VDSL2-TEHNOLOGIJI · naprej, vendar je ta uporaba odvisna od geografskega območja in dogovora med...

Fakulteta za elektrotehniko,

računalništvo in informatiko

Smetanova ulica 17

2000 Maribor, Slovenija

Damir TOMAŠEK

ANALIZA SIGNALOV DISKRETNE

VEČTONSKE MODULACIJE PRI

VDSL2-TEHNOLOGIJI

Diplomsko delo

Maribor, maj 2015

Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa

ANALIZA SIGNALOV DISKRETNE VEČTONSKE

MODULACIJE PRI VDSL2-TEHNOLOGIJI

Študent: Damir TOMAŠEK

Študijski program: visokošolski študijski program

Elektrotehnika

Smer: Avtomatika

Mentor: izr. prof. dr. Peter PLANINŠIČ

Lektorica: Lucija KUNTNER, prof.

Maribor, maj 2015

ZAHVALA

Zahvaljujem se izr. prof. dr. Petru

Planinšiču za mentorstvo, vodenje in

strokovno pomoč pri opravljanju diplomske

naloge. Zahvaljujem se tudi podjetju T2

d.o.o, ki mi omogoča spoznavanje novih in

najnaprednejših xDSL tehnologij.

Posebna zahvala je namenjena ženi

Jožici in sinu Anžetu za navdih in podporo

pri izdelavi diplomske naloge. Končno

lahko odrinemo na Kanarske otoke.

ii

ANALIZA SIGNALOV DISKRETNE VEČTONSKE

MODULACIJE PRI VDSL2-TEHNOLOGIJI

Ključne besede: xDSL, omrežja, bakreni vodniki, frekvenčni spekter, DMT

UDK: 621.391(043.2)

Povzetek:

V diplomski nalogi obravnavamo bakreni prenosni medij (sukano parico) ter vpliv

motenj na kvaliteto in hitrost prenosa bitnih informacij, ki so odvisne od karakteristik

bakrene linije in zunanjih elektromagnetnih vplivov iz okolice. Ker se motnje zelo dobro

odražajo v frekvenčnem spektru VDSL2, smo na podlagi dobljenega signala diskretne

večtonske modulacije (DMT) opravili analizo signala.

Do vsakega naročnika so speljane bakrene parice, ki sčasoma spreminjajo fizikalne

lastnosti. Iz analize DMT-signalov lahko na podlagi primerjanja signalov, ki smo jih dlje

časa beležili na določenem prenosnem mediju, ugotovimo kako te motnje vplivajo na

DMT-signal in posledično na sinhronizacijo modema.

iii

SIGNAL ANALYSIS OF DISCRETE MULTI-TONE

MODULATION OF VDSL2-TECHNOLOGY

Key words: xDSL, network, copper conductors, frequency spectrum, DMT

UDK: 621.391(043.2)

Abstract:

In this thesis, we deal with copper transmission media (twisted pair) and the impact

of interference on the quality of bit rate, caused by the physical characteristics of the

copper line and the external electromagnetic influences from the environment. Due to

disorder, which is very well reflected in the frequency spectrum modulation VDSL, we

have conducted an analysis of the signal on the basis of the plotted signal discrete multi-

tone modulation (DMT).

Copper pairs, which over time change physical properties, are routed to each

subscriber. From the analysis of the DMT signals, based on comparison of signals, which

were recorded on a specific transmission medium for a longer period of time, it can be

inferred how those errors influence on the DMT signal, and consequently on modem

synchronisation.

iv

KAZALO VSEBINE

1 UVOD…………………………………………………………………………........1

2 XDSL-TEHNOLOGIJE…………………………………………....………….........4

2.1 ADSL in ADSL2………………............……………...………….……........5

2.2 VDSL in VDSL2……………………............…………………………........7

2.3 SHDSL…………………………………............…………….…….............10

3 PRENOSNI MEDIJ………………………………………………...………….......11

3.1 Brezžične povezave in aplikacije brezžične tehnologije..............................11

3.2 Optične povezave………………………...........………….…....……..........16

3.3 Koaksialna kabelska povezava…………………………............……….....21

3.4 Povezave s kabli s pari sukanih bakrenih žic……………...........….............22

3.4.1 Tipi kablov…………………................................................22

3.4.2 Lastnosti sukanega para ………………...…........................23

3.4.3 Moč šuma in gostota spektralne moči ..................................28

3.4.4 Presluh...................................................................................29

3.4.5 Radiofrekvenčne motnje (RFI).............................................30

4 OPIS DISKRETNE VEČ-TONSKE MODULACIJE..............................................32

4.1 Standardi in priporočila za VDSL……………............................................32

4.2 DMT-modulacija..……………....................................................................34

4.2.1 Kvadratna amplitudna modulacija .......................................34

4.2.2 Diskretna tonska modulacija.................................................36

4.3 Frekvenčni pas vdsl2……………………....................................................38

5 ANALIZA RAZLIČNIH PRIMEROV MERITEV FREK. PASOV……...............40

5.1 Primeri različnih mehanskih poškodb kabla s pari prepletenih bakrenih

žic……....................................................................................................................42

5.1.1 Slab spoj in asimetrija bakrenega vodnika............................42

5.1.2 Štrcelj....................................................................................43

5.2 Vplivi zunanjih elektromagnetnih polj…………………….........................46

6 SKLEP………………………………….…………………………….....................49

7 LITERATURA IN VIRI......……………….…………………................................50

v

Kazalo slik

Slika 1.1: Frekvenčno območje VDSL2................................................................................1

Slika 1.2: Motnje....................................................................................................................3

Slika 2.1: xDSL-shema..........................................................................................................5

Slika 2.2: Frekvenčno področje..............................................................................................6

Slika 2.3: xDSL-shema in sistemski profili...........................................................................8

Slika 2.4: VDSL2-profili.......................................................................................................9

Slika 2.5: Frekvenčni pasovi..................................................................................................9

Slika 3.1: WI-FI frekvenčni kanali.......................................................................................14

Slika 3.2: Vrste FTTx...........................................................................................................17

Slika 3.3: Omrežja AON in PON.........................................................................................18

Slika 3.4: Omrežje GPON....................................................................................................20

Slika 3.5: Ploščata in okrogla oblika kabla..........................................................................22

Slika 3.6: AWG-tabela.........................................................................................................23

Slika 3.7: Nadomestno vezje sukanega para........................................................................24

Slika 3.8: Vpliv NEXT in FEXT šuma................................................................................29

Slika 3.9: Kvalitetno sukana parica brez vpliva motenj.......................................................31

Slika 3.10: Nepravilno sukan par.........................................................................................31

Slika 4.1: Konstelacijska mapa za 4-QAM..........................................................................34

Slika 4.2: Vpliv šuma na simbole pri različnih QAM..........................................................35

Slika 4.3: DMT-spekter........................................................................................................36

Slika 4.4: Shema DMT-kodirnika........................................................................................37

Slika 5.1: Širjenje in odboj signala v kablu..........................................................................40

Slika 5.2: Slabljenje na 1 km dolgi liniji s 4,5 m štrcljem...................................................41

Slika 5.3: Sinhronizacija modema z dobro linijo.................................................................42

Slika 5.4: Sinhronizacija modema z težavo na liniji...........................................................43

Slika 5.5: Sinhronizacija modema brez štrclja.................................................................44

Slika 5.6: Sinh. modema na 300 m dolgi liniji z 2,5 m dolgim štrcljem na začetku 50 m...44

Slika 5.7: Sinh. modema na 300 m dolgi liniji z 20 m dolgim štrcljem na začetku 50 m....45

Slika 5.8: Sinh. modema na 600 m dolgi liniji s 50 m dolgim štrcljem na dolžini 500 m...45

vi

Slika 5.9: Sinhronizacija modema na 893 m dolgi liniji z motnjo RFI-oddajnika Domžale

(918 kHz) .............................................................................................................................46

Slika 5.10: Sinhronizacija modema na 805 m dolgi liniji z motnjo RFI-oddajnika Domžale

(918 kHz)..............................................................................................................................47

Slika 5.11: Sinhronizacija modema na 1100 m dolgi liniji z motnjo RFI-oddajnika v

Murski Soboti (558 kHz in 648 kHz)...................................................................................47

Slika 5.12: Sinhronizacija modema na 1060 m dolgi liniji z motnjo RFI-oddajnika v

Murski Soboti (558 kHz in 648 kHz)...................................................................................48

vii

Kazalo tabel

Tabela 3.1: Primarni parametri bakrenih vodnikov.............................................................26

Tabela 4.1: Tabela za 4-QAM..............................................................................................35

Tabela 4.2: Frekvenčni pasovi pri VDSL2 za načrt 998......................................................38

viii

Seznam uporabljenih simbolov

R – upornost (Ω)

r0C – upornost bakrenega vodnika (Ω/km)

aC – konstanta upornosti »skin efekta« pri bakru

f – frekvenca (Hz)

L – induktivnost vodnika (H)

l0 – nižja induktivnost vodnika (µH/km)

l∞ – višja induktivnost vodnika (µH/km),

b – razmerje induktivnega prehoda med f/fm

fm – največja frekvenca (Hz)

C – kapacitivnost vodnika (F)

c∞ – kapacitivnost vodnika (nF/km)

c0 – konstanta kapacitivnosti vodnika »shunt« (nF/km)

ce – konstanta kapacitivnosti vodnika »shunt« (nF/km)

G – prevodnost vodnika (S)

g0 – konstanta prevodnosti vodnika »shunt« (nS/km)

ge – konstanta prevodnosti vodnika »shunt« (S)

Z – impedanca sukanega para (Ω)

H – prenosna funkcija

d – dolžina sukane parice (m)

v – povprečna vrednost napetosti šuma (V)

B – pasovna širina šuma (Hz)

ix

Seznam uporabljenih kratic

ADSL – Asymetric Digital Subcriber (asimetrični digitalni naročniški vod)

ANSI – American National Standard Institute (Ameriški urad za standardizacijo)

AON – Active Optical Network (aktivno optično omrežje)

AWG – American Wire Gauge (Ameriški žični standard kablov)

CDMA – Code Division Multiple Access (delitvena koda sodostopa)

DMT – Discrete Multitone Modulation (diskretna večtonska modulacija)

DSL – Digital Subscriber Line (digitalni naročniški vod)

DSLAM – Digital Subscriber Line Access Multiplexer (dostopovni multiplekser za

digitalni naročniški vod)

DWMT – Discrete Wavelet Multiton

EDGE – Enhanced Data Rates for GSM Evolution

ETSI – European Telecommunications Standards Institute (Evropski telekomunikacijski

urad za standardizacijo)

FEXT – Far End Crosstalk (daljni presluh)

FTTB – Fiber-To-The-Building (optika do poslopja)

