SISTEMAS de ACCESO METALICOS (xDSL) - OCW...
Transcript of SISTEMAS de ACCESO METALICOS (xDSL) - OCW...
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 2
ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY
Anexo-2: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
LOS SISTEMAS xDSL EN ESPAÑA
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management)
Anexo-1: Transformada Discreta de Fourier
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 3
ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY
Anexo-2: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
LOS SISTEMAS xDSL EN ESPAÑA
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management)
Anexo-1: Transformada Discreta de Fourier
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 4
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 Infraestructura
de Telecomunicaciones Inferior) en edificios con IICCTT
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 5
el bucle de abonado /2
1.2002.400
25/1/0
2.400
25/7/4
100/23/17
150/37/31
50/17/250/7/12
CE
NT
RA
L T
EL
EF
ON
ICA
50 / 7 / 12
ADSL de otro Operador
capacidad del cable (número de pares
ADSL de Telefónica
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 6
el bucle de abonado /3
NSWC /1log2
25.4
2101log456 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 Shannon
para incrementar C -> aumentar W
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 7
el bucle de abonado /4
R se incrementa con f (efecto pelicular, de radiación,…)
L se reduce con f (efecto pelicular,..); entre algunos KHz y
1 MHz baja 0,1 mH/km
C también se reduce con f (al bajar la permitividad del
aislante)
)/(
/
/
/
1kmG
kmFC
kmHL
kmR
parámetros
primarios (del par)
1 Np/km = 8,7 dB/km
bb
bax
//
//
0
wvywv
kmradjkmNpYZ
jwCG
jwLR
Y
ZZ
grupofase
parámetros
secundarios (del par)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 8
1_ 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.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 9
el bucle de abonado /5
km
mm
fu
uR
R
s
lR
HzmmCu
CC
CA
CC
2
6 66
2
24,17
0107,0
8314
182
Resistencia, en corriente contínua (RCC) y en corriente alterna (RCA)
de un par de cobre (ρ = 17,24 Ω mm2 / km) de calibre Φ
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 10
el bucle de abonado /6
22
12
12
10
0
fwCRfRfwC
jwC
fRj
fwC
fRZ
fLwfRBF
ba
CfLwy
Z
fR
CfLfCfLZ
fLwfRAF
ba0
0
2
//
4,0
aproximación de
Alta Frecuencia (AF)
aproximación de
Baja Frecuencia (BF)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 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 f1/2 para altas frecuencias).
la diafonía NEXT (que se incrementa según f3/2).
la diafonía FEXT (que se incrementa según f1/2).
las ramas múltiples, que se comportan como circuitos
abiertos en baja frecuencia, y generan reflexiones en
alta frecuencia.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 12
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
1.0
00
1.0
50
1.1
00
1.1
50
1.2
00
FRECUENCIA (kHz) FU
NC
ION
DE
TR
AN
SF
ER
EN
CIA
(d
B)
Φ=0.51 mms / L=1 Kms
Φ=0.405 mms / L=1 Kms
la atenuación se incrementa según f1/2 para altas frecuencias
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 13
el bucle de abonado /9
CENTRAL
OFFICE
CPE
CPE
PAR INTERFERIDO
PAR/PARES INTERFERENTES
NEXT
Near End
Cross Talk
(Paradiafonía,
por capacidades
parásitas,…)
2
fHPSDPSDNEXTTEINTERFERENSISTEMANEXT
36,014321085,0 HzHzNEXTNEXT fnfkfH
PSD (Power Spectral Density)
n = número de sistemas (pares) interferentes
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 14
2
fHPSDPSDFEXTTEINTERFERENSISTEMAFEXT
HzPAR
HzFEXTPARFEXT
fnfH
fkfHfH
6,0172
22
105,2
PSD (Power Spectral Density)
n = número de sistemas (pares) interferentes
FEXT
Far End
Cross Talk
(Telediafonía,
por capacidades
parásitas,..)
CENTRAL
OFFICE
CPE
CPE
PAR INTERFERIDO
PAR/PARES INTERFERENTES
el bucle de abonado /10
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 15
el bucle de abonado /11
Mientras en el ADSL (con espectro limitado, de
2 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.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 16
2_ 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.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 17
el bucle de abonado /12
CPE CUSTOMER PREMISE EQUIPMENT
CAMBIO DE CALIBRE
BRIDGE TAPCIRCUITO ABIERTO
0.405 0.51
CENTRAL
OFFICE CPE
CPE
PAR DE HILOS
(BUCLE DE ABONADO)
CABLE
METALICO
CPE
ramas múltiples
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 18
el bucle de abonado /13
además de los anteriores parámetros (atenuación, NEXT,
FEXT, ramas múltiples, cambios de calibre,..) en alta fre-
cuencia tienen relevancia también:
el AWGN (Additive White Gaussian Noise), con valo-
res del orden de -110 dBm/Hz
el ruido impulsivo (generado por transformadores, e-
lectrodomésticos,..) que puede alcanzar hasta 40 mV
de amplitud, con duración de hasta 800 μseg.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 19
ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY
Anexo-2: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
LOS SISTEMAS xDSL EN ESPAÑA
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management)
Anexo-1: Transformada Discreta de Fourier
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 20
sistema ADSL /1
ADSL
ADSL
ADSL
ADSL
CENTRAL
TELEFONICA
PAR METALICO
PAR
METALICO
PAR METALICO
hasta 20 Mbps
hasta 800 Kbps
INTERNET
OTROS
OPERADORESDSLAM
DIGITAL SUSCRIBER
LINE ACCESS MUX
.- sistema punto a punto
.- sobre un único par
.- compatible con STB (4 kHz) y con RDSI (2B+D)
DS
LA
M
SERVIDOR
DE VIDEO
ADSL -> Asymmetric
Digital Subscriber Line
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 21
sistema ADSL /2
DSLAM SMARTX MA5600
de HUAWEI
600 m
m x
600 m
m x
2200 m
m (
WxD
xH
)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 22
sistema ADSL /3
DSLAM 5024G
de ALCATEL-LUCENT
(miniDSLAM)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 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.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 24
sistema ADSL /4
FPAFPA
DIVISOR_RDIVISOR_C
U-R
U-R2
PAR
METALICO
ATU_R PHYATU_CPHY
U-C
T/S
U-C2
V-C
TERMINAL
DE RED (NT)
T-R
FPB FPB
INTENET,
VIDEO,..
