Qualité TV et paramètre INP (Impulse Noise Protection) des DSLAM
Je viens (enfin, il n'est jamais trop tard) de comprendre pourquoi Orange ne proposait au début de l'IPtv de la TV uniquement sur ADSL et pas sur de l'ADSL 2+
C'est un commentaire d'un abonné passé d'un DSLAM Free v1 (ADSL) à v2 (ADSL 2+) qui ma mis la puce a l'oreille : "
ma gentille ligne Freebox à la maison me fait 30CRC par heure et des milliers de FEC depuis mon passage en 2+ à 15MBit/s, bizarrement à 7Mbit/s plus aucun problème juste des tonnes de FEC."
Quelle est la différence fondamentale entre CRC et FEC ?CRC (commun à l'interleave et au fastpath) = Cyclic Redundancy Check : Un contrôle de redondance cyclique ou CRC est un outil permettant de détecter les erreurs de transmission par ajout de redondance (Interpolation polynomiale de degré 16) La redondance ajoutée est obtenue par un type de hachage sur l'ensemble des données. Les CRC sont calculés avant et après la transmission ou duplication, puis comparés pour s'assurer que ce sont les mêmes. Les calculs de CRC les plus utilisés sont construits de manière à ce que les erreurs de certains types, comme celles dues aux interférences dans les transmissions, soient toujours détectées. CRC est un mécanisme basé sur un algorithme mathématique permettant de détecter les erreurs sur les données (trame ou cellule). Le récepteur d’un bloc d’information détecte les erreurs de transmission en calculant le reste de la division de ce bloc par une constante et le compare à ce même reste mis dans le champ CRC du bloc d’information.Plus d'infos sur Wikipedia :
https://en.wikipedia.org/wiki/Cyclic_redundancy_checkHEC = méthode de détection d'erreur d'entête IP, la valeur indiquée donne le nombre de paquets perdus dans l'entête IP (commun à l'interleave et au fastpath). HEC = 5ème octet de l’en-tête ATM qui contient les informations nécessaires à la sous-couche transmission convergence de la couche physique ATM pour détecter les erreurs de l’entête de la cellule ATM. Si une erreur est détectée, la cellule est abandonnée avant sa transmission à la couche ATM.
FEC = Forward error correction, Technique de correction d’erreurs où il n’y a pas retransmission de données et donc où le destinataire est responsable de la correction des erreurs présentes dans le paquet. La FEC s’appuie sur la séquence de nombres contenue dans le champ données du protocole ATM AAL (ATM adaptation layer) 1 pour détecter la perte de cellules et éviter la transmission inutile de cellules appartenant aux paquets erronés. La technique FEC permet également à plusieurs appareils ATM de partager le même circuit virtuel pour la transmission audio et vidéo en temps réel avec un minimum d’overhead (approximativement 3%) et faible baisse des performances. L'èmetteur ajoute de la redondance afin de permettre au destinataire de détecter et de corriger une partie des erreurs. Cela permet d'éviter la retransmission, et donc de faire des économies de bande, voire d'assurer la transmission dans certaines situations où il n'y a pas de voie de retour. Plus d'infos sur Wikipedia :
https://en.wikipedia.org/wiki/Forward_Error_CorrectionDonc les CRC et HEC indiquent une erreur sans possibilité de correction ( => macro bloc à l'écran de la TV)
Les FEC permettent de corriger les erreurs (pas toutes malheureusement d'où la présence de CRC et HEC)
Ces erreurs de CRC et HEC sont du à des bruits impulsionels. INP (Impulse Noise Protection) est un indice de protection qui se paramètre sur les DSLAM pour protéger le signal ADSL aux bruits impulsionnel. En gros INP configure les paramètres de l'interleave pour proteger les symboles ADSL. L'interleave ne peut donc être à 0ms si on active l'INP mais un interleave de standard de 8ms permet déja de mettre en place une bonne protection. L'interleave luit joue directement sur la latence (explication de l'interleave sur Wikipedia :
https://en.wikipedia.org/wiki/Interleaving). Un interleave de 8ms engendre un ping (aller + retour) supérieur de 16ms. C'est ce paramètre qui est à 0 dans le mode FastPath de Free qui permet un ping de 6ms en ADSL (cf signature de
