我有一只VDSL猫。在家怎么上网？现在家里都不用ADSL上网了吗？

VDSL(甚高速数字用户环路)是普通短距离铜线上最高的一种电话。

能够以52兆位/秒的综合速率传输数据的技术比ADSL(非对称数字)快得多

用户环路)和电缆调制解调器(cable modem)，相当于T3的数据传输速率。

它可以大大提高互联网的访问速度，提供不同地区局域网之间的快速链接。

并可用于开发视频信息服务。

VDSL技术仍处于研究阶段。首先，本文介绍了VDSL的一些基本规范。

然后分析比较了VDSL的几种调制技术和复用技术，最后介绍了VDSL的发展。

现状。

2 2 vdsl系统规范

虽然VDSL的国际标准仍在制定中，但电话公司已经参加了美国的ANSI T。

1.4和欧洲ETSI TM6标准化组确定了VDSL的系统规范，主要包括数据。

传输速率、下行链路和上行链路速率比、辐射抑制、功率密度等。

ANSI和ETSI都要求支持对称和非对称数据传输。ETSI支持不对称求和。

具有对称数据传输速率的调制解调器分别被分类为Chas和Class。ⅰ类中最高的ⅰ类

传输速率为24 Mbit/s，规定的下行和上行速率比为6: 1和3: 1。氯

ass ⅱ的最大传输速率为36 mbit/s，ANSI定义的非对称传输最高速率为

52 mbit/s，下行和上行速率分别为8: 1和4:1；对称传输模式下的数据传输

最大传输速率为52 mbit/s。

为了防止双绞线上的VDSL信号通过辐射干扰业余无线电频段

SI和EISI都规定VDSL调制解调器在业余无线电频段的发射功率密度不是

-80dBM以上。ANSI和ETSI都规定VDSL系统的最大传输功率为11.5 dBm。

3VDSL的噪声环境

影响VDSL的主要噪声是串扰、射频干扰和脉冲干扰。电缆线束

中有许多双绞线，因为它们不能完全相互屏蔽，所以会相互耦合。

相声。在VDSL应用中，有两种形式的串扰:NEXT(近端串扰)和FEXT(远端串扰)

