Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica. El Futuro del Acceso de Banda Ancha

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1 Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica IE 0502 Proyecto Eléctrico El Futuro del Acceso de Banda Ancha Por: Luis Diego Goldoni García Ciudad Universitaria Rodrigo Facio Diciembre de 2008

2 El Futuro del Acceso de Banda Ancha Por: Luis Diego Goldoni García Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica como requisito parcial para optar por el grado de: BACHILLER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA Aprobado por el Tribunal: Ing. Guillermo Rivero Profesor Guía Ing. Oscar Fallas Lector Ing. Felipe Córdoba Profesor lector i

3 DEDICATORIA Le agradezco a Dios la oportunidad de permitirme concluir mis estudios y finalizar este proyecto. Les dedico este proyecto a mi familia y a la Ing. Natalia Mesén Mora por toda su ayuda y apoyo durante los años de carrera. ii

4 RECONOCIMIENTOS Le quiero agradecer al profesor Guillermo Rivero por toda la ayuda que me brindó para realizar este proyecto. Asimismo le agradezco a el Ing. Felipe Córdoba y al Ing. Oscar Fallas por su ayuda como lectores de este proyecto. Además le agradezco a mi hermano, el Ing. Francisco Javier Goldoni García, por la ayuda con mucha de la información que aquí se presenta. También quiero agradecer a la Ing. Natalia Mesén Mora por toda la ayuda y apoyo brindados. iii

5 ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURAS...vii ÍNDICE DE TABLAS...viii NOMENCLATURA...ix RESUMEN...xiii CAPÍTULO 1: Introducción Objetivos Objetivo general Objetivos específicos Metodología...1 CAPÍTULO 2: Fundamentos de los Sistemas de Banda Ancha Síntesis Definición de banda ancha Orígenes de banda ancha Banda Ancha hoy Características claves Banda Ancha hoy Tendencias evolutivas significativas Perspectivas evolutivas Resumen...13 CAPÍTULO 3: Perspectivas en la tecnología DSL Síntesis Mejora de la eficiencia Aumentar la ganancia en la codificación Reducir el margen de ruido Reducir el overhead Relación señal/ruido (SNR) mejorada Incrementando la potencia de la señal Reduciendo la atenuación de la línea Reducción de ruido: DSM y la densidad de potencia del espectro (PSD, Power Spectral Density) Reducción del ruido externo Reducción del ruido interno: DSM Nivel-3 y VDSL Vectored Ancho de banda creciente Añadiendo frecuencias más altas Ocupación de las bandas de frecuencias de POTS y de IDSN Arreglos de bandas de frecuencias Usando Canales Múltiples Adhesión...28 iv

6 3.5.2 Modo fantasma Resumen...30 CAPÍTULO 4: Redes Ópticas Pasivas de Próxima Generación. Innovaciones Arquitectónicas Síntesis Preparativos para las PON de próxima generación Requerimientos de una arquitectura PON de próxima generación Opciones de arquitecturas: 10G PON puro sin coexistencia Opciones de arquitecturas: NG PON de diferentes velocidades con coexistencia Opciones de arquitecturas: WDM PON Opciones de arquitecturas: GPON con longitud de onda apilada Comparación y evaluación de soluciones Una estrategia para la evolución Resumen...51 CAPÍTULO 5: Transformación de la red de voz. Un enfoque del uso de CPE para la migración de la voz Síntesis Actualidad en la red de acceso Conceptos de FTTH Conceptos de FTTN Detalles del servicio de voz Llamadas de fax y de módem Servicios Lifeline Relaciones con FTTH y FTTN Resumen...68 CAPÍTULO 6: Futuro del video en Banda Ancha Síntesis Fase 1. Transformación de la red. Lanzamiento de IPTV Calidad de servicio garantizada equivale a un despliegue exitoso de IPTV Transformación de la red Fase 2. Transformación de la red. Evolución a los servicios multimedia personalizados Video en Internet e IPTV El papel de la red IPTV permite la personalización y la interactividad Anuncios Personalizados Servicios de Internet Mejorados El Hogar Digital: Una extensión de la red del proveedor de servicios Resumen...81 CAPÍTULO 7: Conclusiones y recomendaciones...83 v

7 BIBLIOGRAFÍA...85 APÉNDICES...87 ANEXOS vi

8 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 3.1. Ruido virtual agregado para acomodar interferencia prevista [5]...19 Figura 4.1. Crecimiento Histórico y proyectado de la Banda Ancha [1]...36 Figura 4.2. Sobreposición de 10G en diferentes longitudes de onda [1]...40 Figura 4.3. Apilamiento eléctrico en la señal de 10G [1]...41 Figura 4.4. WDM PON puro [1]...43 Figura 4.5. GPON con MWDM apilado [1]...46 Figura 4.6. Costos agregados de los diferentes enfoques de redes NG PON [1]...49 Figura 4.7. Evolución de una red de dos dimensiones hacia PONs de próxima generación [1]...50 Figura 5.1. Red FTTH [2]...54 Figura 5.2. Red FTTN [2]...55 Figura 5.3. Ejemplo de un ONT de exteriores en el hogar [1]...61 Figura 5.4. Establecimiento de triple play sin irrumpir en los POTS existentes [1]...62 Figura 5.5. Cableado en el hogar para FTTN con VDSL2 sin adhesión [1]...63 Figura 5.6. Cableado en el hogar para FTTN con VDSL2 con adhesión [1]...64 Figura 5.7. Utilizando el ATA en el RG para convertir una casa con acceso de banda ancha a VoIP [1]...66 Figura 5.8. Convirtiendo a los demás usuarios [1]...67 Figura 6.1 Ofertas de IPTV por diversos oferentes en el 2007 [11]...71 Figura 6.2 Cambios tecnológicos necesarios para una entrega de IPTV satisfactoria [1]...74 Figura 6.3 Mejores ganancias con servicios mejorados de Internet [1]...79 Figura 6.4 Espacio del hogar y dispositivos con necesidad de conexión a red [1]...80 vii

9 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 3.1. Comparación de las opciones [1]...31 Tabla 4.1. Evolución de los estándares PON [1]...34 Tabla 4.2. Comparación y características principales de las redes PON de próxima generación [1]...47 viii

10 NOMENCLATURA ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line ANSI American National Standards Institute APON Synchronous Transfer Mode PON ARPU Average Revenue Per User ADSL2plus Asymmetric DSL2plus ATM Asynchronous Transfer Mode ATA Analog Telephone Adaptor BPON Broadband PON CPE Customer Premises Equipment CO Central Office CWDM Coarse Wave Division Multiplexing DOCSIS Data over Cable Service Interface Specification DFB Distributed Feedback DHCP Dynamic Host Configuration Protocol DLC Digital Loop Carrier d/s download stream DM Differential Mode DSL Digital Subscriber Line DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer DSM Dynamic Spectrum Management EIS Enhanced Internet Services EFM Ethernet in the First Mile EMS Element Management System EPON Ethernet PON FCC Federal Communications Commission FEXT Far-End Crosstalk ix

11 FNC Federal Networking Council FSAN Full Service Access Network FTTC Fiber to the Curb FTTB Fiber to the Building FTTH Fiber To The Home FTTN Fiber to the Node GEM Gigabit Encapsulation Method GEPON Ethernet GPON GigE Gigabit Ethernet GPON Gigabit PON HDTV High Definition TV HFC Hybrid Fiber Coax HSI High Speed Internet ICMP Internet Control Message Protocol IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers IGMP Internet Group Management Protocol ILEC Incumbent Local Exchange Carrier IMS IP Multimedia Subsystem inid Integrated Network Interface Device IP Internet Protocol IPTV Internet Protocol TV ISDN Integrated Services Delivery Network ITU International Telecommunications Unit MAC Media Access Control MPLS Multi-Protocol Label Switching MSO Multiple Service Operator MDU Multi-Dwelling Unit MWDM Medium Wave Division Multiplexing NGDLC Next-Generation Digital Loop Carrier x

12 NGPON Next-Generation PON OAM Operations, Administration and Maintenance OLT Optical Line Terminal ODN Optical Distribution Network ONT Optical Network Termination OPEX Operational Expenditures OSP Outside Plant OTT Over The Top P2MP Point to Multipoint P2P Point to Point PM Phantom Mode PONs Passive Optical Networks POTS Plain Old Telephone Service PSD Power Spectral Density PSTN Public Switched Telephone Networks PVR Personal Video Recording QoE Quality of Experience QoS Quality of Service RG Residential Gateway RF Radio Frequency SDH Synchronous Digital Hierarchy SDTV Standard-Definition TV SDV Switched Digital Video SNR Signal-to-Noise Ratio SONET Synchronous Optical Network SSM Static Spectrum Management STB s Set-Top Boxes TCP Transmission Control Protocol TDM Time Division Multiplexing xi

13 u/s upload stream USF Universal Service Fund UDSL uni-dsl VDSL2 Very high speed DSL2 VoD Video on Demand VoIP Voice over Internet Protocol WAN Wide Area Network WBF Wavelength-blocking Filter WDM Wavelength Division Multiplexing WiFi Wireless Fidelity xii

14 RESUMEN El objetivo de esta investigación es el estudio de las redes de acceso de próxima generación. Se realizó mediante la recopilación de información bibliográfica sobre las redes de acceso en libros y publicaciones en Internet. Se explican los orígenes y el desarrollo de la tecnología del acceso de banda ancha, los requisitos esenciales para entregar los datos y los requisitos de los servicios de multiplay de hoy en día, tales como servicios video de alta definición. El análisis incluye observaciones respecto a la necesidad de soluciones de acceso en cobre en coexistencia con la solución del acceso con fibra óptica. Se presentan diferentes enfoques para aumentar la transmisión de datos en DSL más allá de su capacidad actual. Se concluye que el Ruido Virtual es la mejor opción. Esta investigación presenta diversas arquitecturas de redes PON. Se concluye que las redes PON de próxima generación entregarán una velocidad de 10 Gb/s y, en última instancia, de 40 Gb/s por PON. Además se explica como el nuevo equipo instalado en el hogar tendrá un impacto significativo en cómo cambia el servicio de voz a la red de voz de próxima generación. En lo que respecta al video en banda ancha, se presenta un enfoque donde la combinación de IPTV personalizada y del video en Internet se propone como el mejor modelo a desarrollar. Se concluyó que existe la necesidad de una adaptación en el modelo comercial y de una transformación en las redes. Esta investigación sienta un precedente para investigaciones futuras relacionadas a los temas aquí planteados. Se invita a profundizar en alguno o algunos de ellos con más detalle en investigaciones futuras. xiii

15 xiv

16 CAPÍTULO 1: Introducción 1.1 Objetivos Objetivo general Estudiar las redes de acceso de próxima generación Objetivos específicos Investigar sobre las perspectivas en la tecnología DSL. Estudiar sobre el futuro de la tecnología PON, GPON. Conocer las perspectivas en la tecnología en el hogar, IPTV, CPE s. Investigar sobre el futuro del video en Banda Ancha. 1.2 Metodología Para estudiar las redes de acceso de próxima generación se seguirá la siguiente metodología: Recopilación de información bibliográfica sobre las redes de acceso, la búsqueda de la información se realiza en artículos publicados en libros, revistas y publicaciones en Internet. Recopilación de información bibliográfica acerca de las definiciones, orígenes, actualidad y tendencias de los sistemas de acceso DSL, PON, sus aplicaciones y equipo. Investigación bibliográfica de las proyecciones de las redes de acceso de banda ancha. Redacción de avances de los capítulos según cronograma. 1

17 Redacción de borrador final y de versión final del trabajo. Elaboración de la presentación para la defensa pública del trabajo. 2

18 CAPÍTULO 2: Fundamentos de los Sistemas de Banda Ancha 2.1 Síntesis Este capítulo proporciona un resumen de los orígenes y del desarrollo de la tecnología del acceso de banda ancha, los requisitos esenciales para entregar datos sobre los canales de banda ancha y los requisitos de los servicios de multi-play de hoy en día, tales como servicios video de alta definición. El análisis incluye observaciones respecto a la necesidad de soluciones de acceso en cobre en coexistencia con la solución del acceso de la fibra óptica. Se explica la aparición del DSL como la tecnología de banda ancha más común debido a su capacidad de entregar servicios de acceso de Internet público. 2.2 Definición de banda ancha. Un buen punto de partida para una discusión de la evolución de la banda ancha es definir lo que significa el término broadband o banda ancha. En su uso actual describe los servicios y las tecnologías de banda ancha que permiten conexiones de alta velocidad a ambos consumidores y negocios, para entregar servicios tales como Internet de alta velocidad (HSI, siglas en inglés que significan High Speed Internet), voz sobre el Protocolo de Internet (VoIP, Voice over Internet Protocol) y servicios de video, tales como televisión de Protocolo de Internet (IPTV, Internet Protocol TV) y vídeo a pedido (VoD, Video on 3

19 Demand). La banda ancha se extiende comúnmente a la línea conexiones fijas, aunque la banda ancha móvil ahora sea un término aceptado y un servicio común también. Sin embargo, el contexto sigue siendo importante para las connotaciones de la banda ancha. Por ejemplo, una definición estándar de la banda ancha refiere a un método de la señalización que incluya o maneje una gama relativamente amplia de las frecuencias, que se pueden dividir en los canales. Sin embargo, el término de banda ancha es definido prácticamente por factores circunstanciales, tales como el punto de referencia de la red, la región geográfica, el marco de tiempo histórico, la distancia entre el cliente y el nodo del acceso, y así sucesivamente. Según lo observado, el término banda ancha de más uso general es del contexto de la línea de acceso alambrada (residencial). Esto incluye la línea de suscriptor digital (DSL, Digital Subscriber Line) para las conexiones de conductor de par de cobre, del bucle local que constituyen actualmente a la gran mayoría de comunicaciones del acceso de compañías telefónicas, pero también las tecnologías con fibras más recientemente desarrolladas tales como redes ópticas pasivas punto a multipunto (PONs, Passive Optical Networks). Se entienden el DSL y el acceso de la fibra como las tecnologías de banda ancha debido sobre todo a las velocidades de conexión del acceso que entregan en comparación a las antiguas conexiones de banda estrecha que constituyeron anteriormente, las redes de teléfono públicas conmutadas (PSTN, Public Switched Telephone Networks). El PSTN proporciona servicios tales como servicio telefónico común (POTS, Plain Old Telephone Service), que entrega los servicios de voz comerciales hasta 64 kb/s teórico, así como la red 4

20 de servicios integrados (ISDN, Integrated Services Delivery Network), que funcionó en la gama de 64 a 128 kb/s para entregar aplicaciones de voz y de datos. De hecho, el DSL se entiende fundamentalmente como tecnología de banda ancha debido a que entrega datos digitales sobre los canales de ancho de banda altos (es decir, 25 khz y superiores), sobre el canal de la voz de la banda base (es decir, 4 khz e inferiores) que viajan por el par de cobre en el bucle local de la red. El tipo más común de DSL hoy es el DSL asimétrico (ADSL), que entrega más ancho de banda en recepción (d/s, download stream) de la red del operador al cliente que en envío (u/s, upload stream). El concepto de la banda ancha es relativo, tanto así que los servicios de ADSL pueden extenderse a partir de 256 kb/s (usando el ADSL original que entrega desde 8 Mb/s en aproximadamente 2 kilómetros, hasta 24 Mb/s sobre distancias más cortas (aproximadamente 1 kilómetro) usando la tecnología más recientemente desarrollada de ADSL2/2plus. DSL2 de muy alta velocidad (VDSL2, Very high speed DSL2) incluso va un paso más lejos, y se diseña para entregar hasta 100 Mb/s en distancias cortas, acercándose a la gama de 100 Mb/s como la tecnología de fibra hasta el hogar (FTTH, Fiber To The Home). Un servicio local de acceso fijo de banda ancha debe ser capaz de entregar por lo menos 1,5 Mb/s sobre una sola conexión al cliente dentro de las regiones residenciales desarrolladas para ser visto como servicio de banda ancha hoy. Este umbral reconoce el desarrollo de las aplicaciones de video así como aplicaciones tales como compartir archivos y juegos dentro de paquetes de banda ancha. 5

