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Este artículo describe básicamente los aspectos técnicos de la tecnología utilizada para poder proveer de servicios de banda ancha a través de par trenzado de cobre. Con el rápido crecimiento de Internet en los últimos años, la cantidad de abonados que conectan a Internet ha crecido exponencialmente. Al principio, los usuarios se sorprendían por la riqueza de contenidos y la flexibilidad del servicio, factores que no se habían ofrecido hasta entonces. Pasado el primer momento y debido al incremento de usuarios y el desarrollo de nuevas aplicaciones con mayor demanda de velocidad de transmisión, las limitaciones del sistema de comunicaciones actual (a través del canal telefónico) provocan que éste sea insuficiente para satisfacer al abonado en sus crecientes necesidades de velocidad de transmisión o ancho de banda.
Las tecnologías DSL tratan de dar solución a este problema. Son capaces de transportar desde centenares de kilobits por segundo (Kbps) a decenas de megabits por segundo (Mbps).
Los factores que impulsó el rápido desarrollo de la tecnología ADSL fue la amenaza que constituían las operadoras de cable, no hay que olvidar que ADSL se desarrolló en EEUU, donde el cable tiene un alto grado de penetración el 90% de los hogares tienen servicios de televisión analógica por cable.
ADSL se desarrolló en 1989 en los laboratorios de Telcordia Technologies Inc., en Morristown (New Jersey), entonces conocida como Bellcore. En un principio ADSL se pensó para poder ofrecer vídeo bajo demanda. En 1995 la American National Standards Institute (ANSI) aprobó la primera versión de ADSL, la T1.413. La segunda versión se aprobó en 1998. En 1994 se conformó el ADSL Forum para promover el uso de esta tecnología.
Hoy en día, los usuarios requieren cada vez más, de servicios y aplicaciones que les faciliten llevar a cabo ciertas operaciones muy habituales en su vida cotidiana, como pueden ser transacciones comerciales y bancarias, videoconferencias, acceso a Internet, intranets, acceso remoto a LAN's, etc.
Algunos de estos servicios ya eran posibles mucho tiempo antes, basados en el cable, la fibra óptica, etc.; sin embargo, su instalación requería de una nueva infraestructura para llevar estos medios físicos hasta el usuario. Esto suponía un costo demasiado elevado tanto para el usuario como para el operador, en comparación con las ventajas aportadas por el servicio.
Afortunadamente, las nuevas tecnologías han desarrollado soluciones que permiten aprovechar la red telefónica existente, sin necesidad de llevar a cabo el recableado que requerían el cable y la fibra óptica, abaratando considerablemente los costos.
La red telefónica, con más de 700 millones de líneas repartidas por todo el mundo, es ideal para ser el soporte de las comunicaciones, puesto que ya está implantada y es capaz de llegar a casi cualquier rincón del mundo. Sin embargo, la red telefónica también tiene grandes limitaciones. La más importante de ellas es su ancho de banda, que llega tan sólo a los 4 KHz, lo que no permite el transporte de aplicaciones que requieran mayor ancho de banda.
Bajo estas características nace xDSL (x Digital Subscriber Line), tecnología que soporta un gran ancho de banda con unos costos de inversión relativamente bajos y que trabaja sobre la red telefónica ya existente. Además la facilidad de instalación de los equipos xDSL reduce los costos por tiempo. Los servicios basados en xDSL se han establecido como una solución para el acceso de banda ancha a datos, tanto en los mercados comerciales como residenciales. Las principales ventajas de esta tecnología son la capacidad para acomodar al mismo tiempo voz y datos y la posibilidad de aprovechar la infraestructura ya existente de telecomunicaciones.
xDSL está formado por un conjunto de tecnologías que proveen un gran ancho de banda sobre circuitos locales de cable de cobre, sin amplificadores ni repetidores de señal a lo largo de la ruta del cableado, entre la conexión del cliente y el primer nodo de la red. Son unas tecnologías de acceso punto a punto a través de la red pública, que permiten un flujo de información tanto simétrico como asimétrico y de alta velocidad.
Las tecnologías xDSL convierten las líneas analógicas convencionales en digitales de alta velocidad, con las que es posible 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, siempre que estos reúnan un mínimo de requisitos en cuanto a la calidad del circuito y distancia.
Las ventajas para el operador del uso de esta tecnología son varias:
Por una parte se descongestionan las centrales y la red conmutada, ya que el flujo de datos se separa del telefónico en el origen y se reencamina por una red de datos.
Por otra, se puede ofrecer el servicio de manera individual sólo para aquellos clientes que lo requieran, sin necesidad de reacondicionar todas las centrales locales.
xDSL es una tecnología "Modern-Like" (muy parecida a la tecnología de los módems) en la que es requerido un dispositivo módem xDSL terminal en cada extremo del circuito de cobre. Estos dispositivos aceptan flujo de datos en formato digital y lo superponen a una señal analógica de alta velocidad.
