ADSL-Lite

5/26/2018 ADSL-Lite

1/7

Traning Divizion

D. Geleriu Page 1 04/10/2004

ADSL - Lite

acces liber la bandlarg

Accesul liber la Internet,competiia modem-urilor pentrucircuite fizice i interesul pentrucalculatoarele personale; asociate

cu noile tehnologii n industriamodem-urilor, au condus rapidspre tehnologia ADSL. n viitorulapropiat, ADSL i soluia ADSLLitevor fi exploatate ntr-un numrtot mai mare, furniznd un debitsemnificativ de date pe banda devoce.

Muli dintre noi credem c lrgimeamaxim a benzii de comunicare pe o linietelefoniceste de 4 kHz, care corespunde unuicanal analogic pentru modem-urile n bandavocal. Aceast limitare este corelat cusistemele de comutare ale reelei telefonicecomutate publice (PSTN). Actualele perechitorsadate nu au ns definite limite, dei diferiifactori au o influen de limitare a utilizriilrgimii de band, din care cei mai importanisunt atenuarea i diafonia (zgomotul).

Tehnologia liniei digitale asimetrice deabonat (ADSL) a fost specificat pentru primadat n 1995, dar pn de curnd nu a fostprezentat pe pia - n septembrie 1998numrul total de linii de acest tip aflat nexploatare fiind ntre 30 i 50.000. S-ar fi pututspune c acest tip de linie nu este foartepopular. Dar problema era lipsa accesului labanda largi nu de tehnologie.

Cnd ADSL a fost introdus iniial pentrucircuite prin reele comutate, tarifele serviciuluierau mari, infrastructura necesar nu erarealizat, iar serviciile nu erau dezvoltate.

Similar, procesele operaionale pentruinstalare i dezvoltarea serviciilor nu erau ncoptimizate.

Astzi, mulumit accesului la Internet,competi

ia pentru modem-urile asociate re

elelor

pe cablu, interesul pentru PC-uri i noiletehnologii pentru modem-uri, suntem martoriiunei accelerri a tehnologiei ADSL.

Tehnologia modem-urilor n banda vocala depit aceastbariercu tehnologia tip V.90.Nesatisfcui, clienii solicitani ai unor noicapabiliti ale comunicaiilor, au determinatindustria sdefineascnoi generaii de modem-uri. Analizele preliminare arat c n urmtoriiani vor fi instalate milioane de ADSL (ADSL -

Lite i Debit Complet ADSL). n condsecin,investiiile n acest domeniu vor fi semnificative.n 1997, ITU - T ncepe definirea seriei de

recomandri pentru aceste tehnologii. Estedefinit tehnologia transmisiei care este numitDMT (discrete multitone), care defineastandardul ADSL n 1995, T1 - 413.

Obiectivele reelei.

n trecut; interesul principal al operatorilorde reea, n special privind modem-urile n

banda vocal, a fos ca puterea de transmisie ilimitele de frecven s poat fi meninute.Totui, modem-urile n banda vocal, pentrucare centralele locale erau transparente, nu erauagreate de operatorii de reea care doreau sofere ADSL.

n Europa CPE (Customer PremisesEquipment - echipament la sediul clientului), deexemplu pentru transmisii digitale, sunt utilizateca terminaii n reele digitale cu servicii integrate(ISDN), linii digitale cu debit nalt la abonat(HDSL) i ADSL, acestea fiind definite caechipamente proprii reelei i deci nu pot fi

vndute la clieni. Astfel pnn 2000, puteau fivndute numai echipamentele de client pentrureele locale pe perechi torsadate cu transmisien banda de voce - 300 - 4000 Hz. nainte canoile modem-uri s poat fi vndute, eranecesar definirea unor noi reglementri, acestobiectiv fiind realizat pe baza reglementrilor T -413 IT i ETSI, ETR - 328.

