FTTC e profilo 8b, miti da sfatare

Questo articolo divulgativo, nasce con l’intento di fare chiarezza su alcuni falsi miti che nel tempo sono nati attorno al profilo VDSL 8b.

 

Lo standard ITU‐T G.993.2 definisce più Annex, per diversi contesti:

 

  •  Annex A per il Nord America
  •  Annex B per l’Europa
  •  Annex C per il Giappone

Ed esistono 9 differenti profili generali:

  • 8a, b, c, d
  • 12a, b
  • 17a
  • 30a
  • 35b

Per l’Europa, attualmente, esistono due gruppi di piani spettrali approvati: Plan 998 e Plan 997. Il piano spettrale definisce la tipologia di utilizzo (UpStream o DownStream) delle frequenze (portanti) utilizzate dal sistema trasmissivo. Quello utilizzato in Italia è il Plan 998.

 

Il profilo VDSL2 8b utilizzato da TIM/Telecom per le utenze in rete rigida (FTTE), ha come principali caratteristiche che lo contraddistinguono:

  • Larghezza di banda fino a 8832 kHz
  • 2048 toni/portanti
  • Potenza massima 20,5 dBm
  • Viene attivata la banda US0 (non attiva negli altri)

Tra le principali false credenze createsi attorno a questo profilo troviamo di seguito alcuni esempi:

 

“È stato scelto il profilo 8b perché il 17a interferisce con le ADSL”

Questa è un’affermazione che ciclicamente torna in voga sul web.

Ma chiariamo subito che il profilo 17a non interferisce assolutamente con le ADSL:

È stato scelto il profilo 8b per le reti rigide poiché l’apparato di accesso (ONU) è posto in centrale anziché sull’ARL (come in rete elastica) e di conseguenza si è costretti ad utilizzare necessariamente profili da centrale. In questo caso il 17a è definibile come un profilo “da armadio” mentre l’8b viene definito “da centrale” per via della differente maschera di picco della PSD: in altre parole per la densità di potenza maggiore (20,5dBm contro i 14,5dBm del 17a).

Ma come mai la maschera di picco della PSD deve essere maggiore se si parte da centrale? Poiché insieme

a tutte le VDSL in rete rigida, da centrale partono anche tutte le ADSL (2+)! E come sappiamo bene, le ADSL (2+) partono a 20,5dBm. Ergo, se andassimo ad utilizzare il profilo 17a in centrale che parte a 14,5dBm queste ultime linee (le VDSL) verrebbero danneggiate in modo considerevole. Invece da cabinet (in rete elastica) è diverso, poiché le ADSL che partono da centrale arrivano all’armadio con la PSD già attenuata, quindi anche utilizzando un profilo 17a con “soli” 14,5dBm le VDSL2 non ne risentono, anzi si rende necessario applicare il DPBO per portare la PSD fino ai 2,2 MHz allo stesso livello delle ADSL2+, evitando che succeda l’opposto e cioè che le VDSL2 danneggino le ADSL2+.

Quindi riassumendo, utilizzando il 17a da centrale, sarebbero le ADSL (2+) a disturbare le VDSL, e non il contrario.

 

“Il profilo 8b ha più potenza del 17a e quindi arriva più lontano”

Altro mito da sfatare, il ragionamento apparentemente lineare secondo cui “con più potenza riesco ad arrivare più lontano” nel nostro caso non funziona, poiché sarebbe vero solo a parità di rumore. È vero che in 8b parto a 20.5dBm e con il 17a a 14.5dBm, ma è altrettanto vero che da centrale (in rete rigida) vengono modulati anche i segnali di tutte le ADSL2+ a 20.5dBm, come è vero che da cabinet (in rete elastica) vengono modulati tu gli altri a 14.5dBm. Poiché in questi sistemi il rumore dipende dalla diafonia degli utenti vicini sul cavo, se uso profili “più potenti” ho anche più rumore. La diafonia aumenta con la potenza del segnale disturbante: 1dB in più di segnale dà 1dB in più di rumore, nessuna differenza di SNR.

Quando si stabiliscono gli spettri di nuovi sistemi su mezzi trasmissivi su cui ne preesistono altri, la prima cosa che si fa è assicurarsi di non disturbare i sistemi preesistenti, nella parte di spettro condivisa, oltre ovviamente ad accertarsi di non venirne penalizzati. Per questo si rendono uguali le potenze e le maschere spettrali nella parte di spettro in condivisione. È per questo motivo che lo spettro ADSL2+ è identico sino a 1.1MHz allo spettro ADSL, e che lo spettro VDSL2 è identico allo spettro ADSL2+ fino a 2.2MHz (in FTTE già in prima battuta, invece in FTTC solo dopo aver applicato il DPBO). Per la parte di spettro che invece è “nuova” si può fare ciò che si vuole.

Perché allora non è stato deciso di trasmettere più potenza di quella attuale sulle frequenze superiori ai 2.2MHz se tanto non interferiscono con nulla?

Perché tanto, una volta che si riesce a sopraffare il rumore termico del cavo e del ricevitore, salire con la potenza non serve a nulla, perché di pari passo si sale con la diafonia.

 

“Il profilo 8b secondo Wikipedia arriva massimo a 50Mbps quindi gli utenti in rete rigida sono penalizzati”

Molti siti riportano come banda massima trasferibile da standard 50Mbps, poiché fino a poco tempo fa Wikipedia riportava erroneamente questo valore (alla data odierna l’errore è stato corretto da un paio di mesi). In ogni caso, per non incorrere in futuro in questi disguidi vedremo come calcolare la reale banda massima passante del profilo 8b (ma il ragionamento è il medesimo per tutti i profili, ADSL compresi).

