3 sistemas xdsl y xpon (2007) - opencourseware de la...
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1sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
tema 3
SISTEMAS SISTEMAS xDSLxDSL y y xPONxPON
2sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
Anexo: TDF
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
SISTEMAS DE ACCESO GPON y EPON
3sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
Anexo: DFT
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
SISTEMAS DE ACCESO GPON y EPON
4sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /1
CABLE de PARES
CAPACIDAD DEL CABLE:
-> desde 25 pares-> hasta 3.600 pares
CALIBRES TIPICOS:
-> 0,405 mms (26 AWG)-> 0,51 mms (24 AWG)
AWG -> American Wire Gauge
de la central telefónica salen cables de gran capacidad (de 2.400 pares,típicamente, en España) que se van ramificando hasta los cables
de 200, 100, 50 o 25 pares que llegan a las cajas terminales(en edificios “antiguos”) o el RITI (Recinto de Infraestructurade Telecomunicaciones Inferior) en edificios con IICCTT
5sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /2
1.2001.200
800800
4004001.200
1.2002.4002.400
2525 // 11 // 00
1.8001.800
600600
2.4002.400
1.2001.200
2525 // 77 // 44
100100 // 2323 // 1717
150150 // 3737 // 3131
5050 // 1717 // 225050 // 77 // 1212
CE
NT
RA
L T
EL
EF
ON
ICA
CE
NT
RA
L T
EL
EF
ON
ICA
5050 // 77 // 1212
ADSL de otro Operador
capacidad del cable (número de pares
ADSL de Telefónica
6sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /3
( )[ ]NSWC /1log2 +⋅=
[ ]25.42 101log456 +⋅≈ KHzKbps
modem V.90/V.92
las tecnologías xDSL superan ampliamente la banda de 4 KHz de modem vocal V.90/V.92
expresión de ShannonShannon
para incrementar C -> aumentar W
7sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /4
R se incrementa con f (efecto pelicular, de radiación,…)
L se reduce con f (efecto pelicular,..); entre algunos KHz y1 MHz baja 0,1 mH/km
C también se reduce con f (al bajar la permitividad delaislante)
( )( )( )
)/(///
1 kmG
kmFC
kmHL
kmR
−Ω
Ω
parámetrosprimarios (del par)
1 Np/km = 8,7 dB/km
( ) ( )
ββ
βαξ
∂∂==
+=⋅=
++
==
//
//
0
wvywv
kmradjkmNpYZ
jwCGjwLR
YZ
Z
grupofase
parámetrossecundarios (del par)
8sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /5
[ ]
kmmm
fu
uR
R
sl
R
HzmmCu
CCCA
CC
2
6 66
2
24,17
0107,0
8314
182
Ω=
⋅⋅=
++=
==
ρ
φ
πφρρ
Resistencia, en corriente contínua (RCC) y en corriente alterna (RCA)de un par de cobre (ρ = 17,24 Ωmm2 / km) de calibre Φ
9sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /6
( ) ( )
( )( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )22
1212
10
0
fwCRfRfwC
jwCfR
jfwCfR
Z
fLwfRBF
≈==
−≈−=
⋅⋅>→
βα ( ) ( )
( ) ( ) ( )
( ) ( )CfLwyZfR
CfLfCfLZ
fLwfRAF
==
≈=
⋅⋅<→
βα0
0
2
//
4,0
aproximación de Alta Frecuencia (AF)
aproximación de Baja Frecuencia (BF)
10sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /7
existen cuatro parámetros que tienen “menor” relevanciaen baja frecuencia (hasta unos 4 kHz, típicamente) y queadquieren especial relevancia en alta frecuencia:
la atenuaciatenuacióónn, que se incrementa con la frecuencia(según f1/2 para altas frecuencias).
la diafonía NEXTNEXT (que se incrementa según f3/2).
la diafonía FEXT FEXT (de, normalmente, menor importan-cia, dado que solo se incrementa según f1/2)
las ramas mramas múúltiplesltiples, que se comportan como circuitosabiertos en baja frecuencia, y generan reflexiones enalta frecuencia.
11sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /8
-18,0
-16,0
-14,0
-12,0
-10,0
-8,0
-6,0
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1.00
0
1.05
0
1.10
0
1.15
0
1.20
0
FRECUENCIA (kHz) FUN
CIO
N D
E TR
AN
SFER
ENC
IA (d
B)
Φ=0.51 mms / L=1 Kms
Φ=0.405 mms / L=1 Kms
la atenuaciatenuacióónn se incrementa según f1/2 para altas frecuencias
12sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /9
CENTRALOFFICE
CPE
CPE
PAR INTERFERIDO
PAR/PARES INTERFERENTES
NEXTNEXTNear EndCross Talk
(Paradiafonía,por capacidades
parásitas,…)
( )2fHPSDPSD NEXTTEINTERFERENSISTEMANEXT ⋅=
( ) 36,01432 1085,0 HzHzNEXTNEXT fnfkfH ⋅⋅⋅≈⋅= −
PSD PSD (Power Spectral Density)
nn = número de sistemas (pares) interferentes
13sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
( )2fHPSDPSD FEXTTEINTERFERENSISTEMAFEXT ⋅=
( ) ( )
( ) HzPAR
HzFEXTPARFEXT
fnfH
fkfHfH
⋅⋅⋅⋅≈
⋅⋅=− 6,0172
22
105,2
PSD PSD (Power Spectral Density)
nn = número de sistemas (pares) interferentes
FEXTFEXTFar End
Cross Talk(Telediafonía,
por capacidadesparásitas,..)
CENTRALOFFICE
CPE
CPE
PAR INTERFERIDO
PAR/PARES INTERFERENTES
el bucle de abonado /10
14sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /11
CPE CCUSTOMER PPREMISE EEQUIPMENT
CAMBIO DE CALIBRE
BRIDGE TAPCIRCUITO ABIERTO
0.405 0.51
CENTRALOFFICE CPE
CPE
PAR DE HILOS(BUCLE DE ABONADO)
CABLEMETALICO
CPE
ramas múltiples
15sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el bucle de abonado /12
además de los anteriores parámetros (atenuación, NEXT,FEXT, ramas múltiples, cambios de calibre,..) en alta fre-cuencia tienen relevancia también:
el AWGNAWGN (Additive White Gaussian Noise), con valo-res del orden de -110 dBm/Hz
el ruido impulsivoruido impulsivo (generado por transformadores, e-lectrodomésticos,..) que puede alcanzar hasta 40 mVde amplitud, con duración de hasta 800 µseg.
16sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
Anexo: DFT
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
SISTEMAS DE ACCESO GPON y EPON
17sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL /1
ADSL
ADSL
ADSL
ADSL
CENTRALTELEFONICA
PAR METALICO
PAR METALICO
PAR METALICO
hasta 20 Mbps
hasta 800 Kbps
INTERNET
OTROSOPERADORES
DSLAMDIGITAL SUSCRIBERLINE ACCESS MUX
.- sistema punto a punto
.- sobre un único par
.- compatible con STB (4 kHz) y con RDSI (2B+D)
DS
LA
M
SERVIDORDE VIDEO
ADSL -> AsymmetricDigital Subscriber Line
18sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL /2
FPAFPA
DIVISOR_RDIVISOR_C
U-R
U-R2
PARMETALICO
ATU_R PHYATU_CPHY
U-C
T/S
U-C2
V-C
TERMINALDE RED (NT)
T-R
FPB FPB
INTENET,VIDEO,..
