TECNOLOGIA XDSL                                                                Guerra Edinson                             ...
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banda disponible en 256 subcanales, que son comprobados para                                                              ...
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Tecnologia XDSL

  1. 1. TECNOLOGIA XDSL Guerra Edinson Pineda Cristhian Universidad Tecnológica de Panamá Centro Regional de VeraguasAbstract – Actualmente, los usuarios requieren cada vez más, servicios y Esta tecnología ofrece servicios de banda ancha sobre conexionesaplicaciones que les faciliten llevar a cabo ciertas operaciones muy que no superen los 6 kms de distancia entre la central telefónica y elhabituales en su vida cotidiana, como transacciones comerciales y lugar de conexión del abonado; dependiendo de:bancarias, videoconferencias, acceso a Internet, intranets, acceso remoto  Velocidad alcanzadaa LANs, etc. Algunos de estos servicios ya eran posibles, basados en el  Calidad de las líneascable de la fibra óptica; pero, su instalación requería de una nuevainfraestructura. Esto suponía un costo demasiado elevado tanto para el  Distanciausuario como para el operador.  Calibre del cableBajo estas características nace xDSL para tratar de encontrar una  Esquema de modulación utilizado.solución inmediata a estos problemas. En el siguiente trabajo haremosreferencia a el desarrollo de esta tecnología y de todo los que ella Las tecnologías xDSL convierten las líneas analógicasimplica como su funcionamiento, tipos de xDSL , la modulación y como convencionales en digitales de alta velocidad, con las que es posiblese da la transferencia de la información. ofrecer servicios de banda ancha en el domicilio de los clientes, similares a los de las redes de cable o las inalámbricas, aprovechando los pares de cobre existentes. I. INTRODUCCIÓN La máxima cantidad de información que puede manejar un modem ordinario en un computador es de 56kb por segundo, ya que Este artículo describe básicamente los aspectos técnicos de la estos módems están limitados desde el primer momento en que debentecnología utilizada para poder proveer de servicios de banda ancha a pasar la información que maneja un computador (digital) através de par trenzado de cobre. Con el rápido crecimiento de Internet información analógica para poder ser transmitida por los pares deen los últimos años, la cantidad de abonados que conectan a Internet cobre.ha crecido exponencialmente. Al principio, los usuarios se sorprendían La tecnología DSL supone la eliminación de la transformación depor la riqueza de contenidos y la flexibilidad del servicio, factores que la señal digital a señal analógica, por lo que la información esno se habían ofrecido hasta entonces. Actualmente debido al transferida y recibida de forma digital utilizando así todo el ancho deincremento de usuarios y el desarrollo de nuevas aplicaciones con banda que el cableado permite realmente. Además en el par de cobremayor demanda de velocidad de transmisión, las limitaciones del pueden separarse las señales analógicas y digitales, por lo que essistema de comunicaciones actual (a través del canal telefónico) posible hacer circular datos y voz al mismo tiempo por canalesprovocan que éste sea insuficiente para satisfacer al abonado en sus separados.crecientes necesidades de velocidad de transmisión o ancho de banda. La máxima cantidad de información que puede manejar unLas tecnologías xDSL tratan de dar solución a este problema. Son modem ordinario en un computador es de 56kb por segundo, ya quecapaces de transportar desde centenares de kilobits por segundo estos módems están limitados desde el primer momento en que deben(Kbps) a decenas de megabits por segundo (Mbps). pasar la información que maneja un computador (digital) a información analógica para poder ser transmitida por los pares de II. ¿QUE ES xDSL o DSL? cobre. La tecnología DSL supone la eliminación de la transformación de DSL sigla de Digital Suscribe Line (Línea de abonado Digital la señal digital a señal analógica, por lo que la información es) o xDSL que es el término utilizado para referirse de forma global transferida y recibida de forma digital utilizando así todo el ancho dea todas las tecnologías que proveen una conexión digital sobre banda que el cableado permite realmente. Además en el par de cobrelínea de abonado de red telefónica local. pueden separarse las señales analógicas y digitales, por lo que es posible hacer circular datos y voz al mismo tiempo por canales A. Sobre qué Funciona. separados. El factor común de todas las tecnologías xDSL es que funcionan Los servicios de envío y recepción de datos se establecen a travéssobre líneas de cobre simples, y aunque cada una tiene sus propias de un módem especial para la tecnología DSL, pero antes de llegar alcaracterísticas, todas utilizan la modulación para alcanzar elevadas modem los datos pasan a través de un dispositivo (llamado "splitter"ovelocidades de transmisión. “separador”) que permite la utilización simultánea del servicio telefónico básico y la línea DSL.
