Tecnologías xDSL - Área de Ingeniería Telemática
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REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Tecnologías xDSL Area de Ingeniería Telemática http://www.tlm.unavarra.es Redes de Banda Ancha 5º Ingeniería de Telecomunicación REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática xDSL • • • • • • • xDSL: x-type Digital Subscriber Line Alta velocidad de datos Sobre par trenzado telefónico (last mille) Algunas tecnologías basadas en modems Otras emplean CSU/DSU (transmisión digital) Bucle diseñado para 4KHz No requiere un nuevo cableado al usuario (diferencia con HFC) • Cierta compatibilidad hacia atrás con telefonía vocal REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Dónde encaja PSTN ATM PSTN REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Tipos HDSL = High bit-rate DSL (SHDSL = G.991.2) • • • • • Popular como alternativa para transporte de T1/E1 No requiere repetidores (T1/E1 sí) Compatibilidad con otros DSLs en el mismo mazo La central puede alimentar el CSU/DSU del abonado Empleado también dentro de edificio con cableado telefónico Tecnología Velocidad Distancia Medio HDSL T1/E1 3,66Km 2-3 pares Digital HDSL2 (SHDSL) T1/E1 hasta 4.6Mbps ↑↓ 3,66Km 1-2 pares Digital REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Tipos SDSL = Symmetric DSL • • • No soporta línea telefónica analógica Puede llegar a velocidad de T1 pero causa interferencias con los pares en el mismo mazo Baja compatibilidad entre fabricantes Tecnología Velocidad Distancia Medio HDSL T1/E1 3,66Km 2-3 pares Digital HDSL2 (SHDSL) T1/E1 hasta 4.6Mbps ↑↓ 3,66Km 1-2 pares Digital SDSL 768Kbps 7Km 1 par Depende REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Tipos ADSL = Asymmetric DSL • • • Diferente velocidad en cada sentido Puede sincronizar ambos extremos con diferentes velocidades Máxima velocidad de bajada permite más de 1 canal de TV Tecnología Velocidad Distancia Medio HDSL T1/E1 3,66Km 2-3 pares Digital HDSL2 (SHDSL) T1/E1 hasta 4.6Mbps ↑↓ 3,66Km 1-2 pares Digital SDSL 768Kbps 7Km 1 par Depende ADSL 1.5-6,1Mbps ↓ 16-640Kbps ↑ 5,5Km 1 par Analog. REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Tipos IDSL = ISDN DSL • • Mantiene compatibilidad con equipamiento RDSI No entra en la central de voz RDSI Tecnología Velocidad Distancia Medio HDSL T1/E1 3,66Km 2-3 pares Digital HDSL2 (SHDSL) T1/E1 hasta 4.6Mbps ↑↓ 3,66Km 1-2 pares Digital SDSL 768Kbps 7Km 1 par Depende ADSL 1.5-6,1Mbps ↓ 16-640Kbps ↑ 5,5Km 1 par Analog. IDSL 144Kbps (2B+D) 5,5Km 1 par Digital REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Tipos VDSL = Very-high-data-rate DSL • • G.993.1 VDSL (downstream 55Mbps, upstream 15Mbps) G.993.2 VDSL2 – 55Mbps downstream, 30Mbps upstream (12MHz) – 100Mbps upstream/downstream (30MHz) Tecnología Velocidad Distancia Medio HDSL T1/E1 3,66Km 2-3 pares Digital HDSL2 (SHDSL) T1/E1 hasta 4.6Mbps ↑↓ 3,66Km 1-2 pares Digital SDSL 768Kbps 7Km 1 par Depende ADSL 1.5-6,1Mbps ↓ 16-640Kbps ↑ 5,5Km 1 par Analog. IDSL 144Kbps (2B+D) 5,5Km 1 par Digital VDSL 13-55Mbps ↓ 15-30Mbps ↑ 300m-1,4Km 1 par Analog. REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Espectro REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Nuevas versiones de ADSL ADSL2 (G.992.3, 2002) • • • • • • • Soporta modo digital (sin POTS) Eso añade 256Kbps al upstream Mejores resultados para líneas largas Mínimo 8Mbps downstream y 800Kbps upstream Hasta 12Mbps downstream y 1Mbps upstream Negociación inicial más rápida Soporta emplear varias líneas simultáneamente (16xn Mbps sobre n+1 pares) • Capacidad para transportar Ethernet sobre ADSL REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Nuevas versiones de ADSL ADSL2+ (G.992.5, 