REDTELEFONICA
PU
NT
O A
CC
ESO
WIF
I,P
C,…
ATUATU -> ADSL Transceiver Unit
19sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL /3
FPA -> ELIMINA INTERFERENCIAS DE ADSL (≈100 mW) SOBRERDSI / RTB ( ≈ 0,1 mW)
FPB -> AISLA ADSL DE RTB / RDSI (armónicos de corriente de llama-de, de marcación decádica,....)
sin FPB -> opción SPLITTERLESS
1.1004 30 150
USUARIO --> RED
Frecuencia (KHz)RED --> USUARIO
canalización del ADSL/POTS
20sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL /4
1.10480 138 276
USUARIO --> RED RED --> USUARIO
1.1044 25.8 138
USUARIO --> RED RED --> USUARIO
f (KHz)
f (KHz)
ADSL / RDSIADSL / RDSI
ADSL / POTSADSL / POTS
ADSL sobre RDSIADSL sobre RDSI (sobre Acceso Básico 2B+D, 144 kbps)
ADSL sobre POTSADSL sobre POTS (Plain Old Telephone Service, 4 kHz)
21sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
MICROFILTROSMICROFILTROS(para instalaci(para instalacióón n splitterlesssplitterless))
fC = 120 KHz
fC = 90 KHzLINEALINEA
BANDA ANCHABANDA ANCHA
TELEFONIATELEFONIA
SPLITTER ADSL/RDSISPLITTER ADSL/RDSI
fC = 24 KHz
fC = 4.4 KHzLINEALINEA
BANDA ANCHABANDA ANCHA
TELEFONIATELEFONIA
SPLITTER ADSL/POTSSPLITTER ADSL/POTS
Modem ADSL/POTS
MICROFILTRO
MICROFILTROPTR
PPunto deTTerminación de
RRed
BUCLE deBUCLE deABONADOABONADO
FILTROSFILTROS
sistema ADSL /5
22sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: modulación DMT /6
NIV
EL
DE
RU
IDO
FRECUENCIA
BIT
S P
OR
S
UB
CA
NA
L
FRECUENCIA
01
2N-3 N-2 N-1
BANDA = ∑∑ SUBCANALES
(SUBCANAL -> ∆f = 4 KHz )
-> modulación DMTDMT(Discrette MultiTone.
un “tono” por subcanal)
algoritmo de bit loading -> en la fase de inicialización (unos 10 seg. en ADSL,y unos 2 seg. en ADSL2Plus) -> 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)
∆f << -> RUIDO ≈ Plano
∆f << -> |H(f)| ≈ Plana-> No_Ecualización-> Economía
23sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
MA
PE
AD
OD
E L
A C
ON
ST
EL
AC
ION
nN-1 bits
ni bits
n1 bits
n0 bits
L bits
R bps
L bits
CO
NV
ER
SO
RS
ER
IE -
> P
AR
AL
EL
O
ZN-1
Z0
Z1
Zi
D
Q
11001101
11101111
0110
0111
0101
10011011
10001010
00110010
000100000
0100
I
Zi
C
∑−
=
=1
0
N
iinL
Zi = Ci +jDi-> AMPLITUD Y FASE
DE UNA PORTADORA-> INFORMACION ESPECTRAL
Zi = Información ESPECTRAL-> IDFT (Zi) = Información TEMPORAL = x(n)
(T0)(T0)
sistema ADSL: modulación DMT /7
24sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: modulación DMT /8
Zi ( i = 0,1,2,..N-1) -> s.simétrica ≡ Zk ( k = 0,1,2, 2N-1) -> x(n) ≡ real
[ ] [ ] ∑−
=
⋅=+==12
0
22
)(21
22)(N
k
Nkn
j
kkk ekXN
NBjNAXIDFTkXIDFTπ
∑−
=
⋅−⋅++=
1
100 sencos2)(
N
kkk N
knB
Nkn
ABAnxππ
tNfnNfn
txN
nTtxnTtxnx 0
0
0 2)2
()2
()()( =>−======
[ ] ∑∑ =>−⋅−⋅++=−
=
)()2sen()2cos(2)( 0
1
10000 kffQAMNtkfBtkfABAtx SEÑALES
N
kkk ππ
25sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: modulación DMT /9
11001101
11101111
0110
0111
0101
10011011
10001010
00110010
000100000
0100
Bk
Ak
[ ] ∑∑ =>−⋅−⋅++=−
=
)()2sen()2cos(2)( 0
1
10000 kffQAMNtkfBtkfABAtx SEÑALES
N
kkk ππ
26sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
11111110
1110 ≡ 1+j3
1110
10 ≡ -1+j
W = 1/T0 = 4 KHz
W
(24)16-QAM
(22)4-QAM
(S/N)=100
(S/N)=50
T0 = 1/W = 250 µseg
1 1 1 0 1 0
W
( ) ( )
( ) [ ]tfsentftftfnx
nsen
nnekXekX
Nnx
k
knjN
k
Nkn
j
0000
3
0
421
0
2
262cos24cos141
4
26
2cos2cos1
4
1
4
11)(
ππ
πππππ
−++−==→
−++−=== ∑∑
=
−
=
T0 = 1/W = 250 µseg
1 1 1 0 1 0
TRA
NS
FOR
M. I
NV
ER
SA
1 0
1
SE
RIE
->
PA
RA
LELO
1 1 1 0
1-j3MA
PE
AD
O a
QA
M
-1+j
-1
1+j3
1+j3
SIM
ETR
IA H
ER
MIT
ICA
sistema ADSL: modulación DMT /10
27sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: modulación DMT /11
FRECUENCIA
f0 = 1/T0
para la para la ortogonalidadortogonalidad,,se requierese requiere
que el espaciamientoque el espaciamientoentre frecuenciasentre frecuencias
(entre (entre subportadorassubportadoras) ) sea segsea segúún 1/Tn 1/T00
seseññales ORTOGONALES, no limitadas en frecuencia (SINC), ales ORTOGONALES, no limitadas en frecuencia (SINC), pero sin IES.pero sin IES.
28sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: modulación DMT /12
Señales ORTOGONALES -> No IESCanal No_Lineal -> Si IES
x2N-1 x0 x1 x2x2N-v x2N-v+1
SIMBOLO DMTSIMBOLO DMT (final): BLOQUE RESULTANTE DE 2N+v MUESTRAS
x2N-1x0 x1 x2 x2N-v x2N-v+1 x2N-v+2
x2N-1x2N-v x2N-v+1 x2N-v+2
BLOQUE ORIGINAL DE 2N MUESTRASPREFIJO CICLICO
SIMBOLO DMT (inicial) = BLOQUE ORIGINAL DE 2N MUESTRAS
PREFIJO CICLICO
A las 2N muestras se añaden v muestras más,que no se procesan en recepción.
29sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: modulación DMT /13
SímboloDMT-2
SímboloDMT-1
SímboloDMT-3
tiempo (RECEPCION)
SímboloDMT-2
SímboloDMT-1
SímboloDMT-3
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)
tiempo (TRANSMISION)
el prefijo cíclico se ignora en recepción
considerando que la función de transferencia típica del subcanaltiene v términos significativos, el prefijo cíclico constará de v+1 muestras
(en ADSL se toma v = 31 )
30sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: modulación DMT /14
UIT-T/G.992ANSI T1.413
TR
AN
SF
OR
MA
DA
IN
VE
RS
AD
ISC
RE
TA
DE
FO
UR
IER
(ID
TF
)
ZN-1
Zi
Z1
X0Z0
X2N-1
Xk
X1
FO
RM
AC
ION
SE
CU
EN
CIA
SIM
ET
RIC
A D
E H
ER
MIT
IAN
INSERCIONPREFIJOCICLICO
x’(m)
D/Ax(n)
CANAL(PAR
SIMETRICO)
SEPARACION entre SUB-CANALES:
552 muestras -> 4 x (552/512) = 4,3125 KHz = ∆f
VELOCIDAD DE SIMBOLO-DMT:512 muestras -> f0 = 1/T0 = 4 KHz
SIMBOLO DMT = 2N+PC+S = 2 x 256 + 32 + 8 = 552 muestras
31sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: bit loading /15
Sub_Canal i -> P.Recibida = Pi (W)-> Ruido = ηi (W/Hz)-> ni bits -> Mi = 2ni estados-> Ancho = 1/T0 = f0 = W-> (S/N)i = Pi / ηiW
⋅=
⋅
−=>−>>
ii
inii aQKaQPESNSSi
i ηη22
2
114)/(
∫∞
−− ≈>−>>>−=x
xz
exQxsidzexQ 22
22
21
)()(2
1)(
π
Ki =ϕ(ni)tal que2≤Ki≤4
32sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: bit loading /16
( 3a, a )( a, a )
( 3a, 3a )( a, 3a )
2a
2a
Q Q
I
01011110
1101
1111
1100
0111
0100 0110
121
23
121
23/ 2
0 −⋅=
−⋅=>−==
ii ni
ni
iii WPE
aWPTPE
33sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: bit loading /17
−−⋅=
⋅−⋅≈
⋅=
121
)/(23
exp2
22
exp2
2 2
inii
i
i
iii NS
KaKaQKPES
ηη
⋅⋅−+=
)2(2)/(31log2
i
i
ii
KPES
Ln
NSn
WnfnCN
ii
N
ii ⋅
=⋅
= ∑∑−
=
−
=
1
00
1
0
34sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: bit loading /18
UIT-T/G.992-> ni ≤ 15-> PEB < 10-7
-> Margen de Seguridad = 6 dB
DISTRIBUCION UNIFORMEDE ERRORES
PES = n x PEB
DADO QUE A PRIORI NO SE CONOCE PES, PUES ELLO EXIGIRIA ELCONOCIMIENTO PREVIO DE n, EN LA EXPRESION DE CALCULO DEn SE PUEDE UTILIZAR PEB EN LUGAR DE PES, LO CUAL CONDUCEA UNA ESTIMACION LIGERAMENTE PESIMISTA DE n, LA CUAL SECOMPENSA CON EL POSTERIOR REDONDEO POR DEFECTO
35sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: capacidad /18
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
180,0
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0
LONGITUD DEL BUCLE (Kms)CA
PAC
IDA
D p
or S
UB
CA
NA
L (K
bps)
CON, UNICAMENTE,RUIDO TERMICO
CON, ADEMAS, DIAFONIA (NEXT)DE OTRO SISTEMA_ADSL
PT
= 1
mW
/η T
= -
173,
8 d
Bm
/Hz
Φ=
o,4
05
mm
s
MS (6 dB) -> aportado por REED-SOLOMON y ENTRELAZADO
36sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: capacidad /19
ADSL
ADSL
ADSL
ADSL
PTRX
PNEXT1 = PRCX1 x H2NEXT
PTRX
PRCX1 = PTRX - αL1
PRCX1 = PTRX - αL1
221
1
21
1
1
1NEXTNEXTRCX
RCX
TERMICONEXTRCX
RCX
HHP
P
WHP
PNS
=⋅
≈
⋅+⋅=
η
222
2
22
2
2
1NEXTNEXTRCX
RCX
TERMICONEXTRCX
RCX
HHP
P
WHP
PNS
=⋅
≈
⋅+⋅=
η
ADSL
ADSL
PTRX
PTRX
PRCX2 = PTRX - αL2
PRCX2 = PTRX – αL2
ADSL
ADSLPNEXT2 = PRCX2 x H2
NEXT
ADSL
ADSL
PTRX
PTRX
PRCX3 = PTRX – αL3
PRCX3 = PTRX – αL3
ADSL
ADSLPNEXT3 = PRCX3 x H2
NEXT
TERMICO
RCX
TERMICONEXTRCX
RCX
WP
WHP
PNS
ηη ⋅≈
⋅+⋅=
3
23
3
3
37sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: capacidad /20
PT = 1 mW / Φ = 0,405 mmsMS (6 dB) -> aportado por REED_SOLOMON y ENTRELAZADO
35,0
40,0
45,0
50,0
55,0
60,0
65,0
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0
LONGITUD DEL BUCLE (Kms)
CA
PAC
IDA
D p
or S
UB
CA
NA
L (K
bps)
con NEXT de 1 sistema_ADSL
con NEXT de 2 Sistemas_ADSL
con NEXT de 3 Sistemas_ADSL
38sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: capacidad /21
CAPACIDAD = CANALES PORTADORESTARA DEL SISTEMA
CANAL V. MINIMA V. MAXIMA CANAL V. MINIMA V.MAXIMA
AS0 32 Kbps 6.144 Kbps LS0 32 Kbps 640 Kbps
AS1 32 Kbps 4.608 Kbps LS1 32 Kbps 640 Kbps
AS2 32 Kbps 3.072 Kbps LS2 32 Kbps 640 Kbps
AS3 32 Kbps 1.536 Kbps ASx -> Símplex / LSx -> Dúplex
ASx -> Unidireccionales DescendentesLSx -> Bidireccionales ( o U. Independientes)
-> múltiplos de 32 Kbps
39sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
CAPACIDAD = CANALES PORTADORESTARA DEL SISTEMA
EOC = Embedded Operations Channel
OAM = Operations Administration and Maintenance
CRC = Cyclic Redundance Check
FEC = Forward Error Correction
NTR = Network Timing Reference
sistema ADSL: capacidad /22
40sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: ATU /23
AS1
AS0
ATM1
NTR
OAM
eoc / aoc
ATM0
V-C
OR
DE
NA
CIO
N D
E T
ON
OS
CRCF
CRCI
Ale
ato
riza
do
ry
FE
C
MU
LT
IPL
AJ
E
EN
TR
EL
AZ
AD
O
Ale
ato
riza
do
ry
FE
C
1
SE
RIE
-> P
AR
AL
EL
O y
M
AP
EO
CO
NS
TE
LA
CIO
N
0
1
2
IDF
T
255
480
510
511
0
PA
RA
LE
LO
->
SE
RIE
CONVERTIDOR D/A( Digital -> Analógico )
PAR METALICO
cada ASx solo puede encaminarsepor una vía (Lenta o Rápida)
vía lenta, con entrelazado, para aplicaciones críticas (transacciones,…)
vía rápida, sin entrelazado, para aplicaciones en tiempo real (VoIP, streaming,..)
