#1 01-11-2016 17:27:02

sambapati
Je trouve plus la sortie
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Introduction à l’ADSL : marge, atténuation, synchronisation etc.

Bonjour/bonsoir au forum.

Nous sommes en 2016, l’ADSL est bien connu et il est grand temps de rafraichir nos connaissances à propos de cette technologie.

On procédera par étapes. Il s’agit d’un long voyage, donc prévoyez une bonne tasse de chocolat chaud.

Les points touchés sont dans l’ordre:

  1. Introduction
  2. La ligne ADSL
  3. Signal et atténuation
  4. Affaiblissement ARCEP
  5. Rapport Signal/Bruit
  6. Marge au bruit
  7. Synchronisation et débit de ligne
  8. Les compteurs FEC et CRC
  9. Le compteur HEC et le transport par ATM
10. Variation journalière de la marge.




Vue le manque d’options graphiques du forum, on utilise le symbole "_" (tiret-bas) pour indiquer que ce qui le suit est un indice de l’entité qui le précède. Par exemple P_e sera à lire "P-indice-e".

Pour une majeure fluidité de lecture, certains passages importants mais peut-être un peu techniques sont écrits en bleu et marqués par une ampoule. ampoule

Des passages d’information/approfondissement sont écrits en vert et marqués par le symbole  droite .

La technologie décrite ici est, à la base, l’ADSL2/2+, suivant les recommandations ITU-T G.992.3 et ITU-T G.992.5.

Certains aspects, trop techniques et moins importants, de ces recommandations seront seulement mentionnés voire complètement omis.

Dans le texte qui suit on mentionnera les couches ou niveaux du modèle OSI ("Open Systems Interconnection"), dont on peut trouver le texte de référence dans la Recommandation ITU-T X.200 (07/1994) ici.

Ce post se base sur celui par denisd14 (avec les posts dans son fil de discussion) dont on veut corriger un certain nombre d’imprécisions. Il a été enrichi par les contributions de Ghizmo38, jerome40, Huissier, Adonis, benoit16,… A eux tous mes remerciements.

Merci aussi à JoeKer pour sa réactivité ainsi que pour la discussion de départ qui nous a conduits à cette version.




1) Introduction

La technologie ADSL est basée sur la modulation multi-porteuse par DMT (de l’anglais Discrete Multi Tone), où la bande de fréquence utilisée, de 0 à 2,2 MHz, est repartie dans un nombre fini de canaux séparés. Chaque canal, où est définie une seule porteuse, est indépendant des autres. Du nombre fini de canaux séparés dérive la discrétisation de la plage de fréquence. Le terme multi tone équivaut à multi-canal ou multifréquence ou multi-porteuse.

ampoulePar encodage l’information numérique (bits) à transmettre est transformée dans un symbole; ce dernier est un ensemble (un vecteur) de valeurs complexes. Par la modulation le symbole est transformé dans une forme d’onde (un signal) analogique, qui est propagée sur la ligne de transmission. Donc la forme d’onde est associée à un symbole et par extension est identifiée avec un symbole.

droite   Dans chaque canal on utilise une modulation d'amplitude en quadrature (QAM = Quadrature Amplitude Modulation) à M états, ce qui est indiqué synthétiquement ici par M-QAM. Le nombre d’états M_i de chaque canal est variable et dépend du nombre de bits b_i par symbole transportés dans le canal (ou porteuse) d’indice "i" : log_2(M_i) = b_i. Comme b_i vaut au maximum 15, le nombre d’états M_i qui lui correspond est limité à 32768.

Les canaux M-QAM sont puis modulés à travers la transformée de Fourier discrète inverse, indiquée par IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform), pour obtenir un signal discret en fonction du temps. D’autres étapes se chargent puis de produire un signal analogique et de le lancer sur la ligne.

Le récepteur développera de son côté les mêmes étapes en ordre inverse et donc utilisera une DFT ; dans la pratique on utilise le couple IFFT - FFT (Fast Fourier Transform).

L’ADSL est utilisé pour transporter le trafic numérique seulement entre le client et le DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer, acronyme en anglais qui veut dire Multiplexeur d’Accès pour Ligne Numérique d’Abonné). Ce dernier s’occupe d’agréger/désagréger le trafic des lignes de nombreux clients dans un lien de collecte (backhaul en anglais), normalement en fibre optique mais parfois encore en cuivre. C’est la liaison optique qui relie le DSLAM aux équipements du réseau utilisés par le Fournisseur d’Accès Internet (FAI). En ce faisant le FAI, ou son fournisseur, donne au client l’accès au réseau multi-nodal appelé « Internet » (pour le trafic TV le discours est différent et plus complexe) qui se trouve en amont du DSLAM. Le DSLAM se trouve dans un endroit dénommé Nœud de Raccordement d'Abonnés (NRA).


2) La ligne ADSL

Chaque ligne, du DSLAM au client, est unique pour chaque client. Donc deux clients, même s’ils sont voisins, pourront avoir des caractéristiques de ligne différentes. La ligne, composée de sections de transport, distribution et branchement, est constituée par une simple paire torsadée de fils en cuivre. Elle est dotée d’un blindage du NRA au Point de Concentration (PC), sous forme d’une feuille métallique reliée à la terre, qui entoure le câble multi paire contenant les lignes d’un grand nombre de clients.

Cette paire de cuivre n’est pas un simple câble mais une ligne morcelée et séparée par plusieurs points de jonction. A chaque jonction le diamètre (typiquement 4/10 et 6/10 de millimètre) du fil en cuivre employé peut varier. Plus le diamètre est grand et mieux c’est du point de vue du transport du signal.

En outre la ligne de votre voisin peut passer par un chemin plus court que la votre et avoir un débit plus haut.

La ligne de transport peut passer par une armoire de sous-répartition, le Sous-Répartiteur (SR). D’ici le câble avec les lignes des clients devient plus petit car il porte un nombre inférieur de lignes; il s’agit donc d’un câble de distribution locale, jusqu’au PC.

droiteEn France les câbles de transport et distribution sont composés de multiples de 7 paires: 14, 28, 56, 112, 224, 448, 896, 1792 et 2688 paires, généralement groupées en quartes en étoile ("starquads" en anglais), une quarte étant composée par deux paires. Il n’y a pas de câble avec 7 paires, à sa place il existe la version à 8 paires.

Dans chaque quarte les 4 conducteurs, isolés chacun par sa gaine, sont tordus ensemble en hélice autour d’un axe central longitudinal. Sur une section du câble, les conducteurs d’une paire se trouvent aux deux pointes opposées d’une étoile à quatre pointes ou aux deux angles opposés d’un carré.

Ces quartes sont assemblées en couches concentriques pour basses contenances, puis en faisceaux concentriques basés sur 7 ou 14 quartes. Les détails peuvent varier selon le fabricant . Cette structure a une importance vis-à-vis du bruit par diaphonie, encore plus pour les lignes VDSL2.

