telefonía con fibra óptica - Instituto Politécnico Nacional

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD PROFESIONAL “ZACATENCO”
“TELEFONÍA CON FIBRA ÓPTICA”
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
P R E S E N T A:
EVELYN ADRIANA GARCÍA VICTORINO
ASESORES:
ING. ARTURO PÉREZ MARTÍNEZ
ING. RAÚL R. BRIBRIESCA CORREA
MÉXICO, D. F.
2009
INDICE
INDICE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
OBJETIVO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
INTRODUCCION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
CAPITULO 1
INTRODUCCION A LAS TELECOMUNICASIONES. . . . . . . . . . . . . 6
1.1. OBJETIVO DE LAS TEECOMUNICACIONES. . . . . . . . . . . . . 7
1.2. TRANSMISION ANALOGICA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3. FIBRA OPTICA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3.1. DESCRIPCION FISICA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3.2. PARAMETROS DE LA FIBRA OPTICA. . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4. TIPOS DE FIBRA OPTICA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.1. FIBRA MULTIMODO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.2. FIBRA MULTIMODO CON INDICE GRADUADO. . . . . . . . . . 15
1.4.3. FIBRA MONOMODAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.5. TOPOLOGIA DE RED. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5.1. PRINCIPALES TIPOS DE REDES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.6. TRANSMISION DE LA FIBRA OPTICA. . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.6.1. TRANSMISORES DE MICROONDAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.6.2. TRANSMISORES INFRARROJO Y LASER. . . . . . . . . . . . . . 28
CAPITULO 2.
CONTRATACION, INSTALACION Y GESTION DE ACOMETIDA DE FIBRA
OPTICA PARA BRINDAR SERVICIO DE BANDA ANCHA.
2.1.
DIFERENCIA ENTRE CABLE PAR TRENZADO, CABLE COAXIAL Y
FIBRA OPTICA PARA LA INSTALACION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.1.1. CABLE PAR TRENZADO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
2.1.2. CABLE COAXIAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.1.3. FIBRA OPTICA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
2.2.
CABLES OPTICOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.1. SEGURIDAD EN EL SISTEMA DE FIBRA OPTICA. . . . . . . 35
2.2.2. PLANEACION E INSTALACION DE LA FIBRA OPTICA. . . .35
2.2.3. MANTENIMIENTO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.2.4. PROGRAMAS DE CERTIFICACION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.2.5. ACCESIBILIDAD ECONOMICA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2.6. FABRICANTES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
2.2.7. DISTRIBUIDORES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2.8. INSTALACION Y MANTENIMIENTO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FIBRA OPTICA. . . . . 40
2.4.
COMPONENTES DE LA FIBRA OPTICA. . . . . . . . . . . . . . . .41
2.5.
TIPOS DE CONECTORES QUE USA LA FIBRA OPTICA. . .42
2.5.1. ACOPLADORES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
2.5.2. CONECTORES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
1
CAPITULO 3
FUNCIONAMIENTO Y GESTION DE ANILLOS DE FIBRA OPTICA .
3.1.
TIPOS DE REDES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.2.
ANALISIS GENARACIONAL DE LAS REDES OPTICAS. . . 46
3.2.1. PRIMERA GENERACION DE LAS REDES OPTICAS. . . . . 46
3.2.2. SEGUNDA GENERACION DE LAS REDES OPTICAS. . . . .47
3.2.3. TERCERA GENERACION DE LAS REDES OPTICAS. . . . .48
CAPITULO 4
ENLACES DE FIBRA OPTICA LARGA DISTANCIA Y CABLE SUBMARINO.
4.1.
ENLACES DE RADIO PUNTO A PUNTO. . . . . . . . . . . . . . . .49
4.2.
ENLACES DE FIBRA OPTICA CABLES SUBMARINOS. . . .49
4.3.
CABLES DE LA CENTRAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
4.4.
ENLACES DE FIBRA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
CAPITULO 5.
TECNOLOGIAS DE TRANSMISION DIGITAL Xdsl.
5.1.
ARQUITECTURA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
5.2.
ATM SOBRE ENLACES ADSL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.3.
FAMILIAS XDSL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
5.3.1. ADSL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
5.3.2. ADSL2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
5.3.3. ADSL2+.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.3.4. VDSL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.3.5. HDSL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.3.6. SDSL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.4.
VOZ SOBRE IP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.5.
VENTAJAS DE LA TECNOLOGIA DE VOZ SOBRE IP. . . . . 109
CONCLUSIONES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
REFERENCIA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
GLOSARIO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
2
OBJETIVO
Compara comunicación de telefonía por cable de cobre y fibra óptica, utilizando
las tecnologías.
3
INTRODUCCION
Para navegar por la red mundial de redes, Internet, no sólo se necesitan un
computador, un módem y algunos programas, sino también una gran dosis de
paciencia. El ciberespacio es un mundo lento hasta el desespero. Un usuario
puede pasar varios minutos esperando a que se cargue una página o varias
horas tratando de bajar un programa de la Red a su PC.
Esto se debe a que las líneas telefónicas, el medio que utiliza la mayoría de
los 50 millones de usuarios para conectarse a Internet, no fueron creadas para
transportar vídeos, gráficas, textos y todos los demás elementos que viajan de
un lado a otro en la Red.
Pero las líneas telefónicas no son la única vía hacia el ciberespacio.
Recientemente un servicio permite conectarse a Internet a través de la fibra
óptica.
Origen y Evolución
La Historia de la comunicación por la fibra óptica es relativamente corta. En
1977, se instaló un sistema de prueba en Inglaterra; dos años después, se
producían ya cantidades importantes de pedidos de este material.
Antes, en 1959, como derivación de los estudios en física enfocados a la
óptica, se descubrió una nueva utilización de la luz, a la que se denominó rayo
láser, que fue aplicado a las telecomunicaciones con el fin de que los mensajes
se transmitieran a velocidades inusitadas y con amplia cobertura.
Sin embargo esta utilización del láser era muy limitada debido a que no
existían los conductos y canales adecuados para hacer viajar las ondas
electromagnéticas provocadas por la lluvia de fotones originados en la fuente
denominada láser.
4
Fue entonces cuando los científicos y técnicos especializados en óptica
dirigieron sus esfuerzos a la producción de un ducto o canal, conocido hoy
como la fibra óptica. En 1966 surgió la propuesta de utilizar una guía óptica
para la comunicación.
Esta forma de usar la luz como portadora de información se puede explicar
de la siguiente manera: Se trata en realidad de una onda electromagnética de
la misma naturaleza que las ondas de radio, con la única diferencia que la
longitud de las ondas es del orden de micrómetros en lugar de metros o
centímetros.
El concepto de las comunicaciones por ondas luminosas ha sido conocido
por muchos años. Sin embargo, no fue hasta mediados de los años setenta
que se publicaron los resultados del trabajo teórico. Estos indicaban que era
posible confiar un haz luminoso en una fibra transparente flexible y proveer así
un análogo óptico de la señalización por alambres electrónicamente.
El problema técnico que se había de resolver para el avance de la fibra
óptica residía en las fibras mismas, que absorbían luz que dificultaba el
proceso. Para la comunicación práctica, la fibra óptica debe transmitir señales
luminosas detestables por muchos kilómetros. El vidrio ordinario tiene un haz
luminoso de pocos metros. Se han desarrollado nuevos vidrios muy puros con
transparencias mucho mayores que la del vidrio ordinario. Estos vidrios
empezaron a producirse a principios de los setenta. Este gran avance dio
ímpetu a la industria de fibras ópticas. Se usaron láseres o diodos emisores de
luz como fuente luminosa en los cables de fibras ópticas. Ambos han de ser
miniaturizados para componentes de sistemas fibro-ópticos, lo que ha exigido
considerable labor de investigación y desarrollo. Los láseres generan luz
"coherente" intensa que permanece en un camino sumamente estrecho. Los
diodos emiten luz "incoherente" que ni es fuerte ni concentrada. Lo que se
debe usar depende de los requisitos técnicos para diseñar el circuito de fibras
ópticas dado.
5
Capitulo I. Introducción a las telecomunicaciones
1.1. Objetivo de la telecomunicación
El objetivo de las telecomunicaciones es llevar la información generada por
algo o alguien en un sitio a otro lugar distante, donde se entregará a su destino
con la fidelidad suficiente para que la pueda entender o ver perfectamente.
•
Llevamos la imagen de personas o paisajes a nuestro receptos de TV.
•
Llevamos la musica o la voz del locutor a nuestro aparato de radio.
•
Mantenemos una conversación entre dos personas.
•
Hablamos con un ordenador(computadora) para que no informe de algo.
El ejemplo de una comunicación entre personas nos introduce los primeros
bloques funcionales:
FIG. 1.1. Bloques funcionales básicos
Emisor: Conjunto de elementos que transforman la información de la fuente -la
voz en la figura- en señales que a su vez se modifican para transmitirlas a
través del canal.
Receptor: Toma las señales recibidas que le interesan y las transforma para
que el destinatario oiga al que habla.
Canal: Medio a través del cual viajan las señales del emisor al receptor. Es en
él donde la señal sufre mayor deformación debido a dos fenómenos:
• Atenuación: la potencia inicial de la señal se va disipando a medida que
viaja por el.
• Distorsion: es a su vez la consecuencia de dos causas.
6
• Ruido: el canal capta señales radioeléctricas de diversa procedencia. Su
nivel se reparte mas o menos por igual en toda nuestra banda. Cuando
la señal procede de otro canal cercano al fenómeno se
le llama
diafonía.
•
El canal no se comporta por igual en toda la banda de frecuencias que
enviamos.
1.2. Transmisión analógica: sus bloques funcionales
Adaptador: Un adaptador telefónico analógico (ATA), también conocido como
el adaptador de telefonía analógica, es un dispositivo electrónico utilizado para
permitir que uno o más teléfonos analógicos o máquinas de facsímil para Voz
sobre Protocolo de Internet (VoIP) llamadas y faxes. Un adaptador telefónico
analógico, básicamente, crea una conexión física mediante el uso de cables de
teléfono y de Internet entre un teléfono convencional o fax y un ordenador o
una Ethernet de puerta de enlace. El ATA por lo general viene con un teléfono
digital y de Internet el proveedor del plan, pero también puede ser comprado
independientemente. El adaptador telefónico analógico hace llamadas de voz y
envío de faxes a través de Internet es posible sin que el usuario la necesidad
de actualizar los sistemas tradicionales de telefonía.
Ventajas de utilizar un adaptador telefónico analógico
Hacer las llamadas de voz y envío de faxes a través de Internet es
significativamente más barato que hacerlo en líneas de teléfono tradicionales.
No hay ninguna pérdida de funcionalidad como el desvío de llamadas, llamada
de conferencia, y otras características pueden ser incluidas en planes de
suscripción de VoIP.
El adaptador de teléfono analógico que permite al usuario aprovechar de
inmediato el menor de los costos implicados en la realización de llamadas a
través de Internet. También elimina la necesidad de deshacerse de los
teléfonos existentes y reemplazarlos con los teléfonos IP especializados.
Además, también se ATAs más barato que en general especializados digital
7
VoIP teléfonos que son capaces de dirigir el puerto USB o Ethernet pasarela
conectividad.
Amplificador: Aumenta la potencia de la señal. La energía necesaria la
obtiene de la fuente de alimentación.
Suele llevar asociado un atenuador a su entrada para ajustar el nivel de
potencia de la señal.
Un amplificador es todo dispositivo que, mediante la utilización de energía,
magnifica la amplitud de un fenómeno. Aunque el término se aplica
principalmente al ámbito de los amplificadores electrónicos, también existen
otros tipos de amplificadores, como los mecánicos, neumáticos, e hidráulicos,
como los gatos mecánicos y los boosters usados en los frenos de potencia de
los automóviles.
Un módem es un dispositivo que sirve para modular y desmodular (en
amplitud, frecuencia, fase u otro sistema) una señal llamada portadora
mediante otra señal de entrada llamada moduladora. Se han usado modems
desde los años 60 o antes del siglo XX, principalmente debido a que la
transmisión directa de las señales electrónicas inteligibles, a largas distancias,
no es eficiente, por ejemplo, para transmitir señales de audio por el aire, se
requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos de metros) para su
correcta recepción. Es habitual encontrar en muchos módems de red
conmutada la facilidad de respuesta y marcación automática, que les permiten
conectarse cuando reciben una llamada de la RTC (Red Telefónica
Conmutada) y proceder a la marcación de cualquier número previamente
grabado por el usuario. Gracias a estas funciones se pueden realizar
automáticamente todas las operaciones de establecimiento de la comunicación.
De-modulador: Mezclando la señal modulada con la portadora obtiene la señal
moduladora original.
Fuente: Generador de la información a transmitir. En este caso la voz.
En el caso del vídeo es la luz que emite un objeto, paisaje o persona.
8
Filtro: Selecciona la banda de frecuencias que se desea y se descarta el resto
del espectro. Tipos
Filtro paso bajo: Un filtro paso bajo corresponde a un filtro caracterizado por
permitir el paso de las frecuencias más bajas y atenuar las frecuencias más
altas. El filtro requiere de dos terminales de entrada y dos de salida, de una
caja negra, también denominada cuadripolo o bipuerto, así todas las
frecuencias se pueden presentar a la entrada, pero a la salida solo estarán
presentes las que permita pasar el filtro. De la teoría se obtiene que los filtros
están caracterizados por sus funciones de transferencia, así cualquier
configuración de elementos activos o pasivos que consigan cierta función de
transferencia serán considerados un filtro de cierto tipo.
Deja pasar todo el espectro por debajo de un valor de frecuencia.
Filtro pasó banda: Un filtro paso alto (HPF) es un tipo de filtro electrónico en
cuya respuesta en frecuencia se atenúan las componentes de baja frecuencia
pero no las de alta frecuencia, éstas incluso pueden amplificarse en los filtros
activos. La alta o baja frecuencia es un término relativo que dependerá del
diseño y de la aplicación.
Deja pasar una banda de frecuencias entre dos valores.
Filtro paso alto: Deja pasar todo el espectro por encima de un valor de
frecuencia.
Filtro banda eliminada: Elimina una banda de frecuencias entre dos valores y
deja pasar el resto.
Igualador: Compensa la desigual respuesta en frecuencia del canal.
9
Modulador: Mezclando la señal moduladora de la banda base con la
portadora, traslada en el espectro de frecuencias de la fuente en torno a la
frecuencia portadora.
Oscilador: Generador de una señal sinusoidal, con una frecuencia única y
estable que se usa como portadora.
Transductores: Transforman la energía de una naturaleza en otro tipo de
energía.
En el caso del teléfono el micrófono transforma las variaciones de presión de
las ondas sonoras en señales eléctricas. su banda de frecuencias, llamada
banda base, coincide con la de la fuente.
El auricular transforma las señales eléctricas en variaciones de presión en el
aire produciendo ondas sonoras. El altavoz tiene la misma función que el
auricular, aunque su potencia sonora sea mayor.
La cámara de video es el transductor, si es la imagen lo que queremos
transmitir. La pantalla del televisor es el transductor que nos transforma las
señales eléctricas en luz.
Señal eléctrica débil
banda base amplia.
Sonido
Señal
moduladora
Señal eléctrica amplificada
banda base seleccionada..
Banda de frecuencias
adecuada al canal.
Señal potente
Portadora
FIG 1.2.1 Emisor analógico: esquema general
10
Señal eléctrica atenuada y distorsionada.
Señal eléctrica amplificada y
sin distorsión.
Banda base seleccionada.
Señal modulada..
Señal potente.
Portadora
FIG 1.2.2. Receptor analógico: esquema general
La transmisión la usamos porque la distorsión es suficientemente pequeña
porque es la que hemos diseñado y se mantiene hasta el receptor mientras no
haya errores, al contrario de la analógica que se va degradando más y más.
Bloques funcionales de la transmisión:
Codificación: A cada muestra de la señal se le asigna un valor discreto y se
codifica en binario.
Los infinitos valores distintos que puede tener una señal analógica en un
instante se asocian a un número finito de valores. En el caso de la voz se usa
un Byte con 256 valores posibles.
Conversor digital-analógico: A cada valor obtenido saca un nivel de señal. La
señal sigue sin ser analógica pues sigue tomando sólo el mismo conjunto de
valores. Podríamos decir que va a "saltitos"
Decodificador: Reconstruye los valores de la señal a partir de el tren de bits.
Realiza el proceso inverso al codificador.
11
Muestreo: es el proceso por el que se toman muestras periódicas de la señal.
Para poder reconstruir la señal es necesario que se tomen muestras con una
frecuencia superior al doble de la frecuencia máxima de la banda base.
Regenerador de impulsos: Compara la señal distorsionada que llega con un
valor umbral. Si está por encima le asigna un uno y si por debajo un cero. Así
obtenemos un tren de impulsos equivalente al que envió el emisor.
Transductor
Sonido
Amplificador.
Señal eléctrica débil
banda base amplia.
Señal eléctrica banda
base seleccionada
Filtro.
Señal potente
Amplificador.
Adaptador.
Cana
FIG 1.2.3 Emisor digital: esquema general
12
Adaptador
Señal electrica atenuada y distorsionada.
Banda base seleccionada.
Sonido.
Señal potente.
Filtro
Amplificador
Transductor
FIG 1. 2. 4. Receptor digital: esquema general
1.3 Fibra óptica.
1.3.1Descripción Física
Es un medio fino (entre 2 y125µm), transporta rayos de luz. El material con
el que esta construido puede ser de plástico, vidrio o silicio. Existen dos tipos:
monomodo y multimodo.
