Browse Prior Art Database

Eliminierung des Stopfjitters bei der Uebertragung von plesiochronen Nutzdaten ueber eine xDSL-Strecke

IP.com Disclosure Number: IPCOM000010917D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 2 (2003-02-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Feb-25
Document File: 2 page(s) / 64K

Publishing Venue

Siemens

Related People

Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

Ausgangslage Der Begriff xDSL vereint alle digitalen Uebertragungsverfahren ueber verdrillte Zweidraht (-Telefonie) Leitungen. DSL bedeutet dabei Digital Subscriber Line und x steht als Platzhalter fuer die verschiedenen Verfahren. Weitere Infos findet man unter http://www.xdsl.com. Die Uebertragungsverfahren HDSL und SHDSL zeichnen sich durch die Eigenschaft aus, dass im Vollduplexbetrieb die Nutzdaten in Richtung NT nicht exakt mit demselben Takt uebertragen werden muessen, wie in Richtung LT (sogenannter plesiochroner Betrieb). Die dabei maximal moegliche Abweichung der beiden Richtungen zueinander betraegt im Fall von 2.048 MBits/s Nutzdatenrate hoechstens 100 ppm (gegeben durch die Normierung). Diese Tatsache mag vorerst Erstaunen ausloesen, weil ja bekanntlich aufgrund der Vollduplexuebertragung mit Echokompensation die Bitrate auf der SHDSL-Leitung in beiden Richtungen exakt identisch ist. Moeglich wird der plesiochrone Betrieb durch das sogenannte Stopfverfahren. Das heisst, dass die Laenge der SHDSL-Rahmen gezielt durch einfuegen, resp. nicht einfuegen von Stopfbits variiert werden kann. Dabei sind aber stets gleich viele Nutzdatenbits im SHDSL-Rahmen enthalten. Da nun ein gestopfter ("langer") Rahmen entsprechend mehr Zeit zur Uebertragung braucht, sinkt die Nutzdatenrate um dasselbe Verhaeltnis. Umgekehrt natuerlich beim nicht gestopften Rahmen. Der Entscheid, ob gestopft werden muss oder nicht faellt der Framer/Mapper-Block der Sendeseite. Es waeren unterschiedliche Entscheidungsverfahren denkbar, meistens wird dies jedoch anhand eines Bufferspeicherfuellstandes erledigt. Das ist zwar ein sehr einfaches Verfahren, bringt aber einen gewichtigen Nachteil mit sich. Der Stopfrhythmus kann beliebig tiefe Frequenzen enthalten und kann nicht beeinflusst werden, da er im wesentlichen von der Differenz der ppm-Abweichungen von SHDSL-Bittakt und Nutzdatenbittakt abhaengt. Die Abbildung 1 verdeutlicht den geschilderten Sachverhalt. Dabei kann natuerlich die Saegezahnfunktion des Phasenverlaufs eine beliebig grosse Periode annehmen. Der Stopfrhythmus spiegelt sich direkt als Jitter/Wander auf den Nutzdaten (Empfangsseite) wieder, nachdem die SHDSL-Rahmen entstopft werden. Das Entstopfen wird ueblicherweise mit einem Zaehler fuer die Anzahl Bits pro SHDSL-Rahmen realisiert. Die nachgeschaltete Taktrueckgewinnung macht aus dem lueckenbehafteten Nutzdaten einen ziemlich gleichmaessigen Datenstrom mit exakt derselben mittleren Frequenz, wie an der Sendeseite eingespeist. Ueblicherweise besitzen Taktrueckgewinnungsschaltungen fuer die Nutzdaten eine herkoemmliche PLL mit einer Grenzfrequenz 0.1..2 Hz. Damit kann ein grosser Teil des Jitters beseitigt werden. Der Stopfjitter enthaelt jedoch wie bereits festgestellt beliebig tiefe Frequenzen. Somit wird die PLL den Bewegungen folgen, welche unterhalb der Grenzfrequenz liegen. Sind nun mehrere SHDSL-Strecken kaskadiert, wird sich eine Ueberlagerung saemtlicher Stopfjitteranteile einstellen. Somit koennen die diesbezueglichen ITU oder ETSI Anforderungen nicht mehr eingehalten werden.