Après le PC les câbles de chaque ligne se séparent pour arriver jusqu’au domicile du client via la partie de branchement. Il peut arriver qu’un morceau de cette partie (voire toute la partie) de ligne ne soit pas torsadé, surtout si la ligne est ancienne. Le branchement (comme le reste de la ligne) peut être en sous-terrain comme en aérien. De plus en plus souvent les collectivités territoriales procèdent à l’enfouissement des câbles dans les parties publiques, si possible.

La ligne se termine généralement à l’intérieur du domicile du client au Point de Terminaison de Ligne (PTL) par un Dispositif de Terminaison Intérieur (DTI). Ce dernier inclut une prise de test dotée de fiche de connexion RJ45, ou en T inversée pour les habitations anciennes. Au lieu d’avoir un DTI les lignes les plus anciennes pourraient se terminer sur une réglette à 12 plots voire sur une simple prise en T inversée. Tous ces dispositifs d’arrivée au PTL sont dotés d’un module d’essais (ou module RC) à deux pattes, branché en parallèle à la ligne.

Les DTI sont très utiles en cas de soucis : la connexion à la prise de test permet d’exclure complètement la partie privative (de responsabilité du client) de la ligne en aval du DTI.


3) Signal et atténuation

Comme on vient de voir, la longueur et le diamètre du fil de cuivre de la paire torsadée sont différents pour chaque client.

Sur cette paire de cuivre coexistent deux signaux en même temps : celui envoyé par le DSLAM vers le modem de l’abonné et le signal envoyé par le modem vers le DSLAM.

Comme ils utilisent deux conducteurs métalliques (les deux fils de la paire) il s’agit de signaux en mode différentiel, où la différence de potentiel (tension électrique) entre les deux conducteurs est utilisée. Donc contrairement à ce qu’on lit parfois, les transmissions xDSL ne se font pas en mode commun.

Chaque signal devient plus faible au fur et à mesure qu’il s’éloigne de la source. Il y a donc une atténuation du signal dans son voyage de la source vers le récepteur.

L’atténuation dépend de la fréquence du signal, du diamètre du fil de cuivre de la ligne et, comme dit, de la distance entre source et récepteur :

- plus la fréquence du signal est haute, plus le signal est atténué;
- plus la distance est grande plus l’atténuation est forte;
- plus le diamètre du fil de cuivre est important moins le signal est atténué.

Les deux signaux transportent de données dans les deux sens (montant et descendant) et utilisent un nombre différent de fréquences dans deux bandes séparées (montante et descendante); ils sont des signaux multifréquence et ils ont deux différentes atténuations, une pour chaque bande (et sens de transmission).

Le signal montant, du modem client au DSLAM, utilise des fréquences plus basses donc il est moins atténué par la ligne. Le signal descendant, du DSLAM au modem client, est plus atténué par la ligne, car il utilise des fréquences plus hautes. Par conséquence, l’atténuation montante est plus basse de l’atténuation descendante.

Les deux atténuations sont calculées par le récepteur. C'est-à-dire que le modem client calcule l’atténuation descendante et le DSLAM calcule l’atténuation montante.

Comme il utilise des fréquences plus hautes, par rapport au signal montant le signal descendant est plus perturbé par une même source de bruit.

Dans le cas d’une liaison ADSL1 ou ADSL2, la voie montante utilise, normalement, des fréquences comprises entre 25,875 kHz et 138 kHz ; la voie descendante utilise des fréquences entre 142,3125 kHz et 1104 kHz. En ADSL2+ la dernière fréquence est de 2208 kHz, au lieu de 1104 kHz.

Les signaux envoyés par la source peuvent être vus comme une somme de signaux élémentaires, chacun défini dans une bande de fréquence de largeur égale à 4,3125 kHz. Ces signaux élémentaires sont à la base des fonctions sinusoïdales dont les amplitudes sont les porteuses; le terme officiel serait «sous-porteuses» mais ici on utilisera seulement «porteuses» pour faire simple.

La fréquence (f_i) associée à une porteuse d’indice «i» est

f_i = i*4.3125 kHz          (1).

L’indice «i» est un nombre entier naturel qui va de 0 à 255 en ADSL1 et ADSL2 mais jusqu’à 511 en ADSL2+.  Par exemple, la porteuse d’indice 69 occupe la bande de fréquence entre 297,5625 kHz et 301,875 kHz.

On a donc 256 porteuses disponibles en ADSL1 et ADSL2, mais 512 en ADSL2+.

Les porteuses avec indice 0 à 5 et 32 ne sont pas utilisées. Normalement les porteuses d’indice 6 à 31 transportent le signal montant et toutes les autres porteuses (33 à 511) sont dédiées au signal descendant.

L’atténuation du signal est appelée SATN (Signal ATteNuation en anglais). Elle est égale au rapport entre la puissance reçue (P_r) par le récepteur et la puissance émise (P_e) à la source et implique toutes les porteuses utilisées. Elle s’exprime en dB (deciBel):

SATN = 10*Log10(P_r/P_e)          (2).

A noter que l’expression de SATN suit la définition de la Recommandation ITU-T G.992.3. Cela implique que SATN ici est un nombre négatif.

Les signaux ADSL ne sont pas les seuls présents sur la paire de cuivre. Il y a aussi des signaux parasitiques, qu’on appelle ici génériquement « bruit », qui vont entraver la transmission par ADSL. Ce bruit est normalement indépendant des signaux ADSL de la ligne. Comme le signal, le bruit aussi s’affaiblit en s'éloignant de sa source et avec l'augmentation de la fréquence.

La source principale de bruit est d’origine diaphonique : la ligne reçoit une composante générée par les signaux des lignes voisines, dans le même câble de transport et/ou de distribution.

Plus le bruit détecté par le récepteur est fort, plus le débit de la ligne sera bas.

Le débit s’exprime en bit/s. Il donne la quantité de données (bit) transportée dans l’unité de temps. Il y a deux débits pour chaque ligne, montant et descendant.

Le débit de la connexion ADSL dépend, entre autre, de l’atténuation ressentie par chaque porteuse.  Ces atténuations sont mesurées dans la phase de synchronisation mais ne sont pas actualisés jusqu’à une nouvelle synchronisation.

Le débit ne dépend pas directement de SATN. Par contre SATN est examinée par un monitorage temporel pour déceler des éventuelles grandes variations des atténuations ressenties par chaque porteuse.

On reviendra sur les débits dans la section 7.


4) L’affaiblissement selon la méthode ARCEP

Avant d’activer le service ADSL, les atténuations ne sont pas connues. Pour une première estimation du débit possible et des services associées, c'est-à-dire de l’éligibilité de la ligne, on fait recours à une estimation basée sur l’affaiblissement ARCEP. Il s’agit de l’atténuation calculée selon la méthode préconisée par l’ARCEP à la fréquence de 300 kHz.

