SNR: cos'è, come aumentarlo e perché si abbassa su ADSL e VDSL

Le connessioni xDSL (ad esempio ADSL, VDSL e le varie evoluzioni) sono direttamente influenzate dalla distanza che corre tra l’utenza da servire e gli apparati DSLAM installati in centrale o a livello di armadio stradale.

Al crescere della distanza aumenta significativamente l’attenuazione del segnale e decresce, di converso, il rapporto segnale/rumore o SNR.
Con valori di attenuazione e SNR mediocri, la portante che si potrà agganciare potrebbe essere notevolmente inferiore rispetto alla banda offerta commercialmente dall’operatore di telecomunicazioni.

Cos’è SNR (Signal to Noise Ratio)

Se l’attenuazione esprime la riduzione dell’intensità del segnale ovvero la sua perdita di energia nel tempo e nello spazio, il parametro SNR mette in relazione la potenza del segnale utile rispetto al rumore presente sul mezzo trasmissivo.
Più precisamente SNR a ogni tono è calcolato come il rapporto tra la potenza ricevuta e la somma della FEXT e il rumore termico nella banda del tono. La FEXT, come già visto nell’articolo Da ADSL a fibra: cosa cambia e cosa significano VDSL e vectoring è l’interferenza dovuta alla diafonia ovvero agli altri segnali veicolati sulle coppie in rame che compongono il medesimo cavo e nello specifico da quelli che fluiscono nella medesima direzione su coppie diverse.

Va detto inoltre che al crescere dell’SNR si agganceranno portanti meno elevate (si potrà di fatto sfruttare un’ampiezza di banda inferiore) ma la connessione sarà decisamente più stabile; al decrescere dell’SNR si agganceranno portanti più elevate ma la linea potrebbe risultare meno stabile.

Nel caso delle ADSL TIM 20 Mbps i profili chiamati i141 e F141 consentono di configurare la linea (ADSL2+ 22240/1215 kbps) con target SNR 6 dB, rispettivamente, in interleaved e fastpath (nel primo caso l’attivazione del controllo degli errori durante la trasmissione dei pacchetti offre una maggiore affidabilità a discapito di una latenza leggermente maggiore; nel secondo la configurazione del sistema permette di abbassare la latenza disattivando il controllo dell’errore nell’invio dei pacchetti, profilo, questo, solitamente attivato dagli amanti dei videogiochi online/multiplaying).
Per le ADSL, comunque, gli operatori di telecomunicazioni spesso attivano profili che impostano come valori target SNR più elevati (ad esempio 12 dB): questo per evitare che la diafonia o altre interferenze di carattere impulsivo, quindi non continuamente presenti sul cavo, possano causare disconnessioni provocate da un’improvvisa riduzione del SNR.

Sulle linee ADSL molto distanti dal DSLAM, l’operatore – previo ottenimento dell’autorizzazione del cliente – consente l’abilitazione di profili che prevedono l’utilizzo di una portante significativamente più bassa in modo da avere un SNR che non scende sotto i 6 dB.
Ci è capitato più volte di vedere utenze ADSL lontanissime dalla centrale e con parametri di linea pessimi a causa della distanza e del rumore, rimanere agganciate con una portante di 2468 kbps, 5-6 dB di SNR e attenuazione pari a 55-56 dB.

Valori di SNR pari a 5-6 dB sono considerabili come limite inferiore con qualunque portante: è cruciale, poi, che l’SNR sia stabile perché, diversamente, si verificherebbero continue disconnessioni.

Per le VDSL vengono sempre utilizzati profili di connessione con target SNR a 6 dB: si tratta infatti del valore che permetterà all’utente di sfruttare la maggiore ampiezza di banda possibile con il minor numero di errori (più basso è l’SNR, più sarà difficoltosa la decodifica del segnale e maggiore sarà la probabilità di errore).
La scelta del profilo a 6 dB per le VDSL scaturisce anche dalla possibilità di usare, per queste tipologie di connessione, il protocollo G.INP che interviene sul controllo e sulla correzione dell’errore tra DSLAM e modem router dell’utente.
Sebbene sia applicabile alle xDSL in generale, G.INP è attualmente usato in Italia solo per le connessioni VDSL e consente di contrastare rumori impulsivi più lunghi (di solito fino a 10 ms) senza penalizzare le prestazioni della linea in assenza di rumore impulsivo.

Si tratta di un aspetto ovvio ma è comunque opportuno precisarlo: se con una VDSL si avesse un profilo a 100 Mbps attivato presso l’operatore ma si fosse piuttosto vicini al DSLAM e la linea non fosse rumorosa, l’SNR rilevato potrebbe risultare notevolmente superiore a 6 dB. In questi casi il Max Attainable Rate ovvero la capacità del link massima ottenibile rilevata dal modem router potrebbe essere decisamente superiore a 100 Mbps.

