Сказание о том как освобождал место на Windows 10

 В один прекрасный момент моя корпоративная система Windows 10 сообщила мне, что место на диске С: закончилось! При этом на диске D: места еще завались.

Да знаю делить жесткий диск на разные диски в Windows плохая затея, переустанавливать ОС никто не будет, а бороться с закончившимся местом на системном диске очень сложно.

Но вызов был принят! Будем бороться с духом машины.

После недолгого гугления на саппорте windows нашел рекомендацию поставить софтинку TreeSize  (рекомендация на сайте поддержки Windows). Скачал установил и О! святая шестерёнка, программулина божественна:

Внешинй вид TreeSize

Очень быстрая и удобная, сразу видно что отожрало место!

После недолгого анализ, выявил несколько виновников написания этого поста:

1. C:\\Windows\Installer - 29.3 GB

2. C:\\User\<myaccaunt>\AppData - 16.4 GB

Решил сначала побороться с Installer. Духи Google мне подсказали почитать вот этот пост на сайте техподдержик Microsoft. В одном из сообщений была ссылка на Patchcleaner

На первый взгляд програмулина мутная, но антивирус не ругался, так же это рекомендовали на сайте micosoft, решил риснуть. Скачал и поставил:

Ставилось долго, анализировало тож долго, потом вылетело вот окошко сверзку, ничерта не понятно что это все значит. Директория в "More Location" пуста. Хотел еще поразбираться, но подумал "Сегодня Бог Духа Машины со мней" и нажал Delete. Что то удалилось и директория C:\\Windows\Installer стала пуста! Система наче жива и функциклирует.

Относительно AppData буду разбираться позже.

Что такое Maven

Пояснение на кой нужен этот Maven. Не сильно глубоко, но включив голову можно осознать его полезность.

Оценка сложности алгоритмов, или Что такое О(log n)

Наверняка вы не раз сталкивались с обозначениями вроде O(log n) или слышали фразы типа «логарифмическая вычислительная сложность» в адрес каких-либо алгоритмов. И если вы так и не понимаете, что это значит, — эта статья для вас.

Оценка сложности

Сложность алгоритмов обычно оценивают по времени выполнения или по используемой памяти. В обоих случаях сложность зависит от размеров входных данных: массив из 100 элементов будет обработан быстрее, чем аналогичный из 1000. При этом точное время мало кого интересует: оно зависит от процессора, типа данных, языка программирования и множества других параметров. Важна лишь асимптотическая сложность, т. е. сложность при стремлении размера входных данных к бесконечности.

Допустим, некоторому алгоритму нужно выполнить 4n3 + 7n условных операций, чтобы обработать n элементов входных данных. При увеличении n на итоговое время работы будет значительно больше влиять возведение n в куб, чем умножение его на 4 или же прибавление 7n. Тогда говорят, что временная сложность этого алгоритма равна О(n3), т. е. зависит от размера входных данных кубически.

Использование заглавной буквы О (или так называемая О-нотация) пришло из математики, где её применяют для сравнения асимптотического поведения функций. Формально O(f(n)) означает, что время работы алгоритма (или объём занимаемой памяти) растёт в зависимости от объёма входных данных не быстрее, чем некоторая константа, умноженная на f(n).

Веселы коменты в исходном коде

// Я не отвечаю за этот код. Меня заставили написать его против моего желания.
// Дорогой я_из_будущего! Пожалуйста, прости меня за этот код.
// Если я еще раз увижу такое, мне придется начать носить на работу оружие.
// Если это условие когда-нибудь выполнится, пожалуйста,
// сообщите мне по тел. ххх-ххх-ххх за вознаграждение.
//
// Дорогой программист:
//
// Когда ты закончишь «оптимизировать» эту подпрограмму
// и поймешь, насколько большой ошибкой было делать это,
// пожалуйста, увеличь счетчик внизу как предупреждение
// для следующего парня:
//
// количество_часов_потраченных_здесь = 42
//
// Когда я начинал это писать, только Бог и я понимали, что я делаю
// Сейчас остался только Бог
// иногда мне кажется, что компилятор игнорирует все мои комментарии
// Я посвящаю весь свой код, всю работу своей жене Дарлин, которой
// придётся содержать меня, наших троих детей и собаку, когда
// это пойдет в паблик.
// пьян, исправить позже
// Магия. Не трогать.

Как выполнять оценку по трём точкам?

Вам стоит научиться выполнять оценку сроков задач по трём точкам, так как это, безусловно, лучшая техника для оценивания продолжительности работ совместно с участниками вашей проектной команды. Техника называется «оценка по трём точкам» потому, что участники команды дают пессимистичную, оптимистичную и наиболее вероятную оценки сроков завершения работ. Данная техника является одним из лучших подходов, так как позволяет менеджеру проектов достичь следующего:

1. Повысить точность по сравнению с оценкой по одной точке.
2. Улучшить обязательства, получаемые от команды, потому что оценка принимает во внимание риски.
3. Получить полезную информацию о рисках в каждой задаче.

Перевод чисел из одной системы счисления в другую

Перевод из десятичной системы в любую другую. Перевод целых чисел

Целое десятичное число нужно поделить на основание новой системы счисления. Остаток от этого деления является самым младшим разрядом в новой записи числа. Результат деления вновь делится на основание. Остаток от этого деления будет следующим разрядом в новой записи числа, результат деления вновь делится на основание и т.д. до тех пор, пока в результате деления получится число, меньшее по величине, чем основание новой системы. Остаток этого последнего деления будет предпоследним разрядом в новой записи числа, а результат этого последнего деления - самым старшим разрядом в новой записи числа.

Проверка перевода осуществляется по формуле (11.2), так, как это показано ниже на примерах.

Пример. Перевести десятичное число 125 в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную системы счисления. Проверить результаты по формуле (П11.2).

a)	б)	в)

Комент на валидацию в перегрузке оператора

Может я умственно ущербен? Каким нечеловеческим, непостижимым, извращенным, нереальным, богомерзким способом ты предлагаешь мне реализовать валидацию на уровне перегруженного оператора << ? Как это вообще возможно? Как? Если я еще минут 15 об этом подумаю мне придется в Кащенко лечиться... Каким образом это вообще возможно, валидировать создание объекта, уже после его создания при помощи перегруженного оператора << ? При этом приватным методом объекта? Каким образом это программировать? А если даже это запрограммировать, то как потом жить? После такого архитектурного изыскания программирование потеряет смысл...

Как снять защиту с листа Excel

Если вы забыли пароль от защищенного листа и Вам нужно внести в него изменения. Для того, чтобы снять защиту с листа Excel 2007 или 2010. Не потребуется специальной программы, нужен только проводник (Explorer.exe) и блокнот (Notepad.exe) встроенные в ОС Windows.