L’affaiblissement ARCEP estimé à 300 kHz, d’une ligne au regard de son calibre et de sa longueur est la somme des affaiblissements linéiques multipliés par les longueurs par calibre fournies dans la base de données (d’Orange), plus un affaiblissement de 1,5 dB pour les connexions (branchement, jarretières).

Les affaiblissements linéiques à utiliser sont de :

- 15,0 dB par km pour un calibre de 4/10 mm
- 12,4 dB par km pour un calibre de 5/10 mm
- 10,3 dB par km pour un calibre de 6/10 mm
-   7,9 dB par km pour un calibre de 8/10 mm

Les longueurs utilisées dans ce calcul sont celles entre le NRA et le PC (Point de Concentration).

Exemple : pour une ligne longue 4 km avec une section de calibre (diamètre) 6/10 mm de 3800 m et le reste (200 m) en 4/10 mm, l’affaiblissement ARCEP en dB est

Aff (@300 kHz) = 1,5 + 10,3*3,8 + 15*0,2 = 1,5 + 39,14 + 3 = 43,64.

Orange utilisera cette valeur pour attribuer un débit initial au client, selon des paliers prédéfinis.


5) Le rapport Signal/Bruit (SNR en anglais)

Imaginez que vous êtes seul avec un ami dans une pièce: il y a très peu de bruit, on entend presque seulement votre voix, le rapport S/N entre le signal S (vos mots) et le bruit environnant N est excellent. Aucun besoin de crier.

Si plus tard dans la pièce il y a beaucoup plus de monde, le bruit environnant augmente et il va se mêler à votre discussion: donc le rapport S/N (SNR en anglais) va diminuer. Pour se comprendre il faudrait crier, donc augmenter le signal. S’il y a trop de bruit alors la transmission des mots est entravée.

Le SNR_i pour la porteuse d’indice «i» est un nombre réel qui représente le rapport entre puissance du signal reçu et puissance du bruit reçu pour la même porteuse «i».

ampouleSi on indique par W_i l’énergie émise sur la porteuse «i» pour un seul symbole et par A_i l’atténuation ressentie sur la même porteuse, on peut écrire en termes linéaires (pas de dB donc)

SNR_i = W_i * A_i/WU_i          (3).

Ici WU_i est l’énergie reçue sur la porteuse «i» à cause de la composante U_i du bruit seulement. On peut passer à une expression avec les puissances en divisant les W par la durée d’un symbole.

Comme pour l’atténuation, on utilise deux différents rapports S/N, un pour chaque bande (et sens de transmission).


6) La marge au bruit (SNRM en anglais)

Le niveau du bruit de fond (stationnaire) peut changer de façon importante dans le temps.

Pour pallier une situation de bruit augmenté telle que décrite au point 5 (pièce bondée de monde où tout le monde parle), on parle plus fort que nécessaire mais on n’utilise pas tout le SNR disponible sur la ligne pour transmettre les données: on en laisse de côté au moins une partie, qui est dénommée «marge au bruit cible» (TARSNRM, de l'anglais «Target SNRM»). Il s’agit d’une mesure préventive. Typiquement la marge cible est de 6 dB, ou de 8 dB si Vous avez la TV par ADSL.

Donc même si le SNR chute (mais lentement) car le bruit a augmenté, la transmission peut continuer sans devoir l’interrompre pour renégocier les paramètres de la connexion ADSL entre DSLAM et modem du client.

C’est un peu comme si on criait toujours, même quand il n’y a personne d’autre dans la pièce, en prévision de l’augmentation du bruit de fond (pièce bondée de monde). On comprend facilement que l’on veuille minimiser cette marge cible, c'est-à-dire de devoir crier le moins fort possible.

La marge cible (TARSNRM) est décidée par le FAI et est utilisée par modem et DSLAM au moment d’établir la liaison ADSL.

La marge au bruit (SNRM de l’anglais SNR Margin) effectivement ressentie par la ligne est mesurée en permanence durant la session ADSL. Quand le niveau de bruit augmente, le SNRM diminue ; de la valeur de départ (TARSNRM) la marge peut tomber jusqu’à zéro dB, qui est la valeur minime admise.

La marge indique l’augmentation du niveau de bruit (à niveau de signal constant) que la ligne peut tolérer tout en restant dans des conditions de fonctionnement normales, indiquées par une certaine valeur du taux binaire d’erreurs BER (Bit Error Ratio).

La valeur typique de 6 dB pour la marge cible vient des travaux de développement et standardisation de 1985 pour l’ISDN, connu en France comme RNIS. Avec 6 dB de marge et en conditions typiques, le taux BER est inférieur à 10^(-9), c’est à dire à un millième de millionième. Quand la marge tombe à zéro le taux BER est à sa valeur de seuil de 10^(-7).

Comme pour le SNR, on a deux différentes marges au bruit pour les deux bandes/directions, montante et descendante.

Pour mieux comprendre les notions de SNR et marge on peut examiner la Figure 1, obtenue pour une connexion ADSL2+ sur une ligne plutôt saine et assez proche du DSLAM.

http://www.kirikoo.net/images/7Remi-1-20150320-185903.png

Fig. 1: SNR et Bits par porteuse

On y voit la courbe du SNR par porteuse (Tone number) en haut, pour le sens descendant (Downstream).

Si on déduit de chaque valeur SNR_i de cette courbe la marge SNRM_i ressentie sur chaque porteuse, on obtient une courbe qui représente le SNRb_i effectivement utilisé pour établir le débit de synchro. Cette deuxième courbe va s’appuyer sur la courbe rouge du chargement en Bits par porteuse et la suivre assez bien. L’approximation « 3 dB-pour-1 bit » est assez bien vérifiée ici.

Si on exprime les SNR en dB, pour chaque porteuse d’indice «i» on peut écrire

SNR_i = SNRb_i + SNRM_i          (4)

où SNRM_i est la marge au bruit ressentie sur la porteuse «i». Le terme SNRb_i est la partie du SNR_i, pour la porteuse «i», utilisée pour l’encodage d’un nombre b_i de bits. Ce terme est fixé à la synchronisation et ne peut pas changer (sauf par le biais du mécanisme de «bit-swapping»), car il contribue au débit de synchro. Donc SNRb_i est strictement lié au nombre b_i de bits alloués à la porteuse «i».

Pour clarifier encore plus : SNRb_i n’est pas une marge, ni cible ni autre.

On voit qu’il faut que SNRM_i reste en dessus de zéro. En effet si SNRM_i devient négatif alors SNR_i devient insuffisant (SNR_i < SNRb_i) et il faudra changer le nombre de bits alloués à la porteuse «i».

