Bredbånd via telefonkabler: Fra kilobit/s til gigabit/s

Transkript

1 Bredbånd via telefonkabler: Fra kilobit/s til gigabit/s Tele2017 Steen Garbers Enevoldsen, M.Sc.EE Net Udviklingschef, Fullrate A/S

2 Steen Garbers Enevoldsen Steen i hans naturlige habitat Netudviklingschef, Fullrate Nørd( o teket) Langvarig interesse i transmissionsteknologi 2

3 3

4 Tb/s Hastighed: Fra kilobit/s til gigabit/s ( til terabit/s?) over kobber ADSL2+ (G992.5) RE-ADSL2 (G992.3, L) G.MGFAST Terabit DSL Gb/s Mb/s kb/s IDSL ADSL (T ) HDSL 2 Mb/s ADSL (T ) HDSL2 6 Mb/s ADSL (G ) G.SHDSL (G.991.2) ADSL2 (G ) 25 Mb/s 100 Mb/s VDSL (G993.1) G.SHDSL.bis (G991.2) G.BOND (G998) VDSL2 (G993.2) DLM 200 Mb/s G.VECTOR (G993.2) G.INP (G998.4) G.FAST-PSD (G9700) G.FAST-PHY (G9701) Vplus (35b)?

5 Intet i denne verden er gratis Vil du have hastighed, så må du betale! 5

6 Rækkevidde: Fra kilometervis af kabel til metervis af kabel Hastighed Shannon-Hartley: C=BW log2(1+ S/N ) Rækkevidde 6

7 xdsl er også fiber! ADSL2+ Central DSLAM Kobber ~6 km Parfordeler VDSL2 Fiber Fremskudt central DSLAM Kobber ~2 km Parfordeler Gfast Fiber Parfordeler DSLAM Kobber ~250 m 7

8 Nylige forbedringer til VDSL2: G.INP G.INP (Physical layer Retransmission) Mindre overhead i forhold til Interleaving+ReedSolomon, og du betaler kun overhead når der er behov for det Mindre round-trip latency. Typisk ~50 ms for TCP mod ~4 ms for G.INP Væsentlig bedre beskyttelse mod lange impulser è Højere hastighed mindre latency og bedre stabilitet 8

9 Nylige forbedringer til ADSL/VDSL2: Dynamic Line Management DLM (Dynamic Line Management) Automatisk reprofilering af DSL linjer, baseret på aktuel ydelse og stabilitet Fordel: ingen udskiftning af hardware nødvendig Fordel: Man kan være mere optimistisk med linjeprofilen Ulempe: langsomt reagerende è Linjen selv-reparerer Produkt krav: Hastighed Produkt krav: Latenstid Nuværende linjeprofil Måling: hastighed Måling: stabilitet DLM Algoritme Ny linjeprofil 9

10 Nylige forbedringer til VDSL2: Vectoring Vectoring eliminerer støjen fra crosstalk n x Transmitterede signaler W H + Transmit filtre Transmissionskanalerne Støj y Modtagede signaler y=h W x+n Originalt signal + precoding Precoded signal crosstalk Modtaget signal 10

11 Vectoring giver stor forbedring! Kilde: TNO/KPN Kilde: Telekom Austria 11

12 Bonded VDSL (og ADSL) Kilde: TNO 12

13 Vplus / VDSL2 profil 35b For VDSL2 hvad ADSL2+ var for ADSL2 Dobbelt spektrum à Dobbelt hastighed downstream (op til ca Mbps på korte loops) Spektralt bagudkompatibel med eksisterende teknologier Relativ nem og billig Udrulles i DK om straks Kilde: TNO 13

14 Gfast: Gigabit over telefonkabler er en realitet i dag! Ca. 30 produkter certificeret d.d. Ca. 100 operatører fra hele verden udruller aktivt Gfast teknologien Båndbredde Duplexing Rækkevidde Hastighed (aggregeret) Latency (oneway) Retrain <35 MHz FDD ~2,5 km <400 Mb/s 10 ms 120 s (typisk) 106 / 212 MHz TDD ~250m <1 Gb/s (<2 212 MHz) 1 ms 20 s (typisk) 14

15 Med Gfast forsvinder standard-hardware 15

16 G.MGFAST (MG=Multi-Gigabit) Standardiseringsarbejdet igangsat i ITU SG4, Q15 Ratificeret standard forventet primo 2019 Udvidet frekvensområde: 424 MHz og 848 MHz Full-duplex via echo-cancelling Designmål: 5-10 Gbit/sekund over et enkelt kobberpar Muligvis konvergens mellem access og in-home teknologi? 16

17 Terabit DSL: Når vi prøver at strække fysikkens love Her skrives der med bold meter meter meter 17

18 Hvordan er det overhovedet muligt? C=BW log2(1+ S/N ) Fra <30 MHz til >300 GHz (fem størrelsesordner) Der er mindre støj ved de frekvenser (fra -140 dbm/hz til -160 dbm/hz) 18

19 Jamen kabel-dæmpningen vil jo være enorm?!? GHz 19

20 Tricket: Kombiner to kendte teknologier Waveguides plasma polariton Vectoring, Massive MIMO Sub-mm wave transmission (5G, 6G) TDSL Gfast, vectoring, Wi-Fi, LTE 20

21 Signalet traverserer ikke GENNEM men LANGS kablet Kobber Isolering Grishkowsky: ~0,5 db/m Ved 100 meter: db dæmpning TM surfacemode for hver leder TEM plasma polariton mode mellem ledere (og 2. grad TEM mellem par ) 3-4 modes mellem par, som alle kan bære data Luft/ mellemrum 21

22 Det med småt Teorien er god nok, MEN Karakterisering af kabler ved de høje frekvenser udestår (det er ikke en triviel opgave) Hvordan tilsluttes modem til kabel? Beregningskompleksitet. Vurderet 20 TeraOps per linje (Intel core i9 til >7000 kr yder ca. 1 TeraOps) Strømforbrug: 6-10 W alene i ADC og mindst det samme i CPU Umuligt? Vi var mange der tænkte det samme i 2009, da Gfast første gang blev diskuteret. 22

23 Steen Garbers Enevoldsen