Reti calcolatori - Tecnologie DSL

Indispensabile e naturale fu quini il processo che portò allo sviluppo di nuove tecnologie di

trasmissione in grado di fornire buone velocità per la navigazione. Passiamo quindi dalla

connessione attraverso la linea telefonica analogica (PSTN), che forniva una velocità di

56Kb/s, alla connessione attraverso la linea telefonica digitale (ISDN), che fornisce una

velocità i 128Kb/s, fino ad arrivare alla connessione tramite tecnologie xDSL(x­Digital

Subscriber Line) che forniscono velocità nettamente maggiori permettendo di utilizzare il

servizio telefonico senza bisogno della disconnessione dalla rete, questo è reso possibile

in quanto le frequenze utilizzate per la trasmissione dei dati sono superiori a quelle

utilizzate per le trasmissioni PSTN.

2.Concetti base DSL

I servizi DSL sono forniti grazie alla mutiplazione in frequenza sui doppini con tradizionale

servizio POTS allocando i dati del servizio telefonico nella banda dove erano

originalmente (0­4Khz) mentre gli altri dati(cioè quelli inviati e ricevuti attraverso la rete

Internet) su una banda superiore.

Per un corretto funzionamento, al doppino, deve essere collegato un modem DSL e, in

caso si volesse usufruire nel contempo anche del servizio telefonico, di uno splitter cioè un

filtro passabasso in grado di isolare le frequenze dedicate alla comunicazione POTS.

Al termine del doppino, sul lato della centrale telefonica, sarà presente un DSLAM( DSL

Access Multiplexer) che ha il compito di terminare il canale dati ed indirizzare il traffico

sulla rete dorsale dell’operatore per raggiungere un data center oppure un ISP(Internet

Service Provider)

3. Tipologie di xDSL

Il concetto di DSL nel corso degli anni ha dato luogo a un numero consistente di standard

e quindi, ad oggi, si ha a disposizione una “famiglia di standard” raccolti sotto il nome di

xDSL dove la x specifica un sistema all’interno della famiglia.

Le tipologie di xDSL sono:

● ADSL (Asymmetric DSL): Indica sistemi asimmetrici in cui la velocità in

downstream è maggiore della velocità in upstream.

● HDSL(High­data­rate DSL): Indica sistemi simmetrici cioè in cui la velocità

nominale in downstream e upstream risultano uguali. 3

● VDSL(Very­high­data­rate DSL): Indica sistemi simmetrici e asimmetrici in cui c’è

bisogno di un collegamento in fibra ottica che arrivi in prossimità dell’utenza, in

modo tale da limitare la lunghezza del doppino in rame( in questo modo si riesce

ad aumentare la velocità nella porzione coperta da doppino)

3.1 HDSL

HDSL (High­data­rate DSL) è stata la prima tecnologia della famiglia xDSL, forniva una

velocità di 2,304Mb/s simmetrica in accordo con lo standard europeo per la trasmissioni

di flussi E1 e una velocità di 1,544 Mb/s simmetrica in accordo con lo standard americano

per la trasmissioni di flussi T1. HDSL fornisce queste velocità di trasmissione attraverso

tre possibili configurazioni, queste prevedono una(HDSL2) due o tre coppie per la

trasmissione dei dati, nel caso in cui vengano utilizzate le configurazioni a due o tre coppie

i dati da trasmettere sono suddivisi equamente su ognuna delle coppie.

Il segnale da trasmettere viene modulato utilizzando:

1. il codice di linea 2B1Q(2 Binary 1 Quaternary), per sistemi a una,due o tre coppie.

La trasmissione del segnale viene effettuata utilizzando metà dell banda fornita dal

cavo, in questo modo si riescono a raggiungere distanze maggiori senza bisogno

di rigenerare il segnale.

2. codice di linea CAP(Carrierless Amplitude Phase), per sistemi a una o due

coppie.In questo caso viene utilizzata una banda maggiore rispetto a 2B1Q ma a

pari bit rate risulta migliore, per quanto riguarda la portata, grazie all’adozione della

codifica di linea TCM(Trellis Code Modulation) che garantisce un guadagno di 3db

sul segnale.Questo miglioramento però implica maggiore complessità e quindi

maggiori costi.

3.1.1 Applicazioni HDSL

HDSL viene principalmente utilizzata per uso aziendale in quanto offre una connessione

simmetrica e più stabile di ADSL, ha costi maggiori e non permette la coesistenza del

servizio POTS negli stessi doppini utilizzati per i dati.

3.1.2 Evoluzioni HDSL

Le evoluzioni di HDSL sono:

● HDSL2: rappresenta l’evoluzione di HDSL a 1,5Mb/s che utilizza solamente una

coppia(doppino) per la trasmissione delle informazioni.

● SDSL:è una soluzione proprietaria che offre velocità da 128Kb/s fino a 2,3 Mb/s

che utilizza un solo doppino per trasmettere le informazioni bidirezionalmente. 4

SDSL raggruppa una grande quantità di soluzioni specifiche di ogni costruttore e

dovrebbe via via convergere verso SHDSL(che è standardizzata)

● SHDSL:offre prestazioni del 20% migliori rispetto agli altri sistemi simmetrici per

quanto riguarda la portata.

3.2 ADSL

ADSL è stata concepita per l’uso residenziale e quindi permette di trasmettere

simultaneamente voce(POTS) e dati su di un singolo doppino. Originariamente era stata

concepita per fornire un servizio di video on demand, per questa applicazione era

sufficiente un downstream di 1,5/2 Mb/s mentre in upstream( cioè per il controllo dei

contenuti) prevedeva 16/64 Kb/s, queste velocità sono garantite se il collegamento con

doppino non superava i 5,5km.

