ADSL常用参数详解(精)
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ADSL 常用参数详解 -20021128目录第 1章工作模式(Operationmode ...................................................................................1-1第 2章交织与快速(Fast and interleaved以及交织深度 ....................................................2-2 2.1交织与快速 ............................................................................................................... 2-2 2.2 交织深度与时延 ......................................................................................................... 2-5 2.3交织与线路速率 ........................................................................................................ 2-6第 3章线路速率(Bit rate 与噪声容限(Noise margin ...................................................3-7第 4章线路衰减(Attenuation . ........................................................................................4-10第 5章上下行最大可达到速率 (Maximum attainable bit rate ....................................5-12第6章输出功率(Transmit power ..................................................................................6-13第 7章比特迁移(Bitswap ..............................................................................................7-14第 8章线路参数之间的相互关系 .........................................................................................8-16关键词 :ADSL Operation mode Fast Interleaved Noise marginTransmit power Bitswap摘要 :本文比较详细的解释了 ADSL 业务中常见的参数, 如交织、快速、噪声容限、线路衰减等, 并讲解了这次参数对 ADSL 线路的速率和稳定性的影响。
本文参照标准以及本人在处理网上问题中的一些经验和体会写成的,难免有些错误,欢迎指正。
文中直接引用一些术语而没有加以解释,如有问题请参见附录中的参考书目。
缩略语清单 :参考资料清单:1、《 Draft new Recommendation G.992.1:Asymmetrical Digital Subscriber Line (ADSL Transceiver》 ITU-T WP1 SG15/Q42、《 ADSL/VDSL原理》 Dennies J.Raushmayer著,杨威,王巧燕译,人民邮电出版社ADSL 参数详解错误!未找到引用源。
工作模式(Operation mode 第 1章工作模式(Operation modeOperation mode 指的是 CO 与 CPE 之间使用的 ADSL 连接协议。
目前的常用协议有 G.992.1(有时候称为 G.dmt , G.992.2(有时候称为 G.lite , T1.413 issue 2,其中G.dmt 与 T1.413 issue 2有时候合称为 full rate, full rate 与 G.lite 的主要区别在于前者最多使用 256个子载波(频率范围为 25k ~1.104MHz , 后者使用 128个子载波(频率范围为 25k ~512KHz ,同时最大发送功率谱密度不同, 因而每一个 Tone 上最多承载的 bit 数不同, full rate 为 15bit , G.lite 为 8bit ,所以最终体现为支持的速率不同,前者为 8106/896kbps(下行 /上行, 下同。
另外 G.992.x 协议又分为 Annex A(ADSL over POTS,主要适用于北美、亚洲除日本以外地区 , Annex B(ADSL over ISDN, 主要适用于欧洲 , Annex C(时分双工方式,主要在日本使用。
