SISTEMAS de ACCESO METALICOS (xdsl) sistemas de telecomunicación (STEL-2011)

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1 tema SISTEMAS de ACCESO METALICOS (xdsl)

2 CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO SISTEMAS DE ACCESO ADSL ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL SISTEMAS DE ACCESO VDSL DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) LOS SISTEMAS xdsl EN ESPAÑA Anexo-: Transformada Discreta de Fourier Anexo-: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)

3 CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO SISTEMAS DE ACCESO ADSL ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL SISTEMAS DE ACCESO VDSL DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) LOS SISTEMAS xdsl EN ESPAÑA Anexo-: Transformada Discreta de Fourier Anexo-: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación) 3

4 el bucle de abonado / CALIBRES TIPICOS: -> 0,405 mms (6 AWG) -> 0,5 mms ( 4 AWG) AWG -> American Wire Gauge CABLE de PARES CAPACIDAD DEL CABLE: -> desde 5 pares -> hasta pares de la central telefónica salen cables de gran capacidad (de.400 pares, típicamente, en España) que se van ramificando hasta los cables de 00, 00, 50 o 5 pares que llegan a las cajas terminales (en edificios antiguos ) o el RITI (Recinto de Infraestructura de Telecomunicaciones Inferior) en edificios con IICCTT 4

5 CENTRAL TELEFONICA el bucle de abonado / capacidad del cable (número de pares 50 / 7 / ADSL de Telefónica ADSL de otro Operador.400 5/7/4 00/3/7 5// /37/3 50/7/ 50/7/ 5

6 el bucle de abonado /3 expresión de Shannon C W log S / N 56 Kbps 4 KHz log modem V.90/V.9 para incrementar C -> aumentar W las tecnologías xdsl superan ampliamente la banda de 4 KHz de modem vocal V.90/V.9 6

7 el bucle de abonado /4 Np/km = 8,7 db/km R L C G ( / km H / km F / km / km) parámetros primarios (del par) Z x v 0 fase Z Y Z Y w / b R G jwl jwc a Np / km y v grupo parámetros secundarios (del par) jb rad / km w / b R se incrementa con f (efecto pelicular, de radiación, ) L se reduce con f (efecto pelicular,..); entre algunos KHz y MHz baja 0, mh/km C también se reduce con f (al bajar la permitividad del aislante) 7

8 _ Como se sabe, mientras la Resistencia y la Atenuación del bucle metálico (par de hilos de cobre simétricos) se incrementan con la frecuencia, la Inductancia y la Capacidad: a) se incrementan también con la frecuencia. b) se reducen con la frecuencia. c) son invariantes (constantes) con la frecuencia. d) mientras la Inductancia se incrementa, la Capacidad se reduce. 8

9 el bucle de abonado /5 R CC l s 8 R CA R 4 CC 3 8u u Cu 0,007 mm f Hz 7,4 mm km Resistencia, en corriente contínua (R CC ) y en corriente alterna (R CA ) de un par de cobre (ρ = 7,4 Ω mm / km) de calibre Φ 9

10 el bucle de abonado /6 BF Z 0 R f R f wc 0 w L f Rf j j f wc aproximación de Alta Frecuencia (AF) wcf Rf wcrf a b AF Rf 0,4 w Lf Z 0 / Cf Lf L f / C aproximación de Baja Frecuencia (BF) a R f Z 0 y b w Lf C 0

11 el bucle de abonado /7 existen cuatro parámetros que tienen menor relevancia en baja frecuencia (hasta unos 4 khz, típicamente) y que adquieren especial relevancia en alta frecuencia: la atenuación, que se incrementa con la frecuencia (según f / para altas frecuencias). la diafonía NEXT (que se incrementa según f 3/ ). la diafonía FEXT (que se incrementa según f / ). las ramas múltiples, que se comportan como circuitos abiertos en baja frecuencia, y generan reflexiones en alta frecuencia.

12 FUNCION DE TRANSFERENCIA (db) el bucle de abonado /8-6,0-8,0 Φ=0.5 mms / L= Kms -0,0 -,0-4,0-6,0-8,0 Φ=0.405 mms / L= Kms FRECUENCIA (khz) la atenuación se incrementa según f / para altas frecuencias

13 el bucle de abonado /9 CENTRAL OFFICE PAR/PARES INTERFERENTES PAR INTERFERIDO CPE CPE NEXT Near End Cross Talk (Paradiafonía, por capacidades parásitas, ) H NEXT 3 4 0,6 3 f k f,850 n f NEXT Hz 0 Hz n = número de sistemas (pares) interferentes PSD NEXT PSD SISTEMA INTERFEREN TE H NEXT f PSD (Power Spectral Density) 3

14 el bucle de abonado /0 CENTRAL OFFICE PAR/PARES INTERFERENTES PAR INTERFERIDO CPE CPE FEXT Far End Cross Talk (Telediafonía, por capacidades parásitas,..) H FEXT f H H PAR f f k FEXT,5 0 PAR Hz f Hz n 7 0, 6 n = número de sistemas (pares) interferentes f PSD FEXT PSD SISTEMA INTERFEREN TE H FEXT f PSD (Power Spectral Density) 4

15 el bucle de abonado / Mientras en el ADSL (con espectro limitado, de MHz, y alcance elevado, de hasta 3 kms) suele predominar la NEXT, en el VDSL (con amplio espectro, de hasta 30 MHz, y alcance reducido, de unos 600 metros) prevalece la FEXT. 5

16 _ La transferencia de energía entre pares metálicos, diafonía, es más perjudicial (más elevada): a) en frecuencias bajas. b) a altas frecuencias. c) en frecuencias intermedias. d) mayor en fibra óptica que en pares metálicos. 6

17 CENTRAL OFFICE ramas múltiples CPE el bucle de abonado / CABLE METALICO CPE CPE PAR DE HILOS (BUCLE DE ABONADO) CIRCUITO ABIERTO BRIDGE TAP CPE CUSTOMER PREMISE EQUIPMENT CAMBIO DE CALIBRE 7

18 el bucle de abonado /3 además de los anteriores parámetros (atenuación, NEXT, FEXT, ramas múltiples, cambios de calibre,..) en alta frecuencia tienen relevancia también: el AWGN (Additive White Gaussian Noise), con valores del orden de -0 dbm/hz el ruido impulsivo (generado por transformadores, e- lectrodomésticos,..) que puede alcanzar hasta 40 mv de amplitud, con duración de hasta 800 μseg. 8

19 CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO SISTEMAS DE ACCESO ADSL ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL SISTEMAS DE ACCESO VDSL DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) LOS SISTEMAS xdsl EN ESPAÑA Anexo-: Transformada Discreta de Fourier Anexo-: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación) 9

