G.992.1

В области телекоммуникаций , МСЭ-Т G.992.1 (более известный как G.dmt ) является МСЭ стандартом для ADSL с использованием дискретного многотонального 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. ^[1]

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 североамериканский стандарт, G.992.1 (G.dmt) - это 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 дополнительная защита может использоваться, если кодирование Trellis используется на обоих концах. Чередование также может повысить надежность линии, но увеличивает задержку.

История ДМТ и линейные ставки [ править ]

Доступная скорость линии (Мбит / с) относительно соответствующей длины линии (км) для ADSL , ADSL2 + и VDSL

Доступная скорость линии (Мбит / с) при соответствующем затухании в линии ( дБ ) 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.

На графиках справа показаны скорости, доступные для каждого стандарта ADSL, в зависимости от длины линии и затухания . Второй график имеет большее значение , так как это ослабление , которая является определяющим фактором для скорости линии , потому что скорость затухания с расстоянием может значительно между различными медными линиями варьироваться в зависимости от 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 детали DMT [ править ]

Бункеры (каналы связи) [ править ]

Дискретный многотональный (DMT), наиболее широко используемый метод модуляции, разделяет сигнал ADSL на 255 несущих (бинов) с центрами, кратными 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 голосовая связь ( 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.

Схему частот можно резюмировать следующим образом:

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

Как правило, несколько бинов 31-32 не используются, чтобы предотвратить помехи между восходящими и нисходящими элементами по обе стороны от 138 кГц. Эти неиспользуемые ячейки составляют защитную полосу, которую выбирает каждый производитель DSLAM - она ​​не определяется спецификацией G.992.1.

Кодированное мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (COFDM) [ править ]

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» (DMT), отсюда и альтернативное название стандарта G.dmt. Использование DMT полезно, поскольку оно позволяет оборудованию связи (пользовательский модем / маршрутизатор и коммутатор / DSLAM) выбирать только бункеры, которые можно использовать на линии, таким образом, эффективно получая наилучшую общую скорость передачи данных в линии в любой момент времени. С COFDM по линии передается комбинированный сигнал, содержащий множество частот (для каждого бина). Быстрое преобразование Фурье (и обратное iFFT) используется для преобразования сигнала на линии в отдельные ячейки.

Уменьшение битовых ошибок с помощью QAM и PSK [ править ]

Тип квадратурной амплитудной модуляции (QAM) или фазовой манипуляции (PSK) используется для кодирования битов в каждом бине. Это сложный математический предмет, который здесь не обсуждается. Однако по этим методам модуляции было проведено много исследований, 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 огромное значение при передаче сигналов по медным линиям на большие расстояния длиной 6 км и более.

Качество бункера и скорость передачи данных [ править ]

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

SNR может различаться для каждого бина, и это играет важную роль при принятии решения о том, сколько битов можно надежно закодировать в 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 [ править ]

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

Примеры DMT битов на бункер [ править ]

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

Текстовый [ править ]