RED
TELEFONICA
PU
NT
O A
CC
ES
O W
IFI,
PC
,…
ATU -> ADSL Transceiver Uit
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 25
sistema ADSL /5
FPA -> ELIMINA INTERFERENCIAS DE ADSL (100 mW) SOBRE
RDSI / RTB ( 0,1 mW)
FPB -> AISLA ADSL DE RTB / RDSI (armónicos de corriente de llama-
de, de marcación decádica,....)
sin FPB -> opción SPLITTERLESS
1.1044 25.8 138
USUARIO --> RED
Frecuencia (KHz)
RED --> USUARIO
canalización del ADSL/POTS
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 26
sistema ADSL /6
1.10480 138 276
USUARIO --> RED RED --> USUARIO
1.1044 25.8 138
USUARIO --> RED RED --> USUARIO
f (KHz)
f (KHz)
ADSL / RDSI
ADSL / POTS
ADSL sobre RDSI (sobre Acceso Básico 2B+D, 144 kbps)
ADSL sobre POTS (Plain Old Telephone Service, 4 kHz)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 27
MICROFILTROS(para instalación splitterless)
fC = 120 KHz
fC = 90 KHzLINEA
BANDA ANCHA
TELEFONIA
SPLITTER ADSL/RDSI
fC = 24 KHz
fC = 4.4 KHzLINEA
BANDA ANCHA
TELEFONIA
SPLITTER ADSL/POTS
Modem ADSL/POTS
MICROFILTRO
MICROFILTRO
PTR
Punto deTerminación de
Red
BUCLE de
ABONADO
FILTROS
sistema ADSL /7
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 28
sistema ADSL: modulación DMT /8
NIV
EL
DE
RU
IDO
FRECUENCIA
BIT
S P
OR
SU
BC
AN
AL
FRECUENCIA
01
2N-3 N-2
N-1
BANDA = SUBCANALES
(SUBCANAL -> f = 4 KHz )
-> modulación DMT
(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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 30
MA
PE
AD
O
DE
LA
CO
NS
TE
LA
CIO
N
nN-1 bits
ni bits
n1 bits
n0 bits
L bits
R bps
L bits
CO
NV
ER
SO
R
SE
RIE
->
PA
RA
LE
LO
ZN-1
Z0
Z1
Zi
D
Q
11001101
11101111
0110
0111
0101
10011011
10001010
00110010
000100000
0100
I
Zi
C
1
0
N
i
inL
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 /10
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 31
sistema ADSL: modulación DMT /11
Zi ( i = 0,1,2,..N-1) -> s.simétrica Zk ( k = 0,1,2, 2N-1) -> x(n) real
12
0
2
2
)(2
122)(
N
k
N
knj
kkk ekXN
NBjNAXIDFTkXIDFT
1
1
00 sencos2)(N
k
kkN
knB
N
knABAnx
tNfnNf
ntx
N
nTtxnTtxnx 0
0
0 2)2
()2
()()(
)()2sen()2cos(2)( 0
1
1
0000 kffQAMNtkfBtkfABAtxSEÑALES
N
k
kk
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 32
sistema ADSL: modulación DMT /12
11001101
11101111
0110
0111
0101
10011011
10001010
00110010
000100000
0100
Bk
Ak
)()2sen()2cos(2)( 0
1
1
0000 kffQAMNtkfBtkfABAtxSEÑALES
N
k
kk
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 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 (-1-j), el mapeo final será:
a) (3+j3), (3-j), (-3+j) y (-1-j)
b) 3, (3-j), (-3+j), (-1-j), 3, (-1+j), (-3-j) y (3+j)
c) (3+j3), (3-j3), (3-j), (-3+j), (-1+j) y (-1-j)
d) 3, (3-j), (-3+j), (-1-j), 3, (1-j), (3+j) y (-3-j)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 34
sistema ADSL: modulación DMT /13
W = 1/T0 = 4 KHz
W
(24)16-QAM
(22)4-QAM
(S/N)=100
(S/N)=40
W
(S/N)=50
(22)4-QAM
W
T0 = 1/W = 250 μseg
0 1 1 1 1 0 1 0
11111110
1110 ≡ 1+j30001
01 ≡ -1-j
1110
10 ≡ -1+j
TR
AN
SF
OR
MA
DA
IN
VE
RS
A
0 1
1
SE
RIE
-
> P
AR
ALE
LO
1 1 1 0
1-j3
MA
PE
AD
O
a Q
AM
-1-j
-1
1+j3
1+j3
SIM
ET
RIA
H
ER
MIT
ICA
T0 = 1/W = 250 μseg
0 1 1 1 1 0 1 0
1 0
-1+j
-1+j
-1-j
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 35
sistema ADSL: modulación DMT /14
TR
AN
SF
OR
MA
DA
IN
VE
RS
A
0 1
1
SE
RIE
-
> P
AR
AL
EL
O
1 1 1 0
1-j3
MA
PE
AD
O
a
QA
M
-1-j
-1
1+j3
1+j3
SIM
ET
RIA
H
ER
MIT
ICA
T0 = 1/W = 250 μseg
0 1 1 1 1 0 1 0
1 0
-1+j
-1+j
-1-j
tfsentftfsentftftfnx
nsen
nnsen
nn
ejejeejeje
ekXekXN
nx
nj
nj
nj
nj
nj
j
k
knjN
k
N
knj
000000
3
5
3
4
3
2
30
5
0
3
1
0
2
424cos2262cos26cos16
1)6(
3
22
3
2cos2
36
3cos2cos1
6
1
311113116
1
6
11)(
señal QAM en 2f0señal QAM en f0
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 36
sistema ADSL: modulación DMT /15
FRECUENCIA
f0 = 1/T0
para la ortogonalidad,se requiere
que el espaciamientoentre frecuencias
(entre subportadoras) sea según 1/T0
señales ORTOGONALES, no limitadas en frecuencia (SINC), pero sin IES.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 37
sistema ADSL: modulación DMT /16
Señales ORTOGONALES -> No IES
Canal No_Lineal -> Si IES
x2N-1 x0 x1 x2x2N-v x2N-v+1
SIMBOLO 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.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 38