Файл Excel на самом деле это обычный zip-архив, в котором хранятся таблицы в формате XML и настройки таблиц. Необходимо извлечь XML файл с данными нужного листа. Переименуйте расширение файла XLSX в ZIP (Если вы не видите расширения XLSX в конце имени файла, то необходимо включить отображение расширений зарегистрированных типов файлов в настройках проводника). Открываем архив в проводнике производим манипуляции с нужным листом таблицы.Алгоритм снятия защиты с листа Excel

1. Меняем расширение файла XLSX в ZIP
2. Файл архива открываем проводником.
3. Находим XML файл листа книги по пути «file.xlsx\xl\worksheets\sheet1.xml», где: «file.xlsx» имя вашего файла.
4. Файл xml открываем текстовым редактором.
5. В поиске ищем текст «sheetProtection».
6. Если не находим то защиты в этом листе нет, открываем следующий файл xml ищем также текст «sheetProtection». Когда найдена такая строка, следовательно лист содержит защиту. Удаляем весь блок в тегах, на пример:
sheetProtection password="CF7ACF7A" sheet="1" objects="1" scenarios="0" selectLockedCells="1" selectUnlockedCells="1". ( от «<» до «>» включая сами скобки)
7. Файл сохраняем.
8. Расширение файла меняем расширение файла
9. C помощью Excel открываем файл.

http://stami.org/kak-snyat-zashhitu-s-lista-excel-resheno/

Как работает Speedtest.net

Speedtest.net действует полностью через HTTP для максимальной совместимости. 

Это тесты ping (задержка), измерения скорости download и upload.

Тест Ping

1. Во время этого теста посылается HTTP запрос к выбраному серверу и измеряет время которое требуется для получения ответа.

Тест скорости Download

Специальности сетевых инженеров

• Data configuration engineers
• Commissioning engineers
• Network monitoring engineers
• System maintenance engineers

IEEE 802.1p: LAN Layer 2 QoS/CoS Протокол приоритизации трафика

IEEE 802.1p specification enables Layer 2 switches to prioritize traffic and perform dynamic multicast filtering. The prioritization specification works at the media access control (MAC) framing layer (OSI model layer 2). The 802.1P standard also offers provisions to filter multicast traffic to ensure it does not proliferate over layer 2-switched networks.

Преобразовать или конвертировать srt файл в txt

Когда изучаешь иностранный язык с помощью фильмов возникает необходимость в конвертировании субтитров в простой последовательный текст (str формат в txt). После такого конвертирования появляется возможность читать этот текст на вашем мобильном телефоне, электронной книге или распечатать текст без спец символов. Вот быстрый способ, как вы можете сделать это.

Принцып работы NTP пртокола

Синхронизация времени

Со времени начала использования компьютеров (сперва в специализированных системах, в потом и в повседневной жизни) появилась задача поддерживать точность хода системных часов, т.е. иметь точно синхронизированное время с остальными компьютерами и системами. Особенно точность времени критична в распределенных системах, которые критичны к порядку вычисления задач, обработки данных и т.п.

Одним из примеров такой синхронизации, где впервые был применен популярный протокол синхронизации времени NTP, может быть диспетчерская служба управления полетами.

Также немаловажно, чтобы сама сеть компьютеров имела те только синхронизированное время, но и это время было точным с другими системами по всей планете. Т.е. время по всей территории планеты было одинаковым (или достаточно близким).

Про 100 Гбит/с атаку

Про 100 Гбит/с атаку. Как ни странно я был свидетелем этого со стороны Укртелекома. Кипиш был неймоверный.

http://blogerator.ru/page/ddos-v-100-gbits-reportazh-s-linii-fronta-ot-ocevidca

Измерение скорости в ADSL

В ADSL  технологиях между модемом и DSLAM работает протокол ATM. В самом протоколе ATM заложена избыточность для предоставления QoS. В связи с этим часть полосы пропускания на ADSL линии выделяется для заголовков ATM пакетов и технического трафика, приблизительное значение полосы пропускания которое ATM протокол забирает под себя равно 16%. Пример, если необходимо абоненту предоставить скорость в 2 Мбит/с то скорость которую линия должна поднять будет равняться 2464 Кбит/с, если у абонента скорость должна быть 512 Кбит/с то скорость линии должна быть 608 Кбит/с. Этот принцип можно увидеть в старых профайлах которые создавались на заре ADSL в укртелеком по рекомендации производителей (608/2464; 608/608; 608/1248).

Но значения скоростей в 608 Кбит/с, 1Мбит/с, 2 Мбит/с и т.д. можно достичь при выполнении определенных условий (эти условия были заложены организацией IEEE( Institute of Electrical and Electronics Engineers)). Суть этих условий заключается в том что максимальной скорости можно достичь если посылать или принимать пакеты только в одну сторону (в зависимости от того что тестируется upload/download), и на эти пакеты не получать или не посылать подтверждения о доставке (таким условиям соответствует только тип трафика UDP), так же имеет значение то каким размером нужно посылать пакеты, для сети ADSL  Укртелеком это значение равно MTU 1492. Только при соблюдении таких условий можно получить на ADSL линии со скоростьюк 2464 Кбит/с, скорость 2 Мбит/с.

В обыденной жизни для субъективной оценкой скорости мы используем скорость которая отображается при скачивании с определенных ресурсов Интернет, но при этом скачивание происходит с помощью TCP пакетов с разной длиной. Приблизительная потеря скорости в таких условиях будет в пределах от 10-16%, все зависит как от настроек рабочей станции так и от настроек сервера.

Таким образом потеря скорости при субъективной оценке будет  в пределах 27-32% от полосы пропускания отображаемой в модеме или на DSLAM, то есть можно получить 68-73% полосы пропускания от той скорости которая отображается в модеме или на DSLAM.

Пример:

Параметры линии на подключении составляют 19680 Кбит/с. Максимально достижимая  субъективная скорость может быть в пределах 13392 – 14366 кбит/с

Вычисляется это по формуле 19680 * 0,73 = 14366; 19680 * 0,68 = 13392.

Так же нужно учитывать что организацией IEEE( Institute of Electrical and Electronics Engineers) определено что 1 Кбит/с = 1000 бит/с. Посему некоторые программы которые отображает скорость скачивания в байтах/с указывается значение что в 1 Кбит/с = 1024 бит/с это делается для того что бы человек мог оценить за сколько же времени может скачаться тот или иной файл и данные программы не приследуют своей целью отображение реальной скорости соединения. При конвертации одного значения в другое тоже будет вноситься погрешность в достижимую скорость при использовании некоторого ПО.

Относительно тестирования скорости с помощью сетевых ресурсов speedtest.net. Эти ресурсы так же не являются точными измерителями скорости, точная скорость может зависить от загруженности в конкретную секунду сервера, рабочей станции. Так же необходимо заметить, что ресурс speedtest.net для определения скорости использует некий математический алгоритм который подвержен влияниям внешних факторов и не является точным измерителем. Ресурс speedtest.net так же предоставляет субъективную скорость соединения. Для получения более менее правдивого результата с ресурса speedtest.net необходимо произвести несколько измерений (от 5 до 9) и вывести среднюю математическую скорость.

Из практики могу сказать, что измеряемая скорость или с помощью какого то стороннего программного обеспечения или с помощью ресурса speedtest.net есть правдивой если скорость получаемая в результате тестирования находиться в пределах 70% (+5%-5%) от той скорости которая отображается в модеме или на DSLAM.