FTTC – Fiber-To-The-Curb, Closet ali Cabinet (optika do kabineta)

FTTD – Fiber-To-The-Desktop (optika do terminala)

FTTdp – Fibre To-The Distribution Point (optika do priključne točke)

FTTH – Fiber-To-The-Home (optika do doma)

FTTN – Fiber-To-The-Node/Neighborhood (optika do soseščine)

FTTP – Fiber-To-The-Premises (optika do skupnih prostorov)

GPON – Gigabit Passive Optical Network (gigabitno pasivno optično omrežje)

GPRS – General Packet Radio Service (splošni podatkovni radio servis)

GSM – Global System for Mobile Communications (globani sistem za mobilne

komunikacije)

HDSL – High Bit-Rate Digital Subscriber Line (visokobitni DSL)

HDTV – High-Definition Television (TV z visoko ločljivostjo)

ISDN – Integrated Services over Digital Network (integriran servis preko digitalnega

omrežja)

ITU-T – International Telecommunications Union (mednarodna telekomunikacijska zveza)

x

NEXT– Near End Crosstalk (bližnji presluh)

OLT – Optical Line Terminal (optični linijski terminal)

ONT – Optical Network Terminal (optični omrežni terminal)

ONU – Optical Network Unit (optična omrežna enota)

PAM – Pulse-Amplitude Modulation (pulzna amplitudna modulacija)

PON - Passive Optical Network (pasivno optično omrežje)

POTS – Plain Old Telephone Service (navadna stara telefonska storitev)

PSD – Power Spectral Density (gostota spektralne moči)

PSTN – Public Switched Telephone Network (javno preklapljano telefonsko omrežje)

QAM – Quadrature Amplitude Modulation (kvadratna amplitudna modulacija)

QoS – Quality of Service (kakovost storitve)

RFI – Radio Frequency Interference (radiofrekvenčna interferenca)

RUO – Reference Unbundling Offers (reference za razvezan dostop)

SHDSL – Symmetric High-speed DSL (simetrični visokobitni DSL)

SNR – Signal Noise Ratio (razmerje signal/šum)

SSL – Secure Sockets Layer (varnostni sloj)

TDMA – Time Division Multiple Access (delitveni časovni sodostop)

TDR – Time Domain Reflectometer

VDSL – Very High bit-rate DSL (DSL z visokimi bitnimi hitrostmi)

WDM – Wavelength Division Multiplexing (multipleksiranje valovnih dolžin)

WEP – Wired Equivalent Privacy

WLAN – Wireless Local Area Network (brezžično lokalno omrežje)

http://www.icc-uk.com/draft-unbundling-offers.php

Analiza signalov diskretne več-tonske modulacije pri vdsl2-tehnologiji 1

UVOD

DSL (Digital subscriber line) je tehnologija, ki omogoča zelo visoke hitrosti

prenosa digitalnih informacij preko bakrenih sukanih paric. Razvoj DSL se je pričel leta

1987 v ZDA, ko je Joseph Lechleider iz podjetja Bellcore demonstriral prvo pošiljanje

širokopasovnih signalov preko običajnih bakrenih paric. Prva prizadevanja te nove

tehnologije so ustvarila ISDN (Integrated Services Digital Network) – digitalni sistem

telefonskih priključkov, ki omogoča hkratni prenos zvoka in podatkov. Nato je John Cioffi,

profesor z univerze Standard, na oddelku za elektrotehniko razvil DMT (Discrete

multitone modulation) – metodo ločevanja DSL-signala na 256 frekvenčnih pasov oziroma

kanalov. Prva DSL-tehnologija, ki se je uporabljala množično, je bila HDSL (High bit-rate

DSL) in je omogočala digitalni širokopasovni prenos podatkov v obe smeri. Bila je razvita

v začetku leta 1990 in se jo uvršča v eno izmed najstarejših oblik DSL. Iz DSL se je

razvilo veliko različic, vendar sta najbolj razširjeni tehnologiji ADSL2+ (Asymmetric

digital subscriber line) in VDLS2 (Very high bit-rate digital subscriber line). Frekvenčno

območje VDSL prikazuje slika 1.1 [22].

Slika 1.1: Frekvenčno območje VDSL2[22]

Analiza signalov diskretne večtonske modulacije pri vdsl2-tehnologiji 2

Standardna tehniška modulacija pri VDSL2 je diskretna več-tonska modulacija

(DMT). Ta metoda je zasnovana na večtonsko nosilni frekvenčni modulacijski tehniki, ki

tvori obseg 256 ali več podkanalov (odvisno od xDSL) izvedena s diskretno Fourierovo

transformacijo. Obseg podkanala je 4.3125 kHz in je moduliran s kvadratno amplitudno

modulacijo (QAM).

VDSL2 uporablja frekvenčni spekter med 138 kHz in 30 MHz, kot ga prikazuje

slika 1.1. Nekatere naprave omogočajo tudi uporabo pasu pod 138 kHz , torej od 25 kHz

naprej, vendar je ta uporaba odvisna od geografskega območja in dogovora med ponudniki

internetnih storitev. V Sloveniji je podjetje Telekom Slovenije uporabo pasu za xDSL pod

138 kHz prepovedalo. Vsi pogoji in omejitve so podani v dokumentu Vzorčna ponudba za

razvezan dostop do krajevne zanke in skupno lokacijo Telekom Slovenije, d. d., objavljen

3.12. 2013 (RUO)[1]. V RUO je točno navedeno, kakšni so pogoji za priklop internetnega

ponudnika (ISP) v omrežje Telekoma Slovenije (TS) in kakšne so njegove obveznosti.

V današnjem obdobju prevladujejo vizualne digitalne informacije, ki se spremljajo

na različne načine – bodisi preko televizije, računalnika, telefona ali ostale moderne

tehnike. Najbolj zahteven je segment spremljanja TV-programa, v katerem mora biti

pretok informacij brez napak v realnem času. Od informacij se zahteva, da so čim hitrejše

in natančne. Vsaka motnja na prenosnem mediju zmanjša hitrost in kvaliteto informacije.

Karakteristike bakrenih vodnikov in zunanji elektromagnetni pojavi vplivajo na

frekvenčni pas in posledično tudi na točnost prenosa digitalnih podatkov. Motnje, ki se pri

tem pojavljajo, lahko zelo vplivajo na bitno hitrost. Manjša bitna hitrost pa lahko privede

do tega, da TV-programa ni možno več spremljati. Slika 1.2. prikazuje vpliv motenj v

frekvenčnih področjih.


Slika 1.2: Motnje

Naloga diplomskega dela je bila, da smo poskušali iz DMT-grafa razbrati, za katero

težavo gre na prenosnem mediju oziroma kaj je vzrok za zmanjšano bitno hitrost. Ali je ta

težava nastala zaradi karakteristik deformacije bakrenega para (poškodbe vodnikov,

spojev, visokonapetostnih zaščitnih elementov …), na katero lahko vplivamo in jo tudi

odpravimo, ali pa je ta težava nastala zaradi zunanjih vplivov (presluh, šum ozadja), na

katero nimamo vpliva. Gre za zelo pomemben podatek, ki nam pomaga pri pravilni

odločitvi napotitve omrežnega tehnika k stranki, da locira z merilnim inštrumentom mesto

napake. Več nepotrebnih obiskov k naročniku zelo poveča finančne stroške, kar pa ni

zaželjeno.


2. xDSL-TEHNOLOGIJE

Zaradi omejitev klasičnih central in komunikacij po bakrenih vodih so snovalci

tehnologij iskali nove možnosti za prenos podatkov, po možnosti s čim manj omejitvami.

Nova tehnologija naj bi delovala po klasičnih telefonskih napeljavah in hkrati s klasično

telefonijo, tako da bi bila vzpostavitev novih omrežij manj moteča in cenejša.

Tehnologija, ki vse to omogoča, se imenuje DSL – Digital Subscriber Line. DSL

uporablja za prenos podatkov frekvenčno območje, ki je širše in sega višje od tistega, ki ga

uporabljata telefonija in ISDN (Integrated Services over Digital Network) – vse tja do 30

MHz. Ker je v telekomunikacijskem svetu znano, da kakovost prenosa pada z razdaljo od

centrale, kakovost signala pa se slabša tudi glede na višino frekvence, pri kateri ga

prenašamo, je DSL zasnovan tako, da samodejno ves čas preverja frekvenčno območje

prenosa, ki je z DMT (Discrete Multitone) modulacijo razdeljeno na 255 kanalov ali tonov,

ki so med seboj razmaknjeni za 4,3125 kHz. Če so v katerem od teh kanalov motnje

premočne, ga napravi na koncih zveze enostavno ne uporabita za prenos, na voljo pa

ostanejo še vsi preostali kanali, ali pa pretakata podatke po kanalih z nižjo hitrostjo.

Družina tehnologije xDSL je sestavljena iz različnih DSL (Digital Subscriber Line)

tehnologij. Digitalna naročniška linija predstavlja digitalno dostopno omrežje, ki povezuje

dve točki. V prvi točki je pri uporabniku priključen modem, v drugi točki v centralnih

lokacijah pa naprava DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer). V družini

xDSL so najbolj pogosto zastopane naslednje tri tehnologije:

- ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line - Asimetrični digitalni naročniški

vod)

- VDSL (Very High Bit-rate Digital Subscriber Line - DSL z visokimi bitnimi

hitrostmi)

- SHDSL (Symmetrical High Speed Digital Subscriber Line - simetrični visokobitni

DSL)


2.1 ADSL in ADSL2

Signali s frekvencami v obsegu govornega področja (300–3400 Hz) se prenašajo

preko komutirane javne mreže PSTN (Public Switch Telephone Network). To govorno

področje je namenjeno komunikaciji (npr. fax, V.32, V.90 …) ali prenosu govora. DSL-

tehnologije koristijo druge frekvence, ki so izven tega govornega področja. Ker je v

analogni telefonski liniji pretok bitov omejen na 56 kb/s in ker ISDN dosega hitrost do 160

kb/s, ta telefonska mreža ni namenjena za zelo hitre prenose podatkov. Za razliko od

predhodnih dveh načinov ADSL omogoča zelo hitre storitve prenosa interneta, govora in

digitalne televizije. Slika 2.1 prikazuje shemo komunikacijskega omrežja pri xDSL [18].

