Da ADSL a VDSL: la distanza conta!

La distanza, limite intrinseco delle modulazioni tramissive su rame, è da sempre l’incubo di qualunque nerd che si rispetti. Da essa, e da altri fattori, possono dipendere le sorti della nostra linea ADSL/VDSL…e dellospeedtest da esibire in firma come trofeo!
Non tutti sono così fortunati da poter vedere il proprio ARL affacciandosi dalla finestra di casa. E per molti clienti che vivono lontano non soltanto dalla centrale telefonica, ma anche e soprattutto dall’armadio di attestazione, il passaggio da ADSL(2+) a VDSL2 non necessariamente apporta il boost di prestazioni atteso.

Alcuni si trovano così distanti dagli apparati di accesso, da rischiare una linea al limite dell’esercibilità. In fase di valutazione del passaggio alla nuova tecnologia non è raro che si chiedano se davvero ne valga la pena. “Otterrò un minimo percettibile miglioramento?” “O rischio di andare peggio di prima?” “E…se poi me ne pento?”. Molti Tecnici On Field (cd. pandisti o pandamen!) trovandosi nella situazione di attivare su linee estremamente lunghe, sono i primi a porsi il dubbio.

Prendendo spunto da una domanda posta sul forum di HWUpgrade, ragioniamo assieme sulla convenienza o meno nel passaggio a fornitura VDSL2 FTTC di TIM per un cliente che dista ipoteticamente 2000 metri dal proprio ARL.

Doverosa premessa: tra la modulazione ADSL2+ e la modulazione VDSL2 non c’è alcuna differenza “di principio”, si basano sugli stessi concetti e sullo stesso funzionamento. Il tipo di modulazione DMT è lo stesso, ogni portante viene modulata con costellazioni QAM di densità eguale all’ADSL2+ ed ogni portante ha anche la stessa spaziatura in frequenza dell’ADSL (ad esclusione del profilo 30a). Il duplexing è sempre FDD anche se le bande UpStrem e DownStream vengono alternate (notare che la prima banda DS parte sempre dai 138 kHz, quindi al massimo a distanze considerevoli come quella ipotizzata potrebbe risentirne soltanto l’US poiché col profilo 17a non viene utilizzata la banda US0, discorso diverso con l’8b), in definitiva il principio di funzionamento è appunto il medesimo.

Chiarendo anche che ad una distanza di 2000 m lo spettro di frequenze utilizzate dalla VDSL2 è analogo a quello della ADSL2+, essendo le frequenze sopra i 2 MHz troppo attenuate e quindi con SNRm troppo basso per permettere l’allocazione di ulteriori bit, il passaggio da ADSL2+ a VDSL2 per questi clienti equivale in linea generale ad un mero avvicinamento dell’apparato di accesso alla propria abitazione.

D’altra parte…se l’ARL dista 2000 m, figuriamoci quanti chilometri possa distare la centrale di attestazione!

In tutto ciò ci sono alcune migliorie potenziali che il passaggio a VDSL2 apporta, come ad esempio il protocollo G.INP utilizzato da TIM. Rimandando gli approfondimenti alla pagina specifica, qui ricordiamo che il suo utilizzo può garantire “robustezza” di linea, grazie alla maggiore (e migliore) capacità di correzione dell’errore e comporta una diminuzione dell’overhead del codice reed-solomon (FEC), vantaggio significativo. E l’incapsulamento differente (PTM nativo) comporta un overhead di circa il 4% inferiore.

A questo punto proviamo ad immaginare qualche interrogativo da parte dei lettori più smaliziati…cui proviamo a rispondere:

1. Se alla distanza ipotizzata sono disponibili soltanto le frequenze fino a 2 MHz, al pari della ADSL2+, la presenza del DPBO (non presente in ADSL), che quelle frequenze rischia di “bruciare”, non comporta danni evitabili?
   Teniamo ben presente che con un ARL a 2000 m la centrale potrebbe essere ipoteticamente a non meno di 4 km: se è vero che in VDSL2 lo spettro utilizzabile arriva fino a 2 MHz (sempre semplificando per comodità di ragionamento, ogni linea è spesso un caso a sé), è altrettanto vero che la modulazione ADSL su quelle distanze perde numerose frequenza, arrivando probabilmente a non superare 1 MHz. Da questo punto di vista modulare in VDSL da armadio significa un incredibile incremento delle potenzialità della linea. In merito al DPBO, chiariamo che non “brucia” quelle frequenze, bensì sposta le maschere di picco della PSD (Power Spectral Density) allo stesso valore delle ADSL provenienti da centrale, quindi “attenua” un minimo quelle frequenze, ma non più di quanto non siano già in ADSL. Le virgolette sono d’uopo, poiché non è del tutto corretto affermare in modo categorico che il DPBO attenua le frequenze fino ai 2,2 MHz: nella definizione non si tiene conto di un parametro importante, cioè il DPBOMUS. Che a differenza dell’ESEL e dei parametri A B e C caratteristici del cavo (che abbiamo visto nella pagina dedicata al DPBO), non fa parte della formula con cui si calcola appunto il DPBO su ogni utenza, ma regola proprio il range di frequenze su cui il DPBO viene applicato (o per meglio dire, stabilisce fino a che frequenza il DPBO debba essere attivo). In pratica per distanze centrale-armadio sopra la media il segnale ADSL2+ arriva all’armadio già così attenuato che probabilmente anche a frequenze inferiori ai 2,2 MHz non può più allocare bit (dipende anche dal rumore), ed è inutile proteggerlo. Il DPBOMUS è un valore di livello di PSD che viene calcolato, da parte dei progettisti di rete, come il minimo livello di PSD ADSL2+ per cui abbia senso proteggere. Quando la PSD ADSL2+ (calcolata) scende sotto tale livello il DPBO smette di essere applicato e dunque alcune frequenze più basse di 2,2 MHz vengono riattivate a piena potenza. Dunque per distanze molto lunghe (e medio-lunghe) il DPBO può finire prima dei 2,2 MHz, e su una linea così lunga come quella che abbiamo ipotizzato fin ora, è quasi certo che le frequenze da 1000 a 2200 kHz non vengano “limitate”.
2. Visto che già la banda US0 non viene utilizzata, la presenza di UPBO non dovrebbe incidere pesantemente sull'Upstream?
   Ni…nel senso che in questo caso l’US sarà pregiudicato dalla mancanza delle frequenze dai 25 ai 138 kHz (US0), ma non dal UPBO, poiché esso porta la PSD delle bande in US al pari della linea più lontana dal cabinet, e dunque la nostra linea da 2000 m sarebbe o penalizzata pochissimo (se ci sono altre utenze ancora più distanti) o addirittura non penalizzata affatto (se è la più distante). Nella nostra fattispecie la mancanza di US0 e l’estrema attenuazione di US1 potrebbero pregiudicare il bitrate in Upstream più di quanto l’enorme distanza pregiudichi il bitrate in Downstream.
3. Se l'ADSL2+ può arrivare ad una densità di potenza pari a 20,4dBm, e la VDSL2 solo a 14,5dBm, questo non indica che l'ADSL2+ è più adatto alle lunghe distanze?
   Il ragionamento apparentemente lineare secondo cui “con più potenza riesco ad arrivare più lontano” nel nostro caso non funziona. O meglio sarebbe vero a parità di rumore. E’ vero che prima partivo a 20.5dBm ed ora a 14.5dBm, ma è altrettanto vero che da centrale (in ADSL) vengono modulati anche tanti altri segnali a 20.5dBm, come è vero che da cabinet (in VDSL) vengono modulati tutti gli altri a 14.5dBm. Poiché in questi sistemi il rumore dipende dalla diafonia dei clienti 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. Una volta che si riesce a sopraffare il rumore termico del cavo e del ricevitore, salire con la potenza non serve a niente, perché di pari passo si sale con la diafonia.
4. Se una linea in ADSL a 6dB di SNRm è instabile, e quindi gli è stato caricato un profilo a 12dB, come dobbiamo pensare dei profili VDSL, che hanno target a 6dB? la linea diventerà più veloce ma instabile?
   Non è detto. In primis ricordiamo che con il G.INP la linea è più “robusta”, complice il miglior coding gane, ciò tra le altre cose significa avere lo stesso BER (tasso di errore) anche con un SNR minore. In secundis non dimentichiamo che prima era una linea lunga 4 Km, ora “soltanto” 2 Km, poiché è esclusa tutta la tratta primaria. E ribadiamo nuovamente che ogni linea è quasi sempre un caso a sé…

In definitiva possiamo affermare che il passaggio da ADSL2+ a VDSL2 in FTTC è nella quasi totalità dei casi ed al netto di criticità specifiche un guadagno per il cliente, anche a distanze notevoli come nel nostro esempio.
Se fossimo il cliente in questione, noi non avremmo dubbi sulla migrazione a VDSL!