Telecomunicaciones en la Empresa

Trabajo 2

Tecnologías de Telecomunicaciones

Elaborado por: Luz Matheus

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Orígenes y Evolución de ADSL

La red telefónica básica se creó para permitir las comunicaciones de voz a distancia. En un primer momento (1.876 - 1.890), los enlaces entre los usuarios eran punto a punto, por medio de un par de cobre (en un principio un único hilo, de hierro al principio y después de cobre, con el retorno por tierra) entre cada pareja de usuarios. Esto dio lugar a una topología de red telefonica completamente mallada, tal y como se muestra en la Figura 1: Conexión mediante una red completamente mallada.

Figura 1: Conexión mediante una red completamente mallada

 

Si se hacen las cuentas, esta solución se ve que es claramente inviable. Si se quiere dar servicio a una población de N usuarios, con este modelo completamente mallado, harían falta Nx(N - 1)/2 enlaces. Por esa razón se evolucionó hacia el modelo en el que cada usuario, por medio de un par de cobre se conecta a un punto de interconexión (central local) que le permite la comunicación con el resto.

Figura 2: Conexión mediante una red en estrella


De este modo la red telefónica se puede dividir en dos partes. La estructura de la red telefónica mostrada en la Figura 2: Conexión mediante una red en estrella es la que básicamente hoy se sigue manteniendo. Lo único es que la interconexión entre las centrales se ha estructurado jerárquicamente en varios niveles dando lugar a una red de interconexión. De este modo, la red telefónica básica se puede dividir en dos partes: la red de acceso y la red de interconexión (Figura 3: Estructura de la red telefónica).

Figura 3: Estructura de la red telefónica


El bucle de abonado es el par de cobre que conecta el terminal telefónico del usuario con la central local de la que depende. El bucle de abonado proporciona el medio físico por medio del cuál el usuario accede a la red telefónica y por tanto recibe el servicio telefónico. La red de interconexión es la que hace posible la comunicación entre usuarios ubicados en diferentes áreas de acceso (CSAs).

Como ya se ha indicado anteriormente, la red telefonica básica se ha diseñado para permitir las comunicaciones de voz entre los usuarios. Las comunicaciones de voz se caracterizan porque necesitan un ancho de banda muy pequeño, limitado a la banda de los 300 a los 3.400 Hz (un CD de un equipo de música reproduce sonido en la banda de los 0 a los 22.000 Hz). Es decir, la red telefónica es una red de comuniocaciones de banda estrecha.

En los últimos años, la red de interconexión ha ido mejorando progresivamente, tanto en los medios físicos empleados, como en los sistemas de transmisión y equipos de conmutación que la integran.

Los medios de transmisión han evolucionado desde el par de cobre, pasando por los cables de cuadretes y los cables coaxiales, hasta llegar a la fibra óptica, un medio de transmisión con capacidad para transmitir enormes caudales de información. Los sistemas de transmisión han pasado de sistemas analógicos de válvulas hasta llegar a sistemas de transmisión digitales. Por último, la capacidad de los equipos de conmutación empleados ha ido multiplicándose hasta llegar a centrales de conmutación digitales con capacidad para conmutar decenas de miles de conexiones a 64 Kbps.

Por ejemplo, los modernos anillos ópticos que se están desplegando permiten velocidades de transmisión de datos de 2,48832 Gbps, o lo que es lo mismo, de unas 38.000 comunicaciones telefónicas simultáneas, o de unos 1.500 canales de vídeo en formato MPEG2 (calidad equivalente a un vídeo en formato VHS) aproximadamente. Y ya se dispone de sistemas de conmutación capaces de trabajar con estos caudales. Con todos estos datos, parece que la red de interconexión está capacitada para ofrecer otros servicios además de la voz: servicios multimedia de banda ancha.