El espectro de la frecuencia electromagnética total se extiende de las
frecuencias subsónicas a los rayos cósmicos;
El espectro de frecuencia de luz se puede dividir en tres zonas generales:
1. Infrarroja
2. Visible
3. Ultravioleta
Los bloques principales de un enlace de comunicaciones de fibra óptica son:
•
Transmisor
•
Receptor
•
Guía de fibra
13
El transmisor consiste de una interfase analógica o digital, un conversor de
voltaje a corriente, una fuente de luz y un adaptador de fuente de luz a fibra.
La guía de fibra es un vidrio ultra puro o un cable plástico.
El receptor incluye un dispositivo conector, un foto detector, un conversor de
corriente a voltaje un amplificador de voltaje y una interfase analógica o digital.
La fibra óptica consiste de un núcleo de fibra de vidrio o plástico, una
cubierta y una capa protectora. El dispositivo de acoplamiento del receptor
también es un acoplador mecánico.
El detector de luz generalmente es un diodo PIN o un APD (fotodiodo de
avalancha). Ambos convierten la energía de luz en corriente. En consecuencia,
se requiere un conversor corriente a voltaje que transforme los cambios en la
corriente del detector a cambios de voltaje en la señal de salida.
1.3.2. Parámetros de fibra óptica.
Longitud de onda: es la distancia entre puntos similares de cualquier onda. Por
ejemplo, entre cresta y cresta o entre valle y valle.
Ventanas de operación: es el rango de longitudes de onda con los que una
fibra óptica opera mejor.
Frecuencia: se mide en Hertz y es el número de ondas por segundo.
Ancho de banda: sirve para estimar la cantidad de información que un sistema
puede transportar, de forma que cada pulso de luz pueda ser distinguido de los
otros por el reflector.
Atenuación: es la pérdida de energía óptica en un determinado trayecto.
Dispersión: es el parámetro que afecta la capacidad de transmisión de datos de
una fibra; a mayor dispersión, menor la capacidad de transmisión de datos.
14
1.4 Tipos básicos de fibras ópticas.
•
Multimodales
•
Multimodales con índice graduado
•
Monomodales
1.4.1 Fibra multimodo.
En este tipo de fibra viajan varios rayos ópticos reflejándose a diferentes
ángulos como se muestra en la figura. 1.4.1.1
Cubierta exterior
Nucleo
Recubrimiento
FIG.1.4.1.1 Fibra Multimodo.
rayos ópticos recorren diferentes distancias y se desfasan al viajar dentro de la
fibra. Por esta razón, la distancia a la que se puede trasmitir esta limitada.
1.4.2 Fibra multimodo con índice graduado.
En este tipo de fibra óptica el núcleo esta hecho de varias capas
concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción. La
propagación de los rayos en este caso siguen un patrón similar mostrado en la
figura.1.4.2.1.
15
FIG.1.4.2.1 Fibra Multimodo con índice graduado.
En estas fibras él numero de rayos ópticos diferentes que viajan es menor y,
por lo tanto, sufren menos el severo problema de las multimodales.
1.4.3 Fibra monomodal.
Esta fibra óptica es la de menor diámetro y solamente permite viajar al rayo
óptico central. No sufre del efecto de las otras dos pero es más difícil de
construir y manipular. Es también más costosa pero permite distancias de
transmisión mayores.
FIG. 1.4.3.1. Fibra Monomodo.
La fibra óptica ha venido a revolucionar la comunicación de datos ya que tiene
las siguientes ventajas:
•
Gran ancho de banda (alrededor de 14Hz)
•
Muy pequeña y ligera
•
Muy baja atenuación
•
Inmunidad al ruido electromagnético
16
Para transmitir señales por fibra óptica se utiliza modulación de amplitud
sobre un rayo óptico, la ausencia de señal indica un cero y la presencia un uno.
La transmisión de fibra óptica es unidireccional. Actualmente se utilizan
velocidades de transmisión de 50, 100 y 200 Mbps, pero experimentalmente se
han transmitido hasta Gbps sobre una distancia de 110 Kms.
1.5. Topología de red .
Por topología de una red se entiende la forma en la que se conectan
electrónicamente los puntos de dicha red. Las topologías existentes son: bus,
árbol y estrella.
Se han de tener en cuenta una serie de factores al seleccionar como más
adecuada una topología, se describen seguidamente:
Complejidad. Este factor afecta a la instalación y mantenimiento de todo el
cableado
Respuesta. El tráfico que puede soportar el sistema
Vulnerabilidad. La susceptibilidad de la topología a fallos o averías
Aplicación. El tipo de instalación en el que es más apropiada la topología
Expansión. La facilidad de ampliar la red y añadir dispositivos para cubrir
grandes distancias.
•
Topología en BUS
Todas las estaciones (nodos) comparten un mismo canal de transmisión
mediante un cable (frecuentemente coaxial). En la fig. 1.5.1 se muestran las
estaciones que usa este canal para comunicarse con el resto.
17
FIG 1.5.1 Red Bus.
Los factores de evaluación respecto a esta red son:
Aplicación. Se usan en pequeñas redes y de poco tráfico
Complejidad. Suelen ser relativamente sencillas
Respuesta. Al aumentar la carga la respuesta se deteriora rápidamente.
Vulnerabilidad. El fallo de una estación no afecta a la red. Los problemas en el
bus son difíciles de localizar, aunque fáciles de subsanar.
Expansión. Es muy sencilla.
Análisis comparativo
Ventajas
El medio de transmisión es totalmente pasivo
Es sencillo conectar nuevos dispositivos
Se puede utilizar toda la capacidad de transmisión disponible
Es fácil de instalar
Inconvenientes
El interfaz con el medio de transmisión ha de hacerse con dispositivos
inteligentes
A veces los mensajes interfieren entre sí
El sistema no reparte equitativamente los recursos
La longitud del medio de transmisión no supera habitualmente los dos
kilómetros
•
Topología en Anillo
En la fig. 1.5.2 se muestran como las estaciones se conectan formando un
anillo. Ningún nodo controla totalmente el acceso a la red.
18
FIG 1.5.2 Red en anillo.
Los factores de evaluación respecto a esta red son:
Aplicación. Es útil cuando se ha de asignar la capacidad de la red de forma
equitativa, o cuando se precisen velocidades muy altas a distancias cortas,
para un pequeño número de estaciones.
Complejidad. La parte física suele ser complicada.
Respuesta. Con tráfico muy elevado la respuesta permanece bastante estable,
sin embargo el tiempo de espera medio es bastante elevado.
Vulnerabilidad. El fallo de una sola estación o de un canal puede hacer que no
sea operativo el sistema completo. Un fallo es difícil de localizar y no es posible
la reparación inmediata.
Expansión. Es bastante sencillo el añadir o suprimir estaciones.
Análisis comparativo
Ventajas
La capacidad de transmisión se reparte equitativamente
La red no depende de un nodo central
Se simplifica al máximo la transmisión de mensajes
Es sencillo enviar un mismo mensaje a todas las estaciones
El tiempo de acceso es aceptable, incluso con mucho tráfico
El índice de errores es muy pequeño.
Se pueden alcanzar velocidades de transmisión elevadas.
Inconvenientes
La fiabilidad de la red depende de los repetidores
La instalación es bastante complicada.
19
•
Topología en Estrella
En la fig. 1.5.3 se muestran todas las estaciones que están conectadas por
separado a un nodo central, no estando conectadas directamente entre sí.
FIG 1.5.3 Red en estrella.
Los factores de evaluación respecto a esta red son:
Aplicación. Es la mejor forma de integrar servicios de datos y voz
Complejidad. Puede ser una configuración bastante complicada. Cada estación
a su vez puede actuar como nodo de otras.
Respuesta. Es bastante buena para una carga moderada del sistema. Afecta
mucho la potencia del nodo central.
Vulnerabilidad. Si falla el servidor central, se detiene la actividad de la red.. El
fallo de una sola estación no afecta al funcionamiento del sistema
Expansión. Es muy restringida. Es lógico, pues se ha de proteger el nodo
central de sobrecargas.
Ventajas
Es ideal si hay que conectar muchas estaciones a una
Se pueden conectar terminales no inteligentes
Las estaciones pueden tener velocidades de transmisión diferentes
Permite utilizar distintos medios de transmisión
Se puede obtener un elevado nivel de seguridad
Es fácil la detección de averías
Inconvenientes
Es susceptible de averías en el nodo central
Es elevada en precio
La instalación del cableado es cara
20
La actividad que ha de soportar el servidor, hace que las velocidades de
transmisión sean inferiores a las de las otras topologías.
1.5.1 Principales tipos de redes
Las redes se distinguen primeramente por la distancia existente entre sus
terminales, clasificándose en:
WAN: Redes de Área Remota que interconexionan sistemas geográficamente
dispersos.
LAN: Redes de Área Local que conectan sistemas próximos.
PAN: Redes de Área Personal, que conectan sistemas muy próximos.
Como medio físico o canal de comunicación se usan el aire o cables (par
trenzado, coaxial y fibra óptica). No se puede hablar de uno mejor que otro,
sino de cuál es el más adecuado a cada necesidad y dependerá de las
prestaciones, coste, fiabilidad de instalación y capacidad de integración con
otros sistemas.
Se diferencian también por la velocidad de transmisión. Esta se mide en bits
por segundo frecuentemente confundida con baudios. El baudio es una unidad
de velocidad de señalización, o de modulación, igual al número de condiciones
discretas o símbolos que se suceden en la línea, por segundo. La velocidad de
transmisión en baudios coincide con la velocidad de transmisión en bits, sólo si
cada símbolo representa un bit. Un baudio es el inverso del intervalo del pulso
más corto de señalización medido en segundos.
Un modem a una velocidad de 2400 bits, mediante un sistema de
modulación cuaternario por modulación de fase, transmite 1200 símbolos por
segundo, y por lo tanto la velocidad de modulación es de 1200 baudios. Un
sistema que no emplee bit de parada ni de arranque tiene una velocidad de
transmisión en bits igual a la velocidad de modulación en baudios.
21
El intercambio de información entre los distintos dispositivos tiene que estar
regido por unos PROTOCOLOS, o lenguajes de diálogo que lo regulen.
Consisten en un conjunto de normas comunes para establecer la comunicación
tanto para el receptor como para el emisor. En el inicio de la industria
informática, cada fabricante intentaba idear una serie de procedimientos, con
los cuales podía controlar la información y así monopolizar el mercado de las
ventas de los distintos elementos que componen la informática. Con el paso del
tiempo esta industria se ha extendido tanto, que surgió la necesidad de
compatibilizar los procedimientos de la información. Actualmente existen
asociaciones de fabricantes de ordenadores, y organizaciones internacionales
como por ejemplo ISO, que establecen unas recomendaciones sobre los
procedimientos normalizados de comunicación, que van a gobernar ese
intercambio de información. Un protocolo es pues, un conjunto de
procedimientos normalizados o estandarizados que gobiernan el intercambio
de comunicaciones, acuerdos o convenios que se adoptan para poder
establecer una comunicación correcta; afectan a las frecuencias de las señales,
reconocimiento de la conexión, código de recepción y emisión, control de
errores, control de la sincronía, inicio de las operaciones, establecimiento de
los caminos por lo que irán los mensajes, asegurar que los datos han sido
recibidos, etc.
Al hablar de "hardware" de red no hay más remedio que hablar de los
desarrollos que existen en el mercado de ciertas normas creadas por el IEEE
(Institute of Electrical and Electronics Engineers)Instituto de Ingeniería Eléctrica
y Electrónica. Cada una de estas normas engloba toda una serie de
características entre las que destacan la topología, velocidad de transferencia y
tipos de cable. Para no entrar en temas excesivamente técnicos se describen
dos: Ethernet y Token Ring.
ETHERNET
Utiliza topología bus. Como su velocidad de transferencia es alta (las
versiones más modernas alcanzan hasta el Gbit/s) puede ser utilizada en redes
medias e incluso grandes. Pero, debido a su método de acceso, las
prestaciones pueden caer si el tráfico es muy intenso. Por ello es
22
recomendable estudiar el tipo de aplicaciones que se van a utilizar en la red.
Fue el primer hardware de red presentado en el mercado, siendo ahora el más
popular. La mayoría de fabricantes de ordenadores tienen implementaciones
sobre Ethernet y gracias a ello, la conectividad con esta red es muy fácil. Utiliza
cable coaxial de dos tipos y en su versión más moderna (10 Base T), cable
UTP. Recomendada para entornos en los que deba convivir con equipos Digital
o comunicaciones TCP/IP .
TOKEN RING
Hasta hace poco tiempo fue la red IBM por excelencia. Cuenta con versiones
de 4 y 16 Mbits lo que la hacía hasta hace poco tiempo una de las más
utilizada en redes grandes. Utiliza topología en anillo aunque en realidad el
cable se hace en estrella. Ideal para conectividad con IBM. Actualmente cada
vez se usa menos.
FIG 1.5.1.1. Sistemas Operativos de red.
Multitarea: Para atender las peticiones de muchos usuarios a la vez deben ser
capaces de realizar varias tareas simultáneamente. De esta forma pueden
realizar una lectura en disco al mismo tiempo que reciben otra petición a través
de la red o imprimen un texto enviado por una estación de trabajo.
Direccionamiento: Deben ser capaces de controlar grandes capacidades de
disco, ya que éstos van a ser utilizados por más de un usuario. Para controlar
gran capacidad de disco duro, necesitaran gran cantidad de memoria que
deben direccionar.
23
Control de acceso: Si desea que los datos de todos los usuarios no dañados
por error de una de ellos, el sistema operativo de red deberá incorporar un
sistema que permita a los usuarios acceder sólo a los datos imprescindibles
para su trabajo en la red.
Seguridad de datos: El disco duro de un servidor de ficheros almacena
muchos datos, muchos más que el de un PC aislado. Preservarlos justifica
tener un sistema de seguridad que evite que un fallo de los componentes cause
su perdida. Por ello los sistemas operativos de red tienen sistema de tolerancia
de fallos que funcionan de forma automática y transparente para los usuarios.
Interfase de usuario: Los usuarios deben seguir teniendo en su pantalla la
misma apariencia que les ofrecía el entorno local. El acceso a los periféricos de
la red debe ser transparente y de la misma forma que si estuviera conectado en
su estación. Sólo con ello se conseguirá facilidad de uso en la red.
1.6 Transmisión por Fibra Óptica
En un sistema de transmisión por fibra óptica existe un transmisor que se
encarga de transformar las ondas electromagnéticas en energía óptica o en
luminosa, por ello se le considera el componente activo de este proceso. Una
vez que es transmitida la señal luminosa por las minúsculas fibras, en otro
extremo del circuito se encuentra un tercer componente al que se le denomina
detector óptico o receptor, cuya misión consiste en transformar la señal
luminosa en energía electromagnética, similar a la señal original. El sistema
básico de transmisión se compone en este orden, de señal de entrada,
amplificador, fuente de luz, corrector óptico, línea de fibra óptica (primer tramo),
empalme, línea de fibra óptica (segundo tramo), corrector óptico, receptor,
amplificador y señal de salida (tercer tramo).
En resumen, se puede decir que este proceso de comunicación, la fibra
óptica funciona como medio de transportación de la señal luminosa, generado
por el transmisor de LED'S (diodos emisores de luz) y láser.
24
Los diodos emisores de luz y los diodos láser son fuentes adecuadas para
la transmisión mediante fibra óptica, debido a que su salida se puede controlar
rápidamente por medio de una corriente de polarización. Además su pequeño
tamaño, su luminosidad, longitud de onda y el bajo voltaje necesario para
manejarlos son características atractivas.
Un filamento de vidrio sumamente delgado y flexible (de 2 a 125 micrones)
capaz de conducir rayo ópticos (señales en base a la transmisión de luz). Las
fibras ópticas poseen capacidades de transmisión enormes, del orden de miles
de millones de bits por segundo. Se utilizan varias clases de vidrios y plásticos
para su construcción.
Una fibra es un conductor óptico de forma cilíndrica que consta del núcleo
(core), un recubrimiento (clading) que tienen propiedades ópticas diferentes de
las del núcleo y la cubierta exterior (jacket) que absorbe los rayos ópticos y
sirve para proteger al conductor del medio ambiente así como darle resistencia
mecánica.
Además, y a diferencia de los pulsos electrónicos, los impulsos luminosos
no son afectados por interferencias causadas por la radiación aleatoria del
ambiente.
Capacidad de transmisión: La idea de que la velocidad de transmisión depende
principalmente del medio utilizado, se conservo hasta el advenimiento de las
fibras ópticas, ya que ellas pueden transmitir a velocidades mucho más altas de
lo que los emisores y transmisores actuales lo permiten, por lo tanto, son estos
dos elementos los que limitan la velocidad de transmisión.
1. Mayor capacidad debido al ancho de banda mayor disponible en
frecuencias ópticas.
2. Inmunidad a transmisiones cruzadas entre cables, causadas por
inducción magnética.
3. Inmunidad a interferencia estática debida a las fuentes de ruido.
25
4. Resistencia a extremos ambientales. Son menos afectadas por líquidos
corrosivos, gases y variaciones de temperatura.
5. La seguridad en cuanto a instalación y mantenimiento. Las fibras de
vidrio y los plásticos no son conductores de electricidad, se pueden usar
cerca de líquidos y gases volátiles.
La fibra es el soporte ideal por todas las ventajas que brinda, tales como:
1. Supresión de ruidos en las transmisiones.
2. Red redundante.
3. Conexión directa desde centrales hasta su empresa.
4. Alta confiabilidad y privacidad en sus comunicaciones telefónicas.
5. Posibilidad de daño casi nula.
6. Tiempos de respuesta mínimos en la reparación de daños.
7. Mayor número y rapidez en la solicitud y entrega de nuevos servicios.
8. Gran ancho de banda
También la fibra óptica es una plataforma para la prestación de otros servicios,
como:
1. Transmisión de datos de Alta Velocidad
2. Enlaces E1 (2Mb/s) para conexión de PABX
3. La posibilidad en el futuro de conexión de nuevos servicios como
multimedia o sistemas de televisión por cable.