20 DSLAM sistema ADSL / INTERNET CENTRAL TELEFONICA PAR METALICO ADSL SERVIDOR DE VIDEO OTROS OPERADORES DSLAM DIGITAL SUSCRIBER LINE ACCESS MUX ADSL PAR METALICO PAR METALICO hasta 0 Mbps ADSL ADSL hasta 800 Kbps ADSL -> Asymmetric.- sistema punto a punto Digital Subscriber Line.- sobre un único par.- compatible con STB (4 khz) y con RDSI (B+D) 0

21 600 mm x 600 mm x 00 mm (WxDxH) sistema ADSL / DSLAM SMARTX MA5600 de HUAWEI

22 sistema ADSL /3 DSLAM 504G de ALCATEL-LUCENT (minidslam)

23 3_ En el sistema ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) la función del DSLAM es: a) filtrar el ruido de diafonía NEXT. b) reducir el ruido de diafonía FEXT. c) multiplexar/demultiplexar las señales de varios ADSLs. d) evitar la interferencia entre símbolos. 3

24 PUNTO ACCESO WIFI, PC, sistema ADSL /4 INTENET, VIDEO,.. TERMINAL DE RED (NT) V-C T-R T/S PHY ATU_C ATU_R PHY U-C U-R FPA U-C U-R FPA RED TELEFONICA FPB PAR METALICO FPB DIVISOR_C DIVISOR_R ATU -> ADSL Transceiver Uit 4

25 sistema ADSL /5 FPA -> ELIMINA INTERFERENCIAS DE ADSL (00 mw) SOBRE RDSI / RTB ( 0, mw) FPB -> AISLA ADSL DE RTB / RDSI (armónicos de corriente de llamade, de marcación decádica,...) sin FPB -> opción SPLITTERLESS canalización del ADSL/POTS USUARIO --> RED RED --> USUARIO Frecuencia (KHz)

26 sistema ADSL /6 USUARIO --> RED RED --> USUARIO f (KHz) ADSL / POTS.04 ADSL sobre POTS (Plain Old Telephone Service, 4 khz) USUARIO --> RED RED --> USUARIO f (KHz) ADSL / RDSI.04 ADSL sobre RDSI (sobre Acceso Básico B+D, 44 kbps) 6

27 sistema ADSL /7 SPLITTER ADSL/POTS SPLITTER ADSL/RDSI Modem ADSL/POTS TELEFONIA TELEFONIA LINEA f C = 4.4 KHz LINEA f C = 90 KHz BUCLE de ABONADO PTR MICROFILTRO BANDA ANCHA BANDA ANCHA Punto de Terminación de Red MICROFILTRO f C = 4 KHz f C = 0 KHz FILTROS MICROFILTROS (para instalación splitterless) 7

28 BITS POR SUBCANAL NIVEL DE RUIDO sistema ADSL: modulación DMT /8 BANDA = SUBCANALES (SUBCANAL -> f = 4 KHz ) FRECUENCIA -> modulación DMT (Discrette MultiTone. un tono por subcanal) 0 N-3 N- N- FRECUENCIA f << -> H(f) Plana -> No_Ecualización -> Economía f << -> RUIDO Plano algoritmo de bit loading -> en la fase de inicialización (unos 0 seg. en ADSL, y unos seg. en ADSLPlus) -> para asignar bits a los subcanales -> se emite un tono en cada subcanal y se pide al receptor (ATU-R) que calcule la relación (S/N) en cada subcanal y envíe la información al emisor (ATU-C) 8

29 sistema ADSL: modulación DMT /9 9

30 CONVERSOR SERIE -> PARALELO MAPEADO DE LA CONSTELACION sistema ADSL: modulación DMT /0 n 0 bits n bits Z 0 Z Z i = Información ESPECTRAL -> IDFT (Z i ) = Información TEMPORAL = x(n) Q R bps L bits (T 0 ) L bits (T 0 ) n i bits Z i C I L N n i i0 n N- bits Z N D Z i Z i = C i +jd i -> AMPLITUD Y FASE DE UNA PORTADORA -> INFORMACION ESPECTRAL 00 30

31 sistema ADSL: modulación DMT / Z i ( i = 0,,,..N-) -> s.simétrica Z k ( k = 0,,, N-) -> x(n) real IDFT N N X ( k) IDFT X NA jnb k k k k0 X ( k) e kn j N x( n) N kn kn A0 B0 Ak cos Bk sen k N N nt0 n x( n) x( t nt ) x( t ) x( t ) n Nf0t N Nf 0 N Ak cos(kf0t) Bk sen(kf0t) x( t) A0 B0 N QAM ( f kf0) k SEÑALES 3

32 sistema ADSL: modulación DMT / N Ak cos(kf0t) Bk sen(kf0t) x( t) A0 B0 N QAM ( f kf0) k SEÑALES A k B k

33 4_ Supuesto un ADSL con sólo cuatro subcanales, y siendo en un momento dado el mapeo QAM inicial de los mismos (3+j3), (3-j), (-3+j) y (--j), el mapeo final será: a) (3+j3), (3-j), (-3+j) y (--j) b) 3, (3-j), (-3+j), (--j), 3, (-+j), (-3-j) y (3+j) c) (3+j3), (3-j3), (3-j), (-3+j), (-+j) y (--j) d) 3, (3-j), (-3+j), (--j), 3, (-j), (3+j) y (-3-j) 33

34 SERIE -> PARALELO MAPEADO a QAM SIMETRIA HERMITICA TRANSFORMADA INVERSA sistema ADSL: modulación DMT /3 ( 4 )6-QAM W = /T 0 = 4 KHz T 0 = /W = 50 μseg ( )4-QAM (S/N)=50 (S/N)=00 ( )4-QAM (S/N)=40 0 W W W 0 --j 0-0 +j j +j3 0 -+j --j T 0 = /W = 50 μseg j3 --j -+j -j3 34

35 35 sistema ADSL: modulación DMT /4 TRANSFORMADA INVERSA 0 SERIE -> PARALELO 0 -j3 MAPEADO a QAM --j - +j3 +j3 SIMETRIA HERMITICA T 0 = /W = 50 μseg j -+j --j t f sen t f t f sen t f t f t f n x n sen n n sen n n e j e j e e j e j e e k X e k X N n x n j n j n j n j n j j k kn j N k N kn j cos 4 6 cos cos 6 6 ) 6 ( 3 3 cos cos cos ) ( señal QAM en f 0 señal QAM en f 0

36 sistema ADSL: modulación DMT /5 f 0 = /T 0 FRECUENCIA señales ORTOGONALES, no limitadas en frecuencia (SINC), pero sin IES. para la ortogonalidad, se requiere que el espaciamiento entre frecuencias (entre subportadoras) sea según /T 0 36

