DSL - Fundamentos de ADSL

Neste capítulo, discutiremos os fundamentos e os padrões da Asymmetric Digital Subscriber Line.

Fundamentos ADSL

Para começar, vamos entender os seguintes pontos.

  • Modulação Discrete Multi-Tone (DMT) usada por todos os padrões ADSL para uma camada física.

  • Divida a banda de frequência em vários canais pequenos.

  • Modulação QAM em cada canal.

  • Bits diferentes atribuídos a cada canal em termos de SNR.

Diagrama de blocos do sistema de fundamentos de ADSL para PHY

A seguir está o Diagrama de Blocos do Sistema Fundamentos de ADSL para PHY.

Padrões ADSL

A tabela a seguir descreve os padrões ADSL.

Versão Nome padrão Nome comum Taxa de downstream Taxa de upstream Aprovado em
ADSL ANSI T1.4131998 Edição 2 ADSL 8,0 Mbit / s 1,0 Mbit / s 1998
ADSL ITU G.992.1 ADSL (G.dmt) 8,0 Mbit / s 1,3 Mbit / s 07/1999
ADSL ITU G.992.1 Anexo A ADSL sobre POTS 12,0 Mbit / s 1,3 Mbit / s 2001
ADSL ITU G.992.1 Anexo B ADSL sobre ISDN 12,0 Mbit / s 1,8 Mbit / s 2005
ADSL ITU G.992.2 ADSL Lite (G.lite) 1,5 Mbit / s 0,5 Mbit / s 07/1999
ADSL2 ITU G.992.3 ADSL2 12,0 Mbit / s 1,3 Mbit / s 2002-07
ADSL2 ITU G.992.3 Anexo J ADSL2 12,0 Mbit / s 3,5 Mbit / s
ADSL2 ITU G.992.3 Anexo L RE-ADSL2 5,0 Mbit / s 0,8 Mbit / s
ADSL2 ITU G.992.4 splitterless ADSL2 1,5 Mbit / s 0,5 Mbit / s 2002-07
ADSL2 + ITU G.992.5 ADSL2 + 24,0 Mbit / s 1,4 Mbit / s 2003-05
ADSL2 + ITU G.992.5 Anexo M ADSL2 + M 24,0 Mbit / s 3,3 Mbit / s 2008 2008
ADSL2 ++ (até 3,75 MHz) ADSL4 52,0 Mbit / s? 5,0 Mbit / s Em desenvolvimento

Anexo G.DMT

G.992.1 Annex A - Taxa total ADSL sobre POTs

  • Máscaras PSD de espectro sobreposto
  • Máscaras Spectrum PSD não sobrepostas

G.992.1 Annex B - Taxa total ADSL sobre ISDN

  • Sobrepostas Spectrum PSD Masks apenas, no entanto, a sobreposição é opcional

G.992.1 Annex C - Taxa total ADSL no fichário TCM-ISDN

  • Máscara PSD conforme G.992.1 Anexo A

G.DMT PSDs

A ilustração a seguir descreve PSDs G.DMT.

Desempenho G.Dmt

O desempenho G.Dmt pode ser compreendido pela seguinte descrição.

  • NSC = número de subportadoras
  • Espaçamento de subportadora = Δ f = 4,3125 KHz
  • Taxa de símbolo de dados = 4,0 KHz
  • Taxa de dados = N * 4 * 8 Kbps (múltiplos de 32 Kbps)
  • Largura de banda = NSC * Δ f
  • Taxa de amostragem = 2 * NSC * Δ f
NSC                                 256   
Total bandwidth                     1.1 MHz    
Sample rate                         2.2 MHz   
Maximum Date Rate                   ~12Mbps(down)/1.2Mbps (up) 
Maximum Reach                       20kf

Serviços de tom de discagem

Embora o DMT tenha sido escolhido como o padrão oficial, os sistemas baseados no CAP têm sido usados ​​em todo o mundo para implementar muitos ADSL e uma linha de testes de som de vídeo e implantações comerciais, determinando efetivamente o CAP como uma competição ADSL padrão de fato. Enquanto isso, a ameaça de oferecer serviços de telefonia na indústria de televisão a cabo nos Estados Unidos diminuiu amplamente.