Slika 2.1: xDSL-shema[18]

ADSL se je razvil iz tehnologije HDSL in ima v osnovi to lastnost, da je promet

asimetričen. Vse izpeljanke ADSL, ADSL2 in ADSL2+ imajo večji del prenosnega

področja namenjen k uporabniku, zato so hitrosti proti uporabniku višje kot proti


ponudniku storitev. Hitrosti prenosa podatkov pri ADSL2 se gibljejo do 12 Mbit/s k

uporabniku in 3,5 Mbit/s od uporabnika. Ker ima ADSL2+ večji frekvenčni obseg (slika

2.2), do 2,2 MHz (ADSL do 1,1MHz), so pri ADSL2+ hitrosti večje, in sicer k uporabniku

največ 24 Mbit/s in od uporabnika 1,4 Mbit/s. Slika 2.2 prikazuje frekvenčno področje pri

ADSL2 in pri ADSL2+.

Slika 2.2: Frekvenčno področje ASDL


2.2 VDSL in VDSL2

VDSL je digitalna naročniška linija (DSL), ki zagotavlja prenos podatkov hitrejše

od ADSL prek enega para bakrene žice. Hitrosti prenosa so do 52 Mbit/s k uporabniku in

20Mbit/s od uporabnika, z možnostjo uporabe frekvenčnega pasu od 25 kHz do 12 MHz.

To pomeni, da je VDSL sposoben podpirati aplikacije, kot so televizija visoke ločljivosti,

telefonske storitve preko interneta (Voice over IP) in splošni dostop do interneta preko ene

linijske povezave. VDSL-standard je odobril ITU-T (International Telecommunication

Union) Novembra 2001 [10].

Sistemi druge generacije (VDSL2, ITU-T G.993.2 odobreni februarja 2006)

uporabljajo frekvence do 30 MHz in zagotavljajo podatkovne hitrosti do 200 Mbit/s

simetrično v obeh smereh. Najvišja možna bitna hitrost je dosežena na razdalji do 300

metrov. Z daljšanjem razdalje se manjša hitrost.

Povezava VDSL lahko uporablja največ sedem frekvenčnih pasov, tako da je

mogoče razporediti hitrosti prenosa podatkov k uporabniku in nazaj, različno glede na

ponudbo storitev in lokalnih predpisov spektrov. Prvi standard generacije VDSL je bil

določen za uporabo obeh modulacij: amplitudno kvadraturo modulacije (QAM) in

diskretno večtonsko modulacijo (DMT). V letu 2006 je organizacija ITU-T standardizirala

VDSL glede na priporočilo G.993.2, v kateri je navedena samo uporaba DMT-modulacije

za VDSL2. VDSL2 je trenutno najnovejši in najbolj napredno razvit standard digitalnega

naročniškega voda (DSL) širokopasovne žične komunikacije. Namenjen je podpori

širokega uvajanja trojčka storitev govora, videa, podatkov ter televizije visoke ločljivosti

(HDTV – High Definition Television).

VDSL2 omogoča asimetrične in simetrične hitrosti prenosa podatkov do 200 Mbit/s

z uporabo pasovne širine do 30 MHz. Z daljšanjem razdalje zelo hitro pada hitrost prenosa

podatkov.


Vdsl2 sistemski profili

Slika 2.3: xDSL-shema in sistemski profili[8]

Priporočilo G.993.2 opredeljuje široko paleto nastavitev različnih parametrov, ki so

lahko podprti v VDSL2. Značilnosti profilov na sliki 2.3 [8] so te, da ponudniku storitev

omogočajo izbiro različnih kompleksnih izvajanj, da lahko razvije izvedbo, ki je ciljno

usmerjena na posebne zahteve storitev.

VDSL2 oddajniki morajo uporabiti vsaj en profil, določen v G.993.2. Skladnost z

več kot enim profilom ni dovoljena. Poleg tega pa mora tudi VDSL2 oddajnik izpolnjevati

vsaj en aneks, ki opredeljuje spektralne značilnosti.

Obstaja osem VDSL2 profilov (8 a, 8 b, 8 c, 8 d, 12 a, 12 b, 17 a in 30 a), ki so

opredeljeni na sliki 2.4 [8].


Profili 8a 8b 8c 8d 12a 12b 17a 30a

Frek. Pas (kHz) 8832 8832 8832 8832 12000 12000 17664 30000

Št. podkanalov 2048 2048 2048 2048 2783 2783 4096 3479

Širina podkanala

(kHz)

4,3125 4,3125 4,3125 4,3125 4,3125 4,3125 4,3125 8,625

Največje hitrosti

podtkov

50Mbps 50Mbps 50Mbps 50Mbps 68Mbps 68Mbps 100Mbps 200Mbps

Uporaba pasu

US0

Da Da Da Da Da Ne Ne Ne

DS/US

Oddajna moč

+17,5/

+14,5

+20,5/

+14,5

+11,5/

+14,5

+14,5/

+14,5

+14,5/

+14,5

+14,5/

+14,5

+14,5/

+14,5

+14,5/

+14,5

Slika 2.4: VDSL2 linijski profili

Frekvenčni pasovi (Band Plan)

ADSL uporablja sistem z dvema pasoma. Prvi del frekvenčnega spektra se

uporablja za prenos od uporabnika (upload) in drugi del za prenos k uporabniku

(download). VDSL in VDSL2 uporabljata več pasov, ki so prikazni na sliki 2.5.

Slika 2.5: Frekvenčni pasovi

Leta 2000 sta bili definirani dve frekvenčni območji, ki se nanašata na simetrični in

asimetrični prenos podatkov. Prvo od teh je Band Plan 998, ki obravnava asimetrične

storitve, medtem ko Band Plan 997 obravnava simetrične storitve. VDSL1 podpira

pasovno širino do 12MHz, v VDSL2 pa se ta lahko razširi do 30MHz. Da sta VDSL1 in

VDSL2 spektralno združljiva, morata uporabljati enake frekvenčne pasove pod 12 MHz.


VDSL2 vsebuje do 4096 podkanalov. Tako kot v ADSL je spodnji del spektra

namenjen za POTS in ISDN-storitve, ki pa v primeru uporabe mora biti ločen z

razdelilnikom (splitter), ki se uporablja za ločevanje POTS ali ISDN-frekvenc od VDSL2

pasu.

2.3 SHDSL

SHDSL združuje ADSL in SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) lastnosti za

komunikacijo prek dveh ali štirih (mnogokratnih) bakrenih žic. SHDSL je bil ratificiran

kot standard G.SHDSL (Global Standard for Single-Pair Highspeed Digital Subscriber

Line) v letu 2001. Ker je DSL zasnovan za zagotavljanje višjih hitrosti v smeri k

uporabniku, je SHDSL zasnovan za višje hitrosti od uporabnika. Za večje simetrične

pasovne širine je naprava s 4-žilno G.SHDSL aplikacijo sposobna doseči hitrost 10 Mb/s

na razdaljah do 2 km. Z uporabo 2-žilne pa do 5,7 Mb/s na enaki razdalji.

SHDSL uporablja modulacijo PAM (Pulse-Amplitude Modulation). Pulzno-

amplitudna modulacija pozna več nivojev – od PAM-4, PAM-8, PAM-16, PAM-32, PAM-

64, PAM-128 do PAM-256 itd. Število možnih impulznih amplitud v analogni PAM je

teoretično neskončno. Na primer, v PAM-4 obstajata 2 ^ 2 možnih diskretnih impulznih

amplitud, v PAM-8 obstajajo 2 ^ 3 možnih diskretnih impulznih amplitud in v PAM-16

obstajajo 2 ^ 4 možnih diskretne impulznih amplitud. Vendar se zaradi omejitev in

posebnosti sukane parice uporablja samo do nivoja PAM-64.


3. PRENOSNI MEDIJ

V tem poglavju bomo podali kratek pregled prenosnih medijev s poudarkom na

prepletenih bakrenih paricah.

3.1. BREZŢIČNE POVEZAVE IN APLIKACIJE BREZŢIČNE

TEHNOLOGIJE

Brezžična povezava omogoča prenos podatkov med dvema točkama ali več, ki niso

med seboj povezane z električnim vodnikom. Najpogosteje se za prenos pri brezžični

tehnologiji uporabljajo radijski valovi. Pri uporabi radijskih valov so razdalje med dvema

točkama lahko kratke (le nekaj metrov), ali na tisoče ali celo milijone kilometrov za

vesoljske satelitske komunikacije. Povezava obsega različne vrste fiksnih, mobilnih in

prenosnih aplikacij, vključno z dvosmernimi radijskimi aparati, mobilnimi telefoni in

brezžičnim omrežjem. Aplikacije z brezžično tehnologijo so tudi GPS-enote, sistemi za

odpiranje garažnih vrat, brezžične računalniške miške, tipkovnice, slušalke, radijski

sprejemniki, satelitske antene.

Mobilni telefoni

Eden izmed najbolj znanih primerov brezžične tehnologije je mobilni telefon z več

kot 4,6 milijarde mobilnih celičnih naročnin po vsem svetu, in sicer od konca leta 2010. Ti

brezžični telefoni uporabljajo radijske valove, ki uporabnikom omogočajo telefonske klice

s številnih lokacij po vsem svetu.


Brezţične podatkovne komunikacije

Brezžične podatkovne komunikacije so bistveni sestavni del mobilnega

računalništva. Različne razpoložljive tehnologije se razlikujejo po lokalni razpoložljivosti,

območju pokritosti in zmogljivosti. Te so:

Wi-Fi je brezžično lokalno omrežje, ki omogoča prenosnim računalniškim

napravam enostavno povezavo z internetom. Standardizirano z IEEE 802.11 a, b, g,

n lahko Wi-Fi doseže hitrosti primerljive žične povezave. Wi-Fi je postal standard

za dostop v zasebnih domovih, v pisarnah in na javnih dostopnih točkah.

Mobilne podatkovne storitve ponujajo storitve v razponu med 15 in 20 km od

najbližje mobilne antene. Povečanje hitrosti so omogočile tehnologije, ki so se

razvile iz prejšnjih tehnologij (GSM, CDMA in GPRS) na 3G omrežja (W-DMA,

EDGE ali CDMA2000) in danes že 4G omrežja (LTE).

Mobilne satelitske povezave se uporabljajo, kjer druge brezžične povezave niso

na voljo – v glavnem na podeželju ali na oddaljenih lokacijah. Satelitske

komunikacije so najbolj uporabljene pri transportni, letalski, pomorski in vojaški

komunikaciji.

Brezţična senzorska omreţja so namenjena za zaznavanje hrupa, motenj in za

zbiranje različnih porazdeljenih informacij, ki nam pomagajo pri odločitvah

upravljanja različnih funkcij.

Wi-Fi

Wi-Fi (ali WiFi) [15] je brezžična tehnologija, ki omogoča elektronski napravi

povezavo v računalniška omrežja pri uporabi 2,4 GHz in 5 GHz radijskega pasova (RF).

Ta vrsta tehnologije je dandanes že pogosto integrirana v modemih xDSL. Oznaka za Wi-

Fi je tudi WLAN (wireless local area network). Standard za delovanje je bil določen v

organizaciji IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), in sicer ga

opredeljuje standard 802.1.