Obiectivele ADSL

Iniial, ADSL a fost specificat pentru VoD(Video on Demand - video la cerere) i pentruanumite tipuri de servicii ISDN. Aceastacomodare a cerinelor de servicii, fost posibilprin multiplexarea simultan a dou canaledigitale pe circuit fizic, un canal cu protecie larafale de eroare (burst-error protection) i altulcu ntrziere sczut. Astzi ADSL trebuie sutilizeze un singur canal deoarece nivelele ATM,IP nu sunt ncbine definite pentru doucanalecu caracteristici diferite la acelai abonat.

Cnd comunicaiile de date au devenit unserviciu important, a fost necesar introducereaunui nou tip de funcie - numit adaptareadebitului (rate adaptation) - acesta fiind definit nmod special pentru ADSL. Sistemele detransmisie tradiionale sunt bine definite pe un

5/26/2018 ADSL-Lite

2/7

Traning Divizion


debit de 2.048 kbit/s. Distana de transmisiepentru aceste sisteme trebuie limitat ns lalungimea liniei, pe care operatorul trebuie s odefineasc nainte de instalare. "Calificareabuclei" constn verificarea efectiva buclei.

Funcia menionat de adaptare adebitului msoar linia i lrgimea benzii de

transmisie n condiii reale.Dac aceste condiii se schimb n timp,funcia adapteaz automat debitul de bit.Facilitile oferite prin funcia de adaptare adebitului nu poate depi situaii ca "Noigarantm conexiunea dar nu putem garantaorice debit"

ADSL este specific pentru performaneridicate i permite o densitate mai mare de 15bit/s/Hz prin comparaie cu tehnologia V.90 carepoate oferi cel mult 14 bit/s/Hz. n sistemelereale, practic ADSL permite o densitate maximde 12 bit/s/Hz.

Obiectivele ADSL - Lite

Sistemele ADSL - Lite vor fi oferite ntr-unvolum mare pentru c furnizeazun debit mareprin modem-uri n banda vocal, cum ar fi

modem-urile V.34 i V.90 pentru accesul laInternet. De altfel rivalizeaz i va nlocuimodem-urile din banda vocal, fiind uor deinstalat. Instalarea nu solicit prezena unuitehnician sau restructurarea reelei la client, fiinduor de instalat, distan mare a transmisiei,debit de date flexibil (pn pa 1,5 Mbit/s),compatibilitate cu debitul complet ADSL, serviciiprincipale rapide pe Internet.

n tabelele urmtoare sunt prezentateexemple de performan ale ADSL i ADSLLite.

TABELUL 1.

Exemplu de performane ale ADSL cu zgomot de diafonie

Aval Amonte Lungimea Diametrulbuclei firului

4.096 kbit/s 320 kbit/s 2,8 km 0,4 mm2.048 kbit/s 128 kbit/s 3,5 km 0,4 mm576 kbit/s 128 kbit/s 4,2 km 0,4 mm

TABELUL 2.

Exeemplu de performane pentru ADSL - Lite cu zgomot de diafonie

Aval Amonte Lungimea DiametrulBuclei firului

1,536 kbit/s 256 kbit/s 2,8 km 0,4 mm1,536 kbit/s 96 kbit/s 3,5 km 0,4 mm512 kbit/s 96 kbit/s 4,2 km 0,4 mm

Arhitectura frseparator

Cerinele pentru o instalare uoar, cepoate fi fcut fr separator onstituie una dinprevederile importante ale acestui tip determinaqie ADSL. Investigaiile i msurile luaten acest sens arat c o funcionare fr

separator nu este poasibil de aplicat n toatecondiiile unei reele locale, motivele fiinddeterminate de dispersia major a valorilorparametrilor electrici ai mediului.

Bucla local

Bucla local n acest caz este definitcao pereche torsadat instalat ntre centralalocal i punctul de demarcare al spaiuluiclientului. Ea a fost studiat pe parcursultimpului i exist deja modele adecvate pentrudiferite situaii sau n diferite locuri din lume.Parametri importani ai caracteristicilortransmisiei sunt:

