xdsl

=  TECNOLOGÍAS xDSL = Franco Edmundo Arévalo Castro Jhon Jairo Burbano e-mail: fac584@gmail.com, jhon_ burbano@hotmail.com



INTRODUCCIÓN

El objetivo es básicamente describir los aspectos técnicos de la tecnología utilizada para poder proveer los servicios de banda ancha a través de par trenzado de cobre. Como todos sabemos el rápido crecimiento de Internet en los últimos años, la cantidad de abonados que conectan a Internet ha crecido exponencialmente. Al principio, los usuarios se sorprendían por la riqueza de contenidos y la flexibilidad del servicio, factores que no se habían ofrecido hasta entonces. Pasado el primer momento y debido al incremento de usuarios y el desarrollo de nuevas aplicaciones con mayor demanda de velocidad de transmisión, las limitaciones del sistema de comunicaciones actual (a través del canal telefónico) provocan que éste sea insuficiente para satisfacer al abonado en sus crecientes necesidades de velocidad de transmisión o ancho de banda.

Las tecnologías DSL tratan de dar solución a este problema. Son capaces de transportar desde centenares de kilobits por segundo (Kbps) a decenas de megabits por segundo (Mbps). Los factores que impulsaron el rápido desarrollo de la tecnología ADSL fueron la amenaza que constituían las operadoras de cable, puesto que no hay que olvidar que ADSL se desarrolló en EEUU, donde el cable tiene un alto grado de penetración estamos hablando que el 90% de los hogares tienen servicios de televisión analógica por cable.

ADSL se desarrolló en 1989 en los laboratorios de Telcordia Technologies Inc. en Morristown (New Jersey), entonces conocida como Bellcore. En un principio ADSL se pensó para poder ofrecer vídeo bajo demanda. En 1995 la American National Standards Institute (ANSI) aprobó la primera versión de ADSL, la T1.413. La segunda versión se aprobó en 1998. En 1994 se conformó el ADSL Forum para promover el uso de esta tecnología.

LA TECNOLOGIA XDSL

Hoy en día, los usuarios requieren cada vez más, de servicios y aplicaciones que les faciliten llevar a cabo ciertas operaciones muy habituales en su vida cotidiana, como pueden ser transacciones comerciales y bancarias, videoconferencias, acceso a Internet, intranets, acceso remoto a LAN's, etc.

Algunos de estos servicios ya eran posibles mucho tiempo antes, basados en el cable, la fibra óptica, etc.; sin embargo, su instalación requería de una nueva infraestructura para llevar estos medios físicos hasta el usuario. Esto suponía un costo demasiado elevado tanto para el usuario como para el operador, en comparación con las ventajas aportadas por el servicio.

Afortunadamente, las nuevas tecnologías han desarrollado soluciones que permiten aprovechar la red telefónica existente, sin necesidad de llevar a cabo el recableado que requerían el cable y la fibra óptica, disminuyendo considerablemente los costos.

La red telefónica, con más de 700 millones de líneas repartidas por todo el mundo, es ideal para ser el soporte de las comunicaciones, puesto que ya está implantada y es capaz de llegar a casi cualquier rincón del mundo. Sin embargo, la red telefónica también tiene grandes limitaciones. La más importante de ellas es su ancho de banda, que llega tan sólo a los 4 KHz, lo que no permite el transporte de aplicaciones que requieran mayor ancho de banda.

Bajo estas características nace xDSL (x Digital Subscriber Line), tecnología que soporta un gran ancho de banda con unos costos de inversión relativamente bajos y que trabaja sobre la red telefónica ya existente. Además la facilidad de instalación de los equipos xDSL reduce los costos por tiempo.

Los servicios basados en xDSL se han establecido como una solución para el acceso de banda ancha a datos, tanto en los mercados comerciales como residenciales. Las principales ventajas de esta tecnología son la capacidad para acomodar al mismo tiempo voz y datos y la posibilidad de aprovechar la infraestructura ya existente de telecomunicaciones.

DESCRIPCIÓN

XDSL está formado por un conjunto de tecnologías que proveen un gran ancho de banda sobre circuitos locales de cable de cobre, sin amplificadores ni repetidores de señal a lo largo de la ruta del cableado, entre la conexión del cliente y el primer nodo de la red. Son unas tecnologías de acceso punto a punto a través de la red pública, que permiten un flujo de información tanto simétrico como asimétrico y de alta velocidad.

