LÍNEA DE ABONADO DIGITAL ASIMÉTRICA (ADSL)

Transcripción

1 LÍNEA DE ABONADO DIGITAL ASIMÉTRICA (ADSL) Línea de abonado digital asimétrica, ADSL (sigla del inglés Asymmetric Digital Subscriber Line) es un tipo de tecnología 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 haya otros servicios por el mismo cable que puedan interferir. 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. Es una tecnología de acceso a Internet de banda ancha, lo que implica una velocidad superior a una conexión 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 ( Hz), función que realiza el enrutador ADSL. 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 se corresponde con el uso de internet por parte de la mayoría de usuarios finales, que reciben más información de la que envían (o descargan más de lo que suben). 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. Actualmente, 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, 1

2 datos y televisión, a partir de una misma línea y dentro de una sola empresa, que ofrezca estos tres servicios de comunicación. 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 modulación 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 Metro Ethernet, 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 Nombre Nombre común Bajada máxima Subida máxima ANSI T Issue 2 ADSL 8 Mbit/s 1,0 Mbit/s ITU G ADSL (G.DMT) 12 Mbit/s 1,3 Mbit/s ITU G Annex A ADSL over POTS 12 Mbit/s 1,3 MBit/s ITU G Annex B ADSL over ISDN 12 Mbit/s 1,8 MBit/s ITU G ADSL Lite (G.Lite) 1,5 Mbit/s 0,5 Mbit/s ITU G ADSL2 12 Mbit/s 1,0 Mbit/s ITU G Annex J ADSL2 13 Mbit/s 3,15 Mbit/s ITU G Annex L RE-ADSL2 5 Mbit/s 0,8 Mbit/s ITU G splitterless ADSL2 1,5 Mbit/s 0,5 Mbit/s ITU G ADSL2+ 24 Mbit/s 1,0 Mbit/s ITU G Annex M ADSL2+M 24 Mbit/s 3,5 Mbit/s Los fabricantes de hardware de ASDL han utilizado dos técnicas de modulación para transmitir datos. CAP (Modulación de fase y amplitud sin portadora) que es una variante de la tecnología QAM (Modulación de amplitud en cuadratura). Este tipo de modulación fue ampliamente utilizada en los comienzos de la ASDL pero nunca se estandarizó correctamente y en consecuencia, no existe interoperabilidad posible entre el hardware de los distintos fabricantes. DMT (Modulación por multitono discreto) que es una técnica de modulación más reciente. Su principio se basa en la utilización de una gran cantidad de sub portadoras compartidas por el sistema en la banda de frecuencia usada (ver "técnicas de modulación ADSL"). 2

3 Este diagrama presenta varios bloques funcionales que forman una conexión ADSL. Las dos categorías de servicio están separadas por un divisor en la red y en la ubicación del cliente. A fines de 1998 la ITU (Unión internacional de telecomunicaciones) certificó un nuevo estándar: El ADSL-Lite que es, de hecho, una versión más leve del ADSL. Este estándar tiene una velocidad menor que la versión mayor (alrededor de 1,5 Mbits/s) y no requiere divisor. RADSL La tecnología RADSL (DSL de tasa adaptable) se basa en ADSL. La transmisión se establece de manera automática y dinámica al buscar la velocidad máxima posible en la línea de conexión y al readaptarla continuamente sin ninguna desconexión. La RADSL debe permitir velocidades ascendentes de 128 kbps a 1 Mbps y velocidades descendentes de 600 kbps a 7 Mbps, para un bucle de 5,4 km de longitud máxima. RADSL utiliza modulación DMT (como es mayormente el caso para ADSL). Esta tecnología se encuentra en proceso de ser estandarizada por el ANSI. VDSL La VDSL (DSL de muy alta tasa de transferencia) es la más veloz de las tecnologías DSL y está basada en la RADSL. Puede admitir, con un sólo par trenzado, velocidades descendentes de 13 a 55,2 Mbps y velocidades ascendentes de 1,5 a 6 Mbps o en caso de que se requiera una conexión simétrica, una velocidad de 34 Mbps en ambas direcciones. Por lo tanto, VDSL puede usarse tanto en conexiones simétricas como asimétricas. Esta tecnología fue desarrollada principalmente para el transporte de ATM (Modo de transferencia asíncrono) a altas velocidades en una distancia corta de hasta 1,5 km). Actualmente el estándar está en proceso de ser certificado. Las modulaciones QAM, CAP, DMT, DWMT (Multitono discreto wavelet) y SLC (Código de línea simple) están bajo consideración. Para el transporte de datos, el hardware de VSDL se vincula al intercambio de conexión a través de bucles SDH de fibra óptica a 155 Mbps, 622 Mbps, 2,5 Gbps. El 3