37 sistema ADSL: modulación DMT /6 SIMBOLO DMT (inicial) = BLOQUE ORIGINAL DE N MUESTRAS x 0 x x x N-v x N-v+ x N-v+ x N- SIMBOLO DMT (final): BLOQUE RESULTANTE DE N+v MUESTRAS x N-v x N-v+ x N- x 0 x x x N-v x N-v+ x N-v+ x N- PREFIJO CICLICO BLOQUE ORIGINAL DE N MUESTRAS Señales ORTOGONALES -> No IES Canal No_Lineal -> Si IES PREFIJO CICLICO A las N muestras se añaden v muestras más, que no se procesan en recepción. 37

38 sistema ADSL: modulación DMT /7 intervalo de guarda, para evitar la interferencia entre símbolos (ISI), en el que, al objeto de mantener la ortogonalidad, se coloca el prefijo cíclico (PC) Símbolo DMT- Símbolo DMT- Símbolo DMT-3 tiempo (TRANSMISION) el prefijo cíclico se ignora en recepción Símbolo DMT- Símbolo DMT- Símbolo DMT-3 tiempo (RECEPCION) considerando que la función de transferencia típica del subcanal tiene v términos significativos, el prefijo cíclico constará de v+ muestras (en ADSL se toma v = 3 ) 38

39 5_ En los sistemas_adsl, la longitud del prefijo cíclico está relacionada con: a) el tipo del servicio prestado (datos, voz/vídeo,...). b) el modo de transporte considerado: ATM, Ethernet,... c) el ruido presente en el bucle (AWGN, interferencia_am, ruido impulsivo,...). d) la función de transferencia del par metálico. 39

40 FORMACION SECUENCIA SIMETRICA DE HERMITIAN TRANSFORMADA INVERSA DISCRETA DE FOURIER (IDTF) sistema ADSL: modulación DMT /8 UIT-T/G.99 ANSI T.43 SIMBOLO DMT = N+PC+S = x = 55 muestras Z 0 Z Z i X 0 X X k x(n) INSERCION PREFIJO CICLICO x (m) VELOCIDAD DE SIMBOLO-DMT: 5 muestras -> f 0 = /T 0 = 4 KHz D/A CANAL (PAR SIMETRICO) Z N- X N- SEPARACION entre SUB-CANALES: 55 muestras -> 4 x (55/5) = 4,35 KHz = f 40

41 sistema ADSL: bit loading /9 Sub_Canal i -> P.Recibida = P i (W) -> Ruido = i (W/Hz) -> n i bits -> M i = n i estados -> Ancho = /T 0 = f 0 = W -> (S/N) i = P i / i W K i =(n i ) tal que K i 4 Si( S / N) i PES i 4 n i Qa i K i Qa i x z Q( x) e dz si( x) Q( x) e x 4

42 sistema ADSL: bit loading /0 a Q (a, 3a ) ( 3a, 3a ) a (a, a ) ( 3a, a ) I E i PT i 0 P i / W a 3E i n 3P W i n i i 4

43 43 sistema ADSL: bit loading / ) / ( 3 exp exp n i i i i i i i i N S K a K a Q K PES ) ( ) / 3( log i i i i K PES Ln N S n W n f n C N i i N i i 0 0 0

44 sistema ADSL: bit loading / UIT-T/G.99 -> n i 5 -> PEB < 0-7 -> Margen de Seguridad = 6 db DISTRIBUCION UNIFORME DE ERRORES PES = n x PEB DADO QUE A PRIORI NO SE CONOCE PES, PUES ELLO EXIGIRIA EL CONOCIMIENTO PREVIO DE n, EN LA EXPRESION DE CALCULO DE n SE PUEDE UTILIZAR PEB EN LUGAR DE PES, LO CUAL CONDUCE A UNA ESTIMACION LIGERAMENTE PESIMISTA DE n, LA CUAL SE COMPENSA CON EL POSTERIOR REDONDEO POR DEFECTO 44

45 CAPACIDAD por SUBCANAL (Kbps) P T = mw / T = -73,8 dbm/hz = o,405 mms sistema ADSL: capacidad /3 80,0 60,0 40,0 0,0 CON, UNICAMENTE, RUIDO TERMICO 00,0 80,0 60,0 CON, ADEMAS, DIAFONIA (NEXT) DE OTRO SISTEMA_ADSL 40,0 0,0 0,0 LONGITUD DEL BUCLE (Kms) 0,5,0,5,0,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 MS (6 db) -> aportado por REED-SOLOMON y ENTRELAZADO 45

46 sistema ADSL: capacidad /4 P RCX = P TRX - αl P TRX ADSL P NEXT = P RCX x H NEXT ADSL P TRX ADSL ADSL S N P P RCX P H P RCX NEXT RCX RCX HNEXT W H NEXT TERMICO P RCX = P TRX - αl P RCX = P TRX - αl P TRX ADSL P NEXT = P RCX x H NEXT ADSL P TRX ADSL ADSL S N P P RCX P H P RCX NEXT RCX RCX HNEXT W H NEXT TERMICO P RCX = P TRX αl P TRX P RCX3 = P TRX αl 3 ADSL ADSL ADSL P TRX P NEXT3 = P RCX3 x H NEXT ADSL S P RCX 3 RCX 3 N 3 P W RCX HNEXT W 3 TERMICO TERMICO P P RCX3 = P TRX αl 3 46

47 CAPACIDAD por SUBCANAL (Kbps) sistema ADSL: capacidad /5 65,0 60,0 con NEXT de sistema_adsl 55,0 50,0 45,0 con NEXT de Sistemas_ADSL con NEXT de 3 Sistemas_ADSL 40,0 35,0 LONGITUD DEL BUCLE (Kms) 0,5,0,5,0,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 P T = mw / = 0,405 mms MS (6 db) -> aportado por REED_SOLOMON y ENTRELAZADO 47

48 6_ La representación capacidad versus alcance (distancia) de un sistema ADSL muestra un segmento relativamente plano, sobre el que se puede afirmar que corresponde: a) a distancias cortas, predominando el ruido AWGN. b) a distancias cortas, con predominio del ruido de diafonía. c) a alcances largos, predominando el ruido AWGN. d) a alcances largos, con predominio del ruido de diafonía. 48

49 sistema ADSL: capacidad /6 CAPACIDAD = CANALES PORTADORES TARA DEL SISTEMA CANAL V. MINIMA V. MAXIMA CANAL V. MINIMA V.MAXIMA AS0 3 Kbps 6.44 Kbps LS0 3 Kbps 640 Kbps AS 3 Kbps Kbps LS 3 Kbps 640 Kbps AS 3 Kbps 3.07 Kbps LS 3 Kbps 640 Kbps AS3 3 Kbps.536 Kbps ASx -> Símplex / LSx -> Dúplex ASx -> Unidireccionales Descendentes -> múltiplos de 3 Kbps LSx -> Bidireccionales ( o U. Independientes) 49

