Rubrica settimanale #SosTech, frutto della collaborazione tra Key4biz e SosTariffe.
Per consultare gli articoli precedenti, clicca qui.
Italia
Con xDSL si intende la famiglia delle tecnologie DSL (Digital Subscriber Line) impiegate per l’accesso a Internet su doppino telefonico. Fra queste, la più nota è la soluzione ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), nella quale la banda dedicata al flusso informativo dalla rete verso il terminale dell’utente (downstream) è superiore a quella riservata al senso inverso (upstream). Per una panoramica delle offerte ADSL confezionate dagli Internet Service Provider che operano in Italia, e per un confronto delle stesse, si consiglia di fare affidamento al servizio di comparazione curato dallo staff di SosTariffe.it.
La diafonia nei sistemi xDSL
Le prestazioni dei sistemi xDSL, e dunque anche delle linee ADSL, sono limitate in via principale dal cosiddetto rumore di diafonia, altrimenti noto con il termine cross-talk. Si tratta di un disturbo generato dall’accoppiamento elettromagnetico tra doppini presenti nello stesso cavo o settore di cavo. Doppini che trasportano servizi che condividono porzioni di spettro. Più nel dettaglio, la diafonia dipende dalla densità spettrale di potenza del segnale trasmesso, dal numero di doppini mutuamente interferenti, dalla sovrapposizione dello spettro del segnale utile e dei segnali interferenti.
Paradiafonia e telediafonia
Si distingue tra paradiafonia o NEXT (Near End Cross-Talk) e telediafonia o FEXT (Far End Cross-Talk). Nel primo caso, l’interferenza è prodotta da uno o più trasmettitori locali nei confronti di un ricevitore locale ed è presente quando uplink e downlink condividono una porzione di spettro. Nel secondo caso, l’interferenza è prodotta da uno o più trasmettitori remoti nei confronti di un ricevitore locale ed è sempre presente.
Il valore del cross-talk indica l’entità del disturbo di una coppia sull’altra e definisce la compatibilità spettrale fra sistemi, le cui regole, in Italia, sono state definite da AGCOM (Autorità per le Garanzie nelle Comunicazioni). “Tali regole permettono di definire uno scenario worst-case [lo scenario peggiore, n.d.R.] di diafonia da cui dipendono le prestazioni minime che possono essere assicurate a ciascuna linea in base alla sua lunghezza”, spiegano Paola Cinato (Project Manager presso Telecom Italia), Flavio Marigliano (xDSL Engineer presso Telecom Italia) e Maurizio Valvo (Project / Lab Manager nella divisione Wireline Access Innovation & Engineering presso Telecom Italia).
SSM (Static Spectrum Management) vs DSM (Dynamic Spectrum Management)
Le regole definite da AGCOM muovono dall’ipotesi che ogni sistema xDSL rispetti il medesimo spettro di potenza massima e conducono a un tipo di gestione della diafonia detto SSM (Static Spectrum Management). “L’effettiva entità di diafonia presente su ciascuna coppia in rame dipende da molti fattori ed è estremamente variabile da coppia a coppia e nel corso del tempo”, evidenziano però gli esperti. Ne deriva che è possibile ottimizzare la velocità disponibile sui doppini nello stesso cavo adattando lo spettro trasmesso su ciascuna coppia all’effettiva interferenza che essa riceve e genera verso le altre coppie. Si arriva così all’approccio DSM (Dynamic Spectrum Management), che “consente di ottenere guadagni significativi di capacità rispetto allo SSM“.
Sistemi DSM
I sistemi DSM sono stati classificati in tre livelli: Livello 1, Livello 2 e Livello 3.
DSM di Livello 1
Ciascun sistema DSL modem determina la propria densità spettrale di potenza (PSD) in modo tale da limitare il rumore introdotto nel cavo. Quando tutti i sistemi che condividono lo stesso cavo rispettano questo principio, le prestazioni complessive migliorano. “Con DSM di livello 1, la PSD trasmessa da ciascuna linea è calcolata esclusivamente rispetto alle proprie condizioni e ai propri requisiti di servizio“.