Поиск файла с нужным содержимым в shell/bash

Что бы быстро найти файлы, внутри которых находится искомый набор символов, в *nix системах есть замечательная утилита grep

Если, к примеру, нам надо найти все файлы содержащие МАСКУ_ПОИСКА и находящиеся в текущей директории и во всех вложенных, то надо дать такую команду:


grep МАСКА_ПОИСКА * -R

Линус Торвальдс высказал свои опасения в связи со стремительным усложнением ядра Linux.

Иногда просто для того, чтобы понять, из-за чего проявляется какая-то ошибка - мы тратим несколько дней, чтобы найти нужного специалиста.

Зачетная фраза.

Проблемы DHCP

В данной статье освещаются некоторые вопросы, касающиеся проблем в реализации Протокола Динамичной Конфигурации Хоста (Dynamic Host Configuration Protocol). Такие как отказ в обслуживании, осуществление атаки посредника (man in the middle attack) и др. Прошу прощения, если эта информация уже была освещена где-то, по крайней мере в рунете я не видел.

Краткий обзор DHCP

DHCP используется для автоматического присвоения IP адресов компьютерам. DHCP помогает упростить администрирование сетей, т.к. центральный сервер сам присваивает IP адреса сетевым картам при запросе. 

Для того, чтобы карта сетевого интерфейса (NIC) получила IP адрес, между компьютером и DHCP сервером происходит следующий обмен пакетами:

1. Клиент посылает серверу пакет (discover packet), в котором указывается необходимость получения IP адреса. Также клиент может попросить предыдущий адрес, что в свою очередь может являться причиной атаки посредника (см. ниже). 

2. Сервер посылает ответный пакет-предложение (offer packet), информируя клиента о том, какой адрес предлагается. Предлагаемый адрес может соответствовать или не соответствовать запрашиваемому адресу (если клиент запросил определенный адрес). Это зависит от того, насколько загружена сеть. Если она достаточно загружена, то запрошенный адрес мог быть уже присвоен другой машине и будет предложен другой адрес.

3. Клиент посылает серверу пакет, в котором указывается, что клиент согласен на адрес, предложенный сервером.

4. Сервер посылает подтверждение, что клиент послал запрос на определенный адрес. На этом этапе клиенту присваивается IP адрес, указанный DHCP сервером в втором пункте. 

Если произошел вышеупомянутый обмен пакетами, то клиенту присваивается IP адрес, гейтвей и DNS сервер. Возможно установление DHCP сервером большого количества характеристик (для более подробной информации смотри соответствующий RFC).

Атака отказа в обслуживании

При осуществлении спуффинга клиентских запросов увеличивается вероятность того, что DHCP сервер присвоит все возможные адреса, что, соответственно, приведет к DoS. Любой машине, захотевшей присоединиться к сети, будет отказано, т.к. весь диапазон адресов уже будет присвоен поддельным MAC адресам.

Поддельный DHCP сервер

Организация поддельного DHCP сервера даст взломщику широкие возможности. Например можно перенаправить траффик через свою машину (атака посредника) или посылать пользователям поддельные web-страницы через поддельный DNS сервер. Это происходит потому, что при присвоении IP адреса, DHCP сервер также передает клиенту еще и DNS сервер.

Атака MITM

Установив поддельный DHCP сервер, между ним и настоящим сервером начнется "соперничество" за присвоение IP адресов. Если поддельный сервер выиграет, то возможно установление клиентам нужных взломщику характеристик (например перенаправление траффика через машину взломщика, на которой установлен анализатор пакетов). На данном этапе для установления контроля над сетью и ликвидации настоящего сервера целесообразно вывести его из строя (например DoS).

Проблемы в осуществлении атаки посредника

Одной из проблем является то, что данная атака, возможно, не сработает в небольших сетях. Эта атака не сработает, если запрос клиента на старый IP адрес будет удовлетворен. Если настоящий DHCP сервер сможет удовлетворить запрос на конкретный адрес, NIC будет присвоен предыдущий адрес, а не предложенный поддельным сервером. Единственный способ при котором возможно присвоение адреса поддельным сервером это когда запрошенный адрес не возможен у реального DHCP сервера (например, когда адрес был уже присвоен другому интерфейсу). Атаку посредника можно осуществить при использовании таких программ как DSniff и Ettercap, которые осуществляют известную атаку ARP (ARP poisoning).

Использование DHCP для шуток над пользователями

Как было упомянуто выше, DHCP сервер сообщает клиенту какой DNS сервер использовать. Итак, сообщив клиенту поддельный сервер имен возможно создание липового www.mail.ru для получения логинов и паролей или соответствующих сайтов для получения номеров кредитных карт. Шутки такого плана остаются на совести взломщика.

Существует еще один тип атак. Как известно, многие машины получают один и тот же IP адрес при запросе. Это реализуется при помощи списка списка соответствия IP адресов MAC адресам. Используя спуффинг MAC адреса определенной машины и запрашивая соответствующий IP адрес возможна выдача себя за другой хост. Для осуществления данного вида атак необходимо вывести из строя целевую машину, а затем должен произойти вышеупомянутый обмен пакетами до того, как машина перезагрузится. При успешном развитии событий хосту взломщика будет присвоен адрес другой машины.

Решение проблем

- Убедитесь, что в вашей сети невозможен MAC спуффинг.
- Отслеживайте DHCP (используя плагин snort) для обнаружения возможных поддельных серверов.

Дополнительная информация: RFC 2131 и 2132.

http://www.xakep.ru/post/17284/default.asp

Смешно

Ler_OK: Знаешь что делает современная девушка, когда расстается с парнем... она судорожно соображает, какой поставить статус в аське, чтоб ему было обидно 

Настраивал сетку в одной инжинерной канторке. На компе студента-практиканта в автозаполнении яндекса: как замаскировать и угнать строительный кран 

Когда-то в стародавние времена у людей не было интернета, но Бог сотворил им ФИДО... Жили люди и радовались. Но Лукавый в чёрной зависти своей подсунул людям диковинку красивую и назвал её Интернетом. И не просто подсунул, поколебав Веру юзверей простых в Бога и в Админов ФИДО`шных, но населил Лукавый Интернет тварями страшными имя им Вирусы и Хакеры Злобные! Но не бросил Бог люд простой и сотворил им Роутер Великий ибо на нём стояла Стена Огненная и у Админа Всемогущего на Роутере Великом сидящего был меч булатный по имени-наречению NAT. И защищал Админ Всемогущий юзверей простых от Хакеров Злобных и Вирусов Страшных сими Орудиями Божьими! 