-------------------------------------------------- ---------------------------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 <- не используется 4 0,0 0,0 0 * 5 0,0 0,0 0 * 6 0,0 0,7 0 * 7 0,0 0,7 0 <- не используется 8 0,0 0,9 2 * 9 0,0 1,2 4 * 10 0,0 1,0 5 * 11 0,0 0,8 5 <- вверх по потоку [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 <- перед потоком 16 0,0 1,1 7 * 17 0,0 1,0 7 * 18 0,0 0,9 7 * 19 0,0 0,7 7 <- вверх по потоку 20 0,0 1,0 6 * 21 0,0 0,9 5 * 22 0,0 0,9 4 * 23 0,0 1,2 4 <- перед потоком 24 0,0 1,3 3 * 25 0,0 1,0 2 * 26 0,0 0,7 0 * 27 0,0 0,7 0 <- вверх по потоку [КОНЕЦ] 28 0,0 0,7 0 * 29 0,0 0,0 0 * 30 0,0 0,0 0 * 31 39,9 0,9 6 <- ниже по потоку [НАЧАЛО] 32 38,4 0,9 6 * 33 39,9 1,1 7 * 34 256,0 1,0 0 * 35 39,8 1,2 7 <- нисходящий поток (1 неиспользуемый бункер - помеха?) 36 39,8 1,1 7 * 37 35,3 1,1 6 * 38 39,5 0,9 6 * 39 37,5 1,0 6 <- ниже по потоку 40 36,4 0,8 5 * 41 37,5 0,9 5 * 42 32,3 1,0 4 * 43 34,8 1,1 5 <- ниже по потоку 44 31,6 1,0 4 * 45 37,7 0,9 5 * 46 35,7 1,1 6 * 47 34,3 1,2 5 <- ниже по потоку 48 37,8 1,1 6 * 49 36,9 0,9 5 * 50 36,1 1,0 5 * 51 34,5 1,2 5 <- ниже по потоку 52 32,3 1,0 4 * 53 31,6 1,0 4 * 54 33,6 0,9 4 * 55 31,6 1,1 4 <- ниже по потоку 56 34,3 1,1 5 * 57 31,9 0,9 4 * 58 33,7 0,9 4 * 59 31,5 1,2 4 <- ниже по потоку 60 30,6 1,1 5 * 61 30,2 1,1 4 * 62 17,3 1,1 3 * 63 25,7 1,1 3 <- ниже по потоку 64 21,9 0,8 2 * 65 22,8 0,8 2 * 66 256,0 1,0 0 * 67 255,9 1,0 0 <- нисходящий поток (2 неиспользуемых бина - помеха?) 68 255,9 1,0 0 * 69 19,5 1,1 3 * 70 25,8 0,9 3 * 71 23,1 1,0 3 <- нисходящий поток (1 неиспользуемый бункер - помеха?) 72 23,3 1,0 3 * 73 16,9 1,2 4 * 74 21,7 0,8 2 * 75 23,2 0,7 2 <- ниже по потоку 76 22,0 1,0 3 * 77 25,3 0,7 2 * 78 24,7 0,7 2 * 79 20,8 0,9 2 <- ниже по потоку 80 19,1 1,0 2 * 81 255,9 1,0 0 * 82 256,0 1,0 0 * 83 255,9 1,0 0 <- нисходящий поток [КОНЕЦ] 84 0,1 1,0 0 * 85 255,8 1,0 0 * 86 255,8 1,0 0 * 87 255,9 1,0 0 <- не используется 88 256.0 1.0 0 * 89 256.0 1.0 0 * 90 255.9 1.0 0 * 91 255.9 1.0 0 <- не используется 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 более высокие частоты страдают сильнее100 255,9 1,0 0 * 101 255,8 1,0 0 * 102 255,8 1,0 0 * 103 0,0 1,0 0 уровень потерь на более длинных линиях104 255,8 1,0 0 * 105 255,7 1,0 0 * 106 255,2 1,0 0 * 107 255,6 1,0 0108 255,6 1,0 0 * 109 254,6 1,0 0 * 110 255,9 1,0 0 * 111 254,6 1,0 0112 254,7 1,0 0 * 113 255,4 1,0 0 * 114 254,7 1,0 0 * 115 255,2 1,0 0116 256,0 1,0 0 * 117 256,0 1,0 0 * 118 256,0 1,0 0 * 119 256,0 1,0 0120 256.0 1.0 0 * 121 256.0 1.0 0 * 122 256.0 1.0 0 * 123 256.0 1.0 0124 256,0 1,0 0 * 125 256,0 1,0 0 * 126 256,0 1,0 0 * 127 256,0 1,0 0128 256,0 1,0 0 * 129 256,0 1,0 0 * 130 256,0 1,0 0 * 131 256,0 1,0 0132 256.0 1.0 0 * 133 256.0 1.0 0 * 134 256.0 1.0 0 * 135 256.0 1.0 0136 256,0 1,0 0 * 137 256,0 1,0 0 * 138 256,0 1,0 0 * 139 256,0 1,0 0140 256,0 1,0 0 * 141 256,0 1,0 0 * 142 256,0 1,0 0 * 143 256,0 1,0 0144 256,0 1,0 0 * 145 256,0 1,0 0 * 146 256,0 1,0 0 * 147 256,0 1,0 0148 256,0 1,0 0 * 149 256,0 1,0 0 * 150 256,0 1,0 0 * 151 256,0 1,0 0152 256.0 1.0 0 * 153 256.0 1.0 0 * 154 256.0 1.0 0 * 155 256.0 1.0 0156 256.0 1.0 0 * 157 256.0 1.0 0 * 158 256.0 1.0 0 * 159 256.0 1.0 0160 256,0 1,0 0 * 161 256,0 1,0 0 * 162 256,0 1,0 0 * 163 256,0 1,0 0164 256,0 1,0 0 * 165 256,0 1,0 0 * 166 256,0 1,0 0 * 167 256,0 1,0 0168 256,0 1,0 0 * 169 256,0 1,0 0 * 170 256,0 1,0 0 * 171 256,0 1,0 0172 256,0 1,0 0 * 173 256,0 1,0 0 * 174 256,0 1,0 0 * 175 256,0 1,0 0176 256,0 1,0 0 * 177 256,0 1,0 0 * 178 256,0 1,0 0 * 179 256,0 1,0 0180 256,0 1,0 0 * 181 256,0 1,0 0 * 182 256,0 1,0 0 * 183 256,0 1,0 0184 256,0 1,0 0 * 185 256,0 1,0 0 * 186 256,0 1,0 0 * 187 256,0 1,0 0188 256.0 1.0 0 * 189 256.0 1.0 0 * 190 256.0 1.0 0 * 191 256.0 1.0 0192 256.0 1.0 0 * 193 256.0 1.0 0 * 194 256.0 1.0 0 * 195 256.0 1.0 0196 256.0 1.0 0 * 197 256.0 1.0 0 * 198 256.0 1.0 0 * 199 256.0 1.0 0200 256,0 1,0 0 * 201 256,0 1,0 0 * 202 256,0 1,0 0 * 203 256,0 1,0 0204 256,0 1,0 0 * 205 256,0 1,0 0 * 206 256,0 1,0 0 * 207 256,0 1,0 0208 256.0 1.0 0 * 209 256.0 1.0 0 * 210 256.0 1.0 0 * 211 256.0 1.0 0212 256.0 1.0 0 * 213 256.0 1.0 0 * 214 256.0 1.0 0 * 215 256.0 1.0 0216 256.0 1.0 0 * 217 256.0 1.0 0 * 218 256.0 1.0 0 * 219 256.0 1.0 0220 256.0 1.0 0 * 221 256.0 1.0 0 * 222 256.0 1.0 0 * 223 256.0 1.0 0224 256.0 1.0 0 * 225 256.0 1.0 0 * 226 256.0 1.0 0 * 227 256.0 1.0 0228 256.0 1.0 0 * 229 256.0 1.0 0 * 230 256.0 1.0 0 * 231 256.0 1.0 0232 256.0 1.0 0 * 233 256.0 1.0 0 * 234 256.0 1.0 0 * 235 256.0 1.0 0236 256.0 1.0 0 * 237 256.0 1.0 0 * 238 256.0 1.0 0 * 239 256.0 1.0 0240 256.0 1.0 0 * 241 256.0 1.0 0 * 242 256.0 1.0 0 * 243 256.0 1.0 0244 256.0 1.0 0 * 245 256.0 1.0 0 * 246 256.0 1.0 0 * 247 256.0 1.0 0248 256,0 1,0 0 * 249 256,0 1,0 0 * 250 256,0 1,0 0 * 251 256,0 1,0 0252 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 дБ дБ ts дБ дБ ts дБ дБ ts дБ дБ ts