DSM di Livello 2
La PSD allocata da ciascun sistema è determinata tenendo conto anche delle condizioni e dei requisiti di servizio delle altre linee afferenti allo stesso cavo. “In questo caso si ha un coordinamento fra le linee che consente di massimizzare la capacità aggregata del cavo in presenza di diafonia”.
DSM di Livello 3 (Vectoring)
Le tecniche DSM di Livello 1 e di Livello 2 sono impiegate per limitare il rumore di diafonia. Il DSM di Livello 3, invece, ha come scopo la cancellazione del rumore di diafonia. “Tale risultato si ottiene processando in modo congiunto il segnale trasmesso su tutte le linee del medesimo cavo”. Ecco perché il DSM di Livello 3 è noto con il termine Vectoring: i segnali di tutte le linee sono appunto processati in maniera aggregata in un unico vettore.
Il Vectoring è specificato nella Raccomandazione ITU (International Telecommunication Union) G.993.5 e si applica soltanto ai sistemi VDSL2 (Very High-Speed Digital Subscriber Line di seconda generazione), mentre le tecniche DSM di Livello 1 e di Livello 2 sono applicabili anche ai sistemi ADSLx, evidenziano Cinato, Marigliato e Valvo.
La tecnologia VDSL, specificata da ITU nello standard G.993.2, costituisce la naturale evoluzione della ADSL2+, che a sua volta estende le capacità della ADSL base raddoppiando il flusso di bit in downlink. La tecnologia VDSL2 incrementa la velocità di linea della ADSL2+ attraverso l’utilizzo di uno spettro molto più ampio (fino a 30 MHz) su lunghezze di collegamento molto più corte. Al VDSL2 e al suo impiego in ambito commerciale sarà dedicato un successivo focus.
Gli algoritmi nei DSM di Livello 1 e di Livello 2
Due sono i principi di base su cui si basano gli algoritmi impiegati nei sistemi DSM di Livello 1 e di Livello 2. Primo principio: i modem non devono trasmettere più potenza di quella necessaria. Secondo principio: i modem devono utilizzare la porzione di spettro minima possibile per soddisfare i vincoli di servizio imposti sulla linea. “Questi algoritmi sono implementati principalmente da sistemi di gestione che controllano porzioni estese della rete d’accesso, raccogliendo i parametri di funzionamento degli apparati e modificando le configurazioni applicate alle stesse”.
Vectoring e gruppo Vectoring nel DSM di Livello 3
Per cancellare il rumore di diafonia attraverso il DSM di Livello 3, invece, si utilizza un meccanismo di “pre-compensazione” del segnale generato in trasmissione sulla singola linea, che consente la cancellazione del rumore aggiunto dalle altre linee appartenenti allo stesso cavo. “Questo richiede la stima di tutti i contributi di diafonia tra le linee e può comportare un’elevata complessità computazionale, dato che deve essere eseguito in tempo reale sui segnali trasmessi e ricevuti da un numero di linee potenzialmente elevato”, aggiungono gli esperti.
Il Vectoring permette di fornire prestazioni molto vicine a quelle di una linea senza rumore nonché prestazioni medie molto più uniformi tra loro a parità di lunghezza. Vantaggi che possono ottenersi soltanto se tutti i sistemi presenti nello stesso settore di cavo sono processati dallo stesso apparato (gruppo Vectoring). E affinché quest’ultimo funzioni correttamente, è necessario che le CPE (Customer Premises Equipment, vale a dire il terminale lato utente) siano Vector capable, cioè supportino la funzionalità Vectoring, o almeno Vector friendly, ovvero in grado di comunicare al DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) i parametri necessari per la stima e la cancellazione della diafonia generata dalla linea sulle altre.
Fonti:
http://www2.garr.it/ws6_slide/24-ferri.pdf
