LA MODULAZIONE DMT - claudio cancelli · FULL DUPLEX a suddivisione di banda over POTS ADSL qIl 1o...
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q Modulazione DMT* (Discrete Multitone Modulation ) sulla banda ADSL (up to 1104 KHz) Consente di suddividere la banda di trasmissione in un determinato numero di sottobande (BINS) a ciascuna delle quali associata una portante e di utilizzare i corrispondenti canali per trasmettere una parte del flusso informativo q Vantaggi del DMT L’attenuazione su ciascuna sottobanda è praticamente costante e quindi non è necessario in ricezione l’impiego di equalizzatori di canale; la capacità di trasmissione assegnata ad ogni canale è funzione delle caratteristiche di attenuazione e del livello di rumore del canale stesso (prevalsa del codice DMT rispetto al codice CAP). LA MODULAZIONE DMT LA MODULAZIONE DMT ADSL *DMT (Discrete Multitone ) – Modulazione a Multiportante (Frequency Interleaving) utilizzata in presenza di canali di TX non ideali (funzione di trasferimento non è costante con la frequenza e poiché il rapporto segnale/rumore non é costante su tutta la banda ci possono essere frequenze per le quali la specifica può non essere rispettata). La modulazione DMT consente di compensare le variabilità del canale di comunicazione attraverso la suddivisione della banda in sottobande per ciascuna delle quali il Bit-Rate viene ottimizzato in funzione del rapporto S/R. Con la modulazione DMT oltre al Bit-Rate è adattabile alle caratteristiche di rapporto S/N di ciascuna sottobanda anche il livello di modulazione, ottenendo in tal modo lo sfruttamento ottimale dello spettro.
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q Modulazione DMT* (Discrete Multitone Modulation) sulla banda ADSL (up to 1104 KHz)Ø Consente di suddividere la banda di trasmissione in un determinato
numero di sottobande (BINS) a ciascuna delle quali associata unaportante e di utilizzare i corrispondenti canali per trasmettere una partedel flusso informativo
q Vantaggi del DMTØ L’attenuazione su ciascuna sottobanda è praticamente costante e quindi
non è necessario in ricezione l’impiego di equalizzatori di canale;
Ø la capacità di trasmissione assegnata ad ogni canale è funzione dellecaratteristiche di attenuazione e del livello di rumore del canale stesso(prevalsa del codice DMT rispetto al codice CAP).
LA MODULAZIONE DMT LA MODULAZIONE DMT ADSL
*DMT (Discrete Multitone) – Modulazione a Multiportante (Frequency Interleaving) utilizzata in presenza di canali di TX non ideali (funzione di trasferimento non è costante con la frequenza e poiché il rapporto segnale/rumore non é costante su tutta la banda ci possono essere frequenze per le quali la specifica può non essere rispettata).La modulazione DMT consente di compensare le variabilità del canale di comunicazione attraverso la suddivisione della banda in sottobande per ciascuna delle quali il Bit-Rate viene ottimizzato in funzione del rapporto S/R. Con la modulazione DMT oltre al Bit-Rate è adattabile alle caratteristiche di rapporto S/N di ciascuna sottobanda anche il livello di modulazione, ottenendo in tal modo lo sfruttamento ottimale dello spettro.
q La modulazione CAP (Carrier Amplitude/Phase Modulation) èstata la prima tecnica di modulazione utilizzata per i sistemiDSL, equivalente alla modulazione TCM* (QAM** a 128 staticon correzione d’errore FEC) che garantisce ˜ 3dB di guadagno,con una portante in DS ed una in US.
q Il segnale ottenuto dalla modulazione CAP occupa l’interabanda del doppino. I dispositivi funzionanti con modulazioneCAP, anche se leggermente più lenti, dissipano meno energia ecostano meno.
q Gli standard si stanno spostando sulla modulazione DMT.
