Tecnologías xDSL

Módem ADSL (ATU-R)

El módem ADSL puede ser:

• Externo: Conectado al ordenador por:
  1. Ethernet 10Base-T. Normalmente actúa como router ADSL/Ethernet.
  2. Puerto USB.
• Interno: Conectado al bus PCI del PC.

Relación Caudal/Grosor/Alcance en ADSL

(2Mb, 0.5mm, 5.5KM) (2Mb, 0.4mm, 4.6KM) (6.1Mb, 0.5mm, 3.7KM) (6.1Mb, 0.4mm, 2.7KM). La capacidad depende también del cable; si el bucle del abonado tiene muchos empalmes, la capacidad se reduce.

Problemas de ADSL

Algunos usuarios (10%) se encuentran a más de 5.5 KM de alguna central telefónica. A veces (5%), a distancias menores, no es posible la conexión por problemas del bucle (empalmes). No es posible asegurar a priori la disponibilidad del servicio ni el caudal máximo disponible. Hay que hacer pruebas para cada caso. ADSL sufre interferencias por emisiones de radio AM (onda media y onda larga).

Problemas de la transmisión de señales en cables metálicos

• Desfase: Variación de la velocidad de propagación de la señal en función de la frecuencia.
• Interferencia electromagnética (ruido): Externa (motores, emisiones de radio y TV). Solo ocurre en cable no apantallado.
• Diafonía o Crosstalk (cruce de líneas): La diafonía puede ser: del extremo cercano (NEXT), señal inducida en el lado del emisor; o del extremo lejano (FEXT), señal inducida en el lado receptor. La diafonía aumenta con la frecuencia.

Uso de Módem en red de pares de cobre

Un módem es un dispositivo que sirve para enviar una señal digital a través de la línea telefónica mediante señales moduladas dentro de la banda de telefonía, que va desde los 300 a 3400 Hz. Los estándares que lo regulaban estaban establecidos por la ITU-T a través de recomendaciones «V».

RDSI o ISDN

Es una red que facilita conexiones digitales de extremo a extremo para proporcionar una amplia gama de servicios, tanto de voz como de otros tipos.

xDSL (x Digital Subscriber Line)

Es un término utilizado para referirse de forma global a todas las tecnologías que proveen una conexión digital sobre la línea del abonado de la red telefónica básica o conmutada (ADSL, SDSL, etc.). Tienen en común que utilizan el par de hilos de cobre convencionales de las líneas telefónicas para la transmisión de datos a gran velocidad. La diferencia entre ADSL y otras DSL es que la velocidad de bajada y la de subida no son simétricas, permitiendo una velocidad de bajada mayor que la de subida.

DSLAM para ADSL

Troncal: ATM, SONET, ETHERNET de 10 o 100 Mbps, o interfaces de alta velocidad HSSI, comunes en Frame Relay o para T1 o T3.

Técnicas de modulación ADSL

Se han desarrollado dos técnicas de modulación:

• CAP: Sistema más antiguo, sencillo y de costo inferior. Menor rendimiento. Poco utilizada actualmente.
• DMT: Sistema más reciente, sofisticado y más caro. Mayor rendimiento. Es el más extendido. Estandarizado por el ANSI y la ITU-T.

Tipos de modulación en xDSL

Otras técnicas de DSL, como HDSL y SDSL, utilizan códigos de línea 2B1Q para la transmisión de señales. En términos simplificados, las tecnologías xDSL utilizan algoritmos de codificación de línea avanzados para dividir de manera eficiente el espectro entre voz y datos.

Modulación CAP

Esta modulación está basada en QAM. El receptor de QAM necesita una señal de entrada que tenga la misma relación entre espectro y fase que la señal transmitida, pero las líneas telefónicas instaladas no garantizan esta calidad. CAP es una implementación de QAM para xDSL, de bajo coste debido a su simplicidad y con una velocidad de 1.544 Mbps (T1).

CAP divide la señal modulada en segmentos que después almacena en memoria. La señal portadora se suprime, puesto que no aporta ninguna información. La onda transmitida es la generada al pasar cada uno de estos segmentos por dos filtros transversales de igual amplitud, pero con una diferencia de fase de π/2. En recepción, se reensamblan los segmentos y la portadora, volviendo a obtener la señal modulada.