Al igual que en la atenuación, la distancia máxima que puede alcanzarse
esta muy relacionada con el tipo de fibra. En las versiones sencillas se logran
distancias típicas de 2 Km entre el transmisor y en receptor, con fibras y
equipos mas sofisticados las distancias pueden ir hasta los 2.5 Kms sin
repetidor. Aplicaciones de laboratorio han permitido alcanzar distancias de 111
Kms a 5 Gbps sin la necesidad de los repetidores.
26
1.6.1Transmisores de microondas
Los transmisores y receptores de microondas, especialmente satélites, se
usan para transmitir señales a grandes distancias a través de la atmósfera.
Líneas aéreas, se trata del medio mas sencillo y antiguo que consiste en la
utilización de hilos de cobre de aluminio recubierto de cobre, mediante las que
se configuran circuitos compuestos por un par de cables. Se han heredado las
líneas ya existentes en telegrafía y telefonía.
Microondas, es un sistema que se usa el espacio aéreo como medio físico de
transmisión. La información se transmite en forma digital a través de ondas de
radio de muy corta longitud. Pueden diseccionarse múltiples canales a
múltiples estaciones dentro de un enlace dado, o puede establecer enlaces
punto a punto. Las estaciones consisten en una antena tipo plato y de circuitos
que interconectan la antena con la cuales sean, terminal del usuario.
Los sistemas de microondas terrestres han abierto una puerta a los problemas
de transmisión de datos, sin importar cuales sean, aunque sus aplicaciones no
estén restringidas a este campo solamente. Las microondas están definidas
como un tipo de onda electromagnética situada en el intervalo del milímetro al
metro y cuya propagación puede efectuarse por el interior de tubos metálicos.
Es en si una onda de corta longitud. Tiene como características que su ancho
de banda varia en los 300 a 3000Mhz, aunque con algunos canales de banda
superior, entre 3.5 GHz y 26 GHz. Es usado como enlaces de una empresa y
un centro que funcione como centro de conmutación del operador, o como un
enlace entre redes LAN.
Para la comunicación de microondas terrestre se deben usar antenas
parabólicas, las cuales deben estar alineadas a tener visión directa entre ellas,
además entre mayor sea la altura mayor el alcance, sus problemas se dan
perdidas de datos por atenuación e interferencias, y es muy sensible a malas
condiciones atmosféricas
Microondas terrestre, suele utilizarse antenas parabólicas. Para conexiones a
larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas
parabólicas.
Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas que se
necesitan menos repetidores y amplificadores, aunque se necesitan antenas
alineadas, Se usan para la transmisión de televisión y voz.
27
Microondas por satélite: El satélite recibe las señales y las amplifica o
retransmite en la dirección adecuada. Para mantener la alineación del satelite
con los receptores y emisores de la tierra, el satelite debe ser geoestacionario.
Se suele utilizar este sistema para:
•
Difusión de televisión.
•
Transmisión telefónica a alarga distancia.
•
Redes privadas.
1.6.2 Transmisores infrarrojos y láser
Son análogos a los de microondas. También usan la atmósfera como medio,
sin embargo sólo son válidos para distancias cortas, ya que la humedad,
niebla, obstáculos y otros fenómenos ambientales pueden causar problemas de
transmisión.
Conectividad en distancias cortas
Las redes de área personal (PAN) como tecnología de tercera generación,
significan un impulso al proceso de convergencia entre las industrias
informática y de comunicaciones. Desde el momento en que los teléfonos
móviles se empiecen a utilizar masivamente como ordenadores (como ejemplo
el Nokia N96) se producirá una reestructuración del mercado.
Las interferencias constituyen un problema en la tecnología radio en
general, que se manifiesta activamente en VLAN y también en distancias cortas
o PAN por cuanto trabaja en la banda sin licencia IMS de 2.4 GHz, como los
hornos de microondas tanto domésticos como industriales. En particular, es de
gran relevancia la problemática ligada al efecto de las interferencias en
sistemas de radio producidas por los hornos de microondas.
28
Modems
Un MODEM convierte señales digitales a analógicas (audio) y viceversa,
mediante la modulación y demodulación de una frecuencia portadora. Se usan
para transmitir las señales a través de líneas telefónicas. Las prestaciones de
velocidad se han ido mejorando paulatinamente, hasta los actuales 56
kbaudios. Una tecnología que soporta velocidades superiores y gran calidad es
la denominada ISDN o RDSI (Red Digital de Servicios Integrados), que como
su nombre indica usa líneas telefónicas digitales. La desventaja es su precio
más elevado. Este sistema consta de dos líneas de 64 k de velocidad que se
pueden, mediante software, usar como una de 128 k, aunque como es lógico
se paga la transmisión por las dos líneas (es decir cuesta el doble). Es una
tecnología que cada vez se usa menos.
Una variante es la conocida como ADSL, (Asymmetrical Digital Subscriber
Line), útil para el acceso a Internet, pues permite la transmisión de información
con una velocidad de hasta 8 Mbps, y es interoperativa con el sistema RDSI.
Algunas variantes recientes como ADSL2+ transmiten con velocidad teórica de
hasta 20 Giga
29
Capitulo 2
- Contratación, Instalación y Gestión de
Acometida de Fibra Óptica para brindar servicio de
Banda Ancha.
Con motivo de la normalización de interfaces existentes, se dispone de
los sistemas de transmisión por fibra óptica para los niveles de la red de
telecomunicaciones públicas en una amplia aplicación, contrariamente para
sistemas de la red de abonado (línea de abonado), hay ante todo una serie de
consideraciones.
Para la conexión de un teléfono es completamente suficiente con los
conductores de cobre existentes. Precisamente con la implantación de los
servicios en banda ancha como la videoconferencia, la videotelefonía, etc, la
fibra óptica se hará imprescindible para el abonado. Con el BIGFON (red
urbana integrada de telecomunicaciones en banda ancha por fibra óptica) se
han recopilado amplias experiencias en este aspecto.
2.1. Diferencia entre cable par trenzado, cable coaxial y fibra
óptica para la instalación.
2.1.1. Cable par trenzado.
La utilización del par trenzado tiende a disminuir la interferencia
electromagnética. Este tipo de medio es el mas utilizado debido a su coste (se
utiliza mucho en telefonía) pero su inconveniente principal es su poca velocidad
de transmisión y su corta distancia de alcance. Se utilizan con velocidad
inferiores al MHz (de aproximadamente 250 KHz). Se consiguen velocidades
de hasta 16 Mbps. Con estos cables, se pueden transmitir señales analógicas
Digitales.
Existen dos tipos de cables par trenzado: cable de par trenzado sin apantallar
(UTP) Y par trenzado apantallado (STP).
El cable par trenzado se utiliza si:
30
•
La LAN tiene una limitación de presupuesto.
•
Se desea una instalación relativamente sencilla, donde las conexiones
de los equipos sea simple.
No se utiliza el cable de para trenzado si:
• La LAN necesita un gran nivel de seguridad y se debe estar
absolutamente seguro de la integridad de los datos.
• Los datos se deben transmitir a largas distancias y a altas velocidades.
Este cable, aunque es más caro que el par trenzado, se puede utilizar a más
larga distancia, con velocidades de transmisión superiores, menos
interferencias y permite conectar mas estaciones. Se suele utilizar para
televisión, telefonía a larga distancia, redes de área local, conexión de
periféricos a corta distancia, etc. Se utiliza para transmitir señales analógicas o
digitales. Sus inconvenientes principales son: atenuación, ruido térmico, ruido
de intermodulación.
Para señales analógicas se necesita un amplificador cada pocos kilómetros y
para señales digitales un repetidor a cada kilómetro.
2.1.2. Cable Coaxial
El cable coaxial es mas resistente a interferencias y atenuación que el cable
de par trenzado.
Tipos de cable coaxial.
• Cable fino (Tinnet).
• Cable grueso (Thicknet).
El tipo de cable coaxial mas apropiado depende de las necesidades de la
red en particular.
Utilice el cable coaxial si necesita un medio que pueda:
• Transmisión voz, video y datos.
• Transmisión datos a distancias mayores de los que es posible con
cableado mas caro.
• Ofrece una tecnología familiar con una seguridad de los datos aceptable.
31
2.1.3. Fibra óptica.
Es el medio de transmisión novedoso que esta reemplazando el par
trenzado y el cable coaxial en casi todos los campos. En estos días lo podemos
encontrar en televisión por cable y telefonía.
En este medio los datos se transfieren mediante un haz confinado de
naturaleza óptica, de ahí su nombre, es mucho mas caro y difícil de manejar
pero sus ventajas sobre los otros medios lo convierten muchas veces en una
buena elección al momento de observar rendimiento y calidad de transmisión.
En el cable de fibra óptica las señales que transportan son señales digitales
de datos en forma de pulsos modulados de luz. Esta es una forma
relativamente segura de enviar datos debido a que, a diferencia de los cables
de cobre que llevan los datos en forma de señales electrónicas, los cables de
fibra óptica transportan impulsos no eléctricos. Esto significa que el cable de
fibra óptica no se puede pinchar y sus datos no se pueden robar.
El cable de fibra óptica es apropiado para transmitir datos a velocidades
muy altas y con grandes capacidades debido a la carencia de atenuación de la
señal y a su pureza.
Las transmisiones del cable de fibra óptica no están sujetas a
intermodulaciones eléctricas y son extremadamente rápidas, conmumente
transmiten a unos 100 Mbps, con velocidades demostradas de hasta 1 Gbps.
Pueden transportar una señal (el pulso de luz) varios kilómetros.
El cable de fibra óptica se utiliza si:
• Necesita transmitir datos a velocidades muy altas y a grandes distancias
en un medio muy seguro.
El cable de fibra óptica no se utiliza si:
• Tiene un presupuesto limitado.
• No tiene el suficiente conocimiento para instalar y conectar los
dispositivos de forma apropiada.
32
TABLA 2.1.1 Comparación de los medios de comunicación.
Características
Fibra Óptica Coaxial
Longitud de la Bobina (mts)
2000
230
Peso (kgs/km)
190
7900
Diámetro (mm)
14
58
Radio de Curvatura (cms)
14
55
Distancia entre repetidores (Kms)
40
1.5
Atenuación (dB / km) para un Sistema de 56
Mbps
0.4
40
2.2. Cables Ópticos.
Para poder utilizar fibras ópticas en forma práctica, estas deben ser
protegidas contra esfuerzos mecánicos, humedad y otros factores que afecten
su desempeño. Para ello se les proporciona una estructura protectora,
formando así, lo que conocemos como cable óptico. Dicha estructura de cables
ópticos variará dependiendo de sí el cable será instalado en ductos
subterráneos, enterrando directamente, suspendido en postes, sumergido en
agua etc.
33
FIG.2.2.1. Representación de la fibra optica
El propósito básico de la construcción del cable de fibra óptica es el mismo;
mantener estables la transmisión y las propiedades de rigidez mecánica
durante el proceso de manufactura, instalación y operación. Las propiedades
esenciales en el diseño del cable son la flexibilidad, identificación de fibras,
peso, torsión, vibración, límite de tensión, facilidad de pelado, facilidad de
cortado, facilidad de alineación del cable y la fibra, resistencia al fuego,
atenuación estable, etc. Los parámetros para formar un cable especial son:
1. Esfuerzo máximo permitido en la fibra durante su fabricación, instalación
y servicio; determina la fuerza mínima de ruptura de la fibra y la fuerza
requerida para el miembro de tensión.
2. Fuerza lateral dinámica y estática máxima ejercida sobre la fibra, para
determinar la configuración del cable y el límite de tolerancia de micro
curvaturas.
3. Flexibilidad.
4. Rango de temperatura y medio ambiente en donde el cable va a operar,
paralela elección del tipo de materiales a utilizar tomando en cuenta su
coeficiente de expansión térmica y su cambio de dimensiones en
presencia de agua.
Para cumplir estos requerimientos se observan las siguientes
recomendaciones:
34
1. Evitar cargas o esfuerzos mecánicos sobre las fibras.
2. Aislar la fibra de los demás componentes del cable.
3. Mantener las fibras cerca del eje central y proporcionar espacio a las
fibras para su mantenimiento.
4. Escoger los materiales de los elementos del cable con mínimas
diferencias en sus coeficientes de expansión térmica.
2.2.1. Seguridad en el sistema de la fibra óptica.
Es necesario que cada técnico o instalador conozca a fondo y se adhiera a
las pautas de seguridad definidas por su compañía o cualquier puata fijada por
el fabricante o autoridad local o nacional que sea aplicable.
2.2.2. Planeación e instalación de la fibra.
En términos generales primero se planea la red, se proyecta, se desarrolla y
finalmente se implementa.
Antes de la instalación de la fibra óptica las empresas encargadas de llevar
a cabo el cableado estructurado realizan una completa programación del
proyecto para su aprobación. Se asigna a un líder del proyecto y a un equipo
de técnicos experimentados en el tipo de trabajo a realizar.
Las actividades de instalación se encuentran bajo las normas o exceden las
normas de todos los códigos federales y estatales de comunicaciones.
Componente de categoría menor. Generalmente la empresa que la instala
provee todos los medios de transmisión y componentes que se requieren en el
proyecto (Rack, Patch panel, Organizadores, Jack RJ45, Adaptadores del
duplex, Bobinas UTP, etc).
35
Requisitos para la instalación de cables:
•
La chaqueta exterior del cable no debe removerse más de una
pulgada a partir del punto de terminación.
•
Los pares no deben destrenzarse más de media pulgada
•
Los pares del cable no deben apretarse hasta el punto en que
distorsionen la chaqueta exterior sino que deben apretarse a mano.
•
El radio de curvatura mínimo deberá ser cuatro veces mayor a la
circunferencia del
cable.
•
Deben evitarse lazos (KINKS) durante el tendido del cable.
•
Evitar muescas o cortaduras
•
No empalmes
•
La máxima tensión de halado es de 25 libras.
Posibles causas de fallas para atenuación:
•
Mucha longitud
•
Problemas de terminaciones
•
Algunos de los componentes del enlace no cumple con las normas,
o que sea de una categoría menor.
•
Alta temperatura.
Posibles causas para fallas NEXT (diafonía):
•
Problemas de terminación en el conector.
•
Cable muy corto o corto con terminación defectuosa.
•
Pares divididos.
•
Fuentes de ruido externas.
Hay diferentes maneras de instalar la fibra óptica, es decir por medio de un
cable tensor (colgar), enterrar la fibra (subterráneo), por medio de tubería y por
microondas o antenas.
Después se documenta la red, es decir se provee la identificación del cable
en listados de computadora así mismo entrega diagramas unifilares, diagramas
y esquemas que facilitan la identificación a cualquier usuario Para sistemas
36
donde se requiere cables de longitud del cable se anexa un listado de la
longitud de cada segmento de cable
2.2.3. Mantenimiento.
Definitivamente la fibra óptica es una tecnología que no requiere de
mantenimiento ya que solo recibe esto debido a que ocurra un desperfecto
total. Sin embargo en el momento en que se instala la fibra óptica es bajo el
certificado de ciertos estándares de cableado que garantizan el buen
funcionamiento de la tecnología. Dentro de las organizaciones que certifican el
cableado estructurado están ANSI (American National Standards Institute) .
Por ejemplo los siguientes estándares están enfocados a distintas
funciones:
ANSI/TIA/EIA- 568A: Cableado en edificios comerciales.
ANSI/TIA/EIA- 569: Vías y espacio dentro de edificios.
ANSI/TIA/EIA- 606: Administración de sistema de cableado.
ANSI/TIA/EIA- 607: Puesta a tierra.
Para estos estándares se utilizan los siguientes conceptos: “podría”,
“debería”, “deseable”.
2.2.4. Programas de certificacion.
Los programas de certificación se encargan de ofrecer garantía tanto del
producto como de las aplicaciones, es decir se dedican a la calidad, soporte de
usuario final y sus servicios de valor agregado.
Las ventajas que ofrecen estos programas son las siguientes:
• Da la seguridad de que el instalador esta capacitado para seguir los
últimos
procedimientos y directivas para cableado estructurado.
• El usuario final tiene la confianza de que el diseño del sistema, la
instalación y la comprobación se han efectuado por personal
calificado que ha adoptado las recomendaciones y prácticas del
37
fabricante. El usuario final tiene la seguridad de que todos los
productos de cableado estructurado utilizados en la instalación
satisfacen o exceden las estándares operativos del fabricante del
sistema.
• El usuario final tiene la seguridad de que sus productos se han
diseñado,
instalado
y
comprobado
por
técnicos
de
telecomunicaciones calificados y capacitados y que finalmente
fusionarán sin problemas para las aplicaciones para las que se han
diseñado.
Para que un instalador pueda trabajar bajo los estándares de garantía de
alguna empresa que se dedica a la certificación de los trabajos es necesario
que éste solo instale productos de la empresa o aprobados por ésta.
La fibra óptica se encuentra posicionada dentro de las tecnologías
innovadoras ya que a nivel general e industrial alrededor del 30% al 40% de las
empresas en Jalisco cuentan con la instalación de la fibra. En cambio dentro de
las empresas maquiladoras el 100% están usándola debido al tamaño que
tienen.
Es por ello que se considera una tecnología innovadora a nivel local, ya que
no todas las empresas la tienen instalada.
