于本双绞线对中相反方向位于同一端的接收机造成的干扰。这种近端串音没有经过环路传输被平滑衰减,因此其造成的影响比远端串音大的多 。

继第一代VDSL之后, ITU-T于2006年2月份通过了VDSL2的标准,标准号为G.993.2; 同时在2006年11月份的会议上完成了G.993.2 Amendment 1 & Corrigendum 1,标准已相对成熟。VDSL2通过扩展频谱至30MHz,能实现双向对称的100 Mbit/s 高速数据传送,可为高速上网、互联网游戏以及视频等业务提供充足的带宽; 同时它还实行灵活的Profile 配置方案,可针对不同业务对丢包、时延的要求提供相应服务,从而更好地满足将来用户对高带宽、新业务的需求,因此具有良好的应用前景。

但是和其他DSL技术相比,VDSL2由于使用很宽的频段,受到的线路噪声干扰也更为严重; 而且高频信号本身的衰减很大,对线路噪声非常敏感,因此噪声已经成为制约VDSL2 系统传输性能和稳定性的主要因素。

VDSL2线路噪声主要包括串音干扰、脉冲噪声、射频噪声等,文章主要论述串音干扰的影响及其相应的解决方案。

串音简单地说就是由于DSL所使用的双绞线各线对之间是非屏蔽的,线对间的电磁干扰会导致一对双绞线上的信号对另外一对双绞线上的信号产生影响。通常认为串音存在于同一电缆束中的各线对之间,且一条双绞线会受到来自多条线对的干扰。

串音按其特性通常分为“近端串音( NEXT)”和“远端串音(FEXT)”。NEXT是干扰线对的发射机与被干扰线对的接收机位于同一端,此时干扰信号沿着干扰线对出发,耦合到被干扰线对,然后传回到被干扰线对的接收机;FEXT是干扰线对的发射机远离被干扰线对的接收机,此时干扰信号沿着干扰线对传播,耦合到被干扰线对,然后产生的串音信号沿着被干扰线对传送到其接收机 。

串音消除技术( DSMLevel 3)是通过对处于同一个电缆束中的多个线对上的信号进行集中管理以获得相邻线对上的发送信号以及线对间的串音传递函数;在此基础上,每条线对上除发送自身信号外,还发送包含相邻线对信息的信号,以在接收端抵消相邻线对的串音干扰,从而解调出本线对上的信号。此时,每条线对上发送的信号都是一个矢量信号,除了本身的信号分量以外,还包括与其他线对上的信号相关的信号分量,因此叫做Vectored DSL。如果收发两端都采用Vector的方案,就构成了所谓的多入多出(MIMO)系统。

同样地,还可以对各个同步接收用户端发来的信号做联合处理,消除CO近端串音的影响。以上是串音消除技术的原理,其实现主要分为三个步骤:信道估计、串音消除以及信道跟踪与更新,其中信道跟踪与更新是通过重复前两个步骤,来适应不断变化的线路情况 。

信道估计是指在串音消除过程中,如何获取线对间的串音传递函数矩阵,已有很多相关的研究报告和论文。信道估计算法可分为频域信道估计和时域信道估计,大多数都是针对频域信道估计的,这又主要集中在两个方面,一是通过RLCG一次参数线路模型推导,另一种方法就是通过多用户检测算法来推算。

鉴于串音消除技术是VDSL2中的一个研究热点,提出了串音消除技术的评估标准,在综合考虑了电缆束中的线对数、对原信号的干扰大小、要求的设备内存和每秒操作数等参数后,提出了一些评价指标,主要包括信道估计时间、信道估计误差以及实现的复杂性等,可作为串音消除技术研究、开发与实现过程中的评价依据 。

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