  2. 2. Aunque la teoría en la que se fundamenta la tecnología DSL III. TIPOS DE XDSLpermite la separación de canales sin problemas y sin necesidad deutilizar ningún "splitter", lo cierto es que la variabilidad del estado de  ADSL: (Asymmetric Digital Subscriber Line). Es una tecnologíalas líneas del cobre (o también el propio teléfono al codificar la señal) de módem que transforma las líneas telefónicas o el par de cobreocasiona que a veces el canal de voz y el de datos se puedan provocar del abonado en líneas de alta velocidad permanentementepequeñas interferencias entre si y por eso se utiliza el "splitter";para establecidas. ADSL facilita el acceso a Internet de alta velocidadque elimine todo el espectro de ondas que sobran para la así como el acceso a redes corporativas para aplicaciones como elcomunicación telefónica y lo mismo para la transmisión de datos. teletrabajo y aplicaciones multimedia como juegos on-line, vídeo El "splitter" se coloca delante de los módems del usuario y de la on demand, videoconferencia, voz sobre IP, etc.central y está formado por dos filtros, uno de paso bajo y otro de paso  ADSL2: Es una evolución de ADSL que permite incrementar laalto cuya finalidad es la de separar las señales de alta frecuencia capacidad hasta 800 kbps en el enlace ascendente y 8 Mbps en el(datos) y señales de baja frecuencia (telefónicas) como se muestra en descendente. Esto se consigue principalmente mediante el uso dela Fig.1. una mayor complejidad en las técnicas de procesado de señal (con la denominada modulación de Trellis) y la reducción de la cabecera.  ADSL2+: Mantiene las innovaciones introducidas por el ADSL2, siendo su principal novedad que duplica el ancho de banda utilizado, extendiéndolo desde los 1.104 kHz (de ADSL y ADSL2) hasta los 2.208 kHz. Esto permite duplicar la capacidad del enlace descendente hasta 16 Mbps, aunque la del ascendente se mantiene en los 800 kbps.  RADSL: R-ADSL opera con las mismas velocidades de transmisión que ADSL, pero se adapta dinámicamente a las variaciones en la longitud y otros parámetros de las líneas de pares trenzados. Con R-ADSL es posible conectar diferentes líneas que vayan a distintas velocidades. La velocidad de la conexión se puede seleccionar cuando se inicia, durante la Fig. 1. Ubicación del spliter. conexión, o bien cuando la señal llega a la oficina central. Esta variante, utiliza la modulación CAP. El sistema de FlexCap2 El uso del "splitter" puede causar ciertos inconvenientes al de Westell usa RADSL para entregar de 640 Kbps a 2.2 Mbps usuario final del servicio ya que debería realizar una instalación downstream y de 272 Kbps a 1.088 Mbps upstream sobre una nueva y un cableado nuevo dependiendo de si en la terminal se línea existente. encontrara un teléfono o un ordenador, por eso muchas compañías  ADSL G.LITE o UDSL: G.Lite es más lento que ADSL. Ofrece han desarrollado un tipo especial de "splitter" llamado "microfiltro" velocidades de 1.3Mbps (downstream) y de 512Kbps (upstream). que se conectan entre cada toma telefónica (RJ45) y el receptor Los consumidores de G.lite pueden vivir a más de 18,000 los pies telefónico filtrando así solamente la señal telefónica y justo en el de la oficina central, siendo disponible la tecnología a un muy espacio final antes de llegar al aparato receptor, por lo que el usuario mayor número de clientes. se ahorra la instalación de un "splitter" central y un recableado del  HDSL: La tecnología HDSL es simétrica y bidireccional, por lo hogar u oficina. que la velocidad desde la central al usuario y viceversa será la misma. Se implementa principalmente en las PBX. B. Beneficios de la tecnología DSL. Esta es la tecnología más avanzada de todas, ya que se encuentra  Por una parte se descongestionan las centrales y la red implementada en grandes fábricas donde existen grandes redes de conmutada, ya que el flujo de datos se separa del telefónico datos y es necesario transportar información a muy alta velocidad en el origen y se reencamina por una red de datos. de un punto a otro.  