G.992.1

En telecomunicaciones , ITU-T G.992.1 (más conocida como G.dmt ) es una norma de la UIT para ADSL que utiliza modulación multitono discreta (DMT). La ADSL de velocidad completa G.dmt amplía el ancho de banda utilizable de las líneas telefónicas de cobre existentes, ofreciendo comunicaciones de datos de alta velocidad a velocidades de hasta 8 Mbit/s de bajada y 1,3 Mbit/s de subida. ^[1]

DMT asigna de 2 a 15 bits por canal (bin). A medida que cambian las condiciones de la línea, el intercambio de bits permite que el módem intercambie bits en diferentes canales, sin necesidad de volver a entrenar, a medida que cada canal se vuelve más o menos capaz. Si el intercambio de bits está deshabilitado, esto no sucede y el módem necesita volver a entrenarse para adaptarse a las condiciones cambiantes de la línea.

Existen dos estándares que compiten para DMT ADSL: ANSI y G.dmt; ANSI T1.413 es un estándar norteamericano, G.992.1 (G.dmt) es un estándar de la UIT (Comité de Telecomunicaciones de las Naciones Unidas). G.dmt es el estándar más utilizado hoy en día en todo el mundo, pero el estándar ANSI era popular anteriormente en Norteamérica. Existe una diferencia en la estructura de trama entre los dos, y la selección del estándar incorrecto puede causar errores de alineación de trama cada 5 minutos aproximadamente. La corrección de errores se realiza mediante la codificación Reed-Solomon y se puede utilizar una protección adicional si se utiliza la codificación Trellis en ambos extremos. El entrelazado también puede aumentar la robustez de la línea, pero aumenta la latencia.

La modulación es la superposición de información (o señal) sobre una forma de onda portadora óptica o electrónica. Existen dos estándares que compiten entre sí y son incompatibles para modular la señal ADSL: la modulación multitono discreta (DMT) y la modulación de amplitud y fase sin portadora (CAP). La CAP fue la tecnología original utilizada para las implementaciones de DSL, pero el método más utilizado actualmente es la DMT.

Los gráficos de la derecha resumen las velocidades que se pueden obtener para cada estándar ADSL en función de la longitud de la línea y la atenuación . El segundo gráfico es más importante, ya que la atenuación es el factor determinante de la velocidad de la línea, ya que la tasa de atenuación con la distancia puede variar significativamente entre varias líneas de cobre debido a su calidad y otros factores. ADSL2 puede ampliar el alcance de líneas extremadamente largas que tienen una atenuación de alrededor de 90 dB. El ADSL estándar solo puede proporcionar un servicio en líneas con una atenuación no mayor a unos 75 dB.

El método de modulación multitono discreto (DMT), el más utilizado, separa la señal ADSL en 255 portadoras (bins) centradas en múltiplos de 4,3125 kHz. El DMT tiene 224 bins de frecuencia descendente y hasta 31 bins ascendentes. El bin 0 está en CC y no se utiliza. Cuando se utiliza voz ( POTS ) en la misma línea, el bin 7 es el bin más bajo utilizado para ADSL.

La frecuencia central del bin N es (N x 4,3125) kHz. El espectro de cada bin se superpone al de sus vecinos: no está confinado a un canal de 4,3125 kHz de ancho. La ortogonalidad de COFDM hace posible esto sin interferencias.

Se pueden codificar hasta 15 bits por símbolo en un contenedor en una línea de buena calidad.

La disposición de frecuencias se puede resumir de la siguiente manera:

• 30 Hz-4 kHz, voz.
• 4–25 kHz, banda de guarda no utilizada.
• 25–138 kHz, 25 contenedores ascendentes (7-31).
• 138–1104 kHz, 224 contenedores descendentes (32-255).

Normalmente, algunos bins alrededor de 31-32 no se utilizan para evitar interferencias entre bins de subida y bajada a ambos lados de 138 kHz. Estos bins no utilizados constituyen una banda de protección que debe elegir cada fabricante de DSLAM ; no está definida por la especificación G.992.1.

El uso de bins produce un sistema de transmisión conocido como multiplexación por división de frecuencia ortogonal codificada (COFDM). En el contexto de G.992.1, se utiliza en su lugar el término "multitono discreto" (DMT), de ahí el nombre alternativo de la norma, G.dmt. El uso de DMT es útil ya que permite que el equipo de comunicaciones (módem/enrutador de usuario y centralita/DSLAM) seleccione únicamente bins que se puedan utilizar en la línea, obteniendo así de manera efectiva la mejor tasa de bits general de la línea en cualquier momento dado. Con COFDM, se transmite por la línea una señal combinada que contiene muchas frecuencias (para cada bin). La transformada rápida de Fourier (y la iFFT inversa) se utilizan para convertir la señal en la línea en los bins individuales.