Wi-Fi uporablja veliko naprav, kot so osebni računalniki, video igralne konzole,

pametni telefoni, digitalni fotoaparati, tablični računalniki in digitalni avdio predvajalniki.


Naprave se na internet povežejo preko brezžične dostopne točke, ki imajo domet

približno do 20 metrov v zaprtih prostorih in večji razpon na prostem.

Wi-Fi je manj varna povezava kot žična povezava, saj »napadalec« ne potrebuje

fizične povezave. Spletne strani, ki uporabljajo SSL (Secure Sockets Layer) način

povezave, so bolj varne, vendar je z nekaterimi računalniškimi programi možno zelo

enostavno odkriti nekodiran dostop do interneta. Zaradi tega Wi-Fi vsebuje različne

tehnologije šifriranja. Prvo šifriranje WEP se je izkazalo kot preveč enostavno. Kasneje so

bili razviti protokoli višje kakovosti WPA (Wi-Fi Protected Access) in WPA2. Funkcija

WPS (Wi-Fi Protected Setup), dodana leta 2007, je imela napako, ki je omogočila

»napadalcu« dostop do gesla brezžičnega vmesnika.

Wi-Fi tehnologija se pogosto uporablja za dostop do interneta. Z pokritostjo enega

ali več med seboj povezanimi dostopnimi točkami, omogoča zelo velike prostorske

razsežnosti dostopa do interneta.

Prednosti in slabosti Wi-Fi

Prednosti:

Wi-Fi omogoča cenejše uvajanje lokalnih omrežij (LAN). Uporablja se v prostorih,

kjer niso dovoljene žične povezave, na primer na prostem in na zgodovinskih

stavbah.

Proizvajalci vgrajujejo brezžične omrežne vmesnike v vse prenosne računalnike.

Cena čipov za Wi-Fi še naprej pada, zaradi tega se jih ekonomično obrestuje

vključevati v še več naprav.

Različni konkurenčni ponudniki usmerjevalnikov (ruter) in odjemnih omrežnih

vmesnikov, omogočajo medsebojno delovanje in se povezovanje. Proizvodi so

med seboj povezljivi (za razliko od današnjih mobilnih telefonov), zato bo vsaka

standardna naprava Wi-Fi delovala kjerkoli na svetu.

Wi-Fi šifriranje (WPA2) je zelo varno, če se uporabi zahtevno geslo. Novi protokoli

za kakovost servisa (QoS) omogočajo, da je Wi-Fi primeren tudi za občutljive

aplikacije, kot so govorne in video.


Slabosti:

Dodelitev frekvenčnega spektra in operativne omejitve niso skladne po vsem svetu.

V Avstraliji, Evropi in ZDA se uporablja za pas 2,4 GHz od 1 do 13 kanalov,

medtem ko je na Japonskem območje med 1 in 14.

Wi-Fi signal zavzema več kanalov v frekvenčnem pasu 2,4 GHz, ki se medsebojno

prekrivajo. Le kanali, ki so v razmiku pet ali več kanalov (na primer 2. in 7. kanal),

se ne prekrivajo (slika 3.1).

Slika 3.1: Wi-Fi frekvenčni kanali

Ekvivalentna izotropna sevalna moč (eirp) je v Evropski uniji omejena na -20 dBm

(100 mW).


Razpon oddajanja

Domet Wi-Fi-signala je odvisen od frekvenčnega pasu, izhodne moči oddajanja,

antene in tipa antene. Na signal prav tako vplivajo vidno polje, odboj in lom signala. Točka

dostopa v standardu 802.11 b ali 802.11 g z uporabo točkovne antene ima domet do 100 m.

Pri uporabi zunanje parabolične antene (pridobimo + 15dB) lahko domet povečamo na več

kot 30 km. S standardom IEEE 802.11 n pa ga lahko več kot podvojimo. Mobilna uporaba

Wi-Fi je zelo omejena in ni namenjena za uporabo na primer v avtomobilu, ki se giblje od

ene oddajne točke do druge. Druge brezžične tehnologije so bolj primerne za

komuniciranje v premikajočih vozilih.

Motnje

Pri Wi-Fi-povezavah se lahko pojavijo prekinitve ali znižanje hitrosti interneta zaradi

naprave, ki deluje v enakem frekvenčnem območju. Mnoge dostopne točke z 2,4 GHz

(802.11 b in 802.11 g) so lahko povezane na enakem kanalu ob začetnem zagonu. Wi-Fi

»onesnaženje« ali preveliko število dostopnih točk v prostoru, predvsem na sosednjem

kanalu, lahko preprečujejo dostop in povzročajo motnje drugim napravam. Zmanjša se

razmerje med signalom in šumom (SNR) dostopnih točk. To lahko postane velik problem v

območjih z visoko gostoto, kot so veliki bivalni apartmajski kompleksi ali poslovne stavbe

z več dostopnimi točkami WiFi.

Poleg tega tudi druge naprave uporabljajo frekvenčni pas 2.4 GHz, kot so

mikrovalovne pečice, varnostne kamere, »Bluetooth« naprave, brezvrvični telefoni,

elektronske varuške itd.


3.2. OPTIČNE POVEZAVE

FTTx (Fiber to the x) je splošni izraz za vsako širokopasovno arhitekturno

omrežje, ki uporablja optična vlakna za telekomunikacije. Ker omogočajo zelo hitre

prenose bitnih informacij, so velikokrat uporabljene za povezavo Dslam-a z hrbteničnim

omrežjem. Telekomunikacijska industrija razlikuje več različnih izpeljank FTTx. Danes

so najbolj razširjene (slika 3.2):

FTTN (Fiber-To-The-Node, -neighborhood):

Vlakno se zaključi v omarici kakšen »1km« pred priključno točko stranke. Do

naročnika pa potem sledi bakrena povezava. FTTN je pogosto vmesni korak pri

popolni FTTH in se navadno uporablja za zagotavljanje naprednih

telekomunikacijskih storitev.

FTTC/FTTK (Fiber-To-The-Curb, -closet ali -cabinet):

Je zelo podoben FTTN, vendar se vlakno zaključi okoli 300 m pred naročnikom.

Nato je do uporabnika speljano bakreno omrežje, na katerega so priključene xDSL-

tehnologije z visokimi hitrostmi.

FTTdp (Fibre To The Distribution Point):

To je zelo podobno FTTC in FTTN, vendar je za korak bližje naročniku, in sicer le

nekaj metrov od meje prostora stranke v zadnji dozi. Omogoča gigabitne hitrosti.

FTTP (Fiber-To-The-Premises):

Ta izraz se uporablja za dve vrsti povezav, in sicer za FTTH in FTTB.

FTTB (Fiber-To-The-Building, -Business, -Basement):

Vlakno doseže stavbo v kletnih prostorih večstanovanjskih stavb in nato s končnimi

povezavami do posameznega bivalnega prostora.

FTTH (Fiber-To-The-Home):


Vlakno doseže bivalni prostor. To pasivno optično omrežje zagotavlja storitev

preko FTTH-omrežja neposredno od ponudnika storitev do naročnika.

FTTD (Fiber-To-The-Desktop):

Optična povezava je nameščena v glavno računalniško sobo do terminala.

Slika 3.2: Vrste FTTx

Prednosti optičnih vlaken

Hitrosti optičnih in bakrenih kablov so omejene z dolžino, pri tem je bakrena linija

zelo omejena v primerjavi z vlaknom. Gigabitna hitrost teče čez razmeroma ekonomično

kategorijo kabla 5 e in kategorijo 6 pri neoklopljenem sukanem paru samo na razdalji do

91 m. V primerjavi z vlaknom pa lahko 1Gbit/s dosežemo na več deset kilometrov.


VRSTE OPTIČNIH DISTRIBUCIJSKIH OMREŢIJ

Najenostavnejša arhitektura optičnega distribucijskega omrežja je direktno vlakno.

To vlakno poteka direktno od ponudnika storitev do uporabnika. Takšna omrežja

zagotavljajo odlično pasovno širino. Prednost takšnega omrežja je, da lahko vlakna

uporabljajo različni ponudniki storitev, ne glede na to, ali uporabljajo pasivno optično

omrežje (PON), aktivno optično omrežje (AON) ali katerokoli drugo (slika 3.3).

Slika 3.3: Omrežja AON in PON [6]


Aktivno optično omreţje (AON – Active optical network):

AON-omrežje uporablja električno omrežno opremo za distribucijo signala, kot so

stikala ali usmerjevalniki. Vsak signal, ki gre iz centrale, je usmerjen samo k stranki, kateri

je namenjen.

Pasivno optično omreţje (PON – Passive optical network):

Pasivno optično omrežje (PON) je FTTP omrežna arhitektura, pri kateri se

uporabljajo optični razcepniki brez električnega napajanja. Dandanes je najbolj razširjeno

omrežje G-PON (Gigabit-PON). PON-omrežje je sestavljeno iz optičnega linijskega

terminala OLT (Optical Line Terminal) na strani ponudnika storitev, ki je lociran na

predajni točki optičnega terminala ONT (Optical Network Unit). Optični razcepniki

omogočajo, da lahko na eno optično vlakno priključimo do 64 uporabnikov. Novi sistemi

omogočajo priključitve tudi do 128 uporabnikov.

Za prenos po GPON-omrežju se uporablja metoda optičnega multipleksiranja z

valovno dolžino WDM (Wavelength Division Multiplexing). Ta metoda omogoča, da lahko

po enem vlaknu prenašamo podatke v obe smeri hkrati. Optični žarek na valovni dolžini

(λ) 1490 nm prenaša podatke k naročniku, pri valovni dolžini 1310 nm pa od naročnika.

Pri uporabi TV pa se uporablja valovna dolžina 1550 nm. Omrežje GPON prikazuje slika

3.4. Medtem ko vsak optični priključek omogoča polne hitrosti 2,488 Gbits/s, se pri

omrežju GPON uporablja porazdeljeni časovni format sodostopa TDMA (Time Division

Multiple Access). Ta časovni format dodeljuje posebno časovno obdobje za vsakega

uporabnika. Tu se razdelijo pasovne širine tako, da vsak uporabnik dobi delček 100 Mbit/s,

odvisno od ponudnika internetnih storitev.

Hitrost od uporabnika je manjša od maksimuma, saj si kapacitete deli z ostalimi

optičnimi vlakni v sistemu TDMA. OLT določi razdaljo in časovni zamik za vsakega

naročnika. Tipično razmerje za razdelitev enega vlakna je 1:32 ali 1:64. To pomeni, da

lahko vsako vlakno služi samo do 32 ali 64 naročnikom. Nekateri drugi sistemi pa

omogočajo tudi razmerja do 1:128.