Kami78)
Voici le graphe du RTT d'une FreeBox en FastPath :
(on remarque quelques pertes de paquets)
Pour revenir à l'INP, cet indice définie une durée de protection des symboles ADSL :
INP = 0,5 => protection de 125 µs
INP = 1 => protection de 250 µs
INP = 1,5 => protection de 375 µs
INP = 2 => protection de 500 µs
INP = 3 => protection de 750 µs
INP = 4 => protection de 1ms
INP = 5 => protection de 1,25 ms
INP = 6 => protection de 1,5 ms
INP = 7 => protection de 1,75 ms
INP = 8 => protection de 2 msIl y a eu 3 révision de la norme ADSL2 / ADSL2+ et a chaque fois ils ont rajoutés des extensions avec des buffers plus importants. Au début ils pensaient qu'INP=1 suffirait. L'INP est principalement utilisé pour les applications TV sur IP qui est ultra-sensible aux pertes de paquets. En pratique une perte de paquet a de forte chance de se traduire par un macro-bloc à l'écran.... toutefois il est impossible de ne protéger que les flux IP-TV et on protège tout ou rien
Il y a des contributions de France Telecom et british telecom à l'ITU qui montrent qu'il faut mettre au minimum 4 voir 8 pour une protection correcte contre les bruits impulsionnel. Un ascenseur par exemple génère des erreurs CRC avec un INP de 4. Il faut impérativement pour ces lignes un INP à 8 pour ne pas perdre des paquet a chaque appel de l'ascenseur.
La protection étant en seconde, plus le débit est important, plus chipset dans le dslam doit avoir un buffer élevé (extensions de la norme ADSL 2+).
Certains DSLAM se sont arrêtés à la première norme ADSL2+, sans les extensions. Sur ces DSLAM la taille des buffers est petite et donc on est limité dans la durée de protection. Plus le débit est important plus la durée de protection INP se réduit. Certains DSLAM ne peuvent pas adapter la durée de la protection INP en fonction du débit de synchro et il faut forcer la valeur de l'INP. Mettre un INP à 2 sur ces DSLAM ADSL2+ de première génération impose un débit de sychro 7.5 MBit/s maximum (source ITU TIES). En pratique le débit ATM ne peut monter à plus de 7.5 Mb/s même si on est à 10 mètres du DSLAM.
What is Impulse Noise Protection?
Impulse Noise is random intermittent interference on a line typically caused by mechanical effects, for example machinery, electrical storm activity etc. Inpulse Noise Protection (INP) is a system within G.992.5 which is intended to reduce the effects of Impulse Noise on data. It uses a Reed Solomon Coding method to apply Forward Error Correction (FEC). Put more simply, by adding a 'polynomial checksums' to the transmitted data, errors can be corrected automatically by the receiving device. This method of FEC is already widely used for CDs and DVDs as it can recover data which has been lost (for example a scratched CD).
Most ISPs in the UK use an INP setting of 0, 0.5 or 1 (FEC codewords per symbols). ITU-T standard G.992.5 (ADSL2+) limits the maximum achievable bitrate with INP=2 and maximum permitted delay of 16ms (latency) to 7.5 Mb/s. These values are all directly proportional. Newer DSLAMs use (for example) a Broadcom chipset which implements a newer optional (i.e. non-mandatory) extension to G.992.5 allowing the ISP to reduce the number of DMT symbols (mux frames) per RS FEC codeword (down as far as 1/16) and increase the interleaving (interleaving depth values can be set from 64-511).
When this extension is implemented, the INP value can be increased so the gross bitrate (measured before overhead) can be increased. In lay terms, this leads to an increased connection speed reported by your CPE (modem) using the higher INP setting.
In order to do this, both the ISP's DSLAM and the CPE need to support these optional extensions by including a suppporting Broadcom chipset, or equivalent (whereby the increased interleaving depth and decreased symbol rate are supported). The Vigor 2800 does not currently support this extension and therefore restricts bitrates above 7.5Mb/s with INP values of 2 or higher, as per the ADSL2+ specification (ITU-T G.992.5).
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