This text was extracted from a PDF file.
At least one non-text object (such as an image or picture) has been suppressed.
This is the abbreviated version, containing approximately 48% of the total text.

Page 1 of 2

S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J01202.doc page: 1

Eliminierung des Stopfjitters bei der Uebertragung von plesiochronen Nutzdaten ueber eine xDSL-Strecke

Idea: Stefan Rueegsegger, CH-Zuerich

Ausgangslage

Der Begriff xDSL vereint alle digitalen Uebertragungsverfahren ueber verdrillte Zweidraht (-Telefonie) Leitungen. DSL bedeutet dabei Digital Subscriber Line und x steht als Platzhalter fuer die verschiedenen Verfahren. Weitere Infos findet man unter http://www.xdsl.com .

Die Uebertragungsverfahren HDSL und SHDSL zeichnen sich durch die Eigenschaft aus, dass im Vollduplexbetrieb die Nutzdaten in Richtung NT nicht exakt mit demselben Takt uebertragen werden muessen, wie in Richtung LT (sogenannter plesiochroner Betrieb). Die dabei maximal moegliche Abweichung der beiden Richtungen zueinander betraegt im Fall von 2.048 MBits/s Nutzdatenrate hoechstens 100 ppm (gegeben durch die Normierung). Diese Tatsache mag vorerst Erstaunen ausloesen, weil ja bekanntlich aufgrund der Vollduplexuebertragung mit Echokompensation die Bitrate auf der SHDSL-Leitung in beiden Richtungen exakt identisch ist.

Moeglich wird der plesiochrone Betrieb durch das sogenannte Stopfverfahren. Das heisst, dass die Laenge der SHDSL-Rahmen gezielt durch einfuegen, resp. nicht einfuegen von Stopfbits variiert werden kann. Dabei sind aber stets gleich viele Nutzdatenbits im SHDSL-Rahmen enthalten. Da nun ein gestopfter ("langer") Rahmen entsprechend mehr Zeit zur Uebertragung braucht, sinkt die Nutzdatenrate um dasselbe Verhaeltnis. Umgekehrt natuerlich beim nicht gestopften Rahmen.

Der Entscheid, ob gestopft werden muss oder nicht faellt der Framer/Mapper-Block der Sendeseite. Es waeren unterschiedliche Entscheidungsverfahren denkbar, meistens wird dies jedoch anhand eines Bufferspeicherfuellstandes erledigt. Das ist zwar ein sehr einfaches Verfahren, bringt aber einen gewichtigen Nachteil mit sich. Der Stopfrhythmus kann beliebig tiefe Frequenzen enthalten und kann nicht beeinflusst werden, da er im wesentlichen von der Differenz der ppm-Abweichungen von SHDSL-Bittakt und Nutzdatenbittakt abhaengt.

Die Abbildung 1 verdeutlicht den geschilderten Sachverhalt. Dabei kann natuerlich die Saegezahnfunktion des Phasenverlaufs eine beliebig grosse Periode annehmen.

Der Stopfrhythmus spiegelt sich direkt als Jitter/Wander auf den Nutzdaten (Empfangsseite) wieder, nachdem die SHDSL-Rahmen entstopft werden. Das Entstopfen wird ueblicherweise mit einem Zaehler fuer die Anzahl Bits pro SHDSL-Rahmen realisiert. Die nachgeschaltete Taktrueckgewinnung macht aus dem lueckenbehafteten Nutzdaten einen ziemlich gleichmaessigen Datenstrom mit exakt derselben mittleren Frequenz, wie an der Sendeseite eingespeist.

Ueblicherweise besitzen Taktrueckgewinnungsschaltungen fuer die Nutzdaten eine herkoemmliche PLL mit einer Grenzfrequenz 0.1..2 Hz. Damit kann ein grosser Teil des Jitters beseitigt werden. Der Stopfjitter enthaelt jedoch wie bereits festgestellt beliebig tiefe Frequenzen. Somit wi...