G.992.1

редактировать

В телекоммуникациях, ITU-T G.992.1 (более известный как G.dmt ) - это стандарт ITU для ADSL с использованием дискретной многотональной модуляции (DMT). Полноскоростной ADSL G.dmt расширяет используемую полосу пропускания существующих медных телефонных линий, обеспечивая высокоскоростную передачу данных со скоростью до 8 Мбит / с в нисходящем направлении и 1,3 Мбит / с в восходящем направлении.

DMT выделяет от 2 до 15 бит на канал (бункер). При изменении состояния линии перестановка битов позволяет модему менять местами биты по разным каналам без переобучения, поскольку каждый канал становится более или менее способным. Если перестановка битов отключена, этого не происходит, и модему необходимо переобучиться, чтобы адаптироваться к изменяющимся условиям линии.

Существует два конкурирующих стандарта DMT ADSL - ANSI и G.dmt; ANSI T1.413 - это стандарт Северной Америки, G.992.1 (G.dmt) - стандарт ITU (Комитета по телекоммуникациям Организации Объединенных Наций). G.dmt сегодня используется чаще всего во всем мире, но раньше стандарт ANSI был популярен в Северной Америке. Между ними существует разница в кадрировании, и выбор неправильного стандарта может вызывать ошибки выравнивания кадров каждые 5 минут или около того. Исправление ошибок выполняется с использованием кодирования Рида-Соломона, и может использоваться дополнительная защита, если кодирование Trellis используется на обоих концах. Чередование также может повысить надежность линии, но увеличивает задержку.

Содержание

1 История DMT и линейные скорости
2 Технические детали DMT
- 2.1 Бины (каналы несущей)
- 2.2 Кодированное мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (COFDM)
- 2.3 Уменьшение битовых ошибок с помощью QAM и PSK
- 2.4 Качество бина и скорость передачи
- 2.5 Эхоподавление
3 Примеры битов DMT на бин
- 3.1 Текстовый
- 3.2 Графический с SNR
4 Резюме
5 Статистика ADSL
6 Внешние ссылки

История DMT и скорости линии

Полученная скорость линии (Мбит / с) по сравнению с соответствующей длиной линии (км) для ADSL, ADSL2 + и VDSL

Доступная скорость линии (Мбит / с) относительно соответствующей линии затухание (dB ) для ADSL, ADSL2 и ADSL2 +

Модуляция - это наложение информации (или сигнала) на форму волны электронной или оптической несущей. Существует два конкурирующих и несовместимых стандарта для модуляции сигнала ADSL, известных как дискретная многотональная модуляция (DMT) и амплитудная фаза без несущей (CAP). CAP была оригинальной технологией, используемой для развертывания DSL, но сейчас наиболее широко используемым методом является DMT.

Графики справа суммируют скорости, достижимые для каждого стандарта ADSL на основе длины линии и ослабления. Второй график имеет большее значение, поскольку именно затухание является определяющим фактором для скорости линии, поскольку скорость затухания на расстоянии может значительно различаться между различными медными линиями из-за их качества и других факторов. ADSL2 может расширить зону действия очень длинных линий с ослаблением около 90 дБ. Стандартный ADSL может предоставлять услуги только на линиях с затуханием не более 75 дБ.

Технические характеристики DMT

Бины (каналы несущих)

Дискретный многотональный (DMT), наиболее широко используемый метод модуляции, разделяет сигнал ADSL на 255 несущих (бинов) с центром на кратных 4,3125 кГц. DMT имеет 224 бина частоты нисходящего потока и до 31 бина восходящего потока. Бункер 0 находится на постоянном токе и не используется. Когда голос (POTS ) используется на той же линии, тогда ячейка 7 является самой низкой ячейкой, используемой для ADSL.

Центральная частота ячейки N составляет (N x 4,3125) кГц. Спектр каждого бина перекрывается со спектром его соседей: он не ограничивается каналом шириной 4,3125 кГц. Ортогональность COFDM делает это возможным без помех.

