MANUAL DEL PROFESOR Tema II: Transmisión de Datos Actividad #17. Semana 9 Conferencia #9

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1 MANUAL DEL PROFESOR Tema II: Transmisión de Datos Actividad #17. Semana 9 Conferencia #9 Título: Equipos de Transmisión. Tecnología xdsl (Digital Subscriber Line). Sumario: Introducción a las técnicas de Transmisión de Datos xdsl. Técnicas Avanzadas de Modulación. Variantes xdsl. Equipamiento asociado. Utilización en Cuba. Objetivos Generales: 1. Caracterizar de forma general las Técnicas Avanzadas de Modulación. 2. Describir las técnicas de Transmisión de Datos xdsl. Objetivos Específicos: 1. Describir la importancia y necesidad de las técnicas xdsl. 2. Caracterizar las técnicas avanzadas de modulación. a. QAM b. TCM c. DMT Materiales: PC con Windows NT 4.0, 2000 o XP y Microsoft Power Point instalado. TV conectada a la PC Lugar: Aula Bibliografía: [1] Stalling, W., "Comunicaciones y Redes de Computadoras", Prentice Hall, 2000, pp [2] Materiales Complementarios. 1

2 Orientaciones metodológicas iniciales Antes de comenzar la exposición de los contenidos de esta clase el profesor debe comenzar con un recordatorio de la clase anterior, realizar preguntas de control y preguntas introductorias para llevar a la presentación de los objetivos. 1- Introducción Las primeras aproximaciones a las redes de alta velocidad que involucran al bucle de abonado, fueron las especificaciones de la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI), pero los costos de instalación y operación de esta, y sus requerimientos en cuanto a las velocidades de las redes de conmutación de área amplia, la hacen poco atractiva para los usuarios finales y para las Pequeñas y Medianas Empresas (PyMEs). Así pues, apareció en 1987 la primera especificación relativa de la tecnología xdsl (Digital Subscriber Line), que introdujo las técnicas necesarias para el aprovechamiento del par de cobre, en este caso, persiguiendo la distribución de video en demanda, y pruebas prototipos de televisión interactiva. Las conexiones xdsl, recurren a los espectros de frecuencia desaprovechados en las comunicaciones de voz. Así, esta tecnología amplía enormemente la capacidad de tráfico, permitiéndonos navegar hasta 35 veces más rápido que con un MODEM de 56 kbps, y los proveedores de este servicio, le asocian una tarifa plana, independientemente del tiempo que se permanezca conectado. Y algo que hace inmensamente atractiva algunas de sus modalidades: La posibilidad de simultanear una llamada de voz, con la navegación utilizando el mismo par!! Este aumento de la velocidad, pone a nuestro alcance, además de los servicios habituales, contenidos multimedia y otros que con la utilización de los MODEM tradicionales, resultan demasiado pesados para descargar, propiciando la utilización en tiempo real de servicios como videoconferencias, tele-enseñanza, asistencia médica a distancia, entre otros. Por supuesto que la factibilidad económica del cableado de planta exterior para el uso de estas tecnologías, es probablemente su mayor gancho, de cara a las empresas 2

3 fabricantes de tecnologías y a los operadores de sistemas de telecomunicaciones: Se trata de aprovechar los más de 700 millones de servicios telefónicos tradicionales a escala mundial, cableados mediante el uso de par trenzado de abonado final. 2- Técnicas de Modulación Asociadas Qué hace posible que a más de 120 años de implantación del par de cobre como soporte de transmisión, en las últimas décadas se hayan logrado semejantes mejoras en su aprovechamiento?: Los más recientes avances de la microelectrónica en el desarrollo de ecualizadores, y estudios sobre técnicas avanzadas de modulación digital, han permitido aprovechar el ancho de banda efectivo del cobre. Hablamos de técnicas como: - Modulación de Codificación de Rejilla [Trellis Code Modulation (TCM)] - Modulación de Multitono Discreto [Discrete Multitone (DMT)] - Técnicas de ecualización. - Otras técnicas de modulación avanzadas. QAM,TCM Si recordamos, entre los tipos básicos de modulación digital, podemos encontrar la Modulación de Amplitud en Cuadratura (QAM) que logra el incremento de la Velocidad de Información (Vi) mediante el empleo de múltiples fases y múltiples niveles sin incrementar la Velocidad de Señal (Vs) ni el ancho de banda (Bt). Comment [LEGA1]: Esto fuerza la necesidad de introducir este contenido como parte de la conferencia de Modulación Tipos básicos. De otro modo, reenfocar esto como contenido nuevo. Figura 1. Representación de los elementos en una modulación QAM con 4 bits por señal elemental. 3

