BKM-xDSL

Zavod za telekomunikacije

prof.dr.sc. Alen Bažant

Fakultet elektrotehnike i računarstva


DSL tehnologije


08.03.2012.

ITU-T standardizacija DSL-a

♦ G.990-G.999 : Access networks� G.991.1: High bit rate digital subscriber line (HDSL) transceivers

� G.991.2: Single-pair high-speed digital subscriber line (SHDSL) transceivers

� G.992.1: Asymmetric digital subscriber line (ADSL) transceivers

� G.992.2: Splitterless asymmetric digital subscriber line (ADSL) transceivers

� G.992.3: Asymmetric digital subscriber line transceivers 2 (ADSL2)

� G.992.4: Splitterless asymmetric digital subscriber line transceivers 2 (splitterless ADSL2)

� G.992.5: Asymmetric digital subscriber line (ADSL) transceivers –Extended bandwidth ADSL2 (ADSL2plus)

� G.993.1: Very high speed digital subscriber line transceivers (VDSL)

� G.993.2: Very high speed digital subscriber line transceivers 2 (VDSL2)

DSL tehnologije 2


08.03.2012.DSL tehnologije

Arhitektura ADSL-a

♦ ADSL- teoretski maksimum� linijska brzina: u dolaznom smjeru 8,192

Mbit/s

� podatkovna brzina do 6,144 Mbit/s

� linijska brzina u odlaznom smjeru 864 kbit/s

� podatkovna brzina do 640 kbit/s

♦ ADSL over POTS (Annex A) – od 26 kHz

♦ ADSL over ISDN (Annex B) – od 138 kHz

dio spektra kojeg

koristi ADSL over

POTS

3


Referentni model ADSL sustava

♦ sve slike u ovoj prezentaciji preuzete su iz ITU-T preporuka G.992.1, G.992.2, G.992.3, G.992.4 i G.992.5

08.03.2012.DSL tehnologije 4


Struktura ADSL superokvira u ATU-C

♦ svaki okvir je kodiran u DMT simbol

♦ sinkronizacijski simbol određuje granicu superokvira (ne prenosi podatke)

♦ brzina DMT simbola iznosi 4000 bauda

� 1/0,25 ms

� na liniji 69/68 ×4000 bauda

♦ ukupna linijska brzina: 4000 simbola × broj potkanala × broj

bita po potkanalu [bit/s] = 8,192 Mbit/s


17 ms = 68 × 0,25 ms

5


Struktura ADSL okvira u ATU-C

♦ "sync" oktet� prisutan na početku svakog podatkovnog okvira

�za brzi podatkovni put "fast" oktet

�za prepleteni podatkovni put "sync" oktet



ADSL potkanali

♦ modulacijski postupak DMT

� Discrete Multitone – inačica OFDM-a

� svaki DMT simbol prenosi se po N potkanala

� svaki potkanal prenosi QAM simbol

� broj potkanala (tonova) N ovisi o inačici ADSL-a


POTS circuit


Modulacija u dolaznom i odlaznom smjeru

♦ dolazni smjer� broj bita po tonu mora biti manji od Ndownmax

� 8 ≤ Ndownmax≤ 15

� broj bita po tonu mora biti cjelobrojan

� razmak između tonova ∆f = 4,3125 kHz

�maksimalan broj tonova iznosi 255

� jedan od potkanala se koristi za pilotsku frekvenciju – koristi se za sinkronizaciju

� potkanal na frekvenciji 0 Hz se ne koristi

� potkanal na frekvenciji 256 × 4,3125 kHz se ne koristi za podatke

♦ odlazni smjer� razmak između tonova ∆f = 4,3125 kHz

� moguće korištenje najviše 31 potkanala� potkanal na frekvenciji 0 Hz se ne koristi



Dodjela bitova potkanalima (tonovima)

♦ broj bita i relativna pojačanja po svakom potkanalu proračunavaju se u prijemniku ATU-R-a i šalju natrag ATU-C-u� proračunate vrijednosti se spremaju u tablicu

� relativno pojačanje (gain)�specificira ga ATU-C (za ATU-R) i ATU-R (za ATU-C)

♦ bit swapping (na zahtjev ATU-X-a)� promjena broja bita po potkanalu, ili

� promjena energije po potkanalu bez prekida prijenosa podataka

� provodi se korištenjem optimizacijskih algoritama�Greedy ili Campello



Inicijalizacija modema (ITU-T G.994.1)