Este criterio de difusión no se debe totalmente a que sea una tecnología
cara, ya que se considera accesible y económica, pues se puede cambiar
fácilmente, a pesar de que se tenga el mismo sistema, en si sus costos han
bajado si los medidos con base en el rendimiento sobre la inversión a largo
plazo. Más que nada esto se debe a que muchos empresarios ignoran la
ventaja que les proporciona la fibra óptica, sin embargo la difusión de esta
tecnología esta incrementado a medida que las empresas se dan cuenta de
que tienen que estar innovándose involuntariamente por presiones de la
competencia o ya sea para estar preparados para enfrentarse al futuro
tecnológico.
38
2.2.5. Accesibilidad económica
Definitivamente el cable de cobre es más barato que la fibra óptica, sin
embargo si se trata de obtener un mayor ancho de banda y de fidelidad, así
como acortar distancias, y contar con un medio de transmisión amplio y más
seguro, realmente la fibra óptica justifica sus precios por los beneficios que
ofrece frente a los del cable de cobre (UTP).
2.2.6. Fabricantes
Dentro de los fabricantes de la fibra óptica a nivel internacional se
encuentran Siecor, Lucent, Belden, Mohawk, Siemens, Bertek, Mitsubishi,
Alcatel, AMP, Optical cable, GYCOM y Prestolite. Mientras que a nivel nacional
encontramos a Condumex.
2.2.7. Distribuidores
En Guadalajara se reúnen los siguientes distribuidores de fibra óptica:
Anixter de México (internacional), Graybar (internacional), Grupo Dice
(nacional), TIC cables (nacional), y Viper (nacional). Estos son distribuidores
directos de fabrica en Guadalajara. Estos distribuidores surten la fibra óptica
directamente a las empresas que la instalan, es decir no se comercializa a
cualquier persona sino que si alguien quiere comprarla e instalarla
directamente sin tener que pagar por eso, la única opción que tienen es
conseguirla a partir de ésta empresas, como podría ser con SANDOR, es decir,
ésta compañía le puede vender a alguien sin tener forzosamente que
instalársela. Sin embargo en estos casos no se certifica la implementación de
ésta tecnología.
2.2.8. Instalación y mantenimiento
Si aterrizamos estos dos conceptos a través de la ejemplificación de un
caso en que SANDOR S.A. de C.V. tiene que instalar la fibra óptica a una
empresa primero recomiendan las mejores alternativas de solución. Cada
requerimiento técnico es revisado para optimizar el costo, las condiciones
39
ambientales y la compatibilidad del sistema con las necesidades futuras de
expansión. De hecho se hace una plano físico de la estrategia de instalación de
la fibra, después se presenta el proyecto y si es aprobado se instala. Sin
embargo muchas veces se cambian los rumbos de la instalación es por eso
que se elige un líder del proyecto quien se responsabilizará de todas las
actividades que se realicen en la obra y tendrá la autoridad para tomar algún
acuerdo o decisión con la finalidad de que el proyecto no se detenga y pueda
llevarse al final con éxito.
2.3
Ventajas y desventajas de la fibra óptica.
Ventajas
•
La fibra óptica hace posible navegar por Internet a una velocidad de dos
millones
o de bps.
•
Acceso ilimitado y continuo las 24 horas del día, sin congestiones.
•
Video y sonido en tiempo ireal.
•
Es inmune al ruido y a las interferencias.
•
Las fibras no pierden luz, por lo que la transmisión es también segura y
no puede ser perturbada.
•
Carencia de señales eléctricas en la fibra.
•
Presenta dimensiones más reducidas que los medios pre-existentes.
•
El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables
metálicos.
•
La materia prima para fabricarla es abundante en la naturaleza.
•
Compatibilidad con la tecnología digital.
Desventajas
•
Sólo pueden suscribirse las personas que viven en las zonas de la
ciudad por las cuales ya esté instalada la red de fibra óptica.
•
El coste es alto en la conexión de fibra óptica, las empresas no cobran
por tiempo de utilización sino por cantidad de información transferida al
computador, que se mide en megabytes.
40
•
El coste de instalación es elevado.
•
Fragilidad de las fibras.
•
Disponibilidad limitada de conectores.
•
Dificultad de reparar un cable de fibras roto en el campo.
2.4. Componentes de la Fibra Óptica.
El Núcleo: En sílice, cuarzo fundido o plástico (en el cual se propagan las
ondas ópticas).
Diámetro: 50 o 62,5 um para la fibra multimodo y 9um para la fibra monomodo.
La Funda Óptica: Generalmente de los mismos materiales que el núcleo pero
con aditivos que confinan las ondas ópticas en el núcleo.
El revestimiento de protección: por lo general esta fabricado en plástico y
asegura la protección mecánica de la fibra.
FIG. 2.4.1. Representación de los componentes de la fibra óptica.
41
2.5. Tipos de conectores que usa la Fibra Óptica.
2.5.1. Acopladores
Un acoplador es básicamente la transición mecánica necesaria para poder dar
continuidad al paso de luz del extremo conectorizado de un cable de fibra
óptica a otro.
Pueden ser provistos también acopladores de tipo "Híbridos", que permiten
acoplar dos diseños distintos de conector, uno de cada lado, condicionado a la
coincidencia del perfil del pulido. Este tipo de conectores se muestra en la
fig.2.5.1.1
FIG. 2.5.1.1 Tipos de acopladores.
2.5.2. Conectores
1.- Se recomienda el conector 568SC pues este mantiene la polaridad.
La posición correspondiente a los dos conectores del 568SC en su adaptador,
se denominan como A y B. Esto ayuda a mantener la polaridad correcta en el
sistema de cableado y permite al adaptador a implementar polaridad inversa
acertada de pares entre los conectores.
2.- Sistemas con conectores BFOC/2.5 y adaptadores (Tipo ST) instalados
pueden seguir siendo utilizado en plataformas actuales y futuras.
42
Identificación: Conectores y adaptadores Multimodo se representan por el color
marfil ,conectores y adaptadores Monomodo se representan por el color azul.
Para la terminación de una fibra óptica es necesario utilizar conectores o
empalmar Pigtails (cables armados con conector) por medio de fusión. Para el
caso de conectorización se encuentran distintos tipos de conectores
dependiendo el uso y l normativa mundial usada y sus características.
ST conector de Fibra para Monomodo o Multimodo con uso habitual en
Redes de Datos y equipos de Networking locales en forma Multimodo.
FIG 2.5.2.1 Conector ST
FC conector de Fibra Óptica para Monomodo o Multimodo con uso habitual
en telefonía y CATV en formato Monomodo y Monomodo Angular.
FIG 2.5.2.2. Conector FC
SC conector de Fibra óptica para Monomodo y Multimodo con uso habitual
en telefonía en formato monomodo.
43
FIG.2.5.2.3. Conector SC.
44
Capitulo 3– Gestión de Anillos de Fibra Óptica para
atender a un grupo de clientes.
3.1 Tipos de redes.
Las redes ópticas pueden tener un buen número de clasificaciones, para
motivo del presente trabajo hemos tomado estos tipos de redes
como
representativas.
•
Redes urbanas Troncales.
•
Redes suburbanas.
•
Redes larga distancia.
•
Redes de redundancia.
REDES URBANAS TRONCALES (Redes de acceso)
En el otro extremo del espectro están las redes de acceso. Estas redes son
las más cercanas a los usuarios finales y están en los extremos de la MAN. Se
caracterizan por sus distintos protocolos y estructuras y tiene un amplio
abanico de velocidades. Los usuarios son desde usuarios residenciales a
grandes empresas e instituciones. El predominio del tráfico IP, con su
funcionamiento en ráfagas, asimétrico y de naturaleza impredecible, presenta
muchos retos especialmente con las nuevas aplicaciones en tiempo real. Al
mismo tiempo estas redes requieren continuar soportando las redes antiguas y
sus protocolos.
MANs
Estas redes están entre las de larga distancia y las de acceso. Estas redes
canalizan el tráfico dentro del dominio metropolitano (entre empresas, oficinas,
y áreas metropolitanas) y entre los puntos de presencia (POP) de las redes de
larga distancia. Las MANs tienen muchas características que tienen las redes
de acceso tales como diversidad de protocolos y velocidades de transmisión.
Las MANs se han basado tradicionalmente en SONET/SDH, usando topología
punto a punto, en anillo con multiplexadores de extracción e inserción (ADM).
La MAN por un lado debe cubrir las necesidades creadas por la dinámica de la
45
disponibilidad del ancho de banda siempre creciente en las redes de transporte
de larga distancia y por otro lado, debe cumplir con los requerimientos de
conectividad y ser compatible con las tecnologías de las redes de acceso.
REDES SUBURBANAS.
Son igual que las redes urbanas pero se encuentra geográficamente ubicada
“fuera de la ciudad”.
REDES DE LARGA DISTANCIA.
Son el corazón de la red global de Telecomunicaciones. Las redes de larga
distancia son las que conectan a las redes metropolitanas. Su aplicación es
transportar, por lo que su primera preocupación es la capacidad. En muchos
casos estas redes, que se han basado tradicionalmente en la tecnología
SONET o SDH están al límite de capacidad como resultado de la demanda
actual. Estas redes pueden ser terrestres o submarinas.
3.2 Análisis Generacional de las redes Ópticas
3.2.1 Primera generación de redes ópticas
La necesidad de incrementar la velocidad de los servicios y la capacidad de
tener canales libres de ruido para la comunicación hicieron que las redes
ópticas fueran atractivas para las empresas de telecomunicaciones. La fibra se
hizo necesaria para la transmisión de datos con velocidades de unas cuantas
decenas
de
Mbps
sobre
distancia
que
excedían
el
Kilómetro.
Las
características básicas de la primera generación de redes Ópticas son: (a) La
fibra óptica solo es visto como un medio más de transmisión. (b) es usado con
una longitud de onda simple, y (c) todos los conmutadores y procesadores son
manejados por la electrónica. Estas redes son muy populares y las mas
conocidas son las redes SONET/SDH y empezaron a usarse ampliamente en
los años 80.
La primera generación tiene un propósito claro – Maximizar la capacidad de
la infraestructura de los tramos largos de fibra - Este objetivo tuvo su punto de
máximo desarrollo con la utilización punto a punto de la multiplexación densa
46
de longitud de onda (DWDM). En estos tipos de redes todo el procesamiento e
inteligencia reside en los componentes electrónicos existentes, tales como las
Redes ópticas Síncronas (SONET/SDH),
los Switches de Modo de
Transferencia Asíncrona (ATM), y ruteadores IP. Estas soluciones cumplieron
con sus objetivos, y en verdad, a la fecha muchas de estas redes aún están
operando.
3.2.2 Segunda Generación de Redes Ópticas
Muchas veces en la industria de las Telecomunicaciones, aprendemos de
las debilidades y errores de las primeras tecnologías para mejorar. Teniendo
esto en mente examinemos las características de la Segunda generación de
redes ópticas. Primero, en esta generación se podrá notar que se incorporan
muchas de las funciones de ruteo y conmutación que previamente estuvieron
en manos de la electrónica en la parte óptica de la red. En otras palabras las
redes ópticas fueron por mucho tiempo un medio de transmisión poco eficiente,
pero fueron capaces de desarrollar las necesidades de los servicios de red
bastante bien.
La segunda generación de redes ópticas ha sido introducida para vencer
los obstáculos básicos de la conectividad. Estos dispositivos expanden la
capacidad de los sistemas de primera generación con la introducción de los
conceptos de topologías básicas incluyendo anillos y mallas simples. Este tipo
de redes encuentra aceptación en las redes Metro donde la fibra es usualmente
desplegada en anillos y la DWDM permite el uso múltiples flujos OC-48/STM16 (2.5 Gbits/seg.) que pueden ser ruteado sobre longitudes de onda individual.
Sin embargo, de manera similar a los dispositivos de la primera generación,
las restricciones tecnológicas relegan estos elementos a funciones elementales
de transporte. La segunda generación de redes ópticas también delegan en los
dispositivos electrónicos existentes todos los procesos del nivel de servicio.
En la segunda generación de redes para el caso de la redes Metro, la
DWDM dobla el número de canales e introduce protección de anillo y OADMs
47
estáticos, permitiendo que los proveedores de servicio proporcionen servicios
basados en longitud de onda. Adicionalmente, las arquitecturas de red que
emplean DWDM de segunda generación soportan interfaces multiservicio
protegidos, tales como Gigabit Ethernet, ESCON y SDH/SONET. Si bien estas
mejoras
son
enormes
en
comparación
con
las
redes
SDH/SONET
convencionales, la segunda generación de redes posee limitaciones en cuanto
a capacidad, coste, escalabilidad y gestión de red. La conmutación entre
múltiples anillos metropolitanos se realiza de forma centralizada y las
longitudes de onda se demultiplexan antes de ser conmutadas/enrutadas de
forma individual. Esto da lugar a conmutadores con un gran número de puertos
(por ejemplo, 1024 x 1024) para poder gestionar el tráfico entre anillos, lo cual
da por resultado costes elevados. Adicionalmente, la mayoría de OXCs
existentes realizan conversiones optoelectrónicas a la entrada y a la salida del
conmutador debido a la falta de estándares de interconexión de longitudes de
onda en entornos donde existen equipos de múltiples fabricantes.
3.2.3 Tercera generación de red redes ópticas.
Finalmente, las redes ópticas de tercera generación se caracterizan por
ofrecer gestión dinámica de las longitudes de onda directamente en el dominio
óptico, proporcionando ventajas significativas con respecto a la segunda
generación de redes. Asimismo, el número de canales es mayor y existe una
monitorización de prestaciones más sofisticada que se realiza sobre cada canal
óptico. Por medio de láser sintonizables y filtros, junto con tarjetas de interfaz
de múltiples velocidades, se puede realizar la gestión dinámica de longitudes
de onda en el dominio óptico de una forma rápida y eficiente. Sin embargo, la
clave para ganar clientes consiste en su habilidad para proporcionar nuevos
servicios o cambiar la capacidad de los existentes de forma rápida.
48
Capitulo 4 – Enlaces de Fibra Óptica Larga Distancia y
Cables Submarinos.
Los enlaces de fibra óptica para telecomunicaciones distinguen métodos de
conectorización y empalme de una fibra óptica. Emplean criterios de instalación
en edificios y en exteriores.
Los métodos del divisor o del acoplador consisten en doblar vidrio de un
cable de fibra óptica. Al doblar la fibra a cierto grado, una pequeña cantidad de
señal fluirá, con los receptores modernos, se necesita una pequeña parte de la
señal (O.1dB del rango óptico) para extraer el dato de un enlace de fibra óptica.
Un canal de gestión dentro de banda permite al usuario monitorear,
controlar y configurar la unidad remota, utilizando los mismos enlaces de fibra
óptica que se emplean para transmitir datos, sin que se produzca interferencia
entre los mismos.
4.1 Enlaces de radio punto a punto
Este tipo de sistemas consisten en un enlace de radio frecuencia que se
puede establecer en las bandas de 400, 900 ó 1400 MHz. Esto se realiza con
los radios punto a punto MDS LEDR. Por las características de estos radios el
enlace se puede realizar a distintas modulaciones: 32-QAM ó QPSK; para la
primera se puede realizar un enlace con un ancho de banda máximo de 768
Kbps y con la modulación de QPSK se pueden lograr anchos de banda de 256
Kbps, con la ventaja de que en ésta modulación podemos lograr enlaces mas
lejanos que con la 32-QAM, debido a la posibilidad de amplificar la potencia de
1 Watt de estos radios.
4.2 Enlaces de fibra óptica cables submarinos.
Una red submarina de fibra óptica está compuesta de enlaces realizados
con cables de fibra óptica formando anillos que permiten unir ciudades dentro
49
de un continente y con otras ubicadas en otros continentes. Normalmente la
conectividad global mundial se consigue a través de la interconexión de anillos
de menor envergadura.
Un enlace submarino de fibra óptica se compone de dos grandes partes: La
Planta seca en tierra y la Planta húmeda o bajo el mar.
La Planta húmeda está compuesta por los elementos que se encuentran
bajo el mar y que son principalmente el cable que transportan las señales
luminosas de información de una estación a otra, los repetidores que permiten
amplificar la señal luminosa a medida que se desgasta y las unidades de
derivación, que posibilitan integrar estaciones secundarias a la troncal sin
arriesgar la confiabilidad del sistema.
En la Red Seca se encuentran los componentes que permiten transmitir,
recibir y controlar las comunicaciones que se envían a través de los segmentos
de enlaces submarinos. Estos componentes son el Equipo terminal de línea
para transmitir y recibir la información, el equipo de generador de potencia para
alimentar con corriente eléctrica a los repetidores, el cable terrestre para unir la
Estación de tierra con el Cable submarino y el Cable de tierra que permite
cerrar el circuito eléctrico a través del mar.
Para instalar los cables submarinos bajo el mar, se realiza primero un
levantamiento topográfico del fondo marino que permita elegir la ruta del cable
más adecuada que evite las fosas, montañas y otras dificultades que imponen
el medio ambiente en que será instalado, por ejemplo faenas de pesca, anclas
y ataque de peces. En zonas en las cuales sea necesario, el cable puede ser
enterrado y/o fijado para evitar movimientos que pudiesen afectar su integridad
física.
Una red submarina de fibra óptica está compuesta de enlaces realizados
con cables de fibra óptica formando anillos que permiten unir ciudades dentro
de un continente y con otras ubicadas en otros continentes. Normalmente la
50
conectividad global mundial se consigue a través de la interconexión de anillos
de menor envergadura.
Para conseguir la confiabilidad de las redes submarinas de fibra óptica;
dado que hoy en día existe una gran conectividad mundial a través de cables
submarinos formando anillos, las redes submarinas de fibra óptica cuentan
normalmente con protecciones en caso de falla de equipos o corte de un cable;
sin embargo debido a la gran cantidad de información que transportan se hace
vital restablecer lo antes posible el equipo o cable dañado, dado que mientras
no haya sido solucionada la falla el sistema permanecerá sin respaldo,
produciéndose una crisis de proporciones en caso de producirse una nueva
falla en otro lugar del anillo.
