3 Vysokorýchlostné prípojky podľa štandardu G.fast
3.4 Vektorová modulácia – VDMT

Modulácia DMT je využívaná prípojkami xDSL pre maximálne efektívne využitie potenciálu metalických symetrických párov a umožňuje vhodne reagovať na existenciu úzkopásmového rušenia vo využívanom frekvenčnom kanáli. Pri prípojkách xDSL s moduláciou DMT sa vďaka charakteru prenosového prostredia zdieľaného metalického kábla môžu ďalej navýšiť dosiahnuteľné prenosové rýchlosti použitím tzv. vektorovej modulácie DMT (VDMT, Vectored DMT).

Dominantnou zložkou rušenia, ktorá limituje prenosové rýchlosti prípojok xDSL, je rušenie presluchmi.

Presluch je prenos signálu kapacitnými a induktívnymi väzbami medzi jednotlivými pármi. Takto prenesený signál, napríklad z prvého páru do druhého páru, pôsobí v druhom páre ako negatívne rušenie a znižuje SNR a tým aj výslednú prenosovú rýchlosť. Vzhľadom k tomu, že zabrániť presluchom nie je možné z dôvodu konštrukcie metalického kábla a vlastností elektromagnetického vlnenia, je nutné eliminovať účinky presluchov na prenášaný užitočný signál. Eliminácia presluchov zabezpečí zlepšenie SNR a vyššiu dosiahnuteľnú prenosovú rýchlosť. Podľa miesta merania presluchov rozlišujeme presluch na blízkom konci NEXT (Near End Cross Talk) a vzdialenom konci FEXT (Far End Cross Talk). Presluch NEXT je možné eliminovať pomocou frekvenčného delenia smerov prenosu. Veľkosť presluchov FEXT je preto pre prípojky xDSL kľúčová.

Modulačný princíp VDMT využíva prepracovanosť matematického aparátu popisujúceho parametre symetrických párov a vzájomné presluchové väzby medzi pármi. Pri eliminácii je nutné rozlišovať smer prenosu.

V smere downstream VDMT využíva skutočnosť, že zariadenie DSLAM je spoločným prvkom pre všetky prípojky xDSL prevádzkované vo zväzku metalického kábla. V DSLAM teda máme k dispozícii na jednom mieste informáciu o DMT symboloch, ktoré budú v nasledujúcom okamihu vyslané do úseku metalického vedenia (máme teda vektor hodnôt DMT symbolov – preto vektorová modulácia DMT). V DSLAM poznáme tiež parametre jednotlivých symetrických párov a presluchové väzby medzi nimi (známe sú z procesu nadväzovania spojenia). Vzhľadom na to je možné upraviť vysielané DMT symboly s ohľadom na prenosové prostredie, ktorým budú prenášané. Na prijímacej strane v modeme koncového účastníka potom budú mať symboly teoreticky ideálny priebeh a parametre vhodné pre bezchybnú detekciu. Problematika synchronizácie vysielania je tiež jednoduchšie riešiteľná pretože DSLAM je centrálnym prvkom. Synchronizácia vysielania všetkých DMT symbolov je nutná. Vysielané symboly na seba musia prostredníctvom presluchových väzieb definovane pôsobiť tak ako bolo vypočítané pri ich úprave.

V smere upstream nie je možné upravovať vysielaný symbol v koncovom zariadení účastníka. To by kládlo zvýšené nároky na vybavenie a výpočtovú výkonnosť koncového zariadenia. Naviac koncové zariadenie nikdy nemôže mať informácie o symboloch, ktoré sú vysielané ostatnými prípojkami v metalickom kábli. Preto je nutné upravovať prijímaný signál opäť v DSLAM (centrálnom prvku) pomocou špeciálneho bloku potlačovača presluchov. Dôležitou otázkou je nutná synchronizácia vysielania od koncových účastníkov smerom k DSLAM s ohľadom na rôzne dĺžky účastníckych vedení.

VDMT je rozšírením modulácie DMT pre viacpoužívateľské prostredie. Rieši problém systému typu MIMO a eliminuje presluch typu FEXT. Presluch typu NEXT je eliminovaný vďaka frekvenčnému deleniu smeru prenosu.

S ohľadom na spoločné umiestnenie modemov v DSLAM je možné zabezpečiť synchrónne vysielanie DMT symbolov v smere downstream. Zabezpečiť synchrónny prenos symbolov od používateľov k prístupovému multiplexoru DSLAM je vzhľadom k rôznym dĺžkam jednotlivých prípojok zložitejšia, ale je možné napríklad využiť metódu Zipper FDD.

Synchronizácia v smere upstream má paralelu v postupoch pre riadenie prístupu k médiu v zdieľanom prostredí bod – mnoho bodov ako sú pasívne optické siete a rádiové siete LDMS (Local Multipoint Distribution System). Vysielanie v účastníckych modemoch musí byť časované s rešpektovaním rôznych dôb šírenia signálov po vedení od rôzne vzdialených účastníkov.

Metóda Zipper FDD využíva cyklickú príponu (CS). Tá je na rozdiel od cyklickej predpony (CP) vkladaná za DMT symbol. Dĺžka CS musí byť rovná alebo väčšia ako je maximálny rozdiel oneskorení v šírení signálov kanálmi. Metóda Zipper FDD eliminuje aj zvyškový presluch NEXT. Nevýhodou však je opätovné zníženie prenosovej rýchlosti.

Princíp synchronizácie symbolov prípojok xDSL v smere upstream.