sistema ADSL: modulación DMT /17
Símbolo
DMT-2
Símbolo
DMT-1
Símbolo
DMT-3
tiempo (RECEPCION)
Símbolo
DMT-2
Símbolo
DMT-1
Símbolo
DMT-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 subcanal
tiene v términos significativos, el prefijo cíclico constará de v+1 muestras
(en ADSL se toma v = 31 )
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 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.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 40
sistema ADSL: modulación DMT /18
UIT-T/G.992
ANSI T1.413
TR
AN
SF
OR
MA
DA
IN
VE
RS
A
DIS
CR
ET
A D
E F
OU
RIE
R (
IDT
F)
ZN-1
Zi
Z1
X0
Z0
X2N-1
Xk
X1
FO
RM
AC
ION
SE
CU
EN
CIA
SIM
ET
RIC
A D
E H
ER
MIT
IAN
INSERCION
PREFIJO
CICLICO
x’(m)
D/A
x(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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 41
sistema ADSL: bit loading /19
Sub_Canal i -> P.Recibida = Pi (W)
-> Ruido = i (W/Hz)
-> ni bits -> Mi = 2ni estados
-> Ancho = 1/T0 = f0 = W
-> (S/N)i = Pi / iW
i
i
inii aQKaQPESNSSi
i
22
2
114)/(
x
xz
exQxsidzexQ 22
22
2
1)()(
2
1)(
Ki =(ni)
tal que
2Ki4
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 42
sistema ADSL: bit loading /20
( 3a, a )(a, a )
( 3a, 3a )(a, 3a )
2a
2a
Q
I
01011110
1101
1111
1100
0111
0100 0110
12
1
2
3
12
1
2
3/
2
0
ii n
i
n
i
iiiW
PEaWPTPE
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 43
sistema ADSL: bit loading /21
12
1)/(
2
3exp
2
2
2exp
2
2 2
inii
i
i
i
ii NSKaK
aQKPES
)2(2
)/(31log
2
i
i
i
i
K
PESLn
NSn
WnfnCN
i
i
N
i
i
1
0
0
1
0
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 44
sistema ADSL: bit loading /22
UIT-T/G.992
-> ni 15
-> PEB < 10-7
-> 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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 45
sistema ADSL: capacidad /23
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
PA
CID
AD
po
r S
UB
CA
NA
L (
Kb
ps)
CON, UNICAMENTE,
RUIDO TERMICO
CON, ADEMAS, DIAFONIA (NEXT)
DE OTRO SISTEMA_ADSL
PT
= 1
mW
/
T
= -
173,8
dB
m/H
z
=
o,4
05 m
ms
MS (6 dB) -> aportado por REED-SOLOMON y ENTRELAZADO
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 46
sistema ADSL: capacidad /24
ADSL
ADSL
ADSL
ADSL
PTRX
PNEXT1 = PRCX1 x H2NEXT
PTRX
PRCX1 = PTRX - αL1
PRCX1 = PTRX - αL1
22
1
1
2
1
1
1
1
NEXTNEXTRCX
RCX
TERMICONEXTRCX
RCX
HHP
P
WHP
P
N
S
22
2
2
2
2
2
2
1
NEXTNEXTRCX
RCX
TERMICONEXTRCX
RCX
HHP
P
WHP
P
N
S
ADSL
ADSL
PTRX
PTRX
PRCX2 = PTRX - αL2
PRCX2 = PTRX – αL2
ADSL
ADSL
PNEXT2 = PRCX2 x H2NEXT
ADSL
ADSL
PTRX
PTRX
PRCX3 = PTRX – αL3
PRCX3 = PTRX – αL3
ADSL
ADSL
PNEXT3 = PRCX3 x H2NEXT
TERMICO
RCX
TERMICONEXTRCX
RCX
W
P
WHP
P
N
S
3
2
3
3
3
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 47
sistema ADSL: capacidad /25
PT = 1 mW / = 0,405 mms MS (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
PA
CID
AD
po
r S
UB
CA
NA
L (
Kb
ps)
con NEXT de 1 sistema_ADSL
con NEXT de 2 Sistemas_ADSL
con NEXT de 3 Sistemas_ADSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 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.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 49
sistema ADSL: capacidad /26
CAPACIDAD = CANALES PORTADORES
TARA 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 Descendentes
LSx -> Bidireccionales ( o U. Independientes)
-> múltiplos de 32 Kbps
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 50
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
sistema ADSL: capacidad /27
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 51
sistema ADSL: ATU /28
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
r y
FE
C
MU
LT
IPL
AJE
EN
TR
EL
AZ
AD
O
Ale
ato
riza
do
r y
FE
C
1
SE
RIE
-> P
AR
AL
EL
O y
MA
PE
O C
ON
ST
EL
AC
ION
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 encaminarse
por 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 del
sentido descendente
(downstream)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 52
sistema ADSL: ATU /29
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)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 53
sistema ADSL: ATU /30
ENTRADA B0j B1
j B2j B3
j B4j B0
j+1 B1j+1 B2
j+1 B3j+1 B4
j+1
SALIDA B0j B3
j-1 B1j B4
j-1 B2j B0
j+1 B3j B1
j+1 B4j B2
j+1