Quand SNRM_i tombe trop le mécanisme de bit-swapping s’active pour permettre la diminution de SNRb_i (ce qui ferait remonter la marge SNRM_i) en déplaçant des bits sur une autre porteuse moins bruitée. On y reviendra à la fin de la section 7.

Comment s’obtient le SNRM global à partir des SNRM_i ? Le calcul exact nécessite une solution numérique. Une bonne approximation est obtenue par une moyenne arithmétique (si on s’exprime en dB, autrement ce sera une moyenne géométrique) sur toutes les porteuses utilisées. Si en plus on considère que le procédé de bit-swapping agit dans le sens d’égaliser les marges sur les porteuses on comprend que c’est plutôt un bon choix.

Pour mieux comprendre cette histoire de moyennes pour arriver au SNRM, on fait un petit calcul avec seulement trois porteuses de la Figure 1; pour cela j’utilise l’approximation «3 dB de SNR pour un bit», c'est à dire

  SNRb_i = 3*b_i          (5).

Sachant que SNR_i = SNRb_i + SNRM_i on a

SNRM_i = SNR_i - 3*b_i          (6).

Dans mon exemple j’ai choisi les porteuses 88, 92 et 486, qui ont SNR_i de 48, 48 et 21 dB et b_i de 14, 13 et 5 dB. Les SNRM_i sont donc 6 dB, 9 dB et 6 dB, et la moyenne est de 7 dB.

Donc ces trois porteuses donneraient SNRM = 7 dB.

Ce calcul est à répéter avec toutes les porteuses, naturellement.

Il y a une autre chose intéressante à noter dans la Figure 1: les porteuses parmi les moins atténuées ont SNR = 45 dB (voire plus). Quand la marge tombe à zéro le SNR pour ces porteuses tombe à (45 - 6) dB = 39 dB (6 dB étant la marge cible pour un profil sans TV). Donc il y a encore plein de SNR ! Le signal est très bien séparé du bruit.

Et pour la porteuse la plus atténuée ? Là on a SNR = 9 dB et même quand la marge chute à zéro il nous reste (9 - 6) dB = 3 dB de SNR. Ce qui veut dire qu’avec une marge tombée à zéro le signal pour cette porteuse est presque 2 fois le bruit!

Donc quand quelqu’un Vous dit qu’avec une marge de bruit de 5 dB le modem n’arrive presque pas à distinguer le signal du bruit Vous pouvez lui répondre, en souriant, que ce n’est pas vrai.big_smile


7) La synchronisation et le débit de ligne

Les données numériques à envoyer par l’émetteur (modem ou DSLAM) sont groupées dans des blocs, qu’on appelle trames, qui sont rassemblées ultérieurement dans une supertrame, qui a une durée de 17 ms. Chaque supertrame contient 68 trames de données, plus une trame de synchronisation.

Chaque trame est modulée dans un symbole DMT. Cela donne donc (68 symboles/17ms) = 4000 symboles de données envoyés par seconde. L’inverse, 250 microsecondes, donne la durée globale correspondante à un symbole de données (qui englobe aussi une fraction de la durée du symbole de synchronisation). On dit donc qu'un symbole a une durée de 250 microsecondes.

On peut imaginer le lien de transport entre modem et DSLAM comme composé par deux tapis roulants, un dans chaque sens (montant et descendant), qui bougent à la même vitesse de, par exemple, 4 mètres par seconde.

Cette analogie est une représentation plutôt sommaire et incomplète car elle omet sciemment, pour simplicité, un nombre d’étapes et d’éléments. Mais elle devrait nous aider à mieux comprendre.

Ces tapis sont dotés d’emplacements en colonnes sur la longueur, dans la direction de transport du tapis, ainsi que de rangées sur la largeur. Chaque colonne correspond à une porteuse; le tapis montant est plus étroit et a beaucoup moins de colonnes. Chaque rangée correspond à un symbole DMT et, dans cette analogie, j’ai placé 1000 rangées de données (donc 1000 symboles de données) par mètre de longueur du tapis. Une supertrame sera composée de 69 rangées (= 69 symboles DMT) dont 68 rangées de données et une de synchronisation.

Les tapis portent des boites qui contiennent, entre autre, les données numériques du trafic du client. Chaque boite peut contenir de zéro à 15 bits et occupe un emplacement dans une colonne et sur une rangée du tapis. La totalité des boites sur une rangée contient un nombre total de bits égal à

Û = ∑i b_i          (7).

Donc Û est la somme (indiquée par ∑i) du nombre de bits b_i dans les boites d’une rangée, c'est à dire le nombre de bits transportés per un symbole DMT de données.

A noter que l’indice "i" ici indique une porteuse et donc une colonne sur le tapis.

Tout cela donne une transmission de 4000 symboles de données par seconde [dans notre schéma : 1000 (symboles/mètre)*4 (mètre/s)] ce qui veut dire qu’on pourra transmettra un maximum de 4000*Û bit/s = 4*Û kbit/s.

Ce débit (4*Û kbit/s) est le débit de ligne, ou « line rate » en anglais. C’est une limite supérieure pratiquement pas atteignable à cause d’un certain nombre de sur-débits (limitations à cause de redondance IFEC/RS, codage trellis etc.; plus de détails ici au post #125 où on parle aussi du débit utile ATM).

Par exemple une ligne assez longue utilisant seulement 200 porteuses en descente et avec Û = 1600 aura un débit de ligne descendant de 6400 kbit/s (=4*1600 kbit/s).

ampoule L’étape d’entrelacement, décrite au point 8), est suivie par un codage en treillis (que je n’aborderai pas) qui introduit un petit surdébit proportionnel à W_trellis.

La quantité L = Û - W_trellis, qui provient de la sous-couche précédente (celle de tramage) est passée par l’encodeur à l’étape de modulation.

Si on multiplie L par 4 on a le débit de données total (total data rate) en kbit/s:

TotDR = 4*L kbits/s.

Ce n’est pas encore le débit de synchronisation mais on s’y approche. Pour y arriver il faut déduire encore deux autres surdébits, pour le codage Reed-Solomon (voir point 8) et pour le tramage.

Dans notre analogie les opérateurs (= modem et DSLAM) aux extrémités des tapis communiquent entre eux à travers les boites qui se trouvent sur les tapis, en y mettant (grâce aux bits dans chaque boite) le contenu ou les infos qu’ils veulent se communiquer.

Avant la mise en marche du système il y a une période d’essai, où les tapis sont testés avec peu de boites. En outre modem et DSLAM se « parlent », décident comment se parler et établissent un certains nombre de paramètres de fonctionnement pour que les tapis puissent marcher de façon efficace et fiable.

Il s’agit d’un ensemble d’actions, connu sous le terme global d’initialisation ou - avec un abus de langage - de synchronisation, composé d’un nombre de phases différentes.