50 sistema ADSL: capacidad /7 CAPACIDAD = CANALES PORTADORES TARA DEL SISTEMA EOC = Embedded Operations Channel OAM = Operations Administration and Maintenance CRC = Cyclic Redundance Check FEC = Forward Error Correction NTR = Network Timing Reference 50

51 Aleatorizador y FEC ENTRELAZADO MULTIPLAJE Aleatorizador y FEC ORDENACION DE TONOS SERIE-> PARALELO y MAPEO CONSTELACION IDFT PARALELO -> SERIE sistema ADSL: ATU /8 vía rápida, sin entrelazado, para aplicaciones en tiempo real (VoIP, streaming,..) esquema del sentido descendente (downstream) V-C 0 5 ATM0 proceso células AS0 CRC F ATM NTR proceso células OAM AS 55 0 CONVERTIDOR D/A ( Digital -> Analógico ) PAR METALICO eoc / aoc CRC I vía lenta, con entrelazado, para aplicaciones críticas (transacciones, ) cada ASx solo puede encaminarse por una vía (Lenta o Rápida) 5

52 sistema ADSL: ATU /9 el entrelazado permite detectar y corregir errores, especialmente si éstos son en ráfaga (caso de ruido impulsivo,..); no obstante, en recepción se introduce cierto retardo (cierta latencia) SECUENCIA TRANSMITIDA TRANSMISION SIN ENTRELAZADO SECUENCIA RECIBIDA AAAA BBBB CCCC DDDD AAAA BBBB CCCC DDDD AAAA BBBB CCCC DDDD SECUENCIA TRANSMITIDA ERRORES EN RAFAGA ERRORES CONSECUTIVOS, DIFICILES DE DETECTAR Y CORREGIR SECUENCIA RECIBIDA AAAA BBBB CCCC DDDD ABCD ABCD ABCD ABCD AAAA BBBB CCCC DDDD TRANSMISION CON ENTRELAZADO ERRORES AISLADOS, FACILES DE DETECTAR Y CORREGIR 5

53 sistema ADSL: ATU /30 entrelazado de tipo convolucional, que se aplica a la salida del codificador Reed-Solomon si la profundidad de entrelazado es D, el octeto B i es desplazado (D-) x i octetos ENTRADA ENTRADA AL ENTRELAZADO B 0 j B j B j B 3 j B 4 j B 0 j+ B j+ B j+ B 3 j+ B 4 j+ SALIDA SALIDA DEL ENTRELAZADO B 0 j B 3 j- B j B 4 j- B j B 0 j+ B 3 j B j+ B 4 j B j+ ejemplo para D= y secciones de cinco octetos (i = 0,,,3,4) el retardo (la latencia) dependerá de D y de i MAX 53

54 sistema ADSL: ATU /3 CRC -> bytes por Trama, uno para la vía Rápida y otro para la Lenta bytes de mensaje bytes añadidos FEC -> Reed-Solomon -> N = K+R corrección de hasta T = (N-K)/ = R/ bytes erróneos d n d n- d n- d n-8 d n-3 la aleatorización permite obtener un espectro cuasi plano ( blanqueado, sin periodicidad) y limitado en banda d n aleatorización -> d n = d n d n-8 d n-3 54

55 7_ Supuesto que en un cable se registra mucho ruido, el formato (N,K) de la codificación Reed-Solomon preferido para el sistema ADSL será: a) 40,4 b) 44,8 c) 96,80 d) 64,48 55

56 MULTIPLAJE SERIE-> PARALELO y MAPEO CONSTELACION IDFT PARALELO -> SERIE sistema ADSL: ATU /3 esquema del sentido ascendente (upstream) T-R ATM0 proceso células LS0 60 ATM proceso células LS eoc / aoc

57 sistema ADSL: ATU /33 DENSIDAD ESPECTRAL DE POTENCIA (dbm/hz) FRECUENCIA (KHz) densidad espectral de potencia para el sentido descendente (downstream) 4 5, DENSIDAD ESPECTRAL DE POTENCIA (dbm/hz) densidad espectral de potencia para el sentido ascendente (upstream) FRECUENCIA (KHz)

58 sistema ADSLPlus / ADSLPlus -> estándar UIT-T/G.99.5, de Mayo de 003 Ventajas: mantiene las innovaciones introducidas por el ADSL: codificación de Trellis (que introduce una ganancia de hasta 3 db), modo de transporte Ethernet, opción all digital mode,... además, duplica la banda del ADSL/ADSL (.04 MHz) hasta los.08 MHz, incrementando pues la capacidad. 58

59 sistema ADSLPlus / Modem ADSL PC DSLAM Servidor IP PPP PPP IP Ethernet Ethernet AAL5/ATM ATM ATM/ AAL5 Capa Física Capa Física Par Simétrico Par Simétrico SDH SDH ADSL con modo de transporte ATM (IP sobre ATM) IP PPP PPP IP Ethernet Ethernet Ethernet Ethernet Capa Física Capa Física Par Simétrico Par Simétrico SDH o EO SDH o EO EO -> Ethernet Optica ADSL, o ADSLPlus, con modo de transporte Ethernet (IP sobre Ethernet) 59

60 sistema ADSLPlus /3 ADSLPlus: opciones (POTS, RDSI, all digital mode ) ADSL/POTS ADSL/RDSI All Digital M ode ATU-R ATU-C BANDA (KHz) DSG BANDA (KHz) DSG EC 5, , FDM 5, EC FDM EC FDM EC ( Echo Cancellation, que permite el solape de las bandas upstream y downstream ) y FDM ( Frecuency Division Multiplexing ), según se ha ilustrado en figuras anteriores, que es la opción más utilizada en la realidad. DSG = Designador = índice del subcanal superior. 60

61 sistema ADSLPlus /4 ADSL/POTS/EC ADSL/RDSI/FDM 6

62 sistema ADSLPlus /5 designador = índice = 38 / 4,35 = 3 capacidad = (38 5,875) / 4,35 = 6 subcanales designador = índice =.08 / 4,35 = 5 capacidad = (.08-38) / 4,35 = 480 subcanales USUARIO --> RED RED --> USUARIO f (KHz) 5, ADSL sobre POTS (Plain Old Telephone Service, 4 khz) 6

63 8_ La banda descendente de un ADSLPlus es de 54, khz, por lo que el número máximo de subcanales downstream que podrá alojar dicho sistema será de: a) (.08 54,4375) / 4 = 488,4 -> 488 b) (.08 54,4375) / ( x 4) = 44, -> 44 c) (.08 54,4375) / 4,35 = 453 d) (.08 54,4375) / ( x 4,35) = 6,5 -> 6 63

64 sistema ADSLPlus /6 ADSLPlus, típico (el más asimétirico) designador = índice = 38 / 4,35 = 3 -> EU-3 capacidad = (38 5,875) / 4,35 = 6 subcanales ADSLPlus, atípico (el menos asimétirico) designador = índice = 76 / 4,35 = 64 -> EU-64 capacidad = (76 5,875) / 4,35 = 58 subcanales 64