♦ cilj: maksimizirati propusnost linka

� handshake: započinje ga ATU-R�dogovor o sinkronizaciji i o tome tko je master

� transceiver training: ATU-x utvrđuju stanje linije i prilagođavaju ekvilajzere

� channel analysis: utvrđuje se kvaliteta linka i omjer S/N za svaki potkanal

� exchange: modemi se konfiguriraju i razmjenjuju informaciju o vlastitoj konfiguraciji



ožujak 2009. 11 of 31

Razdavajanje smjerova prijenosa

♦ FDM-based ADSL

♦ EC-based ADSL

DSL-tehnologije

♦ u FDM-based ADSL-u

NEXT je eliminiran,

♦ ali je prigušenje veće i

domet manji


Spektralna masku u dolaznom smjeru

♦ ITU-T G.992.1 Annex A – ADSL over POTS� pilotska frekvencija 276 kHz (64. potkanal)



Spektralna maska u odlaznom smjeru

♦ ITU-T G.992.1 Annex A – ADSL over POTS



Spektralna maska u dolaznom smjeru

♦ ITU-T G.992.1 Annex B – ADSL over ISDN



Spektralna maska u odlaznom smjeru

♦ ITU-T G.992.1 Annex B – ADSL over ISDN



Uravnoteženost linije

♦ longitudinal balance

� el – narinuti longitudinalni napon

� em – rezultantni napon (mettalic voltage)



ITU-T G.992.3 ADSL2 – korisnička ravnina

♦ TC – Transmission Convergence sublayer

♦ TPS-TC – Transmission Protocol Specific TC

♦ PMS-TC – Physical Media-Specific TC

♦ PMD – Physical Medium Dependent sublayer

♦ referentni model sustava kao u G.992.1

♦ brzine: barem do 8 Mbit/s DS i do 800 kbit/s US08.03.2012.DSL tehnologije 17


On-line rekonfiguracija linka

♦ Bit Swapping (BS)�mijenja broj bita i snagu po podnosiocima (bi, gi), ali ne zadire u ostale PMD i PMS-TC parametre

♦ Dynamic Range Repartitioning (DRR)� rekonfiguracija brzina između podatkovnih putova

�može mijenjati i (bi, gi)

♦ Seamless Rate Adaptation (SRA)�modifikacija parametara za upravljanje okvirima i

�modifikacija (bi, gi)

� za razliku od DRR-a mijenja ukupnu brzinu

♦ BS je obavezan, a DRR i SRA su opcije



Spektralne maske s preklapanjem spektra


odlazni smjer

dolazni smjer

Annex A

ADSL over POTS

19


Spektralne maske bez preklapanja spektra


dolazni smjer

odlazni smjer

Annex A

ADSL over POTS

20




dolazni smjer

odlazni smjer

Annex B

ADSL over ISDN

21




dolazni smjer

odlazni smjer

Annex B

ADSL over ISDN

22


ITU-T G.992.5 ADSL2+

♦ Enhanced Bandwidth ADSL2

♦ prijenosna brzina: barem 16 Mbit/s DS i 800 kbit/s US� veće brzine su opcijske

♦ prijenosni pojas proširen do 2,208 MHz� koristi se 512 podnosioca (potkanala)

♦ referentni model sustava kao u G.992.3� složaj korisničke ravnine isti kao u ADSL2

♦ podrška za BS, DRR i SRA

♦ kratka inicijalizacijska procedura





dolazni smjer

odlazni smjer

Annex A

ADSL over POTS

24




dolazni smjer

odlazni smjer

Annex A

ADSL over POTS

25




dolazni smjer

odlazni smjer

Annex B

ADSL over ISDN

26




dolazni smjer

odlazni smjer

Annex B

ADSL over ISDN

27




dolazni smjer

odlazni smjer

Annex I

All digital mode

ADSL with

improved

spectral

compatibility

with ADSL over

POTS

28




Annex J

All digital mode

ADSL with

improved

spectral

compatibility

with ADSL over

ISDN

dolazni smjer

odlazni smjer

29



Usporedba ADSL – ADSL2+

♦ ADSL2 – veća prijenosna brzina i domet u odnosu na izvorni ADSL (G.992.1)

� DS: 12 Mbit/s (ADSL2) prema 8 Mbit/s (ADSL), US: do 1 Mbit/s

♦ ADSL2+ - u odnosu na ADSL i ADSL2 povećana širina spektra s 1,1 na 2,2 MHz

� DS: min. 16 Mbit/s, US: min 800 kbit/s

♦ ADSL2+ podržava i združivanje linija u jedan link: line bonding

PODATKOVNA BRZINA (Mbit/s)

30 od 37



Ovisnost prijenosne brzine o dometu i penetraciji

♦ kod korištenja ADSL-a rasprezanje smjerova prijenosa moguće� FDD-om ili

� poništavanjem odjeka

♦ u pristupnoj mreži u RH se koristi FDD� NEXT zanemariv 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