О алгоритмы модуляции технологий xDSL

Алгоритмы модуляции технологий xDSL

Основные причины, которые ограничивают скорость и дальность передачи информационного сигнала

Основополагающим принципом, на котором построено семейство технологий Digital Subscriber Line (DSL), является использование для передачи данных медных проводов, которые первоначально были предназначены для подключения абонентов к АТС - Plain Old Telephone Service (POTS). При передаче информации по коммуникациям POTS - медным проводам различной толщины - отсутствует основной фактор, который ограничивает скорость передачи данных в самой АТС - ограничение спектра информационного сигнала диапазоном 3-4 кГц. Все передачи подобного типа выполняются по схеме точка - точка, и в общем случае, между передатчиком и приемником сигнала находится только медный соединительный провод. Следовательно, по крайней мере, - теоретически, по такой линии можно передавать информацию с какой угодно большой скоростью. Однако реальные линии, с которыми приходится иметь дело xDSL - устройствам, существенно отличаются от этой упрощенной математической модели и имеют ряд особенностей, без учета которых невозможно построение современной высокопроизводительной системы передачи данных.

Ослабление (затухание) сигнала

Ослабление при передаче информационного сигнала вызвано наличием омического сопротивления линии. Чем меньше диаметр сечения провода и чем длиннее провод, который соединяет приемник сигнала с передатчиком, тем меньший уровень сигнала получит пользователь. Следовательно, сложнее будет распознать принятый сигнал на фоне шума, и возрастет уровень ошибок при передаче данных. Для характеристики качества принятого сигнала в системах передачи данных используют соотношение сигнал/шум Signal - Noise Ratio (SNR), которое вычисляется в децибелах (dB). Уровень сигналов принято указывать в виде отношения к милливатту, которое также вычисляется в децибелах (dBm). Помимо активной, сопротивление линии имеет также реактивные составляющие, следствием этого является частотная неравномерность ослабления сигнала.

Наиболее часто для передачи сигналов DSL используются линии с проводом, который имеет сечение 0.4 мм (26 AWG) и 0.5 мм (24 AWG). На приведенной выше диаграмме представлены зависимости величины затухания сигнала в линии от длины этой линии и частоты передаваемого сигнала. Сплошными линиями на этой диаграмме отображены зависимости, которые соответствуют сечению провода 0.5 мм (24 AWG). Пунктирные линии соответствуют сечению провода 0.4 мм (26 AWG). Красная линия на диаграмме отображает зависимость величины затухания сигнала в линии, которая имеет пассивное (несогласованное) ответвление (bridged tap) длина которого составляет 30 метров (100ft). При использовании двухпроводной соединительной линии передаваемый сигнал отражается от окончания несогласованного ответвления и поступает на приемник уже в качестве помехи. Наличие таких ответвлений у линии приводит к увеличению частотной неравномерности ослабления сигнала в линии.

Перекрестные помехи соседних каналов

Теоретически значение соотношения SNR можно увеличить, если поднять уровень передаваемого сигнала. Однако в этом случае возрастет и уровень помехи, которую данный сигнал будет оказывать на соседние каналы. Поэтому стандарты DSL четко определяют максимальный уровень сигнала, который может передаваться в линию - обычно этот уровень соответствует значению -13.5 dBm. Помимо электрических наводок от внешних источников электромагнитного излучения (атмосферные разряды, коммутация сильноточных цепей и т.д.), наибольшее влияние на принимаемый сигнал оказывают как раз те помехи, которые вызваны высокоскоростной передачей данных по остальным парам многожильного кабеля. В терминологии DSL такие помехи называются NEXT (Near End Cross talk). Значение NEXT увеличивается при увеличении числа пар данного кабеля, которые используются для передачи данных и при увеличении частоты, с которой передаются эти данные. Обеспечение спектральной совместимости является одной из наиболее важных задач, которые решаются при разработке и реализации различных алгоритмов линейного кодирования передаваемых данных.

Совместное использование линии

Как было выше отмечено, технологии DSL используют для обеспечения передачи данных провода, которые предназначены для подключения абонентов к АТС. С точки зрения конечного пользователя, гораздо удобнее, если потребность высокоскоростной передачи данных не противоречит возможности использоваться телефоном и не требует дополнительных затрат на его подключение. Поэтому обеспечение возможности совместного с POTS использования линии также является одной из важных задач, которые должны быть решены разработчиками DSL-систем передачи данных.

Способы решения проблем передачи данных по абонентской линии

В предыдущих параграфах были перечислены проблемы, которые должны быть решены для обеспечения эффективной и высокоскоростной передачи данных по медным проводам. Для того, чтобы быть привлекательной для потребителя, технология должна обеспечить как можно большую скорость передачи данных. Однако, повышение скорости, с которой передаются данные по медному проводу, приводит к ухудшению качества принимаемого сигнала и к возрастанию помех, которые данный информационный сигнал оказывает на соседние каналы. Для того чтобы обеспечить возможность решения этих совокупности этих проблем применяются специальные методы линейного кодирования (алгоритмы модуляции), использование которых позволяет передавать данные с достаточно высокими скоростями. При этом передаваемый в линию информационный сигнал имеет такие параметры, которые обеспечивают возможность достоверного приема и не оказывают катастрофического влияния на качество соседних информационных каналов.

Алгоритм модуляции 2B1Q

Описание алгоритма

Алгоритм линейного кодирования 2B1Q (2 Binary I Quandary) был первоначально предложен для использования в качестве протокола физического уровня в точке сопряжения U для BRJ интерфейса сети ISDN. Алгоритм 2B1Q представляет собой один из вариантов реализации алгоритма амплитудно-импульсной модуляции с четырьмя уровнями выходного напряжения без возвращения к нулевому уровню (NRZ).
Для формирования линейного кода входной информационный поток делится на кодовые группы по два бита в каждой. В зависимости от комбинации значений битов кодовой группы ей ставится в соответствие один из четырёх кодовых символов, каждому из которых в свою очередь ставится в соответствие один из уровней кодового напряжения.
Таким образом, закодированный в соответствии с правилами алгоритма 2B1Q, сигнал представляет собой последовательность скачкообразно изменяющихся напряжений:

Поскольку в данном случае двум битам немодулированного сигнала ставится в соответствие один кодовый символ, информационная скорость (data rate, скорость передачи данных) в два раза превышает символьную (symbol rate), это означает, что модуляционная схема 2B1Q обеспечивает постоянную величину спектральной эффективности модулированного сигнала Õ = 2бита/Гц.
В отличие от некоторых других алгоритмов линейного кодирования (например, AMI) рассматриваемый алгоритм не обеспечивает поддержание баланса положительных и отрицательных импульсов выходного напряжения и, следовательно, входной код 2B1Q должен быть предварительно обработан специальными процедурами, которые должны обеспечить подавление постоянной составляющей (скремблирование). Системы передачи данных, которые используют этот алгоритм линейного кодирования, способны обеспечить скорость передачи данных от 64Кбит/сек до 2320 Кбит/сек. Нормативными документами не определена величина шага изменения информационной скорости, поэтому, в различных реализациях эта величина может принимать различные значения (от 8 до 64Кбит/сек).

Характеристики алгоритма

Энергетический спектр сигнала

Огибающая линия спектра сигнала, который модулирован в соответствии с алгоритмом 2B1Q, может быть аппроксимирована функцией вида:

В приведенной выше формуле fsym соответствует конкретному значению символьной скорости, которая в данном случае в два раза меньше скорости передачи данных. Ниже приведены графики спектральных плотностей (Power Spectrum Density PSD) 2B1Q - модулированных сигналов, которые обеспечивают передачу данных со скоростями 1168 и 2320 Кбит/сек. Существенным является то, что частотный спектр 2B1Q- модулированных сигналов не является ограниченным, что вообще характерно для спектров импульсно - модулированных колебаний.