2003) • Amplía el BW hasta 2,2MHz • Incrementa la velocidad de bajada a más de 20Mbps (hasta 24,5Mbps) • Máxima velocidad solo en menos de 2,4Km REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Nuevas versiones de ADSL ADSL2++ • En estudio • Amplía el BW hasta 4,4MHz • Incrementa la velocidad de bajada a unos 50Mbps y la subida a unos 6Mbps REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Distancias y velocidades REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Distancias y velocidades 100 Data rate [Mbit/s] 60 VD 8 2 SL 20 ADS L2+ SHDSL 1 km 2 km 3 km 4 km 5 km Line Length REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática VDSL2 Performance 250 200 DS ADSL2+ (2.2 MHz) Symmetrical 100Mbit/s due to 30MHz bandwidth DS VDSL1 (12 MHz) DS VDSL2 (30MHz) Rate / MBit/s AWGN/-140dBm/Hz/ANSI-TP1 150 Improved mid range performance through Trellis/Viterbi coding and Generic Convolutional Interleaver 100 ADSL-like long reach performance due to Trellis coding and Echo Cancellation 50 0 0 Reach / m 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática ADSL REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática ADSL • ITU-T G.992.1 • El enlace se sincroniza (inicialización y acondicionamiento) a una velocidad upstream y otra downstream • Una vez sincronizado no es adaptable • La modulación permite mantener el canal ante ciertas cantidades de ruido • Si no puede mantener la tasa de des-sincroniza • Downstream al menos debe soportar 6Mbps y puede llegar hasta 8Mbps DMT = Discrete MultiTone • • • 255 portadoras en las frecuencias nx4.3215 KHz 32 upstream, 250 downstream (solape y cancelación de eco) 32 upstream, 218 downstream (sin solape, FDM) POTS Upstream Downstream Amplitud REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Modulación en ADSL Frequency 300Hz 25 kHz 3400Hz 138 kHz 165 kHz 1.1 MHz • • • • • Cada portadora 4000 baudios Normalmente cada una desde 4-QAM (2bits/símbolo) a 256QAM (8bits/símbolo) 8bits por símbolo, 4000 baudios → 32Kbps por portadora Tasas en múltiplos de 32Kbps Ruido en una portadora hace que los bits que transporta sean transferidos a otra próxima (bit-swapping) POTS Upstream Downstream Amplitud REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Modulación en ADSL 1 7 4 25 29 138 38 165 255 1100 Carriers kHz REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Modulación en ADSL • Una portadora podría 15bits/símbolo según la SNR transportar Number of Bits/sym b o l QAM Signal/noise ratio (SNR in dB) for BER<10-7 4 QAM- 1 6 21.8 6 QAM-64 27.8 8 QAM-256 33.8 9 QAM-512 36.8 10 QAM-1.02 4 39.9 12 QAM-4.096 45.9 14 QAM-16.384 51.9 hasta REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Arquitectura ADSL T-R V-C Broadband network (Internet) Physical interface Switching function NT (customer premises equipment) ATU-C U-C 2 High-pass filter Narrowband network (PSTN) POTS or ISDN User Device (PC) T/S ATU-R (DSL modem) Local loop Physical interface Premises distribution network U-R 2 User Device (PC) High-pass filter Low-pass filter Low-pass filter Central splitter Remote splitter U-R U-C Switching function POTS or ISDN Telephone (modem, fax Or ISDN) Figura 1-1/G.992.1 - Modelo de referencia del sistema ADSL REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Arquitectura ADSL T-R T/S NT (customer premises equipment) ATU-R Switching (DSL modem) function User Device (PC) Premises distribution network Physical interface T-R U-R 2 V-C Broadband network (Internet) NT (customer premises equipment) ATU-R Physical interface Switching function ATU-C U-C 2 High-pass filter Narrowband network (PSTN) Switching ATU-R: ADSL Termination(DSL Unit, Remote side modem) function POTS or ISDN Local loop Physical interface