ALCOMA ALxxF MP300 Nový člen rodiny minipojítek ALCOMA přednáší: Pavel Tůma ISO 9001:2009 certified Made in Czech Republic

Vychází z modelové řady MP600 Patentovaná technologie synchronizace za pomoci pilotních signálů se vzorky symbolového taktu Predistorze signálu před zesílením koncovým stupněm umožnuje využívat maximální výkon i při vysoké modulaci Hitless adaptivní modulace ACM s parametry 100 dB/s ALCOMA ALxxF MP300

Koncept MP300 Připojení malých segmentů sítě Poslední míle pro B2B zákazníky v licencovaných a volných pásmech Full Outdoor provedení Interface 1x 1000BASE-T MTU 2048 byte Pro všechna nabízená pásma 4 – 24 GHz Uživatelská kapacita až 460 Mbit/s Volitelná šíře pásma 3,5 - 112 MHz Volitelná modulace až 1024 QAM Hitless adaptivní modulace ACM, ATPC latence do 15 μs ALCOMA ALxxF MP300

Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA ALCOMA a.s. | Vinšova 11 | 106 00 Praha 10 přednáší: Josef Bartl Dobrý den, jmenuji se Josef Bartl a pracuji ve vývojovém oddělení firmy ALCOMA. A naznačím přibližnou funkci některých klíčových části našich pojítek. ISO 9001:2009 certified Made in Czech Republic

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA A k čemu že je to dobré? Hitless ACM LDPC FDD QAM Equalizer DPD Interleaver ATPC Z obchodních letáčků se na Vás jistě odevšad valí nejrůznější odborné pojmy. Proto se Vám je pokusím během následující přednášky přiblížit a vyjasnit jak pomáhají zlepšit vlastnosti našich pojítek. Derotator RS FEC RTPC Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA Odborná přednáška NE ! Bylo mi sice řečeno, že se nemá jednat o odbornou přednášku. Já však pracuji ve vývojovém oddělení a tak bych to rád pojal spíše tak, aby jste zítra byli schopni si takové pojítko postavit sami………………Tedy snad alespoň někteří z Vás…………..Pro ty ostatní mám připravené v předposledním slidu nějaké další varianty. Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA ODU ALCOMA Diplexer TX/RX Mikrovlnný blok Modem QAM Multiplexer dat Linkové rozhraní Switch Dohledový CPU Napájecí blok Vlastnosti našich pojítek o kterých bych chtěl dnes mluvit se skrývají v částech označených MODEM QAM a Mikrovlnný blok s příslušnou podporou v dohledovém procesoru a pomáhají zlepšit přijímací parametry pojítka. Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA MODEM QAM Data --> Mezifrekvenční spektrum --> Mikrovlnné spektrum Plné digitální zpracování signálu v obvodu FPGA Připojení pomocí AD a DA převodníků k analogovým a mikrovlnným obvodům Modulace signálu 4QAM – 1024QAM Šířka spektra signálu QAM kterou modem dokáže zpracovat 3.5 – 112MHz Kvalitativně modem není částí našich pojítek, která limituje jejich celkové vlastnosti Co číhá na matematicky přesný signál QAM v reálném analogovém světě? Nelineární zkreslení (Převážně koncový stupeň vysílače) Lineární zkreslení (Číhá všude, celý přenosový řetězec zejména analogové filtry) Proměnný útlum prostředí (Déšť, mlha, vlhkost vzduchu) Fázový šum (Vzniká limitací tepelného šumu oscilátorů při směšování) Šum (Vzniká převážně zesílením šumů vstupních zesilovacích obvodů) Rušení (Z okolního prostředí) Matematicky přesně zpracovaný signál se předá do DA převodníku a tam začíná jeho strasti plná cesta Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

FDD (Frequency Division Duplex) Způsob realizace obousměrné komunikace, kdy se oba datové toky přenášejí najednou Datové toky jsou odděleny rozdílným umístěním v kmitočtovém spektru Signálové oddělení odvodů RX a TX zajištuje diplexer (frekvenční filtr s velkým oddělením) Nenavyšuje latenci dat, neboť data se vysílají v reálném čase a není třeba je ukládat. Nutná dokonalá izolace obou signálových obvodů. Diplexer, polarizační oddělení Signál se ve skutečnosti pohybuje zcela spojitě a naznačenými symboly pouze prolétne. Ztráty přepínáním a navazováním synchronizace Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA QAM (Quadrature amplitude modulation) Reálný konstelační diagram ALCOMA Ze systémového rozhraní modemu Zobrazení také v programu ASD 1024QAM min. odstup s/š 38dB ! 1 symbol = log2 (QAM) datových bitů 8/4 QAM ~ 3/2 16/8 QAM ~ 4/3 32/16 QAM ~ 5/4 64/32 QAM ~ 6/5 128/64 QAM ~ 7/6 256/128 QAM ~ 8/7 512/256 QAM ~ 9/8 1024/512 QAM ~ 10/9 2048/1024 QAM ~ 11/10 4096/2048 QAM ~ 12/11 Citlivost přijímače V každém okamžiku se přenáší vždy jen jeden symbol z nař. 16-ti a ten představuje určitou skupinku dat Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA QAM (Quadrature amplitude modulation) Příklad reálné trajektorie signálu 16QAM Signál symboly pouze prochází, nezdržuje se. Celý konstelační diagram resp. signálový vektor se otáčí dle frekvence nosné vlny Počet bitů přenesených symbolem log2 (16) = 4 Spojité procházení symboly Signál se ve skutečnosti pohybuje zcela spojitě a naznačenými symboly pouze prolétne. Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA DPD (Digital Pre-Distortion) Odstraňuje nelineární zkreslení pocházející převážně z koncového stupně vysílače Bez DPD Chyba naznačená na obrázku je cca 10 krát přehnána pro názornost. Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