4 Como se conoce, el aumento de la cantidad de bits por señal elemental, equivale al aumento de la Velocidad de información (Vi). Ciertamente, el ancho de banda no se afecta, pero entre más densa es la constelación de bits, más pequeña es la distancia mínima entre elementos en la constelación (dmin). Esto le pone cota al uso de este tipo de modulación (usada por ejemplo en módems V.34), pues la disminución de la dmin, ocasiona un aumento dramático de la Probabilidad de error (Pe), en el proceso de desmodulación. La figura 2 muestra un diagrama en bloque de un modulador QAM de n bits por señal elemental. Figura 2. Modulador QAM tradicional El gol de TCM, consiste en la introducción de un código de corrección de errores, para lograr la introducción de un mayor número de bits por señal elemental, sin que aumente la Pe. Estos dígitos de chequeo, no se aplicarían a todos los bits de señal por igual, sino a los que en la constelación QAM se encuentren más cercanos (los de menor dmin) que son los que tienen mayor probabilidad de error en la desmodulación. Si recordamos, la codificación para corrección de errores, identifica un bit de señal elemental, con varios de señal codificada. Así, para cada bit a la entrada de un codificador, habrá varios bits a su salida. 4

5 De esta manera, modificando ligeramente el modulador QAM, obtenemos el efecto deseado de mayor información, sin aumentar ancho de banda: Figura 3. Modulador TCM. DMT La Modulación de Multitono Discreto, logra el efecto de repartir el ancho de banda de una línea telefónica tradicional, en canales subportadores. Estos canales operan a una frecuencia mayor que la utilizada en el canal de voz de los sistemas de telefonía tradicional, y a su vez se dividen en dos subportadoras que definen el espectro designado para el Upstream, y el de Downstream. La atenuación de un par trenzado de cobre, tiene un comportamiento en el dominio de la frecuencia, similar al que se muestra en la figura 1: Figura 4. Comportamiento de la Atenuación vs. Frecuencia en un par trenzado de cobre. 5

6 Si pretendemos hacer un uso eficiente del ancho de banda, deberemos introducir un ecualizador que tenga una característica de amplificación similar al que aparece en la figura 5: Figura 5. Característica de Amplificación espectral del Ecualizador necesario. De esta manera, pudiéramos obtener una señal resultante cuya característica espectral, sería similar a la de la figura 6, obteniendo el perseguido aprovechamiento máximo del ancho de banda del canal (Par de cobre). Figura 6. Comportamiento de una señal en un par de cobre ecualizado. Pero un ecualizador con esta característica Amplificación vs. Frecuencia (Figura 5), es de difícil obtención, lo que lo hace muy caro e impensable en términos 6

7 comerciales. De ahí que se hace necesaria la introducción de algún método de ecualización más sencillo. Con el uso de las técnicas de modulación de MultiTono Discreto (DMT), se logra ese objetivo, pues introduce una discretización espectral, en subcanales para los cuales la amplificación de los ecualizadores es casi plana. Por ejemplo, en ADSL (una de las variantes xdsl), se utiliza esta técnica de modulación, dividiendo el espectro utilizable en un canal de 256 subfrecuencias desde 64kHz hasta 1.1MHz, siendo cada subfrecuencia un canal independiente, con un comportamiento diferenciado de su modulación en función de las características de ruido e interferencia en el medio. (Los 4kHz en la gama baja del espectro, utilizado por los sistemas de telefonía tradicional) Figura 7. División espectral usando DMT. Como se observa en la figura 7, la modulación usada en cada subcanal, es QAM de 5 elementos (32 QAM), pero una de las características de esta técnica de modulación es la adaptación dinámica a las características de la relación S/N del medio, de manera que en medios más ruidosos, se utilizan constelaciones más holgadas. Esta característica adaptativa se muestra claramente en la figura 8: Figura 8. Característica adaptativa de la modulación QAM por canal, usando DMT. 7