Najnovejša različica GPON je 10-Gigabitna, imenovana XGPON ali 10G-PON.

Ker se je povpraševanje po televizijskih storitvah povečalo in ker obstaja večja potreba po


pasovni širini za obdelavo ogromnih podatkov za video visoke ločljivosti (HD video), je

bil razvit XGPON. Standard, ki to omogoča, je ITU G.987.

Najvišja stopnja XGPON je 10 Gbits/s (9,95328) k uporabniku in 2.5 Gbits/s

(2,48832) od uporabnika. Uporabljajo se različne valovne dolžine, in sicer 1577 nm za

»downstream« in 1270 nm za »upstream«. Optična razdelitev je 1:128 in oblika podatkov

je enaka kot pri GPO. Največji doseg je še vedno 20 km, kot prikazuje slika 3.4.

Slika 3.4: Omrežje GPON [6]


3.3 KOAKSIALNA KABELSKA POVEZAVA

Ta vrsta prenosnega medija se pri xDSL ne uporablja, zato jo bomo omenili le

informativno.

Zmožnost dostopa do interneta preko kabelske tehnologije poteka po obstoječem

kabelsko televizijskem omrežju. Le-to je sestavljeno iz koaksialnih kabelskih povezav, ki

vodijo televizijski signal do TV-sprejemnika. Tehnologija omogoča prenose podatkov z

velikimi hitrostmi. Prenos televizijskega in računalniškega signala poteka simultano po

istem kablu, toda pri različnih frekvenčnih pasovih, tako da je možna uporaba obeh storitev

hkrati. Če želimo dostopati do interneta po kabelskem sistemu, potrebujemo kabelski

modem. Računalnik je povezan na kabelski modem, ki je zunanja naprava, in skrbi za

komunikacijo z internetom prek omrežja kabelske televizije. Kabelski modem pošilja in

sprejema podatke z interneta podobno, kot to počne običajen analogni modem. Povezava

med modemom in računalnikom je običajno z mrežnim kablom ali prek USB-porta.


3.4 POVEZAVE S KABLI S PARI SUKANIH BAKRENIH ŢIC

Pri izbiri primernega bakrenega vodnika ali sukanih bakrenih žic je potrebno

poznati različne smernice, ki se uporabljajo za povezavo med napravami. Pomembno je, da

kabli ustrezajo vsem zahtevam vmesnikov. V nadaljevanju opisa se bomo naslonili v

glavnem na vir [14].

3.4.1 Tipi kablov

Dve najbolj osnovni kabelski vrsti tvorijo kable na ploščate in okrogle oblike (slika

3.5).

Slika 3.5: Ploščata in okrogla oblika kabla[14]

Ploščati kabli imajo vodnike v natančnem razmaku in so primerni za kratke razdalje pri

uporabi analogne telefonije. Okrogli kabli pa so primerni za daljše linije.

Priporočeno je, da se uporabljajo kabli sukane parice, saj zaradi mehanskih in

električnih karakteristik zmanjšujejo možnosti presluha in motenj. Par izoliranih sukanih


vodnikov omogoča uravnoteženo električno povezavo (simetrijo) in zagotavlja, da so

inducirani signali (motnje) enaki v obeh vodnikih. To je glavni pomen za zmanjšanje

presluha med različnimi tokokrogi v kablu.

Prednosti ploščatih kablov sta relativno poceni izdelava in množična uporaba.

Obstajajo različne dimenzije kablov, najbolj pogosto uporabljeni so z razmikom med

žilama 1,27 mm in 0,635 mm.

3.4.2 Lastnosti sukanega para

Sukani bakreni pari so sestavljeni iz bakrenih žic različnih premerov, ki so

ponavadi debeline, manjše od 2,5 mm. Vodniki so obdani s PVC- izolacijo in tesno oviti

po dve žici skupaj. S tem dosežemo zelo dobre fizikalne lastnosti para, na katerega zunanji

vplivi (motnje) nimajo velikega vpliva. Ker ima vsak sukan par svoj vrtilni kot, so presluhi

med različnimi pari zelo zmanjšani. Kakovost signala je tako odvisna od izolacijskega

materiala, tesnosti in natančnosti pletenice ter premera bakrene žice.

Velikosti bakrene žice se običajno podajajo po ameriški žični lestvici premerov

AWG – (American Wire Gauge). Priljubljene velikosti žice AWG za sukane pare so 19,

22, 24 in 26 (slika 3.6).

Slika 3.6: AWG-tabela [19]


Sukani pari se pogosto uporabljajo za pisarniške napeljave znotraj stavb, predvsem

za povezovanje računalnikov v omrežje. V pisarniških okoljih se uporablja kategorija 3 ali

kategorija 5. Prenosne značilnosti kategorije 5 so boljše od kategorije 3. Obstaja tudi

kategorija 4 sukanih parov s prenosnimi lastnostmi, ki zavzemajo vmesne vrednosti.

Podrobna priporočila lastnosti kabelskih kategorij in smernic za namestitev, so deklarirane

v dokumentu standarda TIA/EIA-568A, in TIA/EIA-568-B. Prenosne lastnosti kablov so

običajno definirane s slabljenjem, izražene v enotah decibel (dB) pri frekvenci 10 MHz. Pri

tej frekvenci je slabljenje manj kot 98,72 ali 65 decibelov na kilometer [dB/km] za

kategorijo kabla 3, 4 ali 5. Ti kabli imajo običajno od 4 do 25 prepletenih parov znotraj

PVC-ovoja.

Kakovost prenosa signala je odvisna od zgradbe in lastnosti kabla. Lastnosti kabla

so opredeljene s svojimi primarnimi električnimi parametri, kot so upornost, induktivnost,

kapacitivnost in prevodnost na enoto dolžine. Ti parametri so tudi frekvenčno odvisni.

Slika 3.7 prikazuje nadomestno vezje sukanega para v osnovnih parametrih na enoto

dolžine dx.

Slika 3.7: Nadomestno vezje sukanega para žic[14]


Enačba upornosti bakrenega vodnika v odvisnosti od frekvence [14]:

4 24

0)( farfR CC (3.1)

Kjer je:

R – upornost odvisnosti od frekvence [Ω/km],

r0C – upornost bakrenega vodnika [Ω/km],

aC – konstanta spremembe upornosti zaradi »skin efekta« pri bakru,

f – frekvenca [Hz].

Enačba induktivnosti vodnika v odvisnosti od frekvence[14]:

b

m

b

m

ff

ffllfL

)/(1

)/()( 0

(3.2)

Kjer je:

L – induktivnost vodnika odvisnosti od frekvence [µH/km],

l0 –induktivnost vodnika pri nižji frekvenc [µH/km],

l∞ –induktivnost vodnika pri višji frekvenci [µH/km],

b – stopnja induktivnega skoka (prehoda) pri f/fm

f – frekvenca [Hz],

fm –frekvenca prehoda [Hz].


Enačba kapacitivnosti vodnika v frekvenčni odvisnosti[14]:

eCfccfC

0)( (3.3)

Kjer je:

C – kapacitivnost vodnika v odvisnosti od frekvence [nF/km],

c∞ – kapacitivnost vodnika [nF/km],

c0 – konstanta kapacitivnosti vodnika (shunt) [nF/km],

ce – konstanta spremembe kapacitivnosti vodnika (shunt) v odvisnosti frekvence,

f – frekvenca [Hz].

Enačba frekvenčne odvisnosti prevodnosti vodnika je [14]:

egfgfG 0)(

(3.4)

Kjer je:

G – prevodnost vodnika odvisnosti od frekvence [nS/km],

g0 – konstanta prevodnosti vodnika »shunt« [nS/km],

ge – konstanta spremembe prevodnosti vodnika »shunt« v odvisnosti frekvence [nS].

Tabela 3.1 prikazuje parametre v enačbah 3.1 do 3.4 za tipične pisarniške in stanovanjske

sukane pare.

Tabela 3.1: Primarni parametri bakrenih vodnikov[14]


Parametri se uporabljajo za približno izračunavanje primarnih električnih

parametrov sukanih parov za frekvence od 0 do 50 MHz in so dokaj natančni v primerjavi

z dejanskimi meritvami. Tipi kablov 26AWG in 24 AWG se pogosto uporabljajo v

telefonskih zankah, medtem ko se ploščati kabli pogosto uporabljajo za povezovanje

telefonskih aparatov v gospodinjstvih. Kategorija 5 sukanega para je priljubljena za

ožičenje ethernet storitev.

Parametri določajo karakteristično impedanco in konstanto valovanja. Kabla

prenosne linije. Karakteristična značilna impedanca sukanega para je povezana s

primarnimi parametri po naslednji enačbi[14]:

)(2)(

)(2)()(

fCjfG

ffLjfRfZk

(3.5)

Kompleksna konstanta valovanja sukanega para je povezana z osnovnimi parametri

in je lahko izražena v skladu z naslednjo enačbo[14]:

fjfffLjfRffCjfGf 22)(

(3.6)

γ – kompleksna konstanta valovanja,

α– konstanta slabljenja,

β– konstanta faznega premika valovanja,

Vsi parametri v enačbi konstante valovanja in enačbe so izpeljani za idealni vod in

so odvisni od frekvence. Karakteristike navadne prepletene parice so določene z

karakteristično impedanco vodnika, njeno prenosno funkcijo ali kompleksnim slabljenjem

v odvisnosti od dolžine in frekvence z uporabo valovne konstante po enačbi [14]:

)()()()()(),( fjdfdfjfdfd eeeefdH (3.7)

H – prenosna funkcija

d – dolžina sukane parice [m]


Merjenje prenosne funkcije ali slabljenja linije sukanega para je dokaj preprosto in

rezultat merjenja je razmerje med izhodno in vhodno dovedeno močjo, pogosto v [dB]

izražen kot logaritem razmerja. Da ne pride do odboja od konca vodnika, moramo le tega

zaključiti z bremenom enakim karakteristični impedanci.

3.4.3 Moč šuma in gostota spektralne moči

Vpliv vsakega šuma se meri z močjo ali stopnjo gostote moči. Vrednosti amplitud

segajo do nekaj 10µV. Moč šuma je običajno izražena v decibelih [dBm], ki je opredeljena

kot [14]:

001,0100log10log10

2

10

2

10

eff

m

eff U

PR

UP

(3.8)

Kjer so: effU =efektivna vrednost napetosti šuma [V], R = 100 Ω je vhodna impedanca

sprejemnika in Pm = 0.001 je referenca 1 mW. Spektralne gostote moči šuma PSD (power

spectrum density) je običajno izražena v decibelih na enoto frekvence [dBm/Hz] in je

opredeljena z enačbo[14]:

B

U

BPR

UPSD

eff

m

eff

1,0log10log10

2

10

2

10

(3.9)

B – pasovna širina šuma [Hz]

Gostota moči šuma ozadja (Background noise) je približno -140 dBm/Hz. Šumi oziroma

motnje znižujejo hitrosti bitnega prenosa.