entrelazado de tipo convolucional, que se aplica a la salida del
codificador 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 DEL
ENTRELAZADO
ENTRADA AL
ENTRELAZADO
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 54
sistema ADSL: ATU /31
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 permite
obtener 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
aleatorización -> d’n = dn d’n-18 d’n-23
bytes de mensaje
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 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) 240,224
b) 144,128
c) 96,80
d) 64,48
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 56
sistema ADSL: ATU /32
1
LS1
LS0
ATM1
eoc / aoc
ATM0
T-R
MU
LT
IPL
AJE
SE
RIE
-> P
AR
AL
EL
O y
MA
PE
O C
ON
ST
EL
AC
ION
0
1
2
IDF
T
31
60
62
63
0
PA
RA
LE
LO
->
SE
RIE
esquema del sentido ascendente (upstream)
proceso
células
proceso
células
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 57
sistema ADSL: ATU /33
-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
(downstream)
densidad espectral de potencia
para el sentido ascendente
(upstream)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 58
sistema ADSL2Plus /1
ADSL2Plus -> estándar UIT-T/G.992.5, de Mayo de 2003
Ventajas:
mantiene las innovaciones introducidas por el ADSL2: co-
dificación de Trellis (que introduce una ganancia de hasta 3 dB),
modo de transporte Ethernet, opción all digital mode,....
además, duplica la banda del ADSL/ADSL2 (1.104 MHz)
hasta los 2.208 MHz, incrementando pues la capacidad.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 59
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 (IP sobre ATM)
EO -> Ethernet Optica
sistema ADSL2Plus /2
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 60
ADSL2Plus: opciones (POTS, RDSI, “all digital mode”)
ATU-R ATU-C
BANDA (KHz) DSG2
BANDA (KHz) DSG 2
EC1
25,875 - 138 32 25,875 – 2.208 512ADSL/POTS
FDM1
25,875 - 138 32 138 – 2.208 512
EC1
120 - 276 64 120 – 2.208 512ADSL/RDSI
FDM1
120 - 276 64 254 – 2.208 512
EC1
3 - 138 32 3 – 2.208 512All DigitalM ode
FDM1
3 - 138 32 138 – 2.208 512
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.
DSG = Designador = índice del subcanal superior.
sistema ADSL2Plus /3
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 62
2.20825,875 138
RED --> USUARIOf (KHz)
ADSL sobre POTS (Plain Old Telephone Service, 4 kHz)
designador = índice = 2.208 / 4,3125 = 512
capacidad = (2.208 - 138) / 4,3125 = 480 subcanales
designador = índice = 138 / 4,3125 = 32
capacidad = (138 – 25,875) / 4,3125 = 26 subcanales
USUARIO --> RED
sistema ADSL2Plus /5
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 63
8_ La banda descendente de un ADSL2Plus es de
254,4375 - 2.208 kHz, por lo que el número máximo de
subcanales downstream que podrá alojar dicho
sistema será de:
a) (2.208 – 254,4375) / 4 = 488,4 -> 488
b) (2.208 – 254,4375) / (2 x 4) = 244,2 -> 244
c) (2.208 – 254,4375) / 4,3125 = 453
d) (2.208 – 254,4375) / (2 x 4,3125) = 226,5 -> 226
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 64
sistema ADSL2Plus /6
designador = índice = 276 / 4,3125 = 64 -> EU-64
capacidad = (276 – 25,875) / 4,3125 = 58 subcanales
designador = índice = 138 / 4,3125 = 32 -> EU-32
capacidad = (138 – 25,875) / 4,3125 = 26 subcanales
ADSL2Plus, atípico
(el menos asimétirico)
ADSL2Plus, típico
(el más asimétirico)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 65
sistema ADSL2Plus /7
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
PA
CID
AD
(K
bp
s) ADSL2+
ADSL2
ADSL
supuesto un ruido f ijo (N=AWGN, por ejemplo),
y debido a que la atenuación es menor en las
distancias cortas, es en éstas donde se mani-
f iesta de forma más acusada la diferencia en
la relación (S/N), y, consecuentemente, en la
capacidad del sistema ADSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 66
ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY
Anexo-2: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
LOS SISTEMAS xDSL EN ESPAÑA
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management)
Anexo-1: Transformada Discreta de Fourier
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 67
RTPC
Servidores DNS,
Caché, Correo,..
