ADSL

Junio 2014

Qu significa xDSL y ADSL?

El trmino DSL o xDSL significa Lnea de abonado digital y abarca todas las tecnologas instaladas para el transporte digital de informacin a travs de una nica conexin de lnea telefnica. Las tecnologas xDSL se dividen en dos tipos principales: los que utilizan la transmisin simtrica y los que usan transmisin asimtrica. Ambos tipos se describen en detalle en este documento.

El trmino ADSL significa Lnea de abonado digital asimtrica. Este sistema permite la coexistencia de un canal descendente de alta velocidad, de un canal ascendente de velocidad media y de un canal telefnico (que en telecomunicaciones es llamado POTS, siglas de "Plain Old Telephone Service" (Servicio telefnico analgico convencional).

La utilizacin de tecnologas xDSL y ADSL

El rpido desarrollo de las tecnologas de informacin ha llevado a la aparicin de nuevos servicios que buscan mayor capacidad de transmisin. El acceso a Internet de alta velocidad, las videoconferencias, las redes de interconexin, el teletrabajo, la transmisin de programas de televisin, etctera forman parte de los nuevos servicios multimedia que los usuarios quieren tener en sus hogares o en la oficina.

Hasta ahora, los servicios de alta velocidad existentes (cable coaxial, fibra ptica) no se ajustaban adecuadamente a las necesidades reales (el cableado es muy costoso reemplazar por el cableado con fibra ptica o bien, la conexin a travs de cable coaxial es inestable). La utilizacin de cableado de par trenzado pareca ser la mejor alternativa porque en todo el mundo ya estaban instalados ms de 800 millones de conexiones de este tipo y para poder acceder a ADSL slo se requera agregar equipamiento e instalaciones menores en el intercambio telefnico del usuario.

Caractersticas de las tecnologas ADSL

El trmino DSL o xDSL puede dividirse en varios grupos: HDSL, SDSL, ADSL, RADSL, VDSL. Cada uno de ellos se relaciona con un uso y posee caractersticas particulares.

Estas tecnologas se diferencian a travs de:

La velocidad de transmisin.La distancia mxima de transmisin.La variacin de velocidad entre flujo ascendente y descendente. El carcter simtrico o asimtrico de la conexin.La conexin punto a punto se lleva a cabo a travs de una lnea telefnica entre dos piezas de hardware, la TR (Terminacin de red) que se instala en la ubicacin del usuario y la TL (Terminacin de lnea) instalada en el intercambio de conexin.

Soluciones simtricas

La conexin se realiza por medio de pares trenzados con idnticas velocidades ascendentes y descendentes.

HDSL

La HDSL (DSL de alta velocidad) fue la primera tecnologa DSL que apareci y fue desarrollada a comienzos de la dcada de 1990.

Esta tecnologa consiste en dividir el ncleo digital de la red: T1 en los Estados Unidos, por medio de 2 cables trenzados y E1 en Europa, con 3 cables trenzados.

Con esta tecnologa se pueden alcanzar velocidades de 2 Mbps en ambas direcciones con tres pares trenzados y 1,5 Mbps en ambas direcciones con dos pares trenzados. Puede suceder que la velocidad de 2 Mbps descienda a 384 kbps debido a, por ejemplo, la calidad y la distancia de la lnea durante el ltimo kilmetro (entre 3 y 7 km segn el dimetro del cable, que puede variar entre 0,4 mm y 0,8 mm respectivamente).

La conexin puede ser permanente pero ninguna lnea telefnica estar disponible durante una conexin HDSL.

El problema que esta tecnologa presenta en este momento es que su estandarizacin an no es perfecta.

SDSL

La tecnologa SDSL (DSL de un slo trenzado o DSL simtrica) es la predecesora de HDSL2 (esta tecnologa derivada de HDSL debe proporcionar el mismo rendimiento pero con un solo par trenzado).

Est diseada para una distancia ms corta que la que cubre la HDSL (ver tabla ms abajo). La tecnologa SDSL seguramente desaparecer en favor de la HDSL2.

Descendente: [Kbit/s]Ascendente: [Kbit/s]Distancia: [km]

1281287

2562566,5

3843844,5

7687684

102410243,5

204820483

Distancias y velocidades de una conexin SDSLSoluciones asimtricas

Se lleg a la conclusin, luego de estudiar varios situaciones, que era posible transmitir datos con mayor rapidez desde un intercambio hacia un usuario pero que cuando el usuario enviaba informacin al intercambio, esta informacin era ms sensible al ruido producido por las alteraciones electromagnticas (ms cerca del intercambio, mayor concentracin de cables, lo que genera ms interferencias).