8 Siguiendo con el ejemplo de ADSL, observemos como se subdividen los canales de datos en dos grupos, que están orientados a favorecer la transmisión en el sentido Proveedor-Abonado (Downstream), de manera que hablamos de tasas de transferencia teóricas de hasta 1.5 Mbps para Upstream, y de hasta 14.9 Mb/s en Downstream. Aunque en la práctica, debido a las condiciones de ruido e interferencia, las tasas se comportan alrededor de un 10% de las teóricas. El espectro de una señal modulada utilizando técnicas DMT queda como muestra la figura 9: Figura 9. Espectro de señal modulada con DMT en ADSL. En la figura se resaltan los dos grupos de canales mencionados, así como la posibilidad de aparición de canales en los que la potencia es nula, debido a que, por razones de interferencia y ruido en esas frecuencias específicas, no se utilizan. De esta manera, con el uso de técnicas de modulación relativamente sencillas, el problema de la ecualización planteado inicialmente se resuelve, con la discretización del espectro, haciendo el proceso de amplificación en cada subcanal muy sencillo (prácticamente plano). Otras Técnicas Aún cuando por su complejidad no sean objetivo de este curso, es importante mencionar que existen otros tipos de modulación y técnicas de codificación que son usados en las diferentes variantes xdsl. Como ejemplo tenemos la modulación CAP 8

9 (Carrierless Amplitude Phase), que es una modificación activa de QAM; y técnicas de codificación como los códigos de convolución y el 2B1Q. Adicionalmente son usadas variantes de las aquí estudiadas, como la denominada DWMT (Discrete Wavelet MultiTone), que está enfocada a la disminución de la interferencia que se provoca entre canales adyacentes de una discretización DMT. 3- Variantes xdsl La tecnología xdsl, surge por la necesidad de aumentar la capacidad de transmisión del par de cobre. Hace referencia a toda la familia DSL las cuales utilizan técnicas de modulación modernas ayudadas por los avances en el procesamiento digital de señales para lograr transmitir a altas velocidades sobre el lazo de abonado local. En la Tabla 1 se muestra un resumen comparativo entre algunas de las tecnologías xdsl. La x que acompaña el término es alusiva a la existencia de múltiples variantes de DSL. Cualquiera sea el caso, podrá ser clasificado en 2 grupos: Simétrico o Asimétrico, de acuerdo al comportamiento de las velocidades en los sentidos Central- Abonado, y Abonado-Central. Simétricos: Las velocidades en ambos sentidos es la misma Asimétricos: Las velocidades en ambos sentidos difieren (De acuerdo a los requerimientos de las aplicaciones, la velocidad Central-Abonado es varias veces mayor que la Abonado-Central) Las variantes además se distinguen entre sí por el procesamiento sobre la señal y las variaciones entre la distancia y la velocidad en cada una. En común tienen el uso de cable telefónico como soporte y las limitaciones en la distancia que imponen para su implementación. Las variantes xdsl más conocidas son: - HDSL (High Speed DSL) - ADSL (Asymmetric DSL) - R-ADSL (Rate Adaptative DSL) - SDSL (Single Pair DSL) - VDSL (Very High Speed DSL) 9

10 La tabla que a continuación se expone, intenta reflejar las principales características distintivas de las diferentes variantes: Variante Simetría Velocidades Límite de distancia Modulación/ Codificación Aplicaciones Fundamentales ADSL Asimétrica (16-640kbps) Up ( Mbps) 5847 m DMT/QAM/T CM Acceso a Inet. Video en demanda. Servicio telefónico tradicional Do HDSL Simétrica E1(1.544 Mbps) 4572 m 2B1Q Extensión de LANs. T1 (2.048 Sustitución de Mbps) canales E1/T1. SDSL Simétrica E1, T m? Extensión de LANs. Hasta 2.3 Mbps Sustitución de canales E1/T1. VDSL Asimétrica ( Mbps) Up 1471 m CAP Igual que ADSL. TV de alta definición. (13-52 Mbps) Do Asymmetric Digital Subscriber Line Router ADSL 10

11 ADSL son las siglas de Asymmetric Digital Subscriber Line ("Línea de Abonado Digital Asimétrica"). Consiste en una línea digital de alta velocidad, apoyada en el par trenzado de cobre que lleva la línea telefónica convencional o línea de abonado. Se trata de una tecnología de acceso a Internet de banda ancha, lo que implica capacidad para transmitir más datos, lo que, a su vez, se traduce en mayor velocidad. Esto se consigue mediante la utilización de una banda de frecuencias más alta que la utilizada en el teléfono convencional ( Hz) por lo que, para disponer de ADSL, es necesaria la instalación de un filtro (llamado splitter o discriminador) que se encarga de separar la señal telefónica convencional de la que usaremos para conectarnos con ADSL. Esta línea se denomina asimétrica debido a que la velocidad de bajada y de subida de datos (entendiéndose por bajada la llegada de datos al usuario, y subida el envío de datos del usuario hacia la Red) no coinciden. Normalmente, la velocidad de bajada es mayor que la de subida. En una línea ADSL se establecen tres canales de comunicación, que son el de envío de datos, el de recepción de datos y el de servicio telefónico normal. Splitter para línea ADSL Actualmente en algunos países se están implantando unas evoluciones denominadas ADSL2 y ADSL2+ con capacidad de dar televisión y video de alta calidad por el par telefónico, lo cual promete una dura competencia entre los operadores telefónicos y los de cable, y la aparición de ofertas integradas de voz, datos y televisión. 11