21 Cabe mencionar que la Comisión Federal de las Comunicaciones de Estados Unidos (FCC, Federal Communications Commission) todavía tiene la definición de la banda ancha comenzando en el umbral de 200 kb/s. Esto incluye a los operadores de cable que usan un coaxial híbrido (HFC, Hybrid Fiber Coax) que comparte el ancho de banda para desplegar servicios de Ethernet/IP y TV por cable sobre la especificación de interfaz del servicio de cable (DOCSIS, Data over Cable Service Interface Specification), tecnología basada en el cable módem. Ethernet es un estándar de redes de computadoras de área local con acceso CSMA/ CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI (modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos). [10] De hecho, los operadores de cable pueden ofrecer hasta 12 Mb/s en d/s a cada cliente, aunque el rendimiento de procesamiento real por suscriptor sea aproximadamente 640 kb/s debido al ancho de banda del nodo que comparten los clientes. Sin embargo, según lo mencionado, la planta del operador de cable HFC, trabaja en un modelo de compartir el ancho de banda, que requiere que clientes múltiples dentro de una misma área compartan el ancho de banda. Así, el funcionamiento real del cable módem es afectado durante las horas pico, que compromete funcionamiento de la conexión. Las conexiones de punto a punto dedicadas DSL evitan este problema de la red mientras que las conexiones 6

22 PON de FTTH son capaces de entregar hasta 100 Mb/s por suscriptor en una configuración compartida. 2.3 Orígenes de banda ancha. Durante los años 60, los sistemas de datos digitales fueron introducidos con la idea de crear enlaces entre oficinas y negocios. Llamados T-1s a 1,5 Mb/s y posteriormente E-1 en 2,048 Mb/s. Como evolución a los sistemas de portador T-1, surgió un DSL de mayor rapidez (HDSL), representando uno de los primeros tipos de DSL, permitiendo un alcance sin los repetidores y que teniendo menos interferencia. El DSL residencial llegó en 1988 y fue convertido y arrastrado por las compañías de telecomunicaciones como una tecnología potencial para transmisión de video en telefonía al principio de los 90. Sin embargo, una combinación de factores técnicos y económicos evitó que el DSL emergiera como alternativa inmediata a los servicios de marcado manual de banda estrecha, que sirvieron como el inicial y el más popular método para tener acceso a la Internet. En los años 90, sin embargo, la tecnología de marcado manual alcanzó un callejón sin salida, a diferencia de la tecnología DSL que comenzó a avanzar y prosperar. Consecuentemente, el DSL ha emergido como una tecnología de acceso para entregar servicios de Internet más productivamente y eficientemente que métodos de marcado manual de banda estrecha iniciales. A través de los años, la evolución de la banda ancha ha sido modificada por el inicio del Internet abierto, público. El precursor de Internet era una red militar de Estados Unidos 7

23 desarrollada durante los años 60, que evolucionó y fue desarrollada posteriormente en las redes construidas para los propósitos académicos y de investigación. Antes de 1995, el Consejo Federal de Redes (FNC, Federal Networking Council) aprobó una resolución unánime que definió el Internet como lo conocemos hoy. Entre otras cosas la resolución estipuló las cualidades de distinción dominantes del Internet, tales como el uso global de la dirección única espacial en el Protocolo de Internet (IP, Internet Protocol). De hecho, es importante observar que el IP ha emergido como el protocolo dominante para las redes de banda ancha de hoy. El IP se transporta y se interpreta típicamente a través de los marcos de Ethernet, significando que IP/Ethernet seguirá siendo inseparable de la banda ancha en el futuro próximo. Los protocolos tradicionales de transmisión de datos tales como (ATM, Asynchronous Transfer Mode) y (TDM, Time Division Multiplexing) continuarán funcionando dentro de las redes y trabajan con IP/Ethernet según lo necesario, pero en adelante virtualmente todos los usos de banda ancha serán basados en la dirección IP. 2.4 Banda Ancha hoy Características claves. El trabajo de estandardización de los cuerpos de estándares tales como la unión de telecomunicación internacional (ITU, International Telecommunications Unit), el instituto de los ingenieros eléctricos y electrónicos (IEEE, Institute of Electrical and Electronic Engineers), el foro del DSL, y el ANSI (American National Standards Institute), ha sido 8

24 indispensable en el establecimiento del DSL como tecnología de banda ancha global. Los estándares de ADSL de ITU-T, incluyendo G.992.1/2 para el ADSL, G.992.3/4 para ADSL2, G para ADSL2PLUS, y G para VDSL2, le aseguran a las compañías de telecomunicaciones que la tecnología de DSL de diversos fabricantes funcionará correctamente. Mientras que el ANSI generó la primera especificación para un estándar del ADSL en 1996 (ANSI T1.413), son los esfuerzos de estandardización subsecuentes del ITU impulsaron el adelanto de DSL (así como las redes PON). En 1999, el ITU estableció (ADSL Lite) con las especificaciones G (ADSL) y G En 2002, el ITU aprobó el estándar de ADSL2plus para avanzar las capacidades del ancho de banda y del alcance del estándar inicial del ADSL, esto para competir con los operadores de cable. En 2005, pensando en las aplicaciones de video, el ITU brinda el estándar de ADSL2plus para duplicar la velocidad de d/s a los clientes del DSL. Pero incluso con los avances alcanzados dentro del régimen de ADSL/ADSL2/ADSL2plus, el ITU ha comenzado ya el trabajo en la versión avanzada siguiente de DSL - VDSL. En 2005, el ITU estableció el estándar VDSL2 (G.993.2) con una versión formal en Paralelamente a la evolución del DSL, la tecnología de FTTH alcanzó sus propios avances. Las primeras tecnologías de PON fueron desarrolladas durante los años 80, con el ITU proporcionando la ayuda de los estándares para PON de la primera generación ATM PON (APON) y PON de banda ancha (BPON). Desde los años 90, un grupo del consorcio industrial, FSAN (Full Service Access Network), consistiendo en operadores y 9

25 abastecedores de equipo, ha estado avanzando los modelos para las arquitecturas de FTTH también. Los estándares iniciales de PON, basados en la especificación de ITU-T G.983, fueron basados en ATM. Estos estándares, APON y de BPON tienen velocidades de 622 Mb/s d/s y de 155 Mb/s u/s. La tecnología BPON tuvo un éxito modesto, siendo superada por el GPON (Gigabit PON). La tecnología de GPON es la más utilizada para el despliegue de los servicios de FTTH. GPON desplaza a BPON proporcionando un ancho de banda de 2,488 Gb/s d/s y 1,244 Gb/s u/s (en distancias de hasta 20 kilómetros), así como opciones de extensión del protocolo ATM para incluir Ethernet y el método de la encapsulación de GPON (GEM, Gigabit Encapsulation Method). Paralelamente al estándar de GPON, la IEEE desarrolló el estándar de EPON y de GEPON (Ethernet GPON). El IEEE terminó el estándar de EPON/GEPON en 2004 como parte de Ethernet en el proyecto EFM (EFM, Ethernet in the First Mile), que culminó en los estándares de IEEE 802.3ah. La tecnología de EPON/GEPON se despliega sobre una topología punto a multipunto (P2MP, Point to Multipoint), con la capacidad de ampliar las velocidades bidireccionales de 1Gb/s d/s y de u/s para 10 o hasta 20 kilómetros. El estándar 802.3ah también se define como conectividad de punto a punto (P2P, Point to Point) de Ethernet. El nombre FTTX incluye no sólo FTTH, sino también FTTN (Fiber to the Node), FTTB (Fiber to the Building) y FTTC (Fiber to the Curb) para entregar el ancho de banda 10

26 indispensable para las aplicaciones de video y garantiza la red de acceso para aplicaciones que demanden mayor ancho de banda. Sin embargo, la realidad es que el par de cobre seguirá siendo la forma principal de acceso de banda ancha de aplicaciones fijas, porque por lo menos el 88 por ciento de todas las conexiones globales se basa en cobre. El cobre y la fibra pueden coexistir y se complementan. Por ejemplo, se transmite información en fibra hasta los nodos y terminales remotas de la red, como unidades del proveedor del servicio, de ahí en adelante se distribuyen los accesos en cobre al cliente. 2.5 Banda Ancha hoy Tendencias evolutivas significativas. La evolución de las arquitecturas de la red tiende hacia un incremento en la distribución de terminales de DSL, en las regiones más alejadas de la red de la compañía de telecomunicaciones. Antes de 2010, se espera que por lo menos el 75 por ciento de conexiones del DSL sean distribuidas dentro de las regiones del terminal remoto. La aparición de las aplicaciones de video modificó la evolución de redes de banda ancha. Actualmente, se construyen arquitecturas SDV (Switched Digital Video), en las cuales el video se transmite a través de la red usando IGMP (Internet Group Management Protocol). Las eficiencia de SDV viene de la necesidad de enviar solamente una copia del contenido del programa a través de la red y en los terminales remotos se duplica el contenido del programa para todos los suscriptores que piden el contenido del programa. Por el contrario, los métodos tradicionales de la difusión del proveedor de cable y las redes 11

27 basadas en los satélites confían en la difusión de todo el contenido del programa a todos los suscriptores y carecen así la eficacia de la red de una arquitectura de red SDV. Si se habla de VoD y PVR (Personal Video Recording), la eficiencia de una red como la de un proveedor de cable usando métodos ICMP (Internet Control Message Protocol), se ve comprometida durante períodos de máximo uso. Sin embargo, los avances dentro de áreas tales como inteligencia total de la red y dejando de lado la sobre suscripción continuarán mejorando capacidad del operador. Consecuentemente, los servicios de DSL y de FTTH permiten la entrega de servicios de video de alta calidad, especialmente con el uso de las técnicas de compresión MPEG-4. Con MPEG-4, un solo canal de un TV estándar (SDTV, Standard-Definition TV) requiere aproximadamente 2 Mb/s de ancho de banda, mientras que un solo canal de la TV de alta definición (HDTV, High Definition TV) requiere aproximadamente 6Mb/s de ancho de banda. Esto representa un avance significativo sobre las técnicas de compresión MPEG2, que requieren hasta 3,8 Mb/s de ancho de banda por el canal de SDTV, y hasta 19 Mb/s de ancho de banda por el canal de la HDTV. Esta es la razón principal para el desarrollo y el mejoramiento de las arquitecturas ADSL2plus, VDSL2, FTTH. 2.6 Perspectivas evolutivas. En el tercer cuatrimestre de 2007, los servicios del DSL y de cable módem representaron el 92 por ciento de todas las conexiones de banda ancha globales. Ahora hay por lo menos 317 millones de suscriptores de banda ancha en el mundo. Además, se 12

28 proyectan a 410 millones de suscriptores de banda ancha antes de 2010, siendo aproximadamente 70 millones de suscriptores de DSL. Se espera 55 millones de suscriptores de FTTH en todo el mundo también antes de fin de Las tecnologías DSL y PON, continúan avanzando, utilizando DSM (Dynamic Spectrum Management) que podría mejorar aún más el funcionamiento de la tecnología VDSL2. El desarrollo de uni-dsl (UDSL) también pretende entregar 200 Mb/s bidireccionales para d/s y u/s. El IEEE ha establecido a un grupo de trabajo para avanzar el estándar 802.3av para el 10Gigabit GEPON. Tales tecnologías bien pueden sustentar bases para los servicios de próxima generación como Ultra HDTV y 3DTV. De hecho, antes de 2020, los servicios tales como éstos podían requerir hasta una conexión de 1Gb/s por hogar, especialmente dentro de los hogares que tengan más de un TV. 2.7 Resumen La integración y la complementación entre servicios fijos y móviles es una tendencia inevitable. Esto incluye la puesta en práctica y la creación de modelos que permitan al mismo contenido ser distribuido entre las PC s, los teléfonos móviles, STB s (Set-Top Boxes), así como otros dispositivos de manera eficiente, apoyada en la calidad de servicio (QoS, Quality of Service). Además de servicios para el hogar tales como control de PVR y automatización de hogares. 13

29 El éxito de la banda ancha depende no sólo de avances técnicos, tales como mejoras continuas en capacidad del ancho de banda, distribución y gerencia automatizada, las reducciones en interferencia, y las capacidades mejoradas de la distancia, pero también de su integración continua dentro de un diseño y de una arquitectura que brinde QoS en la red ( routers de mayor capacidad y plataformas para fibra óptica para los CPE [Customer Premises Equipment]). Se debe ser capaz de asegurar QoS continuo y la calidad de la experiencia (QoE, Quality of Experience). Actualmente, hay por lo menos 1,2 mil millones de suscriptores de acceso fijo en todo el mundo. Muy seguramente, la banda ancha fija continuará siendo la principal forma de acceso. Eso es porque las tecnologías de banda ancha móviles, tales como WiMAX, WiFi, y 3G/4G, no representan una amenaza de largo plazo para la supervivencia de banda ancha fija (excepto en regiones y en situaciones donde la conectividad fija no exista). En regiones desarrolladas, la banda ancha móvil y fija se complementarán como parte de la red de un operador. 14

30 CAPÍTULO 3: Perspectivas en la tecnología DSL 3.1 Síntesis Uno de los temas más importantes actualmente es que la transición a fibra en el futuro será necesariamente gradual, pues cualquier desarrollo a gran escala de la fibra necesita una inversión substancial y bastante tiempo. Este es el porqué la mayoría de los operadores de tecnologías de fibra óptica combinan fibra hasta el hogar (FTTH, Fiber to the Home) con la línea de suscriptor digital muy de alta velocidad 2 (VDSL2, Very High Speed Digital Subscriber Line) en el edificio o sede (CO, central office). Los operadores de tecnologías de cobre desarrollan típicamente la fibra hasta el nodo (FTTN, Fiber to the Node) o la fibra hasta el edificio (FTTB, Fiber to the Building) con VDSL2, o despliegan VDSL2 del CO. Consecuentemente, el funcionamiento del DSL es muy importante para los operadores de tecnologías de cobre y de fibra. El DSL tiene un papel muy importante especialmente en la televisión IP (IPTV, Internet Protocol Television). Hoy, el DSL está muy cerca al límite de Shannon para un cociente de relación señal/ ruido dado (SNR, Signal-to-Noise Ratio) y al ancho de banda. El teorema de Shannon que determina la capacidad máxima de un canal de comunicaciones. Para aumentar la transmisión de datos del DSL más allá de su capacidad actual se requerirá alguno de los siguientes cuatro puntos: 15

31 1. Mejorar la eficiencia. 2. Mejorar el cociente de relación señal/ruido. 3. Extender el ancho de banda. 4. Uso de canales múltiples. Este capítulo presenta varias ideas de cómo alcanzar de estos objetivos, tomando en cuenta los pros y contras y sus implicaciones para el futuro del DSL. El desafío principal para cualquiera de estas ideas es mantener la estabilidad de la línea DSL a frecuencias más altas. En un futuro cercano, el Ruido Virtual es la mejor forma de lograr esto, pues permite que los operadores estabilicen líneas DSL a frecuencias más altas. A largo plazo, el manejo dinámico del espectro (DSM, Dynamic Spectrum Management Level-3) es la tecnología más prometedora, con aumentos potenciales de la transmisión del 25 a 100 por ciento, sin embargo con alta complejidad. 3.2 Mejora de la eficiencia A través de su historia, la capacidad del DSL se ha puesto en jaque con las demandas del ancho de banda y nuevas demandas de información. Se han propuesto varias soluciones para ampliar su capacidad y utilidad. 16

32 La eficiencia es una medida de cómo un canal de comunicaciones se está utilizando correctamente. Los indicadores claves son el framing y los canales exclusivos. Hay tres maneras de mejorar la eficiencia: 1. Aumentar la ganancia en la codificación. 2. Reducir el margen de ruido. 3. Reducir el overhead (información digital con el fin de dirigir o de controlar la transferencia de la información de usuario o la detección y la corrección de errores) Aumentar la ganancia en la codificación Un aumento en la ganancia de la codificación implica un cambio en el esquema de codificación o una capa adicional de codificación. Ambos aumentan la complejidad y tienen un impacto significativo en el retardo de punto a punto, haciendo difícil que se estandarice cualquier opción. Actualmente existen dos clases principales de códigos que se podrían utilizar en sistemas de xdsl: los turbo-códigos y los códigos de baja densidad y chequeo de par que se inventaron en los años 60. Usando estos códigos se podría producir un aumento de capacidad cerca de 8 Mb/s. No es mucho, especialmente en vista de que la complejidad que se agregó al codificador y el decodificador y el aumento en retardo. 17