Un modem ADSL supporta velocità in downstream da1,5 a 8Mb/s e in upstream da 16 a

640kb/s, le velocità variano a seconda della lunghezza del doppino ed eventuali

interferenze o distorsioni, questa asimmetria e velocità rendono adatta ADSL oltre che alla

navigazione in Internet anche al collegamento remoto a reti LAN.

Per la trasmissione delle informazioni ADSL utilizza la modulazione DMT(Discrete Multi

Tone) che divide il canale in 256 sottocanali da 4,3kHz per cui:

Canali Funzione

1 Servizio telefonico POTS

2­6 Non utilizzati per evitare interferenze

7­31 Utilizzati per l’upstream

32­256 Utilizzati per il downstream

Ogni simbolo da inviare può contenere da 0 a 15 bit modulati tramite QAM, il numero di bit

contenuti in ogni simbolo è direttamente proporzionale al rapporto segnale rumore(S/N)

del canale di comunicazione. Inizialmente i modem ADSL sono configurati per funzionare

alla velocità richiesta dall’utente impostando il numero di canali da utilizzare e i bit medi

per simbolo, poi il modem corregge i valori a seconda della qualità del mezzo trasmissivo.

3.2.1 Evoluzione ADSL 5

Nel corso del tempo ADSL ha subito variazioni per consentire una velocità di navigazione

maggiore e da ciò sono nate:

● ADSL2: aumenta la velocità di trasmissione mantenendo la stessa banda di ADSL,

questo è reso possibile grazie ad una modulazione più complessa, raggiungendo

velocità massima di 12 Mb/s.

● ADSL2+: Aumenta la velocità di trasmissione raddoppiano la banda utilizzata e

migliorando la modulazione, può raggiungere velocità in downstream di 24Mb/s e in

upstream di 1,5Mb/s

Sia in ADSL2 che in ADSL2+ le velocità indicate dipendono sempre dalle condizioni della

linea.

3.3 VDSL

VDSL è una tecnologia DSL che può essere fornita sia in formula simmetrica che in

asimmetrica che offre velocità maggiori di ADSL e ADSL2+ infatti può raggiungere

velocità di 52Mb/s downstream e 16Mb/s Upstream nella formula asimmetrica e di 26Mb/s

nella formula simmetrica.

La velocità di trasmissione di VDSL è resa possibile grazie alla banda utilizzata

(25Khz­12Mhz) ma ciò va a discapito della portata infatti la piena velocità viene mantenuta

solamente entro il primo mezzo chilometro, per questo la tecnologia VDSL viene utilizzata

solamente nel tratto che va dalla cabina di ripartizione(dove arriva la fibra ottica) all’utenza,

questo è possibile solo se nella cabina dove termina la fibra ottica viene inserito un

DSLAM.

3.3.1 Evoluzione VDSL

Un evoluzione di VDSL è VDSL2 che può raggiungere una velocità massima in

downstream di 250Mb/s, ma comunque mantiene la stessa problematica di VDSL e cioè

dopo solo mezzo chilometro la velocità massima è di 100Mb/s, dopo un chilometro

50Mb/s per arrivare alle velocità dell’ADSL dopo solo 1.6 chilometri.

VDSL 2 definisce 8 profili con diversa velocità, banda utilizzata e potenza, il profilo più

veloce prevede una velocità in downstream di 200Mb/s, banda passante di 30Mhz, e

potenza a 14.5 dBm.

4.Architetture 6

4.1Architettura HDSL

L’architettura HDSL è formata da una coppia di modem,

posti uno all’interno della centrale e l’altro presso l’utenza, il loro compito è quello di

adattare la trasmissione numerica alla trasmissione in due o tre doppini.Se la distanza tra

utenza e centrale supera la portata nominale allora c’è la necessità si installare dei

rigeneratori di segnale lungo la linea.

Dal lato utente, il modem è collegato o integrato con un terminale o

router per collegare una rete LAN con protocollo IP. Possono essere utilizzati altri

protocolli in quanto HDSL trasporta in maniera trasparente i dati.

4.2 Architettura ADSL

ADSL per il corretto funzionamento, sia di fonia che dati, richiede l’installazione

nell’utenza di filtri nelle prese telefoniche, di un modem ADSL ed eventualmente un router

per consentire di creare una LAN all’interno dell’utenza. L’installazione del filtro consente di

poter utilizzare il comune servizio di telefonia contemporaneamente alla navigazione

utilizzando un solo doppino in rame per la trasmissione dei dati.

A livello di centrale invece troviamo un filtro che combina le comunicazioni di fonia con i

dati e il DSLAM(DSL Acess Multiplexer) che ha il compito di multiplare centinaia o

migliaia di accessi in un unica interfaccia ad alta densità verso la rete di

trasporto.Solitamente per fare ciò vengono utilizzate celle ATM. 7

4.3 Architettura VSDL

Lo schema utilizzato da VSDL è molto simile a quello di ADSL ma differisce nel fatto che il

DSLAM non si trova più nella centrale ma viene spostato a livello di distributore o armadio

di ripartizione e per mantenere le velocità di trasmissione previste da VDSL i DSLAM

dovranno essere collegati alla centrale tramite un collegamento in fibra.

Avremo quindi:

● Nel caso in cui il DSLAM sia a livello di distributore un architettura FTTB(fiber to

building) e quindi VDSL verrà utilizzata per il collegamento verticale di edificio.

● Nel caso in cui il DSLAM sia a livello di armadio di ripartizione un architettura

FTTC(fiber to cabinet) e VSL verrà utilizzata sulla rete di distribuzione secondaria.

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5.Evoluzione delle architetture

Sono sempre maggiori gli sforzi dei produttori per