Tipos de Modulación en Telecomunicaciones

Las señales pueden ser moduladas utilizando diferentes técnicas. Las más comunes son:

• ASK (Amplitude Shift Keying): Modulación por desplazamiento de amplitud.
• FSK (Frequency Shift Keying): Modulación por desplazamiento de frecuencia.
• PSK (Phase Shift Keying): Modulación por desplazamiento de fase.

Tecnología xDSL: Características y Funcionamiento

xDSL engloba un conjunto de tecnologías que permiten la transmisión de datos multimedia a alta velocidad sobre líneas telefónicas convencionales de cobre. Supera las limitaciones de velocidad de los módems tradicionales.

Funcionamiento de xDSL

El factor común de todas las tecnologías xDSL es su operación sobre líneas de cobre simples. Aunque cada variante tiene características específicas, todas emplean técnicas de modulación para lograr altas velocidades de transmisión.

Limitaciones y Consideraciones:

• Distancia máxima: Aproximadamente 6 km.
• Límite de la telefonía tradicional: 4 kHz.
• Distancia máxima recomendada entre el cliente y la central telefónica: 18,000 pies (aproximadamente 5.5 km).

El rendimiento de xDSL depende de varios factores:

• Velocidad deseada.
• Calidad de las líneas telefónicas.
• Distancia entre el usuario y la central.
• Calibre del cable.
• Esquema de modulación utilizado.

Técnicas de Modulación xDSL

Las tres técnicas de modulación más utilizadas en xDSL son:

• 2B1Q (2 Bits, 1 Quaternary)
• CAP (Carrier-less Amplitude Phase Modulation)
• DMT (Discrete Multitone Modulation)

La tecnología xDSL es compatible con formatos y velocidades de transmisión estandarizados, como T1 (1.544 Mbps) y E1 (2.048 Mbps), ofreciendo flexibilidad en su implementación.

Canales de Transmisión xDSL

xDSL utiliza tres canales principales:

• Canal Descendente (Downstream): Desde la central telefónica hacia el usuario. Alcanza velocidades entre 1.544 Mbps y 6.3 Mbps. Puede presentarse como un único canal o múltiples subcanales, según la aplicación. Las transmisiones de recepción se ubican en la banda de espectro más alta.

• Canal Ascendente (Upstream): Desde el usuario hacia la central telefónica. Ofrece velocidades entre 16 Kbps y 640 Kbps. Las transmisiones de envío se ubican en la banda de espectro más alta.

• Canal Telefónico: Permite el uso del servicio telefónico tradicional (RTB) o RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). Se separa de los canales de datos mediante filtros externos y es alimentado por la central telefónica para mantenerlo operativo incluso en caso de cortes de energía en la ubicación del abonado. Las transmisiones de voz (envío y recepción) se realizan en la banda base, hasta 4 kHz.

Variantes de la Tecnología xDSL

• HDSL (High-bit-rate DSL): Técnica optimizada para transmitir tramas T1 o E1 sobre pares de cobre trenzados (dos pares para T1 y tres para E1). Utiliza modulación avanzada para alcanzar distancias de hasta 4 km sin repetidores.

• SDSL (Symmetric DSL): Versión de HDSL que opera sobre un único par de cobre. Soporta simultáneamente la transmisión de tramas T1/E1 y el servicio telefónico básico. Ideal para el mercado residencial. Velocidad nominal de 768 Kbps y alcance máximo de 3 km.

• ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): Tecnología que transforma el par de cobre convencional en un medio para la transmisión de aplicaciones multimedia. No requiere reemplazo de cables existentes. Puede alcanzar hasta 5.5 km.

• RADSL (Rate Adaptive DSL): Adapta la velocidad de transmisión a las condiciones de la línea. Útil cuando las características de la línea varían o cuando los equipos son sensibles a cambios atmosféricos.

• VDSL (Very High Speed DSL): También conocida como VXDSL o BDSL. Ofrece las velocidades más altas, pero sobre distancias muy cortas. En fase de definición. Alcanza velocidades descendentes de hasta 52 Mbps a 300 metros y 13 Mbps a 1.5 km. Las velocidades ascendentes son de 1.5 a 2.3 Mbps, respectivamente. VDSL es más simple que ADSL debido a las menores distancias. Admite terminaciones pasivas de red y permite conectar múltiples módems en la misma línea. Diseñada para conectarse con redes de fibra óptica y transportar celdas ATM (recomendado, no obligatorio).

ADSL: Características y Ventajas

ADSL es una tecnología de la familia xDSL, diseñada para ofrecer servicios de banda ancha. Su adopción es rápida y económica en comparación con otras soluciones.

¿Por qué ADSL? Permite velocidades teóricas de hasta 15 Mbps (en xDSL) en el canal descendente, superando en más de 200 veces el ancho de banda de un módem de 56 Kbps.

Modos de Transmisión

Existen tres modos principales de transmisión:

• Simplex: Transmisión en una sola dirección.
• Half-duplex: Bidireccional, pero solo un extremo puede transmitir a la vez.
• Full-duplex: Bidireccional, ambos extremos pueden transmitir simultáneamente.

Modulación CAP (Carrier-less Amplitude Modulation)

• Basada en QAM (Quadrature Amplitude Modulation). CAP es una implementación de QAM optimizada para xDSL, de bajo costo y con una velocidad de 1.544 Mbps.
• CAP divide la señal modulada en segmentos que se almacenan en memoria. La portadora se suprime, ya que no contiene información relevante. La onda transmitida se genera al pasar cada segmento por dos filtros digitales transversales con igual amplitud, pero con una diferencia de fase de π/2. En recepción, los segmentos y la portadora se reensamblan para recuperar la señal modulada. CAP es más eficiente que QAM en implementaciones digitales.

Modulación DMT (Discrete Multi-tone Modulation)

• Es un tipo de modulación multiportadora. Mitiga el problema de las altas frecuencias, que aumentan las pérdidas por ruido en las líneas de cobre. Divide el ancho de banda disponible en 256 subcanales, que se evalúan para determinar su capacidad de transporte.
• Proceso de Modulación: DMT utiliza la Transformada Discreta de Fourier (DFT) para crear y demodular cada una de las 256 portadoras individuales, dividiendo el ancho de banda en unidades más pequeñas.

Protocolos en ADSL

ADSL utiliza los siguientes protocolos de comunicación:

PPP sobre ATM (Point-to-Point Protocol over ATM): PPP es un protocolo punto a punto, sucesor de SLIP (Serial Line Internet Protocol). Proporciona conexiones de enrutador a enrutador y de host a red en circuitos síncronos y asíncronos.

Equipos en una Red ADSL

1. ATU-C (ADSL Terminal Unit Central): Módem ADSL ubicado en el nodo de acceso. Su función principal es modular la información digital para adaptarla al bucle de abonado.

2. Filtros (Splitters): Separan la voz de los datos. La voz se dirige desde el teléfono del abonado hacia la PSTN (Red Telefónica Conmutada), mientras que los datos se envían desde el equipo terminal hacia la red de acceso al servicio.

3. Bucle de Abonado: Medio físico por el cual se transmiten las señales de voz y datos. La modulación evita interferencias entre las bandas de ambos.

4. ATU-R (ADSL Terminal Unit Remote): Módem ADSL ubicado en las instalaciones del abonado. Convierte la información digital de la red del usuario en celdas ATM y las modula para su transmisión por el bucle de abonado. En algunos casos, también puede realizar funciones de enrutamiento en la red del usuario.