33 3.2.2 Reducir el margen de ruido Para los lazos cortos, el estándar de 6 db en el margen de ruido representa una pérdida de hasta 16 Mb/s. Algunos operadores utilizan 9 o hasta 12 db de margen para aplicaciones como IPTV por razones de seguridad. En tales casos, la reducción del margen de ruido puede mejorar substancialmente el funcionamiento. Otra idea para eliminar del margen de ruido excesivo es el ruido virtual, que se ha estandardizado en VDSL2. Ruido Virtual El ruido virtual es una técnica introducida en el estándar G (VDSL2) para aumentar la estabilidad de la línea. El ruido virtual se agrega a la línea sobre los tonos que se espera que sean afectados por interferencia de una línea conmutación vecina encendida. Según la Figura 3.1, el margen de ruido se adaptará para acomodar ruido virtual. El margen de ruido puede seguir siendo bajo en los tonos que no son afectados por la interferencia para la disponibilidad máxima del ancho de banda. El ruido virtual es muy eficaz si se cuenta con el conocimiento a priori de la interferencia. En muchos casos, el conocimiento exacto de la interferencia a priori no está disponible. La técnica virtual de la mitigación del ruido no es dinámica. 18

34 Figura 3.1. Ruido virtual agregado para acomodar interferencia prevista [5] Reducir el overhead Al considerar un aumento de capacidad, se puede también intentar reducir el overhead en los canales de la transmisión de datos y de operación. Los aumentos aquí son pequeños, pues la mayoría de las medidas disponibles ya se han ejecutado. Ethernet y otros protocolos han reemplazado al modo de transferencia asíncrono (ATM, Asynchronous Transfer Mode), reduciendo el overhead de 11 al 2 por ciento. Se podría considerar comprimir la parte del protocolo de alto nivel, pero como esto ya se hace en acoplamientos 19

35 del (PPP, Point-to-Point Protocol), el hacerlo así en la línea de suscriptor digital multiplexor del acceso (DSLAM) no dará lugar a grandes aumentos. 3.3 Relación señal/ruido (SNR) mejorada La mejora del SNR es la manera esencial de aumentar la capacidad de cualquier transmisión de datos con ancho de banda limitado. Las mejoras de SNR pueden mejorar drásticamente la capacidad del acoplamiento del xdsl. Para mejorar el SNR en el lado del receptor, se puede aumentar la energía de la señal, reduciendo la línea atenuación o reduciendo el ruido Incrementando la potencia de la señal Incrementar la potencia de transmisión para VDSL2 no tiene mucho sentido. En sistemas con ancho de banda limitado como VDSL2, mejorar el SNR incrementando la potencia de la señal también aumentará el ruido debido a la interferencia en el receptor entre canales de comunicación adyacentes. Además, la compatibilidad espectral con servicios existentes y asuntos regulatorios hacen cuestionable que mayores potencias de transmisión pueden o serán estandarizadas. Junto con las regulaciones del espectro, el consumo de potencia del equipo electrónico está siendo tomado en cuenta por las autoridades reguladoras alrededor del mundo. Esto quiere decir que el calentamiento y el consumo de potencia en desarrollos de gran escala serán limitados. 20

36 Incrementar la potencia de transmisión además requiere de amplificadores y receptores con un gran rango dinámico y linealidad. Se podría considerar usar los receptores existentes, pero en lazos cortos significa que la potencia de transmisión incrementada no se puede utilizar debido a una sobrecarga en el receptor Reduciendo la atenuación de la línea Las uniones y las bobinas de carga todavía existen en muchas líneas. Éstas causan típicamente una gran atenuación dependiente de la frecuencia. Para ADSLx, este problema era solamente sensible para uniones largas ( metros). Ahora, con el espectro ampliado ofrecido por VDSL2, también las uniones cortas afectan. Incluso las uniones cortas pueden causar la degradación de hasta 17 Mb/s. Las uniones pueden ser removidas antes de desplegar DSL, pero las bobinas de carga necesarias para el servicio telefónico común (POTS, Plain Old Telephone Service) no se pueden quitar y necesitan ser substituidas por bobinas más avanzadas. Una segunda causa de atenuación de la línea es la mala calidad en el cableado de la casa. Se requieren de herramientas avanzadas de diagnóstico para las líneas para asegurar el despliegue correcto de la tecnología avanzada de xdsl. Añadir un repetidor de la señal cerca del centro del lazo ayuda a reducir la atenuación separándolo en dos nuevos segmentos. Hoy en día, las compañías ofrecen los repetidores analógicos y digitales para ADSLx, con los productos futuros destinados a VDSL2. Hay una cierta complejidad así como existe un costo implicado en ponerlos en el 21

37 campo (por ejemplo cuando un usuario cancela o cambia requisitos del servicio). Además, en un mismo lazo, todas las líneas tienen que ser mejoradas para evitar problemas cercanos y lejanos en las líneas. Los repetidores pueden entregar teóricamente un incremento en la capacidad de 24 a 48 Mb/s al usar bandas de 8 MHz en una línea de un kilómetro. Aún así los repetidores también tienen varias desventajas. La principal es que un repetidor es una caja adicional que necesita ser instalado en la red dando por resultado costos operacionales adicionales y problemas de regulaciones. Los repetidores necesitan energía. La localización óptima de la instalación de los repetidores puede ser difícil o costosa de lograr (puede estar enterrado) además de que necesitan estar conectados. En segundo lugar, los repetidores también aumentarán el retardo o el estado latente en la línea, que puede llegar a ser un problema al usar el protocolo de control de transmisión (TCP, Transmission Control Protocol), por ejemplo Reducción de ruido: DSM y la densidad de potencia del espectro (PSD, Power Spectral Density) Para las tecnologías DSL tales como VDSL2, la interferencia es la principal entre otras fuentes de ruido. El mejor método para reducir ruido en líneas de alta velocidad de DSL es evitar la interferencia, conocido como manejo dinámico del espectro (DSM, Dynamic Spectrum Management). El DSM hace que se evite la interferencia adoptando la densidad PSD trasmitida o también pre o postprocesando las señales sobre líneas múltiples. 22

38 Las técnicas del DSM se clasifican según el grado de coordinación - niveles 0, 1, 2 o 3 necesario entre diversas líneas. DSM Nivel-0 también se llama manejo estático del espectro (SSM, Static Spectrum Management). Con DSM Nivel-0, la densidad de potencia del espectro transmitida se fija al estándar. DSM Nivel-1 consiste en evitar de interferencia innecesaria entre líneas vecinas, pero sin un intercambio de información entre las líneas. DSM Nivel-2 coordina la asignación de la energía sobre líneas múltiples. En contraste con Nivel-1, el Nivel-2 también toma en consideración la condición de la línea y los requerimientos de servicio de otras líneas en además de las condiciones de su propia línea. DSM Nivel-2 rinde un funcionamiento mucho mejor que DSM Nivel1 mientras que se permite más coordinación entre las líneas activas. Sin embargo, la puesta en práctica de DSM Nivel-2 es compleja, motivando el diseño de un algoritmo más simple llamado el 'PSD-shaping'. DSM Nivel-3 se basa en señales comunes procesadas en líneas múltiples para atenuar la interferencia. DSM Nivel-3 elimina la interferencia en común procesando las señales de DSL de líneas múltiples en un mismo lazo y removiendo los efectos de la interferencia de cada línea en las otras líneas. Esencialmente, cada línea del DSL puede entonces utilizar la región del ruido de la interferencia, permitiendo una óptima transmisión de bits por tono en un nivel de energía dado, permitiendo aumentos significativos en funcionamiento. 23

39 3.3.4 Reducción del ruido externo El ruido mínimo de las líneas de (V) DSL es dominado por el ruido blanco que se origina de procesos térmicos o de componentes no ideales, además de la interferencia entre las líneas en un nodo. Éstas técnicas se diseñan para minimizar la interferencia externa, que proviene debido a otros sistemas que funcionan en la misma banda de frecuencia. Obviamente, la reducción del número de variantes desplegadas del DSL reducirá la interferencia externa. Una manera de cancelar el ruido externo es utilizar uno o más sensores de referencia en la línea. Esto es una buena solución en el lado del CO. Se utilizan una o más líneas de referencia para estimar la interferencia externa, que se puede restar posteriormente de las señales recibidas en las otras líneas. Esto asume que la interferencia externa en estas líneas y en las líneas afectadas está correlacionada. El uso de las líneas de referencia múltiple mejora la exactitud. En el lado del equipo del equipo del cliente (CPE, Customer Premise Equipment), en bajada. Este método es el menos llamativo, porque no todos los clientes tienen más de un par de cobre. El trabajo en un sistema múltiple produce más libertad, pues dos o más líneas están disponibles, en los CPE. Otras dos maneras de reducir ruido externo incluyen un sensor de modo común y la mejora en el equilibrio del lazo. La primera utiliza el modo común como sensor de referencia en la línea y entrega aproximadamente una ganancia de 3 db, no requiere de estandarización y tiene una complejidad limitada. La segunda manera es mejorar el equilibrio del lazo. Ya que es muy costoso cambiar todo el cableado original, la mejor idea 24

40 es agregar algunos componentes discretos en el lazo para prevenir un desequilibrio metálico y longitudinal. La restauración del equilibrio del lazo, principalmente debido a uniones en mal estado e incorrectas, es cuestionable. Las pruebas de funcionamiento no demuestran ninguna mejora para ADSL/ADSL2, pero tales técnicas pueden llegar a ser valiosas para VDSL Reducción del ruido interno: DSM Nivel-3 y VDSL Vectored Según lo observado, la interferencia domina otras fuentes de ruido para las tecnologías de alta velocidad DSL tales como VDSL. Corregir la interferencia del transmisor y el receptor en bajada y en subida respectivamente, puede mejorar perceptiblemente el SNR. En ambos casos, se calcula el impacto del efecto de una línea sobre otra u otras en un conjunto. Esto se refiere como vectoring (por lo tanto el vectored el VDSL'). El vectoring no optimiza la transmisión de PSDs como en DSM Niveles-1/2; sino que compensa la interferencia de la misma línea mientras que transmite a la potencia máxima. El vectoring aumenta el índice y el alcance de los sistemas VDSL de lazo corto. Se da un 25 por ciento de aumento en alcance o en capacidad. En lazos largos el aumento por vectoring es relativamente pequeño porque la atenuación del lazo domina la interferencia far-end (FEXT, Far-End Crosstalk). La mejora por vectoring de VDSL tiene como desventaja la complejidad. Para reducir la complejidad, algunos cancelan solamente las cinco interferencias dominantes por línea, pero esto no garantiza un buen funcionamiento. Los sistemas iniciales de DSM Nivel-3 también requerirán que los 25

41 operadores controlen los grupos de líneas. Las líneas de un grupo particular necesitan ser concentradas en una sola unidad de varias viviendas (MDU, Multi-Dwelling Unit) para reducir gastos de soporte y de comunicación. 3.4 Ancho de banda creciente El ancho de banda total puede ser aumentado añadiendo frecuencias más altas, o absorbiendo las bandas de frecuencia usadas para otros servicios (POTS o ISDN, Integrated Services Digital Network). Ambos tienen sus ventajas y desventajas. Además de aumentar el ancho de banda total, el ancho de banda disponible se podía asignar diferentemente a las trayectorias en bajada y subida dependiendo de los requisitos reales del servicio Añadiendo frecuencias más altas El estándar VDSL2 provee varios perfiles con diferentes frecuencias para el transporte de datos. En el nombre del perfil, el número refleja la frecuencia superior, y la letra define la máxima potencia de transmisión en bajada permitida (ATP, Aggregate Transmit Power). Los perfiles de altas frecuencias proveen un ancho de banda mayor en lazos cortos (<500 m) debido a una atenuación reducida del lazo y al FEXT. 26

42 3.4.2 Ocupación de las bandas de frecuencias de POTS y de IDSN Para lazos largos no es práctico el uso de frecuencias más altas, pero se logra cierto aumento para DSL usando las bandas de frecuencias que usan POTS e ISDN. La reducción en las bandas de POTS podría aumentar la velocidad de DSL en 360 kb/s. Esta técnica es solamente útil para ADSLx; el aumento para VDSL2 es mínimo. Los clientes necesitan cambiarse a voz sobre IP (VoIP, Voice Over Internet Protocol) para el servicio de teléfono, y tal tráfico de voz utilizaría <= 64 kb/s cuando el teléfono está en uso Arreglos de bandas de frecuencias Una tercera opción para aumentar el ancho de banda en bajada o subida es utilizar un arreglo alternativo para las bandas de frecuencia. En este caso, la capacidad total no cambia, sino que puede ser asignada diferentemente según las necesidades reales del servicio. Para VDSL2, se estandarizan arreglos permitiendo servicios más simétricos o más asimétricos. Un arreglo que está faltando actualmente en el estándar VDSL2 es un arreglo tipo ADSL con un espacio limitado de frecuencias en subida. Esto sería útil cuando solamente se requiere la capacidad en subida limitada (típicamente 5 Mb/s). Las simulaciones de tal perfil demuestran un aumento de capacidad en bajada del 15 a 40 por ciento para las longitudes de lazo de hasta 1000 metros. Para lazos más largos no hay aumento. 27

43 Idealmente, el arreglo de la banda de frecuencias podía cambiar según las necesidades reales del cliente. Por ejemplo, cuando el usuario no está bajando un vídeo, la capacidad en bajada podría ser reducida. Inversamente, el ancho de banda en subida podría ser aumentado cuando el suscriptor está cargando el vídeo a algún sitio en la web. La desventaja principal a un arreglo dinámico de la banda es que la interferencia llega a ser importante cuando diversas líneas en un nodo utilizan ciertos tonos para diversas trayectorias. 3.5 Usando Canales Múltiples La multiplexación espacial se refiere al uso de más de un canal de transmisión entre el usuario y el DSLAM. Junto con el uso de los pares múltiples - conocido como adhesión se puede además capitalizar la capacidad no utilizada sobre múltiples pares. Desafortunadamente, la mayoría de los suscriptores residenciales tienen solamente un solo par, limitando los usos típicos para la multiplexación espacial a los servicios a empresas Adhesión Una manera relativamente simple de aumentar substancialmente el velocidad de transmisión disponible es combinar múltiples pares a través de la `adhesión. En las formas más simples de adhesión, no hay coordinación extensa entre los pares y ninguna reducción 28

44 mutua de la interferencia. Estas líneas terminan en el módem del CPE con entradas múltiples. La velocidad de transmisión aumenta linealmente con el número de pares. La adhesión puede aplicarse en la capa física así como en las capas de la transmisión de datos. Para la adhesión de la capa física, el CPE debe compensar la variación en retardo entre las líneas consolidadas. La adhesión de la capa de transmisión de datos proporciona más flexibilidad en comparación con la adhesión física. Por ejemplo, con Ethernet, los pares enlazados no necesitan ser terminados en el mismo DSLAM. Como tal, el enlace puede también proporcionar una manera de sacar datos del canal DSL vía satélite, móvil o coaxial. La capa de transmisión de datos enlaza también los requisitos para los módems del CPE, porque la coordinación se puede asumir por la computadora personal o la red en el hogar. Ya que existen pares múltiples en las premisas del cliente, la reducción del nivel de ruidos externa puede ser alcanzada usando la señal del modo común (un promedio sobre las líneas consolidadas) o sensores en la línea de referencia Modo fantasma El modo fantasma (PM, Phantom Mode) se puede considerar como un caso especial de un sistema consolidado en el cual los canales de modo común se usan para la transmisión de datos e incrementar el número total de pares utilizables. Usualmente, solo el modo diferencial (DM, Differential Mode) se utiliza para el transporte de datos, mientras que el modo común se utiliza para la reducción del nivel de ruidos. Además, el enlace 29