12 ADSL ADSL2 ADSL2+ Frecuencia 0'5 MHz 1'1 MHz 2'2 MHz Velocidad máxima de subida 1 Mbps 1 Mbps 1'2 Mbps Velocidad máxima de bajada 8 Mbps 12 Mbps 24 Mbps Distancia 2 Km 2'5 Km 2'5 Km Tiempo de sincronización 10 a 30 segundos 3 segundos 3 segundos Corrección de errores No Sí Sí Ventajas e inconvenientes de la tecnología ADSL ADSL presenta una serie de ventajas y también algunos inconvenientes, respecto a la conexión telefónica a Internet estándar. Ventajas Ofrece la posibilidad de hablar por teléfono mientras estamos conectados a Internet, ya que, como se ha indicado anteriormente, voz y datos trabajan por canales separados. 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. Los usuarios de ADSL disponen de conexión permanente a Internet, al no tener que establecer esta conexión mediante marcación o señalización hacia la red. Esto es posible porque se dispone de conexión punto a punto, por lo que la línea existente entre la central y el usuario no es compartida, lo que además garantiza un ancho de banda dedicado a cada usuario, y aumenta la calidad del servicio. Ofrece una velocidad de conexión mucho mayor a la que se tiene con conexión telefónica a Internet. Éste es el aspecto más interesante para los usuarios. 12

13 Inconvenientes 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. El servicio, en Argentina, Colombia, Chile y España, no es barato, sobre todo si lo comparamos con los precios en otros países. El router necesario para disponer de conexión, o en su defecto, el módem ADSL, es caro (en menor medida en el caso del módem). Se requiere una línea telefónica para su funcionamiento, aunque puede utilizarse para cursar llamadas. No es un servicio de alta disponibilidad, por lo que está sujeto a incidencias y cortes que los operadores no están obligados a resolver en pocas horas. Por tanto, requiere de una conexión de respaldo para éstos casos. Tarifas A la hora de contratar ADSL se han de tener en cuenta ciertos aspectos como: Si existe compromiso de permanencia. Si se incluyen o no llamadas Si va incluido el router HDSL Modem HDSL MODEM digital HDSL Convertidor de interface (bajo costo) HDSL es el acrónimo de High bit rate Digital Subscriber Line o Línea de abonado digital de alta velocidad binaria. HDSL es una nueva tecnología que permite aprovechar los pares de cobre que conforman la planta externa telefónica para la transmisión de señales digitales con velocidades de hasta Mbps. En el desarrollo de HDSL, los expertos tuvieron que ajustarse a las características físicas y a las distancias medias empleadas en los servicios de telefonía básica 2 a 4 km. HDSL se basa en un código de línea orientado a obtener más distancia de cable de cobre sin repetidores. Está basado en 2B1Q (dos-binario, uno cuaternario) a diferencia del ISDN básico. Al contrario de T1 que usan un par de alambre para transmitir y un par para recibir a Mbps (half duplex), HDSL emplea dos pares de cada uno operando en modo full duplex (traslado bidireccional). Campo E1 - T1 operan a Mbps o Mbps full duplex.. El alcance de la transmisión depende en la medida del alambre de cobre desplegado. En la mayoría de los tendidos se utilizan alamabres 13