Para cumplir con el propósito anterior las estaciones de cable submarino se
conectan utilizando un anillo de “trabajo” y uno de “respaldo”, En caso normal,
sin falla, el tráfico prioritario es llevado por el anillo de trabajo, mientras que por
el anillo de protección se lleva tráfico de baja prioridad. En caso de falla,
existirá una conmutación de segmento (sólo entre dos estaciones y por falla de
equipos), o conmutación de anillo, que implica una re-configuración total del
anillo en forma de “banana” (cuando se trata de un corte de cable). Cuando se
realiza una conmutación que utiliza el anillo de protección, el tráfico no
prioritario se pierde.
La tecnología de anillos aprovecha además lo explicado antes en el sentido
que es posible enviar por una misma fibra óptica varias señales de alta
velocidad en diferentes “colores” de la luz en forma simultánea, por lo que si se
usan 16 “colores” y considerando que se disponen de 4 pares de fibras, se
podrán construir un total de 64 anillos independientes. (Posteriormente esa
cantidad podría ser ampliada agregando nuevos “colores” o sea nuevas
longitudes de onda).
Gracias a la cantidad de anillos disponibles, la flexibilidad y confiabilidad del
sistema crece enormemente, facilitando además el mantenimiento preventivo y
correctivo.
51
En las redes de submarinas de fibra óptica normalmente existe un centro
remoto de operación que tiene por función supervisar la red las 24 horas del
día y los 365 días del año. Todo tipo de actividad de mantenimiento correctivo,
debe contar con la autorización y dirección del Centro de operación de red de
manera que nada sea hecho sin un adecuado registro y supervisión.
Las comunicaciones de servicio (mantenimiento) entre los computadores de
las diferentes estaciones de cable submarino, se realizan a través de canales
de transmisión de datos mediante routers bajo protocolo TCP-IP. Dichos
canales de datos se envían dentro de la misma señal de alta velocidad que
sale por el Terminal de línea respectivo.
Es interesante destacar que para fines de mantenimiento preventivo y
correctivo es necesario realizar mediciones y enviar órdenes a los repetidores
que están bajo el mar. Esto se realiza variando levemente (sobre-modulando)
la señal luminosa de acuerdo a la señal de datos de baja velocidad que
contiene los mensajes enviados o recibidos hacia o desde los repetidores.
Para la rápida localización de un punto de corte del cable se utiliza un
instrumento (reflectómetro óptico coherente) que envía pulsos de luz y mide el
tiempo de retorno de dichos pulsos al reflejarse en el corte, presentando
errores que pueden ser tan bajos como un 0,1% y un alcance de hasta 15.000
kilómetros.
En algunos casos se producen fallas eléctricas de aislación en el cable
submarino y no pueden usarse métodos de reflectometría óptica como el
explicado antes; en ese caso existen métodos eléctricos de localización, pero
dado que dependen de muchos parámetros variables y particulares de cada
enlace pueden presentar un error tan grande como 1%.
Quizá la mayor importancia de las redes de cable submarino de fibras ópticas
sea la reducción del costo de las comunicaciones de larga distancia que se
deriva de las siguientes causas principales:
52
ƒ
La extraordinaria capacidad que presenta la tecnología permite abaratar
los costos por circuito.
ƒ
La gran oferta de capacidad ofrecida en la actualidad debido a las
cuantiosas inversiones realizadas.
ƒ
La existencia de alta competencia entre las empresas explotadoras de
las redes de cable submarino.
La importancia global de las redes submarinas de fibra óptica es que
permiten crear, junto a las redes terrestres de fibra óptica una poderosa
columna vertebral que enruta las señales de telecomunicación a través de todo
el planeta sin que se produzcan cuellos de botella ni degradación de la calidad
de la transmisión. (Como sucedía con las comunicaciones punto a punto vía
satélite anteriormente).
Todas las señales de larga distancia intercontinentales y en muchos caso
regionales y cualquiera sean su origen, (teléfono fijo o celular, datos de
Internet, datos privados, etc). Desembocan ineludiblemente en la columna
vertebral que forman las redes submarinas y terrestres de fibra óptica.
Dada la estructura en base de anillos auto-curables de las redes submarinas
de fibra óptica, siempre existirá un camino para que la información llegue a su
destino y con alta calidad.
Las redes submarinas de fibra óptica trabajan en forma silenciosa y
eficiente, asegurando unas disponibilidades altísimas e inmediatas y,
protegidas por un medio que no presenta cambios que afecten su integridad.
Es labor de las administraciones de telecomunicaciones comprender y explotar
a cabalidad las enormes potencialidades que presentan en lo técnico y
económico.
La red telefónica mundial es una vasta madeja de cables interconectados,
desde los enormes cables submarinos hasta los enlaces interurbanos de gran
capacidad y velocidad, pasando por los más humildes cables de cobre que
53
constituyen lo que se conoce como bucle local: el par que conecta el edificio
del abonado con la red telefónica pública conmutada (RTPC).
Durante casi todo su ciclo de vida, la RTPC ha utilizado cables de cobre
para transportar las señales vocales desde y hacia la central y el teléfono del
abonado. Pero aunque se estima que alrededor del 60% de todo el tráfico de
telecomunicaciones sigue viajando por los cables de cobre, los de fibra de
vidrio -cable de fibras ópticas- se están utilizando cada vez más por su
capacidad para el transporte a velocidades más rápidas, su naturaleza robusta
y su enorme anchura de banda. La fibra ya puede transportar 26 000 veces
más tráfico que una línea normal de hilo, y por si eso no fuera suficiente, una
nueva tecnología de multiplexación, llamada multiplexación por división de
onda (WDM) permite ahora aumentar la capacidad de los cables de fibra óptica
tanto como 100 veces.
4.3 Cables de la central
Hace ya mucho tiempo que la conexión entre las centrales de
telecomunicaciones de los países industrializados ha pasado de la tecnología
analógica a la digital, mucho más adecuada para procesar la enorme cantidad
de combinación de información que pasa actualmente por la RTPC. Los
sistemas digitales transportan datos sin problema, pues la información ya se ha
codificado en un lenguaje que el sistema comprende. Para pasar la voz por la
red, los sistemas digitales muestrean la señal vocal, la convierten en binaria -es
decir, en una serie de unos y ceros- y envían la señal como datos mediante un
protocolo llamado sistema de señalización Nº 7 (SS7). Cuando los datos llegan
a la central al otro extremo de la conexión, se convierten en voz y envían como
señal analógica por la llamada "última milla" hasta el hogar del abonado.
A pesar del amplio despliegue de cables de fibra óptica en la RTPC, casi
todas las conexiones del bucle local siguen siendo alámbricas. Si bien el sueño
de una red totalmente de fibra -a la que se suele llamar "fibra hasta el hogar"se convertirá en realidad algún día, por el momento las enormes inversiones
54
que han hecho los portadores en su infraestructura de cobre, el alto precio de
la fibra, los relativamente bajos a niveles de tráfico generados por los usuarios
residenciales y la inexistencia de aplicaciones "killer" que aumenten la
demanda de los consumidores de conexiones hasta el hogar de gran velocidad
y caras, conspiran para mantener el bucle local con tecnología alámbrica, al
menos durante los próximos años.
4.4 Enlaces de fibra
El uso extendido de la fibra en los cables submarinos, los enlaces
interurbanos y, cada vez más, en las redes de área metropolitanas y en los
planes de cables de fibra hasta la acometida, ha reducido dramáticamente el
costo de transporte del tráfico de telecomunicaciones. Una vez amortizado el
gasto de instalación de estos cables, las operadoras podrán transportar
llamadas por el precio ínfimo de fracciones de centavos en las rutas
principales, un factor que está ayudando a bajar los costos de las llamadas
internacionales.
Hasta la fecha, la más prometedora de todas las tecnologías desarrolladas
para perfeccionar la calidad de funcionamiento de las redes de hilos existentes
es la denominada xDSL. Por sus siglas en inglés, DSL es la línea digital de
abonado, y la "x" se refiere al hecho de que hay diversas versiones de esta
tecnología (HDSL, ADSL, VDSL), adecuadas a las diferentes aplicaciones y
configuraciones de red.
Por el momento, la DSL asimétrica (ADSL) parece haber tomado la
delantera, ya que muchos operadores importantes están empezando a ofrecer
servicios que tienen el potencial de expandir la capacidad de acceso de red por
un factor tan grande como 50. Como lo sugiere su nombre, la ADSL admite
flujos de tráfico asimétrico por los cables -es decir, trenes de bits rápidos de
hasta 8 Mbps en el tramo desde la central telefónica hasta el abonado, y
velocidades más bajas de hasta 1 Mbps en el otro sentido (abonado hacia
55
central). La gran capacidad del enlace entre la central y el abonado hace que la
ADSL sea muy adecuada para las nuevas tecnologías, como la conexión
Internet de alta velocidad y casi vídeo por demanda, en la que la mayor parte
del flujo de tráfico se dirige al abonado, en forma de página Web, películas o
juegos interactivos.
El adelanto más importante en la tecnología de cables de fibra óptica es, sin
duda, una tecnología compleja llamada multiplexación por división de onda
(WDM). Los sistemas WDM dividen efectivamente un único haz de luz blanca,
que pasa por un cable de fibra óptica, entre las longitudes de ondas ópticas
componentes, y luego asigna diferentes canales de datos a cada "color" del
espectro de frecuencias luminosas.
Mediante la aplicación de modernos láseres de longitud de onda constante y
estrecha, filtrado óptico de mucha precisión y conmutación, y sistemas de
monitoreo controlados por software, los multiplexadores por división de onda
pueden aumentar enormemente la anchura de banda de un cable de fibra
óptica al asignar la capacidad total de la capacidad original de la fibra para
transportar tráfico a cada longitud de onda. La multiplexación por división de
onda densa (DWDM) es un mecanismo avanzado para aumentar todavía más
el número total de longitudes de onda óptica separadas por fibra (tanto como
32 veces) con la tecnología actual.
Pero los nuevos desarrollos están haciendo que las tecnologías WDM y
DWDM sean cada vez más asequibles en las rutas más cortas, como las redes
regionales e interurbanas, en las que hay un gran volumen de tráfico y una
demanda de calidad de servicio óptima.
Otras opciones de cables
Los operadores de televisión por cable están entrando con ímpetu en el
negocio de paquetes combinados de telecomunicaciones y entretenimiento por
56
redes de cable coaxial de alta velocidad directo hasta el hogar, que pueden
entregar hasta 80 veces la capacidad de los cables telefónicos.
Para el suministro de telefonía vocal de gran calidad, la mayoría opta por las
redes llamadas híbridas fibra/coaxial, en las que la fibra transporta las señales
vocales y el cable coaxial entrega televisión y conectividad Internet. Ante las
previsiones de que los rápidos módems de cable estarán disponibles a
comienzos
del
ininterrumpida
año
a
próximo,
velocidades
y
de
proporcionarán
hasta
2
Mbps
conectividad
y
las
Internet
capacidades
bidireccionales cruciales necesarias para soportar los futuros servicios en línea,
como televisión interactiva y juegos en línea, las redes de televisión por cable
pueden convertirse en una seria amenaza para las redes de cobre de las
operadoras telefónicas en los primeros años del próximo decenio.
57
Capitulo 5 – Tecnologías de Transmisión Digital xDSL.
La tecnología DSL, Digital Subscriber Line, (Línea de Abonados Digitales)
suministra el ancho de banda suficiente para numerosas aplicaciones,
incluyendo además un rápido acceso a Internet utilizando las líneas telefónicas;
acceso remoto a las diferentes Redes de área local (LAN), videoconferencia, y
Sistemas de Redes Privadas Virtuales (VPN).
XDSL esta 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
simétrica como asimétrica y de alta velocidad sobre el bucle de abonado.
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 abonados, 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.
Los beneficios de este renacimiento tecnológico son inmensos. Los
Proveedores de Redes de Servicios pueden ofrecer nuevos servicios
avanzados de inmediato, incrementando las ganancias y complementando la
satisfacción de los usuarios. Los propietarios de redes privadas pueden ofrecer
a sus usuarios los servicios expandidos que juegan un papel importante en la
productividad de la compañía y los impulsa a mejorar su posición competitiva.
xDSL es un término genérico para la gran variedad de tecnologías
pertenecientes a DSL (Digital Subscriber Line). DSL (Línea Digital de
Suscriptor) se refiere a la tecnología usada entre el cliente y la compañía
telefónica, habilitando un mayor ancho de banda de transmisión sobre las ya
existentes convencionales líneas telefónicas de cobre.
58
xDSL utiliza mucho más ancho de banda de las líneas telefónicas de cobre
que el que se está usando actualmente para la transmisión de voz.
Aprovechando frecuencias que están por encima de las utilizadas para la
telefonía (400Hz-4KHz), xDSL puede codificar más datos alcanzando tasas de
transmisión muy altas, cosa que es imposible en el rango de frecuencias
restringido para la red telefónica. Para lograr el uso de frecuencias por arriba
del espectro de la voz, el equipo de xDSL debe ser instalado en ambos
extremos del cable de cobre así como a lo largo de toda la ruta del cable. Esto
significa que, dispositivos que limiten el ancho de banda deben ser removidos o
evitados.
Una de las grandes limitantes de estas tecnologías es que por el uso del
cableado
telefónico,
este
impone
limitaciones
de
distancia
para
las
transmisiones de datos sobre esas frecuencias. A medida que la localización
del cliente se aleja de la central telefónica, la calidad de las transmisiones baja.
En la actualidad, para mantener la calidad en los servicios, se propone en los
estándares una distancia máxima de 18,000 pies de distancia entre el cliente y
la central telefónica. En la figura 1 se muestra el espectro de frecuencia para
los datos de carga del usuario hacia el proveedor (salida) y los datos de
descarga del proveedor hacia el usuario (entrada).
Existen gran variedad de tecnologías pertenecientes a xDSL, cada uno
diseñado con objetivos muy específicos y necesidades de mercado. Algunas de
las formas de xDSL son propietarias, otras simplemente son modelos teóricos y
otros son ampliamente usados como estándares. La mejor forma de
categorizarlos es dependiendo de los métodos de codificación que estos usan
para codificar sus datos. A continuación se mencionan algunos de los tipos de
xDSL así como una tabla comparativa entre las tasas de transmisión y la
distancia máxima a la central telefónica:
59
Tabla 5.1 Comparación de tecnologías xDLS.
Tipo de
servicio
(ADSL)
(CDSL)
(RADSL)
(ISDL)
(RADSL)
(SHDSL)
(SDSL)
(VDSL)
ProveedorUsuario-proveedor
usuario
Usuario-proveedor
(carga de datos)
(descarga de
(carga de datos)
datos)
5,5 Km distancia
2,7 Km distancia
1.5 Mbps
64 Kbps
6 Mbps
640 Kbps
1 Mbps
128 Kbps
1 Mbps
128 Kbps
1.544 Mbps
1.544 Mbps
1.544 Mbps
1.544 Mbps
128 Kbps
128 Kbps
128 Kbps
128 Kbps
1.5 Mbps
64 Kbps
6 Mbps
640 Kbps
No soporta
No soporta
768 Kbps
768 Kbps
1 Mbps
1 Mbps
2 Mbps
2 Mbps
51 Mbps
2.3 Mbps
51 Mbps
2.3 Mbps
Proveedor-usuario
(descarga de
datos)
OBJETIVOS GENERALES DE XDSL
¾ Fusionar las redes integradas por voz con las redes integradas por datos
utilizando una infraestructura en común.
¾ Proporcionar velocidades de datos de múltiples megabits manteniendo
intacto los servicios de voz todo en una sola línea.
¾ Permitir enlaces donde el aspecto datos se pueda conectar con redes
múltiples.
¾ Aprovechar la infraestructura actual de telecomunicaciones.
¾ Facilitar transmisiones de alta velocidad económicas a los usuarios
finales con la infraestructura existente de cobre.
¾ Impulsar el consumo de amplitud de banda en los sectores comerciales
y residenciales.
¾ Explotar el mercado asociado con el área de esparcimiento (juegos
interactivos, el vídeo a pedido, alquiler de CD-ROM, etc.).
¾ Permitir conexiones permanentes todo el día para aplicaciones
productivas en tiempo real (recepción nocturna automática de noticias).
¾ Permitir que el usuario se conecte a casi cualquier transmisión de área
amplia.
60
OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE xDSL
¾ Usar los pares de cobre del servicio telefónico existentes para transmitir
dos canales de 64kbps (canales B), que pueden ser utilizados para voz y
datos en modo circuito, más un canal de 16kbps (canal D) para la
transmisión de señalización o datos en modo paquete.
¾ Transmitir 2Mbps por planta de pares de acceso a abonados
transportando 30 canales B de 64kbps y un canal D de 64kbps.
¾ Sustitución de la transmisión de línea clásica PCM; evitando el uso de
repetidores, al menos en la mayoría de los casos.
¾ Transmitir datos y voz simultáneamente dentro de los trozos de amplitud
de la banda de 64 Kbps.
¾ Dividir efectivamente el espectro entre voz y datos en alambres
telefónicos de cobre mediante algoritmos de codificación de línea
avanzada.
¾ Dirigir el tráfico de voz a la red POTS y conectar el tráfico de datos a una
infraestructura de datos existente.
ARQUITECTURA
El factor común de todas las tecnologías DSL (Digital Subscriber Line) es
que funcionan sobre par trenzado y usan la modulación para alcanzar elevadas
velocidades
de
transmisión.