45 también permite la utilización del modo común entre diversos pares para el transporte de datos. Este voltaje diferenciado entre cada par se llama el modo fantasma. En general el canal de modo fantasma es altamente vulnerable al ingreso del ruido. Debido a esto, el nivel de energía de la señal del modo fantasma puede necesita ser reducido considerablemente comparado al nivel de energía del DM. Es decir la capacidad de un canal de PM será probablemente menor que la capacidad de un canal del DM. 3.6 Resumen Las varias ideas presentadas en este capítulo, pueden potencialmente mejorar el funcionamiento del DSL de alta velocidad. Algunas parecen ofrecer aumentos muy pequeños en el mejor de los casos, mientras que otros requieren esfuerzo substancial en la puesta en práctica. Por último, la Tabla 3.1 presenta una descripción de las ideas discutidos en este capítulo, así como sus pros y contras. El futuro próximo el ruido virtual es el tema más interesante pues permite que los operadores estabilicen líneas DSL a velocidades más altas. Mientras que el DSM puede potencialmente entregar el 25 a 100 por ciento de aumento en ancho de banda, siguen existiendo algunos problemas, especialmente garantizando la estabilidad de la línea en estas mismas velocidades. 30

46 Tabla 3.1. Comparación de las opciones [1] 31

47 CAPÍTULO 4: Redes Ópticas Pasivas de Próxima Generación. Innovaciones Arquitectónicas. 4.1 Síntesis Aunque las tecnologías de fibra hasta el hogar (FTTH) todavía están en los primeros pasos de su desarrollo, ya han experimentado varias fases evolutivas. Así como la última tecnología de FTTH, las redes ópticas pasivas de Gigabits (GPON) proporcionan 2.5 Gb/s, un enorme ancho de banda. A pesar de esto, las industrias ya comienzan a desarrollar los estándares para PON de próxima generación. Este capítulo presenta, determina y compara diversas arquitecturas de próxima generación y las tecnologías que merezcan la consideración, incluyendo las redes ópticas pasivas de alta velocidad, redes ópticas pasivas con multiplexación de división de longitud de onda (WDM, Wavelenght Division Multiplexing) PONs, y los híbridos de estos dos. Al migrar hacia las redes de próxima generación se comenzará con los sistemas de hoy de GPON y se desarrolla hacia PONs de próxima generación con las longitudes de onda crecientes y velocidades más altas que entregarán una velocidad de 10 Gb/s y, en última instancia, de 40 Gb/s por PON. 32

48 4.2 Preparativos para las PON de próxima generación. Aunque los ensayos de FTTH se han estado realizando por más de 20 años y hoy los sistemas de FTTH se han desplegado para su uso en todo el mundo por más de cinco años, la industria sigue estando en las fases tempranas de un desarrollo a largo plazo de la fibra de acceso. En contraste con el xdsl, que reutiliza la red existente, el desarrollo de FTTH es limitado por los altos montos en la inversión para los trabajos civiles y los largos períodos de construcción, para la instalación de la red. Comparados a los centenares de millones de personas usando las líneas de suscriptor digital (DSL) hoy, el número de suscriptores de FTTH en los Estados Unidos es de aproximadamente 20 millones, incluyendo ésos que reciben servicio vía fibra al edificio (FTTB). Sin embargo, se espera que este número crezca continuamente con la absorción de nuevos servicios tales como televisión de alta definición (HDTV, High Definition TV), redes sociales, teletrabajo, etc. Según lo ilustrado en la Tabla 4.1, varias generaciones de tecnologías han sido precursoras de FTTH. La entidad reguladora red de acceso de servicio completo (FSAN, Full Service Access Network) ha definido una serie de estándares en la unión internacional de telecomunicaciones (ITU, International Telecommunications Union) incluyendo el PON de modo de transferencia asíncrono (APON, Asynchronous Transfer Mode PON), PON de banda ancha (BPON, Broadband PON) y, finalmente en 2004, el gigabit PON (GPON, Gigabit PON), que ahora se está desplegando global. 33

49 Mientras tanto, en el 2004, el instituto de los ingenieros electrónicos y eléctricos (IEEE) introdujo un estándar de Ethernet PON (EPON) que se ha adoptado sobre todo en el Noreste de Asia. Aunque la mayoría de los grandes operadores estén transmitiendo sobre una red óptica pasiva, existen algunos casos de Ethernet Activo (especialmente en unidades de varias viviendas (MDUs, Multi-Dwelling Units) y soluciones de punto a punto en fibra óptica (P2P, Point-to-Point). Ambos FSAN-ITU y el IEEE han iniciado proyectos para estandardizar una PON de próxima generación con ancho de banda de 10 Gb/s. Las numerosas opciones son tomadas en cuenta y anticipándose a éstas, FSAN-ITU ha propuesto un filtro que bloquea ciertas longitudes de onda en las terminales de las redes ópticas (ONTs, Optical Network Terminals) de redes GPON existentes. Esto para permitir su coexistencia con futuras redes PON. Este capítulo menciona y describe las principales tecnologías que se están considerando para una PON de próxima generación. Tabla 4.1. Evolución de los estándares PON [1] 34

50 El ancho de banda disponible para los usuarios ha crecido de forma exponencial durante los últimos 20 años. Mientras que las técnicas de codificación han ayudado a mejorar la eficiencia del ancho de banda, las tecnologías anteriores de transmisión datos comenzaron a partir de los módems de marcado manual, luego las redes digitales de servicios integrados (ISDNs, Integrated Services Digital Networks), después la línea de suscriptor digital asimétrica (ADSL) y ahora las generaciones sucesivas de fibra. Históricamente, ha habido un aumento de diez veces el ancho de banda existente cada seis años. Según lo ilustrado en la Figura 4.1, existe evidencia de que esta tendencia continuará. La disponibilidad de este ancho de banda creciente ha permitido la creación continua de nuevos servicios innovadores. Hoy, los servicios comerciales de triple play se ofrecen con un ancho de banda de 20 a 30 Mb/s por usuario. En un futuro próximo, se puede considerar un servicio de más de dos veces de ese ancho de banda. Aunque las tecnologías de hoy sean capaces de cubrir las necesidades de las aplicaciones hasta un mediano plazo, como al año 2011, existen aplicaciones como la televisión de alta definición, 3D e imágenes de múltiples ángulos y facetas, que sugieren que la necesidad de un ancho de banda mayor continuará en el futuro. 35

51 Figura 4.1. Crecimiento Histórico y proyectado de la Banda Ancha [1] 4.3 Requerimientos de una arquitectura PON de próxima generación. Los miembros de FSAN han establecido un sistema para el funcionamiento de una PON de próxima generación (NG PON, Next-Generation PON), que aumenta el ancho de banda progresivamente, mientras que protege inversiones anteriores de GPON. Estos requisitos de funcionamiento pueden ser resumidos como sigue: Incrementar el ancho de banda cuatro veces (desde 2,5 Gb/s GPON) Respetar una distribución de la red óptica similar (db) Respetar las asignaciones de las longitudes de onda de GPON Mantener los cambios en la capa del control del acceso a la información 36

52 (MAC, Media Access Control) a un mínimo. Permitir la coexistencia con GPON Reutilizar el sistema de manejo del equipo (EMS, Element Management System), entre otros. Asegurar una reconfiguración simple de la red y de los servicios. Minimizar costos. El IEEE ha fijado objetivos similares, pero su foco se centra en la multiplexación de división de tiempo (TDM, Time Division Multiplexing) 10G EPON. Cualquier problema con la coexistencia con EPON es rectificado usando una diferente longitud de onda para el 10G EPON Opciones de arquitecturas: 10G PON puro sin coexistencia Las secciones siguientes identifican una serie de opciones que se podrían evaluar para la NG PON. 10G PON Puro La forma más pura de NG PON es simplemente una 10 Gb/s TDM PON, en la cual no hay requerimientos para la coexistencia con GPON. Esto sería totalmente aceptable para los nuevos operadores ofrecerán el servicio en donde no existe un despliegue de GPON, o para los operadores actuales de GPON en las áreas donde todavía no hay servicio. También 37

53 puede ser posible utilizar fibras separadas puras de 10G PON junto a redes existentes de GPON, si hay capacidades apropiadas en el manejo de la fibra y existen fibras de repuesto. 10G PON puro se puede ver así como el caso más simple de los esquemas, el cual los operadores pueden aplicar predeterminadamente, si no hay redes GPON coexistentes o cuando éstas se eliminan. En todo caso, es útil entender este caso el predeterminado, donde se reduce al mínimo la complejidad y el costo de introducir esquemas de coexistencia. El desafío técnico principal en lograr un aumento de cuatro veces el ancho de banda es aumentar la sensibilidad del receptor en un factor de cuatro o aumentar alternativamente el funcionamiento de transmisores ópticos en 6 db aproximadamente. Los proveedores de componentes ópticos están explorando cómo ampliar las tecnologías existentes y nuevas. Mientras no se requiera ninguna coexistencia, el 10G PON puro podría utilizar las mismas longitudes de onda que GPON ( nm en bajada y los 1310 nm en subida), o las adyacentes. Uno de los principales problemas se presenta en la velocidad en subida. La velocidad de 2,5 Gb/s es razonablemente realizable pero 10 Gb/s puede presentar dificultades. Los lásers de realimentación (DFB, Distributed Feedback Lasers) con modulación directa pueden presentar molestias en las ONTs a 10 Gb/s debido al ruido del láser; por lo tanto se requiere una modulación externa más costosa. Aunque las velocidades intermedias, por ejemplo de 5 Gb/s, fueran más fáciles de alcanzar, sigue siendo incierto si la industria adoptará la producción de equipo con dichas velocidades no tradicionales. 38

54 4.3.2 Opciones de arquitecturas: NG PON de diferentes velocidades con coexistencia Esta sección explora las maneras con las cuales 10G TDM PON podría coexistir con GPON en la misma red óptica. El objetivo es hacer esto sin realizar cambios a los ONTs de GPON. NG PON de diferentes velocidades: Diversas velocidades en longitudes de onda Un esquema simple para una PON de diferentes velocidades es asignar distintas longitudes de onda en bajada para el 10G PON, como se ve en la Figura 4.2. Mientras tanto, a la velocidad en subida se le podría asignar una nueva longitud de onda o utilizar la misma longitud de onda que GPON. Los bloques de información en subida de diversas velocidades serán recibidos e interpretados por el OLT (OLT, Optical Line Terminal). Estos últimos serían procesados mejor con un MAC integrado. Para que este esquema funcione, cada ONT tendría que bloquear las longitudes de onda del otro PON. Esto requeriría un filtro para bloquear ciertas longitudes de onda (WBF, Wavelength-Blocking Filter) en la OLT de GPON. Una propuesta se encuentra actualmente en el estándar G.984.5, dada por FSAN. Lo mismo sería requerido para las ONTs de 10G PON. 39

55 Figura 4.2. Sobreposición de 10G en diferentes longitudes de onda [1] La potencia para GPON y 10G PON sería afectada levemente (cerca de 1 db) con la suma de filtros y de combinadores en la red de distribución óptica (ODN, Optical Distribution Network). Esto aumenta la necesidad de incrementar la potencia de los transmisores más allá de los 6 db necesarios para 10G PON puro. El WBF presenta un costo adicional para la coexistencia. Para agregar 10G PON a una red existente de GPON, sería necesario agregar un combinador en la sede (CO, Central Office) y un nuevo OLT. Esto implicaría probablemente una interrupción del servicio a menos que el combinador fuera previsto e incorporado inicialmente a la red. Puede ser posible y más simple cambiar el OLT de GPON por uno de diferentes velocidades que maneje ambos GPON y 10G PON. NG PON de diferentes velocidades: Modulación eléctricamente apilada La propuesta de modulación eléctricamente apilada es un esquema que permite la coexistencia señales de 2,5 Gb/s y 10 Gb/s en el mismo canal de longitud de onda en bajada 40

56 aplicando una modulación en la intensidad óptica a la 10G PON y a la señal GPON de 2,5 Gb/s. Esto se ilustra en la Figura 4.3. Al hacer esto, un único bit de la señal más lenta transporta cuatro bits de la señal más rápida. Ambas señales están alineadas en fase para que los bordes de la señal más lenta y la más rápida coincidan. Para mantener los ONTs ya instalados sincronizados, el índice de modulación de 10 Gb/s usualmente está bajo el 50 por ciento para que cada ONT de GPON reciba transmisiones frecuentes y bien definidas entre niveles bajos y altos. Los nuevos ONTs de 10G deberán ser diseñados para detectar los bits de alta velocidad transportados sobre los bits de baja velocidad. Figura 4.3. Apilamiento eléctrico en la señal de 10G [1] La transmisión simultánea de señales de baja y alta velocidad aumenta eficazmente la capacidad total del sistema a 12,5 Gb/s. Alternativamente (y preferiblemente), las señales de 2,5 Gb/s y 10 Gb/s pueden ser interpoladas, proporcionando una capacidad de sistema total de hasta 10 Gb/s. Las ventajas de la interpolación incluyen: 41

57 El espacio óptico mejora. Se ha demostrado que una señal óptica puede alcanzar una pérdida de 28 db en una OND para los datos de GPON. Esto se facilita en el enfoque interpolado ya que no hay 10 Gb/s de ruido cuando se está transmitiendo la señal de 2,5 Gb/s. Los datos de 10 Gb/s experimentan solamente un pequeño retraso relacionado con el índice de la modulación. Este índice puede ser levemente mayor en el enfoque interpolado, que aumenta eficientemente la energía de transmisión. Se puede compartir un MAC común y corriente en el OLT para ambos canales de 2,5 Gb/s y 10G, reduciendo así el esfuerzo en la implementación en el OLT, si se compara con la transmisión completamente simultánea. Como en otros enfoques, se asume que las señales en subida comparten las mismas longitudes de onda con sus fuentes de datos, que se interpolan en el dominio de tiempo Opciones de arquitecturas: WDM PON WDM PON Puro El WDM PON tiene muchas implementaciones posibles. El WDM PON puro implica una arquitectura que proporcione una única longitud de onda punto a punto a cada usuario sobre un ODN compartido. Esto se ilustra en la Figura

58 Figura 4.4. WDM PON puro [1] Un enfoque para WDM PON puro ha sido elaborado y llevado a la práctica en la red Coreana híbrida de VDSL y fibra. Dicha prueba aplica una técnica de fijación de longitud de onda en los ONTs, que se basa en una señal inicial del OLT. Sin embargo, esto limita la flexibilidad del diseño y capacidad de conversión a escala de red, porque la arquitectura de red se debe acomodar no sólo la transmisión de los canales de datos, sino también la energía óptica de la señal inicial. La complejidad y el costo de este enfoque lo limitan como solución del tipo FTTx. Otro enfoque es diseñar diferentes ONTs con diversas longitudes de onda para cada hogar. Sin embargo, esto da lugar a situaciones de operación inmanejables. Alternativamente, los láser en teoría podrían ser lásers sintonizables, sin embargo, esto resulta en equipo local del cliente costoso y complejo con sensibilidad de temperatura. Un enfoque más atractivo es utilizar módulos láser con longitudes de onda que son seleccionadas y fijadas cuando el módulo está conectado a una red de fibra y se conoce el canal específico de la longitud de onda. Tales dispositivos todavía no se han desarrollado, pero las primeras ideas se han generado y probablemente serán elaborados en un futuro. En el lado del OLT, los canales múltiples de WDM tienen que terminar en transmisores-receptores ópticos dedicados, uno para cada canal. Esto requerirá una innovación significativa para incorporar los módulos altamente integrados de los 43

59 transmisores-receptores y los multiplexores y demultiplexores del WDM en el OLT. También para conservar ventajas específicas de las PONs (requisitos de espacio reducido en el CO para el equipo, el consumo de energía más bajo y la facilidad del manejo de la fibra). En general, los enfoques de WDM PON puro no se centran en la coexistencia con GPON o la reutilización del ODN existente. Aunque se beneficien de una administración de energía mejorada, son desafiantes con respecto a características espectrales tales como tolerancias de fabricación y estabilidad operacional. Se puede afirmar que el ancho de banda continuo es mayor (dependiendo de la velocidad de la línea elegida), pero WDM PON no puede influenciar el ancho de banda compartido para transmitir velocidades máximas. El papel de las soluciones de WDM PON será probablemente mínimo en el cercano y plazo medio porque las ventajas son limitadas. Por otra parte, el costo y la complejidad son mayores comparados a otras soluciones. Sin embargo, el WDM PON puro sigue siendo una posibilidad a largo plazo Opciones de arquitecturas: GPON con longitud de onda apilada Éste es un enfoque híbrido que combina múltiples TDM PONs con diferentes longitudes de onda sobre un ODN común. Una ventaja es que esto permite que las ONTs proporcionen un ancho de banda adicional sin requerir el reemplazo. 44