Las tecnologías XDSL convierten las líneas analógicas convencionales en digitales de alta velocidad, con las que es posible ofrecer servicios de banda ancha en el domicilio de los clientes, similares a los de las redes de cable o las inalámbricas, aprovechando los pares de cobre existentes, siempre que estos reúnan un mínimo de requisitos en cuanto a la calidad del circuito y distancia.

VENTAJAS DE XDSL

Las ventajas para el operador del uso de esta tecnología son varias:

 Por una parte se descongestionan las centrales y la red conmutada, ya que el flujo de datos se separa del telefónico en el origen y se reencamina por una red de datos.

 Por otra, se puede ofrecer el servicio de manera individual sólo para aquellos clientes que lo requieran, sin necesidad de reacondicionar todas las centrales locales.

XDSL es una tecnología "Modern-Like" (muy parecida a la tecnología de los módems) en la que es requerido un dispositivo módem xDSL terminal en cada extremo del circuito de cobre. Estos dispositivos aceptan flujo de datos en formato digital y lo superponen a una señal analógica de alta velocidad.

En general, en los servicios XDSL, el envío y recepción de datos se establece a través de un módem XDSL (que dependerá de la clase de XDSL utilizado: ADSL, VDSL, etc.) Estos datos pasan por un dispositivo, llamado "splitter", que permite la utilización simultánea del servicio telefónico básico y del servicio XDSL. El splitter se coloca delante de los módems del usuario y de la central; está formado por dos filtros, uno paso bajo y otro paso alto. La finalidad de estos dos filtros es la de separar las señales transmitidas por el canal en señales de alta frecuencia (datos) y señales de baja frecuencia (Telefonía).

TIPOS DE TECNOLOGÍAS XDSL

VDSL, Acrónimo de siglas de Very high bit-rate Digital Subscriber Line (DSL de muy alta tasa de transferencia). Permite tasas de casi 50 Mbps en distancias comprendidas entre los 100 y 1500 metros.

HDSL, Acrónimo de High bit rate Digital Subscriber Line (Línea de abonado digital de alta velocidad binaria.) El modem habilita el establecimiento telefónico de un circuito digital unidireccional a una velocidad de entre 1.5 y 2 Mbps.

ADSL, Acrónimo de Asymmetric Digital Subscriber Line (“Línea de Abonado Digital Asimétrica”). Soporta entre 0.5 y 2 Mbps de bajada y 1.2 Mbps de subida.

SDSL, Acrónimo de Symmetric Digital Subscriber Line. (“Línea de Abonado Digital Simétrica”). Soporta velocidades de hasta 3 Mbps.

IDSL

IDSL (Digital suscriber line) es una tecnología xDSL desarrollada por Ascend Communications, que permite el uso de las tecnologías de tarjetas RDSl para el uso exclusivo de datos. IDSL transmite la información, de manera simétrica (en ambos sentidos), a 128 Kbps por un cable telefónico (cable de cobre de par trenzado) desde el usuario hasta el destino usando transmisión digital, pasando por la central telefónica, que trabaja con señales analógicas.

RDSL

RDSL (Rate adaptative Digital Suscriber Line) R-ADSL opera con las mismas velocidades de transmisión que ADSL, pero se adapta dinámicamente a las variaciones en la longitud y otros parámetros de las líneas de pares trenzados. Con R-ADSL es posible conectar diferentes líneas que vayan a distintas velocidades. La velocidad de la conexión se puede seleccionar cuando se inicia, durante la conexión, o bien cuando la señal llega a la oficina central.

ADSL

ADSL es un tipo de línea DSL. Consiste en una transmisión analógica de datos digitales apoyada en el par simétrico de cobre que lleva la línea telefónica convencional o línea de abonado, siempre y cuando la longitud de línea no supere los 5,5 km medidos desde la Central Telefónica, o no existan otros servicios por el mismo cable que puedan interferir.



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Figura 1. Frecuencias en ADSL.

Frecuencias usadas en ADSL. El área roja es el área usada por la voz en telefonía normal, el verde es el upstream o subida de datos y el azul es para el downstream o descarga de datos.

ADSL es una tecnología de acceso a Internet de banda ancha, lo que implica una velocidad superior a una conexión tradicional por módem en la transferencia de datos, ya que el módem utiliza la banda de voz y por tanto impide el servicio de voz mientras se use y viceversa. Esto se consigue mediante una modulación de las señales de datos en una banda de frecuencias más alta que la utilizada en las conversaciones telefónicas convencionales (300-3400 Hz), función que realiza el Router ADSL.

Luego para evitar distorsiones en las señales transmitidas, es necesaria la instalación de un filtro (llamado splitter o discriminador) que se encarga de separar la señal telefónica convencional de las señales moduladas de la conexión mediante ADSL.