Globalmente, as aplicações de vídeo em tons aumentaram, mas continuam a manter o interesse. Em muitos mercados, era difícil justificar o custo em relação à ampla disponibilidade de TV a cabo e satélite.

Como resultado, as iniciativas de tom de discagem de vídeo praticamente desapareceram na América do Norte. O padrão final para ADSL - aprovado pela International Telecommunication Union (ITU) (G.dmt ou G.992) e ANSI (T1.413 Issue 2) - era, como mencionado anteriormente, um sistema baseado em DMT e é a base de a maioria das novas implantações ADSL hoje. Alguns fornecedores, no entanto, continuaram a implantar sistemas baseados em PAC em suas redes.

Mudança de aplicativo de vídeo para dados

Ao longo desses longos testes de discagem por vídeo, a indústria reconheceu que muitos aplicativos de dados se tornaram assimétricos. O melhor exemplo disso é a internet. Normalmente, os usuários enviam um pequeno fluxo de dados para um servidor remoto, que solicita o download de um arquivo de dados, gráfico, áudio e vídeo em particular. Em resposta, o servidor começa a enviar a taxa de dados do arquivo que pode ser suportada pela rede para a estação de trabalho remota. Esta transação é de natureza extremamente assimétrica.

Nesse mesmo período, a Internet evoluiu para um fenômeno totalmente novo, inédito, quando comparado com a taxa de novos assinantes dos serviços de crescimento da Internet. A maior reclamação de todos os usuários é que demorava muito para fazer upload de arquivos para o dial do modem ou mesmo para as taxas de dados ISDN. Portanto, uma nova necessidade de serviços e novas tecnologias logo se casaram, e o ADSL foi reorientado para suportar o acesso à Internet.

O vídeo não desapareceu completamente como uma solicitação de DSL. No entanto, a entrega de vídeo sobre IP - usando sistemas como RealMedia ou Windows Media - se tornou cada vez mais popular e sofisticado. Usando sistemas de compressão como MPEG-2 ou novos sistemas padrão da indústria que permitem a compressão uniforme do vídeo, a entrega de vídeo IP continua a ser uma aplicação viável para DSL.

Otimização para serviços de dados

Quando o aplicativo era um pouco de vídeo síncrono, a linha DSL tinha que ser executada em uma velocidade de linha especificada. No entanto, os dados podem ser operados em uma ampla gama de velocidades. O único efeito é que velocidades mais lentas demoram mais para transportar arquivos grandes. Portanto, com as aplicações de dados, temos a possibilidade de reduzir a velocidade da linha para permitir que o serviço seja fornecido em linhas mais longas. AmbosCAP e DMT transceptores foram modificados para otimizar o serviço em uma base de loop e sua implementação foi chamada Adaptive Rate Digital Subscriber Lineou RADSL.

A tecnologia RADSL suporta a capacidade de permitir que o transceptor aumente automaticamente a velocidade da linha para a mais alta taxa de dados alcançável, que pode ser alcançada de forma confiável em um determinado loop. Embora esse recurso tenha sido projetado principalmente para simplificar a facilidade de serviço, ele também dá aos provedores de serviço a possibilidade de uma degradação normal do serviço em caso de condições de loop degradantes. Hoje, existem outras tecnologias DSL, que suportam a adaptação de taxas. Os provedores de serviço interessados ​​neste recurso devem examinar até que ponto ele é compatível com as diferentes tecnologias.

Padrões RADSL

Como pode ser visto, a indústria e a tecnologia mudaram drasticamente desde a decisão dos padrões de vídeo ADSL de tom em março de 1993. Em reconhecimento a este Grupo de Trabalho, T1E1 ANSI estabeleceu um padrão conhecido como ANSI TR59 RADSL. A FCC citou especificamente RADSL como uma tecnologia que é espectralmente compatível com voz e outras tecnologias DSL no loop local.

IDSL fornece DSL sobre ISDN

Em alguns casos, os conceitos de DSL foram aplicados às tecnologias existentes. Por exemplo, ISDN DSL ou IDSL, surgiu pela primeira vez como uma nova tecnologia de spin da década de 1980 apenasIDSL ISDN CPE (equipamento nas instalações do cliente) falando com placas de linha compatíveis com ISDN localizadas na outra extremidade do loop do fio de cobre e encerrando o sinal ISDN independentemente da central telefônica.