65 CAPACIDAD (Kbps) sistema ADSLPlus / ADSL+ ADSL supuesto un ruido fijo (N=AWGN, por ejemplo), y debido a que la atenuación es menor en las distancias cortas, es en éstas donde se manifiesta de forma más acusada la diferencia en la relación (S/N), y, consecuentemente, en la capacidad del sistema ADSL ADSL ALCANCE (Kms)

66 CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO SISTEMAS DE ACCESO ADSL ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL SISTEMAS DE ACCESO VDSL DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) LOS SISTEMAS xdsl EN ESPAÑA Anexo-: Transformada Discreta de Fourier Anexo-: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación) 66

67 arquitectura triple-play / Area de Servicios Comunes Servidores DNS, Caché, Correo,.. RTPC Gateway VoIP Servidor VoIP 67

68 arquitectura triple-play / Area de Servicios Comunes Servidores DNS, Caché, Correo,.. RTPC Gateway VoIP Servidor VoIP CABECERA IPTV Suele estar duplicada, se conecta a las Areas de Servicios Comunes vía anillos SDH, y contiene los codificadores en tiempo real, los reproductores de video (que lo envían a los servidores de VoD), 68

69 arquitectura triple-play /3 Area de Servicios Comunes Servidores DNS, Caché, Correo,.. RTPC Gateway VoIP Servidor VoIP AREA DE SERVICIOS COMUNES Con capacidad de hasta hogares, en la misma se replican los contenidos de VoD, se facilita el acceso a Internet y la telefonía-ip, así como ciertos servicios locales: DNS, servidor de Correo, 69

70 arquitectura triple-play /4 Area de Servicios Comunes Servidores DNS, Caché, Correo,.. RTC Gateway VoIP Servidor VoIP RED de ACCESO Para la distribución de video, el cliente IGMP (Internet Group Multicast Protocol) se instala en el STB (Set Top Box), y el DSLAM emula al servidor-igmp, bien mediante Snooping o bien como IGMP-Proxy (servidor para los clientes, y cliente para el servidor-igmp). 70

71 arquitectura triple-play /5 Area de Servicios Comunes Servidores DNS, Caché, Correo,.. RTPC Gateway VoIP Servidor VoIP MAN ETHERNET Red metropolitana (MAN) de tecnología Ethernet, sensiblemente más económica que la SDH, para la interconexión de los DSLAM entre sí (servicios peer to peer,.), con Internet, y con los router de distribución. 7

72 arquitectura triple-play /6 Area de Servicios Comunes Servidores DNS, Caché, Correo,.. RTC Gateway VoIP Servidor VoIP AREA DE SERVICIOS LOCALES Servidores de VoD, de DNS, de Correo electrónico, de Caché,. para el Area de Servicios Comunes a la que pertenece. 7

73 arquitectura triple-play /7 Area de Servicios Comunes Servidores DNS, Caché, Correo,.. RTPC Gateway VoIP Servidor VoIP SERVICIO de TELEFONIA-IP (VoIP) Interconexión del Area de Servicios Comunes con la RTPC (Red Telefónica Pública Conmutada), mediante el Gateway VoIP, que convierte el tráfico-ip de paquetes en tráfico TDM (Time Division Multiplexing) y viceversa, y mediante el Servidor VoIP, que traduce la señalización SIP a señalización SS7. 73

74 9_ El Gateway de VoIP: a) traduce la señalización SIP a señalización SCC/N7. b) convierte el tráfico IP de paquetes en tráfico TDM de conmutación de circuitos. c) traduce la señalización SIP a señalización UMTS. d) convierte el trafico IP de paquetes en la interfaz de radio. 74

75 CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO SISTEMAS DE ACCESO ADSL ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL SISTEMAS DE ACCESO VDSL DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) LOS SISTEMAS xdsl EN ESPAÑA Anexo-: Transformada Discreta de Fourier Anexo-: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación) 75

76 APLICACIÓN ( 30B+D, E,..) MAPPING C.C. C.C. MAPPING APLICACIÓN ( 30B+D, E,..) sistema HDSL / LADO USUARIO HDSL LADO CENTRAL TRX / RCX REG TRX / RCX TRX / RCX REG TRX / RCX TRX / RCX REG TRX / RCX N.T.U. C.C. = Common Circuitry N.T.U. / L.T.U. = Network / Line Termination Unit L.T.U. sistema simétrico, de Mbps de capacidad en cada sentido. se puede instalar sobre, o 3 pares (típicamente sobre dos). utiliza modulación B/Q HDSL = High bit rate Digital Suscriber Line admite regeneradores intermedios. aparece a primeros de los 90, y lo utilizan típicamente los operadores de móviles en el backhaul (para conectar las BTS con los BSC/MSC). 76

77 DENSIDAD ESPECTRAL ( dbm/hz ) sistema SHDSL / HDSL ( 784 Kbps / BQ ) (HDSL( sobre tres pares, pero con sólo uno de ellos hábil) el sistema SHDSL (Single HDSL) utiliza la modulación de Trellis, que, con la misma potencia que el HDSL, le permite facilitar igual capacidad, pero en menor ancho de banda -> menor interferencia a otros sistemas (ADSL, HDSL,..) del mismo cable SHDSL ( 768 Kbps / TC-6_PAM ) FRECUENCIA ( khz ) 77

78 CORE NETWORK sistema SHDSL /3 TERMINAL DE USUARIO RED DE ACCESO T/S U-C U-R T/S STU-R SRU STU-R U-R U-C V TERMINAL DE USUARIO SRU -> SHDSL Regenerators Unit STU-R/C -> SHDSL Terminal Unit - Remote/Central SHDSL -> estándar UIT-T/G.99. de 00 soportado sobre un único par (de ahí su denominación de Single HDSL ) u, opcionalmente, por sobre dos pares metálicos. transmisión simética y duplex (mediante EC) capacidad: desde 9 Kbps hasta.360 Kbps (en pasos de 8 Kbps) 78

79 0_ El sistema SHDSL (Single HDSL) utiliza la modulación de Trellis para que, con la misma potencia que el HDSL, se pueda: a) realizar una ganancia de codificación, que reduce su complejidad respecto al HDSL. b) facilitar mayor capacidad, a costa de cuadriplicar el ancho de banda. c) facilitar igual capacidad, pero en menor ancho de banda. d) mejorar la interferencia entre símbolos (ISI). 79

80 sistemas HDSL/SHDSL: calidad /4 la calidad de un sistema de transporte digital se establece según la recomendación UIT-T/G.86, que parte de dos estados iniciales: en servicio, o disponible, que comienza con 0 segundos consecutivos con tasa de error en bit < 0-3 fuera de servicio, o indisponible, que comienza con 0 segundos consecutivos con tasa de error en bit > 0-3 y, supuesto que el sistema está en servicio, la calidad se suele fijar en base al parámetros ESR (Errored Second Ratio). 80