proceso células
proceso células
esquema delsentido descendente
(downstream)
esquema delesquema delsentido descendente sentido descendente
((downstreamdownstream))
41sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: ATU /24
BBBB DDDDAAAA CCCC
BBBB DDDDAAAA CCCC
BBBB DDDDAAAA CCCC
BBBB DDDDAAAA CCCC
ABCD ABCDABCD ABCD
SECUENCIA RECIBIDASECUENCIA TRANSMITIDA
TRANSMISION SIN ENTRELAZADO SECUENCIA RECIBIDASECUENCIA TRANSMITIDA
ERRORES AISLADOS, FACILES DE DETECTAR Y CORREGIR
TRANSMISION CON ENTRELAZADO
ERRORES CONSECUTIVOS, DIFICILES DE DETECTAR Y CORREGIRERRORES
EN RAFAGA
BBBB DDDDAAAA CCCC
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)
42sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: ATU /25
ENTRADA B0j B1
j B2j B3
j B4j B0
j+1 B1j+1 B2
j+1 B3j+1 B4
j+1 SALIDA B0
j B3j-1 B1
j B4j-1 B2
j B0j+1 B3
j B1j+1 B4
j B2j+1
entrelazadoentrelazado de tipo convolucionalconvolucional, que se aplica a la salida delcodificador Reed-Solomon
si la profundidad de entrelazado es D, el octeto Bi es despla-zado (D-1) x i octetos
ejemplo para D=2 y secciones de cinco octetos (i = 0,1,2,3,4)
el retardo (la latencia) dependerá de D y de iMAX
SALIDA DELENTRELAZADO
ENTRADA ALENTRELAZADO
43sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: ATU /26
CRC -> 2 bytes por Trama, uno para la vía Rápida y otro para la Lenta
FEC -> Reed-Solomon -> N = K+R
bytes añadidos
la aleatorización permiteobtener un espectro
cuasi plano (“blanqueado”,sin periodicidad)
y limitado en banda
corrección de hasta T = (N-K)/2 = R/2 bytes erróneos
d’n-23
d’n
d’n-2 d’n-18d’n-1
dn
aleatorizacialeatorizacióónn -> d’n = dn ⊕ d’n-18 ⊕ d’n-23
bytes de mensaje
44sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: ATU /27
Trama = 2 x N + PC = 2 x 256 + 32 = 544 muestras
Trama 67Trama 0 Trama 1SINCRONI-
ZACIONTrama 2
SUPERTRAMA ( 17 mseg.) = 69 TRAMAS
(68/69) x 0.25 mseg.
VIA “RAPIDA” VIA “INTERCALADA”
FEC DATOS VIA “INTERCALADA”DATOS VIA “RAPIDA”
RF bytesNI bytes
KF bytes
BYTESYNC
NF bytes
68 x 8 = 544
45sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: ATU /28
1
LS1
LS0
ATM1
eoc / aoc
ATM0
T-R
MU
LT
IPL
AJ
E
SE
RIE
-> P
AR
AL
EL
O y
M
AP
EO
CO
NS
TE
LA
CIO
N
0
1
2
IDF
T
31
60
62
63
0
PA
RA
LE
LO
->
SE
RIE
esquema del sentido ascendente (upstream)esquema del sentido ascendente (esquema del sentido ascendente (upstreamupstream))
procesocélulas
procesocélulas
46sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL: ATU /29
-90
-34.5
3074 25,875 138
FRECUENCIA (KHz)
DENSIDAD ESPECTRAL DE POTENCIA (dBm/Hz)
-97.5
-90
-36.5
3.0934 138 1.104
FRECUENCIA (KHz)
DENSIDAD ESPECTRAL DE POTENCIA (dBm/Hz)
-97.5
densidad espectral de potencia para el sentido descendente
(downstreamdownstream)
densidad espectral de potencia para el sentido ascendente
(upstreamupstream)
47sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
Opciones all digital mode, Voz sobre ADSL (CVoDSL),..
ADSL2ADSL2 -> estándar UIT-T/G.992.3, de Julio de 2002
Ventajas:
Incrementa capacidad (hasta 8 8 MbpsMbps en downstream y 800Kbps en upstream) merced a la modulación de Trellis y lareducción del overhead
Soporta el modo de transporte EthernetEthernet (adicional al ATM,Asynchronous Transfer Mode) y el IMA (Inverse Multiple-xing ATM), que permite su transmisión sobre varios pares
sistema ADSL2 /1
48sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL2 /2
CodificadorTRELLIS
v(x-1), v(x-2),... v(0)
u(x+y-1), u(x+y-2),... u(1)
w(y-1), w(y-2),... w(0)
entradaentrada = palabra u formada por (x+y-1) bits, siendo x e y el número de bits asignados a dos subcanales consecutivos, según las ordering y allocation tables
salidasalida = palabras w y v de x e y bits (caso de que x>1 e y>1)
D/A
FE
C (
RE
ED
-SO
LO
MO
N)
CO
DIF
ICA
CIO
N T
RE
LIS
AL
EA
TO
RIZ
AD
OR
RE
OR
DE
NA
CIO
N D
E T
ON
OS
MA
PE
AD
O Q
AM
OR
DE
NA
CIO
N D
E T
ON
OS
EN
TR
EL
AZ
AD
O
CRC IDFT
Ganancia típica de 3 dB
49sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL2 /3
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
1 2 3 4 5 6
ALCANCE (Kms)
CA
PAC
IDA
D (K
bps)
Incremento Capacidad:
50 KbpsIncremento
Alcance:20 metros
ADSL2
ADSL
la ventaja del ADSL2 respecto al ADSL se manifiesta, especialmente,en la distancias cortas (hasta unos 3 kms)
50sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL2 /4
PM
D
PMT-TC
STM-TC
ATM-TC
PM
S-T
C
PM
D
PMT-TC
STM-TC
ATM-TC
PM
S-T
C
PA
R M
ET
AL
ICO
ATUATU--RRATUATU--CC
modo de transporte modo de transporte EthernetEthernet, adicional al ATM, merced al nuevo bloquefuncional Packet Mode Transmission - Transmission Convergence (PMT-TC)
mediante el Inverse Multiplexing ATM (IMA) se pueden multiplexar hasta cuatropares, elevando la capacidad máxima en sentido descendente hasta 16, 24 o 32 Mpbs
para, respectivamente, 2, 3 o 4 pares(no se ha implementado, dado el abandono progresivo del ATM)
51sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL2 /5
SDH
ATM/AAL5
Capa Física
Ethernet
IP IP
Par Simétrico SDH
ATM
PPP
Par SimétricoCapa Física
AAL5/ATM
PPP
Ethernet
SDH o EO
Ethernet
Capa Física
Ethernet
IP IP
Par SimétricoCapa Física
Ethernet
PPP
Par Simétrico SDH o EO
Ethernet
PPP
PC
Modem ADSL
DSLAM Servidor
ADSL2, o ADSL2Plus, con modo de transporte Ethernet (IP sobre Ethernet)
ADSL con modo de transporte ATM ADSL con modo de transporte ATM (IP sobre ATM)
EO -> Ethernet Optica
52sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL2 /6
ADSL2ADSL2: opciones (POTS, RDSI, “allall digital digital modemode”)
ATU-R ATU-C
BANDA (kHz) NSC 2 BANDA (kHz) NSC2
EC 125,875 - 138 32 25,875 – 1.104 256
ADSL/POTSFDM1 25,875 - 138 32 138 – 1.104 256
EC 1 120 - 276 64 120 – 1.104 256ADSL/RDSI
FDM1 120 - 276 64 254 – 1.104 256
EC 1 3 - 138 32 3 – 1.104 256All DigitalMode FDM1 3 - 138 32 138 – 1.104 256
1 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,
2
que es la opción más utilizada en la realidad.