Мощность передаваемого в линию сигнала

Значение мощности 2B1Q - модулированного сигнала, измеренное в диапазоне от 0 Гц до Fsym при импедансе линии 135 Ом, должно удовлетворять соотношению:

Р = (13.5 + 0.5) dBm

Требования к характеристикам линейных устройств

Значение величины затухания возвращаемого сигнала (Return Loss, RL), измеренного по отношению к 135 Ом в диапазоне от 0 Гц до Fsym, должно быть не менее 12 dB. (Этот параметр определяет значение допустимого воздействия передаваемого в линию сигнала на принимаемый сигнал.)

Соотношение сигнал/шум

На диаграмме представлена зависимость соотношения SNR(Signal-Noise Ratio)

от расстояния распространения 2В10-модулированных сигналов, которые обеспечивают передачу данных со скоростями 1168 и 2320 Кбит/сек.
Приведенные значения соотношения сигнал/шум были вычислены для линии с проводом 26-AWG (0.4мм) по отношению к пороговому значению SNR(21.3dB) и учитывают только помехи, которые вызваны воздействием передаваемого сигнала на принимаемый сигнал (near end cross talk noise - NEXT). Отмеченное на диаграмме пунктиром значение SNR* равное 6dB соответствует минимальному превышению соотношением SNR уровня 21.3dB, который гарантирует частоту появления ошибок (Bit Error Rate - BER) не более 10^-7.

Область применения алгоритма

Помимо своего основного применения в ISDN алгоритм линейного кодирования 2B1Q нашел достаточно широкое применение в устройствах xDSL с симметричными скоростями передачи данных HDSL и SDSL. Поскольку из-за особенностей спектра 2B1Q- модулированного сигнала передаваемый и принимаемый сигнал не могут быть разнесены в различные частотные области, реализации SDSL в данном случае должны использовать механизм подавления эха передаваемого сигнала в приемнике (echo-cancellation).

Достоинства и недостатки алгоритма 2B1Q

Несомненным достоинством данного алгоритма является простота и дешевизна его реализации. Немаловажным фактором является также наличие большого числа регламентирующих документов (в том числе спецификация ANSI Tl.601-1999, ISDN Basic Access Interface for Use on Metallic Loops for Application at the Network Side of NT, Layer 1 Specification).
К недостаткам этого метода линейного кодирования следует отнести крайне невысокую спектральную эффективность и, следовательно, ограниченные возможности для передачи информационного сигнала по зашумленным линиям с большим затуханием. Возможности использования амплитудной модуляции вообще не очень высоки, так как в данном случае число уровней квантования растет со скоростью 2N, где N - число передаваемых за период модулированного сигнала разрядов, что приводит к резкому уменьшению теоретически достижимого соотношения сигнал/шум. Кроме того, спектр амплитудно-импульсного модулированного сигнала, как было показано выше, является бесконечным и его максимум приходится на диапазон звуковых частот.
Несмотря на то, что перечисленные выше факторы, несомненно, будут ограничивать применение этого типа линейного кодирования в перспективных xDSL системах с интеграцией услуг, несомненные достоинства алгоритма 2B1Q позволят достаточно эффективно его применять для построения дешевых систем симметричного доступа.

Алгоритм модуляции QAM

Описание алгоритма

Алгоритм квадратурной амплитудной модуляции (QAM, Quadrature Amplitude Modulation) представляет собой разновидность многопозиционной амплитудно-фазовой модуляции. Этот алгоритм широко используется при построении современных модемов ТЧ.
При использовании данного алгоритма передаваемый сигнал кодируется одновременными изменениями амплитуды синфазной (I) и квадратурной (Q) компонент несущего гармонического колебания (fc), которые сдвинуты по фазе друг относительно друга на л/2 радиана. Результирующий сигнал Z формируется при суммировании этих колебаний. Таким образом, QAM -модулированный дискретный сигнал может быть представлен соотношением:

Этот же сигнал также может быть представлен в комплексном виде:

Z=I+j*Q, или
Z_m = A_m*exp(2лf_ct+ф_m), где

Таким образом, при использовании квадратурной ампли­тудной модуляции передаваемая информация кодируется одновременными изменениями амплитуды и фазы несущего колебания. На рисунке представлен принцип формирования результирующего колебания Z (вектор отмечен зеленым цветом) путем суммирования вектора квадратурной составляющей Q (отмечен зеленым цветом) с вектором синфазной составляющей I (на рисунке он отмечен синим цветом). Амплитуда вектора Z определяется соотношением А_m, а угол, который этот вектор образует с осью абсцисс, определяется соотношением ф_m.
Для данного алгоритма существенно, что при модулировании синфазной и квадратурной составляющей несущего колебания используется одно и то же значение дискрета изменения амплитуды. Поэтому окончания векторов модулированного колебания образуют прямоугольную сетку на фазовой плоскости действительной -Re{Z} и мнимой составляющей вектора модулированного сигнала - Im{Z}. Число узлов этой сетки определяется типом используемого алгоритма QAM. Схему расположения узлов на фазовой плоскости модулированного QAM колебания принято называть созвездием (constellation). Для указания типа алгоритма QAM принята следующая схема обозначения:

QAM - <число>

«число» обычно представляет собой значение вида 2^N и соответствует количеству узлов на фазовой сетке, а также максимальному количеству различных значений вектора модулированного сигнала. Следует отметить, что в данном случае значение N соответствует показателю спектральной эффективности используемого алгоритма. На рисунке приведена упрощенная структурная схема формирователя QAM-модулированного сигнала. На первом этапе преобразования последовательность битов D {d0 di,... dk}, которая поступает от источника сигнала, преобразуется в последовательность двумерных модуляционных символов М {m0 mi, ... nrij}. Число битов в этом символе равно значению N (для алгоритма QAM-16 N=log₂l6=4).

Формирователь кодовых символов преобразует двумерный кодовый символ m_j в пару кодовых символов и . Для алгоритма QAM-16 допустимые значения и принадлежат множеству {1,3,-1,-3} и определяют соответственно значения действительной и мнимой координаты вектора модулированного колебания. Сформированные значения A {} и В {} используются для амплитудной модуляции синфазной I и квадратурной Q составляющих несущего колебания. На последнем этапе преобразования выполняется суммирование этих колебаний и формирование результирующего сигнала Z
На приведенном ниже рисунке представлено расположение векторов модулированного колебания - созвездие для алгоритма QAM-16. Красным цветом отмечены значения модуляционных символов, которым соответствуют указанные точки на фазовой плоскости модулированного колебания {m₃, m₂,m_i,m₀}. Для алгоритма QAM-16 пара {m₃, m₂} определяет номер квадранта фазовой плоскости или знаки действительной и мнимой координаты вектора модулированного колебания:

00 Sign(Re{Z})=l,  Sign(Im{Z})=l
10 Sign(Re{Z})=l,  Sign(Im{Z})=-l
01 Sign(Re{Z})=-l, Sign(Im{Z})=l
11 Sign(Re{Z})=-l, Sign(Im{Z})=-l

Для этого алгоритма пара {mi,m0} определяет значения амплитуды действительной и мнимой координаты вектора модулированного ко­лебания соответственно.