60 GPON con MWDM-apilada El enfoque de media WDM (MWDM, Medium Wavelenght Division Multiplexing) GPON ilustrado en la Figura 4.5 es una arquitectura en la cual los OLTs y ONTs pueden ser mejorados para proporcionar un mejor rendimiento en un ancho de banda mayor. Esto se hace reemplazando una única GPON por cuatro GPONs, cada una en una longitud de onda particular. Esto reduce eficazmente el número de usuarios de 32 a 8 por cada red y por lo tanto aumenta el ancho de banda por usuario de 75 Mb/s a 300 Mb/s en promedio. Esto logra que los ONTs funcionen a correctamente en las redes NGPON. Los estándares de PON restringen usualmente la banda de frecuencias en bajada de 1480 a 1500nm. Esto implica un WDM de un único canal de 20nm, (CWDM, Coarse Wavelenght Division Multiplexing). Si se elige el espacio de 5nm ubicado en la densidad media de los 200GHz, que es una franja de frecuencias relativamente barata, aplicando el enfoque de MWDM, se puede utilizar dicho espacio para enviar cuatro señales de 2,5 gigahertz GPON por el mismo ODN y dentro de la banda especificada de longitud de onda de nanómetros. 45

61 Figura 4.5. GPON con MWDM apilado [1] Los filtros de MWDM se pueden colocar en cada ONT o más productivamente, incorporar en un divisor híbrido para permitir el paso de solamente una de las cuatro señales de GPON de a cualquier ONT en particular. Un resultado interesante de este enfoque es que, debido a que se utilizan routers de WDM, las pérdidas totales en el divisor híbrido se mantienen iguales o disminuyen, comparado al uso de divisores de potencia. Un divisor híbrido especial, aún bajo estudio, se podría usar inicialmente como divisor de potencia y convertirse más adelante en un divisor de la longitud de onda y potencia (híbrido). En subida, las ONTs podrían compartir la longitud de onda existente de 1310 nm. Se necesita de un pequeño ajuste al MAC para asociar un ONT al canal en bajada apropiado de MWDM; de lo contrario no se requiere ningún cambio en el MAC. De todos los esquemas para mejorar las PONs, este enfoque podía ser el más efectivo. Ya que no se requieren ningunos cambios a los ONTs ya instalados, esto resulta en significativos ahorros en las mejoras de la red óptica. 46

62 4.3.5 Comparación y evaluación de soluciones Un resumen de los enfoques de una NG PON, junto con sus características claves se muestra en la Tabla 4.2. Tabla 4.2. Comparación y características principales de las redes PON de próxima generación [1] 47

63 En el futuro, muy probablemente, 10G PON puro se convertirá en una opción factible, aunque requiera de un gran esfuerzo de la industria de la óptica para alcanzar las velocidades deseadas y el espacio óptico necesario. Otras opciones para una NG PON de diferentes velocidades deben funcionar en un nivel que sea muy cercano al de 10G PON. Se asume que una solución 10G con una cierta clase de coexistencia será aplicada por los operadores en los próximos años. La Figura 4.6 resume el costo de diversos enfoques de NG PON. Está claro que el enfoque de GPON con longitud de onda apilada es la opción más barata, porque reutiliza la tecnología óptica existente. Las soluciones puras y de diferentes velocidades 10G TDM PON, con coexistencia, tienen un costo más alto debido a que las tecnologías ópticas de 10G aún no son lo suficientemente avanzadas para utilizarlas en una red de acceso. Requerirán tiempo y desarrollo continuo antes de que sus costos sean aceptables para el despliegue total. Hoy en día, los enfoques de WDM PON puro no son aplicables todavía. Los generadores de longitud de onda inicial, los divisores de la longitud de onda y los transmisores con filtros para longitudes de onda en el ONT son complejos e incipientes. Analizando las opciones, cabe destacar un resultado: la combinación de NG PON y GPON con longitud de onda apilada de diferentes velocidades produce una solución combinada con un ancho de banda total de 40 Gb/s. El espacio óptico adicional liberado por el GPON de longitud de onda apilada es utilizado en una red 10G PON, haciendo a la solución combinada aún mejor. 48

64 Figura 4.6. Costos agregados de los diferentes enfoques de redes NG PON [1] 4.4 Una estrategia para la evolución En los enfoques anteriores se considera la sincronización secuencial. Según lo ilustrado en la Figura 4.7, esto permitirá una evolución lógica de la red. 49

65 Figura 4.7. Evolución de una red de dos dimensiones hacia PONs de próxima generación [1] Los enfoques de GPON con longitud de onda apilada se pueden implementar con tecnologías ya conocidas, estando disponibles en el 2009 o 2010, en Europa y Estados Unidos. Un operador que provee GPON podría mejorar fácilmente la red y tener un ancho de banda mayor mejorando los OLTs para un sistema de la cuatro longitudes de onda y cambiando o convirtiendo los divisores con divisores híbridos. A largo plazo, las tecnologías ópticas de 10G estarán probablemente disponibles. Por lo menos una de las opciones para la coexistencia será posible en los años

66 En este punto, un operador podría desarrollar su red de óptica a 10G. Los ONTs existentes continuarían funcionando a 2,5 Gb/s y los ONTs que se desplieguen en el ODN funcionarían a velocidades de 10 Gb/s. Los dos pasos anteriores tienen como resultado que la tecnología estará lista para permitir una solución de 10G PON con longitud de onda apilada, de diferentes velocidades, proporcionando un ancho de banda total de 40 Gb/s. 4.5 Resumen Este capítulo ha descrito las tendencias del servicio y los requisitos operacionales que definen a las redes PON de próxima generación. Se han discutido un número de enfoques que permiten la evolución a partir de una red GPON de 2,5 Gb/s de hoy a redes NG PON con capacidad de 10 Gb/s. En los próximos años, se prevé el cambio a un GPON longitud de onda apilada que proporcione cuatro veces el ancho de banda a todos los usuarios existentes. El paso siguiente será el avance a un NG PON con diferentes velocidades. El último paso será la evolución a una red de 40G (4x10G PON) de diferentes velocidades y de longitud de onda apilada. 51

67 CAPÍTULO 5: Transformación de la red de voz. Un enfoque del uso de CPE para la migración de la voz 5.1 Síntesis En la migración hacia las redes de próxima generación de triple play, uno de los temas más complejos es la migración de la voz de las plataformas tradicionales a infraestructuras como voz sobre el protocolo de Internet (VoIP, Voice over Internet Protocol) y las infraestructuras de subsistema multimedia IP (IMS, IP Multimedia Subsystem). La dificultad yace en el hecho de que este servicio recauda menos dinero que el servicio de voz existente y la inversión en el nuevo equipo se basa en las ganancias del servicio existente y no en una inversión por aparte. También, las expectativas del usuario y las implicaciones legales de un servicio que puede ser diferente del que se ha proporcionado tradicionalmente hacen esta transición difícil para los proveedores del nuevo servicio (ILECs, Incumbent Local Exchange Carriers). Por este motivo, es importante entender cómo se diferencian el equipo de premisas del cliente (CPE, Customer Premises Equipment) en el hogar y el servicio telefónico común (POTS, Plain Old Telephone Service) de VoIP. Los proveedores (ILECs) iniciales, por ejemplo en los Estados Unidos, como Vonage, CallVantage, Voicewing, Skype y Delta, desplegaron adaptadores de teléfono analógicos (ATAs, Analog Telephone Adaptors) para permitir el servicio de VoIP en los 52

68 hogares, tomando así la primera medida hacia los servicios convergentes en el hogar. En los últimos años los operadores de sistemas múltiples (MSOs, Multiple Systems Operators) por ejemplo Time Warner en Estados Unidos, Telmex en México y otros han estado ofreciendo los servicios de VoIP como parte de sus ofertas de triple play usando ATAs en el hogar. Este capítulo se enfoca en el hogar, considerando algunas de las expectativas puestas sobre el servicio de VoIP cuando es ofrecido por un ILEC, en el caso de Costa Rica, el ICE. También habla de cómo las nuevas redes del acceso promueven la conversión a VoIP y destaca porqué algunas de las ofertas actuales como NGDLC (NGDLC, NextGeneration Digital Loop Carrier), que combinan POTS y línea de suscriptor digital (DSL), pueden no ser el método más económico para desarrollar la infraestructura de la voz. Este capítulo considera específicamente el enfoque del CPE a la conversión hacia VoIP. Además explica la base para la transformación de la voz en IP: el CPE en el hogar. 5.2 Actualidad en la red de acceso. Para que los proveedores de servicios de telecomunicaciones ofrezcan servicios como IPTV y servicios de Internet de alta velocidad, se están poniendo en práctica dos actualizaciones a la red de acceso. La primera es la fibra al nodo (FTTN) y la segunda es la fibra al hogar (FTTH). En ambas redes, nuevos circuitos se están desplegando como parte de la nueva tecnología de la red de banda ancha. En redes FTTH, los circuitos son parte de los terminales de redes ópticas (ONTs) y de la acometida residencial (RG, Residential 53

69 Gateway). En redes de FTTN, los circuitos son parte del RG o de los dispositivos integrados de la interfaz de red (inids, Integrated Network Interface Devices) Conceptos de FTTH La Figura 1 es un diagrama simplificado de una red de FTTH. Con FTTH, el terminal de la línea óptica (OLT) se encuentra generalmente en la sede o central (CO), el divisor se encuentra en un gabinete en la calle o en un poste, y el ONT está en el hogar del cliente. Ya que no existe energía aplicada en la red óptica a excepción en los extremos de la red, a ésta se le llama una red óptica pasiva (PON). Estos ONTs tienen el circuito de POTS como parte del dispositivo del ONT. Por lo tanto un nuevo circuito se despliega con cada hogar con FTTH. Figura 5.1. Red FTTH [2] 54

70 5.2.2 Conceptos de FTTN La Figura 2 es un diagrama simplificado de una red típica de FTTN. Con FTTN, el circuito de DSL reside generalmente en un gabinete en la calle cerca de un nodo de conexión (aunque parte del sistema DSL estará situado en el CO). El DSL se combina con los pares de cobre en el nodo de conexión que va al hogar y termina en un inid o una RG. Estos terminales tienen el circuito de POTS como parte del dispositivo. Por lo tanto un nuevo circuito se despliega con cada hogar con FTTN. Figura 5.2. Red FTTN [2] Estas nuevas redes de acceso se basan en tecnología de Ethernet e IP. Una de las diferencias de los nuevos dispositivos para el hogar (RGs, ONTS, etc.) es que pueden censar el tráfico para proporcionar una adecuada calidad de servicio (QoS, Quality of Service). Esto permite a la red completa manejar el servicio de voz con la prioridad apropiada, anticipar los retrasos y tener las características necesarias para hacer que el 55

71 sistema funcione mejor que los modelos anteriores de VoIP. Algunos de los servicios anteriores de VoIP tuvieron que luchar por ancho de banda con otros servicios, lo que ocasionó una calidad de la voz deficiente. Las redes de acceso de Ethernet/IP actuales soportan cualquier mezcla de voz, de datos y de servicios de video para el cliente. Éstas permiten a los proveedores de servicios: Agregar todos los servicios a un sistema de hogares sobre Gigabit Ethernet (GigE) de una red de área amplia (WAN, Wide Area Network), realizando la convergencia de servicios sobre una red. Asignar la prioridad apropiada a cada servicio individual para asegurar la calidad de la experiencia (QoE, Quality of Experience), y Aplicar implementaciones de seguridad para reducir la amenaza de piratería del servicio y para bloquear ataques al servicio. 5.3 Detalles del servicio de voz Los servicios POTS proporcionados por el ILEC tienen muchos servicios asociados: llamada de tres vías, correo de voz, llamada en espera, identificación de llamadas, etc. Estas características no dan problemas a los ILECs al convertir a un suscriptor a VoIP. Estos servicios pueden mejorar agregando características como acceso Web y reenvío de llamada, entrega de los correos de voz vía y la unión de éstos y de otros servicios lo que llega a ser más fácil una vez que el servicio está en un ambiente IMS (IP Multimedia Subsystem). 56

72 Hacer una llamada de teléfono común no es difícil con VoIP. Pero tratándose de características tales como fax y un servicio lifeline, conlleva muchas implicaciones que dan como resultado desafíos significativos para los operadores actuales. A continuación se presentan estos servicios y se menciona como causan la mayoría de los problemas al proveedor de servicios Llamadas de fax y de módem El fax se ha convertido en un mecanismo destinado a enviar documentos sobre la red telefónica. Por lo tanto, cualquier servicio telefónico de voz que reemplace las líneas existentes de POTS tiene que poder enviar y recibir llamadas de fax. Los servicios de VoIP comprimen a menudo la voz, por lo tanto, las llamadas de fax no trabajan bien a través de ellos. La mayoría de los terminales ATA de VoIP pueden detectar una llamada de fax y detener la compresión y la cancelación del eco, pero esto puede que no resuelva todos los problemas. Una llamada de fax sin comprimir utiliza G.711 como su estándar de codificación. Los terminales ATA que detectan una llamada y los interruptores de fax de G.711 son también extremadamente sensibles a los retardos en la información porque los lapsos que se pueden dar por esos retardos causan debilidades en la trayectoria de los datos. Un lapso ocurre cuando un buffer se satura o no almacena la suficiente información en una conexión. Para las llamadas de voz normales esto casi no presenta problemas, puesto que al detectar una llamada de fax y detener la compresión y la cancelación del eco esto sería 57

73 escuchado típicamente como un tecleo o ruido de una cierta clase en la línea. Puede ser molesto, pero la llamada generalmente no se cae. Si el reloj del ATA y el reloj de la red no están sincronizados o casi exactos, ocurrirán lapsos deteriorando la trayectoria de la voz y haciendo que el fax bote la llamada. Para las situaciones donde el ATA se puede sincronizar a la red, la detección de la llamada y la conmutación a G.711 es la mejor forma de manipular la llamada. Este es usualmente el método usado para un sistema PON donde la línea del circuito utilizado está en el ONT. Qué sucede si se utiliza un ATA en un RG en vez de en un ONT, que es el caso de las redes de FTTN? Existe otra manera de manipular una llamada de fax, que es a través de una entrada T.38. A finales de los 90, la unión internacional de telecomunicaciones (ITU) creó una recomendación llamada T.38, para enviar llamadas de fax sobre una red del IP. Este método trabajará bien mientras el ATA funcione con T.38 y la entrada de la red IP funcione con T.38 también. Esta es vista como la manera más común de resolver este problema. Muchos RGs que se venden hoy en día funcionan con T.38. Muchos de los ONTs funcionan también con T.38. Existe un problema con las llamadas de módem en un servicio de seguridad que utiliza la línea telefónica para conectarse a su centro de control. Estos sistemas tienen llamadas de corta duración pero requieren de una conexión de módem para funcionar. Los nuevos sistemas de seguridad usualmente tienen conectividad de Ethernet y se pueden conectar al servicio de banda ancha, pero los equipos existentes se conectan con marcado telefónico. Por lo tanto es necesario que el ATA sea capaz de detectar la llamada del módem, asegurar que use G.711 y que tenga la cancelación del eco desconectada. Estas 58

74 llamadas de corta duración se conectarán y funcionaran satisfactoriamente mientras que la característica de detección de módem esté disponible en el circuito del ATA. El operador de la red debe asegurarse de que el ONT y el RG utilizados sean capaces de la detección del fax y módem, funcionan con T.38 y que logren una buena sincronización de la red Servicios Lifeline Lifeline es un término utilizado para describir algunos de los servicios que los ILECs deben de proveer. La mayoría de los servicios deben ser económicos para aquellas personas que no pueden pagar un servicio de Internet costoso. Dentro de todo esto se encuentra la necesidad de tener contacto con los servicios de emergencia, como el 911, y poder hacer esto incluso cuando falte la corriente. Para asegurar este servicio, se necesita tener una fuente de energía alterna, como baterías, generadores, etc., para todo el equipo necesario para mantener la comunicación. Muchos entes reguladores de los gobiernos, piden fuentes de energía alterna en los equipos de telecomunicaciones, para poder ser instalados en la red. Para el equipo que se instale en el CO, el tiempo mínimo necesario para mantener encendido el equipo es de 24 horas. Para los componentes de la red que estén fuera de la central, este tiempo es de 8 horas. Estos requisitos varían entre algunos entes reguladores, pero la mayoría de ellos piden las mismas características. 59