14 24 AWG, con longitudes promedio de 3,000 pies (915 metros) a 4,200 pies (1,280 metros). El Campo T1 /E1 puede alcanzar 5 millas (8 km). con conductores 19 AWG También existe la posibilidad de emplear un sólo par, en cuyo caso se pueda transmitir solo 15 canales de 64 kbps. Sin embargo, las interfaces externas de la HTU- C y la HTU-R siguen siendo de Mbps de acuerdo a las normas G3703/G.704 del ITU-T. Para soportar la atenuación y posibles disturbios que se presentan en la línea, HDSL emplea una sofisticada técnica de ecualización adaptativa. Esto quiere decir que en todo momento se tiene respuesta a la frecuencia que presenta el canal. HDSL parte de una técnica de transmisión que amplía un ancho de banda estrecho como el del cobre para trabajar en el rango de los multimegabits. Esta tecnología implica en principio, trasmitir en full dúplex por dos pares telefónicos una cantidad igual de tráfico de bits por medio de líneas privadas no condicionadas entre las cuales existen empresas como Tellabs lnc y Pair Gain Technologies lnc. que han desarrollado tecnologías, que en el caso de esta última han nombrado como Cooper- Optics que dan como resultado igualar calidad y confiabilidad de transmisión en el cobre, alcanzando valores de VER 10-10, tal y como con la Fibra óptica. HDSL, plantea la solución de la ingeniería de comunicaciones: la compensación continua de la señal, a través de considerar las condiciones existentes en el cable por donde se transmite la información. Así la técnica crea un modelo matemático del cable de cobre que permite al sistema de transmisión compensar las distorsiones originadas en el medio, La técnica hace que los Mbps lleguen al cliente a través del dispositivo HDSL, y de ahí que la trama se divida en dos, una por cada par de cobre. Al llegar la señal al otro extremo se reensamblan las 2 señales, y se restituyen los Mbps con la estructura de trama completa. Esto pudiera hacer a la técnica menos tolerante al ruido, sin embargo en el uso de la ecualización adaptativa se tienen resueltos dos aspectos: reducir el ancho de banda en el cobre por una parte, y compensar las señales por defectos en la transmisión. Especificaciones: Línea HDSL: Formato de señalización: Full Duplex 1040kb/s, código de la línea 2B1Q (cada uno de 2 pares) Nivel de Transmisión Especificado: dbm (+ / - 1 dbm) Conector: RJ-48C Retorno: 20 db, 40 khz a 200 khz Pérdidas: 35 db a ohms Retardo de Transmisión: menos de 300 microsegundos. 14

15 Características: Es un módem completo con ETSI ETR152 para dos pares de transmisión a 5 Km y un sólo par de transmisión a 3,5 Km. Tiene un software desde LTU a NTU. Interfaz múltiple la cual incluye E1, E1/PARA, E1 fraccional, Nx64 Kps, E1 y Nx64 juntos y 10 BaseT. Puede convertir Nx64Kbps a la estructura E1. Extensa redundancia operativa sobre una línea y la protección 1+1 E1. Extensa capacidad de administración a través de una interfaz local y/o cable de cobre xdsl SNMP sistema de administración de red. Repetidor transparente opcional. Operación punto a multipunto. El sistema de cable de cobre HDSL ha sido diseñado para los requerimientos de los clientes ofreciéndoles flexibilidad a transmisión digital proveyendo la opción para transmitir señales de 2 Mbps bidireccionales sobre una o dos pares trenzados de cobre. El sistema puede transmitir señales E1 a velocidades de Mbps, utilizando las líneas de cobre existentes. El sistema HDSL provee extensiva operación punto a multipunto así como también como inmunidad a ruidos cercanos, ruido ETSI, ruido de Impulso y microinterrupciones proveyendo a sus clientes con un desarrollo de transmisión que excede el conjunto de requerimientos en el Standard ETSI ETR 152 para HDSL. Cuenta con una extensa capacidad de administración que añade valor al sistema permitiendo la configuración, por defecto sin un ambiente amigo a usuario. El sistema HDSL permite a sus clientes beneficios desde aplicaciones como InternetWorking corporativo, videoconferencia y acceso central de datos remotos. Beneficios Requiere un simple par trenzado de cobre que transmite a la misma distancia y datos que el HDSL estándar. HDSL permitiría a los proveedores de servicio TELECOMM enfrentar rápidamente el incremento de demandas para altas velocidades de servicios de transmisión en áreas donde existen pares de cobre. Si el servicio provee conexiones HDSL con dos pares trenzados de cobre, este puede alcanzar el doble del promedio de datos para la misma distancia de 4 Km Alta Calidad de Transmisión Fácil y rápida Instalación Rapido Despliegue de Fiabilidad de Alta Integración. Evolución no traumática a Fibra HDSL2 Este tipo de módem tiene flexibilidad que permite una amplia gama de aplicaciones y alcanza un gran objetivo de mercado que hoy es el HDSL2, además de todas las transmisiones típicas T1 y E1 tales como acceso remoto de datos, rápido acceso a la Internet para residencia o clientes de negocios, sistema de voz, o videoconferencia. 15