Se utiliza un tipo de modulación de amplitud en cuadratura (QAM) o modulación por desplazamiento de fase (PSK) para codificar los bits dentro de cada bin. Se trata de un tema complejo y matemático que no se tratará más en profundidad aquí. Sin embargo, se han realizado muchas investigaciones sobre estas técnicas de modulación y se utilizan para la transmisión porque permiten mejorar la relación señal-ruido, lo que reduce el nivel de ruido y permite una transmisión más fiable de una señal con menos errores. La ganancia que se puede obtener por encima del nivel de ruido puede oscilar entre 0,5 y 1,5 dB y estas pequeñas cantidades suponen una gran diferencia cuando se envían señales a través de líneas de cobre de larga distancia de 6 km o más.

La calidad de la línea (su rendimiento) en la frecuencia del bin en cuestión determina cuántos bits se pueden codificar dentro de ese bin. Como ocurre con todas las líneas de transmisión , depende de la atenuación y de la relación señal-ruido .

La relación señal/ruido puede variar para cada bin y esto es un factor importante para decidir cuántos bits se pueden codificar de manera confiable en él. En términos generales, se puede codificar de manera confiable 1 bit por cada 3 dB de rango dinámico disponible por encima del nivel de ruido dentro de un medio de transmisión, por lo que, por ejemplo, un bin con una relación señal/ruido de 18 dB podría acomodar 6 bits.

La cancelación de eco se puede utilizar para que el canal descendente se superponga al canal ascendente, o viceversa, lo que significa que se envían señales ascendentes y descendentes simultáneas. La cancelación de eco es opcional y, por lo general, no se utiliza.

A continuación se muestran ejemplos de cómo puede verse el diseño de bin en varios módems ADSL. Ambos muestran información similar y en cada ejemplo hay 256 bins con una cantidad variada de bits codificados en cada uno. Podemos ver que alrededor del rango de frecuencia del bin 33, la relación señal/ruido es de 40 dB y los bits por bin son de alrededor de 6 o 7.

-------------------------------------------------- ---------------------------Bin SNR Ganancia Bi - Bin SNR Ganancia Bi - Bin SNR Ganancia Bi - Bin SNR Ganancia 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 <- sin usar 4 0,0 0,0 0 * 5 0,0 0,0 0 * 6 0,0 0,7 0 * 7 0,0 0,7 0 <- sin usar 8 0,0 0,9 2 * 9 0,0 1,2 4 * 10 0,0 1,0 5 * 11 0,0 0,8 5 <- aguas arriba [INICIO] 12 0,0 1,0 6 * 13 0,0 0,9 6 * 14 0,0 0,9 6 * 15 0,0 1,1 7 <- aguas arriba 16 0,0 1,1 7 * 17 0,0 1,0 7 * 18 0,0 0,9 7 * 19 0,0 0,7 7 <- aguas arriba 20 0,0 1,0 6 * 21 0,0 0,9 5 * 22 0,0 0,9 4 * 23 0,0 1,2 4 <- aguas arriba 24 0,0 1,3 3 * 25 0,0 1,0 2 * 26 0,0 0,7 0 * 27 0,0 0,7 0 <- aguas arriba [FIN] 28 0,0 0,7 0 * 29 0,0 0,0 0 * 30 0,0 0,0 0 * 31 39,9 0,9 6 <- aguas abajo [INICIO] 32 38,4 0,9 6 * 33 39,9 1,1 7 * 34 256,0 1,0 0 * 35 39,8 1,2 7 <- corriente abajo (1 contenedor sin usar - ¿interferencia?) 36 39,8 1,1 7 * 37 35,3 1,1 6 * 38 39,5 0,9 6 * 39 37,5 1,0 6 <- aguas abajo 40 36,4 0,8 5 * 41 37,5 0,9 5 * 42 32,3 1,0 4 * 43 34,8 1,1 5 <- aguas abajo 44 31,6 1,0 4 * 45 37,7 0,9 5 * 46 35,7 1,1 6 * 47 34,3 1,2 5 <- aguas abajo 48 37,8 1,1 6 * 49 36,9 0,9 5 * 50 36,1 1,0 5 * 51 34,5 1,2 5 <- aguas abajo 52 32,3 1,0 4 * 53 31,6 1,0 4 * 54 33,6 0,9 4 * 55 31,6 1,1 4 <- aguas abajo 56 34,3 1,1 5 * 57 31,9 0,9 4 * 58 33,7 0,9 4 * 59 31,5 1,2 4 <- aguas abajo 60 30,6 1,1 5 * 61 30,2 1,1 4 * 62 17,3 1,1 3 * 63 25,7 1,1 3 <- aguas abajo 64 21,9 0,8 2 * 65 22,8 0,8 2 * 66 256,0 1,0 0 * 67 255,9 1,0 0 <- corriente abajo (2 contenedores sin usar - ¿interferencia?) 68 255,9 1,0 0 * 69 19,5 1,1 3 * 70 25,8 0,9 3 * 71 23,1 1,0 3 <- corriente abajo (1 contenedor sin usar - ¿interferencia?) 72 23,3 1,0 3 * 73 16,9 1,2 4 * 74 21,7 0,8 2 * 75 23,2 0,7 2 <- aguas abajo 76 22,0 1,0 3 * 77 25,3 0,7 2 * 78 24,7 0,7 2 * 79 20,8 0,9 2 <- aguas abajo 80 19,1 1,0 2 * 81 255,9 1,0 0 * 82 256,0 1,0 0 * 83 255,9 1,0 0 <- corriente abajo [FIN] 84 0,1 1,0 0 * 85 255,8 1,0 0 * 86 255,8 1,0 0 * 87 255,9 1,0 0 <- sin usar 88 256,0 1,0 0 * 89 256,0 1,0 0 * 90 255,9 1,0 0 * 91 255,9 1,0 0 <- sin usar 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 las frecuencias más altas sufren mayor100 255,9 1,0 0 * 101 255,8 1,0 0 * 102 255,8 1,0 0 * 103 0,0 1,0 0 tasas de pérdida en líneas más largas104 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 Ganancia Bi - Bin SNR Ganancia Bi - Bin SNR Ganancia Bi - Bin SNR Ganancia Bi dB dB ts dB dB ts dB dB ts dB dB ts