Esta tecnología se denomina asimétrica debido a que la capacidad de descarga (desde la Red hasta el usuario) y de subida de datos (en sentido inverso) no coinciden. La tecnología ADSL está diseñada para que la capacidad de bajada (descarga) sea mayor que la de subida, lo cual concuerda con el uso de internet por parte de la mayoría de usuarios finales, los cuales a la final reciben más información de la que envían (o descargan más de lo que suben).

CANALES DE COMUNICACIÓN EN UNA LINEA ADSL

En una línea ADSL se establecen tres canales de comunicación, que son;

 El de envío de datos  El de recepción de datos  El de servicio telefónico normal.

Actualmente, en diversos países (como España) las empresas de telefonía están implantando versiones mejoradas de esta tecnología como ADSL2 y ADSL2+ con capacidad de suministro de televisión y video de alta calidad por el par telefónico, lo cual supone una dura competencia entre los operadores telefónicos y los de cable, y la aparición de ofertas integradas de voz, datos y televisión, a partir de una misma línea y dentro de una sola empresa, que ofrezca estos tres servicios de comunicación.

Pero el uso de un mayor ancho de banda para estos servicios, limita aún más la distancia a la que pueden funcionar, por el par de hilos. ADSL2 y ADSL2+ incorporan mecanismos de modulado y gestión de los recursos físicos avanzados, de modo que no sólo aumentan la capacidad del ADSL convencional de 8 Mbps a 12 y 24 Mbps respectivamente, sino que introducen mejoras para evitar las interferencias o ruido y disminuir los efectos de la atenuación de ahí que se alcancen distancias de hasta 9 Km.

El ADSL es una tecnología que utiliza el par de cobre y tiene menos ancho de banda que otras tecnologías como cable o metroethernet, cuyo cableado urbano está compuesto por hilos de fibra óptica en lugar del par de cobre implementado en su mayor parte en las décadas de 1950 y 1960.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA TECNOLOGÍA ADSL

ADSL presenta una serie de ventajas y también algunos inconvenientes, respecto a la conexión telefónica a Internet por medio de un módem.

VENTAJAS

 Ofrece la posibilidad de hablar por teléfono mientras se navega por Internet, ya que, como se ha indicado anteriormente, voz y datos trabajan en bandas separadas por la propia tecnología ADSL y por filtros físicos (splitter y micro filtros).

 Usa una infraestructura existente (la de la red telefónica básica). Esto es ventajoso, tanto para los operadores que no tienen que afrontar grandes gastos para la implantación de esta tecnología, como para los usuarios, ya que el costo y el tiempo que tardan en tener disponible el servicio es menor que si el operador tuviese que emprender obras para generar nueva infraestructura.

 Ofrece una velocidad de conexión mucho mayor que la obtenida mediante marcación telefónica a Internet. Éste es el aspecto más interesante para los usuarios. En la gran mayoría de escenarios es la tecnología con mejor relación velocidad/precio.

 Cada circuito entre abonado y central es único y exclusivo para ese usuario, es decir el cable de cobre que sale del domicilio del abonado llega a la central sin haber sido agregado, y por tanto evita cuellos de botella por canal compartido, lo cual sí ocurre en otras tecnologías como cable.

DESVENTAJAS

 No todas las líneas telefónicas pueden ofrecer este servicio, debido a que las exigencias de calidad del par, tanto de ruido como de atenuación, por distancia a la central, son más estrictas que para el servicio telefónico básico. De hecho, el límite teórico para un servicio aceptable equivale a 5,5 km de longitud de línea.

 El ADSL es una tecnología que utiliza el par de cobre y tiene menos ancho de banda que otras tecnologías como cable o metroethernet, cuyo cableado urbano está compuesto por hilos de fibra óptica en lugar del par de cobre implementado en su mayor parte en las décadas de 1950 y 1960.

 Debido que requieren estas líneas, el servicio no es económico en países con pocas o malas infraestructuras, sobre todo si lo comparamos con los precios en otros países con infraestructuras más avanzadas.

 La calidad del servicio depende de factores externos como interferencias en el cable o distancia a la central, al no existir repetidores de señal entre ésta y el módem del usuario final. Esto hace que la calidad del servicio fluctúe, provocando en algunos casos cortes y/o disminución de caudal. Existen miles de fuentes de interferencias electromagnéticas desde el agua hasta los motores eléctricos pasando por las instalaciones internas del cliente de los cables de corriente eléctrica o de hilo musical. Este problema no existe en la fibra óptica donde se transmite luz protegida por una cubierta opaca, de modo que no tiene interferencias.