До 15 бит на символ можно закодировать в ячейке на строке хорошего качества.

Распределение частот можно резюмировать следующим образом:

30 Гц - 4 кГц, голос.
4–25 кГц, неиспользуемая защитная полоса.
25–138 кГц, 25 восходящих бинов (7–31).
138–1104 кГц, 224 нисходящих бина (32–255).

Как правило, несколько интервалов 31-32 не используются для предотвращения помех между входами и выходами по обе стороны от 138 кГц. Эти неиспользуемые ячейки образуют защитную полосу, которую выбирает каждый производитель DSLAM - она не определяется спецификацией G.992.1.

Кодированное мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (COFDM)

Использование бинов создает систему передачи, известную как кодированное мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (COFDM). В контексте G.992.1 вместо него используется термин «дискретный многотональный сигнал» (DMT), отсюда и альтернативное название стандарта G.dmt. Использование DMT полезно, поскольку оно позволяет коммуникационному оборудованию (пользовательский модем / маршрутизатор и коммутатор / DSLAM) выбирать только те бункеры, которые можно использовать на линии, таким образом, эффективно получая наилучшую общую скорость передачи данных в линии в любой момент времени. При использовании COFDM по линии передается комбинированный сигнал, содержащий множество частот (для каждого бина). Быстрое преобразование Фурье (и обратный iFFT) используется для преобразования сигнала на линии в отдельные ячейки.

Уменьшение битовых ошибок с помощью QAM и PSK

Используется тип квадратурной амплитудной модуляции (QAM) или фазовой манипуляции (PSK) для кодирования битов в каждой ячейке. Это сложный математический предмет, который здесь не обсуждается. Тем не менее, было проведено много исследований этих методов модуляции, и они используются для передачи, поскольку они позволяют улучшить SNR, тем самым снижая минимальный уровень шума и обеспечивая более надежную передачу сигнала с меньшим количеством ошибок. Коэффициент усиления, достигаемый выше минимального уровня шума, может составлять от 0,5 до 1,5 дБ, и эти небольшие значения имеют большое значение при передаче сигналов по медным линиям на большие расстояния длиной 6 км и более.

Качество бина и скорость передачи данных

Качество строки (насколько хорошо она работает) на частоте рассматриваемого бина определяет, сколько битов может быть закодировано в этом бине. Как и для всех линий передачи , это зависит от затухания и отношения сигнал / шум.

SNR может отличаться для каждого бина, и это играет важную роль при принятии решения. сколько битов можно надежно закодировать на нем. Вообще говоря, 1 бит может быть надежно закодирован для каждых 3 дБ доступного динамического диапазона выше минимального уровня шума в среде передачи, так что, например, бин с SNR 18 дБ сможет вместить 6 бит.

Подавление эха

Подавление эха может использоваться, чтобы нисходящий канал перекрывал восходящий канал или наоборот, что означает одновременную отправку восходящего и нисходящего сигналов. Подавление эха необязательно и обычно не используется.

Примеры битов DMT на ячейку

Ниже приведены примеры того, как может выглядеть компоновка ячеек на различных модемах ADSL. Оба показывают схожую информацию, и в каждом примере имеется 256 ячеек с различным количеством бит, кодируемых на каждом из них. Мы можем видеть, что примерно в частотном диапазоне бина 33 отношение сигнал / шум составляет 40 дБ, а количество битов на бит составляет около 6 или 7.