Aunque
existen
algunos
problemas
de
incompatibilidad, todo parece indicar que su coexistencia está asegurada. Las
diferentes tecnologías se caracterizan por la relación entre la distancia
alcanzada entre módems, velocidad y simetrías entre el tráfico de descendente
(el que va desde la central hasta el usuario) y el ascendente (en sentido
contrario). Como consecuencia de estas características, cada tipo de módem
DSL se adapta preferentemente a un tipo de aplicaciones.
61
CANAL TELEFONICO sobre cable UTP
HDTV, acceso a
Internet
Acceso a Internet –
Intranet, acceso a
bases de datos y a
LAN remota.
Downstream
(descarga de
datos)
13 – 52 Mbps
VDSL
Downstream
Alternativa a
enlace T1 – E1 con
repetidores
(descarga de
datos)
1.5 – 8 Mbps
ADSL
Upstream
Full Duplex
Full Duplex
Upstream
(carga de datos)
(carga y
descarga de
datos)
(carga y
descarga de
datos)
(carga de datos)
T1 – E1
2.048 Mbps
SDSL
T1 – E1
2.048 Mbps
HDSL
3.5
5
1.5 – 2.3 Mbps
0.35 – 1.5
16 – 640 Kbps
4-6
Distancia
máxima (Km)
FIG 5.1.1. Velocidades de xDSL.
Las velocidades de datos de entrada dependen de diversos factores como por
ejemplo:
¾ Longitud de la línea de Cobre.
¾ El calibre/diámetro del hilo (especificación AWG/mms).
¾ La presencia de derivaciones puenteadas.
¾ La interferencia de acoplamientos cruzados.
¾ La atenuación de la línea aumenta con la frecuencia y la longitud de la
línea y disminuye cuando se incrementa el diámetro del hilo. Así por
ejemplo, ignorando las derivaciones puenteadas, ADSL verifica:
¾ Velocidades de datos de 1,5 ó 2 Mbps; calibre del hilo 24 AWG (es decir,
0,5 mm), distancia 5,5 Km
¾ Velocidades de datos de 1,5 ó 2Mbps; calibre del hilo 26 AWG (es decir,
0,4 mm), distancia 4,6 Km.
¾ Velocidad de datos de 6,1 Mbps; calibre del hilo 24 AWG (es decir, 0,5
mm), distancia 3,7 Km.
62
¾ Velocidad de datos de 6,1 Mbps; calibre del hilo 26 AWG (es decir, 0,4
mm), distancia 2,7 Km., etc.
¾ Muchas aplicaciones previstas para ADSL suponen vídeo digital
comprimido. Como señal en tiempo real, el vídeo digital no puede utilizar
los procedimientos de control de errores de nivel de red ó de enlace
comúnmente encontrados en los Sistemas de Comunicaciones de
Datos. Los módem ADSL por tanto incorporan mecanismos FEC
(Forward Error Correction) de corrección de errores sin retransmisión
(codificación Reed Solomon) que reducen de forma importante los
errores causados por el ruido. La corrección de errores símbolo a
símbolo también reduce los errores causados por el ruido continuo
acoplado en una línea.
Si nos fijamos en las tecnologías basadas en la infraestructura existente
encontramos:
¾ Red telefónica de cobre + ADSL (Línea de abonado Digital Asimétrica) :
Dos módems ADSL a cada lado de la línea telefónica (nodo de
conexión, abonado), utilizando la banda completa de línea de cobre,
restringida a la voz por medio de un método de codificación digital
específico.
Pero si nos fijamos en tecnologías que utilizan o utilizarán nuevas
infraestructuras tenemos:
¾ Red híbrida: fibra óptica + ADSL/VDSL : Fibra desde el nodo de
conexión hasta la acera o el edificio, y acceso final al hogar
proporcionado por línea telefónica de cobre junto con módem ADSL o
VDSL (Línea de Abonado Digital Asimétrica o de muy alta velocidad)
Con el fin de maximizar la calidad del enlace xDSL, es necesario que se
midan las características físicas del par de cobre y evaluar su aplicabilidad al
xDSL específico.
Algunos de los parámetros importantes se mencionan a continuación:
63
¾ Continuidad,
Impedancia
(resistencia
del
loop,
aislamiento
y
capacitancia) .
¾ Balance
longitudinal
de
impedancias.
Desequilibrio
resistivo
(normalmente 2% de resistencia del loop) .
¾ Pérdida de retorno, pérdidas por inserción.
¾ NEXT (Near End CrossTalk).
¾ Longitud del cable, detección de empalmes, bobinas de carga y
presencia de agua.
¾ Atenuación a 40, 120 ó 150 kHz a 135Ohms, dependiendo de la
aplicación.
¾ Voltaje AC y DC inducido en la línea.
¾ Corriente AC y DC en la línea.
¾ Ruido de fondo, ruido impulsivo, relación señal a ruido, según la
aplicación.
¾ Medición de la velocidad máxima de transmisión del xDSL.
¾ Medición de la tasa de error (BERT) del xDSL.
Hay que conocer cual es el impacto que cada uno de estos parámetros tiene
en el desempeño del xDSL. Es importante que al momento de seleccionar las
herramientas para pruebas de xDSL, se consideren aquellas que cubran la
mayor cantidad de parámetros importantes. Se debe tener en cuenta que en la
medida en que aumente la velocidad de transmisión de los DSLs, más crítica
será la influencia de parámetros como la capacitancia y el NEXT.
Las instalaciones de planta externa, utilizadas en transmisión de datos,
deberían ser probadas más rigurosamente, con el fin de asegurar la calidad del
servicio. El problema es que, para este tipo de pruebas, se necesitan muchos
instrumentos diferentes y aun no existe una herramienta integrada, de bajo
costo, para esta aplicación.
La meta final es garantizar la calidad del servicio que se le ofrece al cliente,
sin importar si hace frío o calor; si es tiempo seco, época de lluvias, de nieve o
si se adiciona un nuevo DSL al grupo de cables.
64
Para interconectar a los múltiples usuarios de DSL en una red de
computadores, se usa un Multiplexor de Acceso de Línea de Subscriptor Digital
(DSLAM). Típicamente, el DSLAM se conecta a una red ATM donde puede
transmitir datos. A cada extremo la transmisión, un demultiplexor de DSLAM
retransmite los datos a las conexiones individuales de DSL apropiadas. El
DSLAM además es capaz de enrutar el tráfico de todas las tarjetas hacia una
red de área extensa o WAN.
DSLAM
Central local
ATU-R
splitter
ATU-R
splitter
ATU-R
splitter
ATU-R
splitter
ATU-R
splitter
ATU-C
splitter
ATU-C
splitter
ATU-C
splitter
ATU-C
splitter
ATU-C
splitter
ATU-C
Red de
transporte
ATM
splitter
Interfaz LAN / WAN
ATU-R
Multiplexor /
Desmultiplexor
DSLAM
splitter
FIG 5.1.2. Enrutamiento DSLAM.
Al tratarse de una modulación asimétrica, o sea, en la que se transmiten
diferentes caudales en los sentidos Usuario-Red y Red-Usuario, el módem
ADSL situado en el extremo del usuario es distinto del ubicado al otro lado del
lazo, en la central local. En la Figura 5.1.4. se muestra un enlace ADSL entre
un usuario y la central local de la que depende. También se observa que
además de los módems situados en el domicilio del usuario (ATU-R o ADSL
Terminal Unit-Remote) y en la central (ATU-C o ADSL Terminal Unit-Central),
delante de cada uno de ellos se ha de colocar un dispositivo denominado
"splitter" (divisor). 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 las
65
señales transmitidas, o sea, las señales de baja frecuencia (telefonía) de las de
alta frecuencia (ADSL).
La integración de varios ATU-Cs en un equipo, el DSLAM, es un factor
fundamental que ha hecho posible el despliegue masivo del ADSL.
Características
Soporte de
multiservicios para
Total Business-Class
DSL
Soporte Línea de
Código DSL
Arquitectura flexible
Escalabilidad
Mantenimiento
TABLA 5.1.1.Beneficios xDSL
Beneficios
* Para hacer una red escalable y manejable.
* Soporte para IP, Frane Relay, TDM, ATM.
* Para ofrecer servicios de buena calidad.
* DSLAM soporta una variedad de códigos de línea y
protocolos.
* DSLAM soporta ADSL, SDSL, IDSL.
* Escalabilidad garantizada.
* Combina los beneficios de ATM e IP.
* Ofrece variedad de servicios, aplicaciones.
* Flexibilidad para soportar la entrada de nuevos
usuarios
* Procedimientos para facilitar el desarrollo y continuo
mantenimiento.
* Compatibilidad con plataformas NMS (Sistema de
Manejo de Red), y redes P2P.
Manejabilidad
* Uso de tecnologías InternetUse (XML) para facilitar el
transporte de datos.
* SLM-DSL soporta aplicaciones avanzadas.
5.2. ATM SOBRE ENLACES ADSL
Las redes de comunicaciones de banda ancha emplean el ATM
("Asynchronous Transfer Mode") para la conmutación en banda ancha. Desde
un primer momento, dado que el ADSL se concibió como una solución de
acceso de banda ancha, se pensó en el envío de la información en forma de
células ATM sobre los enlaces ADSL.
66
En los estándares sobre el ADSL, desde el primer momento se ha
contemplado la posibilidad de transmitir la información sobre el enlace ADSL
mediante células ATM. La información, ya sean tramas de vídeo MPEG2 o
paquetes IP, se distribuye en células ATM.
Si en un enlace ADSL se usa ATM como protocolo de enlace, se pueden
definir varios circuitos virtuales permanentes (CVPs) ATM sobre el enlace
ADSL entre el ATU-R y el ATU-C. De este modo, sobre un enlace físico se
pueden definir múltiples conexiones lógicas cada una de ellas dedicadas a un
servicio diferente.
Otra ventaja añadida al uso de ATM sobre ADSL es el hecho que en ATM
se contemplan diferentes capacidades de transferencia, con distintos
parámetros de calidad de servicio, para cada circuito. De este modo, además
de definir múltiples circuitos sobre un enlace ADSL, se puede dar un
tratamiento diferenciado a cada una de estas conexiones, lo que a su vez
permite dedicar el circuito con los parámetros de calidad más adecuados a un
determinado servicio (voz, vídeo o datos).
En los módems ADSL se pueden definir dos canales, uno el canal "fast" y
otro el "interleaved". El primero agrupa los CVPs ATM dedicados a aplicaciones
que pueden ser sensibles al retardo, como puede ser la transmisión de voz. El
canal "interleaved", llamado así porque en el se aplican técnicas de entrelazado
para evitar pérdidas de información por interferencias, agrupa los CVPs ATM
asignados a aplicaciones que no son sensibles a retardos, como puede ser la
transmisión de datos.
Los estándares y la industria han impuesto el modelo de ATM sobre ADSL.
En ese contexto, el DSLAM pasa a ser un conmutador ATM con múltiples
interfaces.
Los modelos para ofrecer servicios propuestos son:
67
Modelos propuestos por el ADSL para la
prestación de servicios con acceso ADSL
Red del
usuario
ATU-R
DSL
Red de banda
ancha:
• ATM
• IP
Servicios de banda
ancha:
(Video, audio, internet).
STM (TDM)
Paquetes (sobre tramas Frame relay)
STM (TDM)
ATM
Paquetes
ATM
Paquetes
ATM
Paquetes
ATM extremo a extremo
FIG 5.2.1. Prestación de servicios con acceso ADSL.
La solución que se ha impuesto pasa por el envío de células ATM sobre el
enlace ADSL (entre el ATU-R y el ATU-C situado en el DSLAM). Por lo tanto,
de los seis modelos que propone el ADSL Fórum sólo son válidos los dos
últimos.
5.3 FAMILIAS XDSL
5.3.1. ADSL
ADSL son las iniciales de Asymmetric Digital Subscriber Line, Linea de
Abonados Digital Asimétrica
.
68
Central local
Matriz de conmutación
Telefonica
Domicilio del usuario
FIG 5.3.1.1. Diagrama de ADSL.
Es una tecnología de módem que transforma las líneas telefónicas o el par
de cobre del abonado en líneas de alta velocidad permanentemente
establecidas. ADSL facilita el acceso a Internet de alta velocidad así como el
acceso a redes corporativas para aplicaciones como el teletrabajo y
aplicaciones
multimedia
como
juegos
on-line,
vídeo
on
demand,
videoconferencia, voz sobre IP, etc.
Es un servicio dirigido a internautas y profesionales que hagan un uso
intensivo de la red, de forma que puedan beneficiarse tanto de alta velocidad
para la transmisión y recepción de datos como de la tarifa plana para sus
conexiones a Internet con tiempo ilimitado.
Este tipo de DSL posee una buena velocidad para bajar información, pero
no ocurre lo mismo con la velocidad para subirlos a la red. Se utiliza
principalmente para navegar por la Web o chequear e-mails.
69
Rendimiento de ADSL
TABLA 5.3.1.1. Cableados de ADSL.
Velocidad de
Transferencia
1,5 ó 2 Mbps
1,5 ó 2 Mbps
6,1 Mbps
6,1 Mbps
Tipo de
Cable
24 AWG
26 AWG
24 AWG
26 AWG
Distancia
(Km)
5,5
4,6
3,7
2,7
Grosor del
cable (mm)
0,5
0,4
0,5
0,4
Para hacer posible esta tecnología hay que instalar un módem ADSL en
cada extremo de una línea telefónica de cobre (usuario - central telefónica).
Sus velocidades hacia el usuario final van desde 1,5 a más de 9 Mbps y hacia
el proveedor de acceso va desde 16 Kbps a 800 Kbps, dependiendo de la
calidad y longitud del bucle. Entre sus características más resaltantes están:
Con ADSL es posible hablar por teléfono mientras se transmiten datos, gracias
a filtros que distinguen entre voz y datos; Con ADSL se puede ofrecer a cada
suscriptor servicios altas velocidades a Internet y el acceso en-línea,
Telecommuting (trabajo en casa), etc.; y otras.
ANSI ha asignado el número `` T1.413 '' al estándar ADSL. Durante mucho
tiempo se ha considerado la red telefónica como una red inadecuada para la
transmisión de datos a alta velocidad. Sin embargo, esto no es totalmente
cierto: El ancho de banda disponible de la red telefónica es de 3,1 KHz (rango
de frecuencias entre 300 y 3400 Hz). Por lo tanto, queda todo un rango de
frecuencias inutilizado (toda componente frecuencial situado en un rango no
comprendido entre los 300 y 3400 Hz es eliminada por filtros). Por lo tanto, el
ancho de banda no viene limitado por el par de hilos de cobre, sino por la
tecnología aplicada en la red telefónica.
Funcionamiento
En el servicio ADSL, el envío y recepción de los datos se establece desde el
ordenador del usuario a través de un módem ADSL. Estos datos pasan por un
filtro (splitter), que permite la utilización simultánea del servicio telefónico
básico (RTC) y del servicio ADSL. Es decir, el usuario puede hablar por
teléfono a la vez que esta navegando por Internet.
70
ADSL utiliza técnicas de codificación digital que permiten ampliar el
rendimiento del cableado telefónico actual.
Para conseguir estas tasas de transmisión de datos, la tecnología ADSL
establece tres canales independientes sobre la línea telefónica estándar:
¾ El primero es el canal estándar que se utiliza para transmitir la
comunicación normal de voz (servicio telefónico básico).
¾ El segundo es el canal de alta velocidad que llega desde 1 a 9 Mbps.
¾ El tercero es el canal de velocidad media que llega desde 16 a 640
Kbps.
El segundo canal, el de alta velocidad, es el utilizado para recibir
información, mientras que el tercer canal, el de velocidad media se utiliza para
enviar información.
Los dos canales de datos son asimétricos, es decir, no tienen la misma
velocidad de transmisión de datos. El canal de recepción de datos tiene mayor
velocidad que el canal de envío de datos.
Esta asimetría, característica de ADSL, permite alcanzar mayores
velocidades en el sentido red - usuario, lo cual se adapta perfectamente a los
servicios de acceso a información en los que normalmente, el volumen de
información recibido es mucho mayor que el enviado.
El sistema ADSL lo que realiza es una división de frecuencia sobre el cable
de línea telefónica, de forma que no impide tener una conversación con un
amigo y a la vez estar conectado a internet.
Para poder realizar dicha división de frecuencias, el ADSL utiliza FDM (
Frecuency Division Multiplexation), división de frecuencia por multiplexación o
cancelación de ecos.
Para crear varios canales, los módems ADSL dividen el ancho de banda
disponible de la línea telefónica utilizando para ello dos métodos: la
multiplexación por división de frecuencias (FDM: Frecuency Division Muestring)
71
o la cancelación del eco. La otra técnica de multiplexación usada en ADSL es
la multiplexación en tiempo (TDM: Time Division Multiplexing), que permite
intercalar los datos procedentes de varios usuarios en un único canal, vía serie.
La técnica FDM asigna un ancho de banda para los datos enviados a la
central telefónica y otra para los procedentes de ésta. Al mismo tiempo, el
circuito lógico que va a la central se fracciona mediante la multiplexación por
división en tiempo (TDM), en uno o más canales de alta velocidad y en uno o
más canales de baja velocidad. La cancelación de eco superpone ancho de
banda dirigido al usuario al dirigido a la central y luego las separa mediante la
supresión del eco local, de la misma forma que se hace en los módems; este
sistema permite utilizar el ancho de banda con más eficacia, pero a cambio de
un mayor costo y complejidad.
En ambos métodos, FDM y cancelación del eco, es necesario añadir un filtro
(SPLITTER), que separa una banda de 4 KHz para la línea telefónica habitual.
De esta forma el tráfico de voz y de datos pueden transmitirse por el mismo
cable y eliminándose así la necesidad de tener una línea para voz y otra para
datos.