16 Esto es debido al factor que HDSL2 está optimizado para una transmisión que prácticamente tiene una velocidad de datos desde 160 Kbps a 2,3 Mbps, y este tiene la opción de un POTS para acceso simultáneo de datos y servicio telefónico analógico. Por esto es posible usar HDSL2 en transmisiones de velocidades baja de datos. HDSL2 es un factor optimizado por este tipo de servicio y puede ser programado para transmitir en promedio adaptativa o en un modo promedio de arreglo. Mientras el HDSL2, es decir de dos pares es usado principalmente por operadores TELECOMM para transportar aplicaciones y alquiler de líneas para corporaciones grandes, ya que este módem corre sobre una simple línea. HDSL2 es un servicio simétrico, ofreciendo el mismo promedio, ofreciendo la misma transmisión de datos ambos hacia el usuario final. Repetidor HDSL Cuando su cliente se localiza a una distancia mayor a los 4-5km de los HDSL típicos, el Repetidor HDSL de Orckit le permite transmitir de la Oficina Central a donde se encuentra su cliente. El Repetidor de CopperTrunk es impermeable, satisface las instalaciones al aire libre obedeciendo a las normas de EMC. Como tal, el Repetidor de CopperTrunk está disponible como una solución de la transmisión. El Repetidor de CopperTrunk tiene la habilidad de ser alimentado remotamente desde un lado u otro, del LTU o NTU. Para las transmisiones de distancia extendidas, ésta es una respuesta rentable, doblando la distancia de la transmisión disponible con los sistemas de HDSL de Orckit. Para aumentar la versatilidad, el Repetidor de CopperTrunk puede usarse para apoyar dos-pares o un solo-par de los sistemas de HDSL. Una tarjeta del repetidor independiente se usa para cada par de cobre que obedece a las normas ETSI ETR-152. En caso de la falla de transmisión en uno de los pares, el otro par continúa funcionando correctamente. El Repetidor HDSL tiene capacidades de dirección extensas que incluyen software remoto para la transmisión y localización de la falta. Por ejemplo, el sistema de dirección le permite que determine si una falta se localiza entre el LTU y el repetidor, o entre el repetidor y el NTU. APLICACIONES Una de las principales aplicaciones de HDSL es el acceso de última milla a costo razonable a redes de transporte digital para RDI, redes satelitales y del tipo Frame Relay. La tecnología HDSL tiene cabida en las comunicaciones de redes públicas y privadas también. Cada empresa puede tener requerimientos diferentes, orientados al uso de lineas privadas de fácil acceso y obtención para que con productos de tecnología 16

17 HDSL se puedan obtener soluciones de bajo costo y alta efectivida. Entre las distintas aplicaciones de HDSL se tienen: 1 - Redes Privadas 2 - Extensión de E1 3 - Conexión de PABX s a PABX s 4 - Acceso a las Redes Trocales de Fibra 5 - Video Conferencia 6 - Redes de Ditribución PBX una red de computadoras 7 - Aprendizaje a distancia 8 - Enlaces CAD /CAM 9 - Acceso Remoto de Datos SDSL Symmetric Digital Subscriber Line (SDSL). La tecnología SDSL es una variante de la DSL y se trata de una línea simétrica permanente con anchos de banda de 400Kbps, 800Kbps, 1.200Kbps y 2.048Kbps. SDSL es una forma de servicio de la línea del suscriptor Digital (DSL) que proporciona igual ancho de banda para subida de datos (uploads), bajada de datos (downloads) y 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 Al igual que HDSL, SDSL soporta transmisiones T1/E1 simétricas, pero SDSL difiere de HDSL en dos aspectos: Utiliza un único para de Cobre. Posee un rango máximo de operación de 3 Km. Dentro de la limitación de distancia, SDSL puede acomodarse a aplicaciones que precisen idénticas velocidades de red a abonado y viceversa como videoconferencia ó computación colaborativa. SDSL es un precursor de HDSL-II. 17

18 VDSL Very High Speed Digital Subscriber Line Una alternativa para alcanzar altas velocidades de transmisión de datos, es la combinación de cables de cables de fibra óptica alimentando a las unidades ópticas de la red (ONU: Optical Network Units) en los sectores residenciales y la conexión final a través de la red telefónica de cobre. Esta topología es denominada Fiber to the Neighborhood (FTTN). Una de las tecnologías FTTN disponibles es VDSL, la cual transmite datos a alta velocidad sobre distancias cortas de pares trenzados de líneas de cobre con un rango de velocidad que depende de la longitud de la línea. La máxima rata de transmisión de la red al cliente está entre 51 y 55 Mbps sobre líneas de 300 metros de longitud. Las velocidades del cliente a la red son similares a las obtenidas con ADSL, desde 1,6 a 2,3 Mbps. En la Figura # 1 se presenta un gráfico que permite visualizar la idea básica de la tecnología VDSL. Figura # 1 Aunque el estándar VDSL aún no ha sido concluido, se estima que esta tecnología proporcionará "la última milla" en las conexiones desde la red de fibra óptica y los clientes. Las velocidades (desde la red al cliente ) proyectadas alcanzarán 1/12, 1/6 y 1/3 de la velocidad de SONET (15552 Mbps). En la Tabla 1 se pueden observar las velocidades (de la red al cliente) que alcanza VDSL de acuerdo con la distancia de las líneas. 18

