作 者:现代电信科技 汪坤
随着带宽的增加和环路距离的减小,串音(Crosstalk)已经成为VDSL2系统中的主要干扰因素。介绍了目前ITU-T提出的几种主流的针对串音问题的解决方案,尤其重点描述了近来的研究热点——串音消除技术,并对其中的关键算法进行了归纳和分析。
一、VDSL2技术简介及其串音问题
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.993.2Amendment1& Corrigendum 1,标准已相对成熟。VDSL2通过扩展频谱至30 MHz,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。
二、串音的特性和影响
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。
目前已有较为成熟的解析方式或数值方式来表征DSL串音,如北美标准ANSICommitteeT1Standard T1.417[1]中给出了NEXT和FEXT的计算方法,如下所示:
其中XN/XF表示统计得到的NEXT/FEXT的近端/远端串音耦合系数,ANSICommitteeT1Standard T1.417中规定XN=8.536×10-15,XF=7.74×10-21;S(f)为干扰信号在串音耦合点处的信号功率谱密度(PSD);H(f,l)是线路传递函数;l是线路长度;n是干扰源的数目。可以看出,随着频率f的增大,NEXT与FEXT均增大(其中NEXT与频率f3/2成正比),同时FEXT还与线路长度l成反比。也就是说,频率越高,NEXT/FEXT越大;线路越短,FEXT越大。
由于VDSL2系统采用FDM方式,因此大部分NEXT与接收端的被干扰信号在频段上是分开的,其影响可通过滤波器消除或大大降低;但是FEXT与接收端的被干扰信号一般无法在频段上分开,不能用滤波器消除,同时VDSL2传输距离较短(一般不大于1.5km),导致线路上的FEXT较其他DSL技术更为严重,因此FEXT是VDSL2系统中主要的串音来源,会导致信噪比下降而降低线路传输速率或增大误码率,甚至产生重训练从而影响系统的稳定性。