NSC = Número máximo de SubCanales
53sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL2 /7
AAL2AAL5AAL5AAL2
IP
PPP PPP
ATM
IP
ATM
CAPA FISICA
VoIPVoIP
POTSPOTS
VoATMVoATM
CVoDSLCVoDSL
VoIPVoIP
POTSPOTS
VoATMVoATM
CVoDSLCVoDSL
......DOWNSTREAMPOTS UPSTREAM
Canales de 64 Kbps dedicados para CVoDSL
Channelised Voice over DSL (CVoDSL)
alternativas para eltransporte de fonía por
ADSL2/ADSL2Plus;hasta hace poco solose utilizaba la opción
POTSPOTS (banda de 4 kHz, separada de la del
ADSL), y actualmentese está desplegando
la opción VoIP
54sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL2Plus /1
ADSL2PlusADSL2Plus -> estándar UIT-T/G.992.5, de Mayo de 2003
VentajasVentajas:
mantiene las innovaciones introducidas por el ADSL2: co-dificación de Trellis, modo de transporte Ethernet, opciónall digital mode,....
además, duplica la banda del ADSL/ADSL2 (1.104 MHz)hasta los 2.208 MHz, incrementando pues la capacidad.
55sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL2Plus /2
ADSL2PlusADSL2Plus: opciones (POTS, RDSI, “allall digital digital modemode”)
ATU-R ATU-C
BANDA (KHz) NSC2 BANDA (KHz) NSC2
EC 1 25,875 - 138 32 25,875 – 2.208 512
ADSL/POTSFDM
1 25,875 - 138 32 138 – 2.208 512
EC 1 120 - 276 64 120 – 2.208 512
ADSL/RDSIFDM
1 120 - 276 64 254 – 2.208 512
EC 1 3 - 138 32 3 – 2.208 512All Digital
Mode FDM 1 3 - 138 32 138 – 2.208 512
1 EC (Echo Cancellation, que permite el solape de las bandas de upstream y downstream) yFDM (Frecuency Division Multiplexing), según se ilustran en el epígrafe 1_3_1_
2 NSC = Número máximo de SubCanales
1 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,
2
que es la opción más utilizada en la realidad.
NSC = Número máximo de SubCanales
56sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema ADSL2Plus /3
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
1 2 3 4 5 6
ALCANCE (Kms)
CA
PAC
IDA
D (K
bps) ADSL2+
ADSL2
ADSL
supuesto un ruido f ijo (N=AWGN, por ejemplo),y debido a que la atenuación es menor en lasdistancias cortas, es en éstas donde se mani-f iesta de forma más acusada la diferencia enla relación (S/N), y, consecuentemente, en la
capacidad del sistema ADSL
57sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
Anexo: DFT
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
SISTEMAS DE ACCESO GPON y EPON
58sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema HDSL /1
TRX / RCX
MA
PP
ING
AP
LIC
AC
IÓN
( 3
0B
+D
, E
1,..
)
C.C
.C
.C.
TRX / RCX
TRX / RCX
TRX / RCX
TRX / RCX
MA
PP
ING
AP
LIC
AC
IÓN
( 3
0B
+D
, E
1,..
)
C.C
.C
.C.
TRX / RCX
REG
REG
LADOCENTRAL
LADOUSUARIO
HDSL
L.T.U.L.T.U.C.C. C.C. = Common CircuitryN.T.U.N.T.U.
N.T.U. / L.T.U. N.T.U. / L.T.U. = Network / Line Termination Unit
REG
sistema simétrico, de 2 Mbps de capacidad en cada sentido.se puede instalar sobre 1, 2 o 3 pares.admite regeneradores intermedios. HDSLHDSL = High bit rate
Digital Suscriber Line
59sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema HDSL /2
NUMEROPARES
REGIMENBINARIOPOR PAR
2B1QV. MODULACION
(Baudios)
CODIGOCAP
CAPACIDADTOTAL
EFECTIVA (*)
1 2.320 Kbps 1.160 ± 32 ppm 128_CAP 2.048 Kbps
2 1.168 Kbps 584 ± 32 ppm 64_CAP 2.048 Kbps
3 784 Kbps 392 ± 32 ppm 2.048 Kbps
ANSI
HDSL (ETS TS 101 135): modulaciones 2B1Q y CAP
-> Sistema_HDSL a 1,544 Mbps
en España casi todos los sistemas HDSL instalados (principalmente por los operadoresde móviles, para conectar las estaciones de base ubicadas en el interior de las ciudades)
han sido sobre 2 pares y con modulación 2B1Q
60sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema HDSL /3
TRX
RCX
B.H. C.E.
TRX
RCX
B.H.C.E.
TRANSCEPTOR de L.T.U.
C.E. = CANCELADOR de ECO B.H. = BOBINA HIBRIDA
TRANSCEPTOR de N.T.U.
transmisión duplex (misma banda en ambos sentidos, funcionando ambos simul-táneamente), reduciéndose las interferencias entre los dos sentidos mediante loscanceladores de eco.incluso cuando el sistema se soporta sobre dos o tres pares, la transmisión es du-plex en cada uno de los pares.
61sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema HDSL /4
Primer BIT Segundo BITSIMBOLO CUATERNARIO
( QUATS )NIVEL de PICO
1 0 + 3 2,64 voltios
1 1 + 1 0,88 voltios
0 1 - 1 - 0,88 voltios
0 0 - 3 - 2,64 voltios
como se aprecia, en la modulción 2B1Q la separación (en tensión)entre dos símbolos adyacentes es siempre la misma
HDSL: detalle de modulación 2B1Q
62sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema HDSL: calidad /5
y, supuesto que el sistema está enservicio, la calidad se suele fijar enbase al parámetros ESR (ErroredSecond Ratio).
