G.992.1 - G.992.1
| Nadajniki-odbiorniki asymetrycznej cyfrowej linii abonenckiej (ADSL) | |
| Status | Obowiązujący |
|---|---|
| Rok rozpoczęty | 1999 |
| Ostatnia wersja | (12.03) grudzień 2003 |
| Organizacja | ITU-T |
| Komisja | Grupa Badawcza ITU-T 15 |
| Powiązane standardy | G.992.2 , G.992.3 |
| Domena | telekomunikacja |
| Licencja | Łatwo dostępny |
| Stronie internetowej | https://www.itu.int/rec/T-REC-G.992.1 |
W telekomunikacji , ITU-T G.992.1 (znany jako G.dmt ) jest ITU standard ADSL z zastosowaniem dyskretnej modulacji wielotonowy (DMT). G.dmt full-rate ADSL rozszerza użyteczną przepustowość istniejących miedzianych linii telefonicznych, zapewniając szybką transmisję danych z szybkością do 8 Mbit/s w dół i 1,3 Mbit/s w górę.
DMT przydziela od 2 do 15 bitów na kanał (bin). Gdy zmieniają się warunki linii, zamiana bitów umożliwia modemowi wymianę bitów na różnych kanałach bez ponownego uczenia, ponieważ każdy kanał staje się mniej lub bardziej wydajny. Jeśli zamiana bitów jest wyłączona, tak się nie dzieje i modem musi się przeszkolić, aby dostosować się do zmieniających się warunków linii.
Istnieją 2 konkurencyjne standardy dla DMT ADSL - ANSI i G.dmt; ANSI T1.413 to standard północnoamerykański, G.992.1 (G.dmt) to standard ITU (United Nations Telecom Committee). G.dmt jest obecnie używany najczęściej na całym świecie, ale standard ANSI był wcześniej popularny w Ameryce Północnej. Istnieje różnica w ramkach między tymi dwoma, a wybór niewłaściwego standardu może powodować błędy wyrównania ramek co około 5 minut. Korekcja błędów odbywa się za pomocą kodowania Reed-Solomon, a dalszą ochronę można zastosować, jeśli na obu końcach jest używane kodowanie Trellis . Przeplatanie może również zwiększyć wytrzymałość linii, ale zwiększa opóźnienie.
Historia DMT i stawki linii
Modulacja to nakładanie informacji (lub sygnału) na elektroniczny lub optyczny kształt fali nośnej. Istnieją dwa konkurencyjne i niezgodne standardy modulacji sygnału ADSL, znane jako dyskretna modulacja wielotonowa (DMT) i faza amplitudy bez nośnej (CAP). CAP była oryginalną technologią wykorzystywaną do wdrożeń DSL, ale obecnie najczęściej stosowaną metodą jest DMT.
Wykresy po prawej podsumowują prędkości osiągalne dla każdego standardu ADSL w oparciu o długość linii i tłumienie . Drugi wykres jest większe znaczenie, ponieważ jest tłumienie, który jest istotny czynnik dla prędkości liniowej, ponieważ tempo tłumienia na odległość może znacząco pomiędzy różnymi liniami miedzi różnią się ze względu na ich jakość i inne czynniki. ADSL2 jest w stanie rozszerzyć zasięg bardzo długich linii, które mają tłumienie około 90 dB. Standard ADSL jest w stanie świadczyć usługę tylko na liniach z tłumieniem nie większym niż około 75 dB.
Szczegóły techniczne DMT
Kosze (kanały nośne)
Discrete Multi-Tone (DMT), najczęściej stosowana metoda modulacji, dzieli sygnał ADSL na 255 nośnych (bin) wyśrodkowanych na wielokrotnościach 4,3125 kHz. DMT ma 224 pojemniki częstotliwości downstream i do 31 pojemników upstream. Bin 0 znajduje się w DC i nie jest używany. Kiedy głos ( POTS ) jest używany na tej samej linii, wtedy pojemnik 7 jest najniższym pojemnikiem używanym dla ADSL.
Środkowa częstotliwość bin N wynosi (N x 4,3125) kHz. Widmo każdego pojemnika pokrywa się z widmem jego sąsiadów: nie jest ograniczony do kanału o szerokości 4,3125 kHz. Ortogonalność COFDM umożliwia to bez zakłóceń.
Na linii dobrej jakości w pojemniku można zakodować do 15 bitów na symbol.
Układ częstotliwości można podsumować jako:
- 30 Hz-4 kHz, głos.
- 4–25 kHz, niewykorzystane pasmo ochronne.
- 25-138 kHz, 25 pojemników upstream (7-31).
- 138–1104 kHz, 224 odbiorniki (32–255).
Zazwyczaj kilka przedziałów wokół 31-32 nie jest używanych, aby zapobiec zakłóceniom między przedziałami upstream i downstream po obu stronach 138 kHz. Te nieużywane pojemniki stanowią pasmo ochronne do wyboru przez każdego producenta DSLAM - nie jest to określone w specyfikacji G.992.1.
Kodowane multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (COFDM)
Zastosowanie pojemników tworzy system transmisji znany jako kodowane multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (COFDM). W kontekście G.992.1 zamiast tego używany jest termin „Discrete Multi-Tone” (DMT), stąd alternatywna nazwa standardu, G.dmt. Korzystanie z DMT jest przydatne, ponieważ pozwala sprzętowi komunikacyjnemu (modem/router użytkownika i centrala/DSLAM) wybrać tylko pojemniki, które można wykorzystać na linii, w ten sposób skutecznie uzyskując najlepszą ogólną przepływność z linii w dowolnym momencie. W przypadku COFDM łączny sygnał zawierający wiele częstotliwości (dla każdego przedziału) jest przesyłany wzdłuż linii. Szybka transformata Fouriera (i odwrotna transformata iFFT) jest używana do konwersji sygnału w linii na poszczególne przedziały.
