Tecnología ADSL Hoy es lunes, 17 de abril de 2017lunes, 17 de abril de 2017 y ahora mismo son las 11:47:51 p.m. Realizado por: ASM-2012©

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1 Tecnología ADSL Hoy es lunes, 17 de abril de 2017lunes, 17 de abril de 2017 y ahora mismo son las 11:47:51 p.m. Realizado por: ASM-2012©

2 ADSL En este módulo nos acercaremos al punto de vista técnico, desde el nivel mas bajo viendo a que frecuencias trabaja y el tipo de modulación que emplea, hasta la descripción de los distintos elementos que son necesarios para proporcionar servicios sobre ADSL.

3 Diversas siglas de técnicas parecidas
ADSL ADSL son las siglas en inglés de Asimetric Digital Subscriber Line que corresponden a Línea de abonado Digital Asimétrica. ADSL es una modalidad dentro de la familia xDSL (HDSL, SDSL,...) Diversas siglas de técnicas parecidas Es una tecnología que, basada en el par de cobre de la línea telefónica normal, la convierte en una línea digital de alta velocidad para ofrecer servicios de banda ancha.

4 Voz y Datos simultaneamente
ADSL es una tecnología de módem que permite enviar simultáneamente tanto voz como datos por la línea de cobre convencional.Para ello establece tres canales independientes: Dos canales de alta velocidad (uno de recepción de datos y otro de envío de datos). Un tercer canal para la comunicación normal de voz (servicio telefónico básico). Los caudales de transmisión en los sentidos Usuario -> Red y Red -> Usuario son diferentes (asimétricos), pudiéndose alcanzar hasta 8 Mbit/s o mas en sentido red-usuario y hasta kbit/s en sentido usuario- red

5 Tipos de DSL Tipos de DSL Simétrico/ Asimétrica
Distancia de la linea (M) Velocidad Descendente (Mbps) Velocidad Ascendente DSL Simétrico 5400 0.128 SDSL 3000 1.544 HDSL(2 pares) 3600 SHDSL Simétrico 1 par 1800 2.312 Simétrico 2pares 4.624 ADSL GLite Asimétrico 1.5 0.512 ADSL 8 0.928 VDSL 300 52 6 26 1000 3 13 HDSL La variación más temprana de DSL, ha sido HDSL qué se usa para la transmisión digital de banda ancha dentro de un sitio corporativo y entre la compañía del teléfono y un cliente. La característica principal de HDSL es que es simétrico. Por esta razón, la proporción de los datos máxima es más bajo que para ADSL. HDSL se puede llevar tanto en un solo cable de torción - el par como puede llamarse en América del Norte o en Europa (2,320 Kbps). RADSL RADSL (la Proporción - DSL Adaptable) es una tecnología de ADSL que el software puede determinar la proporción a que pueden transmitirse los signos hacia un abonado sobre la línea telefónica y pueden ajustarse la velocidad de la entrega de acuerdo con: El sistema de FlexCap2 de Westell que usa RADSL para entregar de 640 Kbps a 2.2 downstream de Mbps y de 272 Kbps a upstream de Mbps sobre una línea existente. SDSL SDSL (DSL Simétrico) es similar a HDSL con un solo par de cobre, llevando Mbps (EE.UU. y Canadá) o Mbps (Europa) en cada dirección. Es simétrico pues la proporción de los datos es la mismo en ambas direcciones.

6 Tipos de DSL UDSL UDSL (DSL Unidireccional) es una propuesta de una compañía europea. Es una versión unidireccional de HDSL. VDSL VDSL es una tecnología en vías de desarrollo que promete tasa de datos muy elevadas. Las distancias es relativamente cortas entre 300 metros o 1000 pies y velocidades entre 51 y 55 Mbps. Se prevé que VDSL puede surgir un poco después de que ADSL se despliega ampliamente y coexista con él. IDSL IDSL sobre una línea de ISDN es transmitir datos sólo conexión a Internet. El servicio de IDSL está en 128Kbps o 144Kbps upload.