75 Las funciones del servicio telefónico han cambiado dramáticamente en los últimos años. Con la llegada de teléfonos móviles, la calidad aceptable de la voz es menor de lo que solía ser. El teléfono celular también le ha dado al usuario una alternativa a las líneas fijas. Mucha gente ya no tiene una línea fija del todo, teniendo todos sus servicios de forma inalámbrica. Hoy, la mayoría de los hogares tienen teléfonos inalámbricos, que no funcionan cuando hay apagones. En este caso, el tener la línea de teléfono disponible no sirve de nada, a menos este disponible un teléfono auxiliar conectado al principal, el cual no necesite corriente. Hasta que se regulen estas necesidades del usuario, los ILECs se seguirán viendo obligados a proporcionar un respaldo de energía. Las regulaciones los obligarían a proporcionar una manera de accionar el equipo por hasta ocho horas en el hogar cuando el usuario requiere del servicio el telefónico tradicional Relaciones con FTTH y FTTN Muchos proveedores que usan tecnologías FTTH pueden transmitir la voz con tecnologías actuales y de próxima generación por el ONT. Al ofrecer servicios de telecomunicaciones, el ONT se equipa con una fuente de alimentación que también tiene una batería para mantener el ONT encendido en un apagón. Esta batería se instala en la casa y se conecta al ONT, que se puede colocar adentro o afuera. Un ejemplo se muestra en la Figura

76 Figura 5.3. Ejemplo de un ONT de exteriores en el hogar [1] Los proveedores que usan FTTN encontrarán diversos escenarios que aquellos que usan FTTH. Al desplegar FTTN, uno de los aspectos más importantes está en establecer la red de IP/Ethernet que apoyará los nuevos servicios. Además se debe procurar tener el menor impacto en la red de voz existente como sea posible. FTTN permite instalar la nueva red de acceso de IP/Ethernet como respaldo a la red de voz existente, teniendo así un menor impacto sobre los servicios existentes. Se describen tres etapas para la transformación de la voz con una red de FTTN. 61

77 Paso 1 Introducir nuevos servicios de video y de Internet de alta velocidad (HSI, High Speed Internet), basados en servicios de IP/Ethernet en banda ancha. (Ver Figura 5.4) Figura 5.4. Establecimiento de triple play sin irrumpir en los POTS existentes [1] El primer paso para la migración mantiene el servicio PSTN paralelamente con el video e Internet de alta velocidad en la red IP. Esta configuración de FTTN para los servicios de datos y video de alta velocidad se combina con el servicio de POTS y con una línea DSL en el recibidor de FTTN. El servicio combinado de POTS y de DSL se conecta al par que va hacia el hogar. El par termina en el inid en el hogar, en donde el servicio de POTS está separado del servicio de DSL. El servicio de DSL pasa usualmente a través de un balun (Se llama balun a un dispositivo adaptador de impedancias que convierte líneas 62

78 de transmisión simétricas en asimétricas y viceversa) conectado con el cable coaxial. El coaxial será conectado con un diplexor con el RG dentro de las premisas (véase el Figura 5.5). Si se utiliza la adhesión, dos puertos de VDSL2 se conectan al hogar y terminan en un inid que contenga un RG en el exterior del hogar (Figura 5.6). Figura 5.5. Cableado en el hogar para FTTN con VDSL2 sin adhesión [1] 63

79 Figura 5.6. Cableado en el hogar para FTTN con VDSL2 con adhesión [1] El inid finaliza los dos pares de VDSL2, separa la línea de POTS del servicio de DSL y entrega ambos en el hogar. La función del RG en el inid también proporciona un ATA, que se puede utilizar en el futuro para convertir el servicio de voz del cliente a un servicio de VoIP. Paso2 Introducir servicios de VoIP usando el RG en el hogar (ver Figura 5.7) 64

80 El servicio de VoIP es probable que sea comercializado en un paquete de voz y video en HSI que no es Lifeline. El servicio de VoIP será menos costoso por la competencia con otros servicios de voz. Los proveedores de servicios han comenzado a unir servicios, con el triple play, de la voz, el video y de los datos. La ganancia por cada servicio comienza a disminuir mientras que la competencia entre proveedores de servicios se intensifica, pero la ganancia media total por el usuario (ARPU, Average Revenue Per User) aumenta drásticamente. Por ello, migrar los clientes a VoIP llega a ser necesario para reducir costos y evitar los requisitos regulados del servicio telefónico. También, se espera que el servicio de VoIP se convierta en la línea primaria en un cierto plazo, con las regulaciones de cada país administrando los requisitos de esa transición. Los usuarios llevarán a cabo este cambio a medida que buscan servicios más baratos y mientras que los niveles mínimos de calidad del servicio llegan a ser más aceptables. Utilizar el ATA en el RG permite una conversación bastante simple de VoIP y asegura una QoS aceptable. 65

81 Figura 5.7. Utilizando el ATA en el RG para convertir una casa con acceso de banda ancha a VoIP [1] Paso 3 Convertir a los demás usuarios (Figura 5.8): Una vez que la mayoría de suscriptores se ha trasladado a VoIP (a medida que VoIP se convierte en la línea primaria), el costo de mantener el sistema de conmutación tradicional será mucho más alto. Aquí es adonde una tarjeta en el DSLAM entra en juego. Con una tarjeta diseñada específicamente para la voz con una gran cantidad de ATAs, el proveedor de servicios puede convertir a los usuarios restantes sin tener que visitar sus hogares. Mientras el proveedor tenga en cuenta un buen respaldo de batería y cumpla con 66

82 las regulaciones del servicio de telecomunicaciones, la tarjeta ATA puede proporcionar un servicio lifeline. En caso que el proveedor de servicios necesite convertir una gran cantidad de suscriptores a una red de próxima generación, se puede utilizar una tarjeta ATA en el DSLAM para proporcionar la función de entrada a la línea de acceso. Esto puede ocurrir donde un ILEC elige sustituir el sistema actual y aún necesita dar servicio a un número significativo de líneas tradicionales de voz. Figura 5.8. Convirtiendo a los demás usuarios [1] 67

83 Es importante tomar en cuenta de que una tarjeta de la combinación POTS-DSL es una manera más costosa de migrar la red. Si un puerto del DSL se compra para cada cliente de POTS que permanezca a la hora de la instalación de FTTN, después el proveedor estará comprando puertos DSL innecesariamente. Por otro lado, no tiene sentido si un proveedor compra las líneas POTS por cada cliente DSL, porque muchos de esos clientes emigrarán a un servicio de VoIP. Comprar las tarjetas de combinación de DSL y POTS solamente sentido si el costo de mantener el sistema existente es muy alto durante el período de transición. Algunos proveedores creen que convertir a todos los clientes de POTS a fibra óptica comprando tarjetas de combinación es la solución correcta. Aún así se debe considerar que la evolución de la red es hacia los circuitos en el hogar más que en la red. 5.4 Resumen Las entidades reguladoras, la competencia y la diferenciación hacen que cada proveedor de servicios evalúe soluciones de diversos puntos de vista. El nuevo equipo instalado en el hogar tendrá un impacto significativo en cómo cambia el servicio de voz a la red de voz de próxima generación. Los tres pasos vistos en este capítulo ofrecen una manera de introducir una red triple play al servicio existente e influenciando sobre la funcionalidad de inid/rg para proporcionar una vía hacia una red de voz de próxima generación. Además se debe apoyar la inversión hacia los ATAs en el ONT/RG/iNID instalado en el hogar como parte de la transformación de la red de acceso. 68

84 CAPÍTULO 6: Futuro del video en Banda Ancha 6.1 Síntesis La televisión sobre el protocolo de Internet (IPTV, Internet Protocol TV) está entrando en el mercado de servicios. Para ingresar exitosamente y ampliar su clientela, los proveedores de servicios se han estado centrando en la entrega de TV básica y del vídeo a pedido (VoD, Video on Demand) con calidad de servicio (QoS, Quality of Service). Para lograr esto, han tenido que transformar sus redes diseñadas para diferentes propósitos, a redes de próxima generación de infraestructura IP que les permitan cumplir con los requisitos de capacidad de conversión y de confiabilidad para entregar video de calidad. La llegada del vídeo en Internet ha hecho que los proveedores de servicios evalúen sus modelos comerciales para no ser solamente medios de transporte. Los ha forzado a innovar sus activos físicos en la red para ofrecer servicios competitivos diferenciados. La red desempeñará un papel predominante en la entrega de estos nuevos servicios, ayudando a los proveedores de servicios a aumentar sus ganancias. Ingresar en nuevos mercados requiere de la innovación y la inversión en la red, llevando a una segunda fase la de transformación de la red. Los tipos de innovaciones pueden incluir un IPTV personalizado, QoS para Internet de alta velocidad, los anuncios dirigidos a cada persona en específico, entre otros. Todos ellos requieren un suscriptor e inteligencia al llevarlos a cabo. Con estas innovaciones, los proveedores de servicios 69

85 pueden asegurar una excelente calidad de experiencia (QoE, Quality of Experience). Además se asegura un papel fundamental en una cadena que conecte publicistas, autores, distribuidores y consumidores. 6.2 Fase 1. Transformación de la red. Lanzamiento de IPTV. En muchos países, los proveedores de servicios están ingresando en la fase de venta de IPTV y video. En octubre de 2007, el Foro de DSL publicó que el número de usuarios de IPTV creció un 179 por ciento a más de 8 millones en todo el mundo en 12 meses hasta finales del junio de La demanda de IPTV está creciendo por todo el mundo: Europa lidera el mercado de IPTV con 5 millones de suscriptores, Asia crece de forma acelerada y tiene un cuarto del mercado actualmente y Norteamérica también. Durante el 2007, muchos proveedores de servicios publicaron datos anunciando la cantidad de suscriptores de cada uno (ver Figura 6.1), lo que demuestra lo solicitado que es este servicio. 70

86 Figura 6.1 Ofertas de IPTV por diversos oferentes en el 2007 [11] Calidad de servicio garantizada equivale a un despliegue exitoso de IPTV IPTV ayuda las compañías de telecomunicaciones a aumentar la ganancia promedio por usuario (ARPU, Average Revenue Per User) y a competir eficazmente con los operadores de multiservicios de cable. La adición de servicios de TV tales como VoD y TV de alta definición (HDTV, High Definition TV) con contenidos exclusivos aumenta aún más los ingresos. Los servicios adecuados de IPTV deben garantizar QoS y QoE al usuario, igualando o mejorando aquellos del Cable y de la TV vía satélite. En estos comienzos de 71

87 IPTV, la capacidad de garantizar QoS es clave para mantener el aumento de subscritores y una rentabilidad sostenida. Los proveedores de servicios deben considerar su infraestructura al sumar IPTV al paquete de servicios. La infraestructura de Internet de alta velocidad heredada no puede cubrir los costos, la confiabilidad y las demandas de QoS de los servicios de triple play. El video consume mucho ancho de banda y tiene requisitos estrictos sobre el ruido, pérdidas de datos, disponibilidad de ancho de banda y la confiabilidad de la conexión. Todo esto provoca un cambio fundamental con grandes implicaciones para la infraestructura de una red IP. Para tener servicios provechosos de triple play, los proveedores necesitan de alta disponibilidad, flexibilidad del servicio y manejo del suscriptor Transformación de la red La entrega de video ha causado un cambio arquitectónico importante, pasando de una infraestructura tradicional de IP, hacia una nueva red, que se caracteriza por cambios específicos en la tecnología produciendo una red IP de próxima generación (ver Figura 6.2). Esos cambios en la tecnología incluyen: 1. Un cambio de las conexiones de sesiones personales temporales a conexiones permanentes, para entregar video y servicios de gran contenido en una gran cantidad de aplicaciones. Tales modelos utilizan tecnologías probadas, tales como DHCP (DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol). Además ofrecen flexibilidad para aplicar servicios a través de la arquitectura. 72

88 2. Una transformación de la red del acceso extendiendo el alcance del servicio para entregar video de banda ancha de una manera económica usando cobre y fibra. Esto da como resultado servicios de triple play con 20 Mb/s por lo menos por usuario, usando una red óptica pasiva (PON) o la línea de suscriptor digital (DSL), con tecnologías tales como DSL2plus asimétrico (ADSL2plus), DSL de muy alta velocidad (VDSL) y VDSL2. 3. Un cambio del modo de transferencia asíncrona (ATM, Asynchronous Transfer Mode) a Ethernet, que proporciona un menor costo de transmisión y flexibilidad del ancho de banda. Ethernet se perfecciona con MPLS (MPLS, MultiProtocol Label Switching) para proporcionar una confiabilidad más alta. Además, Ethernet brinda QoS, manejo del tráfico, operaciones múltiples y herramientas de operación, administración y mantenimiento (OAM) de la red. 4. Una evolución de la red óptica mejorada para la entrega de paquetes, con un cambio de la tecnología SONET/SDH a la multiplexación de la división de longitud de onda (WDM, Wavelenght Division Multiplexing). 5. Una transición de conectividad IP actual, a una red IP altamente disponible, con QoS para asegurar una excelente QoE para las aplicaciones tales como IPTV. 73

89 Figura 6.2 Cambios tecnológicos necesarios para una entrega de IPTV satisfactoria [1] Con estos cambios tecnológicos, la red ha migrado hacia una arquitectura IP, de punto a punto, con triple play. Esta nueva red proporciona la flexibilidad, escalabilidad, disponibilidad y QoS para el video, la voz y los servicios de gran consumo de banda ancha, manejando la entrega individual y múltiple de video, voz y datos. Dicha arquitectura debe poder adaptarse a los cambios del tráfico y a las demandas cambiantes en el ancho de banda, asegurando la disponibilidad de los servicios y aplicaciones. 74

90 6.3 Fase 2. Transformación de la red. Evolución a los servicios multimedia personalizados El video en Internet se refiere a la transmisión de video en vivo o en un servidor recibido a través de una red IP abierta, es decir, el Internet público. Tales transmisiones se entregan vía servicio de Internet de banda ancha sin la gerencia activa del proveedor de acceso de Internet. El vídeo del Internet consiste principalmente en el contenido generado por los usuarios, disponible en sitios tales como YouTube, GoogleVideo y My Space. La idea principal radica en que los usuarios creen su propio contenido y que sean ellos mismos los que modifiquen a su antojo el material que desean acceder, dejando libre el manejo de la red Video en Internet e IPTV El vídeo en Internet crece exponencialmente, generando un consumo masivo del ancho de banda. IPTV y el video en Internet no compiten necesariamente. Solucionan diferentes necesidades y se dirigen a diversos clientes basados en contenido, uso, QoE y facilidad de empleo. Un proveedor de servicios capaz de entregar ambos está en la mejor posición para maximizar sus ganancias El papel de la red El video en Internet llevará a los proveedores de servicios a transformar sus modelos comerciales. Pasarán de vender conexiones a entregar experiencias, con la confiabilidad y la calidad necesarias. El video forzará a los proveedores de servicios a 75

91 innovar ofreciendo servicios competitivos diferenciados e incluir nuevos modelos comerciales basados en la publicidad y la integración del comercio electrónico. La red desempeñará un papel predominante en la entrega de una excelente QoE a los usuarios finales y al mismo tiempo suministrará a los proveedores de servicios las herramientas para aumentar sus ganancias. La red requiere la inteligencia de aprender del comportamiento del usuario y de adaptarse eficientemente a los patrones de tráfico cambiantes IPTV permite la personalización y la interactividad Hasta hace poco, la mayoría de los servicios de IPTV se centraron en la entrega de canales de televisión y de vídeo a la carta. Si los proveedores de servicios de telecomunicaciones quieren competir con los proveedores tradicionales de TV, necesitan ofrecer servicios diferenciados. Una ventaja de la tecnología de IPTV es que permite a los proveedores modificar su oferta para los requisitos particulares de cada suscriptor. En las redes de IPTV, el contenido de la difusión en vivo es visto por todos, con una alta calidad. Pero las características de la red, tales como pausa, rebobinado y grabación de TV en vivo pueden transformar un solo canal de muchos usuarios en muchos canales de un solo usuario. Al agregar VoD, grabación controlada por el operador y el contenido generado por el usuario, se pone de manifiesto que las redes deben emigrar en un cierto plazo al soporte de millones de canales de un solo usuario. 76