81 sistemas HDSL/SHDSL: calidad /5 EB -> Errored Block -> Bloque con, al menos, un bit erróneo ES -> Errored Second -> Segundo con, al menos, un EB SES -> Severely Errored Second -> Segundo con más de un 30% de EBs ESR = número de ES / número total de segundos ESR ( Errored Second Ratio ) 0, ,58 x 0-7 x D Km CALIDAD: UIT-T/G.86 - un único EB por ES - un único bit erróneo por EB - D 0 kms - bloques de.000 bits PEB 8 x 0-9 8

82 _ Representándose los segundos con tasa de error superior a 0-3, inferior a 0-3, y libres de errores por, respectivamente, celdas negras, grises y blancas, durante los segundos e/f/g/h el sistema ilustrado en la figura adjunta estará en estado de: a b c d e f g h i j k m n p q r s t u x a) en servicio. b) fuera de servicio. c) back-up. d) latenica. 8

83 CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO SISTEMAS DE ACCESO ADSL ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL SISTEMAS DE ACCESO VDSL DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) LOS SISTEMAS xdsl EN ESPAÑA Anexo-: Transformada Discreta de Fourier Anexo-: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación) 83

84 CENTRAL TELEFONICA sistema VDSL / Optical Network Unit ONU PAR METALICO VDSL FIBRA OPTICA PAR METALICO VDSL FIBRA OPTICA VDSL PAR METALICO VDSL 00 Mbps 00 Mbps VDSL =Very high bit rate Digital Suscriber Line sistema punto a punto, soportado sobre un par metálico. admite configuraciones simétricas o asimétricas. 84

85 sistema VDSL / par metálico VSDL ADSL/SHDSL fibra óptica VSDL mientras los sistemas ADSL/HDSL/SHDSL pegan el salto desde la sede del Cliente hasta la Central Telefónica sobre par metálico, el sistema VDSL solo salva la distancia comprendida entre la sede del Cliente y un terminal de fibra óptica (ONU) sito en las proximidades del Cliente (en el garaje del bloque de viviendas, en el RITI,..) 85

86 _ Cuál de los siguientes sistemas acerca más la fibra óptica al cliente?: a) el ADSL. b) el HDSL. c) el SHDSL. d) el VDSL. 86

87 sistema VDSL /3 Estándar VDSL (UIT-T/G.993.) de Mayo-005 como se aprecia, el espectro del VDSL se extiende hasta 30 MHz 87

88 sistema VDSL /4 modulación estandarizada: la DMT (similar a la del ADSL/ADSLPlus, salvo en el perfil 30a) la configuración puede ser simétrica o asimétrica 88

89 sistema VDSL /5 el VDSL utiliza el entrelazado convolucional, la codificación de Trellis, la cancelación de eco, como el ADSLPlus, el VDSL admite la coexistencia con los servicios POTS y RDSI, así como la opción all-digital mode. y, también como el ADSLPlus, soporta tanto el modo de de transporte ATM como el de paquetes. para ello, incluye la capa PTM-TC (Packet Transfer Mode Transmission Convergence), que soporta el transporte de tramas Ethernet, paquetes-ip,.. 89

90 sistema VDSL / Alcance (metros, para Φ = 0,5 mm) el VDSL ofrece una capacidad agregada máxima de 00 Mbps, que se puede distribuir bien de forma simétrica (00 Mbps para upstream y otros 00 Mbps para downstream, 00/00) o bien de forma asimétrica (90/60, 70/30,..) 90

91 capacidad (Mbps) sistema VDSL /8 potencia transmitida (dbm) en función del perfil del VDSL alcance (metros)

92 sistema VDSL /9 Para acortar la distancia entre la Central Telefónica y los clientes, se están desplegando unos nodos intermedios denominados MUXFIN o FITL. El MUXFIN (MUltipleXor Flexible de Interfaces Normalizados), ilustrado en la figura adjunta, está orientado para la provisión de telefonía básica y ADSL. Y el FITL (Fiber In The Loop) está diseñado para el soporte de servicios sustentados en VDSL y FTTH. 9

93 3_ Supuesto que la longitud de los bucles sigue una distribución exponencial-negativa, si el 40% de ellos está a una distancia igual o inferior a 600 metros de la Central Telefónica, la longitud media del bucle será: a) 0,4 x 600 = 40 metros b) 600 x (0,5/0,4) = 750 metros c) 0,4 = exp(-λx600) -> E[x] = /λ =.74 metros d) 0,4 = exp(-λx600) -> E[x] = /λ = 655 metros 93

94 CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO SISTEMAS DE ACCESO ADSL ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL SISTEMAS DE ACCESO VDSL DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) LOS SISTEMAS xdsl EN ESPAÑA Anexo-: Transformada Discreta de Fourier Anexo-: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación) 94

95 DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) / Escenario actual: cada sistema DSL (ADSL o VDSL) ocupa toda la banda estandarizada y transmite con la máxima potencia permitida ( hogging situation ). Escenario previsto: Se despliegan tecnologías DSM (Dynamic Spectrum Management), en modo autónomo a corto plazo (Water-Filling, ) y en modo coordinado a medio/largo plazo (DSM-Vectoring, MIMO, ). Con MIMO se podrían alcanzar hasta 500 Mbps en cada par metálico de 400 metros (máximo) de longitud. 95

96 DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) / Spectrum Maintenance Center 96

97 DSL-DSM (Water-Filling) /3 Water-Filling E f SNR f cte. Proceso iterativo en el que la potencia transmitida se modela como agua derramada sobre la curva SNR (Signal to Noise Ratio) del sistema DSL, considerando en N la totalidad del ruido: AWGN, NEXT, FEXT,.. Transmite más potencia en aquellas frecuencias que registran mayor SNR, y sólo emite la energía necesaria (con margen, típico, de 6 db) para garantizar el régimen binario comprometido. Es una primera aproximación al OSB (Optimal Spectrum Balancing). 97

98 after several pass of iteration DSL-DSM (Water-Filling) /4 initial spectra final spectra El mecanismo de water-filling facilita ganancias de régimen binario de hasta Mbps. 98

99 4_ Para una misma función de transferencia SNR(f), y supuesto que los dos sistemas water-filling representados garantizan un mismo régimen binario dado, el más adecuado para desplegar sería: a) el que posee mayor margen de seguridad. b) el que genera mayor diafonía. c) el que genera menor diafonía. d) el que resulta menos polite. 99

