1 引言
影响VDSL2系统性能的噪声主要包括系统内部噪声和外部噪声，其中系统内部噪声可以分为近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT)，这些噪声主要是来自同一电缆和线路板卡上系统内其它线路的串扰信号 (见图1)。外部噪声包括各种外部的电磁噪声，如广播信号、各种电气设备的噪声等，也包括共存在同一电缆内的其它DSL系统的串扰信号。
对于VDSL2系统来说，由于其使用的频率较高 (0～30MHz)，运行的电缆较短(一般<1000m)，远端串扰对传输性能的影响比其它DSL系统更加明显，远端串扰是目前限制VDSL2系统稳定传输性能最主要的因素之一。VDSL2的远端串扰会造成很多问题。
图1 NEXT和FEXT
(1)一对线的训练会导致旁边相邻线对的VTU-O 出现假激活(FalseTrigger)现象，尽管这些线对的远端并没有接Modem或者Modem没有上电，更严重的是这种问题有可能会导致所谓的“链式反应”，也就是说这些假激活的线对可能会进一步导致其相邻的其它线对假激活。因此，以前认为串扰的影响主要存在于相邻的少数几对线之间的情况发生了变化，串扰有可能波及整个线束组。
(2)另外一个问题是当某个处于工作状态的线路旁边的相邻线路进入训练状态时，原先处于工作状态的用户会因为串扰的突然增大而掉线重训练，这种影响常常导致一个线路板的全部端口需要几分钟才能达到全部稳定激活的状态。
根据对实际线路情况的观测，线路上噪声有可能在VDSL2整个工作频段突然增加，其幅度可能达到 10～30dB。这种情况产生的主要原因是邻居线路开始训练。如果受扰线路训练时邻居 Modem没有激活，此时受扰线路上因为噪声水平较低而得到很高的速率。这样当邻居线路开始训练时，受扰线路上的噪声将大幅增加。对于一般保持6dB噪声裕度的DSL线路系统，噪声增加10～30dB将会使信噪比裕度成为负值。对于超过噪声裕度的突然噪声增加，传统的DSL需要通过链路中断后的重新训练达到新的稳定速率，维持信噪比的裕度。
另一个对VDSL2系统业务质量影响较大的噪声类型是脉冲噪声，脉冲噪声是典型的系统外部噪声，在我们日常的城市生活中无处不在，它一般由电气设备开关或动力设备运行时产生。脉冲噪声本身持续的时间较短，但是噪声幅度较高，因此无法通过噪声裕度来保护。当脉冲噪声发生时，可导致当时的一个或连续多个VDSL2物理帧的完全破坏。根据脉冲噪声产生的类型，可以分为周期性的脉冲噪声和单个孤立脉冲噪声。前者可由电动机或功率开关电源，后者可由大功率设备的开关产生。
脉冲噪声一般不会造成VDSL2系统链接丢失，但是会产生大量的瞬时误码，造成数据传输中的丢包。在发展ADSL接人的时期，由于主要的宽带业务是因特网业务，其对丢包和时延变化并不敏感，TCP 协议可以自动通过重传恢复数据流。但是当通过 VDSL2系统传输视频业务时，瞬时的丢包会造成视频画面中的马赛克或画面瞬时停顿，显著地影响了视频业务的质量。
2 VDSL2系统中传统的抗噪声手段
为了应对线路中串扰的动态变化，与ADSL一样，基于DMT调制的VDSL2系统也支持传统的比特交换(BS)和无缝速率调整(SRA)功能。比特交换功能在不同的工作子载波之间调整比特分配，如果遇到宽频带噪声，则比特交换无法应对。SRA虽然可以通过降低整个系统速率维持系统稳定，但是现有的SRA反应速率较慢，难以应对快速变化的噪声。
现有的SRA的工作原理是，接收器根据实时的噪声容限与设定的上调或下调噪声容限之间的关系，计算出新的比特分配表和增益表，然后通过Eoc通道向发送端发送SRA请求并且将更新的比特和增益表发送给发送器，发送器收到后，通过发送0LR同步信号来实现收发两端之间的同步切换。
由于每一个子载波的比特和增益一共需要两个字节，而VDSL2最多可以使用4096个子载波，整个比特分配表和增益表的更新需要传送的信息量高达 8kbit／s，这其中还不包括命令字和校验字的内容，通过 Eoc传送需要较长的时间。而此时面临的串扰噪声有可能造成lodB以上的总噪声PSD的增加，因此噪声容限此时已经远低于0，误码率上升会导致更新比特分配表和增益表失败从而导致SRA调整过程失败。
传统的DSL线路中抗脉冲噪声的主要手段是通过数据的交织编码和前向纠错(FEC)。当前的DSL标准采用以字节为单位的里德，所罗门码(RS)作为前向纠错码。通过将数据交织后，若干受FEC保护的数据块被分散到不同的DMT符号中。这样，即使某些 DMT符号由于脉冲噪声产生了连续突发差错，受损的也只是FEC数据块中的部分数据。交织编码将一个较长的突发差错离散成随机差错，再用FEC技术消除随机差错。但是交织编码是以时间为代价的，交织深度越大，抗突发差错能力也就越强。但交织深度越大，交织编码处理时间越长，从而造成数据传输时延增大，对交互的音视频业务质量造成影响。
3 VDSL2中的紧急速率调整(SOS)技术
根据上述对SRA机制的分析，如果不需要传送更新的比特分配表和增益表，而只是发送一个切换请求和切换应答，同步消息，这样就能避免因为比特分配表和增益表传送出错而失败。为了应对串扰突然增加造成的掉线等问题，定义了一种新的OLR类型——无缝速率切换(SOS)。SOS仅使用简单的OLR请求消息和同步切换消息，而无需交换比特分配表和增益表，在线路噪声因为邻近线对的训练而突然增加的时候，线路中的误码会爆发性增加，接收器会发出SOS OLR 的请求，通过发送器发出的同步信号发送器和接收器同步切换到新的比特分配表和增益表。在接收机发起的SOS请求中，会携带一个简短的0LR消息告知发送端需要下调的比特加载值，这样发送端只需将子载波组(其中可能包括256，512或1024个子载波)中的所有子载波的比特分配值统一下调即可，避免了双方需要就每个载波的比特分配进行交换的大量数据。