7 ADSL Este hecho explica que ADSL pueda coexistir en un mismo bucle de abonado con el servicio telefónico, cosa que no es posible con un módem convencional pues opera en banda vocal, la misma que la telefonía. Con ADSL es posible sobre la misma línea, hacer, recibir y mantener una llamada telefónica simultáneamente a la transferencia de información, sin que se corte la comunicacion. Los módems en banda vocal (V.32 a V.90), se veian afectado los servicios, cosa que con adsl no. Como vemos en la figura, ADSL emplea los espectros de frecuencia que no son utilizados para el transporte de voz, transmiten en la banda de frecuencias usada en telefonía (300 Hz a Hz), mientras que los módemes ADSL operan en un margen de frecuencias mucho más amplio que va desde los 24 KHz hasta los KHz, aproximadamente.

8 Situación actual Este hecho explica que ADSL pueda coexistir en un mismo bucle de abonado con el servicio telefónico, cosa que no es posible con un módem convencional pues opera en banda vocal, la misma que la telefonía. Con ADSL es posible sobre la misma línea, hacer, recibir y mantener una llamada telefónica simultáneamente a la transferencia de información, sin que se vea afectado en absoluto ninguno de los dos servicios

9 Frecuencia de trabajo Como vemos en la figura, también se puede ofrecer ADSL sobre RDSI empleando los espectros de frecuencia que no son utilizados por RDSI. En el módelo utilizado por Telefónica los modems de este tipo manejan en sentido usuario-red frecuencias comprendidas entre 125 khz y 206 khz, y en el sentido red-usuario desde 270 khz hasta 1104 khz. (En este tema sólo se tratará ADSL sobre telefónia básica si bien los conceptos que se vean son igualmente validos para ADSL sobre RDSI, aunque se usen modems y filtros específicos para este rango de frecuencias)

10 Rango de frecuencias ADSL y VDSL
TABLA DE UNA RED CONVERGENTE TRANSMISION RANGO DE FRECUENCIA DISTANCIA VOZ Hz 5Km DATOS KHz (Subida) KHz (Bajada) 1.5 a 6 km VIDEO MHz (Subida) 13-52 MHz (Bajada) 6 Km

11 Tecnologia Asimretrica
ADSL es una tecnología asimétrica, lo que significa que las características de la transmisión no son iguales en ambos sentidos: la velocidad de recepción de datos es mucho mayor que la de envío, lo cual hace de esta tecnología el instrumento idóneo para acceso a los denominados servicios de información, y en particular la navegación por Internet (hasta 8 Mbit/s en sentido red-usuario y hasta 900 kbit/s en sentido usuario-red). Normalmente, el usuario recibe más información de Internet de la que envía, lee más correo electrónico del que escribe... y ve más vídeo del que produce.

12 Como funciona moden y espliter
Para completar un circuito ADSL sólo es necesario colocar un par de modems ADSL, uno a cada lado de la línea telefónica de par trenzado. Uno se sitúa en casa del usuario, conectado a un PC o dispositivo set-top box, y el otro u otros (batería de modems) se ubican en la central telefónica local de la que depende el usuario. Al tratarse de una modulación en la que se transmiten diferentes caudales en los sentidos Usuario -> Red y Red -> Usuario, el módem ADSL situado en el extremo del usuario (ATU-R o "ADSL Terminal Unit-Remote) es distinto del ubicado al otro lado del bucle, en la central local (ATU-C o "ADSL Terminal Unit- Central"). En la figura se observa que además que delante de cada uno de los modems se ha de colocar un dispositivo (filtro) denominado "splitter".

13 El Splitter Este dispositivo no es más que un conjunto de dos filtros: uno paso alto y otro paso bajo. La finalidad de estos filtros es la de separar o combinar las señales de frecuencias alta (ADSL) y baja (Voz), dependiendo del sentido de la transmisión. Al mismo tiempo protege a la señal del servicio telefónico (teléfono o conmutador de la central), de las interferencias en la banda de voz producidas por los modems ADSL (ATUs) y, del mismo modo, a éstos de las señales del servicio telefónico

14 La Modulación El estándar ANSI T1.413 ha adoptado DMT (Discrete Multitone - Multitonos Discretos) como la técnica de modulación en ADSL. DMT demuestra mayor inmunidad al ruido, mayor flexibilidad en la velocidad de transmisión y mayor facilidad para adaptarse a las características de la línea que otros métodos. Todo ello se traduce en fiabilidad en largas distancias de línea.