Por otra, se puede ofrecer el servicio de manera individual La velocidad que puede llegar a alcanzar es de 2,048 Mbps sólo para aquellos clientes que lo requieran, sin necesidad de (full duplex) utilizando dos pares de cobre, aunque la distancia de reacondicionar todas las centrales locales. 4.500 metros que necesita es algo menor a la de ADSL, utilizando la la modulación por amplitud de pulso 2B1Q. El único inconveniente a la hora de realizar su implantación es Las compañías telefónicas han encontrado en esta modalidadque la distancia entre el usuario y la central telefónica no deben de una sustitución a las líneas T1/E1 (líneas de alta velocidad) sobreestar en más de 5 Km. otro tipo de medio – fibra óptica, utilizadas en Norteamérica y en Europa y Latino América, respectivamente. HDSL está enfocado principalmente hacia usos empresariales (interconexión de nodos proveedores de Internet, redes privadas de datos, enlaces entre centralitas, etc.) más que hacia el usuario
  3. 3. (cuyas necesidades se verán mejor cubiertas por las tecnologías Los módems ISDN-BA emplean técnicas de cancelación de ADSL y SDSL). eco (EC) capaces de transmitir full dúplex a 160 kbit/s sobre un Una de las principales aplicaciones de HDSL es el acceso de simple par de cables telefónicos. Los transceivers ISDN-BA última milla a costo razonable a redes de transporte digital para basados en cancelación de eco permiten utilizar anchos de banda RDI, redes satelitales y del tipo Frame Relay. de ~10 kHz hasta 100 kHz, y esto es instructivo para notar que la La tecnología HDSL tiene cabida en las comunicaciones de densidad espectral más alta de capacidad de los sistemas DSL redes públicas y privadas también. Cada empresa puede tener basados en 2B1Q está cerca de los 40 kHz con el primer espectro requerimientos diferentes, orientados al uso de líneas privadas de nulo a los 80 kHz. fácil acceso y obtención para que con productos de tecnología Los estándares internacionales sobre ISDN-BA especifican HDSL se puedan obtener soluciones de bajo costo y alta los aspectos físicos de transmisión en el ISDN „U‟. En Europa es efectividad. usual para el NT formar parte del Telco y proveer de un bus S/T, MDSL: Más allá de los 144 kbps de ancho de banda de IDSL, el cual forma el estándar digital User Network Interface (UNI). hay nuevas tecnologías que ofrecen rangos entre 128 Kbps y  VDSL: También llamado BDSL o VADSL, la tecnología VDSL 2.048 Mbps. es la más rápida de todas las tecnologías xDSL, con velocidades Para una aplicación simétrica, Multirate SDSL (M/SDSL) ha en sentido red-usuario dentro del rango 13-52Mbps y en sentido surgido como una tecnología valorada en los servicios TDM usuario-red 15-23Mbps, sobre un único par de cobre. (Multiplexación por División de Tiempo) sobre una base ubícua. VDSL se considera como una buena alternativa a la fibra en el Construida sobre un par simple de la tecnología SDSL, M/SDSL hogar. Sin embargo, la distancia máxima para esta tecnología soporta cambios operacionales en la tasa del transceiver y asimétrica es, tan sólo 1.5 Km. VDSL, además de soportar las distancias con respecto el mismo. La versión mismas aplicaciones que ADSL, tiene un mayor ancho de banda CAP soporta ocho tasas distintas de 64 Kbps/128 Kbps y da que ésta, lo que facilita a los