línea de abonado digital asimétrica (adsl)

ADSL
LÍNEA DE ABONADO DIGITAL ASIMÉTRICA (ADSL)
Línea de abonado digital asimétrica, ADSL (sigla del inglés Asymmetric Digital
Subscriber Line) es un tipo de tecnología de línea DSL. Consiste en una transmisión
analógica de datos digitales apoyada en el par simétrico de cobre que lleva la línea
telefónica convencional o línea de abonado, siempre y cuando la longitud de línea no
supere los 5,5 km medidos desde la central telefónica, o no haya otros servicios por el
mismo cable que puedan interferir.
Frecuencias usadas en ADSL. El área roja es el área usada por la voz en telefonía
normal, el verde es el upstream o subida de datos y el azul es para el downstream o
descarga de datos.
Es una tecnología de acceso a Internet de banda ancha, lo que implica una velocidad
superior a una conexión por módem en la transferencia de datos, ya que el módem
utiliza la banda de voz y por tanto impide el servicio de voz mientras se use y
viceversa. Esto se consigue mediante una modulación de las señales de datos en una
banda de frecuencias más alta que la utilizada en las conversaciones telefónicas
convencionales (300-3400 Hz), función que realiza el enrutador ADSL. Para evitar
distorsiones en las señales transmitidas, es necesaria la instalación de un filtro
(llamado splitter o discriminador) que se encarga de separar la señal telefónica
convencional de las señales moduladas de la conexión mediante ADSL.
Esta tecnología se denomina asimétrica debido a que la capacidad de descarga
(desde la red hasta el usuario) y de subida de datos (en sentido inverso) no coinciden.
La tecnología ADSL está diseñada para que la capacidad de bajada (descarga) sea
mayor que la de subida, lo cual se corresponde con el uso de internet por parte de la
mayoría de usuarios finales, que reciben más información de la que envían (o
descargan más de lo que suben).
En una línea ADSL se establecen tres canales de comunicación, que son el de envío
de datos, el de recepción de datos y el de servicio telefónico normal.
Actualmente, las empresas de telefonía están implantando versiones mejoradas de
esta tecnología como ADSL2 y ADSL2+ con capacidad de suministro de televisión y
video de alta calidad por el par telefónico, lo cual supone una dura competencia entre
los operadores telefónicos y los de cable, y la aparición de ofertas integradas de voz,
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datos y televisión, a partir de una misma línea y dentro de una sola empresa, que
ofrezca estos tres servicios de comunicación. El uso de un mayor ancho de banda
para estos servicios limita aún más la distancia a la que pueden funcionar, por el par
de hilos.
ADSL2 y ADSL2+ incorporan mecanismos de modulación y gestión de los recursos
físicos avanzados, de modo que no sólo aumentan la capacidad del ADSL
convencional de 8 Mbps a 12 y 24 Mbps respectivamente, sino que introducen mejoras
para evitar las interferencias o ruido y disminuir los efectos de la atenuación de ahí que
se alcancen distancias de hasta 9 Km.
El ADSL es una tecnología que utiliza el par de cobre y tiene menos ancho de banda
que otras tecnologías como cable o Metro Ethernet, cuyo cableado urbano está
compuesto por hilos de fibra óptica en lugar del par de cobre implementado en su
mayor parte en las décadas de 1950 y 1960.
Nombre
Nombre común
Bajada máxima Subida máxima
ANSI T1.413-1998 Issue 2
ADSL
8 Mbit/s
1,0 Mbit/s
ITU G.992.1
ADSL (G.DMT)
12 Mbit/s
1,3 Mbit/s
ITU G.992.1 Annex A
ADSL over POTS
12 Mbit/s
1,3 MBit/s
ITU G.992.1 Annex B
ADSL over ISDN
12 Mbit/s
1,8 MBit/s
ITU G.992.2
ADSL Lite (G.Lite)
1,5 Mbit/s
0,5 Mbit/s
ITU G.992.3
ADSL2
12 Mbit/s
1,0 Mbit/s
ITU G.992.3 Annex J
ADSL2
13 Mbit/s
3,15 Mbit/s
ITU G.992.3 Annex L
RE-ADSL2
5 Mbit/s
0,8 Mbit/s
ITU G.992.4
splitterless ADSL2
1,5 Mbit/s
0,5 Mbit/s
ITU G.992.5
ADSL2+
24 Mbit/s
1,0 Mbit/s
ITU G.992.5 Annex M
ADSL2+M
24 Mbit/s
3,5 Mbit/s
Los fabricantes de hardware de ASDL han utilizado dos técnicas de modulación para
transmitir datos.
