3 Vysokorychlostní přípojky dle standardu G.fast
3.4 Vektorová modulace – VDMT

Modulace DMT je využívána u přípojek xDSL pro maximálně efektivní využití potenciálu metalických symetrických párů a umožňuje vhodně reagovat na existenci úzkopásmového rušení ve využívaném kmitočtovém kanálu. U přípojek xDSL s modulací DMT se díky charakteru přenosového prostředí sdíleného metalického kabelu mohou dále navýšit dosažitelné přenosové rychlosti za použití tzv. vektorové modulace DMT (VDMT, Vectored DMT).

Dominantní složkou rušení, která limituje přenosové rychlosti přípojek xDSL, je rušení přeslechy.

Přeslech je přenos signálu kapacitními a induktivními vazbami mezi jednotlivými páry. Takto přenesený signál, například z prvního páru do druhého páru, působí v druhém páru jako negativní rušení a snižuje SNR a tím i výslednou přenosovou rychlost. Vzhledem k tomu, že zabránit přeslechům není možné z důvodu konstrukce metalického kabelu a vlastností elektromagnetického vlnění, je nutné eliminovat účinky přeslechu na přenášený užitečný signál. Eliminace přeslechů zajistí zlepšení SNR a tedy vyšší dosažitelnou přenosovou rychlost. Podle místa měření přeslechu rozlišujeme přeslech na blízkém konci NEXT (Near End Cross Talk) a vzdáleném konci FEXT (Far End Cross Talk). Přeslech NEXT je možné eliminovat pomocí frekvenčního dělení směrů přenosu. Velikost přeslechu FEXT je proto pro přípojky xDSL stěžejní.

Modulační princip VDMT využívá propracovanosti matematického aparátu popisujícího parametry symetrických párů a vzájemné přeslechové vazby mezi páry. Při eliminaci je nutné rozlišovat směr přenosu.

Ve směru downstream VDMT využívá skutečnost, že zařízení DSLAM je společným prvkem pro všechny přípojky xDSL provozované ve svazku metalického kabelu. V DSLAM tedy máme k dispozici na jediném místě informaci o DMT symbolech, které budou v následujícím okamžiku vyslány do úseku metalického vedení (máme tedy vektor hodnot DMT symbolů – proto vektorová modulace DMT). Vzhledem k tomu, že v DSLAM známe také parametry jednotlivých symetrických párů a přeslechové vazby mezi nimi (známe je z procesu navazování spojení), je možné upravit vysílané DMT symboly s ohledem na přenosové prostředí, kterým budou přenášeny. Na přijímací straně v modemu koncového účastníka pak budou mít symboly teoreticky ideální průběh a parametry vhodné pro bezchybnou detekci. Problematika synchronizace vysílání je také snadněji řešitelná vzhledem k tomu, že DSLAM je centrálním prvkem. Synchronizace vysílání všech DMT symbolů je nutná. Vysílané symboly na sebe musejí prostřednictvím přeslechových vazeb definovaně působit tak, jak bylo vypočteno při jejich úpravě.

Ve směru upstream není možné upravovat vysílaný symbol v koncovém zařízení účastníka. To by kladlo zvýšené nároky na vybavení a výpočetní výkonnost koncového zařízení. Navíc koncové zařízení nikdy nemůže mít informace o symbolech, které jsou vysílány ostatními přípojkami v metalickém kabelu. Proto je nutné upravovat pouze přijímaný signál opět v DSLAM (centrálním prvku) za pomoci speciálního bloku potlačovače přeslechů. Důležitou otázkou je také nutná synchronizace vysílání od koncových účastníků směrem k DSLAM s ohledem na různé délky účastnických vedení.

VDMT je rozšířením modulace DMT na víceuživatelské prostředí, řeší problém systému typu MIMO a eliminuje přeslech typu FEXT. Přeslech typu NEXT je eliminován díky frekvenčnímu dělení směrů přenosu.

S ohledem na společné umístění modemů v DSLAM je možné zajistit synchronní vysílání DMT symbolů ve směru downstream. Zajistit synchronní přenos symbolů od uživatelů k přístupovému multiplexoru DSLAM je vzhledem k různým délkám jednotlivých přípojek složitější, ale lze například využít metodu Zipper FDD.

Synchronizace ve směru upstream má paralelu v postupech pro řízení přístupu k médiu ve sdíleném prostředí bod – mnoho bodů, jako jsou pasivní optické sítě a radiové sítě LDMS (Local Multipoint Distribution System). Vysílání v účastnických modemech musí být časováno s respektováním různých dob šíření signálů po vedení od různě vzdálených účastníků.

Metoda Zipper FDD využívá cyklickou příponu (CS). Ta je na rozdíl od cyklické předpony (CP) vkládána za DMT symbol. Délka CS musí být rovna nebo větší než je maximální rozdíl zpoždění v šíření signálu kanály. Metoda Zipper FDD eliminuje i zbytkový přeslech NEXT. Nevýhodou však je opětné snížení přenosové rychlosti.

Princip synchronizace symbolů přípojek xDSL ve směru upstream.