Entonces se pens en usar un sistema asimtrico que impone una velocidad menor desde el abonado hacia el intercambio.

ADSL

En la misma forma que la HDSL, la tecnologa ADSL (Lnea de abonado digital asimtrica) ha existido desde hace cerca de diez aos y fue desarrollada originalmente para recibir televisin a travs la red telefnica estndar. Pero con el desarrollo de Internet, se encontr un nuevo uso para esta tecnologa: poder navegar en la red de manera veloz y sin ocupar la lnea telefnica.

La ADSL es, hoy en da, una de las tecnologas disponibles en el mercado para el transporte de TV/video en formato digital (MPEG1 MPEG2) por medio de la utilizacin de conexin telefnica.En particular, la ADSL permite el transporte de TCP/IP, ATM y datos X.25. El estndar ADSL se complet en 1995 y proporcionaba:

Un canal telefnico con conexin analgica o ISDN.Un canal ascendente con una capacidad mxima de 800 kbits/s. Un canal descendente con una capacidad mxima de 8192 kbits/s.

En cuanto a todas las tecnologas DSL, la distancia del bucle entre el intercambio y el usuario no debe exceder ciertas escalas para garantizar una velocidad de datos ptima (ver tabla).

Descendente: [Kbit/s]Ascendente: [Kbit/s]Dimetro del cable: [mm]Distancia: [km]

20481600,43,6

20481600,54,9

40963840,43,3

40963840,54,3

61446400,43,0

61446400,54,0

81928000,42,4

81928000,53,3

Velocidades segn la distancia y el dimetro del cableLos fabricantes de hardware de ASDL han utilizado dos tcnicas de modulacin para transmitir datos.

CAP (Modulacin de fase y amplitud sin portadora) que es una variante de la tecnologa QAM (Modulacin de amplitud en cuadratura). Este tipo de modulacin fue ampliamente utilizada en los comienzos de la ASDL pero nunca se estandariz correctamente y en consecuencia, no existe interoperabilidad posible entre el hardware de los distintos fabricantes.DMT (Modulacin por multitono discreto) que es una tcnica de modulacin ms reciente. Su principio se basa en la utilizacin de una gran cantidad de sub portadoras compartidas por el sistema en la banda de frecuencia usada (ver "tcnicas de modulacin ADSL").

Este diagrama presenta varios bloques funcionales que forman una conexin ADSL.

Las dos categoras de servicio estn separadas por un divisor en la red y en la ubicacin del cliente (ver captulo 4.2).

A fines de 1998 la ITU (Unin internacional de telecomunicaciones) certific un nuevo estndar: E l ADSL-Lite que es, de hecho, una versin ms leve del ADSL. Este estndar tiene una velocidad menor que la versin mayor (alrededor de 1,5 Mbits/s) y no requiere divisor.

RADSL

La tecnologa RADSL (DSL de tasa adaptable) se basa en ADSL. La transmisin se establece de manera automtica y dinmica al buscar la velocidad mxima posible en la lnea de conexin y al readaptarla continuamente sin ninguna desconexin.

La RADSL debe permitir velocidades ascendentes de 128 kbps a 1 Mbps y velocidades descendentes de 600 kbps a 7 Mbps, para un bucle de 5,4 km de longitud mxima.

RADSL utiliza modulacin DMT (como es mayormente el caso para ADSL). Esta tecnologa se encuentra en proceso de ser estandarizada por el ANSI.

VDSL

La VDSL (DSL de muy alta tasa de transferencia) es la ms veloz de las tecnologas DSL y est basada en la RADSL. Puede admitir, con un slo par trenzado, velocidades descendentes de 13 a 55,2 Mbps y velocidades ascendentes de 1,5 a 6 Mbps o en caso de que se requiera una conexin simtrica, una velocidad de 34 Mbps en ambas direcciones. Por lo tanto, VDSL puede usarse tanto en conexiones simtricas como asimtricas.Esta tecnologa fue desarrollada principalmente para el transporte de ATM (Modo de transferencia asncrono) a altas velocidades en una distancia corta de hasta 1,5 km).