Une fois ces phases terminées avec succès, modem et DSLAM sont prêts à transmettre le trafic du client: ils entrent dans l’état normal de transmission, connu comme « showtime ».

Durant le showtime le trafic sur les tapis ne s’arrête pas, et si le client n’envoie ou ne reçoit pas de trafic les boites seront remplies d’info factice qui ne sera pas utilisée par le récepteur.

Par contre le trafic de gestion, contrôle et de maintien de la synchronie entre modem et DSLAM est toujours présent. A part les messages que s’échangent modem et DSLAM, il ne faut pas oublier que dans une supertrame il y a toujours une trame de synchronisation qui est modulée dans un symbole de sync(hronisation). Donc les puristes diront que le trafic du client est interrompu tous les 17 ms par un symbole de sync, qui a une durée égale à (17/69) ms, c'est-à-dire ~0,24638 ms.

Ce symbole peut être utilisé, par exemple, pour un monitorage du SNR_i de chaque porteuse. En effet le symbole de sync est construit et utilise un signal bien connu et reproductible par modem et DSLAM, contenant toutes les porteuses en même temps. C’est la beauté de la modulation par DMT, à mon avis.

Durant l’initialisation, des paramètres importants sont déterminés. Il s’agit du bruit détecté sur chaque porteuse en absence de transmission ADSL, de l’atténuation ressentie par chaque porteuse, du rapport SNR_i de chaque porteuse. En fonction des atténuations et des SNR_i, modem et DSLAM décident quelles porteuses ne seront pas utilisées.

Tout cela se fait grâce à des signaux de référence, connus et reconstructibles par modem et DSLAM.

Avec les puissances d’émission à la source par porteuse et la marge cible (cette dernière n’est pas mesurée mais est décidée par le FAI), tout cela est utilisé, via des algorithmes propriétaires, pour établir le chargement en bits b_i par porteuse et finalement le débit disponible à la synchronisation. Modem et DSLAM se communiquent ces données dans une phase d’échange avant d’entrer dans le showtime.

Une fois dans le showtime, modem et DSLAM mesurent en permanence, dans le temps, les SNR_i et la marge ainsi que d’autres paramètres comme le taux d’erreur binaire BER.

En principe le débit de synchronisation ne change pas dans le showtime. Si le bruit augmente trop et que la marge chute à zéro dB et/ou le taux BER dépasse un seuil maximum décidé par le DSLAM le service ADSL s’arrête, la liaison tombe et il y a une resynchronisation. Modem et DSLAM cherchent de rétablir un lien ADSL dans ces conditions de bruit augmenté avec des paramètres qui puissent garantir le maintien du niveau de BER au dessous du maximum prévu.

Une resynchronisation est donc la réponse normale du système à un changement des conditions, surtout de bruit. Le lien ADSL est remis en état par suite de ce changement. C’est un événement normal, prévu par les protocoles mais disruptif.

La technique nommée "bit-swapping" aide à pallier ce type de changement. Il s’agit d’une technique de reconfiguration du lien ADSL sans interruption de la session ADSL. Le but est d’essayer d’éviter la chute de la session ADSL par cause d’augmentation du bruit. Si le bruit augmente lentement, un certain nombre de bits est déplacé, par un bit-swap, d’une porteuse bruitée à une non-bruité, s’il y a de la place c’est à dire si le SNR_i de cette deuxième porteuse est assez haut. La distribution des bits change (et possiblement des puissances aussi) mais le débit total est conservé sans que la session ADSL tombe.

Finalement il ne faut pas oublier que le trafic du client, généré par une application ou un service de niveau supérieur, utilise ces tapis; donc le débit effectif de-bout-en-bout observé par le client sera toujours limité par le débit de synchro. Le débit effectif observé par le client dépend aussi d’un grand nombre de facteurs dont les origines se trouvent en amont du DSLAM.


8) Les compteurs FEC et CRC

Sur la ligne ADSL il peut y avoir du bruit additionnel. Une conséquence directe est que les données peuvent en résulter endommagées. Cela peut porter à une dégradation de la qualité de la connexion.

Le terme FEC est l’acronyme anglais de "Forward Error Correction" ou Correction d’Erreur Directe. Il s’agit d’une technique de détection et correction des erreurs de transmission; elle est basée sur l’envoi direct et précurseur, d’information redondante avec le message original (les données du client, aussi connues par le terme "charge utile") et au même temps. Le récepteur n’a pas besoin de recontacter l’émetteur s’il trouve des erreurs de transmission: tout le nécessaire pour la détection et la correction des erreurs, s’il y en a, lui est déjà parvenu.

Comme dit, les données sont groupées dans des trames, rassemblées ultérieurement dans une supertrame d’une durée de 17 ms.

Dans une trame il n’y a pas que de l’information pure, il y a donc des octets de redondance, ce qui permet de reconstruire l’information si elle est un peu endommagée. Avec les octets des données, ces octets de redondance sont groupés dans une unité appelée mot-de-code FEC (FEC codeword en anglais).

ampouleLe nombre d’octets de redondance dans chaque mot-de-code est indiqué par R et peut avoir une valeur paire entre 0 et 16. Si R = 0 il n’y a pas de correction FEC.

C’est un peu comme si dans la pièce bondée, avec beaucoup de bruit, on répétait la même phrase une deuxième voire une troisième fois (redondance). Malgré le bruit, notre interlocuteur saura reconstruire la phrase originale. Par contre cela va diminuer le nombre de mots transmis par seconde. Ce qui veut dire que le débit (mots/s ou kbit/s) sera inférieur. Et si le bruit est vraiment très fort ou se répète, il faudra répéter la phrase 4 voire 5 fois, c'est-à-dire augmenter le nombre d’octets de redondance et diminuer le nombre d’octets de données. Alors le débit effectif descendra encore plus.

La technique FEC utilise le codage de Reed-Solomon (RS dans la suite pour simplicité) pour la détection, la localisation et la correction des erreurs.

ampoule La capacité de correction du codage RS est normalement de R/2 octets, pour un maximum de 8 octets, dans chaque mot-de-code. Ce qui veut dire que si dans un mot-de-code RS il y a plus de R/2 octets endommagés ils ne seront pas corrigés et le mot-de-code entier résultera erroné.

Cette capacité de correction FEC/RS n’est pas grand chose surtout pour les hauts débits: par exemple, pour un débit de ligne de ~5 Mb/s on peut avoir 200 octets dans un mot-de-code.

Il peut arriver que du bruit impulsionnel soit répété, en rafale, sur plusieurs octets, ce qui rend impossible la correction par FEC/RS. Pour pallier cette situation le procédé FEC/RS est suivi d’une étape d’entrelacement (ou "Interleaving" en jargon anglo-technique) des octets d’un mot-de-code.