proveedores de servicio de red servicios a una distancia de 8.9 Km sobre cables de 24 AWG (0.5 ofrecer televisión de alta definición (HDTV), video bajo demanda mm) y 4.5 Km, para una tasa completa de 2 Mbps. y video digital conmutado, así como servicios en redes LAN. HDSL2 o SHDSL: HDSL2 fue propuesto como la segunda generación de HDSL por ANSI y ETSI: tiene las mismas A. Envío y Recepción de Datos. características que HDSL, pero sobre un cable simple. HDSL2 Los canales de transmisión se aprecian en la Fig.2, a continuación espera aplicarse en Norte América solamente, ya que algunos se describe cada uno. vendedores han optado por construir una especificación universal  Canal Downstream (de bajada) de G.shdsl. Este canal discurre desde la central telefónica hasta el SDSL: Es muy similar a la tecnología HDSL, ya que soporta usuario, con el que se pueden alcanzar velocidades entre 1,5 Mb y 6,3 transmisiones simétricas, pero con dos particularidades: utiliza un Mb por segundo. Este canal se puede presentar al usuario como uno solo par de cobre y tiene un alcance máximo de 3.048 metros. solo o como múltiples subcanales siempre dependiendo de la función Dentro de esta distancia será posible mantener una velocidad a realizar. similar a HDSL. Las transmisiones de recepción residen en la banda de espectro más Esta tecnología provee el mismo ancho de banda en ambas alta (centenares de Khz). direcciones, tanto para subir y bajar datos; es decir que  Canal Upstream (de subida) independientemente de que estés cargando o descargando Desde el usuario hasta la central telefónica, con velocidades que información de la Web, se tiene el mismo rendimiento de varían entre 16 Kbps y 640 kbps. Las transmisiones de envío residen excelente calidad. SDSL brinda velocidades de transmisión entre en la banda de espectro más baja (decenas de Khz). un rango de T1/E1, de hasta 1,5 Mbps, y a una distancia máxima de 3.700 m a 5.500 desde la oficina central, a través de un único par de cables. Este tipo de conexión es ideal para las empresas pequeñas y medianas que necesitan un medio eficaz para subir y bajar archivos a la Web. IDSL o ISDN-BA: Esta tecnología es simétrica, similar a la SDSL, pero opera a velocidades más bajas y a distancias más cortas. ISDN se basa el desarrollo DSL de Ascend Communications. IDSL se implementa sobre una línea de ISDN y actualmente se emplea como conexión a Internet para la transferencia de datos. El servicio de IDSL permite velocidades Fig.2 canales de transmisión. de 128Kbps o 144Kbps. La línea de código de nivel 4 PAM (banda base) conocida  Canal de línea telefónica como 2B1Q era iniciada por los Laboratorios BT. ETSI también Puede ser usado para el servicio tradicional telefónico (RTB) o adaptó esto para Europa y también desarrolló la línea de código bien para RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). Este canal es 4B3T (aka MMS43) como un opción alternativa, primero para separado de los dos anteriores mediante el uso de filtros externos usarla en Alemania. ("splitter"), y es alimentado por la central telefónica, para mantenerlo
  4. 4. operativo aún en el caso de una caída de tensión en la oficina o casa Debido a que los cables de pares que forman los bucles dedel abonado. abonado se agrupan en mazos para llevarlos a la central deLas transmisiones de envío y recepción de voz, se realizan en la banda conmutación, se producen diafonías entre ellos. Este efecto se lebase (desde los 0Khz hasta los 4 KHz). denomina “crosstalk”, y puede ser de dos tipos: o NEXT (Near-End XTalk): es lo que conocemos como B. Ventajas y desventajas paradiafonía. Los beneficios del xDSL pueden resumirse en: o FEXT (Far-End XTalk): es lo que llamamos telediafonía.  