la calidad de un sistema de transporte digital se establece según la reco-mendación UIT-T/G.826, que parte de dos estados iniciales:
en servicio, o disponible, que comienza con 10 segundos consecutivoscon tasa de error en bit < 10-3
fuera de servicio, o indisponible, que comienza con 10 segundos con-secutivos con tasa de error en bit > 10-3
63sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema HDSL: calidad /6
SES -> Severely Errored Second -> Segundo con más de un 30% de EBs
EB -> Errored Block -> Bloque con, al menos, un bit erróneo
ESR ( Errored Second Ratio ) ≤ 0,0164 + 8,58 x 10-7 x DKm
ES -> Errored Second -> Segundo con, al menos, un EB
- un único EB por ES- un único bit erróneo por EB- D ≤ 10 kms- bloques de 1000 bits
PEB ≤ 8 x 10-9CALIDAD:UIT-T/G.826
ESR = número de ES / número total de segundos
64sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema HDSL: calidad /7
.- Frecuencia de Referencia = v/4 -> f1 = 580 KHz / f2 = 292 KHz / f3 = 196 KHz
.- φ = 0,405 mms -> α1 = 12,6 dB/Km / α2 = 10,1 dB/Km / α3 = 9,3 dB/Km
.- PTRX = 14 dBm y Margen de Seguridad = 8 dB
.- η = ηAWGN = -110 dBm/Hz
.- W = v/2 -> W1 = 1.160 KHz / W2 = 584 KHz / W3 = 392 KHz
−⋅=
WP
PEB RCXQB η5
1exp
43
12
65sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema HDSL: calidad /8
1,E-10
1,E-09
1,E-08
1,E-07
1,E-06
1,E-05
1,E-04
1,E-03
1,E-02
1,E-01
1,E+00
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0
ALCANCE DEL SISTEMA_HDSL ( kms )
PR
OB
AB
ILID
AD
DE
ERR
OR
EN
B
I(P
EB)
UN PAR
DOS PARES
TRES PARES
ALCANCEALCANCEversusversus
CALIDADCALIDAD
PRO
BA
BIL
IDA
D D
E ER
RO
R E
N B
ITS
(PEB
)
ALCANCE DEL SISTEMA HDSL (kms)
66sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL /9
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.000
FRECUENCIA ( kHz )
DEN
SID
AD
ESP
ECTR
AL
( dB
m/H
z)
(
HDSL ( 784 Kbps / 2B1Q )(HDSL sobre tres pares, perocon sólo uno de ellos hábil)
SHDSL( 768 Kbps / TC-16_PAM )
el sistema SHDSL SHDSL (Single HDSL) utiliza la modulacimodulacióón de n de TrellisTrellis,que, con la misma potencia queel HDSL, le permite facilitar igual capacidad, pero en menor anchode banda -> menor interferenciaa otros sistemas (ADSL, HDSL,..)
del mismo cable
67sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL /10
SRUSRUSTUSTU--RR STUSTU--RR
TERMINALDE USUARIO
TERMINALDE USUARIO
CO
RE
CO
RE
NE
TW
OR
KN
ET
WO
RK
RED DE ACCESORED DE ACCESO
UU--RR
VV
UU--CCT/ST/S
UU--CCUU--RR
T/ST/S
SRU -> SHDSL Regenerators Unit
STU-R/C -> SHDSL Terminal Unit - Remote/Central
SHDSLSHDSL -> estándar UIT-T/G.991.2 de 2001
soportado sobre un úúnico parnico par (de ahí su denominación de “Single HDSL”)
u, opcionalmente, por sobre dos pares metálicos.
transmisión simsimééticatica y duplexduplex (mediante EC)
capacidad: desde 192 Kbps hasta 2.360 Kbps (en pasos de 8 Kbps)
68sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL /11
PAYLOADPAYLOADBLOCKBLOCK
FRAMEFRAMESYNCSYNC
OOHH
PAYLOADPAYLOADBLOCKBLOCK
OOHH
PAYLOADPAYLOADBLOCKBLOCK
OOHH
PAYLOADPAYLOADBLOCKBLOCK
OOHH
Sub
Blo
ck12
Sub
Blo
ck1
Sub
Blo
ck2
Sub
Blo
ck3
Sub
Blo
ck4
Sub
Blo
ck5
Sub
Blo
ck11
( k ) ( 10 ) (2) (2) ( k ) ( k ) ( k ) ( 14 ) ( 10 ) ( 10 ) bits :
STBSTB
( 2 )
66 milisegundos
2
k = 12 (i+nx8) bits
1
2 -> 6 + [3/(k+12)] mseg.
1 -> 6 - [3/(k+12)] mseg.
User Data Rate = RE = 4 k fT = ( 8 i + 64 n) KbpsRégimen en Línea = RL = ( RE + 8 ) Kbps
0 ≤i≤7 3 ≤n≤36 n=36->i=0 i=0 si E1, flujo_ATM,..
SHDSLSHDSL: estructura de tramatrama
fT = frecuencia de Trama = 6/1000 tramas/seg.
69sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL: modulación de Trellis /12
dados un ancho de banda y una potencia determinados, lamodulación de Trellis incrementa la capacidad introducien-do mayor número de niveles en línea (supuesta modulaciónPAM, Pulse Amplitude Modulation ), a cuyo efecto, y paracompensar la reducción de la relación S/N --misma potencia,con mayor número de niveles -> menor S/N--, facilita un ele-vada ganancia de código (hasta 6 dB).
la modulación de Trellis se sustenta en tres “pilares”: la codificación convolucionalconvolucionalla descodificación de ViterbiViterbiel setset partitioningpartitioning
70sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL: modulación de Trellis /13
SS22SS00 SS11
CC22
CC11
CODIFICADOR CONVOLUCIONALCONVOLUCIONAL:
registro de Desplazamiento de k etapasn sumadores módulo-2
TABLADE ESTADOS
Y TRANSICIONES
ESTADO INICIAL SALIDA
S0 S1ESTADO
ENTRADAESTADO C1 C2
0 00 0
aa
01
ab
0 01 1
0 10 1
cc
01
ab
1 10 0
1 01 0
bb
01
cd
1 00 1
1 11 1
dd
01
cd
0 11 0
r = razón = bits salida/bits entrada = 2
71sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL: modulación de Trellis /14
dd
aa
bb
cc
0000
1010
1010
0000
1111
1111
0101
0101
0000
1010
1010
0000
1111
1111
0101
0101
0000
1010
1010
0000
1111
1111
0101
0101
0000
1010
1010
0000
1111
1111
0101
0101
DIAGRAMA DE MALLA ( 0 1 )
DIA
GR
AM
A D
E M
ALL
Aco
rresp
ondi
ente
al
cod
ifica
dor c
onvo
luci
onal
de la
tran
spar
enci
a an
terio
r
72sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL: modulación de Trellis /15
0000
1010
1010
0000
1111
1111
0101
0101
0000
1010
1010
0000
1111
1111
0101
0101
0000
1010
1010
0000
1111
1111
0101
0101
0000
1010
1010
0000
1111
1111
0101
0101
dd
22
aa
bb
cc
00
33
00
11
00
33
22
22
33
11
22 22
11
22
SECUENCIARECIBIDA 0000
SECUENCIATRANSMITIDA
00
0000 1100
11
0000
00001111
0011
1111
0000
DE
SC
OD
IFIC
AC
ION
DE
VIT
ER
BI
(eje
mpl
o de
des
codi
ficac
ión,
con
side
rand
ola
cod
ifica
ción
con
volu
cion
alde
las
trans
pare
ncia
s an
terio
res)
73sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL: modulación de Trellis /16
11
1111
00
1100
00
00
00 11
00
11
SET_PARTITIONING
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
74sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL: modulación de Trellis /17
CO
DIG
O D
E L
INE
AC
= 2
cE
esta
dos
vS
= v
x (c
/m)
CC
c 2=
m2
m2
m1
c 1>
m1
cm
INF
OR
MA
CIO
NM
= 2
mes
tad
osv
i=
v
bits c2 -> eligen un estado (hábil) dentro de dicha sub-constelaciónbits c1 -> seleccionan la sub-constelación
codificador convolucional
CODIFICADOR (MODULADOR) DE TRELLIS
75sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL: modulación de Trellis /18
a
d
b
c
001
111
000
100
111
110 110
010
000001
101
010
011011
101
c3c2
100
c1