Текстовое

-------- -------------------------------------------------- ------------------- Bin SNR Gain Bi - Bin SNR Gain Bi - Bin SNR Gain Bi - Bin SNR Gain Bi дБ дБ ts дБ дБ ts дБ дБ ts дБ дБ ts --- ----- ---- - - --- ----- ---- - - --- ----- ---- - - --- - --- ---- - 0 0,0 0,0 0 * 1 0,0 0,0 0 * 2 0,0 0,0 0 * 3 0,0 0,0 0 <- unused 4 0.0 0.0 0 * 5 0.0 0.0 0 * 6 0.0 0.7 0 * 7 0.0 0.7 0 <- unused 8 0.0 0.9 2 * 9 0.0 1.2 4 * 10 0.0 1.0 5 * 11 0.0 0.8 5 <- upstream [BEGIN] 12 0.0 1.0 6 * 13 0.0 0.9 6 * 14 0.0 0.9 6 * 15 0.0 1.1 7 <- upstream 16 0.0 1.1 7 * 17 0.0 1.0 7 * 18 0.0 0.9 7 * 19 0.0 0.7 7 <- upstream 20 0.0 1.0 6 * 21 0.0 0.9 5 * 22 0.0 0.9 4 * 23 0.0 1.2 4 <- upstream 24 0.0 1.3 3 * 25 0.0 1.0 2 * 26 0.0 0.7 0 * 27 0.0 0.7 0 <- upstream [END] 28 0.0 0.7 0 * 29 0.0 0.0 0 * 30 0.0 0.0 0 * 31 39.9 0.9 6 <- downstream [BEGIN] 32 38.4 0.9 6 * 33 39.9 1.1 7 * 34 256.0 1.0 0 * 35 39.8 1.2 7 <- downstream (1 unused bin - interference?) 36 39.8 1.1 7 * 37 35.3 1.1 6 * 38 39.5 0.9 6 * 39 37.5 1.0 6 <- downstream 40 36.4 0.8 5 * 41 37.5 0.9 5 * 42 32.3 1.0 4 * 43 34.8 1.1 5 <- downstream 44 31.6 1.0 4 * 45 37.7 0.9 5 * 46 35.7 1.1 6 * 47 34.3 1.2 5 <- downstream 48 37.8 1.1 6 * 49 36.9 0.9 5 * 50 36.1 1.0 5 * 51 34.5 1.2 5 <- downstream 52 32.3 1.0 4 * 53 31.6 1.0 4 * 54 33.6 0.9 4 * 55 31.6 1.1 4 <- downstream 56 34.3 1.1 5 * 57 31.9 0.9 4 * 58 33.7 0.9 4 * 59 31.5 1.2 4 <- downstream 60 30.6 1.1 5 * 61 30.2 1.1 4 * 62 17.3 1.1 3 * 63 25.7 1.1 3 <- downstream 64 21.9 0.8 2 * 65 22.8 0.8 2 * 66 256.0 1.0 0 * 67 255.9 1.0 0 <- downstream (2 unused bins - interference?) 68 255.9 1.0 0 * 69 19.5 1.1 3 * 70 25.8 0.9 3 * 71 23.1 1.0 3 <- downstream (1 unused bin - interference?) 72 23.3 1.0 3 * 73 16.9 1.2 4 * 74 21.7 0.8 2 * 75 23.2 0.7 2 <- downstream 76 22.0 1.0 3 * 77 25.3 0.7 2 * 78 24.7 0.7 2 * 79 20.8 0.9 2 <- downstream 80 19.1 1.0 2 * 81 255.9 1.0 0 * 82 256.0 1.0 0 * 83 255.9 1.0 0 <- downstream [END] 84 0.1 1.0 0 * 85 255.8 1.0 0 * 86 255.8 1.0 0 * 87 255.9 1.0 0 <- unused 88 256.0 1.0 0 * 89 256.0 1.0 0 * 90 255.9 1.0 0 * 91 255.9 1.0 0 <- unused 92 256.0 1.0 0 * 93 255.9 1.0 0 * 94 255.8 1.0 0 * 95 255.3 1.0 0 96 0.1 1.0 0 * 97 255.6 1.0 0 * 98 255.8 1.0 0 * 99 255.9 1.0 0 higher frequencies suffer greater 100 255.9 1.0 0 * 101 255.8 1.0 0 * 102 255.8 1.0 0 * 103 0.0 1.0 0 loss rates over longer lines 104 255.8 1.0 0 * 105 255.7 1.0 0 * 106 255.2 1.0 0 * 107 255.6 1.0 0 108 255.6 1.0 0 * 109 254.6 1.0 0 * 110 255.9 1.0 0 * 111 254.6 1.0 0 112 254.7 1.0 0 * 113 255.4 1.0 0 * 114 254.7 1.0 0 * 115 255.2 1.0 0 116 256.0 1.0 0 * 117 256.0 1.0 0 * 118 