Nesse cenário, como em todas as variantes de DSL, o serviço de dados é direcionado a um serviço de dados estendido, em vez de uma rede comutada. Embora o IDSL seja baseado em tecnologia comprovada, é funcionalmente um subconjunto ISDN, pois dispensa qualquer possibilidade de suporte ao serviço de telefone comutado e à conectividade em geral. A principal vantagem do IDSL é o provedor de serviços que buscamove long-term ISDN data connections to Internet serversou acesso remoto LAN fora da rede comutada. Outro benefício importante é que, como o IDSL usa métodos de sinalização ISDN, é capaz detransmitting over copper pairs que são servidos por portadoras de loop digital.

Esses dispositivos, que são terminais remotos projetados para estender o alcance dos serviços POTS e ISDN além do escopo usual da central pública após a conclusão das linhas de cobre, são freqüentemente conectados à central pela linha privada de fibra óptica e, como tal, não podem transportar qualquer tipo de sinais ADSL e SDSL DSL.

DSL Simétrico Multirate

Além da largura de banda de 144 Kbps fornecida pelo IDSL, existem novas tecnologias que surgiram que podem ser melhores classificadas como possibilidades de escritórios / pequenos escritórios e residências (SOHO). Essas tecnologias oferecem faixas de operação entre 128 Kbps e 2,048 Mbps.

Para aplicações simétricas, Multirate SDSL (M / SDSL) surgiu como uma tecnologia valiosa para atender aos requisitos das operadoras para fornecer Time Division Multiplex(TDM) em uma base quase onipresente. Com base na tecnologia de par único SDSL, M / SDSL suporta a taxa de alteração do transceptor de linha de comando e, portanto, a distância de operação do transceptor. Esta versão do CAP suporta oito taxas separadas para um serviço de 64 Kbps / 128 Kbps a 29 kft (8,9 km), fio de bitola 24 (5 mm) e 15 kft (4,5 km) a uma velocidade de 2 Mbps no total. Com uma capacidade de AutoRate (semelhante ao RADSL), os aplicativos simétricos agora podem ser implantados universalmente.

G.lite para o mercado consumidor

Em janeiro de 1998, o Universal ADSL Working Group(UAWG) foi anunciado. É composto por grandes organizações nas áreas de telecomunicações, redes e computadores pessoais. Este grupo foi formado para desenvolver a baixa velocidade e o custo alternativo do ADSL que poderia ser instalado, enquanto os consumidores eram rapidamente implantados pelos provedores de serviço. O resultado do trabalho deste grupo é um novo subconjunto de padrões baseados em ADSL G.lite.

G.lite foi aprovado como padrão pelo ITU (G.992.2) em junho de 1999 e pode oferecer velocidades de até 1,5 Mbps de downstream e 512 Kbps de upstream. Significativamente, G.lite foi projetado para fornecer este serviço em linhas telefônicas existentes sem o divisor POTS normalmente exigido por soluções ADSL na taxa total. Uma parte do G.lite, o padrão é uma técnica conhecida de "retreinamento rápido" que limita a potência de entrada do sinal G.lite, quando um monofone está em uso. Isso ajuda a minimizar a interferência e restaurar a energia quando o telefone está no gancho.

Benefícios ReachDSL

A seguir estão os benefícios do ReachDSL.

  • Splitterless installation - Nenhum divisor POTS é necessário nas instalações do cliente, simplificando a instalação e permitindo a auto-instalação do cliente.

  • Greater loop reach - Além dos sistemas ADSL, que geralmente podem alcançar distâncias abaixo de 18.000 pés do escritório central, os sistemas ReachDSL estendem-se muito além dos serviços de 20.000 pés, com algumas usinas de energia acima de 30.000 pés também.

  • Spectral compatibility- As soluções ReachDSL oferecem compatibilidade espectral superior. Um membro da família ReachDSL,MVL®(várias linhas virtuais), foi o primeiro sistema DSL reconhecido pela FCC na aprovação da seção 68, o que significa que é "amigável" para outros serviços na rede telefônica e não um jammer. ReachDSL também opera na classe de gerenciamento de espectro para oferecer melhor alcance e maior velocidade.

  • Lower product cost - Os produtos ReachDSL utilizam "prontos para uso" em vez de processadores de sinais digitais (DSPs) personalizados.

