DSL - Fundamentos de ADSL

En este capítulo, analizaremos los fundamentos y estándares de la línea de abonado digital asimétrica.

Fundamentos de ADSL

Para empezar, comprendamos los siguientes puntos.

Modulación discreta de múltiples tonos (DMT) utilizada por todos los estándares ADSL para una capa física.
Divida la banda de frecuencia en muchos canales pequeños.
Modulación QAM en cada canal.
Diferentes bits asignados a cada canal en términos de SNR.

Diagrama de bloques del sistema ADSL Fundamentals para PHY

A continuación se muestra el diagrama de bloques del sistema ADSL Fundamentals para PHY.

Estándares ADSL

La siguiente tabla describe los estándares ADSL.

Versión	Nombre estándar	Nombre común	Tasa de aguas abajo	Tasa de aguas arriba	Aprobado en
ADSL	ANSI T1.4131998 Edición 2	ADSL	8,0 Mbit / s	1,0 Mbit / s	1998
ADSL	UIT G.992.1	ADSL (G.dmt)	8,0 Mbit / s	1,3 Mbit / s	1999-07
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	1999-07
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	ADSL2 sin divisor	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 ++	(hasta 3,75 MHz)	ADSL4	52,0 Mbit / s?	5,0 Mbit / s	En desarrollo

Anexo G.DMT

G.992.1 Annex A - ADSL de tarifa completa sobre POT

Máscaras PSD de espectro superpuesto
Máscaras PSD de espectro no superpuestas

G.992.1 Annex B - ADSL de tarifa completa por ISDN

Solo máscaras PSD de espectro superpuestas, sin embargo, la superposición es opcional

G.992.1 Annex C - ADSL de tasa completa en enlazador TCM-ISDN

Máscara PSD como para G.992.1 Anexo A

PSD G.DMT

La siguiente ilustración describe los PSD G.DMT.

Rendimiento G.Dmt

El rendimiento de G.Dmt se puede entender mediante la siguiente descripción.

NSC = número de subportadoras
Espaciado de subportadora = Δ f = 4.3125 KHz
Velocidad de símbolo de datos = 4.0 KHz
Velocidad de datos = N * 4 * 8 Kbps (múltiplos de 32 Kbps)
Ancho de banda = NSC * Δ f
Frecuencia de muestreo = 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

Servicios de tono de marcado

Si bien se eligió DMT como el estándar oficial, los sistemas basados en el CAP se han utilizado en todo el mundo para implementar muchos ADSL y una línea de pruebas de sonido de video y despliegues comerciales, determinan efectivamente el CAP como una competencia ADSL estándar de facto. Mientras tanto, la amenaza de ofrecer servicios de telefonía en la industria de la televisión por cable en los Estados Unidos disminuyó en gran medida.

A nivel mundial, las aplicaciones de video de tono han aumentado, pero sigue manteniendo el interés. En muchos mercados, era difícil justificar el costo en relación con la amplia disponibilidad de televisión por cable y televisión por satélite.

Como resultado, las iniciativas de tono de marcación por video han desaparecido en gran medida en América del Norte. El estándar final para ADSL, aprobado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) (G.dmt o G.992) y ANSI (T1.413 Edición 2), fue, como se mencionó anteriormente, un sistema basado en DMT y es la base de la mayoría de las nuevas implementaciones de ADSL en la actualidad. Sin embargo, algunos proveedores continuaron implementando sistemas basados en PAC en sus redes.

Cambio de aplicación de video a datos

A lo largo de esta marcación por video de prueba de tono largo, la industria ha llegado a reconocer que muchas aplicaciones de datos se hicieron asimétricas. El mejor ejemplo de esto es Internet. Normalmente, los usuarios envían un pequeño flujo de datos a un servidor remoto, que solicita la descarga de un archivo de datos, gráficos, audio y video en particular. En respuesta, el servidor comienza a enviar la velocidad de datos del archivo que se puede admitir a través de la red a la estación de trabajo remota. Esta transacción es de naturaleza extremadamente asimétrica.

