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1 引言
影響VDSL2系統(tǒng)性能的噪聲主要包括系統(tǒng)內(nèi)部噪聲和外部噪聲，其中系統(tǒng)內(nèi)部噪聲可以分為近端串?dāng)_(NEXT)和遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)，這些噪聲主要是來自同一電纜和線路板卡上系統(tǒng)內(nèi)其它線路的串?dāng)_信號 (見圖1)。外部噪聲包括各種外部的電磁噪聲，如廣播信號、各種電氣設(shè)備的噪聲等，也包括共存在同一電纜內(nèi)的其它DSL系統(tǒng)的串?dāng)_信號。
圖1 NEXT和FEXT
對于VDSL2系統(tǒng)來說，由于其使用的頻率較高 (0～30MHz)，運行的電纜較短(一般<1000m)，遠(yuǎn)端串?dāng)_對傳輸性能的影響比其它DSL系統(tǒng)更加明顯，遠(yuǎn)端串?dāng)_是目前限制VDSL2系統(tǒng)穩(wěn)定傳輸性能最主要的因素之一。VDSL2的遠(yuǎn)端串?dāng)_會造成很多問題。
(1)一對線的訓(xùn)練會導(dǎo)致旁邊相鄰線對的VTU-O 出現(xiàn)假激活(FalseTrigger)現(xiàn)象，盡管這些線對的遠(yuǎn)端并沒有接Modem或者M(jìn)odem沒有上電，更嚴(yán)重的是這種問題有可能會導(dǎo)致所謂的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”，也就是說這些假激活的線對可能會進(jìn)一步導(dǎo)致其相鄰的其它線對假激活。因此，以前認(rèn)為串?dāng)_的影響主要存在于相鄰的少數(shù)幾對線之間的情況發(fā)生了變化，串?dāng)_有可能波及整個線束組。
(2)另外一個問題是當(dāng)某個處于工作狀態(tài)的線路旁邊的相鄰線路進(jìn)入訓(xùn)練狀態(tài)時，原先處于工作狀態(tài)的用戶會因為串?dāng)_的突然增大而掉線重訓(xùn)練，這種影響常常導(dǎo)致一個線路板的全部端口需要幾分鐘才能達(dá)到全部穩(wěn)定激活的狀態(tài)。
根據(jù)對實際線路情況的觀測，線路上噪聲有可能在VDSL2整個工作頻段突然增加，其幅度可能達(dá)到 10～30dB。這種情況產(chǎn)生的主要原因是鄰居線路開始訓(xùn)練。如果受擾線路訓(xùn)練時鄰居 Modem沒有激活，此時受擾線路上因為噪聲水平較低而得到很高的速率。這樣當(dāng)鄰居線路開始訓(xùn)練時，受擾線路上的噪聲將大幅增加。對于一般保持6dB噪聲裕度的DSL線路系統(tǒng)，噪聲增加10～30dB將會使信噪比裕度成為負(fù)值。對于超過噪聲裕度的突然噪聲增加，傳統(tǒng)的DSL需要通過鏈路中斷后的重新訓(xùn)練達(dá)到新的穩(wěn)定速率，維持信噪比的裕度。
另一個對VDSL2系統(tǒng)業(yè)務(wù)質(zhì)量影響較大的噪聲類型是脈沖噪聲，脈沖噪聲是典型的系統(tǒng)外部噪聲，在我們?nèi)粘５某鞘猩钪袩o處不在，它一般由電氣設(shè)備開關(guān)或動力設(shè)備運行時產(chǎn)生。脈沖噪聲本身持續(xù)的時間較短，但是噪聲幅度較高，因此無法通過噪聲裕度來保護(hù)。當(dāng)脈沖噪聲發(fā)生時，可導(dǎo)致當(dāng)時的一個或連續(xù)多個VDSL2物理幀的完全破壞。根據(jù)脈沖噪聲產(chǎn)生的類型，可以分為周期性的脈沖噪聲和單個孤立脈沖噪聲。前者可由電動機或功率開關(guān)電源，后者可由大功率設(shè)備的開關(guān)產(chǎn)生。