Premessa: stiamo parlando di banda tecnicamente trasportabile, in condizioni perfette, da tutte le 2048 portanti che compongono il profilo 8b, che però non c’entra con la banda realmente passante, e ancor meno con il throughput reale riscontrato. In particolare, questa leggenda metropolitana secondo cui la banda massima trasferibile sia solo di 50 Mbps, nasce da una cattiva interpretazione dello standard ITU‐T. Esso infatti, indica 50 Mbps come MBDC (Minimum Bi­Directional Net Data Rate Capability). Indica quindi la capacità di bit­rate minima in entrambe le direzioni, non il bit­rate massimo.

Ma veniamo al dunque: con il profilo 8b, come sopra riportato vengono utilizzate le

  • bande in UpStream: US0 da 25kHz a 138kHz e US1 da 3750kHz a 5200kHz.
  • bande in DownStream: DS1 da 138kHz a 3750kHz e DS2 da 5200kHz a 8832kHz.

 

Appurato dunque che ci sono 7244 kHz totali che compongono il DS (3612+3632) e 1563 kHz totali che compongono l’US (113+1450), possiamo banalmente ricavarne il numero di portanti che le compongono:

Ogni portante ha una spaziatura in frequenza di 4,3125 kHz quindi dividiamo 7244/4,3125, e separatamente 1563/4,3125 per avere: 1679 portanti in DS e 362 portanti in US.

Supponiamo ora (cosa non vera nella realtà) che tutte queste portanti trasportino il massimo dei bit consentito dalla modulazione DMT, e cioè 15. Avremo a questo punto 1679*15= 25185 e 362*15=5430.

 

Moltiplicando i risultati *4000 (che rappresentano il numero dei simboli DMT al secondo) avremo una potenziale banda passante al secondo pari a: 100740 kbps in DS e 21720 kbps in US. Questo è un calcolo puramente teorico, poiché nella realtà alcune portanti non vengono utilizzate come ad esempio quelle di guardia tra le varie bande, il tono 0 e il tono finale (nyquist), e le portanti “pilota”.

Se prendiamo il totale delle bande US e DS (2048), e calcoliamo (2048*15) *4000, avremo difatti 122 Mbps di banda aggregata (che coincidono con 100740+21720).

 

Adesso che i conti tornano però dobbiamo affrontare la dura realtà: non solo alcune portanti non vengono utilizzate per trasportare bit utili, ma in uno scenario reale l’attenuazione del cavo e il rumore che lo affigge faranno sì che non tutte le portanti riusciranno a trasportare 15 bit (per i quali sono necessari almeno 55dB di SNRm), ed inoltre bisogna escludere dalla banda utile anche l’overhead introdotto dal codice FEC (che grazie all’uso di G.INP è ridotto al minimo rispetto al normale interleaved). Aggiungiamo anche la presenza di D/UPBO, nella pratica un modem attestato direttamente sull’ONU modulando in 8b si allinea a circa 80/82 Mbps in DS. Questo vuol dire che gli utenti in rete rigida non arriveranno mai realmente a 100Mbps, ma sicuramente si ci potranno avvicinare (non è raro vedere utenti vicini alla centrale avere ottenibili di 70/75Mbps).

E con questo ci ricolleghiamo ad un altro mito strettamente correlato

 

E se provassimo a mettere ad una FTTE il profilo 17a?

Sono molti gli utenti che si sentono penalizzati dall’essere in rete rigida e che vorrebbero anche loro il profilo 17a. Come già detto se le FTTE adottassero il profilo 17a sarebbero inevitabilmente disturbate dalle ADSL. Ma se avessimo modo di effettuare una prova strettamente accademica su una linea di test, la banda su quella linea quasi sicuramente migliorerà.

Ma… come??! fino ad un attimo prima dici che le FTTE in 17a sarebbero danneggiate, e poi ti contraddici affermando che la banda migliorerebbe??

Ebbene sì, ma c’è il trucco, perché stiamo parlando di una linea sola!

È del tutto normale che mettendo ad uno o due sistemi da centrale il profilo 17a questi ne traggano beneficio… poiché possono sfruttare tutto lo spettro tra 8 MHz a 17 MHz in santa pace e senza diafonie, essendo soli in quelle bande. E quella differenza di potenza tra 14.5 e 21.5 dBm, che si esprime completamente in banda ADSL, a fronte dei vantaggi acquisiti tra 8 e 17 MHz sarà poca cosa.

Ma i conti vanno fatti con tutti sistemi in una certa condizione impostati con lo stesso profilo, altrimenti è un po’ come barare. E quando diciamo tu intendiamo tu i potenziali clienti, attuali e futuri, non solo quelli attivi al momento, perché la situazione sia a prova di futuro.

Se da una centrale partissero 50 VDSL e noi mettessimo a tutti il profilo 17a vedremmo due cose:

  • Dato che i collegamenti da centrale sono in media più lunghi di quelli da cabinet, avremmo che in media quelle frequenze tra 8 e 17MHz sarebbero quasi inutili.
  • Il danneggiamento delle frequenze in banda ADSL, senza il vantaggio delle frequenze tra 8 e 17MHz, diventerebbe rilevante.

 

Converremo tutti quindi sul fatto che non sia un buon approccio dare a un cliente “il massimo che può ottenere oggi” senza tenere conto che domani dovremmo (molto probabilmente) rimangiarcelo, ed è proprio per questo che TIM ha scelto di non attivare ad personam il profilo 17a in FTTE.

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Carlo S.

Curioso cronico, con troppi interessi per una vita sola

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