15 Las Subportadoras y su Número
La implementación básicamente consiste en el empleo de múltiples portadoras (multitonos) y no sólo una, que es lo que se hace en los módemes de banda vocal. Cada una de estas portadoras (denominadas subportadoras) es modulada en Cuadratura y Amplitud (modulación QAM) por una parte del flujo total de datos que se van a transmitir. Estas subportadoras están separadas entre sí 4,3125 KHz, y el ancho de banda que ocupa cada subportadora modulada es de 4 KHz.

16 Flujo de datos entre portadoras.
El reparto del flujo de datos entre subportadoras se hace en función de la estimación de la relación Señal/Ruido en la banda asignada a cada una de ellas. Cuanto mayor es esta relación, tanto mayor es el caudal que puede transmitir por una subportadora, en definitiva el sistema se adapta a la respuesta del canal (en la fig. Relación bits/canal) Esta estimación de la relación Señal/Ruido se hace al comienzo, cuando se establece el enlace entre el ATU-R y el ATU-C, por medio de una secuencia de entrenamiento predefinida. La técnica de modulación usada es la misma tanto en el ATU-R como en el ATU-C. La única diferencia estriba en que el ATU-C dispone de hasta 256 subportadoras, mientras que el ATU-R sólo puede disponer como máximo de 32.

17 Las Técnicas de Multiplexación
Sea cual sea la técnica de modulación utilizada, el estándar ANSI T1.413 especifica que ADSL debe utilizar Multiplexación por División en la Frecuencia (FDM) o Cancelación de Eco para conseguir una comunicación full-duplex. Ambas técnicas reservan los subcanales más bajos para la voz analógica.

18 Multiplexación por división de frecuencia(FDN)
Multiplexación por División en la Frecuencia (FDM) divide el rango de frecuencias en dos bandas, una de upstream (sentido ascendente) y otra de downstream (sentido descendente), lo que simplifica el diseño de los módems, aunque reduce la capacidad de transmisión en sentido descendente, no tanto por el menor número de subportadoras disponibles como por el hecho de que las de menor frecuencia, aquéllas para las que la atenuación del par de cobre es menor, no están disponibles. Este es el modelo usado en la actualidad en los equipos de Telefónica.

19 La cancelación de eco La Cancelación de Eco elimina la posibilidad de que la señal en una dirección sea interpretada como "una señal producida por una persona" en la dirección opuesta, y por tanto devuelta en forma de eco hacía el origen. Por tanto separa de las señales correspondientes a los dos sentidos de transmisión, permitiendo mayores caudales a costa de una mayor complejidad en el diseño de los modems.

20 Caracteristicas del bucle ADSL
La atenuación en la línea crece con la longitud del cable y la frecuencia, y decrece al aumentar el diámetro del cable. Esto explica que el caudal máximo que se puede conseguir mediante los módemes ADSL varíe en función de la longitud del bucle y las características del mismo. Las velocidades de transmisión dependen de la longitud y diámetro del cable, pero tambien influyen: Presencia de ramas multipladas. Estado de conservación del bucle. Acoplamiento de ruido. Diafonía introducida por otros servicios (RDSI, xDSL).