92 Mientras que IPTV se vuelve más personalizado e interactivo, la alta calidad que los usuarios esperan se debe mantener o exceder para apoyar nuevos avances tales como HDTV. La arquitectura de la red debe tener la flexibilidad, la calidad y resolución de imagen requeridas para los servicios video personalizados Anuncios Personalizados Para mejorar la calidad de experiencia del usuario, los proveedores de servicios deben de cambiar de la enorme cantidad de anuncios dirigidos hacia todos los usuarios, a anuncios personalizados enfocados a los intereses de cada usuario en particular. La introducción de anuncios personalizados surge como una clara opción para que los proveedores de servicios generen mejores ganancias colocando los anuncios en el público meta, reduciendo las molestias de los métodos tradicionales de publicidad. La idea es que cuanto mejor sea el alcance, los anuncios serán más eficaces, resultando en una compra del producto. Los proveedores de servicios tienen una constante comunicación con el suscriptor y tienen la capacidad para recoger sus datos sobre el uso, preferencias y comportamientos de cada persona. Los proveedores de servicios podrían también generar mayores ganancias de las actividades del cliente usando la interactividad de IPTV. Por ejemplo, vendiéndole productos de una película después de que el usuario la haya visto en la red. La inteligencia de la red tomará más importancia a medida que se desarrollen estos servicios. Al hacer que la red conozca los hábitos del usuario, los proveedores pueden hacer que sus redes funcionen más provechosa y eficientemente. 77

93 6.3.5 Servicios de Internet Mejorados La inteligencia de la red no se aplica solo a IPTV. En la medida de que el video en Internet y los juegos en línea ganan popularidad, hay una relación directa con el tráfico generado. La infraestructura heredada de Internet no posee la inteligencia apropiada para estas aplicaciones y solo puede proveer un manejo del tráfico. Usando una red creada para servicios de IPTV con QoS, los proveedores pueden incrementar ganancias ofreciendo servicios de Internet mejorados (EIS, Enhanced Internet Services) a sus clientes. Dichos servicios son complementarios al servicio de conexión común, como se muestra en la Figura 6.3, ya que se garantizan solo a aquellos usuarios que los desean. La conexión común se mantiene para el correo electrónico, transferencia de archivos y navegación de la red. Existen dos formas de financiar los modelos de EIS: La primera, el suscriptor de HIS (HIS, High Speed Internet) elige pagar un plus para recibir mayor QoS por las aplicaciones que a él o a ella le interesen. La segunda, el proveedor de HIS puede entregar un paquete de servicios agregados con la conexión de Internet, con una mejor QoS, pero con un mayor costo. De cualquier forma, el modelo de EIS permite a los proveedores de servicios HSI no ser solo medios de transporte, mejorando sus componentes de la red física y entregando una experiencia mejorada, centrada en el usuario, sin bloquear o congestionar el tráfico normal. Incluir EIS requiere que la red distinga entre video de Internet y navegación normal de la red. Además se mejora la QoS hacia el suscriptor. 78

94 Figura 6.3 Mejores ganancias con servicios mejorados de Internet [1] El Hogar Digital: Una extensión de la red del proveedor de servicios El hogar digital es una parte importante de la red de video de punto a punto. Es un ambiente complejo que presenta muchos retos. Uno de ellos es la conexión al set-top box para obtener un rendimiento óptimo para un gran ancho de banda y para los servicios sensibles a retrasos. Para evitar inconveniencias al cliente, los proveedores de servicios están evaluando soluciones alternativas para el recableado, por ejemplo, la reutilización del cableado existente, como las líneas eléctricas y telefónicas o redes WiFi de próxima generación. Estas tecnologías han probado ser exitosas para la distribución de servicios de Internet en el hogar, pero su carácter imprevisible es un reto para la entrega de IPTV de calidad. Se están realizando mejoras continuas para optimizar dichas tecnologías para IPTV con QoS, menores tasas de error y mejores técnicas de transmisión hacia muchos usuarios. 79

95 Otro reto para los proveedores de servicios es compartir contenidos entre cualesquiera dispositivos en el hogar. Algunos ejemplos son: ver imágenes y videos de la computadora de escritorio en la pantalla del TV, vigilancia del hogar accesible en el celular, TV o PC y acceder a llamadas y mensajes desde el TV. En este sentido el RG (RG, Residential Gateway) juega un rol importante, siendo el centro del hogar digital. Figura 6.4 Espacio del hogar y dispositivos con necesidad de conexión a red [1] Finalmente, los proveedores de servicios necesitan dominar los desafíos operacionales asociados a los servicios de triple play y al hogar digital. Hay tres pasos claves que se deben tomar: 80

96 1. Simplificar el manejo para el proveedor de servicios (controlar millones de dispositivos, brindar servicios rápidamente y diagnosticar los problemas efectiva y rápidamente). 2. Hacer los servicios de triple play más rentables bajando los gastos operativos. 3. Mejorar la experiencia del cliente. Los clientes quieren que sus servicios funcionen correctamente y conseguir la ayuda cuando la necesitan, sin importar la tecnología. Los proveedores de servicios pueden entregar una experiencia única a sus suscriptores extendiendo la red al hogar digital y resolviendo todos los retos que se presenten. 6.4 Resumen El video de banda ancha continúa teniendo un impacto importante en las telecomunicaciones y en las industrias de los medios. Los proveedores necesitan adaptar su modelo comercial y transformar sus redes para seguir siendo competitivos. La combinación de IPTV personalizada y del video en Internet crea una mezcla importante que con una excelente QoS, genera lealtad de parte del cliente. IPTV personalizada, el video en Internet y otros servicios multimedia ponen nuevos requisitos en la red para entregar y de asegurar una experiencia sin defectos al usuario final. Las inversiones correctas en una red IP de próxima generación son necesarias para cumplir dichos requisitos, asegurarse un papel fundamental y aumentar ganancias estableciendo una excelente QoE. 81

97 IPTV y el video de Internet tienen requisitos similares para la transformación de la red. Las infraestructuras IP de próxima generación son especialmente diseñadas para el suministro de servicios de video, con características como escalabilidad y confiabilidad. Al mismo tiempo, tal infraestructura proporcionará la capacidad para aumentar ganancias, permitiendo que los proveedores de servicios evolucionen de ser meros distribuidores de una conexión a ser socios confiables para las comunicaciones y el entretenimiento en la mente del consumidor. 82

98 CAPÍTULO 7: Conclusiones y recomendaciones La presente investigación presentó las tendencias en el acceso de banda ancha. Se llegó a varias conclusiones, una de las cuales es que existe una tendencia hacia la integración y el complemento entre servicios fijos y móviles. Esta tendencia incluye la creación de modelos que permitan que el contenido sea distribuido entre las PC s, los teléfonos móviles, entre otros, con calidad de servicio (QoS) y calidad de la experiencia (QoE). Además existe la tendencia hacia el control y automatización de hogares. El éxito de la banda ancha depende de avances técnicos, como mejoras en la capacidad del ancho de banda, distribución, reducciones en interferencia, capacidades mejoradas de la distancia y de su integración continua dentro de un diseño y una arquitectura que brinde QoS en la red. Actualmente, existen 1,2 mil millones de suscriptores de acceso fijo en todo el mundo. Es muy probable que, la banda ancha fija continúe siendo la principal forma de acceso. Las tecnologías de banda ancha móviles, se complementarán con el acceso fijo como parte de la red de un operador. Las redes DSL evolucionan con técnicas como el ruido virtual, pues permite que los operadores estabilicen líneas DSL a velocidades más altas. Otras técnicas, como el DSM pueden entregar un 25 a 100 por ciento de aumento en ancho de banda, pero siguen existen problemas, especialmente garantizando la estabilidad de la línea en altas velocidades. También se presentaron un número de enfoques que permiten la evolución a partir de una red GPON de 2,5 Gb/s de hoy a redes NG PON con capacidad de 10 Gb/s. Se prevé 83

99 el cambio a un GPON longitud de onda apilada que proporcione cuatro veces el ancho de banda existente. Además de el surgimiento de NG PONs con diferentes velocidades. El último paso será la evolución a una red de 40G (4x10G PON) de diferentes velocidades y de longitud de onda apilada. El nuevo equipo instalado en el hogar tendrá un impacto significativo en cómo cambia el servicio de voz a la red de voz de próxima generación. Los ATAs en el ONT/RG/ inid instalados en el hogar son parte de la transformación de la red de acceso. En lo que respecta al video en banda ancha, se concluyó la necesidad de una adaptación en el modelo comercial y de una transformación en las redes. La combinación de IPTV personalizada y del video en Internet se propone como el mejor modelo a desarrollar. IPTV y el video de Internet tienen requisitos similares para la transformación de la red. Las infraestructuras IP de próxima generación son especialmente diseñadas para el suministro de servicios de video, con características como escalabilidad y confiabilidad. El video en Internet y la IPTV se proyectan en todo el mundo. Los proveedores de servicios deben entregar una QoE superior a los usuarios para los servicios video de banda ancha emergentes, con personalización, interactividad y más contenido, prolongando su alcance en la Internet. Esta investigación sienta un precedente para investigaciones futuras relacionadas a los temas aquí planteados. Estos son apenas un vistazo al futuro del acceso de banda ancha. Cada uno de ellos tiene un trasfondo y alcances muy extensos, por lo que se recomienda profundizar en alguno o algunos de ellos con más detalle en investigaciones futuras. 84

100 BIBLIOGRAFÍA Libros 1. Breaking the Barriers, Transformation to the Digital Life. Lartigue Jean-Pierre, otros. Alcatel- Lucent FTTH is on the move. David Meis, Corning Cable Systems, Hickory, NC, Access 2006 Executive Business Forum, Globecomm 2006 Conference. Fuentes de Internet 3. Adaptador Analógico de Teléfono (ATA). Autores Varios, Noviembre, Beyond bundling: the future of broadband, Simon Torrance. Agosto, Broadband Fixed Wireless Access as a Key Component of the Future Integrated Communications Environment, William Webb. Agosto, División de Longitud de Onda. ALEGSA. Noviembre, Dynamic Spectrum Management, Autores Varios, Noviembre, Element Management Systems (EMSs), International Engineering Consortium. Noviembre, Equipo local del cliente. Autores Varios, Noviembre, Ethernet, Autores Varios. Noviembre, FTTH Council Asia Pacific, Announcing the First FTTH Global Ranking, Julio

101 12. Far-End Crosstalk. Autores Varios, Noviembre, Internet Protocol Television, Autores Varios. Noviembre, Media Access Control (MAC), Autores Varios. Noviembre, Multiple Dwelling Units (MDUs), ADC Telecommunications, Inc. Noviembre, Optical line terminal. HUIHONG. Noviembre, Red Digital de Servicios Integrados, Autores Varios. Noviembre, Televisión de alta definición. Autores varios. Noviembre, The Full Service Access Network. Noviembre, Time-Division Multiplexing, Autores Varios, Noviembre, Virtual Noise, Manouchehr Rafie, Ikanos Communications. Noviembre, Voz sobre IP. Autores Varios, Noviembre, WiMAX: The future of broadband Internet access? Christopher Jason. Agosto

102 APÉNDICES 1. ISDN Red Digital de Servicios Integrados Se define la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados, en ingles ISDN) como una evolución de las Redes actuales, que presta conexiones extremo a extremo a nivel digital y capaz de ofertar diferentes servicios. Decimos Servicios integrados porque utiliza la misma infraestructura para muchos servicios que tradicionalmente requerían interfaces distintas (télex, voz, conmutación de circuitos, conmutación de paquetes...); es digital porque se basa en la transmisión digital, integrando las señales analógicas mediante la transformación Analógico - Digital, ofreciendo una capacidad básica de comunicación de 64 Kbps. Figura 1. Integración de señales en RDSI. Como podemos observar, en el caso del teléfono se efectúa la conversión Analógico Digital. En el caso de equipos digitales, Ordenador, se transforma el código original a otro más adecuado a la comunicación (Transformación de código). Ventajas que aporta la RDSI. La RDSI ofrece gran número de ventajas, entre las que se pueden destacar las siguientes: 87

103 Velocidad Actualmente el límite de velocidad en las comunicaciones a través de una línea telefónicas empleando señales analógicas entre central y usuario mediante el uso de modems está alrededor de los 56Kbps. En la práctica las velocidades se limitan a unos 45Kbps debido a la calidad de la línea. La RDSI ofrece múltiples canales digitales que pueden operar simultáneamente a través de la misma conexión telefónica entre central y usuario; la tecnología digital está en la central del proveedor y en los equipos del usuario, que se comunican ahora con señales digitales. Este esquema permite una transferencia de datos a velocidad mucho mayor. Así, con un servicio de acceso básico, y empleando un protocolo de agregación de canales, se puede alcanzar una velocidad de datos sin comprimir de unos 128 Kbps. Además, el tiempo necesario para establecer una comunicación en RDSI es cerca de la mitad del tiempo empleado con una línea con señal analógica. Conexión de múltiples dispositivos Con líneas analógicas resulta necesario disponer de una línea por cada dispositivo del usuario, si estos se quieren emplear simultáneamente. Resulta muy caro enviar datos (archivos o vídeo) mientras se mantiene una conversación hablada. Por otra parte, se requieren diferentes interfaces para emplear diferentes dispositivos al no existir estándares al respecto. Con la RDSI es posible combinar diferentes fuentes de datos digitales y hacer que la información llegue al destino correcto. Como la línea es digital, es fácil controlar el ruido y las interferencias producidos al combinar las señales. Además, las normas de la RDSI especifican un conjunto de servicios proporcionados a través de interfaces normalizados. Señalización La forma de realizar un llamada a través de una línea analógica es enviando una señal de tensión que hace sonar la "campana" en el teléfono destino. Esta señal se envía por el mismo canal que las señales analógicas de sonido. Establecer la llamada de esta manera requiere bastante tiempo. Por ejemplo, entre 30 y 60 segundos con la norma V.34 para modems. 88

104 En una conexión RDSI, la llamada se establece enviando un paquete de datos especial a través de un canal independiente de los canales para datos. Este método de llamada se engloba dentro de una serie de opciones de control de la RDSI conocidas como señalización, y permite establecer la llamada en un par de segundos. Además informa al destinatario del tipo de conexión (voz o datos) y desde que número se ha llamado, y puede ser gestionado fácilmente por equipos inteligentes como un ordenador. Servicios La RDSI no se limita a ofrecer comunicaciones de voz. Ofrece otros muchos servicios, como transmisión de datos informáticos (servicios portadores), télex, facsímil, videoconferencia, conexión a Internet.., y opciones como llamada en espera, identidad del origen... Los servicios portadores permiten enviar datos mediante conmutación de circuitos (con un procedimiento de llamada se establece un camino fijo y exclusivo para transmitir lo datos en la red, al estilo de las redes telefónicas clásicas) o mediante conmutación de paquetes (la información a enviar se divide en paquetes de tamaño máximo que son enviados individualmente por la red). 2. Multiplexación por división de tiempo, TDM. La multiplexación por división de tiempo (MDT) o (TDM), del inglés Time Division Multiplexing, es el tipo de multiplexación más utilizado en la actualidad, especialmente en los sistemas de transmisión digitales. En ella, el ancho de banda total del medio de transmisión es asignado a cada canal durante una fracción del tiempo total (intervalo de tiempo). En este circuito, las entradas de seis canales llegan a los denominados interruptores de canal, los cuales se cierran de forma secuencial, controlados por una señal de reloj, de manera que cada canal es conectado al medio de transmisión durante un tiempo determinado por la duración de los impulsos de reloj. En el extremo distante, el desmultiplexor realiza la función inversa, esto es, conecta el medio de transmisión, secuencialmente, con la salida de cada uno de los seis canales mediante interruptores controlados por el reloj del demultiplexor. Este reloj del extremo receptor funciona de forma sincronizada con el del multiplexor del extremo emisor mediante señales de temporización que son transmitidas a través del propio medio de transmisión o por un camino. 89