Gateway VoIP
Servidor VoIP
Area de Servicios Comunes
arquitectura triple-play /1
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 68
RTPC
Servidores DNS,
Caché, Correo,..
Gateway VoIP
Servidor VoIP
Area de Servicios Comunes
CABECERA IPTV
Suele estar duplicada,
se conecta a las Areas
de Servicios Comunes
vía anillos SDH, y con-
tiene los codificadores
en tiempo real, los re-
productores de video
(que lo envían a los
servidores de VoD),…
arquitectura triple-play /2
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 69
RTPC
Servidores DNS,
Caché, Correo,..
Gateway VoIP
Servidor VoIP
Area de Servicios Comunes
AREA DE SERVICIOS
COMUNES
Con capacidad de hasta
500.000 hogares, en la
misma se replican los
contenidos de VoD, se
facilita el acceso a In-
ternet y la telefonía-IP,
… así como ciertos ser-
vicios locales: DNS, ser-
vidor de Correo,…
arquitectura triple-play /3
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 70
RTC
Servidores DNS,
Caché, Correo,..
Gateway VoIP
Servidor VoIP
Area de Servicios Comunes
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 ser-
vidor-IGMP, bien mediante Snooping o bien como IGMP-Proxy
(servidor para los clientes, y cliente para el servidor-IGMP).
arquitectura triple-play /4
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 71
RTPC
Servidores DNS,
Caché, Correo,..
Gateway VoIP
Servidor VoIP
Area de Servicios Comunes
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.
arquitectura triple-play /5
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 72
RTC
Servidores DNS,
Caché, Correo,..
Gateway VoIP
Servidor VoIP
Area de Servicios Comunes
AREA DE SERVICIOS LOCALES
Servidores de VoD, de DNS, de Correo electrónico, de Caché,….
para el Area de Servicios Comunes a la que pertenece.
arquitectura triple-play /6
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 73
RTPC
Servidores DNS,
Caché, Correo,..
Gateway VoIP
Servidor VoIP
Area de Servicios Comunes
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.
arquitectura triple-play /7
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 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.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 75
ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY
Anexo-2: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
LOS SISTEMAS xDSL EN ESPAÑA
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management)
Anexo-1: Transformada Discreta de Fourier
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 76
sistema HDSL /1
TRX / RCX
MA
PP
ING
AP
LIC
AC
IÓN
( 3
0B
+D
, E
1,..)
C.C
.
TRX / RCX
TRX / RCX
TRX / RCX
TRX / RCX
MA
PP
ING
AP
LIC
AC
IÓN
( 3
0B
+D
, E
1,..)
C.C
.
TRX / RCX
REG
REG
LADO
CENTRAL
LADO
USUARIO HDSL
L.T.U.C.C. = Common CircuitryN.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 (típicamente sobre dos).
utiliza modulación 2B/1Q
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).
HDSL = High bit rate Digital Suscriber Line
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 77
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.000
FRECUENCIA ( kHz )
DE
NS
IDA
D E
SP
EC
TR
AL
( d
Bm
/Hz )
(
HDSL ( 784 Kbps / 2B1Q )
(HDSL sobre tres pares, pero
con sólo uno de ellos hábil)
SHDSL( 768 Kbps / TC-16_PAM )
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
sistema SHDSL /2
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 78
SRUSTU-R STU-R
TERMINAL
DE USUARIO
TERMINAL
DE USUARIO
CO
RE
NE
TW
OR
K
RED DE ACCESO
U-R
V
U-CT/S
U-CU-R
T/S
SRU -> SHDSL Regenerators Unit
STU-R/C -> SHDSL Terminal Unit - Remote/Central
SHDSL -> estándar UIT-T/G.991.2 de 2001
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 192 Kbps hasta 2.360 Kbps (en pasos de 8 Kbps)
sistema SHDSL /3
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 79
10_ El sistema SHDSL (Single HDSL) utiliza la modu-
lación 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).