LA MODULAZIONE CAP LA MODULAZIONE CAP ADSL
*TCM - (Trellis Code Modulation) – La modulazione TCM (Modulazione con codifica a traliccio) è ottenuta aggiungendo allamodulazione M-QAM** (ad alta efficienza spettrale con elevate capacità di canale che richiede un rapporto S/N sempre più altoall’aumentare del numero degli stati) la codifica di canale di tipo FEC (che consente di RILEVARE e CORREGGERE gli errori equindi di aumentare il rapporto S/N).
**QAM (Quadrature Amplitude Modulation) – Modulazione numerica multilivello (M-QAM) è l’estensione del concetto dimodulazione PSK multifase. Poiché mantenendo costante l’inviluppo con un numero di fasi superiori ad 8 (punti su un unicocerchio delle fasi) si va incontro a probabilità di errore eccessive si usano cerchi concentrici per avere punti di modulazione elevati esuperiori a 16; ciò è possibile con una modulazione mista di ampiezza e fase quale è la QAM. Tale modulazione consente diraggiungere 256 stati su canali poco rumorosi. La banda di un segnale modulato è circa uguale alla velocità di modulazione Vm.
001
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88--QAM Constellation DiagramQAM Constellation DiagramADSL
100 011010000001101 111110
DominioDominio del tempo per un del tempo per un segnalesegnale 88--QAM QAM ADSL
power spectrum
unused tonesdue to line conditions
frequency (KHz)
QAM-modulatedchannel(tone , Bin)
individually optimizedas a function of impairments
POTS
tone spacing(4.3 kHz)
4 20 1104
spectrum usedfor upstream data
spectrum usedfor downstream data
MODULAZIONE DMT MODULAZIONE DMT ADSL
25,875 130 146 1104POTS
ADSL ADSL –– FULL (FULL (G.DMTG.DMT))ADSL
Sistema di accesso xDSL asimmetrico (data rate in ricezione – downstream è maggiore del data rate in trasmissione – upstream)
q La versione FULL opera sull’intera banda scelta perl’ADSL (up to 1104 KHz) tramite 256256 sottobandesottobande, o canali obins, ciascuna di 44,,31253125 KHzKHz.
q Portanti in UPSTREAMUPSTREAM ð canale 7 ÷ canale 31 (26 canali)
q Portanti in DOWNSTREAMDOWNSTREAM ð canale 32 ÷ canale 256 (224 canali)
POTS Guardia
DATI
DATI
Guardia POTS
DS
US
77256256
3131
canalecanale
POTS Guardia
DATI
DATI
Guardia POTS
DS
US
7256
31
canale
32621
ADSL ADSL –– FULL (FULL (G.DMTG.DMT))ADSL
Sistema di accesso xDSL asimmetrico q Su ogni canale (sottoportante) si trasmette con modulazione
TCM* in grado di supportare fino a 64 Kbps teorici (ossia conuna densità max di informazione di 1515 bit/Hzbit/Hz; nella pratica nonsi superano gli 8 bit/Hz ai quali corrispondono 32 Kbps/canale).
q Il numero di bit per canale è funzione dell’SNR rilevato suciascuna portante con il vincolo di ottenere un BER pari a 10-7
*TCM - (Trellis Code Modulation) – La modulazione TCM (Modulazione con codifica a traliccio) è ottenuta aggiungendo allamodulazione M-QAM** (ad alta efficienza spettrale con elevate capacità di canale che richiede un rapporto S/N sempre più altoall’aumentare del numero degli stati) la codifica di canale di tipo FEC (che consente di correggere gli errori e quindi di aumentare ilrapporto S/N).
**QAM (Quadrature Amplitude Modulation) – Modulazione numerica multilivello (M-QAM) impiegata per ciascunasottoportante delle tecnica DMT. La modulazione QAM consente la variabilità dei bit per ciascuna sottoportante e la correzione dierrore sul simbolo di tipo FEC (Forward Error Correction). I parametri caratteristici sono il bi (numero di bit allocati) ed il gi(guadagno da utilizzare su ogni portante). Nella maggior parte deicasi si utilizzano sottoportanti di uguale ampiezza (max variazionedi 3 dB).La modulazione QAM è l’estensione del concetto di modulazione PSK multifase. Poiché mantenendo costante l’inviluppo con unnumero di fasi superiori ad 8 (punti su un unico cerchio delle fasi) si va incontro a probabilità di errore eccessive si usano cerchiconcentrici per avere punti di modulazione elevati e superiori a 16; ciò è possibile con una modulazione mista di ampiezza e fasequale è la QAM. Tale modulazione consente di raggiungere 256 stati su canali poco rumorosi. La banda di un segnale modulato ècirca uguale alla velocità di modulazione Vm.