5/26/2018 ADSL-Lite

3/7

Traning Divizion


tipul de cablu (diametru, material izolaie) lungimea cablului structura buclei surse de zgomot (diafonie, zgomot n

impulsuri, frecvene perturbatoare, etc.)Sistemele de transmisiuni sunt acceptate n

exploatare atunci cnd este asigurat o

diferen de 6 dB cu respectarea condiiei caBER 10 (zece la puterea 7) deci fr ca rataerorii de bit s depeasc aceast valoare.Aceasta ne asigur c eroarea nu va apare pelinie cnd sursa de zgomot este numai diafonia.n acest fel limitele fac ca sistemul s fie destulde rezistent la zgomotul n impulsuri. n mediileADSL eroarea n rafal este mai mult sau maipuin acceptat. De altfel stabilirea limitelorpoate fi fcut la 3 sau 4 dB prin aceastacednd o lrgime de band n amonte de 64 la96 kbit/s.

Funcia separatoruluiSeparatorul izoleaz serviciile telefonice

vechi oferite (POTS) de serviciile ADSL. Cndseparatorul a fost instalat, perturbaiile de la unsistem la altul (de ex. de la POTS la ADSL)trebuie s treac printr-un filtru trece sus (HP-high pass) i unul trece jos (LP- low pass). n

instalaiile fr separator filtrul trece jos esteinstalat n locaia clientului. Acest filtru impune oatenuare mai mare de 75 dB peste 30 kHz, undesemnalul transient de sonerie bate direct nreceptorul ADSL. Filtrul trece jos izoleaz dealtfel impedana telefonului care are o valoarenedefinit la frecven nalt, cum ar fi la 4 kHz

n ambele condiii (n conversaie sau nu - on-,off- hook). Fr filtru trece jos, valoareaimpedanei poate fi diferit pentru condiiile deon- sau off-hook, de exemplu de la 120 ohm la20 ohm n banda de frecvenADSL, care ar fiechivalent cu 1 km de cablu redus dininstalaie. Utilizarea telefonului cu impulsuridecadice, semnal de sonerie, deconectareaacestuia, introduce erori majore n transmisie. Ocale de rezolvare a acestei probleme este de adeconecta terminalul telefonic de la linie prinintroducerea unor microfiltre n priza telefonului.

Sistemele ADSL transmit pe linie

aproximativ 100 mW, dar aparatul telefonic esteproiectat sfuncioneze cu o putere de 0,1 mW,i n acelai timp poate s conin nelineariti.Nelinearitatea semnalului de trecere de naltfrecven poate afecta comunicarea pe joasfrecvendactelefonul nu este deconectat sauseparat. (Fig. 1)

Figura. 1.

Reea interioar

Mediul pentru ADSL Lite difer de cel al

ADSL debit complet deoarece include opiuneapentru instalarea separatorului. n multe ri,circuitele instalate la sediul clientului nu respectnite reguli de pozare, i deci este dificil de a

prezenta un model. De obicei instalarea se facela nivel inferior, fapt care poate determinainfluene electromagnetice negative privind

compatibilitatea (EMC- electromagnetic compati-bility).Studiile reelelor de incint i a

telefoanelor indic faptul c este dificil s

AN xDSL - DSLAM

Line carddual mode

Full-rate Lite

PSTN

Splitter

&

MDF

Splitter instalation

Spliter

Filter instalation

Filter

Filter

Splitterless instalation

5/26/2018 ADSL-Lite

4/7

Traning Divizion


realizezi o instalare unic cu separarator.Aceasta implic faptul c este de ateptatapariia unei atenuri suplimentare de 4 dB(pentru un 128 kbit/s n amonte).

n acest caz calitatea serviciului nu poatefi garantatn configuraia frseparator.

Figura 2.

OPRIRE RAPID

Acesta este un nume asociat ca o funciede protecie a unui ADSL - Lite la schimbriledrastice de mediu. Modem-ul sau cartela de liniea ADSL detecteaz starea de comunicare saunu i iniiaz o oprire rapid. Transmitorul-receptorul estimeaz debitul i puterea detransmisie. Modem-ul selecteaz n acest caz

un profil definit prin oprirea complet. Dacegalizarea profilului nu are loc, oprirea completeste acceptat, n aproximativ 10 sec. Oprirearapid poate avea loc n 1 sau 3 sec. Scopuleste de a reduce ntreruperea fluxului de date lao secund.