256.0 1.0 0 * 119 256.0 1.0 0 120 256.0 1.0 0 * 121 256.0 1.0 0 * 122 256.0 1.0 0 * 123 256.0 1.0 0 124 256.0 1.0 0 * 125 256.0 1.0 0 * 126 256.0 1.0 0 * 127 256.0 1.0 0 128 256.0 1.0 0 * 129 256.0 1.0 0 * 130 256.0 1.0 0 * 131 256.0 1.0 0 132 256.0 1.0 0 * 133 256.0 1.0 0 * 134 256.0 1.0 0 * 135 256.0 1.0 0 136 256.0 1.0 0 * 137 256.0 1.0 0 * 138 256.0 1.0 0 * 139 256.0 1.0 0 140 256.0 1.0 0 * 141 256.0 1.0 0 * 142 256.0 1.0 0 * 143 256.0 1.0 0 144 256.0 1.0 0 * 145 256.0 1.0 0 * 146 256.0 1.0 0 * 147 256.0 1.0 0 148 256.0 1.0 0 * 149 256.0 1.0 0 * 150 256.0 1.0 0 * 151 256.0 1.0 0 152 256.0 1.0 0 * 153 256.0 1.0 0 * 154 256.0 1.0 0 * 155 256.0 1.0 0 156 256.0 1.0 0 * 157 256.0 1.0 0 * 158 256.0 1.0 0 * 159 256.0 1.0 0 160 256.0 1.0 0 * 161 256.0 1.0 0 * 162 256.0 1.0 0 * 163 256.0 1.0 0 164 256.0 1.0 0 * 165 256.0 1.0 0 * 166 256.0 1.0 0 * 167 256.0 1.0 0 168 256.0 1.0 0 * 169 256.0 1.0 0 * 170 256.0 1.0 0 * 171 256.0 1.0 0 172 256.0 1.0 0 * 173 256.0 1.0 0 * 174 256.0 1.0 0 * 175 256.0 1.0 0 176 256.0 1.0 0 * 177 256.0 1.0 0 * 178 256.0 1.0 0 * 179 256.0 1.0 0 180 256.0 1.0 0 * 181 256.0 1.0 0 * 182 256.0 1.0 0 * 183 256.0 1.0 0 184 256.0 1.0 0 * 185 256.0 1.0 0 * 186 256.0 1.0 0 * 187 256.0 1.0 0 188 256.0 1.0 0 * 189 256.0 1.0 0 * 190 256.0 1.0 0 * 191 256.0 1.0 0 192 256.0 1.0 0 * 193 256.0 1.0 0 * 194 256.0 1.0 0 * 195 256.0 1.0 0 196 256.0 1.0 0 * 197 256.0 1.0 0 * 198 256.0 1.0 0 * 199 256.0 1.0 0 200 256.0 1.0 0 * 201 256.0 1.0 0 * 202 256.0 1.0 0 * 203 256.0 1.0 0 204 256.0 1.0 0 * 205 256.0 1.0 0 * 206 256.0 1.0 0 * 207 256.0 1.0 0 208 256.0 1.0 0 * 209 256.0 1.0 0 * 210 256.0 1.0 0 * 211 256.0 1.0 0 212 256.0 1.0 0 * 213 256.0 1.0 0 * 214 256.0 1.0 0 * 215 256.0 1.0 0 216 256.0 1.0 0 * 217 256.0 1.0 0 * 218 256.0 1.0 0 * 219 256.0 1.0 0 220 256.0 1.0 0 * 221 256.0 1.0 0 * 222 256.0 1.0 0 * 223 256.0 1.0 0 224 256.0 1.0 0 * 225 256.0 1.0 0 * 226 256.0 1.0 0 * 227 256.0 1.0 0 228 256.0 1.0 0 * 229 256.0 1.0 0 * 230 256.0 1.0 0 * 231 256.0 1.0 0 232 256.0 1.0 0 * 233 256.0 1.0 0 * 234 256.0 1.0 0 * 235 256.0 1.0 0 236 256.0 1.0 0 * 237 256.0 1.0 0 * 238 256.0 1.0 0 * 239 256.0 1.0 0 240 256.0 1.0 0 * 241 256.0 1.0 0 * 242 256.0 1.0 0 * 243 256.0 1.0 0 244 256.0 1.0 0 * 245 256.0 1.0 0 * 246 256.0 1.0 0 * 247 256.0 1.0 0 248 256.0 1.0 0 * 249 256.0 1.0 0 * 250 256.0 1.0 0 * 251 256.0 1.0 0 252 256.0 1.0 0 * 253 256.0 1.0 0 * 254 256.0 1.0 0 * 255 256.0 1.0 0 --- ----- ---- -- - --- ----- ---- -- - --- ----- ---- -- - --- ----- ---- -- Bin SNR Gain Bi - Bin SNR Gain Bi - Bin SNR Gain Bi - Bin SNR Gain Bi dB dB ts dB dB ts dB dB ts dB dB ts

