我们知道，数字用户线（DSL）系统是利用市话用户电缆铜线线路做为传输媒质的，由于铜线双绞线的固有传输特性，使DSL信号的传输环境受到特有的制约影响。
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一、铜线的传输损耗和容量
与所有其他传输媒质一样，信号在铜线上传送时，会随线缆长度的增加或频率的提高而不断衰减，如下图1-1所示。在一条长距离的环路上，总的衰减可达60~70dB。
图1-1：信号衰落与距离和频率的关系
影响信号损耗的因素除了用户环路长度之外，还有对绞线芯径（主要在低频段）、桥接抽头（表现出振荡行为）以及信号的电磁频率。
当信号衰落到小于噪声功率时，收信机就不能准确地检测到原始信号。了解铜线的传输损耗，其目的之一是得到信号与噪声的比值（SNR或S/N），以了解传输系统的最大容量。DSL系统当中的噪声主要包括白噪声、串扰、射频干扰和脉冲噪声。其中白噪声的来源主要是线路中电子的无规则运动，它在线路中总是存在的，大量白噪声源叠加在一起，形成加性高斯白噪声（AGWN）。另外3种噪声，或者是突发，或者可采用一定的技术降低。
下图1-2是双绞线上信号与白噪声比值模拟计算结果，其中假设了传送信号的功率密度为-40dBm/Hz；白噪声为高斯型，功率密度为-140dBm/Hz。3英里长0.4mm芯径的双绞线环路，信噪比在650kHz左右降到0dB。而1英里和2英里长的环路，可用频段要大于1MHz。
图1-2：双绞线环路的信噪比与频率关系的模拟结果
有了传输系统的信噪比特性参数，就可应用香农定律（Shannon's Law）估算系统的最大容量。假设线路编码采用四电平幅度调制，误码率小于10-2，并设信号和噪声具有平坦的频谱特性，则传输信道的容量为
C = B log2（1+S/N）
其中B为带宽，单位为Hz。作为计算示例，下表1列出了话音信道（带宽为4 kHz）在不同信噪比下的容量。
表1：话音频段的信道容量
由以上分析可知，在DSL系统中，信噪比与频率相关。通过简单的处理和计算，可以得到在白噪声环境下的环路容量，如下图1-3所示。距离为1英里、2英里和3英里的环路，信道容量均大于6Mbit/s。
图1-3：芯径为0.4mm的双绞线的白噪声信道容量
二、串扰和其它噪声
1、串扰(Crosstalk)
从用户环路结构可知，多条对绞线组成扎，多个扎再组成一条电缆。尽管在直流特性上，线对之间具有良好的绝缘特性，但在高频段，由于存在电容和电导耦合效应，线对间均存在不同程度的串扰。POTS中，串扰的表现形式就是通话双方收听到另一对通话者之间的对话，这正是该词的来源（crosstalk也译作串音）。在DSL系统中，串扰是限制传输吞吐能力提高的一个重要因素。根据串扰的来源，可以将串扰分类为近端串扰(NEXT，Near End Cross Talk)、远端串扰(FEXT，Far End Cross Talk)、自串扰（Self-Crosstalk）和外串扰（Foreign Crosstalk）。NEXT和FEXT的原理过程如下图2-1-1所示。同类型DSL对绞线之间的串扰，即为自串扰。不同类型DSL的对绞线之间的串扰为外串扰，比如HDSL与ADSL之间、ISDN的DSL与ADSL（或HDSL）之间的串扰。
图2-1-1：NEXT和FEXT示意图
在对收信机影响方面，串扰的作用相当于噪声，在功能上可等效于增加了信道的损耗，可称此等效损耗为串扰损耗（Crosstalk Loss）。同一电缆或同一扎组内，对绞线之间的串扰，会因不同线对之间的组合方式不同而有所不同。串扰损耗接近高斯分布。显然，串扰会降低对绞线环路的信噪比和系统容量。下图2-1-2和图2-1-3分别模拟了叠加自NEXT和FEXT后的传输容量。
图2-1-2：叠加NEXT后的系统容量
图2-1-3：叠加FEXT后的系统容量
采用频分复用技术的DSL（比如ADSL），同端的发信机和收信机的工作频段互不重叠，通过带通滤波器就可过滤掉NEXT，因此，FEXT的影响起主要作用。而对于HDSL这类发信机和收信机使用同频段的DSL，则主要串扰源来自于NEXT。
2、脉冲噪声
短暂的电磁干扰对DSL系统产生脉冲式噪声。脉冲噪声的主要来源，包括空中闪电、家用电器的开关动作等等。脉冲噪声具有随机脉冲波形，但比高斯类型的背景噪声要强得多。据观察，脉冲噪声的幅度通常在5~20mV，发生频率在每分钟1~5次，持续时长在30~150μs。
3、射频干扰
电话线是铜质线，对于无线射频信号，其作用相当于一个接收天线。由于采用对绞方式，电话线在低频段与地之间基本能达到平衡，因此射频信号的作用较弱。而在高频段，这种平衡作用随频率增加而减小，所以高速的DSL系统易受射频噪声影响。主要的噪声源有调幅广播（频带在560~1600kHz）以及业余无线电（Ham Radio）。前者的频率一般是固定的，干扰可预测，而后者则频率和功率电平存在跳动难以预测。业余无线电主要与VDSL的频段存在交叠。
三、混合线圈与回波
传统电话通信中，为在用户环路的两条单线上进行实时全双工话音信号传输，要用混合线圈连接话机的话筒和听筒。混合线圈（电路）实际上是一个电桥。如果该电桥达到平衡，只有极少量的发送信号能回到接收路径中。为达到电桥平衡，关键性的因素是与用户环路的阻抗匹配。由于环路中存在的复接以及温度变化等原因，用户环路的阻抗不固定，因此混合线圈的完全平衡难以实现，从而导致回波产生。在语音通信中，少量回波不仅是可接受的，实际上还是用户判定电话连接是否保持的一个重要标志。
话音通信类似，为在DSL系统中实现实时全双工的数据传输，也需要引入混合线圈，只是回波应尽可能减小，否则将干扰接收信号。DSL中常用的混合线圈有两种：单端混合线圈和差分混合线圈。
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