Actualmente el estndar est en proceso de ser certificado. Las modulaciones QAM, CAP, DMT, DWMT (Multitono discreto wavelet) y SLC (Cdigo de lnea simple) estn bajo consideracin.

Para el transporte de datos, el hardware de VSDL se vincula al intercambio de conexin a travs de bucles SDH de fibra ptica a 155 Mbps, 622 Mbps, 2,5 Gbps. El transporte de voz entre el hardware de VDSL y el intercambio tambin puede ofrecerse a travs de bucles de cobre.

Cmo unificar una red analgica y una ADSL en la misma lnea

Descripcin de un cable de cobre

El par trenzado est compuesto por dos conductores de cobre de un dimetro entre 0,4 mm y 0,8 mm inclusive (muy rara vez, de 1 mm). Los conductores estn aislados y en pares para reducir la interferencia. En la mayora de los casos, los pares trenzados se agrupan de a cuatro dentro de un cable protegido por una funda de plstico. Los cables que se usan para las redes telefnicas estn compuestos por 2 a 2.400 pares y no estn enfundados.

Los servicios telefnicos tradicionales requieren un ancho de banda de 3,1 kHz (el ancho de banda es de entre 300 Hz y 3.400 Hz). Sin embargo, todos los cables que conectan el intercambio telefnico con los usuarios tienen un ancho de banda mayor, cercano a varios cientos de kHz. Las tecnologas xDSL han sido desarrolladas a partir de estas redes de acceso por cable.

En frecuencias altas, los problemas relacionados con la distancia son los ms restrictivos (atenuacin, interferencias, distorsiones de fase). En frecuencias bajas, existen inconvenientes relacionados con el ruido de impulsos, el cual alcanza sin dificultad hasta 1 Mhz. Adems, su uso se hace complicado y requiere de sistemas de transmisin de muy alto rendimiento.

Limitaciones de la red analgica

La mxima velocidad ascendente posible en una red analgica es de 33.600 bits/s y de 56.000 (en teora) de velocidad descendente.Esto incluye la utilizacin de una tecnologa de ancho de banda mayor a 3,1 kHz.

De hecho, el uso de una conexin ISDN ya requiere de tecnologa xDSL porque abarca un espectro de frecuencia de ms de 80 kHz.

Como se explic en el captulo 2.3.1, la tecnologa de modulacin CAP ha sido reemplazada por la tecnologa DMT que fue aceptada por el estndar ANSI T1.413-1995.

La DTM (modulacin por multitono discreto) es una forma de modulacin multiportadora. Para poder aplicarse a la ADSL, el espectro de frecuencia, que se encuentra entre 0 Hz y 1.104 MHz, se divide en 256 sub canales distintos separados por 4,3125 kHz. Normalmente, los sub canales inferiores se reservan para POTS, entonces, en principio, los sub canales de 1 a 6 (de hasta25.875 kHz) no se utilizan y se reservan para telefona analgica.

Segn la T1.413, slo los sub canales del 1 al 31 pueden usarse para velocidad ascendente.

Las velocidades ascendentes y descendentes estn separadas, ya sea por EC (Cancelacin de eco), que permite usar los sub canales inferiores (del 1 al 31) para velocidad ascendente y descendente, o por FDM (Multiplexacin por divisin de frecuencia), que es el ms utilizado por su simplicidad y bajo costo, y que separa los sub canales en ascendente/descendente a travs de un filtro pasivo.

Distribucin de canales DMT en POTS con EC

Los sub canales del 1 al 6 se usan para aparatos telefnicos, los sub canales del 7 al 31 son para flujo ascendente, el 32 est reservado y los sub canales del 33 al 256 se utilizan para flujo descendente.Se debe tener en cuenta que los sub canales del 16 al 64 se utilizan para transportar una seal piloto y los del 250 al 256 no pueden usarse en lneas de conexin de ancho de banda reducido. Ms all de 1 MHz, las alteraciones son muy grandes para permitir un flujo estable.

En este caso, la DMT usa la tcnica de cancelacin de eco en estos sub canales, lo que da como resultado un flujo dual en los sub canales del 7 al 31. Si la DMT ha aplicado FDM, slo los sub canales superiores (33 a 256) se usarn para el flujo descendente.