Durante este mismo tiempo, Internet se ha convertido en un fenómeno completamente nuevo, que es inaudito, en comparación con la tasa de los nuevos suscriptores a los servicios de crecimiento de Internet. La mayor queja de todos los usuarios es que se tarda demasiado en cargar archivos en el dial del módem o incluso en las velocidades de datos ISDN. Por lo tanto, pronto se casó una nueva necesidad de servicios y nuevas tecnologías, y ADSL se ha reorientado para apoyar el acceso a Internet.

El video no ha desaparecido por completo como solicitud de DSL. Sin embargo, la entrega de video a través de IP, utilizando sistemas como RealMedia o Windows Media, se ha vuelto cada vez más popular y sofisticada. Utilizando sistemas de compresión como MPEG-2 o los nuevos sistemas estándar de la industria que permiten una compresión uniforme del video, la entrega de video IP sigue siendo una aplicación viable para DSL.

Optimización para servicios de datos

Cuando la aplicación era un video un poco sincrónico, la línea DSL tenía que ejecutarse a una velocidad de línea específica. Sin embargo, los datos se pueden operar a una amplia gama de velocidades. El único efecto es que las velocidades más lentas tardan más en transportar archivos grandes. Por tanto, con las aplicaciones de datos, tenemos la posibilidad de reducir la velocidad de la línea para permitir la prestación del servicio en líneas más largas. AmbosCAP y DMT Los transceptores se han modificado para optimizar el servicio en bucle y su implementación se denominó Adaptive Rate Digital Subscriber Lineo RADSL.

La tecnología RADSL admite la capacidad de permitir que el transceptor aumente automáticamente la velocidad de la línea a la velocidad de datos más alta posible, que se puede lograr de manera confiable en un bucle determinado. Aunque esta característica se diseñó principalmente para simplificar la facilidad de servicio, también brinda a los proveedores de servicios la posibilidad de una degradación elegante del servicio en caso de condiciones de bucle degradantes. Hoy en día, existen otras tecnologías DSL, que apoyan la adaptación de tarifas. Los proveedores de servicios interesados en esta característica deben examinar hasta qué punto es compatible con diferentes tecnologías.

Estándares RADSL

Como se puede ver, la industria y la tecnología han cambiado drásticamente desde la decisión de los estándares ADSL de video de tono en marzo de 1993. En reconocimiento a este Grupo de Trabajo, T1E1 ANSI ha establecido un estándar conocido como ANSI TR59 RADSL. La FCC ha citado específicamente a RADSL como una tecnología que es espectralmente compatible con la voz y otras tecnologías DSL en el bucle local.

IDSL proporciona DSL sobre ISDN

En algunos casos, los conceptos de DSL se han aplicado a tecnologías existentes. Por ejemplo, ISDN DSL o IDSL, surgió por primera vez como una nueva tecnología de giro de la década de 1980IDSL ISDN CPE (equipo en las instalaciones del cliente) hablando con tarjetas de línea compatibles con ISDN que se encuentran en el otro extremo del bucle de cable de cobre y terminan la señal ISDN independientemente del conmutador telefónico.

En este escenario, al igual que con todas las variantes de DSL, el servicio de datos se dirige a un servicio de datos extendido, en lugar de a una red conmutada. Si bien IDSL se basa en tecnología probada, es funcionalmente un subconjunto ISDN en el sentido de que renuncia a cualquier posibilidad de admitir el servicio telefónico conmutado y la conectividad en general. Una ventaja clave de IDSL es el proveedor de servicios que buscamove long-term ISDN data connections to Internet serverso acceso LAN remoto fuera de la red conmutada. Otro beneficio clave es que debido a que IDSL usa métodos de señalización ISDN, es capaz detransmitting over copper pairs que son atendidos por portadores de bucle digital.