3.4.4 Presluh

Do gospodinjstva vodita običajno vsaj dva para žic sukanega kabla. Zaradi

kapacitivnega in induktivnega neravnovesja nastane presluh med vsakim parom, čeprav so

pari dobro izolirani za enosmerne veličine. Za širokopasovne sisteme, kjer je pasovna

širina signala nad govornim frekvenčnim področjem, lahko presluh zelo zmanjša bitno

prepustnost (hitrost).

Presluh delimo na bližnji presluh (NEXT – Near End Crosstalk) in na daljni presluh

(FEXT – Far End Crosstalk) [14].

Šum NEXT je opredeljen kot presluh, ki ga povzroča močan bližnji vir, ki vpliva na

sprejemnik. Šum presluha nastane zaradi signalov, ki se prenašajo po sosednjih parih na

istem koncu in če si hkrati delijo isti frekvenčni spekter. Razmere prikazuje slika 3.8.

Slika 3.8: Vpliv šuma NEXT in FEXT [20]

Šum FEXT je definiran kot daljni presluh, ki nastane zaradi elektromagnetnega

sklopa med paricami in vpliva na končni signal na drugem koncu parice. Šum NEXT je

običajno močnejši od šuma FEXT.


3.4.5 Radio frekvenčne motnje (RFI – radio frequency interference)

Sukani pari žic in druge interne napeljave se uporabljajo za prenos signalov z enega

konca na drug konec. Del energije signala se izgubi med prenosom kot toplota in kot

elektromagnetni radijski valovi. Pri visokih frekvencah je izguba signala relativno velika in

količina sevanja lahko postane precej pomembna za druge občutljive radio prenosne

sisteme, ki zasedajo isti frekvenčni pas. Radijske motenje, povzročene v sukanem paru žic

lahko tudi obravnavamo kot učinek presluha. Presluh je elektromagnetni pojav med dvema

paroma kablov, ki sta drug poleg drugega, in se širi tudi po odprtem prostoru. Za

kvalitetnejši prenos signala morajo biti kabli ustrezno zaščiteni zaradi vpliva

elektromagnetnega pojava.

Moč šuma se izraža v decibelih in je razmerje moči proti refernčni moči 1 mW.

Jakost radijskega elektromagnetnega polja pa je izražena v decibel mikrovoltov na meter

[dBμV/m] in je razmerje proti 1 μV/m. Antena običajno sprejema energijo iz

elektromagnetnega polja in jo spreminja v električni signal, ki je običajno izražen v decibel

mikrovoltih pri različni impedanci. Razmerje med jakostjo elektromagnetnega polja in

električno napetostjo je izražena kot dobiček antene v decibelih. [14]

Bakrene povezave med uporabnikom in centralo so sestavljene iz več sukanih

parov žic, na katera vplivajo elektromagnetna polja podobno kot na antene. Največ motenj

nastane zaradi vpliva sosednjih prepletenih parov žic (presluhi) in zaradi električnih

motenj, ki se inducirajo v vodnik, povzročenih od elektromotorjev, klimatskih naprav,

električnih transformatorjev, fluorescentnih luči itd.

Zmanjšanje elektromagnetnih motenj dosežemo z ohranjanjem določenega

razmerja sukanja vodnika v smeri urinega kazalca in sukanja vseh parov v nasprotni smeri

urinega kazalca v skupnem ovoju. Sukanje pomaga ohranjati žice zelo blizu skupaj.

V dobro zasnovanem paru kabla kategorije 5, 5 e, 6 in 7 z stabilnim razmerjem

sukanja dosežemo, da se elektromagnetne interference, ki jih oddaja

par, bistveno zmanjšajo (slika 3.9).


Slika 3.9: Kvalitetno sukana parica z majhnim vplivom motenj

Pri nepravilnosti kabla oziroma parice, kot jo prikazuje slika 3.10, pride do

induciranja motenj iz okolice v kabel oziroma parico in s tem posledično do spremembe

signala.

Slika 3.10: Nepravilno sukan par

Evropski in ameriški standardi omogočajo šest relativno ozkih (100 kHz–200 kHz)

radioamaterskih pasov znotraj VDSL-spektra. Ti pasovi se pri prenosu podatkov ne

uporabljajo. Motnje lahko povzročijo tudi signali radioamaterskih postaj, na katere pa

nimamo vpliva.


4. OPIS DISKRTNE VEČ-TONSKE MODULACIJE

Modulacija v elektroniki in telekomunikacijah pomeni običajno način spreminjanja

lastnosti visokofrekvenčnega sinusoidnega signala (nosilni signal) z uporabo t. i.

nizkofrekvenčnega modulacijskega signala, ki vsebuje informacije, ki jih želimo oddajati

oz. prenašati na daljavo. Modulacijski signal lahko spreminja amplitudo, frekvenco ali

fazni kot nosilnega sinusnega signala, ki je v večini primerov sinusne oblike. Modulacija

se uporablja za prenos informacij, če jih z določeno metodo komunikacije ne moremo

prenesti neposredno. V sprejemniku poteka obraten proces – demodulacija – s katerim se

izloči prvotna oblika moduliranega signala.

VDSL uporablja za prenos podatkov diskretno večtonsko modulacijo DMT

(Discrete Multi-Tone). Standard je bil izbran na osnovi Ameriškega inštituta za nacionalne

standarde (ANSI), Evropskega inštituta za telekomunikacijske standarde (ETSI) in

Mednarodne telekomunikacijske zveze (ITU). Metoda je zasnovana na večnosilni

frekvenčni modulirni tehniki (razmik med nosilci je 4,3125 kHz), ki ustvari do 4096

podkanalov s pomočjo Fourierove transformacije. Vsak podkanal pa uporablja obliko

kvadratne modulacije QAM (Quadrature Amplitude Modulation).

4.1 STANDARDI IN PRIPOROČILA ZA VDSL

ITU-T G.993.1

ITU-T G.993.1 VDSL-standard je opredeljen kot standard generacije VDSL-

sistemov, ki opredeljuje zahteve za vmesnik, zahteve glede na učinkovitost, zahteve za

upravljanje, za oskrbo z električno energijo, varnostne zahteve in oddajno tehnične

zahteve. Ta različica VDSL ITU-T-standarda omogoča 55 Mbps/19,2 Mbps pasovne

širine na kratkih žičnih zankah.


ITU-T G.993.2

Sistem VDSL2 je nadgradil standard ITU-T G.993.1, ki podpira 100 Mbps

simetrični prenos na kratkih bakrenih zankah. Zagotavljanje visokih hitrosti prenosa je

možno zaradi uporabe 30 MHz pasu frekvenčnega spektra. Opredeljuje uporabo

simetričnih ali asimetričnih hitrosti podatkov. ITU-T G.993.2 vključuje obsege pasov in

spektre gostote moči (PSD), ki sta opredeljena za različna geografska območja.

Primerjava ITU-T G.993.2 z ITU-T G.993.1 in ITU-T G.993.2 ima naslednje

spremembe:

nosilne frekvence do 30 MHz, simetrične hitrosti do 200 Mbit/s;

uporaba zgornje meje US0 pasu do 276 kHz;

široka izbira uporabe (centrale, stavbe itd.);

uporaba moči do 20.5 dBm;

podpira omejevanje uporabe od 1 bita do 15 bitov;

podpira naključno preklapljanje prenosov bitov;

podpira funkcijo zaščite pred impulznim šumom;

izboljšana funkcija okvirjanja paketov;

okrepljena funkcijo zaščitnega kodiranja FEC (Forward error correction)

izboljšan proces inicializacije, vključno s fazo izbiranja kanala, fazo

usposabljanja, analizo kanala in preklapljanjem faze;

podpira veliko parametrov za testiranje;

ITU-T G.994.1

G.994.1 obravnava proces »rokovanja« (Handshake) ali postopek aktivacije za

DSL-modeme. Omogoča, da so procesi združljivi z drugimi obstoječimi DSL-ji v omrežju.

http://en.wikipedia.org/wiki/Forward_error_correction


4.2 DMT-MODULACIJA

VDSL2 uporablja za prenos podatkov diskretno večtonsko modulacijo DMT

(Discrete Multitone Modulation). Metoda je zasnovana na večnosilni frekvenčni modulirni

tehniki, ki ustvari podkanale s pomočjo Fourierove transformacije. Vsak podkanal pa

uporablja obliko kvadraturne modulacije QAM (Quadrature Amplitude Modulation).

4.2.1 KVADRATNA AMPLITUDNA MODULACIJA

Kvadraturna amplitudna modulacija QAM (Quadrature Amplitude Modulation) je

poznana kot IQ modulacija in je kombinacija amplitudne modulacije (podatki se

predstavljajo z različnimi amplitudami) in fazne modulacije (podatki se predstavljajo s

faznimi zamiki). V signalu obstajata dva nosilca enake frekvence, vendar z zamikom faze

za 90 stopinj. Iz tega tudi izhaja ime »kvadraturna« modulacija. Prvi signal se imenuje I

signal in drugi Q signal. Matematično se en signal predstavi s sinusnim valovanjem in

drugi s kosinusnim valovanjem.

QAM ima obliko signaliziranja v več nivojih. 4-simbolni QAM se označuje 4-

QAM. QAM modulira amplitudo in fazo nosilnega signala ter se lahko prikaže s

konstelacijsko mapo, kot diagram na sliki 4.1 ali tablično, kot v tabeli 4.1 .

Slika 4.1: Konstelacijska mapa diagrama za 4-QAM[23]


Predstavljeno v tabeli:

Bit Amplituda Faza

11 1 45º

01 1 135º

00 1 225º

10 1 315º

Tabela 4.1: Tabela za 4-QAM

Povečanje števila bitov povzroči boljši izkoristek »kvadraturnega« prostora, vendar

šum v kanalu (motnje iz okolice) privede do zmanjšanja natančnosti določitve točke v

koordinatnem prostoru. Pri 64-QAM je 64 simbolov, ki se amplitudno in fazno zelo malo

razlikujejo od sosednjih simbolov, kar lahko privede do nejasnosti pri oceni pripadajočih

simbolov, kot prikazuje slika 4.2.

Slika 4.2: Vpliv šuma na oceno simbolov pri različnih QAM [23]


4.2.2 DISKRETNA VEČTONSKA MODULACIJA

VDSL2 uporablja za prenos podatkov diskretno večtonsko modulacijo DMT

(Discrete Multitone Modulation). Metoda je zasnovana na večnosilni frekvenčni modulirni

tehniki (razmik med nosilci je 4,3125 kHz), ki ustvari do 4096 podkanalov s pomočjo

Fourierove transformacije. Vsak podkanal pa uporablja obliko kvadratne modulacije QAM

(Quadrature Amplitude Modulation). DMT modulacija je sicer znana pod imenom

COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) [21].