В таблице представлены значения кодовых символов и , которые соответствуют значениям младших разрядов модуляционного символа {m_i,m₀}. Преобразование модуляционных символов в кодовые символы выполняется с применением алгоритмов Грея для помехоустойчивого кодирования данных. Так векторам модулированного колебания, которые находятся близко один от другого на фазовой плоскости, ставятся в соответствие значения кодовых символов, которые отличаются значениями только одного бита. В качестве примера могут быть рассмотрены два вектора Z=l+j и Z=l+3j, которым соответствуют кодовые символы {0,0} и {0,1}.

Характеристики алгоритма

В настоящее время наибольшее распространение получили несколько вариантов QAM: алгоритм модуляции QAM-4, который кодирует информационный сигнал изменением фазы несущего колебания с шагом л/2. Этот алгоритм модуляции имеет название QPSK (Quadrature Phase Shift Keying - Квадратурная фазовая манипуляция). Большое распространение получили также алгоритмы QAM-16,32, 64, 128 и 256. Ал­горитм квадратурной амплитудной модуляции, по сути, является разновидностью алгоритма гармонической амплитудной модуляции и поэтому обладает следующими важными свойствами:

• Ширина спектра QAM модулированного колебания не превышает ширину спектра модулирующего сигнала
• Положение спектра QAM модулированного колебания в частотной области определяется номина­лом частоты несущего колебания

Эти полезные свойства данного алгоритма обеспечивают возможность построения на его основе высокоскоростных ADSL систем передачи данных по двухпроводной линии с частотным разделением принимаемого (downstream) и передаваемого (upstream) информационных потоков. Конкретная реализация алгоритма QAM определяет значения следующих параметров:

• Размерность модуляционного символа (log₂ количества точек созвездия) N [бит]
• Значение символьной скорости f_Symbol [Кбод/сек]
• Центральная частота (central rate f_c)

Значение информационной скорости V - скорости передачи данных для алгоритма QAM - определяется следующим соотношением:

V = N * f_Symbol

Проект стандарта Т1.413 ANSI предписывает использование следующих значений символьных скоростей в ADSL - системах передачи данных:

Таким образом, при использовании символьной скорости 136 Kbaud, алгоритм QAM-256 позволяет обеспечить передачу данных со скоростью 1088 Кбит/сек. Центральная частота f_c для конкретной реализации алгоритма модуляции определяется соотношением:

f_H - нижняя граница спектра модулированного сигнала
f_symbol- значение символьной скорости
f_B- верхняя граница спектра модулированного сигнала

Энергетический спектр сигнала

Параметры огибающих линий (масок) энергетических спектров модулированных сигналов ADSL приведены в стандарте Т1.413 ANSI. Использование этих масок обеспечивает необходимый уровень электромагнитной совместимости сигналов различной природы, которые передаются по различным парам в одном кабеле. Независимо от типа используемого алгоритма модуляции, энергетический спектр модулированного сигнала не должен выходить за пределы установленной маски.
На приводимом ниже рисунке представлено схематическое изображение маски для исходящего (UPSTREAM) потока ADSL.

Характерные для данной маски частотные диапазоны приведены в таблице:

Диапазон №1 не используется для передачи данных в технологии ADSL. В диапазоне №2 должна быть размещена основная часть спектра полезного сигнала. Диапазон №3 не используется для передачи исходящего потока данных ADSL и предназначен для приема входящего потока.
Примерно такую же форму имеет маска для входящего (DOWNSTREAM) потока ADSL.

Характерные для маски входящего потока ADSL частотные диапазоны приведены в таблице:

Диапазон №1 не используется для передачи данных в технологии ADSL. Диапазон №2 не используется для приема входящего потока данных ADSL и предназначен для передачи входящего потока. В диапазоне №3 должна быть размещена основная часть спектра полезного сигнала. Алгоритм модуляции QAM может быть использован для формирования линейного сигнала VDSL- устройств. На приводимом ниже рисунке представлено схематическое изображение спектра сигнала QAM-16, который обеспечивает передачу данных со скоростью 26 Мбит/сек - (6.5 Мбод). Представленный график был получен на двухпроводной линии длиной 1300 метров (4000 ft). Эта линия имела сечение 0.5 мм (26 AWG) и пассивное ответвление (bridge-tap) длиной около 10 метров (30 ft). Наличие пассивных отводов на линии при использовании алгоритма модуляции QAM является одним из факторов, которые приводят к существенному уменьшению значения соотношения сигнал/шум (SNR) у принимаемого сигнала. На приведенной выше диаграмме красным пунктиром отмечено искажение спектра модулированного колебания -провал на частоте fc (5.4 MHz), которое вызвано именно наличием пассивного ответвления на линии.
Помехоустойчивость алгоритма QAM обратно пропорциональна его спектральной эффективности. Воздействие помех приводит к возникновению не контролируемых изменении амплитуды и фазы передаваемого по линии сигнала. При увеличении числа кодовых точек на фазовой плоскости расстояние между ними Р уменьшается и, следовательно, возрастает вероятность ошибочного распознавания искаженного принятого вектора Zm* на приемной стороне. Предельный уровень допустимых амплитудных и фазовых искажений модулированного QAM сигнала представляет собой круг диаметром Р. Центр этого круга совпадает с узлом квадратурной сетки на фазовой плоскости. Заштрихованные области на рисунке соответствуют координатам искаженного вектора модулированного QAM - колебания при воздействии на полезный сигнал помехи, относительный уровень которой определяется соотношением 20dB < SNR <30dB.
На диаграмме, которая приведена ниже, сплошными линиями представлены зависимости ожидаемого значения BER (Bit Error Rate) от соотношения SNR для различных вариантов алгоритма QAM-модуляции. Использование дополнительного кодирования (пунктирные линии), например, по алгоритму Рида-Соломона (Reed-Solomon) позволяет повысить помехоустойчивость модулированного сигнала.

Достоинства алгоритма

Алгоритм квадратурной амплитудной модуляции является относительно простым для реализации и в то же время достаточно эффективным алгоритмом линейного кодирования xDSL сигналов. Современные реализации этого алгоритма обеспечивают достаточно высокие показатели спектральной эффективности. Как уже было отмечено выше, ограниченность спектра, относительно высокий уровень помехоустойчивости QAM-модулированного сигнала обеспечивают возможность построения на основе этой технологии высокоскоростных ADSL и VDSL систем передачи данных по двухпроводной линии с частотным разделением принимаемого и передаваемого информационных потоков.