Redukcja błędów bitowych dzięki QAM i PSK
Rodzaj kwadraturowej modulacji amplitudy (QAM) lub kluczowania przesunięcia fazowego (PSK) jest używany do kodowania bitów w każdym przedziale. Jest to złożony i matematyczny temat i nie będzie tutaj dalej omawiany. Jednak przeprowadzono wiele badań nad tymi technikami modulacji i są one wykorzystywane do transmisji, ponieważ umożliwiają one poprawę SNR, obniżając w ten sposób poziom szumów i umożliwiając bardziej niezawodną transmisję sygnału z mniejszą liczbą błędów. Wzmocnienie osiągalne powyżej poziomu szumów może wynosić od 0,5 do 1,5 dB, a te niewielkie wartości robią ogromną różnicę przy przesyłaniu sygnałów na długich liniach miedzianych o długości 6 km lub więcej.
Jakość pojemnika i szybkość transmisji
Jakość linii (jak dobrze działa) przy częstotliwości danego pojemnika określa, ile bitów można zakodować w tym pojemniku. Podobnie jak w przypadku wszystkich linii transmisyjnych , zależy to od tłumienia i stosunku sygnału do szumu .
SNR może się różnić dla każdego pojemnika, a to odgrywa ważny czynnik decydujący o tym, ile bitów można na nim niezawodnie zakodować. Mówiąc ogólnie, 1 bit może być niezawodnie zakodowany na każde 3 dB dostępnego zakresu dynamicznego powyżej poziomu szumów w medium transmisyjnym, więc na przykład pojemnik z SNR wynoszącym 18 dB byłby w stanie pomieścić 6 bitów.
Redukcja szumów
Można zastosować eliminację echa, aby kanał downstream pokrywał się z kanałem upstream lub odwrotnie, co oznacza, że wysyłane są jednocześnie sygnały upstream i downstream. Anulowanie echa jest opcjonalne i zazwyczaj nie jest używane.
Przykłady DMT bitów na pojemnik
Poniżej znajdują się przykłady tego, jak układ pojemników może wyglądać na różnych modemach ADSL. Oba pokazują podobne informacje, aw każdym przykładzie jest 256 pojemników z zakodowaną zróżnicowaną liczbą bitów na każdym z nich. Widzimy, że w zakresie częstotliwości bin 33, SNR wynosi 40 dB, a bity na bin wynoszą około 6 lub 7.
Tekstowy
-----------------------------------------------------------------------------
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
--- ----- ---- -- - --- ----- ---- -- - --- ----- ---- -- - --- ----- ---- --
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
Graficzny z SNR
streszczenie
- DMT wykorzystuje COFDM do tworzenia 256 pojemników (kanałów nośnych) przy użyciu częstotliwości powyżej głosu na linii.
- Układ częstotliwości można podsumować jako:
- 0–4 kHz, głos.
- 4–25 kHz, niewykorzystane pasmo ochronne.
- 25-138 kHz, 25 pojemników upstream (7-31).
- 138–1104 kHz, 224 odbiorniki (32–255).
- Bin N jest wyśrodkowany na częstotliwości N × 4,3125 kHz.
- Szerokość pasma używana przez każdy pojemnik nakłada się na sąsiednie pojemniki.
- Liczba bitów zakodowanych w każdym pojemniku wynosi od 2 do 15 , w zależności od stosunku sygnału do szumu (SNR) dla tego pojemnika.
- Na każde 3 dB SNR w pojemniku można niezawodnie zakodować 1 bit.
- Zbyt wiele błędów, których nie można naprawić za pomocą wbudowanej korekcji błędów, doprowadziłoby do utraty synchronizacji modemu/routera użytkownika końcowego ze zdalną centralą (DSLAM lub MSAN).
- Eliminacja echa może być użyta w pojemnikach o niższej częstotliwości (w górę), aby umożliwić wykorzystanie wszystkich 256 pojemników w dół strumienia.
Statystyki ADSL
Wykazano, że liczby w nawiasach zapewniają w praktyce stabilną usługę.
- Tłumienie — ilość sygnału traconego na linii (powinna wynosić <56 dB w kierunku odbiorczym, <37 dB w kierunku odbiorczym)
- Margines szumów — 12 dB lub wyższy, zarówno dla pobierania, jak i wysyłania up
- Osiągalne szybkości transmisji bitów — linia o maksymalnej prędkości jest w stanie obsłużyć
- DMT bits per bin - Pokazuje, które kanały są w użyciu
- CV - Naruszenia kodowania
- ES - Errored Seconds - liczba sekund, w których wystąpiły błędy CRC
- Względne zajęcie przepustowości (RCO) - Procent osiągalnej przepływności linii, która jest w użyciu. Uwzględnia to zakłócenia na linii i docelowy margines szumów w zdalnym DSLAM.
- SES - Severely Errored Seconds - po 10 sekundach ES zaczynamy liczyć SES
- UAS - Unavailable Seconds - Sekundy, w których nie mieliśmy synchronizacji
- LOS – Utrata synchronizacji
- LPR - Utrata mocy CPE
- LOF - Loss of Framing - ramki DSL nie pasują do siebie
Linki zewnętrzne
- Zalecenie ITU-T G.992.1: Urządzenia nadawczo-odbiorcze z asymetryczną cyfrową linią abonencką (ADSL)