n condiia de afar (sfrit) dincomunicare, off-hook, puterea de transmisie vafi redusprin minimizarea zgomotului cauzat denelinearitatea telefonului. Se propune scdereaputerii de transmisie cu 6 sau 9 dB. n aceastsituaie, deficiena constn faptul c reducereaputerii de transmisie conduce la reducereaperformanelor de transmisie.(o reducere de 9dB a puterii de transmisie conduce la scderea

capacitii n amonte cu 300 kbit/s). Debituldatelor se poate schimba radical dup oprirearapid. De altfel se menioneaz c nconfigurarea fr separator calitatea serviciuluinu poate fi garantat.

TABELUL 3.

Moduri de scdere a puterii:

L0 complet L1 transmisie la putere redus

pentru OA&M i semnalizare L3 legturnefolosit

NTRERUPEREA PUTERII(ALIMENTRII)

Condiiile de salvare a puterii ncalculatoarele personale implic necesitatea camodem-ul s

aib

func

ia de ntrerupere a

alimentrii ca particularitate a modem-urilorintegrate n PC. ADSL Lite specific trei strisau moduri de ntrerupere a alimentrii, n care

PC-ul iniiaz ntreruperea. Modem-ul utilizeazcanalul de operare ncriptat (EOC - embededoperation chanel) la comanda de scdere aputerii la modul de alimentare redus. Fiecareoprire rapid sau complet este cerut laconectarea alimentrii modemului.

STABILIREA LEGTURII

ADSLHighpass

filter

PSTN

Lowpass

filter

Highpass

filterADSL

Low

pass

filterPOTS

5/26/2018 ADSL-Lite

5/7

Traning Divizion


La furnizarea mijloacelor de implementarea echipamentului dual mode, IT stabilete prinG.994.1 capabilitile ce trebuie schimbatenainte de iniializare ntre modem i cartela delinie.

Schema este prezentat n V.8 bis iprevede un mecanism de evadare n cazul n

care ncercarea de stabilire a legturii nureuete. Informaia schimbat pentru stabilirealegturii include i performana vnztorului IPprecum i informaii nestandard ce pot fi utilizatepentru funciile de proprietate asociate ADSL..

Stabilirea legturii va fi semnalizatcorespunztor nelegerilor operatorului cuclientul i furnizorul de servicii, i la centru deoperare i mentenan, indicatorii aplicai pentrucalificare fiind evideniai la nivelul facturii laclient.

OA&M

Cu sistemele de transmisiuni tradiionale,ADSL utilizeaz un canal de operare ncriptatpentru managementul nivelelor fizice ntrecentrala local i modem-ul instalat la locaia

clientului. Canalul prevede accesul la ctevaregistre de nivel sczut ca s poat fi citite defiecare din pri. IT definete un nou tip demanagement al nivelului fizic pentru ADSL (veziG.997.1.) Aceast schem const ntr-unprotocol de management al reelei simplu(SNPM - Simple network management protocol)pe controlul link-ului de date de nivel nalt(HDLC), canal de comunicare multiplexat nfluxul de bii cu baza de informaii demanagement (MIB) pe fiecare parte.

Lrgime de band

Bandde agregaremaxim

Lrgime de bandactual

UBR

Lrgime de bandminim

Timp

Figura. 4. Exemplu de alocare a lrgimii de bandATMLa sistemele ADSL cu schibarea debitului.

NIVELE SUPERIOARE

Nivelul de transport specificat pentruADSL Lite este un mod de transfer asincron(ATM), care la rndul lui este specificat prinADSL debit complet ca o aplicaie STM(synchronous transfert module) - ADSL LiteAcesta transport n special servicii IP prinacordul specificat de ctre Forum-ul ADSL.PPP(poini to point protocol), debitul fiind transportat

prin ATM iar la ntroarcere este transportat peprotocol ADSL prin intermediul perechilortorsadate sau a interfeei U.