相声)。NEXT表示本地接收机检测到一个或多个本地发射机正在其他线路上进行传输。

发出的信号；FEXT指的是在本地接收机检测到的其他频带中传输的一个或多个远程传输。

发射机发出的信号。接下来与线长无关。FEXT是通过线路传输的耦合信号。

所以随着线长的增加而减少。在ADSL的应用中，由于线路较长，FEXT

这是一种次要干扰，而FEXT在VDSL应用中要严重得多。

与VDSL频段重叠的无线电信号会耦合到电话线上并造成干扰，尤其是那些

高功率强谱密度调幅广播。VDSL频谱中AM广播的干扰显示为a

525KHz至1.61 MHz频段内的峰值噪声信号。

脉冲噪声是一种瞬时能量脉冲，可以淹没传输的数据信号。因为在频域中

其功率谱密度具有宽带平坦特性，对系统损耗非常严重。为了消除脉冲噪声

声音，可以使用FEC(前向纠错)编码和数据交织相结合的方法。

4VDSL的线路编码

在双绞线上传输数字信号有两种技术:单载波调制和多载波调制。

系统。

4.1单载波调制

单载波调制包括正交幅度调制(QAM)和无载波幅度相位调制(CAP)。

当应用单载波调制时，通过将几个连续比特映射到星座点来编码比特流。

代码变成了符号。这些星座点被调制、过滤并在预先分配的信道带宽上传输。

信道会衰减传输的信号，造成相邻符号之间的相互干扰，即会出现符号间干扰。

干扰(ISI)。在接收端，使用有限长度均衡器来降低符号间干扰，以改善系统性能。

是的。均衡器恢复传输数据流的能力取决于许多因素，包括均衡器的类型、滤波

波浪装置的长度等。性能最好的均衡器是判决反馈均衡器(DFE ),它是非DFE。

线性均衡器，使用两个滤波器和一个判决器来重构所需信号。DFE的缺点是

由符号判决器产生的误差被反馈以产生剩余ISI的后续预测，并且单个误差可以

可能会影响后续多个信号的决策，造成误差扩散。

4.2多载波调制

离散多音(DMT)调制是一种典型的多载波调制方法，因为这种方法用于

双绞线传输数据有很多优点，已被世界各国确定为ADSL的标准调制方式。

方法。DMT发射机将信道分成一组正交且独立的子信道，每个子信道

随时检测信噪比(SNR)。数据比特流被编码以形成一组QAM子符号，

每个子符号是由其对应的子信道中心频率点和系统的SNR指定的误差。

概率和传输比特率要求。这组子符号首先使用FFT(快速傅立叶变换)