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 80
y, supuesto que el sistema está en
servicio, la calidad se suele fijar en
base al parámetros ESR (Errored
Second 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 consecutivos
con 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
sistemas HDSL/SHDSL: calidad /4
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 81
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 1.000 bits
PEB 8 x 10-9CALIDAD:UIT-T/G.826
ESR = número de ES / número total de segundos
sistemas HDSL/SHDSL: calidad /5
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 82
11_ Representándose los segundos con tasa de error
superior a 10-3, inferior a 10-3, 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:
xutsrqpnmkjihgfedcba9876543210
a) en servicio.
b) fuera de servicio.
c) back-up.
d) latenica.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 83
ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY
Anexo-2: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
LOS SISTEMAS xDSL EN ESPAÑA
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management)
Anexo-1: Transformada Discreta de Fourier
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 84
sistema VDSL /1
VDSL =Very high bit rate Digital Suscriber Line
sistema punto a punto, soportado sobre un par metálico.
admite configuraciones simétricas o asimétricas.
VDSL
VDSL
VDSL
VDSL
CE
NT
RA
L
TE
LE
FO
NIC
A
PAR
METALICO
PAR METALICO
100 Mbps
100 Mbps
PAR
METALICO
ONU
FIBRA
OPTICA
FIBRA OPTICA
Optical Network Unit
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 85
sistema VDSL /2
ADSL/SHDSL
VSDL
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,..)
fibra óptica
par metálico
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 86
12_ ¿Cuál de los siguientes sistemas
acerca más la fibra óptica al cliente?:
a) el ADSL.
b) el HDSL.
c) el SHDSL.
d) el VDSL.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 87
sistema VDSL2 /3
como se aprecia, el espectro del VDSL2 se extiende hasta 30 MHz
Estándar VDSL2 (UIT-T/G.993.2) de Mayo-2005
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 88
la configuración puede
ser simétrica o asimétrica
modulación estan-
darizada: la DMT
(similar a la del
ADSL/ADSL2Plus,
salvo en el perfil
30a)
sistema VDSL2 /4
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 89
el VDSL2 utiliza el entrelazado convolucional, la codificación
de Trellis, la cancelación de eco,…
como el ADSL2Plus, el VDSL2 admite la coexistencia con los
servicios POTS y RDSI, 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 PTM-TC (Packet Transfer Mode –
Transmission Convergence), que soporta el transporte de tra-
mas Ethernet, paquetes-IP,..
sistema VDSL2 /5
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 90
3.000300 600 900 1.200 1.500 1.800 2.100 2.400 2.700
Alcance (metros, para Φ = 0,51 mm)
el VDSL2 ofrece una capacidad agregada máxima de 200 Mbps,
que se puede distribuir bien de forma simétrica (100 Mbps para
upstream y otros 100 Mbps para downstream, 100/100) o bien de
forma asimétrica (90/60, 70/30,..)
sistema VDSL2 /7
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 91
42060 120 180 240 300 360
alcance (metros)
cap
acid
ad
(M
bp
s)
potencia transmitida (dBm)
en función del perfil
del VDSL2
sistema VDSL2 /8
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 92
Y el FITL (Fiber In The Loop) está diseñado para el soporte de
servicios sustentados en VDSL y FTTH.
Para acortar la distancia entre la Central Telefónica y los clien-
tes, se están desplegando unos “nodos intermedios” denominados
MUXFIN o FITL.
El MUXFIN (MUltipleXor Flexi-ble de Interfaces Normalizados),
ilustrado en la figura adjunta, está
orientado para la provisión de
telefonía básica y ADSL.
sistema VDSL2 /9
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 93
13_ 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 = 240 metros
b) 600 x (0,5/0,4) = 750 metros
c) 0,4 = 1 – exp(-λx600) -> E[x] = 1/λ = 1.174 metros
d) 0,4 = exp(-λx600) -> E[x] = 1/λ = 655 metros
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 94
ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY
Anexo-2: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
LOS SISTEMAS xDSL EN ESPAÑA
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management)
Anexo-1: Transformada Discreta de Fourier
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 95
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) /1
Escenario actual: cada sistema DSL (ADSL o VDSL) ocupa
toda la banda estandarizada y transmite con la máxima poten-
cia permitida (“hogging situation”).
Escenario previsto: Se despliegan tecnologías DSM (Dyna-
mic Spectrum Management), en modo “autónomo” a corto pla-
zo (Water-Filling,…) y en modo “coordinado” a medio/largo pla-
zo (DSM-Vectoring, MIMO,…).
Con MIMO se podrían alcanzar hasta 500 Mbps en cada
par metálico de 400 metros (máximo) de longitud.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 96
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management) /2
Spectrum
Maintenance
Center
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 97
DSL-DSM (Water-Filling) /3
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).
Water-Filling
Proceso iterativo en el que
la potencia transmitida se mo-
dela como “agua derramada”
sobre la curva SNR (Signal to
Noise Ratio) del sistema DSL,
considerando en “N” la totali-
dad del ruido: AWGN, NEXT,
FEXT,..
.cteSNR
Ef
f
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 98
DSL-DSM (Water-Filling) /4
final spectra initial spectra
aft
er
severa
l pa
ss o
f itera
tion
El mecanismo de water-filling facilita ganancias de régimen binario
de hasta 2 Mbps.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 99
14_ 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”.
21
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 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 precodifi-
cación 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.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 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 (σi).
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 102
DSL-DSM (Vectoring) /7
Régimen binario,en uno de los sentidos,
supuesto un VDSL simétrico
(no-DSM)Tecnología
“vectoring” ya es-
tandarizada para
el sistema VDSL2
en la recomen-
dación:
UIT-T/G.993.5
(aprobada el
22-04-2010)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 103
15_ 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).