Comportarea dinamic a ADSL i nparticular a ADSL Lite, este specificunei reelede telecomunicaii complet noi. Schimbrileaccentuate al debitului n mediile de separareface s fie dificil pentru operator s prevad iservicii cu debit nespecificat (UBR). De altfel,cnd filtrele de linie sunt utilizate la ADSL Litesau Debit complet, schimbarea debitului esteredus deci poate fi planificat pentru anumiteetape de manevr.

Dei clasa de trafic UBR este bine

urmrit la ADSL Lite, la cretereaperformanelor pentru ATM i IP pentru UBR, cuschimbarea lrgimii de band, suntrecomandate cteva funcii de management a

CBR

5/26/2018 ADSL-Lite

6/7

Traning Divizion


traficului. Terminaia de reea de bandlarg(B-NTI), a crei funcie este numai de decuplare adebitului alocat, cerinele de modelare atraficului ntr-un vrf de trafic sunt determinatede schimbarea rapid a nivelului fizic. Metodarapid este de informare a terminalului asupraschimbrii debitului. Pn ce protocoalele

necesare au fost dezvoltate terminaia de reeatrebuia s fie inteligent utiliznd EPD (earlypacket discard - ignorarea pachetelorpremature) i PPD (partial packet discard -ignorarea pachetelor pariale) ca buffer.

Ataarea sistemele ATM la modem-uriADSL Lite trebuie realizat prin introducereaunor noi mecanisme de filtrare pentru erori,contoare de timp, etc. De exemplu: Apelurile sau sesiunile nu vor fi sczute

dac datele nu sunt transferate n treisecunde de tranziie,

La ntreruperea alimentrii, PC - ul trebuie

s rmn conectat la reea i gata s sereconecteze pentru IP. Este nevoie ca mecanismul de semnalizare

"predescrcare" i sesiunea de control PPPsfie modificate, filtrate sau manevrate prinnodul de acces.

TEHNOLOGIE DMT - ADSL.

Tehnologia specificatpentru ADSL debitcomplet i Lite este numit "multiton discret".Dar transmisia de tip ADSL conine considerabilmai mult dect numai DMT.

Cadrarea (sincronizarea cadrelor)

Este necesar ca toate sistemele detransmisie pentru ADSL s facuz de aceasta,n acest caz cadrul fiind definit ca un simbolDMT (procesare IFFT/FFT). Un supercadru esteformat prin aranjarea a 96 de cadre, iar fiecarecadru conine un cuvnt de sincronizare (synch-word). Acesta identific vecintile cadrului ieste utilizat pentru refacerea acestuia din

ntreruperile de linie. Conin de asemeneaacoperiri pentru OA&M, n timp real sau nu.

Corectarea erorilor

n reelele de acces i la sediul clientuluiimpulsurile scurte sunt cuplate la linie. nconfiguraia cu separator, semnalul de soneriesau de ntrerupere sunt o surs major deimpulsuri perturbatoare. Corectarea erorilornainte (FEC - Solomon) i conlucrarea faceposibil ca modem-ul s corecteze erorile de bitcauzate de impulsurile perturbatoare. Funcia de

intercalare previne explozia erorilor fcndposibil ca prin funcia FEC (de corectare aerorilor n avans) acestea s fie corectate latimp. De altfel, dac exist multe asemenea

erori, FEC nu le poate corecta pe toate.Conlucrarea este o funcie standard nconfiguraia frseparator.

Alocarea frecvenelor

Litera "A" din ADSL specific faptul c

banda serviciului este nesimetric. Serviciilesimetrice cum ar fi ISDN sau HDSL sunt limitateca distanprin valorile atenurii de paradiafonie(NEXT - near-end crosstalk). Teoretic ADSLeste limitat prin telediafonie (FEXT - far-endcrostalk) i poate acoperi o distan mare detransmisie, prevznd astfel ca alte servicii snu poat fi prezente ca interferen cu ADSL.Frecvena analogic de pe fluxul de trafic namonte poate fi folosit pentru traficul n aval,modem-ul fiind dotat cu supresor (EC - echo-concellor). Astzi multe implementri utilizeazsupresarea n acord cu flexibilitatea n

exploatare a traficului bidirecional. Dar,supresorii de ecou pot fi utilizai i n modul demultiplexare cu diviziune n frecven.