Change)实现IDFT(傅里叶逆变换)，然后在输出样本中加入循环前缀以减少符号。

符号间干扰，获得的时域样本经过数模转换后发送到传输信道。在接收端经过

在模数转换之后，去除前缀，然后通过DFT将混有噪声的样本变换到频域。

信号，对DFT输出的信号进行FEQ(频域均衡)以补偿其子信道频率响应的幅度。

然后通过解码器以获得传输的数据比特流。与CAP/QAM系统相比，DMT

该系统是DMT系统，因为每个子符号被独立解码，并且不与任何其它符号相关。

不会有误差扩散。

接收机通过数据驱动的方法检测子信道的信噪比。在检测到每个子字母后

在信道的SNR之后，接收机计算每个子信道的最佳比特分配方案。对于衰落信道，根

根据测量的SNR值，决定是否将一些或所有比特转移到可以支持增加的其他比特。

在加贝比特传输的子信道中，所需比特分配的变化被报告给发送它的发射机。

设备到特定的完成。这种技术被称为比特交换，它可以使系统在信道和噪声环境中发生变化

它仍然可以实现最佳的系统性能，并且可以用于提高比特率和错误概率。

以获得最大的噪音容忍度。

4.3 CAP/QAM和DMT方案之间的比较

(1)非理想信道环境下

单载波DFE接收机的性能取决于前端债务和反馈滤波器的长度。

在插入损耗明显的信道上，需要使用较长长度的桥接配置的电话线

复数滤波器均衡器。在DMT方案中，信道被分成许多子信道，这些子信道由单个子信道分隔开。

信道的SNR几乎是平坦的，它被由桥接点的噪声电平引起的低SNR区域所覆盖。

子信道分配比具有更高SNR的子信道和DMT调制解调器传输更少的比特

你可以关掉那些衰减太厉害无法传输数据的子信道，让DMT系统每次都能传输数据。

达到了允许在信道上传输的数据的最大值。

(2)抑制对业余无线电的干扰。

为了将业余无线电带宽内的传输功率语音密度限制在不超过80 DBM/赫兹，

CAP/QAM发射机必须为系统覆盖的业余无线电频段生成一个时隙。接受

最后，DFE的前馈滤波器必须在相同位置产生陷波，以抵抗业余无线电对VD。

SL系统的辐射干扰，还必须使用前置债务滤波器来抵抗无线电广播信号的辐射。

扰动产生额外的细口。坏端口是由过滤器产生的。随着槽口数量和深度的增加，

另外，过滤器的长度将增加，并且复杂性将增加。DMT系统可以用业余无线电关闭。

电频段重叠的子信道可以很好地满足业余无线频段功率密度输出的严格性。

有限的要求，并且由于信道被划分为狭窄的子信道，因此不适用于AM广播和业余爱好者。

有线电一般涉及几个相邻子信道的噪声源，可以采用比特交换和自适应FE。

为了减少这种干扰的影响。

(3)脉冲噪声的影响

以信道频带0-11.04 MHz为例，DMT将信道分为256个子信道。

那么每个子信道的宽度为43.125 kHz，考虑到额外的循环前缀，符号速率为40KHz。

因此每个符号持续时间是25PS。而使用相同带宽的CAP/QAM系统的符号速率是

11.04MHz，符号持续时间90.6ns，如果信道中存在宽度为5ps的脉冲干。

干扰，这种干扰最多破坏1/5的单个DMT符号。在接收端，被干扰的DMT符号通过

DFT变换回到频域，脉冲干扰扩散到所有DMT符号。这种转变的实质是增加

脉冲的有效持续时间增加，但其功率降低。只要它在DMT符号周期内是平坦的

如果平均功率不超过噪声容限，则系统中不会有检测误差。在CAP/QAM系统中

在系统中，5PS脉冲干扰破坏了55个连续的符号。在接收端，CAP/QAM符号是连续的。

逐个解码只能依靠前向纠错码和交织来降低脉冲噪声的影响。因为

脉冲噪声会造成DFE中的错误扩散，所以DFE后的前向纠错码的效率也会降低。

很低

(4)支持所需的传输速率

因为CAP/QAM系统使用比单个DMT子信道宽得多的带宽来传输数据，所以CAP/QAM系统不能传输数据。

//QAM系统支持的数据传输速率的步长间隔不细。例如，系统使

以3MHz的带宽传输数据，可支持的数据速率最小步长为3 mbit/s，

这是在每个符号所代表的位数增加1时获得的。如果需要10 Mbit。

/s数据速率，必须采用12 mbit/s数据速率每符号4比特的体制，浪费了。

2 mbit/s的有效数据速率。因为DMT系统的信道被分成更小的子信道，所以所有的子信道

比特被独立地分配给这些子信道，因此它可以提供更精细的间隔大小。在/分开/在/房间之间的空间

间隙的大小由通道的宽度决定。如果系统使用宽度为32KHz的子信道，则

最小比特率步进间隔是32千比特/秒

(5)频谱兼容性

Cap/QAM方案只能使用1.1MHz以上的频段。在这种情况下，Cap/QAM

该方案与ADSL频谱兼容。但是当同一个线束中没有ADSL时，这些系统就不行了

有效利用1MHz以下高信噪比的带宽。可以非常灵活地选择DMT。

传输频带的上限和下限。只要子信道上的传输功率谱密度低于1.104MHz

通过降低可以兼容ADSL频谱。当钱捆中没有ADSL线路干扰时，基

DMT的系统可以将更多的能量分配给这些子信道，以传输更多的比特，并提供比传统系统更好的性能。

高性能。

(6)电力消耗

CAP/QAM方案的功耗通常小于DMT方案的功耗。随着系统集成度的不断提高，

功耗不断降低。对于VDSL系统，DMT方案的性能优于CAP/QAM方案。

这个案子有一定的优势。然而，DMT方案的复杂度高于CAP/QAM方案，因为它需要实现DFT。

由于ONU调制解调器的特殊工作环境，需要一个低功耗系统。

CAP/QAM方案也有其优点。

5VDSL的双工模式

实现双向数据传输有两种方案:一种是频分复用(FDD)，另一种是时分。

多路复用(TDD)