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 104
ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY
Anexo-2: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
LOS SISTEMAS DSL EN ESPAÑA
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management)
Anexo-1: Transformada Discreta de Fourier
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 105
sistemas xDSL en España /1
Fuente: CMT (Informe Anual 2009)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 106
sistemas xDSL en España /2
Fuente: CMT (Informe Anual 2009)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 107
sistemas xDSL en España /3
Fuente: CMT (Informe Anual 2009)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 108
16_ El índice de penetración de la banda
ancha fija (número de accesos por cada
100 habitantes) en España es del orden
del:
a) 1%
b) 20%
c) 50%
d) 90%
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 109
9 10 11 12 13 14 15 16
b c b d c c a b
1 2 3 4 5 6 7 8
b b c b d b d c
solución de las cuestiones de test
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 110
ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY
Anexo-2: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
LOS SISTEMAS DSL EN ESPAÑA
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management)
Anexo-1: Transformada Discreta de Fourier
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 111
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
N
knjN
n
N
nkj
ekXN
nxenxkX
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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 112
serie de “N” valores
en el espectro
Xk = X0, X1, X2,.. XN-1
serie de “N” valores
en el tiempo
xi = x0, x1, x2,.. xN-1 IDFT
1
0
21 N
k
N
nkj
ekXN
nx
fk+1 fkfk-1
frecuencia1/NT
tn+1 tntn-1
tiempoTT1/NT
1
0
2N
n
N
nkj
enxkX
DFT
DFT /2
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 113
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)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 114
1
0
2
)(1
)()(
N
k
N
knj
kkkekX
NnxjNBNAXkX
)2/(1
1
)(222/2
2
0
0
11)(
NN
k
N
nkNj
kNN
knj
kN
nNj
N
j eXeXN
eXeXN
nx
)2
sen2
cos(2)cos()(
12
1
00
N
k
kkN
knB
N
knAnBAnx
)2/(1
1
22
00 )()()cos()(NN
k
N
knj
kkN
knj
kk ejBAejBAnBAnx
DFT /4
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 115
)2
sen2
cos(2)cos()(
12
1
00
N
k
kkN
knB
N
knAnBAnx
)}2()2cos({2)cos()(
12
1
00000
N
k
kktkfsenBtkfAtNfBAtx
tfNnfN
ntx
N
TntxnTtxnx
0
0
0 )()()()(
DFT /5
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 116
DFT /5
11001101
11101111
0110
0111
0101
10011011
10001010
00110010
000100000
0100
Bk
Ak
)}2()2cos({2)cos()(
12
1
00000
N
k
kktkfsenBtkfAtNfBAtx
la señal temporal x(t)
correspondiente a una
serie espectral simé-
trica, es real y equiva-
lente a una suma de
señales QAM
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 117
ARQUITECTURA TRIPLE-PLAY
Anexo-2: SISTEMAS HDSL y SHDSL (ampliación)
CARACTERIZACION DEL BUCLE DE ABONADO
SISTEMAS DE ACCESO ADSL
SISTEMAS DE ACCESO HDSL y SHDSL
LOS SISTEMAS DSL EN ESPAÑA
DSL-DSM (Dynamic Spectrum Management)
Anexo-1: Transformada Discreta de Fourier
SISTEMAS DE ACCESO VDSL
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 118
sistema HDSL /1
TRX / RCX
MA
PP
ING
AP
LIC
AC
IÓN
( 3
0B
+D
, E
1,..)
C.C
.
TRX / RCX
TRX / RCX
TRX / RCX
TRX / RCX
MA
PP
ING
AP
LIC
AC
IÓN
( 3
0B
+D
, E
1,..)
C.C
.
TRX / RCX
REG
REG
LADO
CENTRAL
LADO
USUARIO
HDSL
L.T.U.C.C. = Common CircuitryN.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. HDSL = High bit rate
Digital Suscriber Line
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 119
sistema HDSL /2
NUMERO
PARES
REGIMEN
BINARIO
POR PAR
2B1QV. MODULACION
(Baudios)
CODIGO
CAP
CAPACIDAD
TOTAL
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 operadores
de móviles, para conectar las estaciones de base ubicadas en el interior de las ciudades)
han sido sobre 2 pares y con modulación 2B1Q
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 120
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 los
canceladores de eco.