Viceversa, nei casi in cui il valore massimo ottenibile scendesse al di sotto del valore nominale del profilo attivato sulla linea, l’SNR resterà a 6 dB per consentire all’abbonato di sfruttare la capacità di linea massima possibile.
Questo meccanismo si chiama SRA (Seamless Rate Adaptation) e consente di negoziare la portante in modo dinamica in funzione dei parametri della linea e delle loro variazioni (sia in positivo che in negativo). In questo modo SRA regola dinamicamente il bitrate della connessione così da mantenere l’SNR target a 6 dB pur non essendo in grado di reagire all’improvvisa comparsa di interferenze sulla linea.

In tabella le portanti usate sulle connessioni VDSL di TIM e le massime prestazioni ottenibili:

In assenza di armadi ripartilinea, quando l’utenza è collegata direttamente in centrale, si parla di rete rigida. In questo caso le prestazioni possono essere notevolmente inferiori per le ragioni illustrate nell’articolo Rete rigida: cos’è e perché le prestazioni della connessione sono inferiori.

Come aumentare il SNR

Per gli utenti finali, in caso di linea instabile, le uniche possibilità di manovra per aumentare SNR e rendere la connessione più affidabile consistono nel verificare lo stato del proprio impianto telefonico.

Il suggerimento è quello di controllare sempre i parametri di linea all’ingresso del doppino nell’edificio. L’impiego di cavi telefonici di bassa qualità, di prese telefoniche scadenti, di cavi elettrici non schermati nelle vicinanze, di elettrodomestici che interferiscono con il segnale trasmesso sul cavo telefonico, sono tutti aspetti che contribuiscono a ridurre significativamente il SNR.
La presenza di rumore introdotto sul proprio impianto, obbligherà il modem router a negoziare una portante inferiore con il DSLAM dell’operatore.

È quindi bene controllare le prestazioni della propria linea all’ingresso e poi sulle singole prese telefoniche così da valutare un eventuale adeguamento dell’impianto di casa o dell’ufficio.

Nel caso di ADSL e della presenza di rumori impulsivi impossibili da eliminare, si può eventualmente chiedere al provider di attivare un profilo più conservativo: l’SNR, così, salirà, e non si subiranno più disconnessioni a fronte di una portante inferiore e, quindi, di una minor banda disponibile.

Sulle VDSL, il protocollo G.INP è capace di intervenire su un notevole spettro di rumori impulsivi domestici. Per esempio esso riesce a gestire bene il rumore introdotto sulla linea a causa di brevi impulsi ripetitivi (spesso provocati da alimentatori AC/DC difettosi) oltre agli impulsi più lunghi e non ripetitivi (generati da utenze elettriche domestiche).

Alcuni modem router consentono di provare a forzare il valore target SNR collegandosi via Telnet da prompt dei comandi (in Windows è necessario installare questa utilità scrivendo Attiva o disattiva funzionalità di Windows nella casella di ricerca quindi spuntando la casella Client Telnet).

Ove permesso, bisognerà aprire il prompt dei comandi (Windows+R, cmd) quindi digitare telnet seguito dall’IP privato del modem router installato in rete locale (esempio: cmd) quindi digitare telnet 192.168.1.1 oppure telnet 192.168.0.1).

A questo punto, si potranno usare comandi come:

adsl

utilizzato con alcuni router basati su chip Broadcom

adslcfg

per alcuni router ADSL

adslcmd

per alcuni router ADSL

adslctl

per i router ADSL Netgear e altri

xdslcfg

per alcuni router ADSL/VDSL2

xdslcmd

utilizzato da Huawei e da altri produttori di router ADSL/VDSL2

xdslctl

per alcuni router ADSL/VDSL2

La sintassi da utilizzare differisce tra un modem e l’altro e la modalità di accesso via Telnet di solito va attivata portandosi in una sezione “nascosta” del pannello di configurazione web del modem router.

Di solito, però, con i modem router che supportano questi comandi, si può digitare ad esempio:

adslctl start --snr 25

oppure xdslctl configure --snr 25 per forzare la connessione con un target SNR inferiore di circa 4,5 dB.
Ecco alcuni valori utili da inserire eventualmente al posto di 25:

75 -1,5 dB
50 -3 dB
25 -4,5 dB
20 -4,8 dB
65550 -6 dB
65525 -7,5 dB
65500 -9 dB
65475 -10,5 dB

Le modifiche apportate al target SNR, inoltre, vengono perse a ogni riavvio del modem router a meno che non le si salvi a livello di file system come spiegato in quest’articolo nel caso ad esempio dei router Netgear.