CAP (Modulación de fase y amplitud sin portadora) que es una variante de la
tecnología QAM (Modulación de amplitud en cuadratura). Este tipo de modulación fue
ampliamente utilizada en los comienzos de la ASDL pero nunca se estandarizó
correctamente y en consecuencia, no existe interoperabilidad posible entre el
hardware de los distintos fabricantes.
DMT (Modulación por multitono discreto) que es una técnica de modulación más
reciente. Su principio se basa en la utilización de una gran cantidad de sub portadoras
compartidas por el sistema en la banda de frecuencia usada (ver "técnicas de
modulación ADSL").
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ADSL
Este diagrama presenta varios bloques funcionales que forman una conexión ADSL.
Las dos categorías de servicio están separadas por un divisor en la red y en la
ubicación del cliente.
A fines de 1998 la ITU (Unión internacional de telecomunicaciones) certificó un nuevo
estándar: El ADSL-Lite que es, de hecho, una versión más leve del ADSL. Este
estándar tiene una velocidad menor que la versión mayor (alrededor de 1,5 Mbits/s) y
no requiere divisor.
RADSL
La tecnología RADSL (DSL de tasa adaptable) se basa en ADSL. La transmisión se
establece de manera automática y dinámica al buscar la velocidad máxima posible en
la línea de conexión y al readaptarla continuamente sin ninguna desconexión.
La RADSL debe permitir velocidades ascendentes de 128 kbps a 1 Mbps y
velocidades descendentes de 600 kbps a 7 Mbps, para un bucle de 5,4 km de longitud
máxima.
RADSL utiliza modulación DMT (como es mayormente el caso para ADSL). Esta
tecnología se encuentra en proceso de ser estandarizada por el ANSI.
VDSL
La VDSL (DSL de muy alta tasa de transferencia) es la más veloz de las tecnologías
DSL y está basada en la RADSL. Puede admitir, con un sólo par trenzado, velocidades
descendentes de 13 a 55,2 Mbps y velocidades ascendentes de 1,5 a 6 Mbps o en
caso de que se requiera una conexión simétrica, una velocidad de 34 Mbps en ambas
direcciones. Por lo tanto, VDSL puede usarse tanto en conexiones simétricas como
asimétricas.
Esta tecnología fue desarrollada principalmente para el transporte de ATM (Modo de
transferencia asíncrono) a altas velocidades en una distancia corta de hasta 1,5 km).
Actualmente el estándar está en proceso de ser certificado. Las modulaciones QAM,
CAP, DMT, DWMT (Multitono discreto wavelet) y SLC (Código de línea simple) están
bajo consideración.
Para el transporte de datos, el hardware de VSDL se vincula al intercambio de
conexión a través de bucles SDH de fibra óptica a 155 Mbps, 622 Mbps, 2,5 Gbps. El
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transporte de voz entre el hardware de VDSL y el intercambio también puede ofrecerse
a través de bucles de cobre.
Ventajas e Inconvenientes de la Tecnología ADSL
ADSL presenta una serie de ventajas y también algunos inconvenientes, respecto a la
conexión telefónica a Internet por medio de un módem.
Ventajas
 Ofrece la posibilidad de hablar por teléfono al mismo tiempo que se navega por
Internet, ya que, como se ha indicado anteriormente, voz y datos trabajan en
bandas separadas por la propia tecnología ADSL y por filtros físicos (splitter y
microfiltros).
 Utiliza una infraestructura existente (la de la red telefónica básica). Esto es
ventajoso, tanto para los operadores que no tienen que afrontar grandes gastos
para la implantación de esta tecnología, como para los usuarios, ya que el
costo y el tiempo que tardan en tener disponible el servicio es menor que si el
operador tuviese que emprender obras para generar nueva infraestructura.
 Ofrece una velocidad de conexión mucho mayor que la obtenida mediante
marcación telefónica a Internet, de hecho no se necesita el "marcado" tal como
lo conocemos sino que se conecta independientemente de la conexión
tradicional de voz. Éste es el aspecto más interesante para los usuarios. En la
gran mayoría de escenarios es la tecnología con mejor relación
velocidad/precio.
 Cada circuito entre abonado y central es único y exclusivo para ese usuario, es
decir el cable de cobre que sale del domicilio del abonado llega a la central sin
haber sido agregado, y por tanto evita cuellos de botella por canal compartido,
lo cual sí ocurre en otras tecnologías, que utilizan un mismo cable para varios
abonados (ej. típico el cable módem).
Inconvenientes o Desventaja
 No todas las líneas telefónicas pueden ofrecer este servicio, debido a que las
exigencias de calidad del par, tanto de ruido como de atenuación, por distancia
a la central, son más estrictas que para el servicio telefónico básico. De hecho,
el límite teórico para un servicio aceptable equivale a 5,5 km de longitud de
línea; el límite real suele ser del orden de los 3 km.