  • Dynamic bandwidth allocation - Permite que o serviço seja customizado para diferentes aplicações.

VDSL oferece vídeo e maior largura de banda

Existem novas variantes que estão surgindo, como - VDSL, DSL, ou DSL high speed. Os sistemas VDSL ainda estão sendo desenvolvidos, de modo que a capacidade final ainda não está bem estabelecida, mas os padrões propostos exigem larguras de banda downstream de até 52 Mbps, largura de banda simétrica de até 26 Mbps. O compromisso nessas larguras de banda é uma seção de loop mais curta, frequentemente tão curta quanto 1000 pés para bandas de larguras de banda maiores possíveis, com adaptação de velocidade em velocidades mais baixas do que o comprimento do loop aumenta.

Dadas essas limitações, as implantações de VDSL são planejadas para usar um modelo ligeiramente diferente do DSL tradicional, DSLAM com a mudança da central telefônica da companhia telefônica e da vizinhança, com linhas de fibras ópticas abastecendo gabinetes locais contendo DSLAM.

As altas velocidades oferecidas pelo VDSL trazem oportunidades para os provedores de serviços entregar o next generation of DSL services, com o vídeo sendo considerado como primeira aplicação. A 52 Mbps, uma linha VDSL pode oferecer a um cliente qualidade de stream de vídeo MPEG-2 multicanal completo e até mesmo oferecer um ou mais canais de televisão em qualidade total de alta definição (HDTV).

Alguns provedores de serviços iniciaram testes de implantação de sistemas VDSL que fornecem esses serviços com o ponto de extremidade VDSL aparecendo na residência como um decodificador, como TV a cabo com Ethernet ou outra interface de dados para conexão a um PC para serviços de dados simultâneos.

O princípio básico do DSL é um local loop technologyem que dispositivos compatíveis residem em cada extremidade de um único loop de fio de cobre garante que novas tecnologias DSL continuem a surgir com o tempo. Um ponto estratégico para o provedor de serviço é garantir que a seleção de uma tecnologia específica ou modelo de rede DSL para a implantação de serviços hoje não limite as opções de adoção de novas tecnologias no futuro.

Por que ADSL2?

Os pontos a seguir descrevem porque ADSL2 é tão favorável

  • ADSL fornece taxa de dados de até 8Mbps / 800Kbps (possivelmente 12M / 1,2M).

  • Alcance de 18-20kf 26AWG (cerca de 6000m).

  • Nenhuma mudança de taxa uniforme.

  • Sem modo de economia de energia quando não há atividade do usuário.

  • Sem 1 bit por bin e byte parcial por símbolo.

  • Taxa de canal de overhead fixo de 64 Kbps (Estrutura de enquadramento3).

ADSL2 / ADSL2 +

Os pontos a seguir descrevem os vários recursos do ADSL2 / ADSL2 +.

  • ADSL2 + fornece taxa de dados de até 24Mbps / 1Mbps.

  • Adaptação de taxa contínua quando SNR muda.

  • O gerenciamento de energia reduz bastante o consumo de energia.

  • 1 bit por compartimento e byte parcial por símbolo melhora o alcance.

    • Alcance de 20-22kf 26AWG (cerca de 7000m).

  • A taxa de canal de overhead variável atende às necessidades do usuário.

  • Função de diagnóstico de loop durante o treinamento.

ADSL2 / 2 + Benefícios

ADSL2 e ADSL2 + Oferece recursos de última geração para melhorar o caso de negócios de implantação de DSL. A seguir estão alguns de seus benefícios -

  • Taxas mais altas
  • Alcance Estendido
  • Estabilidade Melhorada
  • Gerenciamento de energia
  • Compatibilidade espectral aprimorada

Alcance Estendido

O ADSL2 permite que os provedores de serviços estendam os planos de taxas existentes em comprimentos de loop mais longos usando tecnologias de aumento de taxa

Rate Enhancement Technology -

  • Reduzido enquadramento aéreo
  • Codificação Trellis Obrigatória
  • Constelações de 1 bit
  • Dados no tom piloto

Long Reach DSL (LDSL) -

  • PSD reforçado RE-ADSL2 para a América do Norte
  • Modo Sobreposto

Melhoria de enquadramento

Os recursos a seguir ajudam no aprimoramento do enquadramento.