Estos dispositivos, que son terminales remotos diseñados para extender el alcance de los servicios POTS e ISDN más allá del alcance habitual de la oficina central al completar las líneas de cobre, a menudo están conectados a la oficina central por la línea privada de fibra óptica y, como tales, no pueden transportar cualquier tipo de señales ADSL y SDSL DSL.

DSL simétrico de múltiples velocidades

Más allá del ancho de banda de 144 Kbps proporcionado por IDSL, han surgido nuevas tecnologías que pueden ser posibilidades mejor clasificadas para oficinas / pequeñas oficinas y hogares residenciales (SOHO). Estas tecnologías ofrecen rangos operativos entre 128 Kbps y 2.048 Mbps.

Para aplicaciones simétricas, Multirate SDSL (M / SDSL) ha surgido como una tecnología valiosa para cumplir con los requisitos de los operadores para entregar Time Division Multiplex(TDM) sobre una base casi ubicua. Basado en la tecnología SDSL de un solo par, M / SDSL admite el cambio de velocidad del transceptor de línea de comando y, por lo tanto, la distancia operativa del transceptor. Esta versión de CAP admite ocho velocidades independientes para un servicio de 64 Kbps / 128 Kbps a 29 kft (8,9 km) de cable de calibre 24 (5 mm) y 15 kft (4,5 km) a una velocidad de 2 Mbps en su totalidad. Con una capacidad de AutoRate (similar a RADSL), las aplicaciones simétricas ahora se pueden implementar universalmente.

G.lite para el mercado de consumo

En enero de 1998, el Universal ADSL Working Group(UAWG) fue anunciado. Está compuesto por grandes organizaciones en las telecomunicaciones, redes y computadoras personales. Este grupo se formó para desarrollar la baja velocidad y el costo alternativo de ADSL que podría instalarse, mientras que los proveedores de servicios implementaron rápidamente a los consumidores. El resultado del trabajo de este grupo es un nuevo subconjunto de estándares basados en ADSL G.lite.

G.lite fue aprobado como estándar por la UIT (G.992.2) en junio de 1999 y puede ofrecer velocidades de hasta 1,5 Mbps en sentido descendente y 512 Kbps en sentido ascendente. Significativamente, G.lite fue diseñado para proporcionar este servicio en líneas telefónicas existentes sin el divisor POTS que generalmente requieren las soluciones ADSL a la tarifa completa. Una parte del estándar G.lite es una técnica conocida de "reentrenamiento rápido" que limita la potencia de entrada de la señal G.lite cuando se utiliza un auricular de teléfono. Esto ayuda a minimizar la interferencia y restaurar la energía, cuando el teléfono está nuevamente colgado.

Beneficios de ReachDSL

Los siguientes son los beneficios de ReachDSL.

Splitterless installation - No se requiere ningún divisor POTS en las instalaciones del cliente, lo que simplifica la instalación y permite la autoinstalación del cliente.
Greater loop reach - Además de los sistemas ADSL, que generalmente pueden alcanzar distancias por debajo de los 18,000 pies desde la oficina central, los sistemas ReachDSL se extienden mucho más allá de los servicios de 20,000 pies, con algunas plantas de energía por encima de los 30,000 pies también.
Spectral compatibility- Las soluciones ReachDSL ofrecen una compatibilidad espectral superior. Un miembro de la familia ReachDSL,MVL®(múltiples líneas virtuales), fue el primer sistema DSL reconocido por la FCC en la aprobación de la sección 68, lo que significa que es "amigable" para otros servicios a través de la red telefónica y no un bloqueador. ReachDSL también opera en la clase de gestión del espectro para ofrecer un mejor alcance y mayor velocidad.
Lower product cost - Los productos ReachDSL utilizan "estándar" en lugar de procesadores de señales digitales (DSP) personalizados.
Dynamic bandwidth allocation - Permite personalizar el servicio para diferentes aplicaciones.