Графический с SNR [ править ]

Резюме [ править ]

• DMT использует COFDM для создания 256 бинов (несущих каналов) с использованием частот выше голоса в линии.
• Схему частот можно резюмировать следующим образом:
  • 0–4 кГц, голос.
  • 4–25 кГц, неиспользуемая защитная полоса.
  • 25–138 кГц, 25 восходящих бинов (7–31).
  • 138–1104 кГц, 224 нисходящих бина (32–255).
• Бункер N центрирован на частоте N × 4,3125 кГц.
• Полоса пропускания, используемая каждым бином, перекрывает соседние интервалы.
• Число битов, закодированных в каждом бине, составляет от 2 до 15 , в зависимости от отношения сигнал / шум (SNR) для этого бина.
• Для каждых 3 дБ отношения сигнал / шум внутри бина можно надежно закодировать 1 бит.
• Слишком много ошибок, которые не могут быть исправлены встроенной функцией исправления ошибок, могут привести к потере синхронизации модема / маршрутизатора конечного пользователя с удаленным коммутатором (DSLAM или MSAN).
• Эхоподавление может использоваться на нижних частотах (восходящих) дискретных элементах, чтобы позволить использовать все 256 дискретных элементов для нисходящего потока.

Статистика ADSL [ править ]

Цифры в скобках показаны для обеспечения стабильной работы на практике.

• Затухание - сколько сигнала теряется в линии (должно быть <56 дБ в нисходящем направлении, <37 дБ в восходящем направлении)
• Запас по шуму - 12 дБ или выше, как для нисходящего, так и для восходящего потока
• Достижимая скорость передачи данных - линия максимальной скорости способна поддерживать
• Количество битов DMT на ячейку - показывает, какие каналы используются.
• CV - Нарушения кодирования
• ES - Errored Seconds - количество секунд, в которых были ошибки CRC
• Относительное заполнение емкости (RCO) - процент достижимой скорости передачи данных линии, которая используется. При этом учитываются помехи на линии и целевой запас помехоустойчивости удаленного DSLAM.
• SES - секунды с серьезными ошибками - через 10 секунд ES мы начинаем отсчет SES
• UAS - Unavailable Seconds - секунды, в которых у нас не было синхронизации
• LOS - потеря синхронизации
• LPR - потеря мощности CPE
• LOF - потеря кадрирования - кадры DSL не выстраиваются в линию

Внешние ссылки [ править ]

• Рекомендация ITU-T G.992.1: Приемопередатчики асимметричной цифровой абонентской линии (ADSL)

Ссылки [ править ]