Distribucin de canales DMT en ISDN con FDM

Como se ha visto previamente, la tecnologa ISDN utiliza el ancho de banda ms bajo hasta 80KHz (para ISDN con 2B1Q: 2 binarios 1 cuaternario; codificacin de 2 elementos binarios en un momento de la modulacin cuaternaria). Para permitir el uso simultneo de ISDN y ADSL en lamisma lnea telefnica, los sub canales 1 a 28 quedan libres.

Los canales inferiores se usan para velocidad ascendente porque el hardware del usuario posee un poder de transmisin ms dbil que el hardware instalado en el intercambio, por eso, al transmitir en frecuencias bajas, la seal experimentar una atenuacin menor.

Los canales superiores se emplean para velocidad descendente debido a que el hardware ubicado en el intercambio es constantemente interrumpido por dispositivos de transmisin con frecuencias ms altas, por lo tanto, parece ser ms efectivo transmitir en canales superiores para beneficiarse con una relacin de seal/ruido ms ptima.

Hardware ADSL

DSLAM

El DSLAM (Multiplexor de acceso de lnea de abonado digital) es una pieza de hardware instalada por lo general en el intercambio telefnico y que proporciona multiplexacin para flujos ATM de la red de transporte.

Este elemento no slo aloja las tarjetas ADSL sino que tambin aloja diferentes servicios DSL, por ejemplo SDSL o HDSL, al insertar las tarjetas de multiplexacin correspondientes. Cada tarjeta admite varios mdems ADSL.

Los elementos agrupados en el DSLAM se denominan ATU-C (ADSL Transceiver Unit, Central office end (Unidad de transceptor ADSL, extremo en la oficina central)).

De hecho, todos los servicios disponibles en la red (Internet, LAN-MAN-WAN, telecompras, videos MPEG) llegan por banda ancha a la estacin DSLAM para ser entonces redistribuidos a los usuarios.

El mantenimiento y configuracin del hardware DSLAM y ADSL se hace de manera remota.

Mdems y routers ADSL

En el captulo anterior se observ cmo los datos se envan al usuario. Pero ahora que el usuario debe decodificar los datos, el que se encarga de esa tarea es el mdem, que se llama ATU-R (Unidad de transceptor ADSL, extremo en la terminal remota).

En la actualidad, existen tres tipos de mdems de acuerdo con las solicitudes de los usuarios:Con una interfaz 10/100 baseT, para equipos con tarjetas Ethernet.

ATMD 25 para equipos que cuentan con una tarjeta ATM o redistribuyen la ADSL en una redATM.

Con una interfaz USB para equipos con interfaz USB.

Si el usuario desea redistribuir la ADSL en toda su red informtica es recomendable que utilice un router con interfaz ADSL.

El divisor y el microfiltro

El divisor se instala en el intercambio telefnico, en el flujo descendente desde el DSLAM y desde el conmutador de audio.

Entonces, si el usuario cuenta con una conexin ISDN deber instalar en su hogar un divisor en flujo ascendente, en relacin a su mdem y su ISDN NT.

Si el usuario posee una conexin analgica tradicional, no necesitar instalar un divisor en su hogar pero s un microfiltro frente a cada telfono.

El rol del divisor: es un filtro de conmutacin que separa el ancho de banda reservada para el servicio telefnico del ancho de banda empleado para las transmisiones ADSL. Proporciona una separacin suficiente como para evitar que las seales transmitidas en una banda de frecuencia perturben el funcionamiento de la otra. Tenga en cuenta que la instalacin de un divisor es obligatoria para tener ADSL con conexin ISDN.

El rol del microfiltro: es un filtro de paso bajo que se instala en conexiones analgicas. Por lo tanto, no hay razn para instalar un divisor.

El divisor y el microfiltro

Si se emplea una transmisin digital estndar a travs de la red hertziana terrestre DVB-T (Transmisin de video digital), se podr recibir televisin digital en formato MPEG por medio de un decodificador conectado a una estacin de televisin.

Bibliografa y vnculos en Internet

ADSL Connaissances de base, publicado por Swisscom SA Network Training, escrito porMarcel Butty, editado en septiembre de 2000.Technologies daccs aux rseaux, publicado por Ecole dingnieurs et darchitectes deFribourg, escrito por Antoine Delley, Marco Francioli y Pascal Zbinden, editado en 1999. http://www.dslvalley.comhttp://www.alcatel.com http://www.towercast.fr/ http://surpinsat.com/actualite/nokia9902.htmhttp://www-isis.enst.fr/Documents/RapportsGDR/OP62/CR62_JJMM.html

Julien Perriard

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