Недостатки алгоритма

К недостаткам алгоритма можно отнести относительно невысокий уровень полезного сигнала в спектре модулированного колебания. Этот недостаток является общим для алгоритмов гармонической амплитудной модуляции и выражается в том, что максимальную амплитуду в спектре модулированного колебания имеет гармоника с частотой несущего колебания. Поэтому данный алгоритм в чистом виде достаточно редко используется на практике. Гораздо большее распространение получают алгоритмы, которые используют основные принципы QAM и в то же время свободны от его недостатков (например - алгоритм САР).

Алгоритм модуляции САР

Алгоритм амплитудно-фазовой модуляции с подавлением несущей carrier less amplitude modulation/phase modulation (CAP) является одним из наиболее широко используемых в настоящее время на DSL линиях алгоритмов модуляции. Этот алгоритм был разработан специалистами компании GlobeSpan Inc. в то время, когда эта компания была частью компании Paradyne в составе AT&T. В настоящее время патент на использование алгоритма амплитудно - фазовой модуляции с подавлением несущей для формирования линейного кода принадлежит компании GlobeSpan Inc. Алгоритм САР представляет собой одну из разновидностей алгоритма QAM, его особенность заключается в специальной обработке модулированного информационного сигнала перед его отправкой в линию. В процессе этой обработки из спектра модулированного сигнала исключается составляющая, которая соответствует частоте несущего колебания QAM. После того, как приемник принимает переданный информационный сигнал, он сначала восстанавливает частоту несущего колебания, а после этого восстанавливает информационный сигнал. Такие манипуляции со спектром выполняются для того, чтобы уменьшить долю неинформативной составляющей в спектре передаваемого информационного сигнала. Это в свою очередь делается для того, чтобы обеспечить большую дальность распространения сигнала и уменьшить уровень перекрестных помех у сигналов, которые передаются одновременно в одном кабеле.

Описание алгоритма

На первый взгляд, название алгоритма звучит достаточно парадоксально и заставляет вспомнить сюжет русской народной сказки о каше из топора. Действительно, из модулированного сигнала предлагается исключить именно ту гармоническую составляющую, которая должна была использоваться для переноса полезного сигнала. Однако если более подробно рассмотреть схему формирования сигнала, станет понятно, что алгоритм САР в части формирования линейного кода практически ничем не отличается от классических алгоритмов гармонической амплитудной модуляции.
Синим цветом на рисунке, который приведен выше, отмечен спектр передаваемого полезного сигнала. Максимальная частота этого сигнала имеет значение f_max Частота модулирующего колебания - носителя имеет значение f_c. После выполнения процедуры гармонической амплитудной модуляции спектр полезного сигнала переносится в область частоты f_c и приобретает зеркальные составляющие. На рисунке этот спектр помечен зеленым цветом. Для обеспечения восстановления переданного сигнала на приемном окончании достаточно передать только одну из зеркальных компонент спектра модулированного сигнала. Гармоника с частотой f_c также является компонентом спектра модулированного сигнала, однако при восстановлении сигнала и без неё тоже можно обойтись. Теоретически, амплитуда этой гармоники несет информацию об уровне постоянной составляющей передаваемого сигнала (составляющая спектра сигнала с частотой = 0). В силу этого данная гармоника не является в полной мере информативной, и её потеря не повлияет на качество восстановленного принятого сигнала. Хотя исключение гармоники f_c из передаваемого сигнала приводит к возникновению определенных трудностей при восстановлении принятого сигнала, эта процедура вполне оправдана, поскольку позволяет существенно уменьшить уровень неинформативного сигнала, который передается в линию. Красным цветом на приведенном выше рисунке показан спектр модулированного колебания, который сформирован в соответствии с принципами алгоритма САР.
Таким образом, основные принципы формирования линейного кода алгоритма САР соответствуют принципам формирования линейного кода QAM. Отличия указанных алгоритмов заключаются во включении дополнительных процедур, которые используются для формирования и восстановления спектра САР -модулированного сигнала.

Одна из возможных функциональных схем формирования сигнала, модулированного в соответствии с принципами алгоритма САР, представлена на рисунке, который приведен ниже.
В данном случае для подавления гармоники несущего колебания используются синфазный и квадратурный фильтры. Для адекватного восстановления сформированного таким образом сигнала на приемной стороне должны быть выполнены соответствующие процедуры по восстановлению несущего колебания. После восстановления несущей, приемник, который функционирует в соответствии с алгоритмом САР, восстанавливает собственно переданный сигнал, используя при этом те же алгоритмы, что и приемник QAM - модулированного колебания. Поэтому, по крайней мере, теоретически, приемник САР может взаимодействовать с передатчиком QAM.

Характеристики алгоритма

Алгоритм САР может быть использован для формирования линейного кода в различных технологиях DSL. На приведенном ниже рисунке представлено схематическое изображение спектров САР - модулированных MSDSL сигналов. В данном случае применение алгоритма САР целесообразно, поскольку при использовании пересекающихся частотных диапазонов передаваемого и принимаемого сигналов одним из основных факторов, который ограничивает дальность распространения сигнала в линии, является степень эффективности подавления в приемнике эха передаваемого сигнала (echo can­cellation). Поскольку в общем случае, уровень сигнала который передается в линию формирователями САР, ниже (за счет подавления несущей), следовательно, меньше будет и уровень эха от передатчика.

С не меньшим успехом этот алгоритм может быть использован для формирования линейного кода в асимметричных высокоскоростных приемо-передающих системах технологий ADSL и VDSL. Для этих технологий существенным фактором является возможность частотного разделения информационных сигналов, которые одновременно принимаются и передаются по одной паре проводов. На приведенном ниже рисунке представлено схематическое изображение спектра САР - модулированного RADSL сигнала.

Зеленым цветом на этом рисунке обозначен спектр передаваемого пользователем сигнала (Upstream). Красным цветом - спектр сигнала, который принимается пользователем (Downstream). Пунктирной линией на рисунке обозначены уровни перекрестных помех, которые вызваны передачей сигналов такого же типа по всем остальным 49 парам проводов данного кабеля и регистрируются на ближнем конце (NEXT).
Приведенная справа таблица представляет зависимость относительного соотношения сигнал/шум SNR* от типа используемого алгоритма САР. В соответствии с определением значение относительного соотношения SNR* соответствует уровню помехи, при которой BER у принимаемого сигнала не будет превышать значения 10^-7. Обращает на себя внимание тот факт, что, как и в случае QAM, помехоустойчивость алгоритма модуляции уменьшается при повышении его спектральной эффективности.

Достоинства алгоритма

Поскольку алгоритм амплитудно-фазовой модуляции с подавлением несущей является, по сути, алгорит­мом типа QAM, ему свойственны все положительные качества, которые присущи этому классу алгоритмов - относительная простота реализации и высокая спектральная эффективность. Несомненным достоинством собственно алгоритма САР является высокая энергетическая эффективность формируемого сигнала. Именно этот алгоритм теоретически способен обеспечить максимальные значения соотношения SNR и, следовательно, передачу сигнала на наибольшие расстояния. Все эти полезные качества алгоритма модуляции САР позволяют применять его для построения эффективных и экономичных приемо­передающих устройств широкого спектра технологий DSL - от SDSL до VDSL.