  • Estrutura de enquadramento mais flexível

  • Tipos de estrutura de enquadramento substituídos 0, 1, 2 e 3 em G.DMT

  • O receptor seleciona os parâmetros de configuração

  • Codificação ideal de Reed-Solomon possível

  • Canal de overhead configurável de 4Kbps a 64Kbps

  • Protocolo OAM baseado em HDLC para recuperar informações detalhadas de monitoramento de desempenho.

Aprimoramento de PMD - Treinamento

Os recursos a seguir ajudam no aprimoramento de PMD - treinamento.

  • Procedimentos de diagnóstico de nova linha.

  • O receptor seleciona o tom piloto.

  • Medição SNR aprimorada durante a análise de canal.

  • Troca aprimorada de características detalhadas do sinal de transmissão.

  • Bloqueio de tom para permitir a medição de RFI durante a inicialização.

Melhoria PMD - Desempenho

Os recursos a seguir ajudam no aprimoramento do PMD - desempenho.

  • Suporte obrigatório de codificação em treliça.

  • Suporte obrigatório de constelação de um bit.

  • Dados modulados em tom piloto.

  • Maior robustez de RFI com ordenação de tom determinado pelo receptor.

Melhoria PMD - Potência

Os recursos a seguir ajudam no aprimoramento do PMD - potência.

  • Transmita o corte de energia.

  • Redução da potência de transmissão obrigatória.

  • Recurso de economia de energia para ATU-C com novo estado de baixa energia L2.

  • Recurso de economia de energia com novo estado ocioso L3.

Aprimoramento PMD - Dinâmico

Os recursos a seguir ajudam no aprimoramento de PMD - dinâmico.

  • Bit-swapping

  • Adaptação de taxa contínua (SRA)

  • Reparticionamento de taxa dinâmica (DDR)

POR QUE reconfiguração on-line?

Os pontos a seguir descrevem por que o OLR é necessário.

  • A condição da linha DSL muda o tempo todo diafonia, clima, rádio, ambiente, etc.

  • A atividade do usuário muda o tempo todo no gancho / fora do gancho, uso de pico / normal.

  • Reatribuição da largura de banda do operador.

Reconfiguração on-line (OLR)

Os pontos a seguir nos dizem sobre OLR

  • Mantenha uma operação contínua quando a linha ou o ambiente mudam lentamente.

  • Otimize a configuração da taxa (margem de 6dB pode ser reduzida).

  • Provisionamento de camada superior fornecido.

  • Todos os canais podem operar de forma independente.

Tipos de reconfiguração online

A seguir estão os tipos de OLR.

Bit Swapping (BS) -

  • Realoca dados e energia entre subportadoras
  • Adapte as diferentes condições da linha

Seamless Rate Adaptation (SRA) -

  • Reconfigure a taxa de dados total
  • O monitoramento de SNR em segundo plano pode encontrar a configuração ideal

Dynamic Rate Repartitioning (DRR) -

  • Reconfigure a alocação da taxa de dados entre vários caminhos de latência.

Parâmetros de controle

A seguir estão os parâmetros de controle para Configuração de Framer e Função PMD.

Framer Configuration -

  • Bpn - O número de octetos do portador do quadro #n no caminho de latência #p.

  • Lp - O número de bits por símbolo do caminho de latência #p.

PMD Function -

  • bi, gi
  • L - Taxa de dados total

Estabilidade aprimorada com SRA

Seamless Rate Adaptation (SRA) permite que o modem altere as taxas e o carregamento de bits para manter uma margem mínima por compartimento sem novo treinamento.

GlobespanVirata Inc.’sSRA compatível com ADSL2 pode alterar caixas individuais ou todas as caixas de uma vez. Ele permite mudanças de taxa e adaptação de ruído em segundos em vez de minutos.

Resumo de OLR

A tabela a seguir descreve o resumo do OLR.

Tipo Alterando Parâmetros Iniciando Opcional Comentários
BS bi, gi Receptor Não Alteração da condição da linha
DRR bi, gi, Bpn, Lp

Receptor

Transmissor

 sim Camada Superior
SRA bi, gi, Bpn, Lp, L

Receptor

Transmissor

 sim Camada Superior

Gerenciamento de energia

Os pontos a seguir descrevem o gerenciamento de energia em OLR

  • Consumo de energia DSLAM no nível KW e 24/7.