Signali visokih frekvenc so zelo dovzetni za šume na liniji, zato se pri prenosu

podatkov zelo izkoriščajo kanali nižjih frekvenc. Sistem v procesu »rokovanja«

(Handshake) sam preveri kvaliteto linije in določi kapaciteto prenosa za vsak podkanal.

Vsak podkanal se modulira z modulacijo QAM in lahko prenese od 0 do 15 simbolov/Hz.

Nekateri podkanali lahko prenašajo 15 simbolov, drugi kanali pa so lahko neizkoriščeni

zaradi slabe linije – odvisno od stanja linije. Spektralno porazdelitev kanalov prikazuje

slika 4.3.

Slika 4.3: DMT-spektralna porazdelitev


V času inicializacije DMT meri razmerje med signalom in šumom za vsak kanal

posebej in določi hitrost prenosa za vsak podkanal. Najpogosteje so kanali pri nižjih

frekvencah bolj zasedeni kot kanali višjih frekvenc, in sicer zaradi večjega dušenja in

motenj pri visokih frekvencah. DMT omogoča tudi sprotno prilagajanje hitrosti prenosa,

spremlja stanje linije ter dinamično prilagaja hitrost prenosa podatkov. Shemo DMT-

modulatorja prikazuje slika 4.4.

Slika 4.4: Shema DMT-modulatorja[21]

Vhodni podatki se skladiščijo in DMT-modulator vsak bit dodeljuje – mapira v

enega od števila N (QAM-modulatorja) višjenivojskih podkanalnih simbolov. Ker se

vrednosti na izhodu »mapirnika« pretvorijo kot kompleksni diskretni signal, so prikazane

kot signal v frekvenčnem prostoru. Z inverzno diskretno Fourierjevo transformacijo so

vrednosti prestavljene v časovni prostor. Nastala funkcija v časovnem prostoru se serijsko

prepušča skozi D/A pretvornik in nato še preko linijskega filtra. Pri sprejemniku, pa se vrši

obdelava signala v nasprotnem vrstnem redu z uporabo Fourierove.

Ker se kanali »upstreama« in »downstreama« prekrivajo, so potrebne tehnike za

odstranitev odmevov (eha). Tehnika DWMT (Discrete Wavelet Multitone) omogoča boljšo

podkanalsko izolacijo, vendar je še v razvoju. Ta tehnika uporablja namesto diskretne

Fourierove transformacije diskretno »wavelet« transformacijo.


4.3 FREKVENČNI PAS VDSL2

ADSL in ADSL2 uporabljata za prenos dva frekvenčna pasova, in sicer prvega za

»upload« in drugega za »download«. VDSL2 ponuja več pasov in so zelo prilagodljivi za

različne spektralne zahteve.

Za zahodni trg sta bili definirani dve možnosti za frekvenčne pasove:

• 997 – optimirana za simetrične storitve

• 998 – optimirana za asimetrične storitve

Frekvenčni pas US0

(kHz)

DS1

(kHz)

US1

(kHz)

DS2

(kHz)

US2

(kHz)

DS3

(kHz)

US3

(kHz)

998 (25) 138-276 3750 5200 8500 12000 24890 30000

Tabela 4.2: Frekvenčni pasovi pri VDSL2 za načrt 998

Tabela (4.2) predstavlja frekvenčne pasove za asimetrične storitve, ki se

uporabljajo v Sloveniji. VDSL podpira do 12 MHz pasovne širine, VDSL2 pa do 30 MHz

pasovne širine, ki omogoča bitne hitrosti skoraj do 200 Mbit/s na kratkih zankah. VDSL2

temelji na načrtu 998, vendar je zgornja frekvenčna meja podaljšana do 30 MHz.

V pasu je načrtovanih več sistemskih profilov, ki so definirani z različnimi

kombinacijami oddajnih moči in dodeljenimi frekvenčnimi pasovnimi širinami. Profili 8 a,

8 b, 8 c, 8 d so namenjeni za dolge bakrene linije, z največjo hitrostjo prenosa podatkov do

50 Mbps. Razlika med profili 8 a, 8 b in 8 d je v omejitvi največje oddajne moči, odvisno

od regionalnih predpisov in zahtev. Za vse 8 x profile je obvezna uporaba pasu US0

(možnosti od 25 kHz do 276 kHz – odvisno od uporabe aneksa A ali B).

Profila 12 a in 12 b uporabljata US2 v celoti in zagotavljajo višje hitrosti »uploada«

v primerjavi z 8 x profili. Najvišja podprta hitrost s profiloma 12 a in 12 b je 68 Mbps,

uporaba US0 je neobvezna.

Profil 17 a je namenjen za srednje dolge bakrene zanke, z razširitvijo frekvenčnega

območja na 17 MHz. Dodana je pasovna širina DS3 in omogoča hitrosti do 100 Mbps


»downloada« in 50 Mbps »uploada«. Ker profil 17 a ni namenjen za daljše dosege,

uporaba US0 ni podprta.

Profil 30 a je namenjen za kratke zanke, kjer dolžina zanke ne presega nekaj sto

metrov. Celotna pasovna širina 30 MHz se uporablja z vključitvijo US3 pasu in posledično

zagotavlja do 200 Mbps. Profil 30 a ne podpira frekvenčnega pasu US0.


5 ANALIZA RAZLIČNIH PRIMEROV MERITEV

FREKVENČNIH PASOV

Z naraščanjem podatkovnih hitrosti na krajevnih zankah imajo napake oziroma

poškodbe bakrenega para zaradi uporabe višjih frekvenc zelo velik vpliv na bitno

sinhronizacijo in jih je potrebno odstraniti, da se doseže ciljna hitrost prenosa podatkov.

Poleg slabljenja linije, ki je odvisna od fizikalnih lastnosti vodnika, ima na sinhronizacijo

velik vpliv tako imenovani štrcelj (bridge tap). Obstaja korelacija med frekvenčnim

signalom in dolžino štrcla, tako kot obstaja korelacija med jakostjo sprejetega RF-signala

in dolžino antene. Višja je frekvenca (krajša valovna dolžina), krajši je lahko štrcelj, ki

povzroči slabo sinhronizacijo. Slika 5.1 prikazuje širjenje in odboj signala v kablu.

Slika 5.1: Širjenje in odboj signala v kablu


Nove storitve, kot so video in IPTV, zahtevajo maksimalno učinkovitost in

optimalno razmerje med signalom in šumom (SNR). Zato je potrebno pri težavi s štrcljem

le-tega odstraniti pri uvajanju ADSL2 + ali VDSL2 za prenos video in IPTV-storitve.

Danes se težavo locira s specializiranimi merilniki, kot so reflektometri TDR (Time-

Domain Reflectometer). Vendar pa lahko novejše testne opreme s tehnologijo in s

procesorji digitalnih signalov, samodejno analizirajo kompleksne signale ter locirajo mesto

napake.

Slika 5.2: Slabljenje na 1 km dolgi liniji s 4,5 m dolgim štrcljem[8]

Štrclji so običajno neuporabljene slepe veje, ki negativno vplivajo na

telekomunikacijske signale. Ponavadi so v strankinih zgradbah in se jih enostavno odpravi.

Pojavljajo pa se tudi poškodbe na liniji, kjer nastanejo stiki med sosednjimi pari. Slika 5.2

prikazuje vpliv 4,5 m dolgega štrclja na slabljenje 1 km dolge bakrene linije [8].

Odkrivanje in lociranje prisotnosti štrcljev je možno z analizo primerjave razdalje

bakrenega vodnika; izmerjene na podlagi upornosti zanke in z razdaljo izmerjeno na

podlagi kapacitivnosti zanke. Velika razlika v izmerjenih razdaljah nakazuje na možnosti

štrclja.


5.1 PRIMERI RAZLIČNIH MEHANSKIH POŠKODB KABLA S

PARI PREPLETENIH BAKRENIH ŢIC

Najpogostejše mehanske težave na bakrenih linijah so običajno slabi spoji na

omrežnih priključnih točkah, asimetrija kabla in štrclji. Vse te težave se zelo dobro

odražajo na frekvenčnem spektru VDSL . Podatke smo pridobili iz naprave Dslam, ki nam

omogoča izpis frekvence, število zaporednega kanala in število prenesenih bitov na kanal.

Za prenos podatkov je ključnega pomena, da se Dslam in modem sinhronizirata. Med

sinhronizacijo poteka postopek, kjer se določijo uporabni kanali za prenos podatkov.

5.1.1 Slab spoj in asimetrija bakrenega vodnika

Iz centrale do modema pri uporabniku je več priključnih točk, ki sčasoma

oksidirajo ali popustijo kontakti. Vplivi mehanskih poškodb se odražajo pri sinhronizaciji

modema in posledično v izrisu DMT-grafa. Asimetrija bakrenega para običajno nastane

zaradi mehanske poškodbe vodnika ali dotrajanosti linije. Ponavadi se pri poškodbah

izolacije različni pari vodnikov dotikajo med seboj. Asimetrija se izmeri kot kapacitivna

asimetrija med vodnikom in ozemljitvijo za vsak vodnik posebej.

Slika 5.3: Sinhronizacija modema z dobro linijo


Slika 5.4: Sinhronizacija modema z težavo na liniji

Grafi prikazujejo DMT kanale z dobro linijo (slika 5.3), ko je bila napaka

odpravljena in neustrezno linijo (slika 5.4). Vidno je tudi, da se je sinhronizacija

zmanjšala.

5.1.2 Štrcelj

Štrcelj (slika 5.1) je vsak kos žice, ki ni del glavnega kabla med DSLAM in opremo

(modemom) v prostorih stranke. Štrclji povzročajo neželene odboje pri spojni točki in na

koncu linije štrclja. Odbiti signal postane šum, ki oslabi delovanje DSL. Delujejo lahko

tudi kot antene in zvišujejo vrednosti hrupa, ki nastaja v okolici. Slike 5.5, 5.6 in 5.7

prikazujejo vpliv štrclja na DMT-graf in posledično na sinhronizacijo modema.


Slika 5.5: Sinhronizacija modema brez štrclja

Slika 5.6: Sinh. modema na 300 m dolgi liniji z 2,5 m dolgim štrcljem na začetku 50 m


Slika 5.5 prikazuje DMT-graf liniji brez štrclja. Modem je sinhroniziran v

sistemskem profilu 30 a in uporablja frekvence vse do 30 MHz. Širina posameznega

kanala je 8,625 kHz. Vidno je tudi, da v tem sistemskem profilu ni uporabljen frekvenčni

pas U0. Na slikah 5.6, 5.7 in 5.8 je razviden vpliv štrclja in zmanjšanje sinhronizacije.