19 Tabla # 1 LONGITUD (mts) VELOCIDAD (mbps) ,96 13, ,92 27, ,84 55,2 Al igual que ADSL, VDSL puede transmitir video comprimido, una señal en tiempo real nada común en los esquemas de re-transmisón de error usados en las comunicaciones de los datos. Para lograr una tasa de error compatible con video comprimido, VDSL tendrá que incorporar la Corrección de Errores hacia delante (FEC: Forward Error Correction) lo suficientemente intercalado para corregir todos los errores creados debido al ruido con alguna duración especifica. Los datos en la dirección de la red al cliente serán emitidos a cada equipo local del cliente (CPE: Customer Premises Equipment) y transmitidos a puertos lógicamente separados que distribuyen la data a la dirección CPE que se desea acceder utilizando Multiplexaje por División de Tiempo (TDM). El multiplexaje en la dirección del cliente a la red es más difícil. Los sistemas que utilizan terminaciones de red pasivas (NT: Network Termination) deben insertar datos al medio compartido mediante TDMA o por FDM. Los sistemas que utilizan terminaciones de red activas transfieren los datos (del cliente a la red) a una puerto lógicamente separado que usaría protocolos Ethernet o ATM para realizar el multiplexaje. La migración y las consideraciones del inventario dictadas por las unidades de VDSL establece que pueden operar a varias velocidades con el reconocimiento automático de un dispositivo recientemente conectado a una línea o un cambio en velocidad. Las interfaces de la red pasivas necesitan tener inserción caliente, donde un nuevo VDSL establece como premisas que la unidad puede ponerse en la línea sin interferir con el funcionamiento de otros módems. La tecnología VDSL tiene un grado alto de parecido con ADSL, aunque esta última debe enfrentar rangos dinámicos mucho más grandes y es considerablemente más compleja como resultado. VDSL es más bajo en costo y en poder, y las unidades de 19

20 VDSL locales pueden llegar a implementar un control de acceso al medio en un nivel físico, mediante el multiplexaje de los datos en la dirección del cliente a la red. Es importante considerar los siguientes aspectos para relacionados con la tecnología VDSL: los posibles códigos de línea, el control del error FEC, la separación de canal y el multiplexaje en la dirección del cliente a la red. Posibles Códigos de Línea 1. CAP (Carrierless AM/PM) El sistema sin portadora AM/PM, es una versión del sistema de portadora suprimida QAM (Quadrature Amplitud Modulation). Para las configuraciones de NT pasivas, CAP utilizaría la velocidad (del cliente a la red) de QPSK y un tipo de TDMA para el multiplexaje (aunque CAP no impide un esquema de FDM para el multiplexaje en la dirección del cliente a la red) 2. DMT (Discrete Multitone) El sistema Multitono Discreto utilizaría la Tansformada de Fourier Discreta para crear y demodular a las portadoras individuales. Para las configuraciones de NT pasivas, DMT usaría FDM para el multiplexaje en la dirección del cliente a la red (también permite TDMA). 3. DWMT (Discrete Wavelet Multitone) Es un sistema Multitono Discreto que utiliza la transformada Wavelet para crear y demodular a las portadoras individuales. DWMT también usa FDM para el multiplexaje en la dirección del cliente a la red, pero también permite TDMA. 4. SLC (Simple Line Code ) El sistema de Código de Línea Simple, es una versión de señalización de la banda base de cuatro niveles, la cual filtra la banda base y la restaura en el receptor. Para las 20

21 configuraciones de NT pasivas, SLC usaría probablemente TDMA para el multiplexaje en la dirección del cliente a la red, aunque también podría usarse FDM. Separación de Canal Las primeras versiones de VDSL podrían emplear el Multiplexaje por División de Frecuencia para separar el canal que va de la red al cliente, del que del cliente a la red, y estos dos de los POTS (Plain Old Telephone System)e ISDN. La cancelación del eco puede ser requerida para versiones posteriores de VDSL, caracterizando a una rata asimétrica de datos. Corrección de Errores hacia Adelante (FEC: Forward Error Correction ) FEC sin duda, utilizará una especie de código Reed Soloman para corregir la ráfaga de errores causados por la introducción de ruido. El tratamiento del ruido será muy similar al implementado para ADSL. Multiplexaje en la Dirección del Cliente a la Red. Si las unidades locales de VDSL comprenden terminaciones de red activas, el multiplexaje de más de un CPE a uno simple es responsabilidad de la red local. Las unidades VDSL presentan un flujo de datos en ambas direcciones. Un tipo de red local involucra una estrella que conecta cada CPE a un interruptor o borne de multiplexaje. En una configuración de NT pasiva, cada CPE tiene una unidad de VDSL asociada. El canal (en la dirección del cliente a la red) para cada CPE debe compartir un cable común. Si se utiliza un sistema de detección de colisión se pudiera dividir el canal en bandas de frecuencia y asignar una banda a cada CPE, esto con el fin de garantizar el ancho de banda requerido. En la Figura # 2 se puede observar las configuraciones para NT activo y pasivo. 21