  • Muito poder pode ser salvo.

  • O corte de energia em torno de -40 dB TX economiza 100 mW por porta.

  • O DSLAM de 2000 portas pode economizar 200W!

Algoritmo de Margem Máxima

Os benefícios do algoritmo de margem máxima de OLR são os seguintes -

  • Elimina o excesso de margem na linha.

  • Estima as condições da linha e retira a potência Tx durante o handshake.

  • Compatível com CPEs legados.

  • O driver de linha de cortes aumenta a potência de até 60% em loops típicos.

Gerenciamento estatístico de energia

Ele reduz a potência geral em até 50% durante os períodos de inatividade do cliente.

Objetivos

Os principais objetivos são economia de energia e minimização de cross-talk. Existem três estados de gerenciamento de energia -

  • L0 - modo de dados de potência total (como temos hoje)

  • L3 - modo inativo (sem tentar iniciar)

  • L2 - modo de baixa energia por -

    • Aumentando o valor de corte de energia (<40dB)

    • Taxa de bits baixa

Tecnologia ADSL2 + com classificação mais alta

A tecnologia ADSL2 + com classificação superior permite o seguinte -

  • Permite taxas mais altas para implantação premium de dados, voz e vídeo.

  • Permite taxas de dados de até 26 Mb / s.

  • Estende o alcance de 10-12 Mb / s em até 2x sobre ADSL S = 1/2

  • O plano de banda remoto opcional permite a implantação de gabinetes remotos sem degradação dos serviços do CO.

  • A desativação individual do compartimento fornece compatibilidade total com serviços legados.

  • A detecção automática de capacidade de CPE permite compatibilidade com CPEs legados

ADSL / ADSL2 ATU-C TX Spectrum

A ilustração a seguir descreve o espectro ADSL / ADSL2 ATU-C TX.

ADSL2 + ATU-C TX Spectrum

A ilustração a seguir descreve o espectro ADSL2 + ATU-C TX.

Recursos ADSL2 +

A seguir estão os recursos do ADSL2 +.

  • Duplica o espectro downstream de 1,1 MHz a 2,2 MHz com o número bin downstream aumentado de 256 para 512.

  • Aumento máximo da taxa de dados downstream de 8 Mbps para 24 Mbps.

  • Desempenho aprimorado em loops curtos.

  • Gama mais ampla para SRA e gerenciamento de energia de 32Kbps a 24 Mbps.

ADSL2 + Performance

Os pontos a seguir descrevem o desempenho do ADSL2 +.

  • ADSL + e ADSL2 + permitem aplicativos DSL assimétricos de alta velocidade, bem como os tradicionais serviços DSL de longo alcance.

  • A detecção automática permite fallback para ADSL2 e ADSL legado.

  • ADSL2 + / G.Span permite serviço 22/3 sem limitações de alcance de VDSL 1,5 km.

  • Interoperável com CPEs ADSL legados.

DSL de alcance estendido (RE-ADSL)

  • ADSL de alcance estendido (RE-ADSL) é o Anexo L de G.992.3

  • Alcance estendido por 1-2 kft

  • A base da especificação tem uma definição PSD não sobreposta obrigatória junto com uma definição PSD sobreposta opcional.

Anexo M

  • Apresente para melhorar a taxa de upstream
  • Dobre ao máximo as caixas a montante
  • Ao custo de downstream, se não houver sobreposição
  • Taxa de dados upstream de até 3 Mbps

A tabela a seguir descreve os vários aspectos do ADSL.

ADSL 1 ADSL2 ADSL2 +
Reference ITU G.992.1 / T1.413 ITU G.992.2.3 ITU G.992.5
Annexes Anexo A Anexo A Anexo L Anexo M Anexo A
Nickname G.DMT BIS RE-ADSL Anexo M BIS +
Number of bins 256/32 256/32 128/32 256/64 512/32
Max downstream rate 12Mbps 12Mbps Alcance máximo, 22kf ~ 10 Mbps 26 Mbps
Max upstream rate 1,2 Mbps 1,2 Mbps 3 Mbps 1,2Mpbs
Advantage versão inicial de ADSL QOS, potência, alcance alcance mais alto a montante mais alto a jusante