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 es distinto del ubicado al otro lado del bucle, en la central
local. En la figura se muestra un enlace ADSL entre un usuario y la central local
de la que depende. En dicha figura se observa que además de los módems
situados en casa del usuario (ATU-R o "ADSL Terminal Unit-Remote) y en la
central (ATU-C o "ADSL Terminal Unit-Central"), delante de cada uno de ellos
se ha de colocar un dispositivo denominado "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 las señales transmitidas por el bucle de modo
que las señales de baja frecuencia (telefonía) de las de alta frecuencia (ADSL).
72
Funcionamiento del ¨Splitter¨
Filtro pasa bajo
Teléfono
Splitter
Línea Telefónica
ATU-R
Filtro pasa alto
FIG 5.3.1.1. Funcionamiento del splitter.
Estudio del medio de transmisión
El hilo telefónico presenta diferentes problemas que la tecnología ADSL debe
afrontar:
¾ Atenuación creciente en frecuencia
¾
El ruido
¾
Crosstalk
¾
Ancho de banda limitado en las centrales locales
¾
Dispersión
¾
Bridge Tap
Hasta una distancia de 2,6 Km de la central, en presencia de ruido, 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.
73
5.3.2 ADSL2
ADSL2 y ADSL2+ son unas tecnologías preparadas para ofrecer tasas de
transferencia sensiblemente mayores que las proporcionadas por el ADSL
convencional, haciendo uso de la misma infraestructura telefónica basada en
cables de cobre. Así, si con ADSL tenemos unas tasas máximas de
bajada/subida de 8/1 Mbps, con ADSL2 se consigue 12/2 Mbps y con ADSL2+
24/2 Mbps. Además de la mejora del ancho de banda, este estándar contempla
una serie de implementaciones que mejoran la supervisión de la conexión y la
calidad de servicio (QoS) de los servicios demandados a través de la línea.
La migración de ADSL a ADSL2 sólo requiere establecer entre la central
telefónica y el usuario un terminal especial que permita el nuevo ancho de
banda, lo que no supone un enorme gasto por parte de los proveedores de
servicio.
ADSL2+ es una evolución del sistema ADSL y ADSL2 que se basa en un
aumento del espectro frecuencial. La principal diferencia es que duplica el
ancho de banda utilizado de 1,1 Mhz a 2,2 Mhz lo que le permite alcanzar una
velocidad teórica de 25 Mbps. El ruido afecta de manera más visible a ADSL2+
al utilizar la parte más alta del espectro y sólo supone una mejora en el ancho
de banda hasta los 3 km. A partir de ahí las diferencias con ADSL o ADSL2 son
mínimas. A diferencia de la migración a ADSL2, ADSL2+ requiere pequeños
cambios en la estructura de la red.
ADSL2 provee de una mayor tasa de transferencia haciendo uso de
mecanismos factibles frente a las atenuaciones y los fenómenos de diafonía
presentes en los pares de los cables del tendido telefónico. Para conseguir
esto, ADSL2 tiene una mejor eficiencia de modulación/codificación (codificación
Trellis de 16 estados y modulación QAM con constelaciones de 1 bit) y una
serie de algoritmos mejorados de tratamiento de la señal que los ofrecidos por
ADSL1, mejorando la calidad de la señal y aumentando la cantidad de
información que se puede recibir por el medio analógico.
74
El sistema ADSL2 contempla una mejora en los aparatos encargados de
proveer el servicio, destinados a añadir una serie de facilidades que permiten
realizar diagnósticos durante la fase de instalación, uso o mejora del servicio.
Esta serie de mejoras consisten en permitir medir la potencia de la señal de
ruido en la línea, la relación señal/ruido (SNR) y la atenuación del bucle. Esto
sirve para monitorizar el estado de la conexión lo cual ayuda a prevenir
funcionamientos poco óptimos, evaluar si a un terminal se le pueden ofrecer
mayores tasa de transferencia y evaluar el estado de la infraestructura.
En el ADSL convencional uno de los problemas generados a la hora de
aumentar la tasa de transferencia era la alta diafonía producida en los cables
de tendido telefónicos. ADSL2 mejora estos aspectos supervisando la cantidad
de distorsión/ruido en el medio, variando la tasa de transferencia al máximo
posible sin perder la calidad de la conexión y previniendo los errores. Este
ajuste de velocidad se hace de forma transparente de cara al usuario,
utilizando mecanismos que permiten el cambio de velocidad sin que se
produzcan errores de sincronismo a la hora de procesar las tramas de
información.
ADSL2 también introduce una serie de mejoras orientadas a disminuir el
consumo de energía por parte de los proveedores del servicio. Esta mejora
consiste en optimizar los recursos energéticos desaprovechados por ADSL1; si
con el ADSL convencional los aparatos encargados de dar servicio estaban
continuamente conectados, ahora se pueden inducir unos estados de reposo o
standby en función de la carga que está soportando dicho dispositivo, lo cual
supone un ahorro monetario por parte de los proveedores.
Esta mejora se basa en el uso de dos modos de energía: el L2 y el L3. El
modo de energía L2 supone la principal innovación de ADSL2 en este aspecto,
este modo regula la energía en función del tráfico circundante en la conexión
entre el proveedor y el cliente. El modo L3 supone un estado de reposo más
aletargado introducido cuando la conexión no está siendo usada durante un
largo periodo de tiempo. L2 supone un tipo de mecanismo invisible al cliente,
75
mientras que recobrar un estado activo a partir de L3 supone un proceso de
reinicio de 3 segundos.
ADSL2 contempla la posibilidad de usar más de una línea telefónica para
proveer de conexión a un único terminal incluyendo en su estándar varias
normas de ATM referentes a las especificaciones IMA (multiplexado inverso
para ATM), así pues, estas especificaciones permiten la demultiplexación de
distintas conexiones ADSL a través de distintas líneas telefónicas en un solo
dispositivo, lo que mejora notablemente las tasas de bajada.
Desde la capa ATM se procesan los datos recibidos a través de la subcapa
que proporciona IMA para procesar los datos provenientes de las capas físicas
de ADSL, siendo tratada desde el terminal como una única conexión. Para
conseguir esto la IMA contiene una serie de subprotocolos que previenen la
desincronización de los dispositivos físicos ADSL2 (1 dispositivo por línea) y
que tratan la información recibida de los dispositivos cuando estos tienen
latencias diferentes. Todo lo relacionado en routers y lan.
ADSL2 añade la posibilidad de dividir el ancho de banda en distintos
canales, proveyendo a cada aplicación un canal con características
independientes. Esto supone una gran mejora en el terreno del QoS, pudiendo
asignar prioridades de ancho de banda y latencia a las aplicaciones según su
funcionalidad, lo cual supone un salto cualitativo a la hora de trabajar con
aplicaciones que demandan de servicios en tiempo real como puede ser la
videoconferencia.
Una aplicación derivada de la canalización es CVoDSL (voz canalizada
sobre dsl). Con ADSL2 podemos usar distintas señales de voz en distintos
canales, pudiendo establecer más de una conversación sobre una línea. Éste
puede ser un servicio independiente del proporcionado por el ISP dando a las
operadoras de telefonía un sistema que permite una transmisión más flexible,
de mayor calidad y de menos coste.
Otra característica de ADSL2 que hace que se obtenga una mayor
velocidad de transferencia se refiere a la optimización en el uso de los buffers
76
encargados de almacenar tramas en caso de congestión , siendo ésta fija en el
ADSL convencional. Ahora ADSL2 aprovecha el espacio no usado en los
buffers para conseguir un aumento de hasta 50kbps en la velocidad de bajada.
ADSL2 también permite hacer uso del ancho de banda reservado para
telefonía empleándolos para la transmisión de datos obteniendo 256kbps más
en velocidad de subida.
Incluso ahora el tiempo empleado para realizar la conexión inicial desde el
terminal al proveedor es de 3 segundos, siendo de 10 segundos en el ADSL
convencional.
Otra ventaja con las mejoras introducidas por ADSL2 es que es capaz de
dar cobertura a bucles más largos que los posibles con ADSL1. Ello también
implica que ADSL2 proporcione mayores velocidades a puntos alejados con
respecto a ADSL1.
El primer paso ADSL2 es una versión avanzada de la tecnología ADSL,
definida por la UIT en su recomendación G.992.3, que fue aprobada en julio del
año 2002 . Aunque emplea la misma banda de frecuencias que ADSL (hasta
1,1 MHz), introduce algunas mejoras frente a ADSL que permiten mayores
velocidades de transmisión y mayores alcances. Mejora especialmente las
prestaciones frente a ADSL en líneas largas con mucho ruido, mediante una
mayor eficiencia en la modulación, la codificación y el empaquetado de las
tramas. Para ello, ADSL2 tiene una mejor eficiencia de modulación/codificación
(codificación Trellis de 16 estados y modulación QAM con constelaciones de 1
bit) y una serie de algoritmos mejorados de tratamiento de la señal que los
ofrecidos por ADSL, mejorando la calidad de la señal, disminuyendo los errores
y aumentando la cantidad de información que se puede recibir por el medio
analógico.
77
5.3.3 ADSL2+
ADSL2+, especificada por la UIT en su recomendación G.992.5 y aprobada
en marzo de 2003, se ha desarrollado a partir de ADSL2 aumentando la banda
de frecuencias utilizada hasta 2,2 MHz. El número de tonos utilizados es, por
tanto, de 512, el doble que para ADSL. Tal incremento de ancho de banda
permite aumentar la velocidad descendente, con unos límites teóricos de
alrededor de 25 Mbit/s (24,416 Mbit/s) para bucles muy cortos (menores de 1,5
kilómetros). Con respecto a la velocidad mínima alcanzable en un determinado
bucle, en una configuración de referencia, el estándar no ofrece ningún valor,
por lo que se debe acudir a los datos empíricos facilitados por los distintos
operadores y fabricantes, que la sitúan en un mínimo de 16 Mbit/s.
A medida que aumenta la longitud del bucle, las prestaciones de ADSL2+
disminuyen, de manera que en bucles largos (superiores a 3 kilómetros)
convergen las prestaciones de ADSL, ADSL2 y ADSL2+. Tal convergencia se
debe al aumento de la atenuación y la diafonía con la distancia, que afecta
especialmente a las altas frecuencias, lo que supone la inutilización progresiva
de la banda entre 1,1 y 2,2 MHz. Para la banda hasta 1,1 MHz se producen
también variaciones de la atenuación al aumentar la distancia, pero similares a
las de ADSL2.
RADSL
RADSL: Rate Adaptive Digital Subscriber Line , Línea de Abonados Digital de
Tasa Adaptable.
Como su nombre lo indica, se ajusta a la velocidad de acceso de acuerdo a
las condiciones de la línea. Funciona en los mismos márgenes de velocidad
que ADSL, pero tiene la ventaja de ajustarse de forma dinámica a las
condiciones de la línea y su longitud. La velocidad final de conexión utilizando
esta variante de ADSL puede seleccionarse cuando la línea se sincroniza,
78
durante la conexión o como resultado de una señal procedente de la central
telefónica.
En Marzo de 1993 se reconoció por parte del grupo de trabajo T1E1 de
ANSI el estandar RADSL, conocido como ANSI TR59. El FCC especifica
RADSL como una tecnología que es espectralmente compatible con voz y otras
tecnologías DSL sin el bucle local.
Ventajas y limitaciones
Como ventajas tenemos:
¾
Ahorro de costos, ya que elimina la necesidad de instalar fibra óptica en
el bucle de abonado para suministrar servicios de alta velocidad, por lo
tanto, no se requiere trabajos de la ingeniería civiles para colocar nuevos
cables.
¾
ADSL puede introducirse en base a la demanda por usuario individual;
esto es importante a los operadores de la red porque significa que su
inversión en ADSL es proporcional a la aceptación del usuario de
servicios de multimedia de altas velocidades.
¾
Para los nuevos operadores, especialmente los más pequeños, suponen
una
interesante
oportunidad
competitiva,
ya
que
carecen
de
infraestructuras instaladas.
¾
Para los usuarios, los servicios ADSL aportan nuevas posibilidades de
acceso de alta capacidad para soportar una gran variedad de
aplicaciones, desde multimedia a interconexión de LAN y acceso a
Internet.
¾
Una de las mayores ventajas de ADSL sobre los módem analógicos,
RDSI y HDSL reside en su capacidad para proporcionar soporte de
servicio telefónico sin impacto alguno en la capacidad de procesamiento
de datos. La razón es que ADSL utiliza tecnología de división de
frecuencia, permitiendo separar los canales telefónicos de los otros dos
canales. Esto garantiza el suministro de un servicio telefónico
ininterrumpido incluso cuando falla el suministro de energía del módem
ADSL, una posibilidad que no ofrece la mayoría de las soluciones
79
competidoras, incluidas RDSI y HDSL, que, aunque pueden efectuar
conexiones telefónicas, lo hacen consumiendo 64 Kbps de ancho de
banda.
Algunas de las limitaciones son:
¾
El sistema no es compatible con líneas con servicios especiales, como
son RDSI, hilo musical, etc.. aunque se están preparando dispositivos
para que sean compatibles.
¾
La distancia desde la central telefónica hasta nuestra casa debe tener un
máximo, cuanta mayor sea la distancia menor será la velocidad o incluso
no se podrá montar ADSL.
¾
Aun a pesar de que las condiciones anteriores se cumplan, quizás no
podamos montar ADSL debido a un exceso de interferencias en la línea
telefónica.
¾
Debe contratarse el servicio a la operadora telefónica correspondiente.
Esto no sucede con los módems habituales, puesto que basta con
conectarlos a la red, sin tener que dar aviso a la operadora.
¾
Otro inconveniente importante es la saturación de los servidores al
conectarse muchos usuarios con ADSL. Si, en la actualidad, muchos
servidores ya se saturan con 100 usuarios concurrentes.
De todas formas, es el propio instalador del sistema ADSL, el que
determinará si podemos o no montar un sistema ADSL, existen aparatos
especiales que conectados a nuestra línea de teléfono, determinan si se puede
o no establecer un sistema ADSL para dicha línea.
Las distintas velocidades que ofrece ADSL son en función de la longitud del
cable telefónico y del estado del mismo. Según las características de esta
tecnología, para alcanzar las velocidades de 1,5 a 2 Mbps, es necesario que la
distancia máxima no sea más de 5,5 Km entre un módem ADSL y otro, es decir
desde donde se encuentra el ordenador del usuario hasta donde está la central
telefónica más próxima. En muchos casos esta circunstancia no será ningún
80
inconveniente, ya que en centros urbanos o periferias de grandes ciudades, es
probable que exista una central telefónica con ADSL en una distancia inferior.
Pero puede darse el caso de pequeños pueblos que están separados, unos
de otros, 10 Km, por ejemplo. Lógicamente, la central telefónica más cercana
puede estar separada esta misma distancia y para realizar llamadas de voz, o
incluso utilizar un módem analógico de 28,8 ó 33,6 Kbps no habrá ningún
inconveniente, pero a la hora de decidir el uso de la tecnología ADSL será
necesario informarse antes, ya que puede existir la sorpresa de no llegar a
alcanzar estas velocidades aún habiendo solicitado este tipo de contratación y
lógicamente su precio. A medida que la distancia entre los módems ADSL sea
mayor, la velocidad de transferencia será menor.
El segundo factor clave en este tipo de tecnología es el estado del cable. Si
una comunicación ADSL trata de sacar el máximo partido al par de cobre,
utilizando como elemento clave el bajo nivel de ruido del a línea, es necesario
que éste se encuentre en perfectas condiciones, ya que de lo contrario puede
darse el caso de no llegar a alcanzar las velocidades estándar.
ADSL vs RDSI
ADSL puede tener todas las posibilidades de competir e incluso ganar a su
más rival competidor: la RDSI, pero algunos terrenos son más propicios para
DSL y otros para la red digital. Ambos tipos de comunicación están orientados
a conseguir una alta velocidad de transmisión de forma fiable. Así mismo, los
dos permiten utilizar un canal para datos mientras se utiliza el otro para voz
sobre la misma línea.
Pero la diferencia más importante es que RDSI es un medio de conexión
que funciona bajo la conmutación de circuitos, mientras que ADSL es un tipo
de conexión punto-punto.
Esto quiere decir que si queremos realizar una conexión con nuestro
proveedor de Internet, utilizando RDSI, debemos realizar el marcado de un
número telefónico que a través de una central nos encaminará hasta el
81
dispositivo receptor. El mismo caso ocurría si lo que deseamos es llamar a la
red de nuestra empresa.
Utilizando un módem ADSL, la conexión que existe es permanente, es decir,
no es necesario realizar ningún tipo de marcado para lograr el acceso a
Internet. Este tipo de conexión denominado punto-punto tiene la ventaja de que
el ancho de banda que existe entre el módem receptor de la llamada, instalado
en la central telefónica, y el nuestro no es compartido por ningún otro usuario.
En la central telefónica deben de existir tantos módems ADSL como líneas para
este uso tengan en esa área metropolitana, estando todos estos módems
enlazados mediante un conmutador Ethernet, un router o un comutador ATM,
que a su vez tenga una conexión con una línea de alta velocidad a Internet. De
esta forma es posible tener nuestro ordenador conectado de forma permanente
a Internet por una cantidad fija de dinero (con la implantación de la tarifa plana).
TABLA 5.3.3.1 Comparación entre ADSL y RDSI.