Le but est d'étaler les mots de code RS entre eux, en émission, pour réduire la probabilité de défaillance de la correction FEC en présence de bruit impulsif. Le mot-de-code sera reconstitué par le récepteur.

ampouleChacun des N octets O_i (i = 0, 1, 2, 3, …, N-1, est l’indice d’octet) d’un mot-de-code FEC/RS est décalé et donc retardé d'une quantité qui dépend linéairement de l'indice d'octet i. L'octet O_i (avec l'indice i) est retardé de (D – 1) × i octets, où D (octets) est la profondeur d'entrelacement. Il s’agit d’un entrelacement convolutif.

On notera que si D = 1 il n’y a pas d’entrelacement.

Valeurs possibles de D sont 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64. Pour le sens descendant aussi possibles sont 96, 128, 160, 192, 224, 256, 288, 320, 352, 384, 416, 448, 480, 511.

Les valeurs de D et R sont fixées à l’initialisation, ne changent pas dans la même session ADSL.

Les trames qui sont émises sont entrelacées par ce procédé IFEC (Interleaving + FEC), ce qui rend la correction d’erreurs plus efficace. En contrepartie il y a un impact sur la latence car le récepteur doit attendre plusieurs mots-de-code avant de pouvoir les reconstituer.

Par cette technique IFEC le récepteur répare les octets endommagés et incrémente les compteurs FEC, qui indiquent le nombre de mot-de-code FEC corrigés.

Les protocoles xDSL prévoient un nombre de compteurs de surveillance et diagnostic, sur plusieurs périodes d’accumulation, par exemple sur 24 heures, sur 15 minutes, ou depuis l’allumage du modem, ou encore depuis le début de la synchronisation.

Très utiles sont les deux compteurs d’anomalie FEC et CRC, aussi connues comme "erreurs FEC" et "erreurs CRC".

ampouleUne anomalie FEC est déclarée quand un mot de code FEC reçu indique que des erreurs ont été corrigées.
Une anomalie CRC est déclarée quand un code CRC-8 reçu n'est pas identique au code correspondant, qui est produit localement par le récepteur.

Un code CRC-8 est un octet de contrôle par redondance cyclique (Cyclic Redundancy Check) qui permet, séparément du procédé IFEC, la détection d’erreur. Ce CRC-8 est calculé périodiquement par l’émetteur, sur la base d’un bloc d’octets de charge utile, avant l’ajout des octets de redondance FEC/RS. Ce code est transmis plus tard dans un canal logique de service (le canal de surdébit) séparé. Le récepteur le reçoit après avoir reconstitué les trames IFEC (corrigées ou non) et va le comparer avec le code CRC-8 qu’il a lui-même calculé localement. S’il trouve une différence il déclare une anomalie de type CRC et augmente les compteurs CRC d’une unité.

Par contre si le récepteur (modem client pour le sens descendant, ou DSLAM pour le sens montant) est incapable de reconstituer les trames endommagées (car le bruit est trop fort ou il se répète trop) alors on verra au moins une anomalie CRC qui fera augmenter les compteurs CRC. Dans le mode ADSL1 (connu aussi comme G.DMT) ces derniers indiquent aussi le nombre de supertrames reçues avec des erreurs non corrigées. Cela n’est plus vrai pour les modes ADSL2 et ADSL2+, car le calcul du code CRC-8 n’est plus basé sur une supertrame mais sur un bloc différent, de durée comparable.

ampoule En ADSL2/2+ le bloc utilisé pour le calcul du code CRC-8 s’étale sur une période nommée PER, normalement de l’ordre de ~16-17 ms. Donc quand le compteur CRC augmente de une unité, ce bloc qui s’étend sur cette période PER contient des octets erronés. Le compteur CRC indique le nombre de périodes (de durée égale à PER) où les données sont erronées et non corrigées.

Comme pour marge et atténuation, il y a des compteurs séparés, pour chaque sens (et bande de fréquence) de transmission.

Donc après la marge au bruit, la redondance est une deuxième mesure préventive contre le bruit. Avec l’entrelacement elle constitue une protection contre le bruit impulsif, connue sous l’acronyme INP, de l’anglais « Impulse Noise Protection ».

droite La valeur du paramètre INP dépend des paramètres D, L et R

  INP = 4 R D/L         (8).

INP indique le nombre de symboles DMT consécutifs qui peuvent être corrigés par le procédé IFEC. Comme un symbole a la durée de 0,25 ms on voit que INP indique aussi la durée d’immunité au bruit impulsif fourni par IFEC, en multiples de 0,25 ms.

Avec le procédé IFEC, INP peut arriver à un maximum de 25,4 symboles DMT.
Sous l’effet du protocole G.INP, la protection INP peut monter jusqu’à 204,6 symboles DMT.

A partir de l’équation (8) il est facile de comprendre comment INP a un impact sur le debit : on peut augmenter INP, donc avoir une meilleure protection, si on augmente R ou on diminue L. Dans ces deux cas le débit sera plus bas. Par contre si on augmente D la latence sera plus importante.

Augmenter la marge au bruit a pour effet de diminuer L, donc d’augmenter INP.

Un algorithme de contrôle et réglage comme celui du DLM (Dynamic Line Management) pourras jouer avec ces paramètres pour optimiser le débit et la qualité de la transmission.

Dans la Livebox 4 la valeur d’INP pour le sens descendant est indiquée par le paramètre ACTINP, qui donne INP multiplié par 10, donc INP exprimé en dixièmes.

Une valeur ACTINP de l’ordre de 500 à 600 voire plus indique que le protocole G.INP remplace la correction IFEC.

De plus en plus souvent la correction d’erreur FEC est moins utilisée; elle est remplacée par la retransmission à niveau physique, selon la Recommandation ITU-T G.998.4. Cette technique, aussi connue comme «G.INP», est disponible pour les lignes VDSL2 dans les deux sens de transmission mais seulement sur le sens descendant pour les lignes ADSL2 et ADSL2+. Dans le sens montant la correction FEC reste active. En ADSL1 elle n’est pas supportée et la correction FEC reste active.


9) Le compteur d’erreurs HEC et le transport par ATM

Le terme HEC est l’acronyme anglais de «Header Error Control», c'est-à-dire «contrôle d'erreur d'en-tête».

Le mécanisme sous-jacent à l’HEC permet une détection d’erreurs dans la transmission ATM, et précisément d’erreurs présentes dans les 4 octets (32 bit) de l’en-tête d’une cellule ATM.

L’ADSL utilise l’ATM («ATM over ADSL») qui, grâce à sa couche d’adaptation AAL5 («ATM Adaptation Layer 5») est indépendant des (et compatible avec les) couches de niveau supérieur (IP, TCP etc.).