Como ya se ha visto anteriormente, la red de acceso está formada por los bucles de abonado que unen los domicilios de los usuarios con su correspondiente central (central local). Hasta hace bien poco se ha considerado que sobre este bucle sólo se podían transmitir caudales de hasta 64 Kbps en la banda de frecuencias que va desde los 0 Hz hasta los 4 KHz. Es decir, que el bucle sólo servía para las comunicaciones de voz y la transmisión de datos en banda vocal mediante módem (desde los V.32 a 9,6 Kbps hasta los V.90 a 56 Kbps), y nada más. Por tanto, la red de acceso era el obstáculo que impedía a la red telefónica en su conjunto la evolución hacia servicios de banda ancha, como son los servicios multimedia: videoconferencia, distribución de vídeo, vídeo bajo demanda, transmisión de datos a gran velocidad, etc...

De acuerdo con esta creencia generalizada, para ofrecer los servicios de banda ancha antes citados, se hacía necesario el despliegue de nuevas redes de comunicaciones basadas en el cable coaxial y en la fibra óptica. Y precisamente este era uno de los principales motivos por los que las comunicaciones de banda ancha no han progresado todo lo rápido que se esperaba: desplegar nuevas redes, partiendo de cero, es muy caro tanto por el equipamiento como por las inversiones en obra.

Y todo esto porque el par de cobre no tiene la suficiente capacidad. Pero esto no es así. Un par de cobre en un aceptable estado de conservación tiene una respuesta en frecuencias permite la transmisión de señales en una banda que puede superar el MHz (es decir, unas 250 veces más de lo que hasta ahora se ha estado empleando). Para aprovechar este potencial sólo hacían falta unos equipos capaces de sacar partido a este potencial.

A finales de los 80, los avances en microelectrónica hicieron posible el desarrollo de nuevos DSPs capaces de aplicar nuevos algoritmos de procesado digital de señal. Así aparecieron los módems ADSL ("Asymmetric Digital Subscriber Line).

La primera generación de módemes ADSL era capaz de transmitir sobre el bucle de abonado un caudal de 1.536 Kbps en sentido Red -> Usuario (sentido "downstream" o descendente) y de 64 Kbps en sentido Usuario -> Red (sentido "upstream" o ascendente). Y todo ello sin interferir para nada en la banda de frecuencias vocal (de 0 a 4KHz), la que se usa para las comunicaciones de voz. De este modo sobre el bucle de abonado podrían coexistir dos servicios: el servicio tradicional de voz y nuevos servicios de transmisión de datos a gran velocidad.

La asimetría de caudales del ADSL era y es idónea para el servicio al que inicialmente estaba destinado: la distribución de vídeo sobre el bucle de abonado. Pero el desarrollo de Internet, cuyo tráfico es también fuertemente asimétrico, siendo mucho mayor el caudal de información transmitido desde la red hacia el usuario que en sentido contrario, ha dado nuevos bríos al ADSL. Y todo ello con una ventaja adicional: se trata de una solucion "always on-line", es decir, se dispone de esta capacidad de transmisión de forma permanente, al revés de lo que ocurre con los módemes en banda vocal (los V.90, por ejemplo), en los que es necesaria una llamada telefónica para establecer la conexión.

Los nuevos estándares sobre ADSL han llevado al desarrollo de una nueva generación de módems capaces de transmitir hasta 8,192 Mbps en sentido descendente y hasta 0,928 Mbps en sentido ascendente.

Con estas cifras, está claro que el despliegue de esta tecnología supone una auténtica revolución en la red de acceso de las operadoras del servicio telefónico. Pasan de ser redes de banda estrecha capaces de ofrecer únicamente telefonía y transmisión de datos vía módem, a ser redes de banda ancha multiservicio. De este modo los usuarios podrán disponer de un abanico de servicios inimaginables hasta hace poco. Y todo ello sin afectar a un servicio básico como es la telefonía.

La red de acceso deja de ser un obstáculo para el desarrollo de nuevos servicios y ofrece posibilidades insospechadas a aquellas empresas que sean capaces de ofrecer contenidos de todo tipo atractivos para el usuario. La introducción del ADSL implica una revolución en la red de acceso, y también supone un gran reto para el sector de las comunicaciones por el abanico de servicios que se pueden poner al alcance del público.

Definición y Caracteristicas



ADSL viene de Ashymetric Digital Suscriber Line. Y ¿por qué asimétrica? Debido a que tiene dos velocidades diferenciadas: una en sentido descendente (“downstream”) y otra en sentido ascendente (“upsteam”).

