GESTION DE UNA RED XDSL

1. TECNOLOGIA XDSL GESTION DE UNA RED XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

2. TECNOLOGIA XDSL Resulta conveniente recordar algunas cuestiones inherentes a la Capa Fisica real en la red de acceso (el par de cobre). Como se vio con anterioridad las caracteristicas primarias de un par de cobre son las siguientes: TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

3. TECNOLOGIA XDSL • Parámetros secundarios TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

4. TECNOLOGIA XDSL El rol de la Constante de Propagacion y del Coeficiente de Reflexion: TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

5. TECNOLOGIA XDSL • Bucle de abonado TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

6. TECNOLOGIA XDSL • Caracterización de los bucles a partir de los parámetro • Es la relación entre la potencia recibida por la carga en el extremo del bucle sobre la potencia que recibiría la misma si el bucle no estuviera, es decir, si el transmisor y el receptor estuvieran unidos. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

7. TECNOLOGIA XDSL • Análisis de un bucle de abonado mediante parámetros ABCD TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

8. TECNOLOGIA XDSL • Parámetros de transmisión ABCD TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

9. TECNOLOGIA XDSL • Análisis completo del bucle TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

10. TECNOLOGIA XDSL • Puentes de derivación o empalmes dobles TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

11. TECNOLOGIA XDSL • Puentes de derivación o empalmes doblesEsta matriz no describe los efectos a lo largo de la derivación sino que describe los efectos que ella produce sobre el bucle principal. Se trata a esta derivación desde el punto de vista de una impedancia en paralelo conectada en algún punto del bucle. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

12. TECNOLOGIA XDSL • Análisis del bucle con puente de derivación TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

13. TECNOLOGIA XDSL • Resultados TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

14. Máx: 15 bits por tono 15 x 4,3125 = 64Kbps/tono Potencia VOZ F 0.3Khz 4Khz 138 Khz 25 Khz 2.208Mhz 512 portadoras (4,3125KHz x 512 = 2,208 MHz) TECNOLOGIA XDSL • Distribución Espectral TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

15. TECNOLOGIA XDSL • Densidades Espectrales de Potencia TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

16. TECNOLOGIA XDSL • Densidades Espectrales de Potencia TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

17. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

18. TECNOLOGIA XDSL Los componentes de esta configuración son los siguientes: PSTN: Red Pública Telefónica Conmutada. ATU-R: (ADSL- Terminal Unit-Remote) es el módem digital que se ubica en el domicilio del cliente, sobre la línea telefónica y conectado a una PC en un puerto Ethernet o un puerto USB. Los datos son modulados mediante el uso de modulación DTM (Discrete Multi-Tone) sobre una banda de frecuencia superior a la del servicio de telefonía básica. Los módem o equipos que se encuentran disponibles en el mercado en la actualidad entre otros pueden ser Cisco 677, Tainet y Amigo, Aztech, Huawei, etc. Si bien los fabricantes no son los mismos, las técnicas de modulación empleadas por estos son las mismas y están regidas por una norma. Las variantes posibles pueden ser la forma de conexión al computador, alimentación del equipo, etc. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

19. TECNOLOGIA XDSL ATU-C: es el módem digital que está ubicado en la central. Este usa el mismo tipo de modulación del equipo conectado en el domicilio del cliente. Generalmente es una tarjeta insertable que formará parte del equipo que concentra y multiplexa el tráfico de datos o DSLAM (Digital subscriber line access multiplexer). Divisor o Splitter: es un elemento que asegura y permite la división entre la información de voz y la de datos cuando esta ubicado en el lado central; y la que evita las interferencias provocadas sobre la transmisión de datos cuando se cuelga o se levanta el teléfono en el lado del cliente. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

20. TECNOLOGIA XDSL Este divisor es básicamente un filtro pasabajos con una banda de paso de 0 a 4khz, y un pasa alto con una banda de paso mayor a 4Khz. El filtro pasabajos separa el canal de voz en el lado central y elimina las interferencias provocadas por el teléfono sobre las transmisiones de datos en el lado cliente. En forma análoga, el filtro pasa alto separa los datos en la central y no permite que las transmisiones de datos afecten las de voz. En lugar del splitter (lado cliente) se está utilizando un microfiltro que cumple la misma función TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

21. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

22. TECNOLOGIA XDSL Multiplexor ADSL (DSLAM): es el componente que conecta y multiplexa el tráfico de los canales de datos que lo atraviesan. Antes del DSLAM está el cableado proveniente del splitter que separa la información de voz y de datos provenientes de los clientes. Del otro lado del DSLAM se encuentra la red de datos propiamente dicha (red ATM) que provee el camino para llegar a los diferentes proveedores de servicios de valor agregado (Internet Service Provider -ISP), como por ejemplo, Arnet, TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

23. TECNOLOGIA XDSL Para poder transmitir grandes cantidades de datos es necesario distribuir el ancho de banda disponible mediante el empleo de múltiples portadoras, que es lo que se hace en los módems de banda vocal. Cada una de estas portadoras (denominadas subportadoras), es modulada en cuadratura (modulación QAM) por una parte del flujo total de datos que se van a transmitir. Estas subportadoras están separadas entre sí 4,3125 Khz., y el ancho de banda que ocupa cada subportadora modulada es de 4 KHz. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

24. TECNOLOGIA XDSL El Sistema ADSL para decidir cuanta informacion (bits/s) se ha de transmitir por el enlace hace una medicion de la Relacion Señal-Ruido (S/N) por cada uno de los subcanales o sub portadoras. Cuanto mayor es esta relación, tanto mayor es el caudal que puede transmitir por una subportadora. Esta estimación de la relación Señal/Ruido se hace al comienzo, cuando se establece el enlace entre el ATU-R y el ATU-C por medio de una secuencia de entrenamiento predefinida. Entonces si analizamos el espectro de frecuencias tenemos dos bandas bien definidas: La primera, de baja frecuencia, que corresponden a la transmisión de voz, es decir el canal telefónico. La segunda está formada por 256/512 portadoras, que corresponden a las modulaciones para transmitir las señales ADSL. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

25. TECNOLOGIA XDSL Para un mejor aprovechamiento del espectro de frecuencias, se desarrolló un sistema llamado FDM (Multiplexación por División de Frecuencia) en el que se multiplexaban varios canales en un mismo medio físico asignándoles a cada uno de ellos una porción del espectro de frecuencias. Eso se lograba centrando cada canal sobre una portadora determinada, donde cada portadora tenía un valor diferente. Así lograba ubicarse un canal a continuación de otro en el mencionado espectro. Podemos ver esto en el siguiente gráfico: TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

26. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

27. TECNOLOGIA XDSL Existen algunos factores que pueden disminuir la velocidad de transmisión de los módems ADSL, entre ellos: a) Atenuación de línea (ATT) b) Dispersion del pulso c) Reflexion por desadaptación de impedancias d) Ruidos e interferencias TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

28. TECNOLOGIA XDSL Atenuación de línea (ATT): Las propiedades de transmisión de una línea dependen básicamente de la atenuación de la línea, ya que ésta reduce la potencia de la señal transmitida. En un par de cobre la atenuación por unidad de longitud aumenta a medida que se incrementa la frecuencia de las señales transmitidas. Cuanto mayor es la longitud del bucle, tanto mayor es la atenuación total que sufren las señales transmitidas. Veremos ahora ejemplos que permiten entender este concepto utilizando una herramienta de simulacion para la Tecnologia ADSL2+ y como referencia valida las mediciones realizadas durante el año 2001 en distintas Centrales del Area Multiple Cordoba TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

29. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

30. TECNOLOGIA XDSL Tomas en Puente (Dobles) Dado que la constitución del bucle del abonado suele hacerse antes de conocer las necesidades y requerimientos del mismo, los cables de distribución normalmente están pensados para dar servicio en todos los lugares donde pudiera haber clientes potenciales. Resulta una práctica común conectar un par trenzado desde un cable de alimentación a otro para aumentar la probabilidad de dar servicio a los clientes. Los cables de distribución no utilizados son conocidos como “tomas en puente” o dobles. La siguiente figura muestra que las tomas en puente crean pulsos de eco y afectan la respuesta a la frecuencia del cable y originan la distorsión de los pulsos. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

31. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

32. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

33. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

34. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

35. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

36. TECNOLOGIA XDSL Dispersión de pulso Otro problema que se presenta es que, aunque los sistemas que compensan la atenuación estén implementados, los pulsos llegan al extremo remoto con una forma distinta de la que salieron. En la siguiente figura se ve qué le sucede a un pulso de 2 µs después de atravesar sucesivas longitudes de cable, incluso con compensación de la atenuación: el pulso se va ensanchando más y más conforme recorre mayor distancia, por un efecto llamado dispersión: TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

37. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

38. TECNOLOGIA XDSL El efecto de dispersión (motivado por la dependencia de la frecuencia de la función de transferencia del canal) conduce a lo que es conocido como “ISI” (Inter Symbol Interference / Interferencia entre símbolos). Los pulsos se dispersan y esto hace que interfieran con otros pulsos y causen errores en el proceso de detección. Este efecto es más grave si el pulso es más corto y se convierte en un factor limitante en sistemas de alta velocidad de transmisión. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

39. TECNOLOGIA XDSL Reflexión Las reflexiones en los cables están motivadas por: a) Un transceptor desacoplado. b) Cambios en el diámetro del cable. c) Tomas en puente o pares multiplicados. d) Cables que no son totalmente homogéneos. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

40. TECNOLOGIA XDSL Desacople del Transceptor Las mayores reflexiones se originan en aquellos puntos en los que los transceptores conectados al cable son también la terminación de línea. Cuando la impedancia coincide exactamente, el receptor queda aislado del transmisor. Sin embargo, el aislamiento perfecto implica que el acoplamiento de impedancias debe conseguirse en todas las frecuencias, algo virtualmente imposible cuando la señal tiene un gran ancho de banda. Las variaciones en la impedancia del cable son más intensas en las frecuencias bajas, por lo que el transformador híbrido presenta una pobre atenuación de eco en ese rango. Nuevamente, el módem ha de ser capaz de trabajar adecuadamente en los diferentes tipos de línea, las cuales requieren distintas impedancias de acoplamiento. Cada tipo de línea, cada longitud, le presenta al módem una impedancia diferente. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

41. TECNOLOGIA XDSL Cambios de diámetro Un bucle de abonado puede estar construido con cables de diferente tamaño: uno más delgado cerca de la central y otro más grueso cerca de la instalación del abonado. Esta disparidad origina reflexión y afecta el desempeño de los módem. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

42. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

43. TECNOLOGIA XDSL Ruido e interferencias Las fuentes más importantes de ruidos e interferencias que afectan a las redes de acceso mediante par de cobre son: a) Ruido Blanco. b) Diafonía. c) Interferencias de radio frecuencia (RFI). d) Ruido Impulsivo. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

44. TECNOLOGIA XDSL Ruido Blanco El ruido blanco es un ruido de naturaleza aleatoria, de nivel cuasi constante y está compuesto por todas las frecuencias, lo cual mantiene el PSD constante. Se produce por muchas y diversas causas y su eliminación es prácticamente imposible. Aún si pudiéramos eliminar todas las fuentes de ruido e interferencias, seguiría habiendo un ruido de fondo que limitaría el rendimiento del sistema. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

45. TECNOLOGIA XDSL TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

46. TECNOLOGIA XDSL Influencia del Ruido en la colocacion de bits/Hz en cada sub canal TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

47. TECNOLOGIA XDSL AWGN - 105 dBm AWGN – 115 dBM AWGN – 125 dBm TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

48. TECNOLOGIA XDSL Diafonía La diafonía es una de las limitaciones más importantes en los bucles digitales de abonado. Principalmente, se origina por el acoplamiento capacitivo de la señal en un cable con otro del mismo grupo o uno adyacente. Se distinguen dos tipos de diafonía: Paradiafonía (NEXT) Es el efecto de diafonía que ocurre entre los pares de transmisión y recepción de canales adyacentes medidos del mismo lado. Telediafonía (FEXT) Es el efecto de diafonía que ocurre en un receptor causado por los transmisores de los canales adyacentes del lado remoto. TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

49. TECNOLOGIA XDSL Esquemas del desacople Capacitivo en un par de cobre: Aislación del par Conductor de Cobre Capacitancia mutua TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani

50. TECNOLOGIA XDSL Esquema del desacople Inductivo en un par de cobre: TECNOLOGIA XDSL - Prof. Vicente Capitani