q I bit sulla singola portante sono trasmessi mediantemodulazione QAM
q I parametri caratteristici sono “bi” (numero di bitallocati) ed il “ gi ” (guadagno da utilizzare su ogniportante)
SNR – SIGNAL TO NOISE RATIOSNR – SIGNAL TO NOISE RATIO
DMT DMT -- SNR AND BIT LOADINGSNR AND BIT LOADINGADSL
DMT DMT -- SNR AND BIT LOADINGSNR AND BIT LOADINGADSL
SNR – SIGNAL TO NOISE RATIOSNR – SIGNAL TO NOISE RATIO
Ø La modulazione DMT rende il sistema particolarmente resistenze rispetto ai disturbi di tipo impulsivo
Ø La portante affetta dal rumore viene soppressa, se SNR è al di sotto della soglia minima prevista
EFFETTO DEL RUMORE IMPULSIVOEFFETTO DEL RUMORE IMPULSIVOADSL
Con consentire la trasmissione FULL-DUPLEX viene utilizzata la
Tecnica FDD (Frequency Division Duplex)
per separare in frequenza le bande dei due versi di trasmissione
q Necessità di utilizzare filtri tra US e DS
q Possibile impiego di bande di guardia con diminuzione delle prestazioni
FULL DUPLEX a suddivisione di banda FULL DUPLEX a suddivisione di banda overover POTSPOTSADSL
POTS Guardia
DATI
DATI
Guardia POTS
DS
US
40 KHz40 KHz 26 KHz26 KHz 1104 KHz1104 KHz138 KHz138 KHz
frequenzafrequenza
POTS Guardia
DATI
DATI
Guardia POTS
DS
US
40 KHz 26 KHz 1104 KHz138 KHz
frequenza
FULL DUPLEX a suddivisione di banda FULL DUPLEX a suddivisione di banda overover POTSPOTSADSL
q Il 1o canale è assegnato alla telefonia (4,31 Khz);
q i successivi 5 canali non sono utilizzati;
q seguono:
26 canali in direzione up-stream(24 nel caso di associazione PSTN + ADSL),
nella banda 25,875 ÷ 130 KHz (24 * 32 Kbps = 768 Kbps, in pratica arriva a 640 Kbps)
224 canali in direzione down-stream
(222 nel caso di associazione PSTN + ADSL), nella banda 146 ÷ 1104 KHz in direzione down-stream (222 * 32 Kbps = 7104 Kbps).
La banda di guardia tra le due bande è necessaria per la presenza di due filtri selettivi; in alcuni casi la separazione previde 5 sottoportanti dal canale 32 al 37.
FULL DUPLEX a bande sovrapposteFULL DUPLEX a bande sovrapposteADSL
Con consentire la trasmissione FULL-DUPLEX viene utilizzata la
Tecnica dei cancellatori d’eco
per separare, per le due bande sovrapposte, il traffico US dal traffico DS
q Tutta la banda è riservata alla direzione downstream e dei 250 canalirisultano sovrapposti con la direzione upstream i primi 25
q La capacità in TX è pari a 32 Kbps * 25 = 0,8 Mbps (teorico 1,6 Mbpq La capacità in RX è pari a 32 Kbps * 250 = 8 Mbps (teorico 16 Mbps)
POTS Guardia
DATI
DATI
Guardia POTS
DS
US
4 KHz4 KHz 26 KHz26 KHz 1104 KHz1104 KHz138 KHz138 KHz
frequenzafrequenza
POTS Guardia
DATI
DATI
Guardia POTS
DS
US
4 KHz 26 KHz 1104 KHz138 KHz
frequenza