 Debido a los requerimientos de calidad del par de cobre, el servicio no es
económico en países con pocas o malas infraestructuras, sobre todo si lo
comparamos con los precios en otros países con infraestructuras más
avanzadas.
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 La calidad del servicio depende de factores externos, como interferencias en el
cable o distancia a la central, al no existir repetidores de señal entre ésta y el
módem del usuario final. Esto hace que la calidad del servicio fluctúe,
provocando en algunos casos cortes y/o disminución de caudal. Existen miles
de fuentes de interferencias electromagnéticas, desde el agua hasta los
motores eléctricos pasando por las instalaciones internas del cliente de los
cables de corriente eléctrica o de hilo musical.
 Este problema no existe en la fibra óptica donde se transmite luz láser en un
medio protegido por una cubierta opaca, ya que la luz es inmune a aquéllas
interferencias.
 Sus capacidades de transmisión son muy inferiores a otras tecnologías como
Cable módem o fibra óptica.
CÓMO UNIFICAR UNA RED ANALÓGICA Y UNA ADSL EN LA MISMA LÍNEA
Descripción De Un Cable De Cobre
El par trenzado está compuesto por dos conductores de cobre de un diámetro entre
0,4 mm y 0,8 mm inclusive (muy rara vez, de 1 mm). Los conductores están aislados y
en pares para reducir la interferencia. En la mayoría de los casos, los pares trenzados
se agrupan de a cuatro dentro de un cable protegido por una funda de plástico. Los
cables que se usan para las redes telefónicas están compuestos por 2 a 2.400 pares y
no están enfundados.
Los servicios telefónicos tradicionales requieren un ancho de banda de 3,1 kHz (el
ancho de banda es de entre 300 Hz y 3.400 Hz). Sin embargo, todos los cables que
conectan el intercambio telefónico con los usuarios tienen un ancho de banda mayor,
cercana a varios cientos de kHz. Las tecnologías xDSL han sido desarrolladas a partir
de estas redes de acceso por cable.
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En frecuencias altas, los problemas relacionados con la distancia son los más
restrictivos (atenuación, interferencias, distorsiones de fase). En frecuencias bajas,
existen inconvenientes relacionados con el ruido de impulsos, el cual alcanza sin
dificultad hasta 1 MHz. Además, su uso se hace complicado y requiere de sistemas de
transmisión de muy alto rendimiento.
Limitaciones De La Red Analógica
La máxima velocidad ascendente posible en una red analógica es de 33.600 bits/s y
de 56.000 (en teoría) de velocidad descendente.
Esto incluye la utilización de una tecnología de ancho de banda mayor a 3,1 kHz.
De hecho, el uso de una conexión ISDN ya requiere de tecnología xDSL porque
abarca un espectro de frecuencia de más de 80 kHz.
Como se explicó en el capítulo 2.3.1, la tecnología de modulación CAP ha sido
reemplazada por la tecnología DMT que fue aceptada por el estándar ANSI T1.4131995.
La DTM (modulación por multitono discreto) es una forma de modulación multi
portadora. Para poder aplicarse a la ADSL, el espectro de frecuencia, que se
encuentra entre 0 Hz y 1.104 MHz, se divide en 256 sub canales distintos separados
por 4,3125 kHz. Normalmente, los sub canales inferiores se reservan para POTS,
entonces, en principio, los sub canales de 1 a 6 (de hasta 25.875 kHz) no se utilizan y
se reservan para telefonía analógica.
Según la T1.413, sólo los sub canales del 1 al 31 pueden usarse para velocidad
ascendente.
Las velocidades ascendentes y descendentes están separadas, ya sea por EC
(Cancelación de eco), que permite usar los sub canales inferiores (del 1 al 31) para
velocidad ascendente y descendente, o por FDM (Multiplicación por división de
frecuencia), que es el más utilizado por su simplicidad y bajo costo, y que separa los
sub canales en ascendente/descendente a través de un filtro pasivo.
Distribución de canales DMT en POTS con EC
Los sub canales del 1 al 6 se usan para aparatos telefónicos, los sub canales del 7 al
31 son para flujo ascendente, el 32 está reservado y los sub canales del 33 al 256 se
utilizan para flujo descendente.
Se debe tener en cuenta que los sub canales del 16 al 64 se utilizan para transportar
una señal piloto y los del 250 al 256 no pueden usarse en líneas de conexión de ancho
de banda reducido. Más allá de 1 MHz, las alteraciones son muy grandes para permitir
un flujo estable.
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En este caso, la DMT usa la técnica de cancelación de eco en estos sub canales, lo
que da como resultado un flujo dual en los sub canales del 7 al 31. Si la DMT ha
aplicado FDM, sólo los sub canales superiores (33 a 256) se usarán para el flujo
descendente.