VDSL ofrece video y mayor ancho de banda

Hay nuevas variantes que están surgiendo como: VDSL, DSL, o DSL high speed. Los sistemas VDSL aún se están desarrollando, por lo que la capacidad final aún no está bien establecida, pero los estándares propuestos requieren anchos de banda descendentes de hasta 52 Mbps y un ancho de banda simétrico de hasta 26 Mbps. El compromiso en estos anchos de banda es una sección de bucle más corta, a menudo tan corta como 1000 pies para anchos de banda más altos posibles bandas, con adaptación de velocidad a velocidades más bajas que la longitud del bucle aumenta.

Dadas estas limitaciones, las implementaciones de VDSL están planeadas para usar un modelo ligeramente diferente al DSL tradicional, DSLAM con el traslado de la oficina central de la compañía telefónica y el vecindario, con líneas de fibra óptica que abastecen los gabinetes locales que contienen DSLAM.

Las altas velocidades que ofrece VDSL brindan oportunidades para que los proveedores de servicios brinden el next generation of DSL services, considerándose el vídeo como una primera aplicación. A 52 Mbps, una línea VDSL puede ofrecer al cliente una calidad de flujo de video MPEG-2 multicanal completa e incluso ofrecer uno o más canales de televisión en alta definición y calidad completa (HDTV).

Algunos proveedores de servicios han iniciado pruebas de implementación de sistemas VDSL que brindan estos servicios con el VDSL de punto final que aparece en la residencia como un decodificador como televisión por cable con Ethernet u otra interfaz de datos para la conexión a una PC para servicios de datos simultáneos.

El principio básico de DSL es un local loop technologyen el que los dispositivos compatibles residen en cada extremo de un solo lazo de alambre de cobre asegura que las nuevas tecnologías DSL continúen surgiendo con el tiempo. Un punto estratégico para el proveedor de servicios es asegurar que la selección de una tecnología específica o modelo de red DSL para el despliegue de servicios hoy no limitará las opciones para adoptar nuevas tecnologías en el futuro.

¿Por qué ADSL2?

Los siguientes puntos describen por qué ADSL2 es tan favorable

ADSL proporciona una velocidad de datos de hasta 8 Mbps / 800 Kbps (posiblemente 12 M / 1,2 M).
Alcance de 18-20kf 26AWG (aproximadamente 6000 m).
Sin cambios de tarifas sin interrupciones.
No hay modo de ahorro de energía cuando no hay actividad del usuario.
No 1 bit por bin y byte parcial por símbolo.
Velocidad de canal de sobrecarga fija de 64 Kbps (estructura de trama3).

ADSL2 / ADSL2 +

Los siguientes puntos describen las diversas características de ADSL2 / ADSL2 +.

ADSL2 + proporciona una velocidad de datos de hasta 24 Mbps / 1 Mbps.
Adaptación perfecta de la velocidad cuando cambia la SNR.
La administración de energía reduce en gran medida el consumo de energía.
1 bit por bin y byte parcial por símbolo mejora el alcance.

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

La velocidad variable del canal de sobrecarga satisface las necesidades del usuario.
Función de diagnóstico de bucle durante el entrenamiento.

Beneficios ADSL2 / 2 +

ADSL2 y ADSL2 + Ofrece funciones de próxima generación para mejorar el caso de negocio de implementación de DSL. A continuación se presentan algunos de sus beneficios:

Tasas más altas
Alcance extendido
Estabilidad mejorada
Gestión de energía
Compatibilidad espectral mejorada

Alcance extendido

ADSL2 permite a los proveedores de servicios ampliar los planes de tarifas existentes a longitudes de bucle más largas utilizando tecnologías de mejora de tarifas:

Rate Enhancement Technology -

Sobrecarga de encuadre reducida
Codificación de Trellis obligatoria
Constelaciones de 1 bit
Datos sobre tono piloto

Long Reach DSL (LDSL) -

PSD mejorado con RE-ADSL2 para América del Norte
Modo superpuesto

Mejora del encuadre

Las siguientes funciones ayudan a mejorar el encuadre.