Slika 5.7: Sinh. modema na 300 m dolgi liniji z 20 m dolgim štrcljem na začetku 50 m

Slika 5.8: Sinh. modema na 600 m dolgi liniji s 50 m dolgim štrcljem na dolžini 500 m


5.2 VPLIVI ZUNANJIH ELEKTROMAGNETNIH POLJ

Sukani pari in druge interne napeljave se uporabljajo za prenos signalov z enega

konca na drug konec. Del energije signala se med prenosom izgubi. Pri visokih frekvencah

je izguba signala relativno velika in količina sevanja lahko postane precej pomembna za

druge občutljive radio prenosne sisteme, ki zasedajo isti frekvenčni pas.

Najbolj opazen vpliv radiofrekvenčnega pasu je opaziti v kraju Domžale, kjer je

postavljen srednje valovni oddajnik Domžale. Deluje na frekvenci 918 kHz in je trenutno

najmočnejši oddajnik v Republiki Sloveniji. Njegova oddajna moč je podnevi 100 kW,

ponoči pa se poveča na 300 kW [2].

Iz grafov slik 5.9 in 5.10 je razvidno, kako se okoli oddajne frekvence 918 kHz

zniža število bitov na kanal.

Slika 5.9: Sinh. modema na 893 m dolgi liniji z motnjo RFI-oddajnika Domžale (918 kHz)


Slika 5.10: Sinh. modema na 805 m dolgi liniji z motnjo RFI-oddajnika Domžale (918 kHz)

Sliki 5.11 in 5.12 prikazujeta vpliv radiofrekvenčnega pasu oddajnika v Murski

Soboti, in sicer za programa MMR/Ra SLO 1 na frekvenci 558 kHz in Murski val na

frekvenci 648 kHz.

Slika 5.11: Sinh. modema na 1100 m dolgi liniji z motnjo RFI-oddajnika v Murski Soboti

(558 kHz in 648 kHz)


Slika 5.12: Sinh. modema na 1060 m dolgi liniji z motnjo RFI-oddajnika v Murski Soboti

(558 kHz in 648 kHz)


6 SKLEP

VDSL2 omogoča prenos visokih hitrosti prenosa podatkov do 200 Mb/s z uporabo

sukanih bakrenih parov. Uporablja frekvenčne pasove do 30 MHz, in da je delovanje

prenosa podatkov nemoteno, morajo bakrene linije ustrezati določenim tehničnim

zahtevam.

Vsaka fizična napaka ali motnja iz okolice vpliva na prenosne hitrosti, ki so

razvidne iz DMT-grafov. Slabi spoji in asimetrije bakrenega para povečajo slabljenje

linije. Štrclji na liniji pa zmanjšajo število bitov na kanal pri določeni frekvenci. Kot smo

že omenili v poglavju na strani 40, da obstaja korelacija med frekvenčnim signalom in

dolžino štrclja, tako kot obstaja korelacija med jakostjo sprejetega RF-signala in dolžino

antene. Višja je frekvenca (krajša valovna dolžina), krajši je lahko štrcelj, ki povzroči slabo

sinhronizacijo.

Iz analize štrcljev smo ugotovili, da je pri krajših štrcljih, ne glede na dolžino

prenosne linije, motnja povzročena samo okoli enega frekvenčnega območja. Daljši kot so

štrclji, več motenj se pojavlja po celotnem frekvenčnem območju. Ponekod je lahko tudi

pet ali več frekvenčnih območij, kjer število bitov na kanal zelo pade.


7 LITERATURA IN VIRI

[1] Telekom Slovenije, d. d., RUO, Vzorčna ponudba za razvezan dostop do krajevne

zanke in skupno lokacijo, Telekom Slovenije, d. d., december 2013

[2] Lokacije in frekvence radijskih oddajnikov. Dostopno na:

http://www.rtvslo.si/strani/lokacije-in-frekvence-radijskih-oddajnikov/114

(1.3.2015)

[3] Very-high-bit-rate digital subscriber line. Dostopno na:

http://en.wikipedia.org/wiki/Very-high-bit-rate_digital_subscriber_line

(1.3.2015)

[4] 10 Mbps SHDSL over multiple pairs. Dostopno na:

http://www.academia.edu/2882613/10_Mbps_SHDSL_over_multiple_pairs

(1.3.2015)

[5] Wireless. Dostopno na: http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless (16.2.2015)

[6] Fiber to the x. Dostopno na: http://en.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_x

(16.2.2015)

[7] xDSL tehnologije. Dostopno na:

http://splet-stari.fnm.uni-mb.si/pedagoska/krasna/www/didaktika2/adsl/xdsl.html

(18.2.2015)

[8] DSL Technology Evolution. Dostopno na:

http://www.broadband-forum.org/downloads/About_DSL.pdf

(19.1.2015)

[9] VDSL2. A feasible Solution for “Last Mile”. Dostopno na:

http://www.globaltelecomsbusiness.com/pdf/ZTE%20VDSL2--

A%20Feasible%20Solution%20for%20Last%20Mile-Nov.pdf

(18.1.2015)

[10] International Telecommunication Union, ITU-T, G.993.1 (06/04), Series G:

TRANSMISSION SYSTEM AND MEDIA, DIGITAL SYSTEMS AND NETWORKS, Digital

sections and digital line system – Access networks, Annex B bandplan (VDSL), 2004

http://www.rtvslo.si/strani/lokacije-in-frekvence-radijskih-oddajnikov/114

http://en.wikipedia.org/wiki/Very-high-bit-rate_digital_subscriber_line

http://www.academia.edu/2882613/10_Mbps_SHDSL_over_multiple_pairs

http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless

http://en.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_x

http://splet-stari.fnm.uni-mb.si/pedagoska/krasna/www/didaktika2/adsl/xdsl.html

http://www.broadband-forum.org/downloads/About_DSL.pdf

http://www.globaltelecomsbusiness.com/pdf/ZTE%20VDSL2--A%20Feasible%20Solution%20for%20Last%20Mile-Nov.pdf

http://www.globaltelecomsbusiness.com/pdf/ZTE%20VDSL2--A%20Feasible%20Solution%20for%20Last%20Mile-Nov.pdf


[11] International Telecommunication Union, ITU-T, G.993.2 (02/06), Series G:

TRANSMISSION SYSTEM AND MEDIA, DIGITAL SYSTEMS AND NETWORKS, Digital

sections and digital line system – Access networks, Annex B bandplan (VDSL2), 2006

[12] International Telecommunication Union, ITU-T, G.117 (02/96), TRANSMISSION

SYSTEM AND MEDIA, GENERAL CHARACTERISTICS OF INTERNATIONAL

TELEPHONE CONNECTIONS AND INTERNATIONAL TELEPHONE CIRCUITS;

TRANSMISSION ASPECTS OF UNBALANCE ABOUT EARTH, 1996

[13] European Telecommunications Standard Institute, ETSI, ETSI TS 101 270-1 v 1.4.1

(2005-10), Technical specification, Transmission and Multiplexing (TM); Access

transmission system on metallic access cables; Very high speed Digital Subscriber Line

(VDSL); Part 1: Functional requirements, Sophia Antipolis, July 1997

[14] CHEN Y. Walter, HOME NETWORKING BASIS: Transmission Environments and

Wired/wireless Protocols; Publishing as Prentice Hall Professional Technical Reference.

New Jersey: BooksCraft, inc., 2004

[15] HESS D. in GOLDIE J., A PRACTICAL GUIDE TO CABLE SELECTION: National

semiconductor application: poročilo o rezultatih raziskovalnega projekta v letu 1993.

Dallas, Texas: Texas Instruments, 2011

[16] AMIN A., IMPLEMENTATION AND INVESTIGATION OF VDSL2 SIGNAL

MODULATION/DEMUDOLATION FUNCTIONS FOR FDM SOLUTION VIA POF

CHANEL. Hochschule für technik und Wirtschaft Dresden; Germany. In cooperation with:

Department of ITB/Electronic; University of Gavle; Sweden. 2011

[17] STEEN GARBERS ENEVOLDSEN, AN INTRODUCTION TO VDSL2 AND VDSL2

DEPLOYMENT OPTIONS. DK- 2860 Soborg: BooksCraft, inc., 2004

[18] DSL loop pre-qualification software. Dostopno na: https://www.tno.nl/en/focus-

area/industry/networked-information/telecommunications/spider-dsl-loop-pre-

qualification-software/(17.2.2015)

[19] Electric Wire AWG Standard. Dostopno na: http://www.moddiy.com/pages/Electric-

Wire-AWG-Standard.html (3.5.2015)

[20] Discrete Wavelet Multitone Modulation for ADSL & Equalization Techniques.

Dostopno na: http://www.intechopen.com/books/discrete-wavelet-transforms-algorithms-

and-applications/discrete-wavelet-multitone-modulation-for-adsl-equalization-techniques

(2.3.2015)

https://www.tno.nl/en/focus-area/industry/networked-information/telecommunications/spider-dsl-loop-pre-qualification-software/



http://www.moddiy.com/pages/Electric-Wire-AWG-Standard.html

http://www.moddiy.com/pages/Electric-Wire-AWG-Standard.html

http://www.intechopen.com/books/discrete-wavelet-transforms-algorithms-and-applications/discrete-wavelet-multitone-modulation-for-adsl-equalization-techniques

http://www.intechopen.com/books/discrete-wavelet-transforms-algorithms-and-applications/discrete-wavelet-multitone-modulation-for-adsl-equalization-techniques


[21] Orthogonal-frequency-division-multiplexing. Dostopno na:

http://en.wikipedia.org/wiki/Orthogonal_frequency-division_multiplexing

(2.3.2015)

[22] Difference Between Cable And DSL Broadband Access. Dostopno na:

http://electronicdesign.com/communications/what-s-difference-between-cable-and-dsl-

broadband-access (11.12.2014)

[23] Quadrature amplitude modulation. Dostopno na:

http://en.wikipedia.org/wiki/Quadrature_amplitude_modulation (11.1.2015)

http://en.wikipedia.org/wiki/Orthogonal_frequency-division_multiplexing

http://electronicdesign.com/communications/what-s-difference-between-cable-and-dsl-broadband-access

http://electronicdesign.com/communications/what-s-difference-between-cable-and-dsl-broadband-access

http://en.wikipedia.org/wiki/Quadrature_amplitude_modulation

VDSL2-TEHNOLOGIJI · naprej, vendar je ta uporaba odvisna od geografskega območja in dogovora med...

Documents

Transcript of VDSL2-TEHNOLOGIJI · naprej, vendar je ta uporaba odvisna od geografskega območja in dogovora med...