• DMT utiliza COFDM para crear 256 bins (canales portadores) utilizando frecuencias por encima de la voz en la línea.
• La disposición de frecuencias se puede resumir de la siguiente manera:
  • 0–4 kHz, voz.
  • 4–25 kHz, banda de guarda no utilizada.
  • 25–138 kHz, 25 contenedores ascendentes (7–31).
  • 138–1104 kHz, 224 contenedores descendentes (32–255).
• El bin N está centrado en una frecuencia de N × 4,3125 kHz.
• El ancho de banda utilizado por cada contenedor se superpone a los contenedores vecinos.
• La cantidad de bits codificados en cada contenedor está entre 2 y 15 , dependiendo de la relación señal/ruido (SNR) para ese contenedor.
• Por cada 3 dB de relación señal/ruido dentro de un contenedor, se puede codificar 1 bit de manera confiable.
• Demasiados errores que no se pueden corregir con la corrección de errores incorporada podrían provocar que el módem/enrutador del usuario final pierda la sincronización con el intercambio remoto (DSLAM o MSAN).
• La cancelación de eco se puede utilizar en los contenedores de frecuencia más baja (ascendente) para permitir que los 256 contenedores se utilicen para el flujo descendente.

Se ha demostrado que las cifras entre paréntesis proporcionan un servicio estable en la práctica.

• Atenuación: cuánta señal se pierde en la línea (debe ser <56 dB de bajada, <37 dB de subida)
• Margen de ruido : 12 dB o más, tanto para la transmisión descendente como para la ascendente
• Velocidades de bits alcanzables: velocidad máxima que la línea puede soportar
• Bits DMT por bin: muestra qué canales están en uso
• CV - Violaciones de codificación
• ES - Segundos con errores : cantidad de segundos que tuvieron errores de CRC
• Ocupación de capacidad relativa (RCO): porcentaje de la tasa de bits de línea alcanzable que está en uso. Esto tiene en cuenta la interferencia en la línea y el margen de ruido objetivo en el DSLAM remoto.
• SES - Segundos con errores severos: después de 10 segundos de ES comenzamos a contar SES
• UAS - Segundos no disponibles - Segundos en los que no tuvimos sincronización
• LOS - Pérdida de sincronización
• LPR - Pérdida de potencia del CPE
• LOF - Pérdida de encuadre: los marcos DSL no se alinean

• Recomendación UIT-T G.992.1: Transceptores de línea de abonado digital asimétrica (ADSL)