21 El Bucle de abonado sus prestaciones. Distancia al DSLAM
En la siguente tabla se muestran las prestaciones máximas de ADSL en sentido dowstream para diversos cables conductores (sin tener en cuenta ruido y puentes o ramas multipladas). En un par de cobre la atenuación por unidad de longitud aumenta a medida que se incrementa la frecuencia de las señales transmitidas. Y cuanto mayor es la longitud del bucle, tanto mayor es la atenuación total que sufren las señales transmitidas. Ambas cosas explican que el caudal máximo que se puede conseguir mediante los módems ADSL varíe en función de la longitud del bucle de abonado. La presencia de ruido externo, provoca la reducción de la relación Señal/Ruido y esa disminución, se traduce en una reducción del caudal de datos que modula a cada subportadora, lo que a su vez implica, una reducción del caudal total que se puede transmitir a través del enlace entre el ATU-R y el ATU-C. Hasta una distancia de 2,6 Km. de la central, en presencia de ruido (caso peor), se obtiene un caudal de 2 Mbps en sentido descendente y 0,9 Mbps en sentido ascendente. Esto en la práctica, teniendo en cuenta la longitud media del bucle de abonado en las zonas urbanas, la mayor parte de los usuarios están en condiciones de recibir por medio del ADSL un caudal superior a los 2 Mbps. Este caudal es suficiente para servicios de banda ancha, y satisfaciendo las necesidades de cualquier internauta, teletrabajador, así como de muchas empresas.

22 Distancia al DSLAM Como vemos la capacidad de transmisión decrece al aumentar la longitud del bucle. Al disminuir el diametro del bucle también decrece la logitud máxima de alcance. Velocidad de transmisión (Mbps) Tipo de cable (mm) Distancia (km) 25 Mbit/s 0,5 o 0,6 300 m 24 Mbit/s 600 m 23 Mbit/s 900 m 22 Mbit/s 1.2 km 21 Mbit/s 1.5 km 19 Mbit/s 1.8 km 16 Mbit/s 2.1 km 1.5 Mbit/s a 4.5 km 800 kbit/s a 5.2 km

23 Evolución de la red de acceso
Junto con los nuevos protocolos de enlace, la red de comunicaciones ha evolucionado, ya que no solo ha mejorado la calidad del bucle de abonado, sino también la conexión de las centrales a través de cable coaxial y fibra óptica. Estas han conseguido unas velocidades de vértigo. Con la mejora de las líneas de acceso las compañías pueden ofrecer velocidades de servicio hasta la fecha inimaginables. En la tabla podemos ver los servicios que suelen ofrecer las compañías proveedores de acceso a Internet. Modalidad Velocidad de bajada Velocidad de subida ESTANDAR 256 Kbps 128 Kbps CLASS 512 Kbps PREMIUM 2 Mbps 300 Kbps

24 Ruido y caudal de datos La presencia de ruido externo provoca la reducción de la relacion Señal/Ruido con la que trabaja cada una de las subportadoras, y esa disminución se traduce, como habíamos visto al hablar de la modulación, en una reducción del caudal de datos que modula a cada subportadora, lo que a su vez implica una reducción del caudal total que se puede transmitir a través del enlace entre el ATU-R y el ATU-C. Como vemos en la gráfica, hasta una distancia de 2,6 Km de la central, se obtiene un caudal de 2 Mbps en sentido descendente y 0,9 Mbps en sentido ascendente. Esto supone que en la práctica, teniendo en cuenta la longitud media del bucle de abonado en las zonas urbanas, la mayor parte de los usuarios están en condiciones de recibir por medio del ADSL un caudal superior a los 2 Mbps. Este caudal es suficiente para muchos servicios de banda ancha, y desde luego puede satisfacer las necesidades de cualquier internauta, teletrabajador así como de muchas empresas pequeñas y medianas.

25 Como funciona DSLAN Como vimos al hablar de Modems y splitters, el ADSL necesita una pareja de módemes por cada usuario: uno en el domicilio del usuario (ATU-R) y otro (ATU-C) en la central local a la que llega el bucle de ese usuario. Esto complica el despliegue de esta tecnología de acceso en las centrales. Para solucionar esto surgió el DSLAM ("Digital Subscriber Line Access Multiplexer"): un chasis que agrupa gran número de tarjetas, cada una de las cuales consta de varios módemes ATU-C, y que además realiza las siguientes funciones: Concentra en un mismo chasis los módemes de central de varios usuarios. Concentra (Multiplexa/demultiplexa) el tráfico de todos los enlaces ADSL hacia una red WAN. Realiza funciones de nivel de enlace (protocolo ATM sobre ADSL) entre el módem de usuario y el de central.