VDSL

VDSL (o VHDSL) se trata de una tecnología de acceso a internet de Banda Ancha, perteneciente a la familia de tecnologías xDSL que transmiten los impulsos sobre pares de cobre.

Se trata de una evolución del ADSL, que puede suministrarse de manera asimétrica (52 Mbit/s de descarga y 12 Mbit/s de subida) o de manera simétrica (26 Mbit/s tanto en subida como en bajada), en condiciones ideales sin resistencia de los pares de cobre y con una distancia nula a la central.

La tecnología VDSL utiliza 4 canales para la transmisión de datos, dos para descarga y 2 para subida, con lo cual se aumenta la potencia de transmisión de manera sustancial.

APLICACIONES

Las aplicaciones para las que más está siendo usada la tecnología VDSL son principalmente:

 Para la transmisión de televisión de alta definición por red, ya que VDSL es capaz de transmitir vídeo comprimido, una señal en tiempo real poco apta para los esquemas de retransmisión de error utilizados en las comunicaciones de datos. Pero para lograr tasas de error compatibles con el vídeo comprimido, es necesario que VDSL incorpore Forward Error Correction (FEC) con el suficiente intercalado para corregir todos los errores creados por la aparición de ruidos impulsivos de una especificada duración.

FUNCIONAMIENTO

El estándar VDSL utiliza hasta cuatro bandas de frecuencia diferentes, dos para la subida (del cliente hacia el proveedor) y dos para la bajada. La técnica estándar de modulación puede ser QAM/CAP (carrierless amplitude/phase) o DMT(Discrete multitone modulation), las cuales no son compatibles, pero tienen un rendimiento similar. Actualmente, la más usada es DMT.

Los datos hacia el usuario serán difundidos a cada equipo de usuario final o transmitidos a un hub separado de forma lógica, desde donde se distribuyen a los usuarios finales mediante multiplexación TDM (Time Division Multiplexing). La multiplexación en el sentido del usuario a la red constituye un problema algo más complejo. Los sistemas que utilizan una NT (Network Termination) pasiva han de insertar los datos en un medio compartido, ya sea mediante alguna variante TDMA (Time Division Multiple Access) de FDM (Frecuency Division Multiplexing). HDSL

Ésta es una más de las tecnologías de la familia DSL, las cuales han permitido la utilización del clásico bucle de abonado telefónico, constituido por el par simétrico de cobre, para operar con tráfico de datos en forma digital.

Los módems HDSL permiten el establecimiento por un par telefónico de un circuito digital unidireccional de 1,544 Mbps (T1) ó 2,048 Mbps (E1), usando una transmisión full-dúplex simultánea por cada uno de los pares de hilos. En este caso por cada par se transmite y recibe un flujo de 1024Kbps.

La distancia máxima entre terminales en que se puede utilizar está entre 3 y 4 km, dependiendo del calibre y estado de los pares de cobre.

SDSL

SDSL es una forma de servicio de la línea del suscriptor Digital (DSL) que proporciona justamente igual ancho de banda para subida y bajada de datos como también transferencias directas. SDSL era una de las formas más tempranas de DSL para no requerir líneas telefónicas múltiples.

También Conocido Como: Línea Simétrica Del Suscriptor Digital, Dsl Single-line. Hasta que las compañías ADSL no ofrezcan datos reales sobre la velocidad de bajada, su coste es relativamente más caro que la conexión ADSL y no permite usarse simultáneamente con una conexión telefónica.

S-DSL es una tecnología propietaria que nunca fue estandarizada. Así normalmente sólo inter opera con dispositivos de un mismo proveedor. Es el predecesor de G.SHDSL que fue estandarizado en febrero de 2001 por la itu-T con la recomendación G.991.2.

SDSL se confunde a menudo con G.SHDSL y HDSL; en Europa, G.SHDSL fue estandarizado por ETSI utilizando el nombre de SDSL. Esta variante ETSI es compatible con la variante regional estandarizada de ITU-T G.SHDSL de Europa.

Como hay un sucesor estandarizado disponible, instalaciones de SDSL hoy consideradas heredados. La mayoría de las nuevas instalaciones utilizan equipos G.SHDSL en lugar de SDSL.

SDSL normalmente cae entre ADSL y T1/E1 en precio y fue dirigido principalmente a pequeñas y medianas empresas que no necesitan las garantías de servicio de Frame Relay o el rendimiento superior de una línea.