User Device (PC) Premises distribution network U-R 2 User Device (PC) High-pass filter Low-pass filter Low-pass filter Central splitter Remote splitter U-R U-C User Device (PC) T/S POTS or ISDN Telephone (modem, fax Or ISDN) Figura 1-1/G.992.1 - Modelo de referencia del sistema ADSL REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Arquitectura ADSL T-R V-C Broadband network (Internet) Physical interface Switching function NT (customer premises equipment) ATU-C U-C 2 High-pass filter Narrowband network (PSTN) POTS or ISDN User Device (PC) T/S ATU-R (DSL modem) Local loop Physical interface Premises distribution network U-R 2 User Device (PC) High-pass filter Low-pass filter Low-pass filter Central splitter Remote splitter U-R U-C Switching function POTS or ISDN Telephone (modem, fax Or ISDN) Figura 1-1/G.992.1 - Modelo de referencia del sistema ADSL REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Arquitectura ADSL V-C Broadband network (Internet) Physical interface Switching function Local loop ATU-C U-C 2 Narrowband network (PSTN) POTS or ISDN T-R 2 U-R T/S NT (customer premises equipment) High-pass filter ATU-R Switching Physical User Device (PC) Premises distribution interface Telephone network (DSL modem) function Low-pass filter POTS or ISDN U-R 2 Remote Local U-R splitter loop High-pass filter High-pass filter Low-pass filter Low-pass filter Central splitter Remote splitter U-R U-C POTS or ISDN (modem, fax Or ISDN) User Device (PC) Telephone (modem, fax Or ISDN) Figura 1-1/G.992.1 - Modelo de referencia del sistema ADSL REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Arquitectura ADSL T-R V-C Broadband network (Internet) Physical interface Switching function NT (customer premises equipment) ATU-C U-C 2 High-pass filter Narrowband network (PSTN) POTS or ISDN User Device (PC) T/S ATU-R (DSL modem) Local loop Physical interface Premises distribution network U-R 2 User Device (PC) High-pass filter Low-pass filter Low-pass filter Central splitter Remote splitter U-R U-C Switching function POTS or ISDN Telephone (modem, fax Or ISDN) Figura 1-1/G.992.1 - Modelo de referencia del sistema ADSL REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Arquitectura ADSL ATU-C: ADSL Termination Unit, Central office side V-C T-R Broadband network (Internet) Broadband network (Internet) Physical interface Physical V-C interface Switching function Switching NT (customer premises equipment) ATU-C function ATU-C U-C 2 Narrowband network Narrowband (PSTN) network (PSTN) POTS or ISDN High-pass filter ATU-R (DSL modem) U-C2 Local loop Low-pass filter Central splitter U-R U-C Switching function High-pass U-R 2 filter User Device (PC) T/S Physical interface Local loop Premises distribution network User Device (PC) High-pass Low-pass filter filter Low-pass Central filter POTSU-C or ISDN splitter Remote splitter Telephone (modem, fax Or ISDN) Figura 1-1/G.992.1 - Modelo de referencia del sistema ADSL REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Arquitectura ADSL DSLAM = Digital Subscriber Line Access Multiplexer ATU-C: ADSL Termination Unit, Central office side ATU-C V-C ATU-C Broadband ATU-C V-C DSLAM Physical network ATU-C interface (Internet) Broadband network (Internet) Physical interface Switching function T-R Switching NT (customer premises equipment) ATU-C function ATU-C U-C2 ATU-C U-C 2 Narrowband network Narrowband (PSTN) network (PSTN) ATU-R (DSL modem) POTS or ISDN High-pass filter Local loop Low-pass filter Central splitter U-R U-C Switching function High-pass U-R 2 filter User Device (PC) T/S Physical interface Local loop Premises distribution network User Device (PC) High-pass Low-pass filter filter Low-pass Central filter POTSU-C or ISDN