Недостатки алгоритма

Основным недостатком этого метода является отсутствие стандартизирующего документа, который определяет процедуры, в соответствии с которыми выполняется преобразование сигнала. Отсутствие этого документа объясняется рядом политических и экономических причин. Одной из причин, которые приводят к сдерживанию внедрения этой технологии, является сильная поддержка альтернативной по отношению к САР - технологии DMT, которую оказывает комитет Т1Е1 ANSI. Другой причиной является недостаточная гибкость лицензионной политики, которую проводит хозяин патента на САР компания GlobeSpan. Эти причины, которые нельзя назвать техническими в то же время являются достаточно вескими, для того, чтобы сдерживать процессы внедрения алгоритма САР в перспективные системы DSL.

Алгоритм модуляции DMT

Вопреки существующему мнению, многочастотный алгоритм discrete multi tone (DMT) не является принципиально новым. Основные положения этого алгоритма модуляции были сформулированы и запатентованы специалистами Amati Communications (в настоящий момент эта компания является частью Texas Instruments Internet Access group) ещё в начале 1990 годов. В 1993 году технология была выбрана ANSI в качестве алгоритма линейного кодирования для перспективных систем передачи данных. Сложность технической реализации данного алгоритма на первоначальном этапе развития DSL - технологий ограничивала область его возможного применения. Однако на настоящий момент алгоритм DMT имеет многочисленные технические реализации и является одним из основных алгоритмов модуляции наиболее перспективных технологий ADSL и VDSL.

Описание алгоритма

Алгоритм DMT построен по принципиально иной, чем у представленных выше алгоритмов, схеме. В отличие от алгоритмов QAM, данный алгоритм использует не одну, а группу частот несущих колебаний. При использовании этого алгоритма модуляции весь расчетный частотный диапазон линии делится на несколько участков шириной по 4.3125 кГц. Каждый из этих участков используется для организации независимого канала передачи данных.

Каждый из этих участков используется для организации независимого канала передачи данных.
На приведенном слева рисунке представлен вариант частотной организации входящего потока стандарта G.DMT для варианта «echo cancellation». Для данного варианта в направлении абонента организуется 249 частотных каналов. Кроме того, для этого варианта характерно, что частотные диапазоны, которые используются для передачи данных входящего и исходящего информационных потоков перекрываются. На приведенном ниже рисунке представлен вариант частотной организации входящего потока G.DMT.

На этапе проверки качества линии передатчик, исходя из уровня помех в частотном диапазоне участка, для каждого из этих каналов выбирает подходящую модуляционную схему. На чистых каналах с малым уровнем шумов могут быть использованы алгоритмы с большими значениями 0, например, QAM 64, в то время, как на более зашумленных участках могут быть использованы более простые алгоритмы модуляции, например QPSK. Очевидно, что использование такого принципа регулирования скорости передачи данных, позволяет наиболее точно согласовывать параметры модулированного сигнала с параметрами линии, по которой он будет передаваться. При передаче данных информация распределяется между независимыми каналами пропорционально их пропускной способности, приемник выполняет операцию демультиплексирования и восстанавливает исходный информационный поток. Рисунки, которые приведены ниже, иллюстрируют описанный выше процесс адаптации.

На представленном выше рисунке зеленым цветом обозначена неадаптированная частотная характеристика DMT - передатчика. Красным цветом выделена кривая зависимости затухания в линии от частоты передаваемого сигнала. Линией синего цвета обозначена частотная помеха, которая постоянно действует в сравнительно небольшом участке в пределах рабочего диапазона частот передатчика.

После выполнения операций согласования пропускной способности элементарных каналов с приведенными частотными характеристиками линии, зависимость скоростей передачи данных от частотного номера элементарного канала будет соответствовать кривым, которые приведены на предыдущем рисунке.

Достоинства алгоритма

Алгоритм модуляции DMT представляет собой дальнейшее развитие идеи, которая была положена в основу алгоритмов QAM. В силу этого, он, безусловно, способен обеспечить высокую скорость и надежность передачи данных. К дополнительным достоинствам этого алгоритма, безусловно, относятся возможность оперативной и точной адаптации приемо-передающих устройств к характеристикам линии и практически повсеместное признание этого алгоритма стандартизующими организациями (в первую очередь -ANSI).

Недостатки алгоритма

Недостатками алгоритма модуляции DMT можно считать его громоздкость и недостаточную технологичность. Алгоритм DMT является наиболее сложным для аппаратной реализации среди всех алгоритмов, которые в настоящее время используются для формирования линейного кода устройств DSL. В то же время, дискуссии о том, насколько оправдана эта сложность и насколько способность к адаптации этого алгоритма соответствует характеристикам реальных линий, после утверждения DMT в качестве основного алгоритма линейного кодирования стандартов ANSI для ADSL и VDSL вряд ли целесообразны.

Алгоритм модуляции OFDM

Алгоритм orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) является упрощенным вариантом алгоритма DMT. В отличие от DMT, алгоритм OFDM использует единое значение спектральной эффективности 0 для всех частотных каналов.

Описание алгоритма

Основные принципы и алгоритмы, в соответствии с которыми производится формирование линейного кода OFDM, соответствуют принципам DMT. Единственное, однако, существенное отличие этих двух алгоритмов заключается в способе управления пропускной способностью элементарных каналов. Значения пропускной способности элементарных частотных каналов, которые формируются алгоритмом DMT, могут отличаться в различных частотных диапазонах. Алгоритм OFDM использует одно значение пропускной способности и скорости передачи данных для элементарных каналов всего частотного диапазона.

Достоинства алгоритма

К достоинствам многочастотных алгоритмов относится обеспечение высоких скоростей передачи данных и способность нивелировать воздействие на сигнал помех, которые возникают в линии. Несомненным достоинством этих методов также является наличие для них стандартов ITU и ANSI. По сложности реализации, алгоритм OFDM занимает промежуточную позицию между алгоритмами САР и DMT, что делает возможным его применение в мало серийных приложениях.

Недостатки алгоритма

Недостатком алгоритма OFDM можно считать невозможность избирательной адаптации пропускной способности элементарных каналов к частотным характеристикам линии. Элементарные частотные каналы OFDM разделены должны быть разделены технологическими заградительными интервалами. Чем большее будет число элементарных частотных каналов, тем шире будет совокупная длина частотного интервала, который не может быть использован непосредственно для передачи данных. Следствием этого является невысокая эффективность использования полосы пропускания линии в данном случае.

Заключение

Разнообразие существующих в настоящее время алгоритмов модуляции, которые могут быть использованы для формирования линейного кода, предоставляет для разработчиков и специалистов по эксплуата­ции телекоммуникационного оборудования возможность выбора оптимального для конкретной реализации решения.
Положительные качества, которые свойственны решениям на базе 2B1Q, позволят в обозримом будущем достаточно эффективно использовать HDSL и SDSL - системы, которые построены на использовании этого алгоритма. В перспективных системах целесообразно применение решений, которые основаны на промышленных реализациях алгоритма QAM - САР и DMT.
Автор  Александр Филимонов, www.bilim.com
По материалам http://inform.p-stone.ru/

Источник http://www.adslclub.ru/new/02/01/08/02.html