26 Protocolos de enlace en ADSL
Es necesario un protocolo de nivel de enlace entre el ATU-R y el ATU-C. Las redes de comunicaciones emplean el protocolo ATM ("Asynchronous Transfer Mode") para la conmutación en banda ancha. La transmisión ATM se puede realizar sobre un gran número de medios físicos, entre ellos, fibras ópticas y líneas de cobre. En este último caso, la solución más adecuada es el empleo de células ATM para transmitir la información sobre el enlace ADSL. Torre de protocolos simplificada, con ATM sobre ADSL

27 Los Servicios en ADSL Es deseable la posibilidad de poder definir sobre el enlace ADSL múltiples conexiones para diferentes servicios. Con el empleo de ATM, la información, sin importar su origen, se fragmenta en células (paquetes de información de tamaño constante) que se transmiten independientemente unas de otras. Los equipos y circuitos de transmisión, pueden así transportar células provenientes de fuentes distintas Teniendo en cuenta estas ventajas que nos ofrece el protocolo ATM la solución que se ha tomado para ofrecer servicios es el envío de células ATM sobre el enlace ADSL (entre el ATU-R y el ATU-C situado en el DSLAM).

28 Mecanismos de Calidad Es necesario un protocolo de nivel de enlace con mecanismos de Calidad de Servicio (Quality of Service). No todas las fuentes de información tienen los mismos requisitos para ser transportadas. P. Ej: el tráfico de voz requiere un retardo mínimo, mientras que los datos no son tan exigentes en este aspecto. En ATM existen procedimientos de control que garantizan la calidad necesaria para los distintos tipos de información transferida. Las conexiones ATM entre origen y destino, se establecen ya configuradas para garantizar el nivel de calidad contratado, lo que permite una mayor eficiencia debido a que cada aplicación solicita a la red la calidad y servicio estrictamente necesarios, lo que se traduce en un mayor aprovechamiento de recursos.

29 Como funciona ATM sobre ADSL
Teniendo en cuenta estas ventajas que nos ofrece el protocolo ATM la solución que se ha tomado para ofrecer servicios es el envío de células ATM sobre el enlace ADSL (entre el ATU-R y el ATU-C situado en el DSLAM).

30 Línea acceso multiplexor digital (dslam)
Para interconectar a los usuarios de DSL múltiples conecta una red de computadoras, la compañía del teléfono usa un Subscriptor Línea Acceso Multiplexor Digital (DSLAM). Típicamente, el DSLAM conecta a un modo del traslado asíncrono (ATM ) red a que puede agregar la transmisión de los datos. Al otro extremo de cada transmisión, un demultiplexor de DSLAM los remite a las conexiones de DSL individuales apropiadas. Como antes se ha explicado, el ADSL necesita una pareja de módems por cada usuario: uno en el domicilio del cliente (ATU-R) y otro (ATU-C) en la central local a la que llega el bucle de ese usuario. Esto complica el despliegue de esta tecnología de acceso en las centrales. Para solucionar esto surgió el DSLAM ("Digital Subscriber Line Access Multiplexer"): un equipo que agrupa gran número de tarjetas, cada una de las cuales consta de varios módems ATU-C, y que además concentra el tráfico de todos los enlaces ADSL hacia una red WAN. La integración de varios ATU-Cs en un equipo, el DSLAM, es un factor fundamental que ha hecho posible el despliegue masivo del ADSL. De no ser así, esta tecnología de acceso no hubiese pasado nunca del estado de prototipo dada la dificultad de su despliegue, tal y como se constató con la primera generación de módems ADSL. Los DSLAM utilizados en España suelen ser de los fabricantes Lucent, Alcatel , que recientemente se han unido, y el fabricante chino Huawei y se integran en tarjetas de 48 abonados, si miramos la estructura que tiene un DSLAM podemos ver que está formado por varias tarjetas y que cada una de ellas contiene 48 modems adsl (ATU-R). En los últimos meses Huawei ha modernizado sus tarjetas de abonados pasando de 24 a 48. Recientemente se está incorporando el fabricante, Huawei, que incorpora una mejora en la atenuación tanto en emisión como en recepción y además son compatibles con los nuevos protocolos VDSL / VDSL2.El dispositivo de DSLAM interpreta los datos y lo manda encima del Modo del Transferencia Asíncrono.