4 transporte de voz entre el hardware de VDSL y el intercambio también puede ofrecerse a través de bucles de cobre. 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 al mismo tiempo que 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 microfiltros). Utiliza 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, de hecho no se necesita el "marcado" tal como lo conocemos sino que se conecta independientemente de la conexión tradicional de voz. 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, que utilizan un mismo cable para varios abonados (ej. típico el cable módem). Inconvenientes o Desventaja 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 límite real suele ser del orden de los 3 km. Debido a los requerimientos de calidad del par de cobre, 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. 4

5 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 láser en un medio protegido por una cubierta opaca, ya que la luz es inmune a aquéllas interferencias. Sus capacidades de transmisión son muy inferiores a otras tecnologías como Cable módem o fibra óptica. CÓMO UNIFICAR UNA RED ANALÓGICA Y UNA ADSL EN LA MISMA LÍNEA Descripción De Un Cable De Cobre El par trenzado está compuesto por dos conductores de cobre de un diámetro entre 0,4 mm y 0,8 mm inclusive (muy rara vez, de 1 mm). Los conductores están aislados y en pares para reducir la interferencia. En la mayoría de los casos, los pares trenzados se agrupan de a cuatro dentro de un cable protegido por una funda de plástico. Los cables que se usan para las redes telefónicas están compuestos por 2 a pares y no están enfundados. Los servicios telefónicos tradicionales requieren un ancho de banda de 3,1 khz (el ancho de banda es de entre 300 Hz y Hz). Sin embargo, todos los cables que conectan el intercambio telefónico con los usuarios tienen un ancho de banda mayor, cercana a varios cientos de khz. Las tecnologías xdsl han sido desarrolladas a partir de estas redes de acceso por cable. 5

6 En frecuencias altas, los problemas relacionados con la distancia son los más restrictivos (atenuación, interferencias, distorsiones de fase). En frecuencias bajas, existen inconvenientes relacionados con el ruido de impulsos, el cual alcanza sin dificultad hasta 1 MHz. Además, su uso se hace complicado y requiere de sistemas de transmisión de muy alto rendimiento. Limitaciones De La Red Analógica La máxima velocidad ascendente posible en una red analógica es de bits/s y de (en teoría) de velocidad descendente. Esto incluye la utilización de una tecnología de ancho de banda mayor a 3,1 khz. De hecho, el uso de una conexión ISDN ya requiere de tecnología xdsl porque abarca un espectro de frecuencia de más de 80 khz. Como se explicó en el capítulo 2.3.1, la tecnología de modulación CAP ha sido reemplazada por la tecnología DMT que fue aceptada por el estándar ANSI T La DTM (modulación por multitono discreto) es una forma de modulación multi portadora. Para poder aplicarse a la ADSL, el espectro de frecuencia, que se encuentra entre 0 Hz y MHz, se divide en 256 sub canales distintos separados por 4,3125 khz. Normalmente, los sub canales inferiores se reservan para POTS, entonces, en principio, los sub canales de 1 a 6 (de hasta khz) no se utilizan y se reservan para telefonía analógica. Según la T1.413, sólo los sub canales del 1 al 31 pueden usarse para velocidad ascendente. Las velocidades ascendentes y descendentes están separadas, ya sea por EC (Cancelación de eco), que permite usar los sub canales inferiores (del 1 al 31) para velocidad ascendente y descendente, o por FDM (Multiplicación por división de frecuencia), que es el más utilizado por su simplicidad y bajo costo, y que separa los sub canales en ascendente/descendente a través de un filtro pasivo. Distribución de canales DMT en POTS con EC Los sub canales del 1 al 6 se usan para aparatos telefónicos, los sub canales del 7 al 31 son para flujo ascendente, el 32 está reservado y los sub canales del 33 al 256 se utilizan para flujo descendente. Se debe tener en cuenta que los sub canales del 16 al 64 se utilizan para transportar una señal piloto y los del 250 al 256 no pueden usarse en líneas de conexión de ancho de banda reducido. Más allá de 1 MHz, las alteraciones son muy grandes para permitir un flujo estable. 6