100 DSL-DSM (Vectoring) /5 En el DSLAM se co-generan (se generan conjuntamente: sincronización, precodificación, ) las señales de los distintos usuarios, constituyendo las mismas el vector de transmisión. Supuesta conocida (mediante métodos analíticos y/o empíricos) la matriz de diafonía del cable, en la precodificación se sustrae a cada señal el ruido de diafonía, resultando pues una transmisión libre de diafonía. Se habla de one-side vectored si el anterior proceso se realiza sólo en el DSLAM, y de MIMO (Multiple Input Multiple Output) si se realiza, conjuntamente, en el DSLAM y en los modems de usuario. 00

101 DSL-DSM (Vectoring) /6 Analítica y/o empíricamente se modela la matriz de diafonía del cable (Hij) y en la etapa de precodificación se sustrae a cada señal el ruido de diafonía (σ i ). 0

102 DSL-DSM (Vectoring) /7 Tecnología vectoring ya estandarizada para el sistema VDSL en la recomendación: UIT-T/G (aprobada el ) Régimen binario, en uno de los sentidos, supuesto un VDSL simétrico (no-dsm) 0

103 5_ En un sistema DSL-DSM Vectoring, la fuente de ruido predominante es: a) el AWGN (Additive White Gaussian Noise). b) la NEXT (Near End Cross Talk). c) la MEXT (MEdium Cross Talk). d) la FEXT (Far End Cross Talk). 03

104 CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO SISTEMAS DE ACCESO ADSL ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL SISTEMAS DE ACCESO VDSL DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) LOS SISTEMAS DSL EN ESPAÑA Anexo-: Transformada Discreta de Fourier Anexo-: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación) 04

105 sistemas xdsl en España / Fuente: CMT (Informe Anual 009) 05

106 sistemas xdsl en España / Fuente: CMT (Informe Anual 009) 06

107 sistemas xdsl en España /3 Fuente: CMT (Informe Anual 009) 07

108 6_ El índice de penetración de la banda ancha fija (número de accesos por cada 00 habitantes) en España es del orden del: a) % b) 0% c) 50% d) 90% 08

109 solución de las cuestiones de test b b c b d b d c b c b d c c a b 09

110 CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO SISTEMAS DE ACCESO ADSL ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL SISTEMAS DE ACCESO VDSL DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) LOS SISTEMAS DSL EN ESPAÑA Anexo-: Transformada Discreta de Fourier Anexo-: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación) 0

111 DFT / DFT -> Discrete Fourier Transform x(n) para n =0,,,.. N- -> X(k) para k =0,,,... N- X ( k) N n0 x( n) e nk j N x( n) N N k0 X ( k) e kn j N x(n) -> muestras de x(t) tal que x(n) = x(t=nt) X(k) -> muestras de X(f) tal que X(k) = X(f=k/T 0 =kf 0 =k/nt) x(t) de banda limitada -> x(t) <-> X(f) x(t) real -> X(k=0) y X(k=N/) reales -> X(k) = X*(N-k)

112 DFT / x n N N k 0 X k e nk j N X k N n0 x n e j nk N T T tiempo / NT / NT frecuencia t n- t n t n+ f k- f k f k+ serie de N valores en el tiempo x i = x 0, x, x,.. x N- DFT IDFT serie de N valores en el espectro X k = X 0, X, X,.. X N-

113 DFT /3 SERIE ORIGINAL X 0 X X X I- SERIE SIMETRICA (X ) 0 = = Re(X 0 ) X X X I- =X (N/)- X N/ =Im(X 0 ) X N- =(X )* X N- =(X )* obtención de la serie simétrica, que tiene el doble de términos que la original ( N = x I ), y que, además, verifica que X(k) = X*(N-k), siendo pues real la serie temporal x(t) correspondiente a la misma (a la serie simétrica) 3

114 4 0 ) ( ) ( ) ( N k N kn j k k k e X k N x n jnb NA X X k ) / ( ) ( / 0 0 ) ( N N k N n k N j k N N kn j k N n N j N j e X e X N e X e X N n x ) sen cos ( ) cos( ) ( 0 0 N k k k N kn B N kn A n B A n x /) ( 0 0 ) ( ) ( ) cos( ) ( N N k N kn j k k N kn j k k e jb A e jb A n B A n x DFT /4

115 5 ) sen cos ( ) cos( ) ( 0 0 N k k k N kn B N kn A n B A n x )} ( ) cos( { ) cos( ( ) N k k k t kf sen B kft A Nft B A t x t f N n f N n t x N T n t x nt t x n x ) ( ) ( ) ( ) ( DFT /5

116 DFT /5 x( t) N A0 B0 cos( Nft 0 ) k { A k cos( kft) 0 B k sen( kft)} A k la señal temporal x(t) correspondiente a una serie espectral simétrica, es real y equivalente a una suma de señales QAM 0 B k

117 CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO SISTEMAS DE ACCESO ADSL ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL SISTEMAS DE ACCESO VDSL DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) LOS SISTEMAS DSL EN ESPAÑA Anexo-: Transformada Discreta de Fourier Anexo-: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación) 7

118 APLICACIÓN ( 30B+D, E,..) MAPPING C.C. C.C. MAPPING APLICACIÓN ( 30B+D, E,..) sistema HDSL / LADO USUARIO LADO CENTRAL HDSL TRX / RCX REG TRX / RCX TRX / RCX REG TRX / RCX TRX / RCX REG TRX / RCX N.T.U. C.C. = Common Circuitry N.T.U. / L.T.U. = Network / Line Termination Unit L.T.U. sistema simétrico, de Mbps de capacidad en cada sentido. se puede instalar sobre, o 3 pares. admite regeneradores intermedios. HDSL = High bit rate Digital Suscriber Line 8

119 sistema HDSL / HDSL (ETS TS 0 35): modulaciones BQ y CAP NUMERO PARES REGIMEN BINARIO POR PAR BQ V. MODULACION (Baudios) CODIGO CAP CAPACIDAD TOTAL EFECTIVA (*).30 Kbps.60 3 ppm 8_CAP.048 Kbps.68 Kbps ppm 64_CAP.048 Kbps Kbps 39 3 ppm.048 Kbps en España casi todos los sistemas HDSL instalados (principalmente por los operadores de móviles, para conectar las estaciones de base ubicadas en el interior de las ciudades) han sido sobre pares y con modulación BQ ANSI -> Sistema_HDSL a,544 Mbps 9

120 sistema HDSL /3 TRANSCEPTOR de N.T.U. TRANSCEPTOR de L.T.U. TRX TRX C.E. B.H. B.H. C.E. RCX RCX C.E. = CANCELADOR de ECO B.H. = BOBINA HIBRIDA transmisión duplex (misma banda en ambos sentidos, funcionando ambos simultáneamente), reduciéndose las interferencias entre los dos sentidos mediante los canceladores de eco. incluso cuando el sistema se soporta sobre dos o tres pares, la transmisión es duplex en cada uno de los pares. 0

121 sistema HDSL /4 HDSL: detalle de modulación BQ Primer BIT Segundo BIT SIMBOLO CUATERNARIO ( QUATS ) NIVEL de PICO 0 + 3,64 voltios + 0,88 voltios ,88 voltios ,64 voltios como se aprecia, en la modulción BQ la separación (en tensión) entre dos símbolos adyacentes es siempre la misma

122 sistema HDSL: calidad /5 la calidad de un sistema de transporte digital se establece según la recomendación UIT-T/G.86, que parte de dos estados iniciales: en servicio, o disponible, que comienza con 0 segundos consecutivos con tasa de error en bit < 0-3 fuera de servicio, o indisponible, que comienza con 0 segundos consecutivos con tasa de error en bit > 0-3 y, supuesto que el sistema está en servicio, la calidad se suele fijar en base al parámetros ESR (Errored Second Ratio).