105 3. MAC Media Access Control En redes de computadoras la dirección MAC (Media Access Control address o dirección de control de acceso al medio) es un identificador de 48 bits (6 bytes) que corresponde de forma única a una tarjeta o interfaz de red. Es individual, cada dispositivo tiene su propia dirección MAC determinada y configurada por el IEEE (los últimos 24 bits) y el fabricante (los primeros 24 bits) utilizando el OUI. La mayoría de los protocolos que trabajan en la capa 2 del modelo OSI usan una de las tres numeraciones manejadas por el IEEE: MAC48, EUI-48, y EUI-64 las cuales han sido diseñadas para ser identificadores globalmente únicos. No todos los protocolos de comunicación usan direcciones MAC, y no todos los protocolos requieren identificadores globalmente únicos. Las direcciones MAC son únicas a nivel mundial, puesto que son escritas directamente, en forma binaria, en el hardware en su momento de fabricación. Debido a esto, las direcciones MAC son a veces llamadas Las Direcciones Quemadas" (BIA, por las siglas de Burned-in Address). La dirección MAC es un número único de 48 bits asignado a cada tarjeta de red. Se conoce también como la dirección física en cuanto identificar dispositivos de red. Si nos fijamos en la definición como cada dígito hexadecimal son 4 dígitos binarios (bits), tendríamos: 4*12=48 bits únicos. En la mayoría de los casos no es necesario conocer la dirección MAC, ni para montar una red doméstica, ni para configurar la conexión a internet. Pero si queremos configurar una red wifi y habilitar en el punto de acceso un sistema de filtrado basado en MAC (a veces denominado filtrado por hardware), el cual solo permitirá el acceso a la red a adaptadores de red concretos, identificados con su MAC, entonces si que necesitamos conocer dicha dirección. Dicho medio de seguridad se puede considerar como un refuerzo de otros sistemas de seguridad, ya que teóricamente se trata de una dirección única y permanente, aunque en todos los sistemas operativos hay métodos que permiten a las tarjetas de red identificarse con direcciones MAC distintas de la real. La dirección MAC es utilizada en varias tecnologías entre las que se incluyen: 90

106 Ethernet o redes en anillo a 4 Mbps o 16 Mbps Token Ring redes inalámbricas (WIFI). ATM MAC opera en la capa 2 del modelo OSI, encargada de hacer fluir la información libre de errores entre dos máquinas conectadas directamente. Para ello se generan tramas, pequeños bloques de información que contienen en su cabecera las direcciones MAC correspondiente al emisor y receptor de la información. 4. IPTV Internet Protocol Television (IPTV) se ha convertido en la denominación más común para los sistemas de distribución por subscripción de señales de televisión y/o vídeo usando conexiones de banda ancha sobre el protocolo IP. A menudo se suministra junto con el servicio de conexión a Internet, proporcionado por un operador de banda ancha sobre la misma infraestructura pero con un ancho de banda reservado. Qué es IPTV no es un protocolo en sí mismo. El IPTV o Televisión sobre el protocolo IP, ha sido desarrollado basándose en el video-streaming. Esta tecnología transformará en un futuro próximo la televisión actual, aunque para ello son necesarias unas redes mucho más rápidas que las actuales, para poder garantizar la calidad en el servicio. A diferencia de la situación actual, el proveedor no emitirá sus contenidos esperando que el espectador se conecte, sino que los contenidos llegarán solo cuando el cliente los solicite. La clave está en la personalización del contenido para cada cliente de manera individual. Esto permite el desarrollo del Pay per view o pago por evento o el video bajo demanda. El usuario dispondrá de un aparato receptor conectado a su ordenador o a su televisión y a través de una guía podrá seleccionar los contenidos que desea ver o descargar para almacenar en el receptor y de esta manera poder visualizarlos tantas veces como desee. La programación que las empresas ofrecerán esta basada tanto en los canales tradicionales, como en canales más específicos sobre un determinado tema, para que el cliente seleccione los de su gusto. Además se emitirán eventos deportivos o películas de estreno bajo pago por visión, es decir abonando una cantidad adicional a la tarifa del servicio para poder verlas. Se trata de comprar los contenidos que se deseen ver para confeccionar una televisión a la 91

107 carta. La IPTV gracias a sus características permitirá almacenar los contenidos para verlos las veces que se desee, pero además permitirá realizar pausas, avanzar, retroceder etc. como si de una cinta de video o DVD se tratase. En el sector publicitario, al tratarse de información que llega a través de internet, podrían personalizar sus anuncios, para que el usuario con tan solo hacer un clic pueda acceder a la compra de sus productos... Adicionalmente se espera dentro de los servicios, métodos de búsqueda y restricciones, es decir que los padres pueden bloquear cierto contenido en IPTV que solo puede ser mostrado previa verificación de una clave parental, así mismo puede buscar por ejemplo todos los programas, series o películas en que actúe tal o cual autor o que sean de tal o cual género. Requerimientos Para que la IPTV televisión IP pueda desarrollarse de una manera completa es necesario aumentar la velocidad de las conexiones actuales. Podemos diferenciar dos tipos de canal: de definición estándar SDTV o de alta definición HDTV. Para un canal del primer tipo sería necesario tener una conexión de 1.5 Mbps y para un canal del segundo tipo 8 Mbps. Si tenemos varios canales distintos en forma simultánea (por tener varios receptores de televisión por ejemplo) necesitaremos más ancho de banda. A este ancho de banda hay que sumar el necesario para la conexión a internet. Estamos hablando de 4.5 Mbps para tres canales de SDTV u 11 Mbps para un canal HDTV y dos SDTV. Estos cálculos son usando Mpeg-4 para la compresión/codificación del vídeo. 5. Cociente de relación señal/ruido Cociente de relación señal/ruido (SNR o S/N) a menudo abreviado es una medida de la ingeniería eléctrica, también usada en otros campos (tales como medidas científicas, señalización biológica de la célula), definidos como el cociente de una energía de la señal a la energía de ruido que corrompe la señal. En términos menos técnicos, el cociente de relación señal/ruido compara el nivel de una señal deseada (tal como música) al nivel de ruido de fondo. Cuanto más alto es el cociente, menos molesto el ruido de fondo es. 92

108 Sentido técnico En la ingeniería, el cociente de relación señal/ruido es un término para el cociente de la energía entre una señal (información significativa) y el ruido de fondo. La señal y la energía de ruido (o la amplitud) se deben medir en el mismo o los puntos equivalentes en un sistema, y dentro de la misma anchura de banda de sistema. Porque muchas señales tienen un rango dinámico muy ancho, SNRs se expresa generalmente en términos de escala logarítmica del decibelio. En decibelios, el SNR es, por definición, 10 veces el logaritmo del cociente de la energía. Si la señal y el ruido se mide a través de la misma impedancia entonces el SNR puede ser obtenido calculando 20 veces el logaritmo base-10 del cociente de amplitud. 6. Gerencia dinámica del espectro La gerencia dinámica del espectro (DSM) es una técnica que es investigada para mejorar la línea de suscriptor digital (DSL) funcionamiento sobre líneas de teléfono de cobre ordinarias reduciendo o eliminando interferencia entre las líneas de teléfono del DSL que son cercanas juntas. La técnica implica el hardware del módem (transmisores-receptores del ADSL) que ajusta automáticamente ajustes de la transmisión para alcanzar la mejor señal. 7. Far-end Crosstalk En telecomunicaciones, la interferencia puede referir a interferencia electromagnética a partir de un twisted pair sin blindaje a otro twisted pair, normalmente funcionamiento paralelo. Far-end crosstalk (FEXT) es interferencia entre dos pares en un cable medido en el otro extremo del cable como el transmisor. 93

109 8. Voz sobre IP Unas soluciones típicas basadas en VoIP. Un adaptador para un teléfono analógico corriente para conectar un teléfono común a una red VoIP. Voz sobre Protocolo de Internet, también llamado Voz sobre IP, VozIP, VoIP (por sus siglas en inglés), es un grupo de recursos que hacen posible que la señal de voz viaje a través de Internet empleando un protocolo IP (Internet Protocol). Esto significa que se envía la señal de voz en forma digital en paquetes en lugar de enviarla (en forma digital o analógica) a través de circuitos utilizables sólo para telefonía como una compañía telefónica convencional o PSTN (acrónimo de Public Switched Telephone Network, Red Telefónica Pública Conmutada). 94

110 Los Protocolos que son usados para llevar las señales de voz sobre la red IP son comúnmente referidos como protocolos de Voz sobre IP o protocolos IP. Pueden ser vistos como implementaciones comerciales de la "Red experimental de Protocolo de Voz" (1973), inventada por ARPANET. El tráfico de Voz sobre IP puede circular por cualquier red IP, incluyendo aquellas conectadas a Internet, como por ejemplo redes de área local (LAN). Es muy importante diferenciar entre Voz sobre IP (VoIP) y Telefonía sobre IP. 9. VoIP es el conjunto de normas, dispositivos, protocolos, en definitiva la tecnología que permite la transmisión de la voz sobre el protocolo IP. Telefonía sobre IP es el conjunto de nuevas funcionalidades de la telefonía, es decir, en lo que se convierte la telefonía tradicional debido a los servicios que finalmente se pueden llegar a ofrecer gracias a poder portar la voz sobre el protocolo IP en redes de datos. Multiplexación por división de longitud de onda Multiplexación por división de longitud de onda. En la fibra óptica, la técnica consiste en acomodar múltiples señales de luz en un solo cable, utilizando diferentes frecuencias. Ver MDF. En sistemas operativos Windows, el Windows Driver Model (WDM), es un sistema que da un marco para el desarrollo y ejecución de los controladores de dispositivos de hardware. Fue introducido en Windows 98 y Windows 2000 para reemplazar a los VxD, que eran usados en versiones viejas del sistema operativo como Windows 95 y Windows 3.x. El WDM permite que los desarrolladores de controladores para dispositivos puedan escribir sus controladores de forma mucho más sencilla que su predecesor VxD. Con el WDM, los controladores no tienen acceso directo al hardware de la computadora, sino que se encuentran con una capa de abstracción. Esto evita múltiples conflictos y problemas al manejar los dispositivos. El WDM ha sido criticado por los desarrolladores por los siguientes problemas: * Bastante complicado de aprender. * Las interacciones con los eventos energía y el plug and play son difíciles de gestionar. Esto conduce a una variedad de situaciones donde las máquinas no pueden hibernar o despertar correctamente debido a errores en el código del controlador. 95

111 * La cancelación de I/O (Entrada/Salida) es casi imposible de hacerla bien. * Miles de líneas de código de soporte son requeridas para cada controlador. * No tiene soporte para la escritura de controladores en modo-usuario puro. * Múltiples problemas en la calidad de la documentación y en los ejemplos que Microsoft. 10. Televisión de alta definición La televisión de alta definición (también conocida como HDTV, del inglés High Definition Television) es uno de los formatos que, sumados a la televisión digital (DTV), se caracteriza por emitir las señales televisivas en una calidad digital superior a los demás sistemas (NTSC, SECAM, PAL). Históricamente el término también fue aplicado a los estándares de televisión desarrollados en la década de 1930 para reemplazar modelos de prueba. También se aplicaba a modelos anteriores de alta definición, particularmente en Europa, llamados D2 Mac, y HD Mac, pero que no pudieron implantarse ampliamente. Los términos HD ready (listo para HD) y compatible HD están siendo usados con propósitos publicitarios. Estos términos indican que el dispositivo electrónico que lo posee, puede ser un televisor o algún proyector de imágenes, es capaz de reproducir señales en Alta Definición, aunque el hecho de que sea compatible con contenidos en alta definición no implica que el dispositivo sea de alta definición o tenga la resolución necesaria, tal y cómo pasa con algunos televisores de plasma con menos definición vertical que televisores de hace décadas (833x480 en vez de los 720x576 píxeles -anamórficos equivalen a 940x576-), los cuales son compatibles con señales en alta definición porque reducen la resolución de la imagen para adaptarse a la resolución real de la pantalla. 11. Terminal de Línea óptica La línea óptica terminal es uno de los componentes claves usados en redes de GEPON, la línea óptica terminal se pone generalmente en la sala de mando central. Nuestra línea óptica 96

112 típica terminal adopta el diseño del estante del tamaño de 19 pulgadas, él está con la altura 3U y 16 ranuras, cada 2 de ellas se ofrecen a un módulo de OLT, apoyando el equipo alejado de ONU máximos y 256 del módulo de 8 OLT. Este sistema le hace una transmisión de datos grande estable de la anchura de banda sobre la distancia de 10 a de los 20km. Puede proveer transmite la función a la velocidad del alambre L2/L3. Cada línea de PON apoya anchura de banda simétrica por aguas arriba y rio abajo de 1Gbps. La línea óptica características terminales alto QOS y asignación dinámica flexible de la anchura de banda, puede ejecutar cualquier cambio a partir de la 1M a la anchura de banda del acceso 1G. Esta línea óptica terminal apoya auto-discovery y auto-se coloca, línea de usuario prueba, alarma alejada de la falta de la fibra de ONU y del apagón. También contiene la operación abundante y características manejables tales como control limitada y lixiviada, de la anchura de banda limitada y lixiviada, del IP address del MAC address, VLAN y control de flujo. La línea óptica terminal también ofrece la función de la dirección de la red. 12. Adaptador analógico de teléfono Adaptador analógico VoIP Grandstream HT486 de telefono El IAXy, un adaptador del teléfono de VoIP que utiliza el protocolo IAX2. 97

113 Un adaptador analógico de teléfono, o el adaptador analógico del teléfono, (ATA) es un dispositivo usado para conectar uno o más teléfonos analógicos estándar con un sistema de teléfono digital y/o no estándar tal como una voz sobre red basada IP. Un ATA toma la forma de una pequeña caja con un adaptador de la energía, un puerto de Ethernet, uno o más puertos del teléfono de FXS y puede generalmente también tener un acoplamiento de FXO. Los usuarios pueden tapar uno o más dispositivos analógicos estándar del teléfono en el ATA y los dispositivos analógicos funcionarán, generalmente transparente, en una red de VoIP. Propósito El ATAs es utilizado por muchas compañías de VoIP que venden un servicio de VoIP de la telco-alternativa, donde el dispositivo se utiliza para substituir la conexión de un usuario a una compañía telefónica tradicional. Cuando está vendida con respecto a un servicio de VoIP, el ATA se traba a menudo así que no puede ser utilizada con un servicio competente, y el usuario puede cambiar solamente en parte su configuración. Algunos abastecedores venden los dispositivos que no son bloqueados y se pueden utilizar con cualquier abastecedor compatible. FXS a las entradas de Ethernet El ATA más común es una caja con por lo menos una estación de divisas (que incluya un gato de teléfono), usada para conectar un teléfono convencional, y un gato de Ethernet usado para conectar el adaptador con un LAN. Usando tal ATA, es posible conectar un teléfono convencional con un servidor alejado de VoIP. El ATA comunica con el servidor usando un protocolo tal como H.323, SORBO, MGCP, SCCP o IAX, y codifica y descifra la señal de la voz usando un codificador-decodificador de la voz tal como G.711, G.729, G/ M, ilbc u otros. Puesto que el ATA comunica directamente con el servidor de VoIP, no requiere ningún software, tal como un softphone, para ser funcionado con en un de computadora personal. 13. Customer Premises Equipment CPE: Equipo local del cliente. El CPE es un equipo de telecomunicaciones usado en interiores como en exteriores para originar, encaminar o terminar una comunicación. Por ejemplo, los routers, IADs (Internet 98

114 Access Devices), STBs (Set Top Boxes), los teléfonos, máquinas de fax, máquinas contestadoras y buscapersonas. Son unidades terminales asociadas a equipamientos de telecomunicaciones, localizadas en el lado del suscriptor y que se encuentran conectadas con el canal de comunicaciones del proveedor o portador de información, sean estos datos, voz o video. EL CPE es una antena de transmisión que trabaja en la frecuencia de los 2.5 MHz, normalmente puede tener un alcance diametral de varios kilómetros. El CPE provee, dependiendo del proveedor de servicios de internet una dirección IP, estática o dinámica al equipo que se le conecte. Los hosts que se le conectan regularmente son: Desk Top s Lap Top s Router s TPV s Hyper s CableModem's El CPE regularmente es móvil y es parte fundamental de la tecnología WiMax basada en el protocolo de comunicaciones , a, b y g. 99

115 ANEXOS

116 2. 101

117 102

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