7 En este caso, la DMT usa la técnica de cancelación de eco en estos sub canales, lo que da como resultado un flujo dual en los sub canales del 7 al 31. Si la DMT ha aplicado FDM, sólo los sub canales superiores (33 a 256) se usarán para el flujo descendente. Distribución de canales DMT en ISDN con FDM Como se ha visto previamente, la tecnología ISDN utiliza el ancho de banda más bajo hasta 80 KHz (para ISDN con 2B1Q: 2 binarios 1 cuaternario; codificación de 2 elementos binarios en un momento de la modulación cuaternaria). Para permitir el uso simultáneo de ISDN y ADSL en la misma línea telefónica, los sub canales 1 a 28 quedan libres. Los canales inferiores se usan para velocidad ascendente porque el hardware del usuario posee un poder de transmisión más débil que el hardware instalado en el intercambio, por eso, al transmitir en frecuencias bajas, la señal experimentará una atenuación menor. Los canales superiores se emplean para velocidad descendente debido a que el hardware ubicado en el intercambio es constantemente interrumpido por dispositivos de transmisión con frecuencias más altas, por lo tanto, parece ser más efectivo transmitir en canales superiores para beneficiarse con una relación de señal/ruido más óptima. 7

8 Hardware ADSL DSLAM El DSLAM (Multiplexor de acceso de línea de abonado digital) es una pieza de hardware instalada por lo general en el intercambio telefónico y que proporciona multiplexación para flujos ATM de la red de transporte. Este elemento no sólo aloja las tarjetas ADSL sino que también aloja diferentes servicios DSL, por ejemplo SDSL o HDSL, al insertar las tarjetas de multiplexación correspondientes. Cada tarjeta admite varios módems ADSL. Los elementos agrupados en el DSLAM se denominan ATU-C (ADSL Transceiver Unit, Central office end (Unidad de transceptor ADSL, extremo en la oficina central)). De hecho, todos los servicios disponibles en la red (Internet, LAN-MAN-WAN, tele compras, videos MPEG) llegan por banda ancha a la estación DSLAM para ser entonces redistribuidos a los usuarios. El mantenimiento y configuración del hardware DSLAM y ADSL se hace de manera remota. Módems y routers ADSL En el capítulo anterior se observó cómo los datos se envían al usuario. Pero ahora que el usuario debe decodificar los datos, el que se encarga de esa tarea es el módem, que se llama ATU-R (Unidad de transceptor ADSL, extremo en la terminal remota). En la actualidad, existen tres tipos de módems de acuerdo con las solicitudes de los usuarios: Con una interfaz 10/100 baset, para equipos con tarjetas Ethernet. ATMD 25 para equipos que cuentan con una tarjeta ATM o redistribuyen la ADSL en una red ATM. Con una interfaz USB para equipos con interfaz USB. Si el usuario desea redistribuir la ADSL en toda su red informática es recomendable que utilice un router con interfaz ADSL. El divisor y el microfiltros El divisor se instala en el intercambio telefónico, en el flujo descendente desde el DSLAM y desde el conmutador de audio. Entonces, si el usuario cuenta con una conexión ISDN deberá instalar en su hogar un divisor en flujo ascendente, en relación a su módem y su ISDN NT.. 8

9 Si el usuario posee una conexión analógica tradicional, no necesitará instalar un divisor en su hogar pero sí un microfiltro frente a cada teléfono. El rol del divisor: es un filtro de conmutación que separa el ancho de banda reservada para el servicio telefónico del ancho de banda empleado para las transmisiones ADSL. Proporciona una separación suficiente como para evitar que las señales transmitidas en una banda de frecuencia perturben el funcionamiento de la otra. Tenga en cuenta que la instalación de un divisor es obligatoria para tener ADSL con conexión ISDN. El rol del microfiltro: es un filtro de paso bajo que se instala en conexiones analógicas. Por lo tanto, no hay razón para instalar un divisor. El divisor y el microfiltro Si se emplea una transmisión digital estándar a través de la red hertziana terrestre DVB-T (Transmisión de video digital), se podrá recibir televisión digital en formato MPEG por medio de un decodificador conectado a una estación de televisión. 9

10 Bibliografía ADSL Connaissances de base, publicado por Swisscom SA Network Training, escrito por Marcel Butty, editado en septiembre de Technologies d accès aux réseaux, publicado por Ecole d ingénieurs et d architectes de Fribourg, escrito por Antoine Delley, Marco Francioli y Pascal Zbinden, editado en