Estructura de encuadre más flexible
Reemplazo de estructura de armazón tipos 0, 1, 2 y 3 en G.DMT
El receptor selecciona los parámetros de configuración
Posibilidad de codificación óptima Reed-Solomon
Canal de sobrecarga configurable de 4 Kbps a 64 Kbps
Protocolo OAM basado en HDLC para recuperar información detallada de supervisión del rendimiento.

Mejora de PMD - Entrenamiento

Las siguientes funciones ayudan en la mejora de PMD: entrenamiento.

Procedimientos de diagnóstico de nueva línea.
El receptor selecciona el tono piloto.
Medición SNR mejorada durante el análisis de canales.
Intercambio mejorado de características detalladas de la señal de transmisión.
Apagón de tono para permitir la medición de RFI durante la inicialización.

Mejora de PMD: rendimiento

Las siguientes funciones ayudan a mejorar el PMD: rendimiento.

Soporte obligatorio de codificación trellis.
Soporte obligatorio de constelación de un bit.
Datos modulados en tono piloto.
Robustez RFI mejorada con orden de tono determinado por el receptor.

Mejora de PMD: potencia

Las siguientes funciones ayudan en la mejora de PMD: potencia.

Transmitir reducción de energía.
Reducción obligatoria de la potencia de transmisión.
Función de ahorro de energía para ATU-C con nuevo estado de bajo consumo L2.
Función de ahorro de energía con nuevo estado inactivo L3.

Mejora de PMD - Dinámico

Las siguientes funciones ayudan en la mejora de PMD: dinámica.

Bit-swapping
Adaptación de tarifa sin interrupciones (SRA)
Repartición de velocidad dinámica (DDR)

¿POR QUÉ reconfiguración en línea?

Los siguientes puntos describen por qué se requiere OLR.

La condición de la línea DSL cambia todo el tiempo, diafonía, clima, radio, medio ambiente, etc.
La actividad del usuario cambia todo el tiempo con / sin gancho, uso pico / normal.
Reasignación de ancho de banda del operador.

Reconfiguración en línea (OLR)

Los siguientes puntos nos dicen sobre OLR

Mantenga un funcionamiento impecable cuando la línea o el entorno cambien lentamente.
Optimice el ajuste de velocidad (se podría reducir el margen de 6dB).
Se proporciona aprovisionamiento de capa superior.
Todos los canales pueden funcionar de forma independiente.

Tipos de reconfiguración en línea

Los siguientes son los tipos de OLR.

Bit Swapping (BS) -

Reubica datos y energía entre subportadoras
Adaptar condiciones de línea variables

Seamless Rate Adaptation (SRA) -

Reconfigurar la tasa de datos total
La monitorización de SNR en segundo plano puede encontrar la configuración óptima

Dynamic Rate Repartitioning (DRR) -

Reconfigure la asignación de velocidad de datos entre múltiples rutas de latencia.

Parámetros de control

A continuación se muestran los parámetros de control para la configuración del marco y la función PMD.

Framer Configuration -

Bpn - El número de octetos del portador de trama #n en la ruta de latencia #p.
Lp - El número de bits por símbolo de la ruta de latencia #p.

PMD Function -

bi, gi
L - Tasa de datos total

Estabilidad mejorada con SRA

Seamless Rate Adaptation (SRA) permite que el módem cambie las tasas y la carga de bits para mantener un margen mínimo por contenedor sin volver a entrenar.

GlobespanVirata Inc.’sSRA compatible con ADSL2 puede cambiar contenedores individuales o todos los contenedores a la vez. Permite cambios de frecuencia y adaptación al ruido en segundos en lugar de minutos.

Resumen de OLR

La siguiente tabla describe el resumen de OLR.

Tipo	Cambio de parámetros	Iniciando	Opcional	Comentarios
BS	bi, gi	Receptor	No	Cambiar la condición de la línea
RRD	bi, gi, Bpn, Lp	Receptor Transmisor	si	Capa superior
SRA	bi, gi, Bpn, Lp, L	Receptor Transmisor	si	Capa superior

Gestión de energía

Los siguientes puntos describen la administración de energía en OLR

Consumo de energía DSLAM a nivel de KW y 24/7.
Se puede ahorrar mucha energía.
La reducción de energía TX de alrededor de -40 dB ahorra 100 mW por puerto.
¡El DSLAM de 2000 puertos puede ahorrar 200W!