SS22SS00 SS11
mm11
cc11
cc22
cc33mm22
r azón= 2/3
codificador(modulador)de Trellis
codificador(modulador)de Trellis
76sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL: modulación de Trellis /19
INFORMACION: 4-PAM = 2B1Q
(codificación de referencia:Pulse Amplitude Modulation, de 4 estados)
11
+6.15
00 01 10
-6.15 -2.05 +2.05
CODIFICACION de TRELLIS: 4-PAM TC ≡ 8-PAM
(la Trellis Codification, TC, de la 4-PAM, con un codificador derazón = 2/3, tiene la forma de onda de una modulación 8-PAM)
000111
+7
110 100010
-5 -1 +1 +5
101 001
-3 +3
011
-7
∑∑==
=
8
1
24
1
2
281
241
i
k
i
i VV
misma potencia mediapor estado, o símbolo,
en ambas modulaciones(4-PAM y 4-PAM TC)
la ganancia de una codificaciónrespecto a otra, dependerá de
la distancia mínima (dmin) dedichas codificaciones
==−
−
PAM
TCPAMTRELLIS d
dG
42min
42min
)()( Ganancia de la
codificación de Trellis
77sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema SHDSL: modulación de Trellis /20
7
3
5
000 000
100
7 7
1103110
d
a
b
c
000
4-PAM TC ≡ 8-PAM -> (dmin)2 = (7-3)2/2 + (7-5)2/2 + (7-3)2/2 = 18
4-PAM = 2B1Q -> (dmin)2 = (6,15-2,05)2/2 = 8,4
Ganancia de Trellis = GTRELLIS = 18/8,4 = 2,14 = 3,3 dB
4-PAMddminmin = distancia entre
dos estados contiguos
4-PAM TC ≡ 8-PAMddminmin = distancia entrelos dos caminos (en
el diagrama de malla)que primero convergen
78sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
A finales de 2003 aparece una revisión del estándar de la UIT(el G.991.2) que introduce dos innovaciones:
en su anexo-F, contempla tanto la modulación 16-TCPAM(3 bits/símbolo) como la 3232--TCPAMTCPAM (4 bits/símbolo), permi-tiendo esta última elevar la capacidad hasta M x 5.696 Kbps
extiende la norma original (desde 192 hasta 2.312 Kbps, con=8 Kbps) a modalidades desde M x 192 hasta M x 2.312 Kbps,
con = M x 8 Kbps), siendo M el número de pares, que puedeoscilar entre uno y cuatro (11≤≤M M ≤≤44)
sistema SHDSL /21
79sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
Anexo: DFT
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
SISTEMAS DE ACCESO GPON y EPON
80sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema VDSL /1
VDSLVDSL =Very high bit rate Digital Suscriber Linesistema punto a punto, soportado sobre un par metálico.admite configuraciones simétricas o asimétricas.
VDSL
VDSL
VDSL
VDSL
CE
NT
RA
LT
EL
EF
ON
ICA
PAR METALICO
PAR METALICO
100 Mbps
100 Mbps
PAR METALICO
ONUONU
FIBRAOPTICA
FIBRA OPTICA
Optical Network Unit
81sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistema VDSL /2
ADSL/SHDSLADSL/SHDSL
VSDLVSDL
VSDLVSDL
mientras los sistemas ADSL/HDSL/SHDSL “pegan el salto” desde la sede del Clientehasta la Central Telefónica sobre par metálico, el sistema VDSL solo salva la distanciacomprendida 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,..)
fibra óptica
par metálico
82sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
en 2003 aparece el primer estándar VDSLVDSL (UIT-T/G.993.1)cuyo despliegue comercial es prácticamente nulo;
¿anticipación prematura a las necesidades del mercado?
¿estándar demasiado abierto: admite dos esquemas de co-dificación (DMT y CAP), reconoce varias canalizaciones,..?
por ello, en Mayo de 2005 aparece un nuevo estándar, cono-cido como VDSL2VDSL2 (UIT-T/G.993.2), que persigue tanto sub-sanar los errores del anterior como, además, erigirse en “su-cesor” del ADSL2Plus.
sistema VDSL /3
83sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
como se aprecia, el espectro del VDSL2 se extiende hasta 30 30 MHzMHz
sistema VDSL2 /4
84sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
la configuración puedeser simétrica o asimétrica
modulación estan-darizada: la DMT(similar a la del
ADSL/ADSL2Plus, salvo en el perfil
30a)
sistema VDSL2 /5
85sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
el VDSL2 utiliza el entrelazadoentrelazado convolucional, la codificaciónde TrellisTrellis, la cancelación de eco,…
como el ADSL2Plus, el VDSL2 admite la coexistencia con losservicios POTSPOTS y RDSIRDSI, así como la opción “all-digital mode”.
y, también como el ADSL2Plus, soporta tanto el modo de de transporte ATM como el “de paquetes”.
para ello, incluye la capa PTMPTM--TC TC (Packet Transfer Mode –Transmission Convergence), que soporta el transporte de tra-mas Ethernet, paquetes-IP,..
sistema VDSL2 /6
86sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
3.0003.000300300 600600 900900 1.2001.200 1.5001.500 1.8001.800 2.1002.100 2.4002.400 2.7002.700
Alcance (metros, para Alcance (metros, para ΦΦ = 0,51 = 0,51 mmmm))
el VDSL2 ofrece una capacidad agregada máxima de 200 Mbps, que se puede distribuir bien de forma simétrica (100 Mbps paraupstream y otros 100 Mbps para downstream, 100/100) o bien de
forma asimétrica (90/60, 70/30,..)
sistema VDSL2 /7
87sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
4204206060 120120 180180 240240 300300 360360
alcance (metros)alcance (metros)
cap
aci
da
d (
cap
aci
da
d (
Mb
ps
Mb
ps ))
potencia transmitida (dBm) en función del perfil
del VDSL2
sistema VDSL2 /8
88sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
Anexo: DFT
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
SISTEMAS DE ACCESO GPON y EPON
89sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistemas xPON /1
OLTOLT ONUONU
UNIUNISNISNI
-> una OLT puede atender hasta64 ONUs (aunque típico entre32 y 48)
-> distancia máxima entre OLTy ONU: unos 20 kms
OLT -> Optical Line TerminationONU -> Optical Network UnitODN -> Optical Distribution NetworkUNI -> User Network InterfaceSIN -> Service Network Interface
ODNODN
RED DE ACCESO OPTICA
sistemas sistemas xPONxPON: arquitectura de referencia: arquitectura de referenciaGPON /EPON GPON /EPON --> > GigabitGigabit //EthernetEthernet overover PassivePassive OpticalOptical NetworkNetwork
90sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistemas xPON /2
OLTOLT
TV
Par de Cobre
DIVISORDIVISOROPTICOOPTICO
(SPLITTER)(SPLITTER)
1:N1:N
( RJ45 )
Par Coaxial
( RJ11 )TLF
Par de Cobre
10/100-Base-T
TV/ 1.550 nm
TDMA / 1.310 nm
VOZ-DATOS / TDM / 1.490 nm
ONU
-> dowstream = PTO -> MPTO-> upstrem = MPTO -> PTO
distinción ONUs/ONTs -> por VPI/VCI (Virtual Path/ChannelIdentifier), caso de ATM, pordirección MAC en el caso deEthernet, por el link_ID,..