Conexión Ininterrumpida y veloz: Los usuarios podrán bajar De estos dos, suele predominar el NEXT. Lo que es seguro es gráficos, video clips, y otros archivos, sin perder mucho que el ruido de fondo resulta despreciable ante el crosstalk, y tanto el tiempo esperando para que se complete la descarga. NEXT como el FEXT dependen de la frecuencia.  Flexibilidad: Antes del desarrollo de la tecnología DSL, aquellos quienes querían utilizar Internet sin ocupar su línea debían adherir otra más; lo que en realidad tenía un costo C. Esquemas De Transmisión Y Recepción bastante elevado. Utilizando la tecnología DSL, los usuarios Los pasos que han de seguirse en la transmisión son: podrán utilizar la misma línea para recibir y hacer llamadas o Se forman bloques de L bits de la secuencia a transmitir. telefónicas mientras estén on-line. o Esos L bits se dividen en sub-bloques de b , b , ...., b bits. Se  Totalmente digital: DSL convierte las líneas telefónicas 1 2 N tienen así N secuencias de bits; cada una de ellas va a analógicas en digitales adhiriendo un dispositivo de corresponder a un subcanal. interconexión de línea en la oficina central, y un módem del o Cada una de las N secuencias se modula de forma tipo DSL en la casa del abonado. Para esto, los clientes independiente. La modulación escogida es la QAM, pues es deberán suscribirse al servicio DSL desde sus proveedores de la que permite mejor compromiso potencia empleada- servicio telefónico. probabilidad de error. La frecuencia de la portadora de cada modulación se corresponde con la frecuencia central del Como desventaja podemos decir que para utilizar DSL, se debe subcanal correspondiente.estar a menos de 5.500 mts (aproximadamente) de la oficina central de o Finalmente, se unen todas las señales moduladas en una solala empresa telefónica, ya que a una distancia mayor no se puede como se aprecia en la Fig.3.disfrutar de la gran velocidad que provee el ser vicio.Después de los 2.400 mts la velocidad comienza a disminuir, pero aunasí este tipo de tecnologías es más veloz que una conexión medianteun módem y una línea telefónica. IV. MODULACIÓN A. Módem Un módem es un equipo que sirve para modular y demodular (enamplitud, frecuencia, fase u otro sistema) una señal llamada portadoramediante otra señal de entrada llamada moduladora. Se han usadomodems desde los años 60 o antes del siglo XX, principalmentedebido a que la transmisión directa de las señales electrónicas Fig.3. Esquema de la transmisión de datos.inteligibles a largas distancias, no es eficiente. Por ejemplo, para En recepción, obviamente, se sigue el proceso contrario:transmitir señales de audio por el aire, se requerirían antenas de gran o Como las modulaciones son independientes, se puede tenertamaño (del orden de cientos de metros) para su correcta recepción. un receptor coherente para cada modulación QAM, extrayendo cada una de las N secuencias de bits. B. Cómo funciona el módem o Uniendo dichas secuencias se recupera la secuencia total. El modulador emite una señal denominada portadora. Que,generalmente, se trata de una simple señal eléctrica sinusoidal demucha mayor frecuencia que la señal moduladora. La señal moduladora constituye la información que se preparapara una transmisión (un módem prepara la información para sertransmitida, pero no realiza la transmisión). La moduladora modificaalguna característica de la portadora (que es la acción de modular), demanera que se obtiene una señal, que incluye la información de lamoduladora. Así el demodulador puede recuperar la señal moduladoraoriginal, quitando la portadora. Fig.4. Esquema de la recepción de datos.