Графическое изображение с SNR

Резюме

DMT использует COFDM для создания 256 интервалов (несущая каналов) с использованием частот выше голоса на линии.
Распределение частот можно резюмировать как:
- 0–4 кГц, голос.
- 4–25 кГц, неиспользуемая защита диапазон.
- 25–138 кГц, 25 бинов восходящего потока (7–31).
- 138–1104 кГц, 224 нисходящих бина (32–255).
N бункера центрируется на частота N × 4,3125 кГц.
Полоса пропускания, используемая каждым бином, перекрывает соседние бины.
Число битов, закодированных в каждом бине, составляет от 2 до 15, в зависимости от отношение сигнал / шум (SNR) для этого бина.
Для каждых 3 дБ SNR в пределах бина можно надежно закодировать 1 бит.
Слишком много ошибок, которые не могут быть исправлены встроенным при исправлении ошибок модем / маршрутизатор конечного пользователя теряет синхронизацию с удаленным коммутатором (DSLAM или MSAN).
Эхоподавление может использоваться на нижних частотных (восходящих) бинах, чтобы разрешить все 256 бинов используется для нисходящего потока.

Статистика ADSL

Цифры в скобках показаны для обеспечения стабильного обслуживания на практике.

Затухание - Сколько сигнала потеряно в линии (должно быть <56 dB downstream, <37 dB upstream)
Запас помехоустойчивости - 12 дБ или выше, как для нисходящего, так и для восходящего потока
Достижимая скорость передачи данных - Возможна максимальная скорость линии поддерживаемых
битов DMT на ячейку - показывает, какие каналы используются
CV - нарушения кодирования
ES - Errored Seconds - количество секунд, в которых имели CRC ошибки
Относительное заполнение емкости (RCO) - процент достижимой скорости передачи данных в линии, которая используется. При этом учитываются помехи на линии и целевой запас помехоустойчивости в удаленный DSLAM.
SES - секунды с серьезными ошибками - после 10 секунд ES мы начинаем отсчет SES
UAS - Unavailable Seconds - секунды, в которых у нас не было синхронизации
LOS - Loss of Sync
LPR - Потеря CPE мощности
LOF - Потеря кадровой синхронизации - Кадры DSL не выстраиваются в линию

Внешние ссылки