31 Función del DSLAM sobre ATM
Los estándares y la industria han impuesto mayormente el modelo de ATM sobre ADSL. En ese contexto, el DSLAM pasa a ser un conmutador ATM con múltiples interfaces, las interfaces WAN pudieran ser STM-1, STM-4, E3 u otras estandarizadas, y el resto ADSL-DMT. El núcleo del DSLAM es una matriz de conmutación ATM. De este modo, el DSLAM puede ejercer funciones de control de parámetros y conformado sobre el tráfico de los usuarios con acceso ADSL. Los analistas estiman que cerca del 90% de los DSLAM instalados usan ATM como método de transporte. Las primeras técnicas usaron el tipo AAL1 en la capa de adaptación de ATM, empleando multiplexacion con entrelazado de byte a la que se le llama en ocasiones TDM sobre ATM. El ADSL Forum ha adoptado el tipo AAL2 para el transporte del servicio sobre ATM el cual resulta más eficiente para el tráfico de voz y emplea multiplexacion con entrelazado de paquete. Este último también es más eficiente por el hecho de que permite a la red asignar ancho de banda dinámicamente sobre el servicio DSL entre la demanda de voz y el servicio de datos. Siemens DSLAM SURPASS hiX 5625.

32 Arquitectura Tipica de ADSL
En este esquema se resumen todos los elementos que forman la arquitectura típica para dar servicios sobre ADSL.

33 Como funciona ATM sobre ADSL
Se necesita un elemento integrador / separador de las señales de voz y que realice funciones de filtrado datos. Se denomina "splitter" y proporciona dos interfaces, una de voz y otra de datos al usuario fina. El splitter o filtro de central separa el trafico de voz del tráfico de datos, proporcionando independencia de los servicios de voz y datos en la central. Es necesaria la instalación de sendos módems ADSL .Uno se ubica en el domicilio del usuario (el llamado ATU-R) y otro en la central local (el llamado ATU- C). Gracias a ellos se produce el intercambio de señales a la frecuencia requerida. El splitter o filtro de central separa el trafico de voz del tráfico de datos, proporcionando independencia de los servicios de voz y datos en la central.Se necesita un elemento integrador / separador de las señales de voz y que realice funciones de filtrado datos. Se denomina "splitter" y proporciona dos interfaces, una de voz y otra de datos al usuario final Interfaz a una red WAN basada en protocolo ATM. Este es un protocolo de red muy apropiado para ser soporte de las redes de transmisión de datos de gran ancho de banda y de propósito general.

34 EL Stándars ADSL Como cualquier otra tecnología, ADSL necesita de los estándares. De esta manera los productos basados en esta tecnología serán consistentes en su funcionamiento, independientes de un fabricante en particular, y funcionaran con los otros dispositivos de su misma categoría. El ANSI (American National Standars Institute) en el subcomite T1.143 issue 1 (1.995) y T1.413 issue 2 (1.998) define el estándar para la capa física de ADSL. El ETSI (European Telecomunication Standars Institute) ha contribuido incluyendo un anexo con los requerimientos europeos y el TS v con la solución inicial de ADSL sobre RDSI de acuerdo a ANSI. De la misma manera el ITU (International Telecommunications Union) con sus recomendaciones G (define ADSL sobre POTS y ADSL sobre RDSI), G (G. Lite), G.994.1, G.995.1, G y G El ADSL Forum es una organización formada para promover la tecnología ADSL, desarrollando protocolos, interfaces y arquitecturas necesarias. El ADSL Forum está compuesto por mas de 400 miembros (Nov. 2000) e incluye a los miembros más significativos de la comunidad mundial de las telecomunicaciones, entre los cuales se encuentra Telefónica. ADSL Forum trabaja en colaboración con el resto del grupo de estándares similares. EL ATM Forum y DAVIC (Digital Audio-Visual Council) han reconocido a ADSL como protocolo de transmisión de la capa física para par trenzado no blindado

35 ADSL FIN Realizada: ASM2012©