Modulación DMT

Es una técnica de modulación para la transmisión de datos a gran velocidad sobre el par de cobre. La primera diferencia entre esta técnica de modulación y las usadas por los módems en banda vocal (V.32 a V.90) es que estos últimos solo transmiten en la banda de frecuencia usada en telefonía (300 Hz a 3400 Hz), mientras que los módems ADSL operan en un margen de frecuencia mucho más amplio, que va desde los 24 kHz hasta los 1104 kHz, aproximadamente. En una primera etapa, coexistieron dos técnicas de modulación para el ADSL: CAP y DMT. Finalmente, los organismos (ANSI, ETSI e ITU) se han decantado por la solución DMT.

Características de DMT

Básicamente, consiste en el empleo de múltiples subportadoras moduladas en cuadratura (modulación QAM). Estas subportadoras o BINS están separadas entre sí 4.3125 kHz, y el ancho de banda que ocupa cada bin es de 4 kHz.

Características específicas DMT

1. 256 bins de 4.3125 kHz de anchura (0-1104 kHz). Los bins más bajos se reservan para la voz, los siguientes se asignan al tráfico ascendente y el resto al descendente.
2. Los datos se envían repartidos entre todos los bins.
3. Cada bin tiene una atenuación relativamente constante.
4. En cada bin se usa la técnica de modulación óptima según su relación señal/ruido.
5. La necesidad de distribuir el tráfico en los bins requiere que el módem tenga un procesador muy potente.

Reparto de Bins en DMT

(USO, BINS, Rango de FREC.) (TELÉFONO ANA, 0-5 bin, 0-25.9) (UPSTREAM, 6-38, 25.9-168.2) (DOWNSTREAM, 33-255, 142.3-1104).

Proceso de negociación de un módem ADSL

1. Se envía una señal de prueba en toda la gama de frecuencias para determinar la calidad de cada bin.
2. A partir de los resultados, se determina la relación señal/ruido para el enlace a cada una de las frecuencias que se va a utilizar.
3. En base a la relación señal/ruido, se decide la codificación a emplear en cada bin, y con ello la cantidad de bits por segundo enviada a cada uno.

Interferencias externas en ADSL

1. Se envía una señal de prueba con todas las gamas de frecuencia para determinar la calidad del bin.
2. En este caso, tenemos una derivación debida a un cable no retirado de una instalación anterior. Esto produce pérdida de calidad de la señal en una determinada frecuencia. También hay una interferencia de emisora AM.
3. Como consecuencia de estos problemas, los módems han decidido reducir la eficiencia en el bin correspondiente a la derivación e inhabilitar por completo el bin correspondiente a la emisora AM.

HDSL

Ofrece un canal simétrico de 2 Mbps. Alcance máximo: unos 4 KM. Se emplea actualmente para las líneas punto a punto de 2 Mbps, en vez de sistemas tradicionales. Ventajas sobre una línea de 2 Mbps convencional:

1. Mayor alcance sin repetidores.
2. Frecuencias menores → menor interferencia.
3. Posibilidad de poner varias líneas de 2 Mbps en un mismo mazo de cables.

Para reducir la frecuencia de la señal, divide el caudal a transmitir entre 2 o 3 pares. Es inapropiado para RBB por varias razones:

1. Utiliza dos o tres pares de hilos (reparte la señal).
2. Incompatible con la voz (no utiliza las frecuencias bajas). Emplea el mismo rango de frecuencias para cada sentido, por lo que es más sensible a eco e interferencias que ADSL.

SDSL

Parecido a HDSL, pero usa solo un par de hilos. Alcance menor que HDSL (unos 3 KM), ya que transmite toda la información por un par. El caudal varía entre 2 Mbps y 160 Kbps, según las condiciones de la línea. Incompatible con la voz (no reserva la parte baja de frecuencias). Aún no estandarizado.

VDSL

Es el súper ADSL. Permite capacidades muy grandes en distancias muy cortas. Las distancias y caudales en sentido downstream son: (300 m → 51.84-55.2 Mbps) (1000 m → 25.92-27.6 Mbps) (1500 m → 12.96-13.8 Mbps) y en upstream: (300 m → 1.6-2.3 Mbps) (1000 m → 19.2 Mbps) (1500 m → 12.96-13.8 Mbps = que el de downstream). Utiliza un par de hilos. Compatible con voz. Aunque su capacidad es superior a ADSL, técnicamente es más simple (al reducir la distancia, es más fácil conseguir elevada capacidad). Ya existe algún servicio comercial de VDSL. No está claro que haya una demanda para este tipo de servicios.