El ADSL brinda un mayor ancho de banda en sentido red - usuario, que usuario - red. Así, se pueden alcanzar velocidades de hasta 8 Mbps (1000 Kbytes/s) para la conexión entrante al equipo, lo que supone multiplicar por algo más de 256 la velocidad de los módems actuales. Para la conexión saliente se puede alcanzar algo cercano a 1 Mbps. Esta velocidad depende de la distancia del bucle de abonado, que no es más que la lejanía entre el terminal RJ-11 conectado al módem ADSL y la central a la que está asignado el número telefónico correspondiente. A mayor distancia, menos velocidad.

Debido a que en ADSL el ancho de banda total del cable se divide en subcanales de 4 KHz cada uno agrupados en tres clases: Voz, datos salientes (uplink, upstream), datos entrantes (downlink, downstream), es posible utilizar dichas “clases” independientemente, por esta razón se puede hablar por teléfono mientras se descarga un archivo o se realiza cualquier otra operación que requiera la transferencia de datos.

Con ADSL se dispone de una conexión permanente a Internet, por esta razón no es necesario que el usuario establezca explícitamente una conexión como sucede en el caso de los dial-up, simplemente cuando se desee usar una aplicación de red, basta con invocarla ya que siempre se tiene acceso a la red, lo que se suele llamar always on.

A diferencia de otras tecnologías como conexión por cable, ADSL ofrece una conexión dedicada, lo que implica que el ancho de banda se comparte sólo a nivel de la central telefónica y no en el cable.


La tecnología ADSL permite a los operadores que la ofrecen, aplicar tarifas planas para este servicio debido a la naturaleza de la comunicación que se establece. En la red telefónica normal, una conexión mantiene ocupados una serie de recursos desde el inicio hasta la finalización de la misma. Y nadie más puede usar esos recursos durante ese intervalo. A esto se le denomina red de acceso dedicado. Sin embargo, con ADSL una conexión ocupa algunos recursos de la red durante cortos espacios de tiempo. Y otras conexiones pueden usar esos recursos en otros cortos espacios de tiempo. Es lo que se denomina red de acceso conmutado. Ésta última hace un mejor uso de los recursos de la red, y por lo tanto los operadores ofrecen tarifas planas para los servicios prestados a través de este tipo de redes con mayor frecuencia que con los prestados en las redes de acceso dedicado.

Clasificación y Caractristicas de los Canales ADSL.

Un circuito de datos ADSL se crea conectando un módem ADSL a cada extremo de una línea telefónica de par trenzado, de esta forma se crean tres canales de información:

(a) Un canal entrante de alta velocidad.

(b) Un canal dúplex de media velocidad que depende de la implementación de la arquitectura ADSL.

(c) Un canal RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) ó un canal POTS (Plain Old Telephone Service).

El canal RDSI/POTS se separa en los módem digitales mediante filtros, de este modo se garantiza RDSI/POTS de forma ininterrumpida incluso aunque falle ADSL. El canal de alta velocidad puede operar hasta 9 Mbps (Telefónica España sólo lo proporciona de momento a 6 Mbps). El canal dúplex puede trabajar a velocidades de hasta 1,5 Mbps. Cada canal puede
submultiplexarse para formar varios canales de menor velocidad dependiendo del sistema.

Los módem ADSL proporcionan velocidades de datos consistentes con las PDHs (Plesiochronous Digital Hierarchies) ó Jerarquías Digitales Plesiocronas Europeas (Ei) y Norteamericanas (Ti) y pueden ser adquiridos con diferentes rangos de velocidades y capacidades. La configuración mínima proporciona 1,5 Mbps (T1) ó 2 Mbps (E1) de canal de entrada y 16 Kbps de canal dúplex; otros proporcionan velocidades de 6,1 Mbps y 64 Kbps dúplex. Actualmente existen productos con velocidades de entrada de hasta 9 Mbps y dúplex de hasta 1,5 Mbps.

Factores que Limitan la Velocidad de los Enlaces ADSL.

Los módem ADSL se acomodarán al transporte ATM con velocidades variables y compensación para protocolos ATM e IP. Las velocidades de datos de entrada dependen de diversos factores como por ejemplo:

(1) Longitud de la línea de Cobre.