Algoritmo de margen máximo

Los beneficios del algoritmo de margen máximo de OLR son los siguientes:

Elimina el exceso de margen en la línea.
Calcula las condiciones de la línea y reduce la potencia de Tx durante el protocolo de enlace.
Compatible con CPE heredados.
Reduce la potencia del controlador de línea hasta un 60% en bucles típicos.

Gestión de energía estadística

Reduce la energía total hasta en un 50% durante los períodos de inactividad del cliente.

Objetivos

Los principales objetivos son el ahorro de energía y la minimización de interferencias. Hay tres estados de administración de energía:

L0 - modo de datos a plena potencia (como lo tenemos hoy)
L3 - modo inactivo (sin intentar iniciar)
L2 - modo de bajo consumo por -

Aumento del valor de reducción de energía (<40dB)
Tasa de bits baja

Tecnología ADSL2 + de mayor calificación

La tecnología ADSL2 + de mayor calificación permite lo siguiente:

Permite tasas más altas para la implementación de datos, voz y video premium.
Permite velocidades de datos de hasta 26 Mb / s.
Extiende el alcance de 10-12 Mb / s hasta 2 veces por ADSL S = 1/2
El plan de banda remoto opcional permite la implementación desde gabinetes remotos sin degradar los servicios del CO.
La desactivación de contenedores individuales proporciona total compatibilidad con los servicios heredados.
La función de detección automática de CPE permite la compatibilidad con CPE heredados

Espectro TX ADSL / ADSL2 ATU-C

La siguiente ilustración muestra el espectro de TX ADSL / ADSL2 ATU-C.

Espectro TX ADSL2 + ATU-C

La siguiente ilustración muestra el espectro TX ADSL2 + ATU-C.

Funciones ADSL2 +

A continuación se muestran las características de ADSL2 +.

Duplica el espectro de bajada de 1,1 MHz a 2,2 MHz con un número de bin de bajada aumentado de 256 a 512.
Aumento máximo de la velocidad de transmisión de datos de 8 Mbps a 24 Mbps.
Rendimiento mejorado en bucles cortos.
Rango más amplio para SRA y administración de energía de 32 Kbps a 24 Mbps.

Rendimiento ADSL2 +

Los siguientes puntos describen el rendimiento de ADSL2 +.

ADSL + y ADSL2 + permiten aplicaciones DSL asimétricas de alta velocidad, así como los servicios tradicionales DSL de largo alcance.
La detección automática permite el respaldo a ADSL2 y ADSL heredado.
ADSL2 + / G.Span habilita el servicio 22/3 sin limitaciones de alcance VDSL de 1,5 km.
Interoperable con CPE ADSL heredados.

Rango extendido DSL (RE-ADSL)

El rango extendido de ADSL (RE-ADSL) es el Anexo L de G.992.3
Alcance extendido por 1-2 kft
El fundamento de la especificación tiene una definición de PSD no superpuesta obligatoria junto con una definición de PSD superpuesta opcional.

Anexo M

Introducir para mejorar la tasa de subida
Doble al máximo los contenedores aguas arriba
A costo de aguas abajo si no se superponen
Velocidad de datos ascendente de hasta 3 Mbps

La siguiente tabla describe los diversos aspectos de ADSL.

	ADSL 1	ADSL2			ADSL2 +
Reference	UIT G.992.1 / T1.413	UIT 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	12 Mbps	12 Mbps	Alcance máximo, 22 kf	~ 10 Mbps	26 Mbps
Max upstream rate	1,2 Mbps	1,2 Mbps		3 Mbps	1.2 Mpbs
Advantage	versión temprana de ADSL	QOS, potencia, alcance	alcanzar	más alto río arriba	más alto río abajo