-> modo SIMETRICO: descenden-te = ascendente = hasta 2,4 Gbps
-> modo ASIMETRICO: descendente(hasta 2,4 Gbps) y ascendente(hasta 1,2 Gbps)
91sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistemas xPON /3
ONU-n
ONU-1SPLITTER
OL
T
SPLITTER
OL
T
ONU(1)
ONU(n)
DIVERSIFICACIONDIVERSIFICACIONTOTALTOTAL
ONU-n
ONU-1
OLT
SPLITTER
CONFIGURACIONCONFIGURACIONBASICABASICA
DIVERSIFICACIONDIVERSIFICACIONOLTsOLTs
GPON -> UIT-T/G.984EPON -> IEEE 802.3ah
sobre 1 osobre 2 Fibras
92sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistemas xPON /4
21
13
OLT
11
21
13
211 3
User 2
3
ONU 1 User 1
ONU 2
211 3 2
ONU 3 User 3
header payload FCS
Trama IEEE 802.3
Downstream
sentido DescendenteDescendente:protocolo de DIFUSIONDIFUSION(tanto GPON como EPON)
93sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistemas xPON /5
ONU
ONU
OLTONU
ONU
ONU
OLTONU
despudespuéés dels delRangingRanging
antes delantes delRangingRanging
protocolo en el sentido AscendenteAscendente:TDMATDMA (Time Division Multiple Access) para GPONGPONy MPCMMPCM (Multi-Point Control Protocol) para EPONEPON
el mecanismo del ranging sitúa a todas las ONUs a la misma distancia “virtual” de la OLT, de forma que las transmisionesde aquellas (las ONUs, en sentido ascendente) no colisionen
94sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistemas xPON /6
CAPACIDAD ( Upstream / Downstream )
Modo ASIMETRICO Modo SIMETRICO
GPON (a)
155 Mbps / 1,2 Gbps622 Mbps / 1,2 Gbps155 Mbps / 2,4 Gbps622 Mbps / 2,4 Gbps1,2 Gbps / 2,4 Gbps
1,2 Gbps / 1,2 Gbps2,4 Gbps / 2,4 Gbps
EPON (b) (c) 1,25 Gbps / 1,25 Gbps
(a) 155 Mbps ≡ 155,52 Mbps ≡ MTS-1 // 622 Mbps ≡ 622,08 Mbps ≡ MTS-4 1,2 Gbps ≡ 1.244,16 Mbps // 2,4 Gbps ≡ 2.488,32 Mbps ≡ MTS-16
(b) 1,25 Gbps ≡ 1 Gbps x Código de Línea (8B/10B) También se está considerando el modo 2,5 Gbps / 2,5 Gbps
95sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
sistemas xPON /7
Red PON Upstream Downstream
sobre 1 Fibra 1.260 – 1.360 nms 1.480 – 1.500 ⊕ 1.539 – 1.565 nms
sobre 2 Fibras 1.260 – 1.360 nms 1.260 – 1.360 nms
clase de Red Margen de Pérdidas (dB)
A 5 - 20
B 10 - 25
C 15 - 30
GPON GPON -> splitters tipo 1:161:16, 1:321:32 y 1:641:64EPONEPON -> splitters tipo 1:161:16 y 1:321:32
96sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
Anexo: DFT
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
SISTEMAS DE ACCESO GPON y EPON
97sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
DFT /1
x(n) para n =0,1,2,.. N-1 -> X(k) para k =0,1,2,... N-1
∑∑−
=
−
=
−⋅=>−⋅=
1
0
21
0
2
)(1
)()()(N
k
Nkn
jN
n
Nnk
jekX
NnxenxkX
ππ
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/T0=kf0=k/NT)
x(t) de banda limitada -> x(t) <-> X(f)
x(t) real -> X(k=0) y X(k=N/2) reales-> X(k) = X*(N-k)
DFT -> Discrete Fourier Transform
98sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
serie de “n” valoresen el espectroespectro
Xk = X0, X1, X2,.. XN-1
serie de “n” valoresen el tiempotiempo
xi = x0, x1, x2,.. xN-1 IDFT
( ) ( )∑−
=
=1
0
21 N
k
Nnk
jekX
Nnx
π
fk+1 fkfk-1
frecuencia1/ NT
tn+1 tntn-1
tiempoTT1/ NT
( ) ( )∑−
=
−=
1
1
2N
n
Nnk
jenxkX
π
DFT
DFT /2
99sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
DFT /3
XN/2=Im(X0)
X0 X1 X2
XN-1=(X1)*XN-2=(X2)*
XI-1
(X’)0 == Re(X0)
X1 X2 XI-1=X(N/2)-1
SERIE SIMETRICA
SERIE ORIGINAL
obtención de la serie simétrica, que tiene el doble de términos que la original( N = 2 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)
100sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
∑−
=
⋅=>−+==1
0
2)(1)()(
N
k
Nkn
j
kkk ekXN
nxjNBNAXkXπ
( )
∑−−
=
−
−
⋅+⋅+
⋅+⋅=
)2/(1
1
)(222/2
2
00
11)(
NN
k
NnkN
j
kNNkn
j
kN
nNj
Nj eXeX
NeXeX
Nnx
πππ
)2
sen2
cos(2)cos()(1
2
100 ∑
−
=
⋅−⋅+⋅+=
N
kkk N
knB
Nkn
AnBAnxπππ
∑−−
=
−
⋅−+⋅++⋅+=
)2/(1
1
22
00 )()()cos()(NN
k
Nkn
j
kkNkn
j
kk ejBAejBAnBAnxππ
π
DFT /4
101sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
)2
sen2
cos(2)cos()(1
2
100 ∑
−
=
⋅−⋅+⋅+=
N
kkk N
knB
Nkn
AnBAnxπππ
)2()2cos(2)cos()(12
100000 ∑
−
=
−++=
N
kkk tkfsenBtkfAtNfBAtx πππ
tfNnfN
ntx
NT
ntxnTtxnx ⋅⋅=>−⋅
====== 00
0 )()()()(
DFT /5
102sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
DFT /5
11001101
11101111
0110
0111
0101
10011011
10001010
00110010
000100000
0100
Bk
Ak
)2()2cos(2)cos()(12
100000 ∑
−
=
−++=
N
kkk tkfsenBtkfAtNfBAtx πππ
la señal temporal x(t) correspondiente a unaserie espectral simé-trica, es real y equiva-lente a una suma de
señales QAM
103sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)
gracias