Modulazione DMT* (Discrete Multitone Modulation) sulla banda ADSL (up to 1104 KHz)

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1 LA MODULAZIONE DMT Modulazione DMT* (Discrete Multitone Modulation) sulla banda (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 Vantaggi del DMT L attenuazione su ciascuna sottobanda è praticamente costante e quindi non ènecessario inricezione 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). *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.

2 LA MODULAZIONE CAP La modulazione CAP (Carrier Amplitude/Phase Modulation) è stata la prima tecnica di modulazione utilizzata per i sistemi DSL, equivalente alla modulazione TCM* (QAM** a 128 stati con correzione d errore FEC) che garantisce 3dB di guadagno, con una portante in DS ed una in US. Il segnale ottenuto dalla modulazione CAP occupa l intera banda del doppino. I dispositivi funzionanti con modulazione CAP, anche se leggermente più lenti, dissipano meno energia e costano meno. Gli standard si stanno spostando sulla modulazione DMT. *TCM - (Trellis Code Modulation) La modulazione TCM (Modulazione con codifica a traliccio) è ottenuta aggiungendo alla modulazione M-QAM** (ad alta efficienza spettrale con elevate capacità di canale che richiede un rapporto S/N sempre più alto all aumentare del numero degli stati) la codifica di canale di tipo FEC (che consente di RILEVARE e CORREGGERE gli errori e quindidiaumentare il rapporto S/N). **QAM (Quadrature Amplitude Modulation) Modulazione numerica multilivello (M-QAM) è l estensione del concetto di modulazione PSK multifase. Poiché mantenendo costante l inviluppo con un numero di fasi superiori ad 8 (punti su un unico cerchio delle fasi) si va incontro a probabilità di errore eccessive si usano cerchi concentrici peravere punti di modulazione elevati e superiori a 16; ciò è possibile con una modulazione mista di ampiezza e fase quale è la QAM. Tale modulazione consente di raggiungere 256 stati sucanali poco rumorosi. La banda di un segnale modulato è circa uguale alla velocità di modulazione V m.

3 8-QAM Constellation Diagram

4 Dominio del tempo per un segnale 8-QAM

5 MODULAZIONE DMT power spectrum tone spacing (4.3 khz) unused tones due to line conditions QAM-modulated channel(tone, Bin) individually optimized as a function of impairments frequency (KHz) spectrum used for upstream data spectrum used for downstream data 25, STOP

6 FULL (G.DMT) Sistema di accesso xdsl asimmetrico (data rate in ricezione downstream è maggiore del data rate in trasmissione upstream) La versione FULL opera sull intera banda scelta per l (up to 1104 KHz) tramite 256 sottobande, o canali o bins, ciascuna di 4,3125 KHz. Portanti in UPSTREAM canale 7 canale 31 (26 canali) Portanti in DOWNSTREAM canale 32 canale 256 (224 canali) DS Guardia DATI US Guardia DATI canale

7 FULL (G.DMT) Sistema di accesso xdsl asimmetrico Su ogni canale (sottoportante) si trasmette con modulazione TCM* in grado di supportare fino a 64 Kbps teorici (ossia con una densità max di informazione di 15 bit/hz; nella pratica non si superano gli 8 bit/hz ai quali corrispondono 32 Kbps/canale). Il numero di bit per canale è funzione dell SNR rilevato su ciascuna 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 alla modulazione M-QAM** (ad alta efficienza spettrale con elevate capacità di canale che richiede un rapporto S/N sempre più alto all aumentare del numero degli stati) la codifica di canale di tipo FEC (che consente di correggere gli errori e quindi di aumentare il rapporto S/N). numerica multilivello (M-QAM) impiegata per ciascuna sottoportante delle tecnicadmt. La modulazione QAM consente la variabilità deibit perciascuna sottoportante e la correzione di errore sul simbolo di tipo FEC (Forward Error Correction). I parametri caratteristici sono il b i (numero di bit allocati) ed il g i (guadagno da utilizzare su ogni portante). Nella maggior parte deicasisi utilizzano sottoportanti di uguale ampiezza (max variazione di 3 db). La modulazione QAM è l estensione delconcetto di modulazione PSK multifase. Poiché mantenendo costante l inviluppo con un numero di fasi superiori ad 8 (punti su un unico cerchio delle fasi) si va incontro a probabilità di errore eccessive si usano cerchi concentrici per avere punti di modulazione elevati e superiori a 16; ciò è possibile con una modulazione mista di ampiezza e fase quale è la QAM. Tale modulazione consente di raggiungere 256 statisucanali poco rumorosi. La banda di un segnale modulato è circa uguale alla velocità di modulazione V m. **QAM (Quadrature Amplitude Modulation) Modulazione

8 DMT - SNR AND BIT LOADING I bit sulla singola portante sono trasmessi mediante modulazione QAM I parametri caratteristici sono b i (numero di bit allocati) ed il g i (guadagno da utilizzare su ogni portante) SNR SIGNAL TO NOISE RATIO

9 DMT - SNR AND BIT LOADING SNR SIGNAL TO NOISE RATIO

10 EFFETTO DEL RUMORE IMPULSIVO La modulazione DMT rende il sistema particolarmente resistenze rispetto ai disturbi di tipo impulsivo La portante affetta dal rumore viene soppressa, se SNR è al di sotto della soglia minima prevista

11 FULL DUPLEX a suddivisione di banda over 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 DS Guardia DATI US Guardia DATI frequenza 40 KHz 26 KHz 138 KHz 1104 KHz Necessità di utilizzare filtri tra US e DS Possibile impiego di bande di guardia con diminuzione delle prestazioni

12 FULL DUPLEX a suddivisione di banda over Il 1 o canale è assegnato alla telefonia (4,31 Khz); i successivi 5 canali non sono utilizzati; seguono: 26 canali in direzione up-stream (24 nel caso di associazione PSTN + ), nella banda 25, KHz (24 * 32 Kbps = 768 Kbps, in pratica arriva a 640 Kbps) 224 canali in direzione down-stream (222 nel caso di associazione PSTN + ), nella banda 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.

13 FULL DUPLEX a bande sovrapposte 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 DS Guardia DATI US Guardia DATI frequenza 4 KHz 26 KHz 138 KHz 1104 KHz Tutta la banda è riservata alla direzione downstream e dei 250 canali risultano sovrapposti con la direzione upstream i primi 25 La capacità in TX è pari a 32 Kbps * 25 = 0,8 Mbps (teorico 1,6 Mbp La capacità in RX è pari a 32 Kbps * 250 = 8 Mbps (teorico 16 Mbps)

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