Distribución de canales DMT en ISDN con FDM
Como se ha visto previamente, la tecnología ISDN utiliza el ancho de banda más bajo
hasta 80 KHz (para ISDN con 2B1Q: 2 binarios 1 cuaternario; codificación de 2
elementos binarios en un momento de la modulación cuaternaria). Para permitir el uso
simultáneo de ISDN y ADSL en la misma línea telefónica, los sub canales 1 a 28
quedan libres.
Los canales inferiores se usan para velocidad ascendente porque el hardware del
usuario posee un poder de transmisión más débil que el hardware instalado en el
intercambio, por eso, al transmitir en frecuencias bajas, la señal experimentará una
atenuación menor.
Los canales superiores se emplean para velocidad descendente debido a que el
hardware ubicado en el intercambio es constantemente interrumpido por dispositivos
de transmisión con frecuencias más altas, por lo tanto, parece ser más efectivo
transmitir en canales superiores para beneficiarse con una relación de señal/ruido más
óptima.
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Hardware ADSL
DSLAM
El DSLAM (Multiplexor de acceso de línea de abonado digital) es una pieza de
hardware instalada por lo general en el intercambio telefónico y que proporciona
multiplexación para flujos ATM de la red de transporte.
Este elemento no sólo aloja las tarjetas ADSL sino que también aloja diferentes
servicios DSL, por ejemplo SDSL o HDSL, al insertar las tarjetas de multiplexación
correspondientes. Cada tarjeta admite varios módems ADSL.
Los elementos agrupados en el DSLAM se denominan ATU-C (ADSL Transceiver Unit,
Central office end (Unidad de transceptor ADSL, extremo en la oficina central)).
De hecho, todos los servicios disponibles en la red (Internet, LAN-MAN-WAN, tele
compras, videos MPEG) llegan por banda ancha a la estación DSLAM para ser
entonces redistribuidos a los usuarios.
El mantenimiento y configuración del hardware DSLAM y ADSL se hace de manera
remota.
Módems y routers ADSL
En el capítulo anterior se observó cómo los datos se envían al usuario. Pero ahora que
el usuario debe decodificar los datos, el que se encarga de esa tarea es el módem,
que se llama ATU-R (Unidad de transceptor ADSL, extremo en la terminal remota).
En la actualidad, existen tres tipos de módems de acuerdo con las solicitudes de los
usuarios:
Con una interfaz 10/100 baseT, para equipos con tarjetas Ethernet.
ATMD 25 para equipos que cuentan con una tarjeta ATM o redistribuyen la ADSL en
una red ATM.
Con una interfaz USB para equipos con interfaz USB.
Si el usuario desea redistribuir la ADSL en toda su red informática es recomendable
que utilice un router con interfaz ADSL.
El divisor y el microfiltros
El divisor se instala en el intercambio telefónico, en el flujo descendente desde el
DSLAM y desde el conmutador de audio.
Entonces, si el usuario cuenta con una conexión ISDN deberá instalar en su hogar un
divisor en flujo ascendente, en relación a su módem y su ISDN NT..
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Si el usuario posee una conexión analógica tradicional, no necesitará instalar un
divisor en su hogar pero sí un microfiltro frente a cada teléfono.
El rol del divisor: es un filtro de conmutación que separa el ancho de banda
reservada para el servicio telefónico del ancho de banda empleado para las
transmisiones ADSL. Proporciona una separación suficiente como para evitar que las
señales transmitidas en una banda de frecuencia perturben el funcionamiento de la
otra. Tenga en cuenta que la instalación de un divisor es obligatoria para tener ADSL
con conexión ISDN.
El rol del microfiltro: es un filtro de paso bajo que se instala en conexiones
analógicas. Por lo tanto, no hay razón para instalar un divisor.
El divisor y el microfiltro
Si se emplea una transmisión digital estándar a través de la red hertziana terrestre
DVB-T (Transmisión de video digital), se podrá recibir televisión digital en formato
MPEG por medio de un decodificador conectado a una estación de televisión.
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Bibliografía
 ADSL Connaissances de base, publicado por Swisscom SA Network
Training, escrito por Marcel Butty, editado en septiembre de 2000.
 Technologies d’accès aux réseaux, publicado por Ecole d’ingénieurs
et d’architectes de Fribourg, escrito por Antoine Delley, Marco
Francioli y Pascal Zbinden, editado en 1999.
 http://www.dslvalley.com
 http://www.alcatel.com
 http://www.towercast.fr/
 http://surpinsat.com/actualite/nokia9902.htm
 http://wwwisis.enst.fr/Documents/RapportsGDR/OP62/CR62_JJMM.html
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