22 Figura # 2 Aspectos Pendientes en el Desarrollo de VDSL Como ya se ha mencionado, La tecnología VDSL aun no está completa ya que existen ciertos aspectos que aún requieren de una definición clara. Estos aspectos se mencionan a continuación. TDD (Time Division Duplexing) vs. FDD (Fequency Division Duplexing) El tipo de división duplex que se usará en VDSL está discutiéndose en los actuales momentos. FDD parece ser una mejor opción ya que los servicios existentes son típicamente canceladores de eco o FDD. La sincronización de los canales (en la dirección de la red al cliente y viceversa) es más fácil con FDD, porque todos los sistemas necesitan tener las mismas frecuencias del "bandsplit". Por el contrario, con TDD la sincronización puede ser más compleja. 22

23 Modelo de Referencia La característica del ruido en la línea no sólo variará con el tipo de línea, sino también con la base instalada de la red local. No hay ningún acuerdo hasta la fecha, aunque es necesario que se propongan varios modelos antes de que la tecnología sea masivamente comercializada. El Comité Europeo (TM6) está a favor de esperar por los resultados de los estudios de los operadores de la red y separar el modelo del ruido de los códigos de línea. Interferencia del Sistema de Radio de Onda Corta En el caso de antena de área local, la señal VDSL sobre el cable generará un campo eléctrico capaz de interferir con bandas de la radio de onda corta. Por otra parte, las bandas de frecuencia de radio de onda corta que coinciden con la frecuencia de VDSL dañarán la señal VDSL. Radiación Producida por Cables Aéreos Utilizando TDD, un transmisor de VDSL produce una emisión de radiación no deseada que interfiere con los receptores de radio-aficionados. Se determinó que el máximo PSD de 60 dbm/hz, permitido para la teconología VDSL puede generar interferencia potencial en algunas bandas de alta frecuencia del espectro de radio. Operación Simétrica o Asimétrica. Es posible que VDSL soporte tanto sistemas simétricos como asimétricos. VDSL simétrico es adecuado para distancias cortas ya que puede simplificar la interfaz con la red conjuntamente con las redes LAN. Para distancias largas VDSL asimétrico es apropiado, ya que simplifica los equipos electrónicos requeridos por los usuarios residenciales. 23

24 4- Equipamiento Asociado En dependencia de la modalidad DSL, se implementan soluciones de Hardware. En principio, las variantes incluyen modems, splitters, y/o routers, de acuerdo a la complejidad de la instalación. Para las variantes caseras (usualmente ADSL), los proveedores ofrecen incluso kits autoinstalables. El principio de funcionamiento es como sigue: (Ponemos un ejemplo de ADSL, que tiene mayor complejidad en su instalación, por incluir voz y datos). Fabricantes como Cisco, 3com y Zyxel, se han mantenido históricamente a la vanguardia en soluciones de conectividad, y no es esta la excepción, así si mencionamos los productos de mayor aceptación en el mercado DSL, notaremos su alta penetración. 5- Utilización en Cuba. En nuestro país, las implementaciones más usuales de estas tecnologías, son las HDSL. Los Proveedores de Servicios de Internet (ISP), como parte de su cartera de servicios, usualmente ofrecen conexión a velocidades E1 (2Mbps), usando un enlace dedicado con 3 pares trenzados. Adicionalmente se conoce de incursiones muy escasas de enlaces usando ADSL y SDSL, para soluciones de conectividad aisladas. Válido mencionar como ejemplo que el enlace de la base de transporte de la UCI, durante 6 meses estuvo soportado por Routers/Modems SDSL, a una velocidad de 2.3 Mbps. 6- Conclusiones. De acuerdo a lo que hemos visto en la clase, podemos concluir que las soluciones con soporte de cobre, se resisten a desaparecer. Las nuevas modulaciones y técnicas de codificación permiten la imposición de tecnologías digitales de abonado, que se 24

25 adaptan perfectamente a las necesidades de comunicación en Banda Ancha generadas por usuarios domésticos y empresas. 25