Modulação DMT

DMT (Discrete Multi-Tone)

Modulação DMT consiste em dividir a banda usada em varias sub-bandas, cada uma delas com uma portadora diferente, ou seja, diversas portadoras (multi-tons).

Neste tipo de modulação a banda de frequência de 0 a cerca de 1.1 MHz é segmentada a cada 250μs em 256 canais (um por vez). Cada canal, também referidos como tons, possuem 4kHz de largura e espaçamento das portadoras de cada canal em 4.3125kHz. Na prática só podem ser utilizados 250 canais (onde 2 são usados para fazer o sincronismo, sobrando 248 úteis), pois os primeiros 6 (0-5) não são utilizados para garantir a compatibilidade com os sistemas telefónicos analógico (POTS) e digital (RDIS), em adição a isto, os canais de 250 a 256 sofrem muita perda e muitas vezes não são usados para o transporte de informação. O canal 64 (a 276kHz) é utilizado como tom piloto e contém sempre o mesmo valor, e o canal 255 é para a frequência de Nyquist e não pode ser utilizado para enviar dados.

Cada um dos canais é modulado com QAM, em que o número de bits por símbolo pode variar entre 2 e 15, também dependendo das condições de cada canal. É necessário frisar que os canais podem ter diferentes níveis n-QAM, o que é uma mais-valia em relação à modulação CAP. Todos os canais são constantemente monitorados para avaliar o desempenho da transmissão, pois dependendo das condições de operação a taxa de cada canal individual ou de grupos de canais pode variar (variação da dimensão da costelação de bits). Como é de esperar, quanto maior for a relação sinal-ruído maior é a dimensão da constelação considerada. Os sub-canais nº 2 e 3 são os que apresentam o maior qualidade e por isso é-lhes atribuído o valor da capacidade mais elevado, ou seja 5 bit/símbolo, o que corresponde ao 32-QAM. O sub-canal nº 5 como apresenta uma relação sinal-ruído muito baixa não é usado, enquanto os restantes canais são caracterizados por uma capacidade de 4 bit/s, requerendo, por isso, a utilização de 16-QAM.

A Figura a seguir apresenta um esquema simplificado de um modulador DMT considerando a presença de n sub-portadoras. A sequência digital entra num conversor série-paralelo, sendo por este convertida em tramas formadas por M bits. Os bits da trama são agrupados em n sub-blocos {B1,B2, .... Bn}, sendo a dimensão de cada sub-bloco determinada pela dimensão da constelação corresponde ao sub-canal associado a esse sub-bloco. Esses bits são ainda reordenados e por isso para além do conversor série-paralelo terá de existir uma memória-tampão adicional.

A Figura a seguir apresenta ganhos comumente encontrados em pares de cobre. Normalmente, existe uma atenuação maior nas altas freqüências, onde o efeito da distância predomina. Nas baixas freqüências surgem ruídos e o efeito de diafonia. Em qualquer um dos casos, os equipamentos DMT podem medir as condições de transmissão (atenuação, ruído, diafonia etc) em cada canal e ajustar a sua taxa de bits. Em alguns casos, onde existam condições totalmente desfavoráveis (como a interferência causada por uma rádio ou grande atenuação causada por um bridge tap - pontos do par de cobre onde um segundo par não terminado é conectado), os equipamentos DMT podem até desligar algum canal, conforme apresentado na figura.

A modulação DMT tem duas vertentes: FDM e com cancelamento de eco. Na primeira, o espectro de upstream não se intersecta com o de downstream . No DMT com cancelamento de eco, 1º canal downstream é na mesma frequência do 1º canal de upstream (25.875KHz).

Caso seja utilizada tecnologia de cancelamento de eco, seriam utilizados 248 canais, onde os canais 7-31 são utilizados tanto para upstream como para downstream. A tecnologia de cancelamento de eco tem um princípio de funcionamento bastante simples, bastando subtrair o sinal enviado ao sinal recebido para obter os dados de downstream. Na prática, no entanto, a implementação não é tão simples devido à constante variação das condições da linha (interferências, reflexões na linha, efeitos de crosstalk).

O DMT define duas classes de tráfego: fast e interleaved. O modo fast oferece baixa latência e é adequado para aplicações em tempo real, enquanto que o modo interleaved oferece um fluxo de dados com correção de erro via a codificação Reed-Solomon. O esquema DMT implementa a transmissão de dados STM (Synchronous Transfer Mode) e ATM (Asynchronous Transfer Mode). O esquema STM foi o único modo de operação definido inicialmente nas especificações do DMT. Desde então, a opção de ATM baseado em células tem se tornado a opção mais usada para encapsulamento. O STM define um conjunto de canais de entrega de baixa e alta velocidade, conforme apresentado na Figura 8. Os canais simplex de alta velocidade entregam tráfego do núcleo de rede para o ATU-C e são formados por AS0 (n0´32 kbps), AS1 (n1´32 kbps), AS2 (n2´32kbps) e AS3 (n3´32 kbps). Enquanto que os canais duplex de baixa velocidade são formados por LS0 (16 kbps ou m0´32 kbps), LS1 (m1´32 kbps) e LS2 (m2´32 kbps). Um canal NTR (Network Timing Reference) responsável por transporte de informações de clock na rede. Neste esquema, somente os canais AS0 e LS0 são obrigatórios.

Já no modo ATM, um stream de células ATM (Tx_ATM0) é entregue como sendo um AS0. Opcionalmente, um segundo stream de células ATM (Tx_ATM1) será mapeado em um AS1. Na direção reversa, somente canais de baixa velocidade (Rx_ATM0 e Rx_ATM1 mapeados como LS0 e LS1) são suportados.

A modulação DMT foi padronizada pela American National Standards Institute (ANSI), em 1995, e denominado por T1.413.

FONTES EXTERNAS

• http://www.img.lx.it.pt/~mpq/st04/ano2002_03/trabalhos_pesquisa/T_2/
• http://www.ipg.pt/user/~sduarte/rc/Trabalhos2005/ADSL/Redes/especificacao3.htm
• [Nu92] M. S. Nunes e A.J. Casaca, Redes Digitais com Integração de Serviços, Editorial Presença, 1992.
• http://www.nead.unama.br/bibliotecavirtual/monografias/adsl.pdf