123 sistema HDSL: calidad /6 EB -> Errored Block -> Bloque con, al menos, un bit erróneo ES -> Errored Second -> Segundo con, al menos, un EB SES -> Severely Errored Second -> Segundo con más de un 30% de EBs ESR = número de ES / número total de segundos ESR ( Errored Second Ratio ) 0, ,58 x 0-7 x D Km CALIDAD: UIT-T/G.86 - un único EB por ES - un único bit erróneo por EB - D 0 kms - bloques de 000 bits PEB 8 x 0-9 3

124 sistema HDSL: calidad /7.- Frecuencia de Referencia = v/4 -> f = 580 KHz / f = 9 KHz / f 3 = 96 KHz.- = 0,405 mms -> a =,6 db/km / a = 0, db/km / a 3 = 9,3 db/km.- P TRX = 4 dbm y Margen de Seguridad = 8 db.- = AWGN = -0 dbm/hz.- W = v/ -> W =.60 KHz / W = 584 KHz / W 3 = 39 KHz PEB BQ 3 4 exp 5 P W RCX 4

125 PROBABILIDAD DE ERROR EN BITS (PEB) PROBABILIDAD DE ERROR EN BITS (PEB) sistema HDSL: calidad /8 ALCANCE ALCANCE DEL DEL SISTEMA SISTEMA_HDSL (kms) ( ),E-0 0,5,0,5,0,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0,E-09,E-08 UN PAR,E-07,E-06 DOS PARES,E-05,E-04,E-03,E-0,E-0,E+00 ALCANCE versus CALIDAD TRES PARES 5

126 DENSIDAD ESPECTRAL ( dbm/hz ) sistema SHDSL / HDSL ( 784 Kbps / BQ ) (HDSL( sobre tres pares, pero con sólo uno de ellos hábil) el sistema SHDSL (Single HDSL) utiliza la modulación de Trellis, que, con la misma potencia que el HDSL, le permite facilitar igual capacidad, pero en menor ancho de banda -> menor interferencia a otros sistemas (ADSL, HDSL,..) del mismo cable SHDSL ( 768 Kbps / TC-6_PAM ) FRECUENCIA ( khz ) 6

127 CORE NETWORK sistema SHDSL /0 TERMINAL DE USUARIO RED DE ACCESO T/S U-C U-R T/S STU-R SRU STU-R U-R U-C V TERMINAL DE USUARIO SRU -> SHDSL Regenerators Unit STU-R/C -> SHDSL Terminal Unit - Remote/Central SHDSL -> estándar UIT-T/G.99. de 00 soportado sobre un único par (de ahí su denominación de Single HDSL ) u, opcionalmente, por sobre dos pares metálicos. transmisión simética y duplex (mediante EC) capacidad: desde 9 Kbps hasta.360 Kbps (en pasos de 8 Kbps) 7

128 Sub Block Sub Block Sub Block 3 Sub Block 4 Sub Block 5 Sub Block Sub Block sistema SHDSL / SHDSL: estructura de trama 6 milisegundos bits : ( 4 ) ( ) ( k ) ( 0 ) ( k ) ( 0 ) ( k ) ( 0 ) ( k ) () () FRAME SYNC O H PAYLOAD BLOCK O H PAYLOAD BLOCK O H PAYLOAD BLOCK O H PAYLOAD BLOCK STB -> 6 - [3/(k+)] mseg. -> 6 + [3/(k+)] mseg. k = (i+nx8) bits User Data Rate = R E = 4 k f T = ( 8 i + 64 n) Kbps Régimen en Línea = R L = ( R E + 8 ) Kbps f T = frecuencia de Trama = 6/000 tramas/seg. 0 i7 3 n36 n=36->i=0 i=0 si E, flujo_atm,.. 8

129 sistema SHDSL: modulación de Trellis / dados un ancho de banda y una potencia determinados, la modulación de Trellis incrementa la capacidad introduciendo mayor número de niveles en línea (supuesta modulación PAM, Pulse Amplitude Modulation ), a cuyo efecto, y para compensar la reducción de la relación S/N --misma potencia, con mayor número de niveles -> menor S/N--, facilita un elevada ganancia de código (hasta 6 db). la modulación de Trellis se sustenta en tres pilares : la codificación convolucional la descodificación de Viterbi el set partitioning 9

130 sistema SHDSL: modulación de Trellis /3 CODIFICADOR CONVOLUCIONAL: registro de Desplazamiento de k etapas n sumadores módulo- TABLA DE ESTADOS Y TRANSICIONES ESTADO INICIAL S0 S ESTADO ENTRADA ESTADO SALIDA C C C a a 0 a b c c 0 a b 0 0 S 0 S S 0 0 b b 0 c d 0 0 C d d 0 c d 0 0 r = razón = bits salida/bits entrada = 30

131 DIAGRAMA DE MALLA correspondiente al codificador convolucional de la transparencia anterior sistema SHDSL: modulación de Trellis /4 a b c d DIAGRAMA DE MALLA ( 0 ) 3

132 DESCODIFICACION DE VITERBI (ejemplo de descodificación, considerando la codificación convolucional de las transparencias anteriores) sistema SHDSL: modulación de Trellis /5 SECUENCIA TRANSMITIDA SECUENCIA 00 RECIBIDA a b c d

133 sistema SHDSL: modulación de Trellis /6 en cada sub-constelación solo son válidos ciertos estados (los marcados en negro) -> mayor distancia entre ellos -> mayor protección frente al ruido -> menor probabilidad de error SET_PARTITIONING 33

134 CODIGO DE LINEA C = c Eestados v S = v x (c/m) sistema SHDSL: modulación de Trellis /7 m m INFORMACION M = m estados v i = v CODIFICADOR (MODULADOR) DE TRELLIS codificador convolucional m CC c > m c = m c bits c bits c -> seleccionan la sub-constelación -> eligen un estado (hábil) dentro de dicha sub-constelación 34

135 sistema SHDSL: modulación de Trellis /8 codificador (modulador) de Trellis a c b m S 0 S S c 0 00 r azón = /3 c d 00 0 m c 3 c c c 3 35

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