  5. 5. banda disponible en 256 subcanales, que son comprobados para determinar su capacidad portadora. V. TIPOS DE MODULACIÓN Esto permite maximizar la tasa de bits transmitidos, ya que ajusta 1) 2B1Q (dos-binario, uno cuaternario) la distribución de la información a las características del canal, esteEn el código 2B1Q se codifican 2 bits mediante un pulso, mostrado método deja de utilizar los rangos de frecuencias ruidosas.en la Fig.5, que puede asumir 4 valores discretos: -3V, -1V, 1V, 3V. A. Proceso de Modulación.  La modulación DMT emplea la transformada discreta de Fourier para crear y demodular cada una de las 256 portadoras individuales, dividiendo el ancho de banda disponible en unidades más pequeñas.  La línea se comprueba para determinar qué banda de Fig.5. Codificación de los pulsos. frecuencias es posible y cuántos bits pueden ser 2) CAP (Carrier-less Amplitude Modulation) transmitidos por unidad de ancho de banda. Esta modulación está basada en QAM (los fundamentos  Los bits se codifican en el transmisor mediante lamatemáticos son prácticamente idénticos). El receptor de QAM transformada rápida de Fourier inversa y despuésnecesita una señal de entrada que tenga la misma relación entre pasan a un conversor analógico/digital.espectro y fase que la señal transmitida, pero las líneas telefónicas  Al recibirse la señal, ésta se procesa mediante unainstaladas no garantizan esta calidad. transformada rápida de Fourier para decodificar la CAP es una implementación de QAM para xDSL, de bajo coste trama de bits recibida.debido a su simplicidad y con una velocidad de 1.544 Mbps. CAP divide la señal modulada en segmentos que después VI. CONCLUSIONESalmacena en memoria. La diferencia fundamental radica en que la  DSL, es una tecnología de acceso a la red pública queseñal portadora se suprime, puesto que no aporta ninguna permite transmitir formas diferentes de datos tales como vozinformación. Esto repercute en que el aparato receptor necesita más y video, transportándolos por pares trenzados de cobre entredispositivos electrónicos para recomponerla, pero el precio de los los proveedores de servicios de red o compañías telefónicas.chips es muchísimo más barato hoy en día que cuando se diseñó QAM  La "x" en xDSL define diversas categorías de tecnologías depor lo que tampoco supone un gran desembolso y se gana mucha línea de abonado digital ó de acceso al bucle local, como porvelocidad. ejemplo, IDSL, HDSL, SDLS, ADSL, ADSL-Lite, R-ADSL, QAM establecía "constelaciones" basándose en dos valores de la VDSLseñal recibida (amplitud y diferencia de fase), como se muestra en la  Una de las grandes limitantes de xDSL es que por el uso delFi.6. cableado telefónico, este impone limitaciones de distancia para las transmisiones de datos sobre esas frecuencias. REFERENCIAS [1] Línea de abonado Digital. Autor: Wikipedia. Fecha de actualización: 4 ene 2011.[online]. Available: http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_abonado_digital [2] Tecnologías XDSL. [online]. Available: http://www.wikilearning.com/curso_gratis/w/6726 [3] Industrial Data. Autor: Félix Huari E. Facultad de Ingeniería Industrial- UNMSM. Lima Perú. [online]. Available: http://sisbib.unmsm.edu.pe/Bibvirtual/publicaciones/indata/v04_n1/tecnologia. htm [4] Desarrollos xDSL y su explotación comercial para servicios Triple Play. Fig.6. Cambio de amplitud y fase simultáneamente. Autores: Héctor López Paredes; Ismail Rebah Bouaiachi.[online] . Available:http://arantxa.ii.uam.es/~ferreiro/sistel2008/practicas/Entregas_prosp Podemos utilizar todo el ancho de banda del bucle local (excepto eccion/J_6_prospeccion.pdflos 4 Khz para la voz, claro) para enviar todos los bits y olvidarnos de [5] Tema 6: La Tecnología xDSL. [online] . Available: http://www.spaintechnologies.com/portalv2/components/com_agora/img/memsubportadoras y subcanales. De este modo, obtenemos la misma forma bers/1/XDSL.pdfdel espectro que con QAM, siendo CAP más eficiente que QAM en [6] xDSL Protocolos y Estándares.[online] . Available:implementaciones digitales. http://www.mailxmail.com/curso-redes-protocolos-estandares-2/tablas- velocidades-tecnologias-xdsl-codigos-lineas-cap-mdt [7] Xdsl Y Cable Modem. Autor: Borja López Felipe; Juan Vicente Ramírez 3) DMT (Discrete Multi-Tone modulation) Roda. .[online] Es un tipo de modulación multiportadora, que elimina el http://www.mhe.es/cf/ciclos_informatica/844819974X/archivos/unidad2_recurproblema de las altas frecuencias que aumentan considerablemente las so6.pdfpérdidas debido al ruido en las líneas de cobre, dividiendo el ancho de

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