一般地局端与终端都同时支持上述三种 Mode ,不过现在 G.lite 很少使用。
那么 Modem 与局端是如何确定使用何种 mode 的呢?首先 G.992.x 与 T1.413的握手信号不同,前者使用 G.994.1(又称 G.hs 中 A43频率组,也就是说握手发起信号为Tone 9、 17、 25组成的时域叠加,称为 R-Tones-Req ,其特点是每个 16ms 这些子带的相位反转 180°, T1.413的握手信号为 tone 8 的单频正弦信号,称为 R-Act-Req ,其特点是以周期为 1024symbol (~252.3ms 变化, 首先以-38.5dBm/Hz发送 64个 symbol 宽度,然后将功率降低 20dB 再发送 64个 symbol 的宽度,然后静默(silence896symbol。
CO 通过检测这些信号来确认是否有 Modem 在发起连接请求,实际上对于 G.hs , 9、 17、 25任何一个频率成分都可以单独的被视为连接请求信号。
这样局端将根据握手信号来进行训练,由 R-Act-Req 开始的话将以 T1.413运行,以 R-Tones-Req 开始则训练成 G.992.x ,至于是 G.dmt 还是 G.lite ,这取决于局端或终端的设置。
在全兼容的模式下,标准建议采用如下的握手信号,首先是 2s 的 R-Tones-Req 信号,然后是 0.1s 的静默,接下来是 2s 的 R-Act-Req 信号,跟着又是 0.1s 的静默,然后重复这个过程。
第 2章交织与快速(Fast and interleaved以及交织深度 2.1 交织与快速在 ADSL 的帧结构中,有快速(fast 帧与交织(Interleaved 帧之分,对应的有 fast channel与 interleaved channel 之分, fast 与 interleaved 的差别在于 interleaved channel 中,经过 FEC (前向纠错编码(通常用 Reed-Solomn 编码后的 bit 流要送到一个交织寄存器中,然后从中读出进行下一步处理,而这个写入读出的过程就叫交织。
下面简单介绍一下交织。
首先看一下交织通道的帧结构:一个 ADSL 数据帧包含各个逻辑承载信道 (AS0~3、 LS0~2 以及开销信道, 每一个帧有 K I 个 byte ,而 S 个数据帧(共 K I 个 byte 加上 R I 个字节的 FEC 校验字节后经过 FEC 编码后得到 S 个数据帧,实际上这就是一个 FEC 码字, ADSL 编码中一个 FEC 码字的长度为 256byte 。
这些字节被送进交织寄存器。
交织的过程及作用可以用下文说明:下图所示为一个块交织的例子——这里我们指定其深度 D=3,跨度 N=7。
块中的数字表示比特进入交织器的顺序。
通常,比特按行写入并按列读出。
一般的,单个的行包含了完整的 FEC 码字。
这样例子中该码字的长度将为 7。
而下图所示为一个 D=3, N=7的去交织器,去交织器的输出为码元的正确顺序下图中的表格对在采用交织和无交织情况下突发错误的比较,说明了交织的价值,表格前两行说明了比特在无交织和有交织两种情况下在信道传输的顺序。
如果在信道中发生如表格第三行所示的突发错误,请注意在每种情况下被干扰的比特数目。
表格的最后两行为将要被发送到样例信道接收机上的 FEC 块的那些比特。
注意如果采用交织,比特错误将会被分解,这就给了 FEC 块更好的机会来纠正错误。
这个例子可以用于预计突发错误不大于三个比特时长的信道。
更实际的交织器通常将有更大的 D 和 N 参数。
交织为数据的端到端传送增加延迟并且也需要在发射机和接收机上具有存储缓冲。
一般来说, 发射机和接收机都需要大约 D*N比特的内存空间来支持块交织以及因此而产生的约 2DN 比特的延迟。
对于上面的试验例子来说, 这样的负面影响看来是无关紧要的,但是对于深度和跨度更大的交织器,这些影响是非常明显的。
注意:对于较高层的使用确认的协议(如 TCP ,增加延迟会引起协议停滞,极大地降低数据吞吐量。
从内存需求和端到端地延迟考虑,卷积交织有更高地效率。
注意卷积交织并没有隐含任何关于 FEC 类型的信息。
对于块或卷积 FEC 技术, 它都同样适用。
码字长度 N =7且深度 D =3的卷积交织器如下图所示。
这里比特按列写入并按行读出到 FEC 块以做进一步操作。
去交织器必须从每行只读取单个的码字,然后前进到下一行指导最后一行被读取为止。
在读取了最后一行以后,去交织器返回第一行并且从下一个未读位置重新开始。
卷积交织能够将长度为 N 的码字分散到 ND 时间间隔上,导致 ND 比特的端到端时延。
需要注意的是虽然在交织例子中我们用比特作为单位来表示(深度和码字长度均以比特来表示,许多编码方案采用的是字节标准(比如,里德—所罗门编码采用GE256,或者更一般的说,采用码元标准。
工作于字节或码元标准的 FEC 系统的交织方案自身通常也工作于字节或码元标准。
比如,假设一个码字长为 7字节,有效负荷流被以字节标准交织,于是卷积交织器和去交织器端到端的延迟为 ND 字节。
注意, 其它类型的交织也是可能的, 比如螺旋状交织就是一种不同的交织方案。
由上可知,交织深度能带来比较好的稳定性,特别是对脉冲噪声具有良好的抵御能力。