En general, en los servicios xDSL, el envío y recepción de datos se establece a través de un módem xDSL (que dependerá de la clase de xDSL utilizado: ADSL, VDSL, etc). Estos datos pasan por un dispositivo, llamado "splitter", que permite la utilización simultánea del servicio telefónico básico y del servicio xDSL. El splitter se coloca delante de los módems del usuario y de la central; está formado por dos filtros, uno paso bajo y otro paso alto. La finalidad de estos dos filtros es la de separar las señales transmitidas por el canal en señales de alta frecuencia (datos) y señales de baja
frecuencia (Telefonía). Ver figura 1
La tecnología xDSL soporta formatos y tasas de transmisión especificados por los estándares, como lo son T1 (1.544 Mbps) y El (2.048 Mbps), y es lo suficientemente flexible como para soportar tasas y formatos adicionales, como por ejemplo, 6 Mbps asimétricos para la transmisión de alta velocidad de datos y video.
Digital suscriber line(IDSL ).- Es una tecnología xDSL desarrollada por Ascend Communications, que permite el uso de las tecnologías de tarjetas RDSl para el uso exclusivo de datos. IDSL transmite la información, de manera simétrica (en ambos sentidos), a 128 Kbps por un cable telefónico (cable de cobre de par trenzado) desde el usuario hasta el destino usando transmisión digital, pasando por la central telefónica, que trabaja con señales analógicas.
Diferencias entre IDSL y RDSl
DSL es un servicio digital, mientras que RDSl es analógico.
RDSI se costea por tiempo de uso, mientras que IDSL ofrece tarifa plana (costo único independientemente del tiempo de conexión).
DSL permite estar siempre conectado mientras el ordenador está encendido, mientras que para RDSl es necesario establecer conexión telefónica mediante marcación.
DSL es un servicio dedicado para cada usuario, al contrario que RDSI.
Se espera que para este año 2.001 se haya incrementado la velocidad de transmisión de IDSL hasta 256 Kbps.
High-data-rate Digital Suscriber Line (HDSL).- Es un tipo de tecnología xDSL simétrica, es decir, provee el mismo ancho de banda en los dos sentidos. Debido a su velocidad (1.544Mbps sobre dos pares de cobre y 2.048Mbps sobre tres pares), las compañías telefónicas emplean HDSL como una alternativa para las líneas T1/E1 (las líneas T1, usadas en América del Norte y Japón, tienen una velocidad de 1.544Mbps; las líneas E1, usadas en Europa, tienen una velocidad de 2.048Mbps), disminuyendo el costo de dichas líneas y el tiempo que requiere su instalación. HDSL puede operar hasta una distancia máxima de 3'6 km. Aunque esta distancia es menor que la de ADSL (como veremos más adelante), existen repetidores que las compañías telefónicas pueden instalar para aumentar dicho alcance, sin elevar excesivamente el costo.
La característica principal de HDSL es su capacidad para mantener o reestablecer la señal íntegra a pesar de las imperfecciones del cobre.
Las ventajas de HDSL son:
- Disminuye el costo y el tiempo necesarios para la instalación de las líneas T1 /E1.
- Permite ampliar el alcance cambiando el tipo de cable (podemos pasar de 3'6 Km. con un cable de cobre de 0'5 mm, a distancias mayores de 7 Km. con cables de mayor diámetro).
- La instalación de HDSL no requiere nuevas infraestructuras ni reacondicionar las ya existentes (HDSL se puede implantar en el 99% de las líneas de par trenzado ya instaladas).
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 (cuyas necesidades se verán mejor cubiertas por las tecnologías ADSL y SDSL).
HDSL2 fue propuesto como la segunda generación de HDSL por ANSI y ETSI: tiene las mismas características que HDSL, pero sobre un cable simple.
Symetric Digital Suscriber Line(SDSL).- Igual que HDSL, SDSL también contribuye a las transmisiones T1/E1 simétricas, pero SDSL difiere de HDSL en dos factores muy importantes:
Por un lado, emplea un único par de cobre (en lugar de dos o tres como ocurría con HDSL)
Por otro, tiene una distancia máxima de operación de 3Km. (menor que la de HDSL).
Con estas limitaciones de distancia, SDSL es muy apropiada en aplicaciones, que requieren la misma velocidad tanto en sentido
red-usuario como en sentido usuario-red, como pueden ser la videoconferencia o la compartición de recursos entre diferentes ordenadores. SDSL es un precursor de HDSL2.
Rate adaptative Digital Suscriber Line (RDSL). 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 conexión, o bien cuando la señal llega a la oficina central.
Very high-data-rate Digital Suscriber Line (VDSL).- También llamado BDSL o VADSL, la tecnología VDSL es la más rápida de todas las tecnologías xDSL, con velocidades en sentido red-usuario dentro del rango
13-52Mbps y en sentido usuario-red 15-2'3Mbps, sobre un único par de cobre.