L’ATM - acronyme anglais de «Asynchronous Transfer Mode», ou Mode de Transfert Asynchrone - est un mode de transfert spécifique orienté paquet (en mode connexion) utilisant une technique de multiplexage temporel asynchrone. Il s’agit d’une technologie qui fournit une plateforme unique pour le transport de services différents comme la voix, la vidéo et les données.

Formalisé par l’UIT-T (lorsqu’il s’appelait encore CCITT) à partir de 1988, l’ATM trouve sa motivation dans les années 1980, suivant les avancées technologiques de cette période, y compris sur la fibre optique, et les demandes du marché pour une structure décentralisée et pour des débits croissants.

A l’origine l’ATM a été développé spécifiquement pour le RNIS à large bande (B-ISDN); ce dernier n’ayant jamais décollé dans le marché, son rôle fut repris par l’ADSL, toujours avec l’appui de l’ATM pour la mise à disposition de services à l’usager. Finalement tout le marché, vu comme force motrice du développement ADSL, a vraiment décollé une première fois après la révolution démarrée en 1989-1990 par l’arrivée du web via le réseau Internet.

ampouleEn transmission la couche AAL5 se charge de segmenter les "gros" paquets IP provenant des couches supérieures en blocs de 48 octets de données, avec du remplissage (de 0 à 47 octets) dans le dernier bloc; ces blocs sont passés à la couche ATM qui ajoute 5 octets d'en-tête formant ainsi la cellule ATM d’un total de 53 octets. La cellule est passée à la couche physique de l’ATM où le champ HEC est rempli. Dans le sens envers, en réception, la couche AAL5 procédera au réassemblage des blocs de 48 octets, reçus à travers la couche ATM, en des paquets IP avant de les transférer aux couches de niveau supérieur (comme TCP/IP).

Le champ HEC contient un code CRC-8 calculé uniquement à partir de l’en-tête ATM, sur la base des 4 premiers octets et occupe le 5ème octet. Il permet de corriger un seul bit corrompu ou de détecter plusieurs bits corrompus sans les corriger. Dans le protocole ATM le choix par défaut serait de corriger 1 bit endommagé.

Mais en ADSL cette correction n’est pas utilisée. Donc quand il y a des erreurs de type HEC l’en-tête est endommagé, il n'y a aucune correction et la cellule ATM est rejetée, sauf en cas d’agrégation de deux lignes ADSL2 dans un seul lien (bonding).

Par conséquent toute la cellule, pas seulement l’en-tête, ne continue pas son trajet, n’est pas transmise aux couches supérieures (IP et TCP) qui verront un paquet endommagé ou manquant. Le protocole TCP pourra demander une retransmission au serveur d’origine du paquet.

En effet si l’en-tête est endommagé on ne sait pas vraiment quoi faire avec la cellule car, par exemple, les indicateurs de champ d’acheminement (VPI et VCI) dans l’en-tête peuvent être endommagés.

Donc en cas d’erreurs HEC il y a une vraie interruption du flux des données à niveau ATM; le protocole TCP/IP utilisé par l’application sur l’ordinateur de l’abonné en subira aussi les effets.

Le champ HEC est aussi utilisé en réception pour le cadrage de la cellule ATM, c'est-à-dire qu’il permet d’identifier les limites des cellules.

ampouleCes deux procédures qui concernent le champ HEC sont accomplies par une fonction du récepteur de niveau 1 (couche physique). En transmission, une fonction de la même couche s’occupe de la gestion (création et insertion) des cellules vides qui suivent un schéma normalisé. En réception ces dernières ne sont pas transmises à la couche ATM. Les cellules vides assurent donc le découplage des débits entre ATM et ADSL.

En revenant à l’analogie des deux tapis entre modem et DSLAM, ils sont alimentés (par le contenu des boites) par une couche physique de l’ATM et à leur tour ils vont l’alimenter. Cette alimentation par l’ATM du modem et du DSLAM pourra être vue comme mise en œuvre par deux autres tapis à chaque extrémité, coté modem et coté DSLAM.

Si ces deux autres tapis ne sont pas alimentés à leur tour ou sont sous-alimentés, le débit de bout-en-bout en souffrira.

On notera aussi que le rapport entre le débit «IP» de bout-en-bout et le débit de synchro (ou ATM) ne pourra jamais être supérieur à 48/53 = 90,57 % à cause des 5 octets d’en-tête ATM.

On a déjà dit que l’ADSL transporte les données seulement entre modem du client et DSLAM (l’ADSL s’arrete au DSLAM donc), grâce à l’ATM. En effet entre la couche ATM et la couche IP on trouve au moins une autre couche, régulée par le Protocole de connexion Point à Point (PPP ou «Point-to-Point-Protocol») qui se charge d’établir et gérer une session hebdomadaire, avec identification et authentification du client auprès du BAS («Broadband Access Server») de l’Opérateur Télécoms. L’abonné est en fait connecté au BAS par une session PPP et le modem comme le lien ADSL lui sont transparents. En effet le PPP, un héritage de l’ancien «dial-up», ne serait pas strictement nécessaire pour l’ADSL, du point de vue technique; mais comme il faut avoir un système de gestion administrative (identification, authentification, facturation etc.) le PPP des années 90 est encore utilisé de nos jours.

Le BAS est un concentrateur d’accès régional à haut débit, qui collecte le trafic Internet provenant d’un nombre de DSLAM pour l’injecter dans le réseau IP. Il est aussi le composant qui termine les sessions PPP assurant ainsi la connectivité IP des clients. Cette architecture est plus claire dans la Figure 2.

http://www.orange.com/sirius/reseau/cartes_reseaux/img/acces_internet.jpg

Fig. 2: Accès et collecte Internet

ampouleDans le cas d’un lien de collecte (backhaul) du DSLAM au BAS purement de type ATM, les données provenant de l’abonné ne passent pas à travers l’AAL5 au DSLAM (qui reste donc un multiplexeur ATM de niveau 2) mais «continuent» sur un lien physique différent (typiquement en fibre optique) à travers un - voire plusieurs - brasseur (ou switch) ATM jusqu’au BAS. Ici elles sont passées à une couche ATM et puis à travers l’AAL5 au protocole PPP qui les transmet finalement à la couche IP. En ce cas le passage ATM - PPP se fait à travers le protocole PPPoA («PPP over AAL5») au BAS en sens remontant et dans le modem-router de l’abonné pour le sens descendant. Le PPP ajoute un petit en-tête, seulement 2 octets, au paquet IP, tandis que l’AAL5 ajoute 8 octets comme en-queue pour un total de 10 octets. Avec l’AAL5 l’encapsulation multi protocole est souvent de type à multiplexage implicite, basé sur les VC ATM («VC-based Mux») : le trafic de chaque protocole (et un protocole seulement) est transporté dans un Circuit (ou connexion) Virtuel ATM séparé, ce qui n’ajoute ni en-tête ni en-queue additionnels.

