一种新的VDSL技术
发布时间:2007/8/28 0:00:00 访问次数:719
摘 要:本文针对目前提出的一种新的VDSL(Zipper-VDSL)宽带接入技术,就其核心的Zipper-DMT算法中的关键问题及其技术特点进行了讨论,并就其应用前景提出了自己的看法。
关键词:宽带接入技术 VDSL Zipper-VDSL
一、VDSL技术简介
作为XDSL的新兴成员,VDSL正在以其具有的超高速率吸引着用户。它可以比ADSL在更短的线距内达到更高的数据率(见表1),原因是它采用了比ADSL更宽的双绞线带宽(高达11MHz)。这一技术可以更好的与FTTN、FTTC等技术相结合,成为FTTH到来之前的有效的宽带接入技术。DMT-VDSL技术是由Nortel在1996提出的,之后又提出了以DWMT、SLC为线码的方案。
在双工通信的实现上,早期的VDSL主要采用FDD(Frequency Division Duplex)或TDD(Time Division Duplex)技术实现上下行道的对称、非对称双工通信。这其中,由于TDD的实现复杂度较低,因而比FDD的应用推广得好。最近提出的Zipper-VDSL技术,对核心的DMT算法进行了改进,实现了对DMT中各个正交子带的频分双工,被称之为‘无滤波器的频分双工方案’;同时还可实现与ADSL在频谱上的兼容,在子带的使用上表现出极大的灵活性,大有将ADSL列为其子集的趋势,可以说,Zipper-VDSL极有可能统一ADSL和VDSL的技术与市场。
二、Zipper概念的提出
Zipper的概念,最早由Telia Research的研究人员提出。目前,从事Zipper-VDSL研究的主要是瑞典的Telia Research AB公司与ST意法半导体公司。‘Zipper’的意思是指将不同传输方向的带宽象拉链(zip)交错在一起(如图1所示),以使双绞线的上下行速率可以更为灵活的配置。工作的对称与非对称模式也可通过软件灵活的设置。Zipper采用2048个正交子带(5KHz),因而可以实现高达60Mbps的下行速率。以下将就Zipper的 采用核心技术(Zipper-DMT)的特点与实现分别作介绍。
三、改进的DMT调制算法
由于Zipper是通过将DMT中不同的正交子载波分配到不同的传输方向上,实现双工通信的。因而在技术上,Zipper对传统的DMT调制技术做了如下功能扩展:
(1)同步问题
由于在Zippper-DMT中,各个正交子载波有的用于上行行道,有的用于下行行道以实现双工功能,因此,收发两端的同步问题对于Zipper-VDSL来说显得尤为重要。这就要求网络两端在频域和时域都应保证严格的同步,以保证DMT各个子载波的正交性。
时间同步(帧同步):由于在一个DMT数据帧中既有上行信号又有下行信号,这就要求接入网中所有的发送端同时发送数据帧。具体而言就是在中心局(CO端)由同一个时钟提供给各VDSL用户(CPE端)帧时钟,若配线架到用户的距离较远,可以使用GPS全球定位系统以保证正确的系统定时。整个过程可以描述为:在系统训练过程中,先是接收端收到下行的数据信号,而后测时距,就可以保证接收系统能够以与发送端相同的时间发送数据。
采样频率同步:采样频率的同步可以保证各个子载波之间正确的间隔。不过,由于双绞线信道具有较好的信噪比和稳定性,这一点不难做到。
(2)循环后缀
我们知道,ADSL中采用的传统的DMT是采用循环前缀来减小块间干扰及保证各子载波间的正交性的。在VDSL中,为了进一步保证子载波中上下行信道间的正交性,还需增加循环后缀以减小NEXT(近端串扰)和近端回波。至于前后缀的长度,若选择较长的前后缀,则可以减少块间干扰,从而减轻对时域均衡器的要求,但却降低了系统的双工通信效率。所以,在长度的选择上,应该折中考虑。
以下将简明说明循环后缀的最短长度[CS]min/fs(其中fs为采样速率)应为最长的延迟△,从而才能抵消NEXT及近端回音。如图2所示,在时刻0,网络两端在同一时刻(在时间同步的前