Tehnica de modulare DMT divizeazbanda de transmisie n doubenzi mai mici, saudoi purttori. Fiecare purttor este considerat caindependent fa de cealalt band. Bandaanalogic a ADSL debit complet este cuprinsntre 0 i 1.104 kHz (fig. 4), care poate fi divizatn 256 purttori fiecare avnd 4,3125kHz.Purttoarele de la 0 la 5 sunt rezervatepentru POTS i cele ]ntre 0 i 31 pentru ISDN(atunci cnd ADSL este prevzut sfuncioneze

i cu ISDN). ADSL Lite nu este specificat pentruo funcionare cu ISDN. (tabelele 3 i 4).

FUNCII DE PERFORMAN

Performanele ADSL i ADSL Lite, nmediul de reea cu zgomot definit, suntdeterminate de funciile modem-ului. Funciile nusunt destinate s ofere debit mare de date pebucle scurte ci pentru cele lungi (4 - 5 km)Egalizorul n domeniul timp reduce rspunsulcanalului n scopul nminimiz

rii interferen

ei

inter-simbolurilor (ISI). La pornire TEQ (Egalizorn domeniu timp - time-divizion equalizer)antreneazreducerea rspunsului canalului.

Performana total poate crete cndcontinuitatea TEQ va fi adaptat relativ lavariaiile buclei sau la condiiile de zgomot.Schimbrile foarte lente sunt manevrate prinFEQ (egalizorul de frecven - frequenczequalizer), care va fi implementat ca DFE(egalizor de control al deciziei).

Prefixul ciclic (CP), care este o banddeprotecie n domeniul timp, prin simbolurile DMT

este perfect egal, fiecare acceptnd milioane deinstruciuni pe secund. Un TEQ lung creazunprefix ciclic scurt i invers. Prefixul ciclicconsumcam 6% din totalul fluxului unui ADSL.

5/26/2018 ADSL-Lite

7/7

Traning Divizion


Fiecare subpurttor trece prin QAM(quadrature amplitude modulation - modulaiaamplitudinii n cuadratur). Pe parcursuliniializrii raportul semnal zgomot (SNR - signal

to noise ratio) pe fiecare purttor QAM;zgomotul specific poate fi determinat i suprimatatunci cnd este selectat. Suprimrii zgomotuluipe un purttor QAM specific i este alocat un bit.

ABREVIAII

ADSL - Asymetrical Digital Subscriber LineANSI - American National Standards InstituteATM - Asznchronous Transfert ModeBER - Bit Error RatioBNT1 - Broadband Network Termination 1CP - Cyclic PrefixCPE - Customer Premises EquipmentDFE - Decision Feedback EqualizerDMT - Discrete MultiTone

DSL - Digital Subscriber LineEC - Echo Cancellor (Cancellation)EMC - ElectroMagnetic CompatibilityEOC - Embedded Operation ChannelEPD - Early Packet DiscardFDM - Frequencz Divizion MultiplexFER - Forward Error CorrectionFQR - Frequencz EqualizerFEXT - Far End CrosstalkFFT - Fast Fourier TransformHDCL(HLDLC) - High-Level Data-Link ControlHDSL - High-speed Digital Subscriber Line

HP - High Pass (fllter)IFFT - Inverse Fast Fourier TransformIP - Internet ProtocolISDN - Integrated Services Digital NetworkISI - Inter - Symbol InterferenceITU - T - International Telecommunication Union -

Telecommunication Standardization SectorLE - Local ExchangeLP - Low Pass (filter)MiB - Management Information BaseMIPS - Million Instruction Per SecondNEXT - Near End CrosstalkOA&&&&M - Operations Administration and Maintenance

POTS - Plain Old Telephone ServicePPD - Partial Packet DiscardPPP - Point to Point ProtocolPSTN - Public Swtched Telephone NetworkQAM - Quadrature Amplitude ModulationSNMP - Simple Network Management ProtocolSNR - Signal to Noise RatioTEQ - Time-domaine EqualizerUBR - Unspecified Bit RateVoD - Video on Demand

Documents

ADSL-Lite