(2) El calibre/diámetro del hilo (especificación AWG/mms).

(3) La presencia de derivaciones puenteadas.

(4) La interferencia de acoplamientos cruzados.

La atenuación de la línea aumenta con la frecuencia y la longitud de la línea y disminuye cuando se incrementa el diámetro del hilo. Ignorando las derivaciones puenteadas, ADSL verifica:

(a) Velocidades de datos de 1,5 ó 2 Mbps; calibre del hilo 24 AWG (American Wire Gauge, especificación de diámetro de hilos; a menor número de AWG le corresponde un mayor diámetro del hilo) (es decir, 0,5 mm), distancia 5,5 Km

(b) velocidades de datos de 1,5 ó 2Mbps; calibre del hilo 26 AWG (es decir, 0,4 mm), distancia 4,6 Km.

(c) Velocidad de datos de 6,1 Mbps; calibre del hilo 24 AWG (es decir, 0,5 mm), distancia 3,7 Km.

(d) Velocidad de datos de 6,1 Mbps; calibre del hilo 26 AWG (es decir, 0,4 mm),
distancia 2,7 Km., etc.

Las medidas varían de una Empresa de Telecomunicaciones a otra. Los clientes pueden estar separados a mayores distancias si se utilizan Sistemas de Portadora de Lazo Digital basados en filtros. Cuando estos sistemas DLC (Digital Loop Carrier) estén disponibles comercialmente, las Compañías de Teléfonos podrán ofrecer acceso ubicuo virtual en un tiempo relativamente corto. Muchas aplicaciones previstas para ADSL suponen vídeo digital comprimido. Como señal en tiempo real, el vídeo digital no puede utilizar los procedimientos de control de errores de nivel de red ó de enlace comúnmente encontrados en los Sistemas de Comunicaciones de Datos. Los módem ADSL por tanto incorporan mecanismos FEC (Forward Error Correction) de corrección de errores sin retransmisión (codificación Reed Soloman) que reducen de forma importante los errores causados por el ruido impulsivo. La corrección de errores símbolo a símbolo también reduce los errores causados por el ruido continuo acoplado en una línea.

Ventajas del acceso ADSL:

ATM sobre ADSL

Las redes de comunicaciones de banda ancha emplean el ATM ("Asynchronous Transfer Mode") para la conmutación en banda ancha. Desde un primer momento, dado que el ADSL se concibió como una solución de acceso de banda ancha, se pensó en el envío de la información en forma de células ATM sobre los enlaces ADSL. En los estándares sobre el ADSL, desde el primer momento se ha contemplado la posibilidad de transmitir la información sobre el enlace ADSL mediante células ATM. La información, ya sean tramas de vídeo MPEG2 o paquetes IP, se distribuye en células ATM, y el conjunto de células ATM así obtenido constituye el flujo de datos que modulan las subportadoras del ADSL DMT.
Si en un enlace ADSL se usa ATM como protocolo de enlace, se pueden definir varios circuitos virtuales permanentes (CVPs) ATM sobre el enlace ADSL entre el ATU-R y el ATU-C. De este modo, sobre un enlace físico se pueden definir multiples conexiones lógicas cada una de ellas dedicadas a un servicio diferente. Por ello, ATM sobre un enlace ADSL aumenta la potencialidad de este tipo de acceso al añadir flexibilidad para múltiples servicios a un gran ancho de banda. Otra ventaja añadida al uso de ATM sobre ADSL es el hecho de que en el ATM se contemplan diferentes capacidades de transferencia (CBR, VBR-rt, VBR-nrt, UBR y ABR), con distintos parámetros de calidad de servicio (caudal de pico, caudal medio, tamaño de ráfagas de células a velocidad de pico y retardo entre células consecutivas) para cada circuito. De este modo, además de definir múltiples circuitos sobre un enlace ADSL, se puede dar un tratamiento diferenciado a cada una de estas conexiones, lo que a su vez permite dedicar el circuito con los parámetros de calidad más adecuados a un determinado servicio (voz, vídeo o datos).

Última actualización: 14/05/2004

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