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Cuadro 1. Distancias y velocidades entre usuario y red
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| Longitud
(m) |
Velocidad
(mbps) |
| 1500 |
12,96-13,8 |
| 1000 |
25,92-27,6 |
| 300 |
51,84-55,2 |
VDSL se considera como una buena alternativa a la fibra en el hogar. Sin embargo, la distancia máxima para esta tecnología asimétrica es, tan sólo 1.5 Km. VDSL, además de soportar las mismas aplicaciones que ADSL, tiene un mayor ancho de banda que ésta, lo que facilita a los proveedores de servicio de red ofrecer televisión de alta definición (HDTV), video bajo demanda y video digital conmutado, así como servicios en redes LAN.
Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL).- En esencia, el ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) no es más que una tecnología que permite, usando la infraestructura telefónica actual, proveer servicios de banda ancha. Algo por lo que ha apostado Telefónica y que en breve podría estar comercializándose. Pero vayamos por partes.
En su momento, las redes telefónicas convencionales fueron diseñadas únicamente para la transmisión de voz. La cosa se empezó a complicar cuando en escena entraron los datos. Entonces, voz y datos en forma de bits (imagen, sonido, video, gráficos en movimiento) comenzaron a compartir un canal que, aunque en principio soporta esta convivencia, con el desarrollo de las telecomunicaciones y, sobre todo, con su popularización, simplemente se ha saturado. La inmediata consecuencia de esto es la lentitud con que viajan estos datos.
Mayor velocidad. Pensemos en una autopista que, de repente, ve multiplicar por cuatro o cinco el número de automóviles que la utilizan. ¿Qué es lo normal que
ocurriría- Pues que los vehículos no podrían coger velocidad debido a los atascos. La solución más razonable sería ampliar los carriles. El ADSL viene a ser eso, el carril extra. Con la particularidad de que ese carril extra sólo podría ser utilizado por los turistas (usuarios) más privilegiados, concretamente, los que contaran con esa tecnología.
Utilizando el cable telefónico normal, basado en el par de cobre (dos alambres de este material rodeados de plástico), la mayor velocidad que se alcanza con el módem más rápido es de 56 Kilobits por segundo (Kbps). Incluso usando la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados), la máxima velocidad de transmisión que se logra es de 128 Kbps. Con el ADSL, esta velocidad sube hasta los 8 Megabits por segundo (Mbps) en dirección al centro del usuario (recepción)y 1 Mbps en el sentido opuesto (envío). Como se ve, el incremento en el flujo de datos es más que considerable.
El incremento de velocidad se logra por medio de dos módem especiales ubicados a ambos lados de cada línea. Estos aparatos se comunican entre sí abrazando las interferencias propias del cobre y evitándolas cambiando de frecuencia cuando se producen. Eso sí, para que esto se dé, el ADSL exige que la distancia entre ambos módems no puede superar los 18.000 pies (unos 5 kilómetros), ya que cuanto más largo es el cable de cobre, mayores interferencias se producen.
La figura 2 muestra la diferencia en el modo de transmisión de datos entre la tecnología ADSL y la línea telefónica convencional.
La red telefónica es la máquina más compleja jamás creada por el hombre y prueba de ello son muchos millones de líneas repartidas por todo el planeta, de hecho, la red de cables de telefonía, enterrados y aéreos, es la mayor mina de cobre existente. Hoy su principal objetivo es conectar teléfonos, pero también está generalizado su empleo para el envío de faxes y la interconexión de ordenadores, aunque a velocidades bajas (33.6 Kbit/s sobre RTB aunque su límite práctico puede ser los 56 Kbit/s, o 128 Kbit/s sobre la RDSl), ya que los filtros intercalados en la línea telefónica limitan el ancho de banda disponible a 3.1 KHz. En el futuro próximo, con técnicas como la denominada ADSL podrá conectar ordenadores y permitir ver la televisión a velocidades de hasta 9 Mbit/s, 300 o 70 veces más que lo que se consigue ahora con la RTB o RDSI, respectivamente.
Con ADSL se eliminará el cuello de botella que se tiene para el acceso a Internet, la interconexión de LANs corporativas, la difusión de TV digital, el vídeo a la carta o bajo demanda, y multitud de otras aplicaciones multimedia que se están
desarrollando. Figura
3
La tecnología VDSL, también llamada al principio VADSL permite velocidades más altas que ninguna otra técnica pero sobre distancias muy cortas, estando todavía en fase de definición.
Alcanza una velocidad descendente de 52 Mbit/s sobre distancias de 300 metros, y de sólo 13 Mbit/s si se alarga hasta los 1.500 metros, siendo en ascendente de 1,5 y 2,3 Mbit/s respectivamente.
En cierta medida VDSL es más simple que ADSL ya que las limitaciones impuestas a la transmisión se reducen mucho dadas las pequeñas distancias sobre la que se ha de transportar la señal; además, admite terminaciones pasivas de red y permite conectar más de un módem a la misma línea en casa del usuario.
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* Ingeniero Industrial. Departamento de Ingeniería de Sistemas é Informática. Facultad de Ingeniería Industrial
- UNMSM
E-mail: fhuari@Latinmail.com
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