0

2

4

6

8

10

12

x 106

duljina petlje, [m]

prije

nosna b

rzin

a,

[bit/s

]

ADSL2Plus FDD Aneks B dolaz (TK59)

1ADSL2+2ADSL2+3ADSL2+4ADSL2+5ADSL2+6ADSL2+7ADSL2+8ADSL2+9ADSL2+10ADSL2+

osnovna

kabelska

grupa s 5

četvorki

31


VDSL ITU-T G.993.1

♦ općeniti referentni model


referentni protokolni model

32


Tipična instalacija VDSL-a u pristupnoj mreži


Inačica VDSL-a Domet (m) Dolazna brzina (Mbit/s) Odlazna brzina (Mbit/s)

asimetrična 900 26 3

asimetrična 300 52 6

simetrična 900 13 13

simetrična 300 26 26

33 od 37


Dodjela frekvencijskih pojaseva

♦ frekvencije f0 do f5 određene aneksima� tzv. frekvencijski planovi

� pojas propuštanja od 138 kHz do 12 MHz

� primopredajnici koriste FDD


Plan 997 – Europa (Annex B)

U Americi – plan 998 (Annex A)

34


Modulacija

♦ VDSL okvir se sastoji od skupa okteta prenošenih jednim DMT simbolom� podataci iz spremnika fast data i interleaved data

♦ koristi se 2n+8 podnosioca, n = 0, 1, 2, 3, 4 � određeno frekvencijskim planom

♦ razmak između podnosioca ∆f = 4,3125 kHz� frekvencije tonova fk = k∙∆f, k = 1, ..., 2

n+8

� fk = 0 Hz se ne koristi za podatke

� za petlje do 600 m moguće i ∆f = 8,625 kHz

♦ podaci se moduliraju na podnosioce pomoću modulacije QAM� maksimalan broj bita koji se moduliraju na podnosioc Bmax, 8 ≤ Bmax≤ 15 , za oba smjera

� Bmax se dogovara tijekom inicijalizacije



VDSL2 ITU-T G.993.2

♦ aplikacijski referentni model� u izvedbi bez razdjelnika na strani korisnika iz modela izbačen Splitter R

� sučelje U-R 2 se veže na Customer premises Wiring

� telefon/modem/ISDN terminal može koristiti opcijski LPF

♦ protokolni model kao u G.993.1



VDSL2 profili

♦ 8a, 8b, 8c, 8d, 12a, 12b, 17a, 30a�minimalne podatkovne brzine u oba smjera zajedno

�8x – 50 Mbit/s

�12x – 68 Mbit/s

�17a – 100 Mbit/s

�30a – 200 Mbit/s

♦ frekvencijski plan do 12 MHz



ITU-T G.993.2 Annex B Band Plans

♦ vrijedi za Europu� plan A (997), plan B (998)

� Annex A definira frekvencijski plan za Ameriku , a Annex C za Japan



DMT superokvir

♦ svaki okvir je moduliran na jedan DMTsimbol� koristi se modulacija QAM

♦ razmak između podnosioca ∆f = 4,3125 kHzili 8,625 kHz (samo za profil 30a)�maksimalni broj podnosioca ovisi o profilu

�za 8x i 12x – 2048

�za 17a – 3072

�za 30a - 4096



ITU-T G.991.1. HDSL

♦ definirane brzine 1,544 Mbit/s i 2,048 Mbit/s

� za 1,544 Mbit/s koristi se samo 2B1Q

� za 2,048 Mbit/s samo CAP ili 2B1Q

� brzine simetrične (jednake u oba smjera, DS i US)

♦ tri različite vrste sustava

� brzina 784 kbit/s po svakoj od dvije ili tri parice

� brzina 1168 kbit/s po svakoj od dvije parice

� brzina 2320 kbit/s po jednoj parici

♦ prenosi E1/T1 kanale



SHDSL ITU-T G.991.2

♦ sustavi koriste jednu paricu (Single-pair)� podržane simetrične brzine od 192 kbit/s do 2312 kbit/s

� Annex F definira sustave koji podržavaju do 5696 kbit/s

� poput HDSL-a, ne podržava paralelni prijenos POTS-a ili ISDN-a po istim paricama

� može prenositi nestrukturirane podatke, E1/T1, ISDN BRA, ATM ćelije i ethernetske okvire, moguć i dual-bearer mode


funkcijski model SHDSL primopredajnika

41


Maske spektralne gustoće snage

♦ brzine 256, 512, 768, 1536, 2048 i 2304 kbit/s



E-SHDSL

♦ spektralne maske za brzine 3840 (16-TCPAM) i 5696 (32-TCPAM) kbit/s


Documents

BKM-xDSL