脈沖噪聲一般不會造成VDSL2系統(tǒng)鏈接丟失，但是會產(chǎn)生大量的瞬時誤碼，造成數(shù)據(jù)傳輸中的丟包。在發(fā)展ADSL接人的時期，由于主要的寬帶業(yè)務(wù)是因特網(wǎng)業(yè)務(wù)，其對丟包和時延變化并不敏感，TCP 協(xié)議可以自動通過重傳恢復(fù)數(shù)據(jù)流。但是當(dāng)通過 VDSL2系統(tǒng)傳輸視頻業(yè)務(wù)時，瞬時的丟包會造成視頻畫面中的馬賽克或畫面瞬時停頓，顯著地影響了視頻業(yè)務(wù)的質(zhì)量。
2 VDSL2系統(tǒng)中傳統(tǒng)的抗噪聲手段
為了應(yīng)對線路中串?dāng)_的動態(tài)變化，與ADSL一樣，基于DMT調(diào)制的VDSL2系統(tǒng)也支持傳統(tǒng)的比特交換(BS)和無縫速率調(diào)整(SRA)功能。比特交換功能在不同的工作子載波之間調(diào)整比特分配，如果遇到寬頻帶噪聲，則比特交換無法應(yīng)對。SRA雖然可以通過降低整個系統(tǒng)速率維持系統(tǒng)穩(wěn)定，但是現(xiàn)有的SRA反應(yīng)速率較慢，難以應(yīng)對快速變化的噪聲。
現(xiàn)有的SRA的工作原理是，接收器根據(jù)實時的噪聲容限與設(shè)定的上調(diào)或下調(diào)噪聲容限之間的關(guān)系，計算出新的比特分配表和增益表，然后通過Eoc通道向發(fā)送端發(fā)送SRA請求并且將更新的比特和增益表發(fā)送給發(fā)送器，發(fā)送器收到后，通過發(fā)送0LR同步信號來實現(xiàn)收發(fā)兩端之間的同步切換。
由于每一個子載波的比特和增益一共需要兩個字節(jié)，而VDSL2最多可以使用4096個子載波，整個比特分配表和增益表的更新需要傳送的信息量高達(dá) 8kbit／s，這其中還不包括命令字和校驗字的內(nèi)容，通過 Eoc傳送需要較長的時間。而此時面臨的串?dāng)_噪聲有可能造成lodB以上的總噪聲PSD的增加，因此噪聲容限此時已經(jīng)遠(yuǎn)低于0，誤碼率上升會導(dǎo)致更新比特分配表和增益表失敗從而導(dǎo)致SRA調(diào)整過程失敗。
傳統(tǒng)的DSL線路中抗脈沖噪聲的主要手段是通過數(shù)據(jù)的交織編碼和前向糾錯(FEC)。當(dāng)前的DSL標(biāo)準(zhǔn)采用以字節(jié)為單位的里德，所羅門碼(RS)作為前向糾錯碼。通過將數(shù)據(jù)交織后，若干受FEC保護(hù)的數(shù)據(jù)塊被分散到不同的DMT符號中。這樣，即使某些 DMT符號由于脈沖噪聲產(chǎn)生了連續(xù)突發(fā)差錯，受損的也只是FEC數(shù)據(jù)塊中的部分?jǐn)?shù)據(jù)。交織編碼將一個較長的突發(fā)差錯離散成隨機差錯，再用FEC技術(shù)消除隨機差錯。但是交織編碼是以時間為代價的，交織深度越大，抗突發(fā)差錯能力也就越強。但交織深度越大，交織編碼處理時間越長，從而造成數(shù)據(jù)傳輸時延增大，對交互的音視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量造成影響。