摘 要:本文针对目前提出的一种新的VDSL(Zipper-VDSL)宽带接入技术,就其核心的Zipper-DMT算法中的关键问题及其技术特点进行了讨论,并就其应用前景提出了自己的看法。
关键词:宽带接入技术 VDSL Zipper-VDSL
一、VDSL技术简介
作为XDSL的新兴成员,VDSL正在以其具有的超高速率吸引着用户。它可以比ADSL在更短的线距内达到更高的数据率(见表1),原因是它采用了比ADSL更宽的双绞线带宽(高达11MHz)。这一技术可以更好的与FTTN、FTTC等技术相结合,成为FTTH到来之前的有效的宽带接入技术。DMT-VDSL技术是由Nortel在1996提出的,之后又提出了以DWMT、SLC为线码的方案。
在双工通信的实现上,早期的VDSL主要采用FDD(Frequency Division Duplex)或TDD(Time Division Duplex)技术实现上下行道的对称、非对称双工通信。这其中,由于TDD的实现复杂度较低,因而比FDD的应用推广得好。最近提出的Zipper-VDSL技术,对核心的DMT算法进行了改进,实现了对DMT中各个正交子带的频分双工,被称之为‘无滤波器的频分双工方案’;同时还可实现与ADSL在频谱上的兼容,在子带的使用上表现出极大的灵活性,大有将ADSL列为其子集的趋势,可以说,Zipper-VDSL极有可能统一ADSL和VDSL的技术与市场。
二、Zipper概念的提出
Zipper的概念,最早由Telia Research的研究人员提出。目前,从事Zipper-VDSL研究的主要是瑞典的Telia Research AB公司与ST意法半导体公司。‘Zipper’的意思是指将不同传输方向的带宽象拉链(zip)交错在一起(如图1所示),以使双绞线的上下行速率可以更为灵活的配置。工作的对称与非对称模式也可通过软件灵活的设置。Zipper采用2048个正交子带(5KHz),因而可以实现高达60Mbps的下行速率。以下将就Zipper的 采用核心技术(Zipper-DMT)的特点与实现分别作介绍。
三、改进的DMT调制算法
由于Zipper是通过将DMT中不同的正交子载波分配到不同的传输方向上,实现双工通信的。因而在技术上,Zipper对传统的DMT调制技术做了如下功能扩展:
(1)同步问题
由于在Zippper-DMT中,各个正交子载波有的用于上行行道,有的用于下行行道以实现双工功能,因此,收发两端的同步问题对于Zipper-VDSL来说显得尤为重要。这就要求网络两端在频域和时域都应保证严格的同步,以保证DMT各个子载波的正交性。
时间同步(帧同步):由于在一个DMT数据帧中既有上行信号又有下行信号,这就要求接入网中所有的发送端同时发送数据帧。具体而言就是在中心局(CO端)由同一个时钟提供给各VDSL用户(CPE端)帧时钟,若配线架到用户的距离较远,可以使用GPS全球定位系统以保证正确的系统定时。整个过程可以描述为:在系统训练过程中,先是接收端收到下行的数据信号,而后测时距,就可以保证接收系统能够以与发送端相同的时间发送数据。
采样频率同步:采样频率的同步可以保证各个子载波之间正确的间隔。不过,由于双绞线信道具有较好的信噪比和稳定性,这一点不难做到。
(2)循环后缀
我们知道,ADSL中采用的传统的DMT是采用循环前缀来减小块间干扰及保证各子载波间的正交性的。在VDSL中,为了进一步保证子载波中上下行信道间的正交性,还需增加循环后缀以减小NEXT(近端串扰)和近端回波。至于前后缀的长度,若选择较长的前后缀,则可以减少块间干扰,从而减轻对时域均衡器的要求,但却降低了系统的双工通信效率。所以,在长度的选择上,应该折中考虑。
以下将简明说明循环后缀的最短长度[CS]min/fs(其中fs为采样速率)应为最长的延迟△,从而才能抵消NEXT及近端回音。如图2所示,在时刻0,网络两端在同一时刻(在时间同步的前
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