DPD (Digital Pre-Distortion) Zlepšuje citlivost přijímače tím, že linearizuje všechny body konstelačního diagramu Přizpůsobuje se aktuálním poměrům na koncovém stupni vysílače (pracovní bod, teplota) Příznivě ovlivňuje masku vysílacího spektra Umožnuje plné využití koncového stupně vysílače Vstup koncového stupně Chyba naznačená na obrázku je cca 10 krát přehnána pro názornost. Výstup koncového stupně Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Hybrid decision directed equalizer Odstraňuje lineární zkreslení pocházející z celého přenosového řetězce včetně prostředí Amplitudové a fázové zkreslení má dopad na přesnost průchodu symbolem. Signál neprochází přesně středem symbolů Lineární zkreslení lze přirovnat k ozvěně v prázdné místnosti. Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Hybrid decision directed equalizer Zlepšuje citlivost přijímače Umožnuje provoz až 1024QAM Pro pojítka typu point to point není vícecestné šíření typický problém přesto Je vícecestné šíření signálu částečně potlačováno Signál zkorigován tak aby opět procházel symboly Equalizer se plně přizpůsobuje každé změně signálových parametrů Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA ACM (Hitless Adaptive Coding and Modulation) Dokáže dočasně snížit přenosovou rychlost během zhoršeného příjmu (Déšť apod.) Změna rychlosti je realizována přepnutím QAM Nedochází tím chybovosti. Lze nastavit spodní hranici Přepínání QAM se rozhoduje podle kvality příjmu jednotlivých symbolů S klesajícím stupněm modulace QAM se jednotlivé symboly dostávají dále od sebe a tím vzrůst citlivost. 11101 1110 Jeden symbol přenáší 5 bitů pro 32QAM -> vyšší přenosová rychlost, nižší citlivost Jeden symbol přenáší 4 bity pro 16QAM -> nižší přenosová rychlost, vyšší citlivost Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA LDPC (Low density parity check) Lineární zabezpečovací kód pro silně šumem zatížené přenosové kanály Kód LDPC je použit pro zabezpečení datovém kanálu interní komunikace modemů Je aplikován tak, že bezpečně funguje ještě v situaci, kdy již nelze přenášet uživatelská data Zprostředkovává potřebnou řídící komunikaci pro ACM Přenáší konvergenční koeficienty pro DPD Umožnuje přenos dalších dat pro řídící činnost modemu a pojítka Signál se ve skutečnosti pohybuje zcela spojitě a naznačenými symboly pouze prolétne. Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Derotator Fázový šum způsobuje náhodné pootáčení diagramu Digitální část modemu, která zajišťuje přesné sledování fáze konstelačního diagramu Slouží k zajištění synchronizace a odstranění fázového šumu. Účinnost synchronizace je mnohem vyšší než práh citlivosti pro danou modulaci QAM Fázový šum způsobuje náhodné pootáčení diagramu Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA Derotator Derotator je řízený pilotními tóny, které jsou efektivně umístěné v modulačním spektru Pilotní tóny se účastní i na dalších klíčových synchronizačních procesech v modemu Tento způsob synchronizace modemu dosahuje vysoké přesnosti Pilotní tóny Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

RS FEC (Reed-Solomon Forward Error Correction) Blokový zabezpečovací kód pro odstranění zbytkové chybovosti uživatelských dat Přesto, že je letos tomuto kódu již 55let má stále ještě vysoký poměr výkon/cena Pro každou přenosovou rychlost modemu byl vybrán optimální zabezpečovací poměr Proti impulzovému rozložení šumu lze bojovat nejefektivněji právě opravnými kódy Při šumové špičce dojde k špatné interpretaci symbolu - chybovosti Před extrémními šumovými špičkami není kam systémově ustupovat Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Convolutional Interleaver Výkon blokového zabezpečovacího kódu klesá při shlukování chyb Deinterleaver rozprostírá data v čase tak, aby rozbil shluky chyb na menší - opravitelné Interleaver je pak nezbytně opačný proces na straně vysílače Navýšení latence dat lze přirovnat k době zpracování paketu 2048b. (store & forward) Shluk chyb -> NELZE opravit v RS FEC Data z přijímače Deinterleaver jednotlivé chyby -> LZE snadno opravit v RS FEC Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA PŘENÁŠENÍ DAT - MOŽNÉ ALTERNATIVY POJÍTKEM ALCOMA V TAŠCE 32G A zde jsou ony slíbené možnosti pro ty, jenž si po dnešku netroufnou postavit doma vlastní pojítko. Alcoma | Moderní zpracování signálu ve spojích ALCOMA

Děkuji za Vaši pozornost. Josef Bartl josef.bartl@alcoma.cz Děkuji Vám za pozornost a budu se těšit naschledanou. ISO 9001:2009 certified Made in Czech Republic