splitter Remote splitter Telephone (modem, fax Or ISDN) Figura 1-1/G.992.1 - Modelo de referencia del sistema ADSL REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Arquitectura ADSL T-R V-C Broadband network (Internet) Physical interface Switching function NT (customer premises equipment) ATU-C U-C2 High-pass filter Narrowband network (PSTN) POTS or ISDN User Device (PC) T/S ATU-R (DSL modem) Local loop Physical interface Premises distribution network U-R2 User Device (PC) High-pass filter Low-pass filter Low-pass filter Central splitter Remote splitter U-R U-C Switching function POTS or ISDN Telephone (modem, fax Or ISDN) Figura 1-1/G.992.1 - Modelo de referencia del sistema ADSL REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Capacidad de transporte • El sistema ADSL puede transportar datos en modo STM o ATM • Puede haber hasta 7 trenes (“bearers”) de datos: – Hasta 4 canales símplex en sentido descendente (AS0-AS3) – Hasta 3 canales dúplex (pueden ser símplex y de velocidad independiente) (LS0-LS2) – Son canales lógicos, todos en el mismo ADSL • Hoy en día normalmente: – – – – – Se emplea el modo ATM Solo canal AS0 en descendente y LS0 en ascendente Latencia simple “rápida/fast” o “intercalada/interleaved” Downtream: 32 a 6,144 Kbps en múltiplos de 32Kbps Upstream: 32 a 640Kbps en múltiplos de 32Kbps Puerto 0 ATM0-AS0 AS0-ATM0 ATM0-LS0 LS0-ATM0 Puerto 1 (opcional) ATM1-LS1 Timing Management (OAM) Interfaz a la red ATU-R ATM1-AS1 ATU-C REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Subcanales en ATM sobre ADSL Puerto 0 AS1-ATM1 Puerto 1 (opcional) LS1-ATM1 Timing Management (OAM) Interfaz al CPE REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Supertrama ADSL 17ms Frame 0 Frame 1 Frame 2 Fast Fast data byte Buffer contents AS0 AS1 LS0 Frame 3 Frame 65 Frame 66 Frame 67 FEC Interleaved data Buffer contents Ejemplo Synch REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Corrección de errores • • Código Reed-Solomon Dos modos: – “rápido/fast” (opcional): baja latencia Message vector Check Transmitted data Error burst Line data Destruidos más que los recuperables After receive checking Lost block REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Corrección de errores • • Código Reed-Solomon Dos modos: – “intercalado/interleaved” Block 0 Message vector Block 1 Data to transmit Block 2 Check Block 3 Error burst Line data 6 octetos destruidos Block 0 Correction Block 4 Block 1 Chk Correction Block 2 Chk Correction Block 3 Chk Correction Receive Chk Correction Chk REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Corrección de errores • • Código Reed-Solomon Dos modos: – “intercalado/interleaved” Más tiempo (retardo) para construir los bloques a transmitir Más tiempo para reconstruirlos Block 0 Block 1 Data to transmit Block 2 Block 3 Message Check vector Error burst Line data 6 octetos destruidos Block 0 Correction Block 4 Block 1 ChkCorrection Block 2 ChkCorrection Block 3 ChkCorrection Receive ChkCorrection Chk REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Ajuste de velocidad En la inicialización • • • "planned rate”: valocidad requerida por el operador Para un margen de ruido mayor del especificado y BER≤10-7 El modem debe mantener la velocidad Rate Max possible modem rate Operator planned bit rate Real bit rate t REDES DE BANDA ANCHA Área de Ingeniería Telemática Ajuste de velocidad En la inicialización • • • • Mínimo y máximo impuesto por el operador Para un margen de ruido mayor del especificado y BER≤10-7 Si no puede garantizar el mínimo no funciona y lo notifica El modem debe mantener la velocidad Max required bit rate Rate Max. possible modem bit rate on initialisation Min required bit rate Real bit rate t