L’ATM utilise des Circuit Virtuels Permanents (PVC ou «Permanent Virtual Circuit»), identifiés par le couple VPI, VCI, les indicateurs d’acheminement. VPI indique un conduit virtuel (VP ou «Virtual Path») et VCI indique un canal virtuel (VC ou «Virtual Channel») pour un certain type de trafic. Typiquement le trafic de type Internet est indiqué par VPI = 8 et VCI = 35 à niveau du modem-router/livebox de l’abonné. D’autres valeurs sont utilisés pour les couples (VPI,VCI) associés au trafic ToIP, TV live, VOD, TV zapping etc. Toutes ces valeurs pourront être changées à chaque brasseurs/switch.

Si le lien de collecte est en Ethernet c’est le DSLAM qui se charge de la conversion de PPPoA à PPPoE («PPP over Ethernet over ATM») si le modem-router est configuré en PPPoA; mais le modem-router de l’abonné peut aussi se charger de cette conversion, si configuré en PPPoE. En ces deux cas il, y aura des couches intermédiaires additionnelles, et le rapport entre débit IP et débit ATM sera légèrement inférieur. Le trafic ATM dans le sens remontant s’arrêtera au DSLAM et les données continueront le trajet comme trafic Ethernet vers le BAS. Le DSLAM sera de type Gigabit Ethernet en ce cas.

L’architecture de la partie du réseau télécom qui s’étend de l’abonné au DSLAM jusqu’au cœur de réseau, à l’origine basée entièrement sur l’ATM, est en évolution (surtout la partie DSLAM - cœur du réseau, sur la branche indiquée par «2» dans la Figure 2 qui décrit BAS et réseau). On observe l’abandon progressif de l’ATM et une migration vers un «full-IP» s’appuyant sur un réseau Ethernet, voire Gigabit Ethernet, technologie qui n’existait pas dans les années 1990.

droitePetite digression: le mode VDSL2 n’utilise pas l’ATM mais le PTM, c'est-à-dire la transmission en mode paquet (Packet Transmission Mode); il ne faudra pas s’attendre des anomalies de type HEC en VDSL2 et le compteur HEC restera toujours à zéro. D’autres anomalies sont utilisées en ce cas.

Plus d’info sur l’ATM ici.


10) Variation journalière de la marge

Nous savons maintenant que la marge au bruit donne une indication globale du degré d’immunité du système à l’augmentation du bruit ressenti par la ligne ADSL.

En même temps la variation de la marge donne aussi une indication indirecte de la variation du bruit ressenti par le système.

Il est donc tout à fait normal de détecter des variations de la marge dans le temps. C’est aussi pour cette raison qu’il ne faut pas, en cas de problèmes,  se limiter à examiner une seule valeur de la marge prise à un certain instant; il faut préférer un monitorage temporel régulier, si possible par un logiciel d’acquisition, avec une périodicité d’échantillonnage de l’ordre de 30 secondes, voire plus fréquente.

Une situation assez typique est visible dans la Figure 3 où l’on voit le cycle jour-nuit de la marge descendante ressentie par une Livebox (avec mes remerciements à Ghizmo38 pour l’image).

http://nsm08.casimages.com/img/2015/08/11//1508110513499853313501083.jpg

Fig. 3: Cycle jour-nuit de la marge descendante

On peut noter que la marge chute plutôt lentement (grâce aussi au bit-swapping) à partir du crépuscule pour remonter le matin et se stabiliser dans la journée. A noter que, dans le cas de la Figure 3, la marge est déjà plutôt faible durant la journée (4 - 4,5 dB).

Ce comportement de la marge n’a pas d’influence sur le débit de synchro déjà établi et on ne devrait ressentir aucun effet sur le débit de bout en bout (pourvu que le niveau de protection INP soit suffisant). En ce cas l’abonné peut choisir de suivre le conseil donné par Ghizmo38 ici et «… il arrête de regarder la marge et il va regarder la télé  … smile».

Par contre, en cas de désynchronisation ou autre défaillance, il faut faire appel au 3900 comme indiqué aussi par Huissier ici et .

Ce cycle jour-nuit est en relation avec la variation de la composition des couches ionosphériques qui influence la propagation des émissions RF, surtout les ondes d’espace («sky waves»), dans la plage de fréquence des ondes moyennes (de 500 kHz à 1600 kHz), qui se trouve dans la plage de fonctionnement de l’ADSL.

A partir du crépuscule la propagation par réfraction ionosphérique s’améliore, grâce à la graduelle disparition nocturne de la région ionosphérique «D» située dans la partie basse de l’ionosphère (60 à 90 km en hauteur depuis la surface terrestre). Il s’agit d’une couche étendue, ionisée par la radiation solaire et cosmique, qui le jour provoque une forte atténuation des signaux radio à basse fréquence et les absorbe. La nuit, en absence de radiation solaire, le niveau d’ionisation diminue et cette région D disparait presque complètement; ce qui fait que les ondes radio à basse fréquence peuvent se propager plus loin grâce à la réfraction sur les autres couches supérieures, notamment la région E (de Heaviside) - qui s’affaiblit aussi au coucher du soleil - et la région F (d’Appleton). Par conséquent, au cours de la nuit les ondes radio provenant des stations radio distantes, qui avec le soleil du jour seraient hors-portée, arrivent à être captées par une ligne ADSL hors-norme qui se comporterait comme une antenne.

On peut déceler ces émissions radio perturbatrices, qui pénètrent dans la ligne ADSL, dans la courbe SNR-par-porteuse de la Figure 1: on les voit comme de pics inversés, donc à bande étroite, où le SNR tombe et remonte rapidement. A partir de la fréquence du minimum on peut déduire l’émetteur qui en est responsable (pour les sceptiques qui auraient encore des doutes, voilà donc une autre preuve que le SNR_i de chaque porteuse «i» est bel et bien mesuré en temps réel par le chipset du modem; et en plus de façon si efficace qu’on y détecte, la nuit, les radios à ondes moyennes d’Europe et aussi de plus loin !).

Par exemple dans la Figure 1 on voit les pics inversés aux porteuses 330 (1423,125 kHz) et 334 (1440,375 kHz), qui pourraient correspondre à des stations radio de fréquence 1422 kHz et 1440 kHz, l’espacement en Europe entre fréquences pour les émetteurs en ondes moyennes étant de 9 kHz.

Au lecteur le plaisir de découvrir, le soir, de quelles stations il s’agit.




Notre voyage dans le monde de l’ADSL se termine ici; et, avouons-le, on en sait un peu plus maintenant.

Merci à tous pour m’avoir lu ainsi que pour Votre patience.

Dernière modification par sambapati (12-12-2018 19:44:25)

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