incluso cuando el sistema se soporta sobre dos o tres pares, la transmisión es du-
plex en cada uno de los pares.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 121
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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 122
sistema HDSL: calidad /5
y, supuesto que el sistema está en
servicio, la calidad se suele fijar en
base al parámetros ESR (Errored
Second 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 consecutivos
con 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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 123
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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 124
sistema HDSL: calidad /7
.- Frecuencia de Referencia = v/4 -> f1 = 580 KHz / f2 = 292 KHz / f3 = 196 KHz
.- = 0,405 mms -> a1 = 12,6 dB/Km / a2 = 10,1 dB/Km / a3 = 9,3 dB/Km
.- PTRX = 14 dBm y Margen de Seguridad = 8 dB
.- = AWGN = -110 dBm/Hz
.- W = v/2 -> W1 = 1.160 KHz / W2 = 584 KHz / W3 = 392 KHz
W
PPEB RCX
QB5
1exp
4
312
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 125
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 )
P
RO
BA
BIL
IDA
D D
E E
RR
OR
EN
B
ITS
(PE
B)
UN PAR
DOS PARES
TRES PARES
ALCANCEversus
CALIDAD
PR
OB
AB
ILID
AD
DE
ER
RO
R E
N B
ITS
(PE
B)
ALCANCE DEL SISTEMA HDSL (kms)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 126
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 )
DE
NS
IDA
D E
SP
EC
TR
AL
( d
Bm
/Hz )
(
HDSL ( 784 Kbps / 2B1Q )
(HDSL sobre tres pares, pero
con sólo uno de ellos hábil)
SHDSL( 768 Kbps / TC-16_PAM )
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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 127
sistema SHDSL /10
SRUSTU-R STU-R
TERMINAL
DE USUARIO
TERMINAL
DE USUARIO
CO
RE
NE
TW
OR
K
RED DE ACCESO
U-R
V
U-CT/S
U-CU-R
T/S
SRU -> SHDSL Regenerators Unit
STU-R/C -> SHDSL Terminal Unit - Remote/Central
SHDSL -> estándar UIT-T/G.991.2 de 2001
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 192 Kbps hasta 2.360 Kbps (en pasos de 8 Kbps)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 128
sistema SHDSL /11
PAYLOAD
BLOCK
FRAME
SYNC
OH
PAYLOAD
BLOCK
OH
PAYLOAD
BLOCK
OH
PAYLOAD
BLOCK
OH
Sub B
lock
12
Sub B
lock
1
Sub B
lock
2
Sub B
lock
3
Sub B
lock
4
Sub B
lock
5
Sub B
lock
11
( k ) ( 10 ) (2) (2) ( k ) ( k ) ( k ) ( 14 ) ( 10 ) ( 10 ) bits :
STB
( 2 )
6 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) Kbps
Régimen en Línea = RL = ( RE + 8 ) Kbps
0 i7 3 n36 n=36->i=0 i=0 si E1, flujo_ATM,..
SHDSL: estructura de trama
fT = frecuencia de Trama = 6/1000 tramas/seg.
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 129
sistema SHDSL: modulación de Trellis /12
dados un ancho de banda y una potencia determinados, la
modulación de Trellis incrementa la capacidad introducien-
do 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 ele-
vada 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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 130
sistema SHDSL: modulación de Trellis /13
S2S0 S1
C2
C1
CODIFICADOR CONVOLUCIONAL:
registro de Desplazamiento de k etapas
n sumadores módulo-2
TABLA
DE 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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 131
sistema SHDSL: modulación de Trellis /14
d
a
b
c
00
10
10
00
11
11
01
01
00
10
10
00
11
11
01
01
00
10
10
00
11
11
01
01
00
10
10
00
11
11
01
01
DIAGRAMA DE MALLA ( 0 1 )
DIA
GR
AM
A D
E M
ALLA
corr
espondie
nte
al codific
ador
convolu
cio
nal
de la t
ranspare
ncia
ante
rior
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 132
sistema SHDSL: modulación de Trellis /15
00
10
10
00
11
11
01
01
00
10
10
00
11
11
01
01
00
10
10
00
11
11
01
01
00
10
10
00
11
11
01
01
d
2
a
b
c
0
3
0
1
0
3
2
2
3
1
2 2
1
2
SECUENCIA
RECIBIDA00
SECUENCIA
TRANSMITIDA
0
00 10
1
00
0011
01
11
00
DE
SC
OD
IFIC
AC
ION
DE
VIT
ER
BI
(eje
mplo
de d
escodific
ació
n,
consid
era
ndo
la c
odific
ació
n c
onvolu
cio
nal
de las tra
nspare
ncia
s a
nte
riore
s)
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 133
sistema SHDSL: modulación de Trellis /16
1
11
0
10
0
0
0 1
0
1
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
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 134
sistema SHDSL: modulación de Trellis /17
CO
DIG
O D
E L
INE
A
C =
2c
Ees
tados
vS
= v
x (
c/m
)
CC
c 2=
m2
m2
m1
c 1>
m1
cm
INF
OR
MA
CIO
N
M =
2m
esta
dos
vi=
v
bits c2 -> eligen un estado (hábil) dentro de dicha sub-constelación
bits c1 -> seleccionan la sub-constelación
codificador convolucional
CODIFICADOR (MODULADOR) DE TRELLIS
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 135
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
S2S0 S1
m1
c1
c2
c3m2
r azón= 2/3
codificador(modulador)de Trellis
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 136
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 de
razón = 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
28
1
24
1
i
k
i
iVV
misma potencia media
por estado, o símbolo,
en ambas modulaciones
(4-PAM y 4-PAM TC)
la ganancia de una codificación
respecto a otra, dependerá de
la distancia mínima (dmin) de
dichas codificaciones
PAM
TCPAM
TRELLISd
dG
4
2
min
4
2
min
)(
)(Ganancia de la
codificación de Trellis
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 137
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-PAM
dmin = distancia entre
dos estados contiguos
4-PAM TC ≡ 8-PAM
dmin = distancia entre
los dos caminos (en
el diagrama de malla)
que primero convergen
sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 138
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 32-TCPAM (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 (1M 4)
sistema SHDSL /21