5.1频分复用

FDD系统有两个或两个以上的信道，其性能的关键是上下行信道频带的带宽和比特。

设置。

另一个需要考虑的问题是上行和下行码流信道的带宽。带宽的选择取决于

所需的数据速率以及下行链路和上行链路数据速率之间的比例关系支持8: 1的非对称比率。

数据传输的带宽分配与支持对称数据传输的带宽分配完全不同。上行链路和下行链路信号

在实际应用中，信道带宽分配还与线路长度、信噪比和有效频带宽度有关。

为了在双向传输中支持宽范围的数据速率和下行链路与上行链路数据速率的比率，

FDD系统必须提供可变带宽的上下行信道，这一般会增加系统，尤其是模拟滤波。

滤波器的复杂性。使用DMT方案的FDD系统是一个例外，它基于每个方向。

提供一组具有全带宽系列的子信道，以允许上行链路和下行链路子信道的任意分配。每个孩子

该信道可用于上行链路和下行链路传输。尽管这种技术需要所有的调制

解调器中有两个全长DFT单元，这增加了系统数字部分的复杂度，但降低了复杂度。

要求模拟部分，并能在FDD频带分配中提供很大的灵活性。

5.2时分复用

与频分复用不同，时分复用系统在单个频段内不同时间段实现上行和下行。

线路数据的传输。通过使用超帧来协调分时信道带宽的使用，超帧之一

超帧包括下行链路数据传输时隙、静默时隙、上行链路数据传输时隙和另一个静默时间。

差距。下行链路和上行链路数据信道的时隙宽度是DMT符号周期的整数倍。超帧可以代表

是a-q-b-q，其中a和b分别表示分配给下行链路和上行链路数据传输的符号周期数，

q代表静默时隙，用于消除信道的传播延迟以及发送和接收时隙之间的回声。

回应。以具有20个符号周期的超帧为例。a和B占18个符号周期，Q占两个符号周期。

句号。a和b的值可以根据系统所需的下行链路和上行链路数据速率的比率来确定。

使用TDD要求线束组中所有线路的调制解调器同步到* * *相同。

在标准的超帧时钟上，所有线路上的下行数据和上行数据同时出现。

如果* * *没有超帧结构，TDD支持的线束中的线路会相互产生NEXT串扰，降低系统的性能。

低数据传输速率。有许多方法可以产生超帧时钟。例如，从8kHz网络。

时钟推导也可以由TDD调制解调器之一产生，或者通过使用GPS技术来实现。

5.3 TDD和FDD的比较

VDSL不同于其他DSL，它同时支持对称传输和非对称传输。FDD分别是

对称和非对称传输分配不同的带宽，而TDD在超帧中分配不同的时隙。当对称

并且非对称服务位于同一线束中，则两种双工模式都会生成NEXT。

TDD中的超帧结构通过单个收发器支持对称传输和各种速率比。

非对称传输，下行和上行数据传输的比例可以通过软件设置a和b的值来确定。频分复用

调制解调器在支持多种下行链路和上行链路传输速率比率方面效率低下。为了支持多个下行链路

FDD调制解调器通常需要灵活的模拟频带分离滤波器来改变上行链路传输速率比。

改变上行和下行信道的带宽，这个滤波器的复杂度就是调制解调器能提供的。

传输速率比与种类数成正比，决定了收发机的复杂度和功耗。安西和ETSI

要求可支持的数据传输比率为1: 1、3: 1、4: 1、6: 1和8: 1，可以支持。

具有这些速率比的收发器的复杂性是难以实现的。

TDD系统具有低复杂度，尤其是基于DMT的TDD调制解调器

发送和接收功能本质上是一样的，都需要用FFT实现DFT运算，可以享受。

发射机和接收机的部分硬件降低了复杂度。由于采用TDD技术，该解调器可用于任何

发送或接收的时间段，因此，每个调制解调器只需要一个难以计算的FFT。

分量结构，该FFT跨越整个系统带宽，并且处于除了超帧内的静默时隙之外的时间段中。

直在工作状态。可以同时发送和接收相同的频带，因此不需要额外的模拟。

硬件方面，关闭不用的路径，降低功耗；在FDD模式下，必须一直发送

发送和接收路径提供电力。

TDD系统提供了一种灵活的低功耗解决方案。但是TDD系统是在市话局测量的。

并且ONU的调制解调器必须由标准超帧时钟严格同步，以便系统可以避免NEXT的影响。

当考虑来自不同供应商的产品之间的兼容性时，分配标准超帧时钟将是非常困难的。

互联网服务提供商不愿意承担这个责任，所以他们推荐FDD作为VDSL双工解决方案。

6VDSL发展现状

VDSL的不同实现各有支持者，线路编码方案的选择分为两部分。

大阵营:一个是支持QAM/CAP方案的组织，包括ADI，Aware，

博通、罗克韦尔等公司；另一个是支持DMT计划的联盟，包括阿尔卡特、

TI、北电、Cadence等公司。他们推出了VDSL芯片组和。

系统，包括Bmdcom采用QAM和FDD方案的BCM6010和BCM6020芯片组，

TI公司推出了以可编程TMS320C5400 DSP为核心的基于DMT和TDD技术的芯片。

TNET8000组，现在正致力于开发使用DMT和FDD方案的芯片组。

VDSL技术是电话网络发展的一个方向。随着其技术的不断发展和成熟，它被用于

用户可以在家享受它带来的各种宽带服务，发展前景非常广阔。