Característica
Velocidad máxima
Dispositivo
Tecnología
Canal para voz
Disponibilidad
RDSI
128Kbps
Adaptador de red
Digital
Analógico
Universal
ADSL
2Mbps
Adaptador ADSL
Digital
Digital
Según ubicación
Lógicamente uno de los puntos fuertes de ADSL es su velocidad, ya que es
15 veces mayor que la RDSI, utilizando dos canales (128 Kbps), aunque esta
vez la RDSI tiene varios puntos a favor: a través de un módem ADSL no es
posible llamar a la red de nuestra empresa, ya que la conexión que tiene es
permanente con otro módem ADSL instalado en la central. Por ello si se desea
conectar con otros servidores o incluso mandar un fax, debemos de hacerlo a
través de un módem tradicional. En el caso de una línea RDSI esta posibilidad
sí es viable, además, este tipo de conexión digital ofrece mucha mayor calidad
a la hora de enviar voz, mientras que de un módem ADSL se extrae la habitual
línea de voz de un sistema telefónico. Otra de las ventajas de las líneas RDSI
82
es su independencia de la distancia donde se encuentre el módem receptor de
la llamada.
Es caso de un fallo en el fluido eléctrico la comunicación a través de RDSI
queda interrumpida ya que no existe alimentación para el terminal del abonado.
En cambio, la tecnología ADSL, permite poder seguir utilizando el canal de voz
aún habiendo un fallo del fluido eléctrico, a pesar de que el canal de datos
quede inoperativo.
Beneficios y Aplicaciones
El medio físico que conecta el abonado a la Central Local se denomina "lazo
ó bucle de abonado". Cada "bucle" consta de un par trenzado (dos hilos de
Cobre aislados trenzados).
El conjunto de todos los "bucles de abonado" se denomina colectivamente
"bucle de acceso". El " bucle de acceso" permite a cualquier usuario transmitir
información tanto de datos como voz a otro abonado a través de una Central (ó
Conmutador Local).
Los últimos kilómetros finales de cable desde el conmutador local al cliente
son generalmente enlaces analógicos de frecuencia de voz. El "bucle de
acceso" reúne a un conjunto de usuarios que conectan con un conmutador
local utilizando cables de par trenzado de Cobre de varias longitudes y
calibre/diámetro. La longitud, calibre y número de secciones de los cables
utilizados varía, esto produce una variación en las características de
propagación a través del bucle de acceso. Cada usuario posee su propio par
de Cobre que le permite acceso al conmutador local y por tanto a otros
usuarios.
Los principales beneficios que proporciona ADSL son:
¾
Capacidad simultánea de voz/fax e Internet sobre una única línea
telefónica.
83
¾
Acceso a Internet a alta velocidad de forma ininterrumpida, lo que
permite estar siempre "en línea"; ADSL supera las prestaciones de los
módems convencionales V.34/V.90..
¾
Solución económica para clientes residenciales, "telecommuting",
pequeñas empresas, etc.
¾
Mayor seguridad de datos que supera a otras tecnologías como módem
de cable. ADSL permite dos tipos generales de aplicaciones: vídeo
interactivo y comunicaciones de datos a alta velocidad.
¾
Las principales áreas de aplicación de la tecnología ADSL son:
¾
"Telecommuting". Acceso a redes corporativas. Estaciones de trabajo
interactivas y videoconferencia, etc..
¾
Vídeo Interactivo. Entretenimiento bajo demanda. Películas/Vídeo bajo
demanda, vídeo en tiempo real, catálogos de vídeo, TV interactiva, etc..
¾
Servicios Profesiones Remotos. Cuidado de la salud, servicios legales,
"bienes raíces".
¾
Compras desde casa. Catálogos en línea, Competencia Multi-fabricante,
Informes al consumidor, etc..
¾
Juegos. Multimedia Interactiva. Juegos residenciales de único jugador,
Juegos residenciales de múltiples jugadores, Juegos de TV.
¾
Información
bajo
demanda.
Servicios
de
noticias
electrónicas,
publicaciones a medida, etc..
¾
Conocimientos de toda la vida. Lecciones de Música, Laboratorios
Virtuales, Libros Electrónicos, Reentrenamiento vocacional, etc.
¾
Comunicaciones de datos a alta velocidad. Acceso a Internet, accesos a
LANs remotas, accesos a redes especializadas, etc.
Entre las ventajas que ADSL posee en comparación a otras alternativas de
transmisión de alta velocidad como módem de cable y FTTN (Fiber To The
Neighborhood) figura el impresionante número de líneas telefónicas existentes.
Si los precios de los servicios ADSL se parecen a los de los servicios RDSI
entonces ADSL se verá favorecida por Internet y las aplicaciones de vídeo.
Muchas redes de cable antiguas no pueden ofrecer un canal de retorno, por
tanto necesitarán actualizarse antes de poder ofrecer servicios de banda ancha
y competir con ADSL.
84
ADSL también es una solución a tener en cuenta por parte de los
Proveedores de Servicios Internet que día a día van necesitando proporcionar
mejores prestaciones de velocidad a los usuarios.
5.3.4. VDSL
VDSL: Very Hight Rate Digital Subcriber Line,
La modalidad VDSL es la más rápida de las tecnologías XDSL, ya que
puede llegar a alcanzar una velocidad de entre 13 y 52 Mbps desde la central
hasta el abonado y de 1,5 a 2,3 Mbps en sentido contrario, por lo que se trata
de un tipo de conexión también asimétrica.
La máxima distancia que puede haber entre los dos módems VDSL no
puede superar los 1.371 metros.
Es la tecnología ideal para suministrar señales de TV de alta definición.
Servidores de Video
VDSL
Internet
Red de
banda
ancha
Fibra
Óptica
Gabinete
de
exterior
Transmisión de
paquetes de
información en línea
FIG 5.3.4.1. Arquitectura VDSL.
85
VDSL está destinado a proveer el enlace final entre una red de fibra óptica y
las premisas. El medio físico utilizado es independiente de VDSL. Una
posibilidad es utilizar la infraestructura existente de cableado local.
Aunque es muy probable que ADSL se convierta en el más utilizado en
pocos años, su uso apunta al suministro de servicio de la gran banda al hogar
sobre cableados POTS, sobre distancias relativamente grandes (18.000 pies
sobre TP 25 AWG). Por otro lado VDSL operará sobre distancias mucho más
cortas y suministrará rangos de datos mucho más grandes. VDSL es utilizado
junto con una red de fibra óptica. La fibra óptica será extendida lo más cerca a
las áreas residenciales. Desde allí, el viejo servicio de cableado telefónico es
utilizado (gracias a VDSL) para transmitir la información a los hogares.
Very high-speed DSL es una evolución natural de ADSL para aumentar la
tasa de bits y usarlo a mayor ancho de banda. Esto puede ser contemplado
porque la longitud efectiva del cable es reducida debido al progreso de la fibra
en redes de acceso en una arquitectura FSAN como por ejemplo Cabinet
(FTTCab).
Como ADSL, VDSL puede transmitir video comprimido. Para detectar tasas
de errores compatibles con video comprimido, VDSL tendrá incorporado un
Forward Error Correction (FEC) con un intervalo suficiente para corregir todos
los errores producidos por el ruido.
VDSL es muy similar a ADSL, pero con un más alto rango de datos. ADSL
tiene que enfrentar algunos problemas que el concepto de VDSL elimina. Estos
incluyen los largos rangos dinámicos que ADSL tiene que tratar, y las grandes
distancias. Por estas y otras razones, el diseño de ADSL se hace más complejo
que VDSL. Los operadores de telecomunicaciones han apuntado que el costo
es un requerimiento importante. Por esto VDSL será menos complejo y así
menos costoso.
86
Ancho de Banda
Un aspecto de la especificación VDSL que está siendo estudiado es el
ancho de banda del sistema. Si el código de línea utilizado para VDSL es CAP
(una variante de QAM), entonces el ancho de banda del sistema mapea
directamente algún valor para un rango de símbolo. El rango del BIT es dado
por el tipo de QAM utilizado.
El ruido en el canal impone un límite sobre el rango del símbolo y los bits
por símbolo que pueden ser utilizados. Un estudio realizado en GTE asume un
sistema asimétrico, con un radio de 10:1 en los rangos de datos (flujo hacia
abajo / flujo hacia arriba). En este escenario, el modelo de ruido asumido toma
en consideración principalmente el hablado cruzado (crosstalk) far-end (FEXT).
Esta fuente de ruido es una consecuencia del acoplamiento capacitivo entre
diferentes pares trenzados en un mismo cable multipar. Otra importante fuente
de ruido presente en este medio es el ruido Gaussiano, con una altura
espectral de dos lados de -140 dBm/Hz. La Interferencia Radiofrecuencial (RFI)
es también tomada en cuenta, aunque no está claro como cuantificar su
impacto sobre la línea de transmisión.
Se considera dos implementaciones de VDSL que utilizan CAP y PAM
(Pulse Amplitude Modulation) respectivamente. La escogencia de PAM tiene la
ventaja que este esquema de transmisión banda base hace uso de bandas de
frecuencia baja, las cuales están menos sujetas al ruido (atenuación y
crosstalk). Por otro lado, CAP puede permitir utilizar POTS (servicio de voz) o
ISDN simultáneamente con VDSL. El siguiente gráfico muestra una
comparación de la capacidad de transmisión de VDSL usando CAP y PAM. El
número de perturbadores es el número de pares trenzados en el mismo cable
multipar que pueden estar interfiriendo uno a otro si portan también señales
VDSL.
87
POTS
ISDN
Dowstream
Upstream
(descarga de
datos)
(carga de
datos)
4
80
300
700
1000
10,000
KHz
FIG 5.3.4.2. Distribución ancho de banda
Topología
Topología FTTCab se muestra a continuación:
Alternativamente, VDSL puede ofrecerse desde una central telefónica para
dar servicio a los abonados situados en la proximidad inmediata de la central,
topología FTTEX (Fibra Hasta la Central). Incluso otra topología posible es
utilizar VDSL para la transmisión de datos y multi-video en bloques de
apartamentos con una ONT (Terminación de Red Óptica) en el sótano, dando
servicio a los apartamentos individuales sobre los cables telefónicos existentes.
Es también posible el funcionamiento simultáneo de VDSL y de los servicios
de banda estrecha tradicionales - POTS (Plain Old Telephone Service) o RDSI
(Red Digital de Servicios Integrados) - sobre una única línea telefónica. Esto
requiere un divisor en cada extremo de la línea para separar la señal VDSL de
mayor frecuencia de la señal POTS o RDSI de menor frecuencia (transmisión
fuera de banda). De forma alternativa, los servicios de banda estrecha pueden
transmitirse dentro de banda formando parte de los datos digitales.
Los sistemas VDSL están diseñados para trabajar en un entorno ruidoso
muy hostil. En concreto, deben ser capaces de poder hacer frente a
interferencias procedentes de emisiones de radio y de las transmisiones de los
radioaficionados. Al mismo tiempo, deben tomarse precauciones para limitar
las emisiones indeseadas de un sistema VDSL en las bandas de radio
88
sensibles, tales como las bandas de los radioaficionados reconocidas
internacionalmente. Esto puede requerir que la PSD (Densidad Espectral de
Potencia) transmitida en estas bandas sea recortada en 20 dB o más. La
conformación espectral debería asegurar además la compatibilidad espectral
con otros servicios heredados (T1/E1, RDSI, ADSL, HDSL, etc) en el mismo
atado del cable (grupo de pares trenzados de cobre) y una buena partición de
la capacidad del cable entre los diferentes pares del cable, por medio de una
reducción de la potencia, es decir, conformando la PSD de transmisión en el
sentido ascendente de la NT (Terminación de Red) de forma que no se impida
la recepción de transmisores remotos en el armario o en la central telefónica.
La máxima potencia de transmisión que los sistemas VDSL pueden inyectar en
la línea en cualquiera de sus extremos es de 11,5 dBm, en comparación con
los 20 dBm y los 13 dBm, respectivamente, para la transmisión en sentido
descendente y ascendente en ADSL.
El TM6 de ETSI y el T1E1.4 del ANSI han adoptado ambos códigos de línea
para los estándares (en pruebas) de VDSL actualmente en desarrollo. Además,
se ha seleccionado FDD como técnica por parte del ETSI, ANSI y de la UIT.
Alcatel está desarrollando un conjunto de chips para VDSL basados en
FDD-DMT, que ha sido respaldado por la VDSL Alliance para una futura
adopción como el estándar mundial de la UIT (posiblemente en paralelo con
portadora única), en línea con las actuales especificaciones del ANSI y del
ETSI.
Códigos de Línea
Las posibles líneas de código propuestas para VDSL pueden ser 4:
CAP
Para configuraciones pasivas de NT, CAP usará QPSK para un tipo de
TDMA . La Modulación CAP está basada en Modulación en Amplitud en
Cuadratura QAM y trabaja muy similar a QAM. Un receptor QAM necesita una
señal de entrada con las mismas relaciones espectro y fase como la señal
89
transmitida. Las líneas telefónicas regulares no garantizan esta calidad de
envío y una implementación QAM para el uso con XDSL tiene que incluir
ecualizadores adaptativos que puedan medir las características de la línea y
ejecutar compensación para la distorsión introducida en el par trenzado.
DMT
Discrete Multitone, Este código de línea divide el ancho de banda disponible
en unidades más pequeñas. Estas bandas individuales son probadas para
determinar si pueden ser utilizadas para transmitir información. Este esquema
es ventajoso debido al amplio rango de características de líneas que pueden
ser encontradas en la instalación existente de cables de par trenzado. Cada
instalación puede presentar diferencias en la calidad y longitud de la línea e
interferencia como hablado cruzado (crosstalk), y los radios AM y HAM pueden
afectar la señal de estas líneas. DMT supera este problema utilizando estas
partes del espectro que ofrece menos atenuación e interferencia.
La línea es probada para determinar cuáles bandas de frecuencia están
disponibles y cuantos bits pueden ser transmitidos por unidad de ancho de
banda. Los bits son decodificados en el transmisor y luego pasados a un
conversor D/A. En la recepción final, la señal es procesada para decodificar la
cadena de bits entrante. ADSL también utiliza este código de línea, y divide el
canal de flujo "hacia abajo" en 256 tonos de 4 Khz de ancho de banda y el "flujo
hacia arriba" en 32 subcanales. Cada subcanal puede portar un número
diferente de bits, dependiendo de la calidad del subcanal. DMT puede operar
en modos de rango fijo o adaptativo, por ejemplo, puede utilizar un rango de
datos constante o puede modificar el rango de datos durante operación como
una respuesta a las características de la línea. Sin embargo, el DMT sufre del
aislamiento del subcanal. El uso de las transformadas de Fourier introduce
armónicos adicionales que no portan la información. El DWMT ataca este
problema.
DWMT
Discrete Wavelet Multitone, El esquema de decodificación DWMT está
basado en la misma idea del DMT, esto es, dividir el canal en subcanales para
90
hacer uso de las secciones del espectro de la frecuencia que no son afectados
por interferencia. Mientras que DMT usa transformadas rápidas de Fourier para
decodificar los bits en cada subcanal, el DWMT utiliza transformadas wavelet
(algoritmo para descomponer una señal en elementos más simples). El uso de
la transformada de Fourier digital para decodificar bits en el algoritmo DMT
genera armónicos con el arco principal del receptor. Sin embargo, la
transformada wavelet produce armónicos de energía más bajo, lo cual hace de
esto una tarea más simple para detectar la señal decodificada en la recepción.
La relación señal a ruido SNR realizada con DWMT puede estar en el orden
de 43 dB, mientras que DMT tiene una SNR de alrededor de 13 dB. Con
DWMT, la mayoría de la energía está contenida en los subcanales actuales y
no es perdida en los armónicos adicionales que resultan de la operación de
transformada.
SLC
Simple Line Code, una versión de señal en banda base de 4 niveles que
filtra en banda base y restablece la señal en el receptor. Para configuraciones
pasivas NT, SLC debería usarse como TDMA para multiplexar upstream,
aunque FDM es posible.
Los sistemas multiportadora modulan datos sobre un gran número de
portadoras (ortogonales) de banda estrecha. Cada portadora o tono se modula
con un punto de la constelación QAM durante la duración de un símbolo de la
mulitportadora. Para construir el símbolo completo se suman entonces todas
las portadoras. En el receptor, las portadoras se separan y demodulan.
Utilizando modulación DMT, las portadoras están igualmente espaciadas y son
ortogonales. La modulación y demodulación de un símbolo DMT puede
realizarse de forma muy eficaz mediante el uso, respectivamente, de una IFFT
(Transformada Inversa Rápida de Fourier) y una FFT (Transformada Rápida de
Fourier).
Para asegurar la ortogonalidad entre tonos puede necesitarse un
procesamiento adicional en el transmisor y en el receptor.
91
En un sistema VDSL basado en DMT pueden utilizarse hasta 4.096
portadoras, abarcando una banda de frecuencias de hasta 17,7 MHz. La
separación entre tonos es idéntica a la de ADSL (4,3125 Khz.), permitiendo la
interoperabilidad (un módem VDSL en un extremo de la línea, tanto con LT Terminación de Línea - como con NT, puede comunicar con un módem ADSL
en el otro extremo a una velocidad reducida) entre ADSL y VDSL.
Parte de la ampliación se utiliza para ventanizar en símbolo DMT en el
transmisor de forma que se suavice la transición entre símbolos sucesivos, lo
que da como resultado lóbulos laterales menores en el espectro de transmisión
y, por consiguiente, un mejor confinamiento espectral. Otra parte de la
ampliación cíclica puede utilizarse para ventanizar (en combinación con "el
solapamiento") en el receptor. Esta operación es transparente para los tonos
que son perfectamente periódicos en la ventana FFT, pero reduce el efecto de
las transiciones que de otra manera producirían ISI (Interferencia entre
Símbolos) e ICI (Interferencia entre Portadoras), y ayuda a reducir el efecto de
la diafonía y de la RFI (Interferencia de Radiofrecuencia).
El uso de ventanización en el receptor y el transmisor y las ampliaciones
cíclicas se muestran a continuación:
92
Duracion del símbolo DMT
CP
Ventana FTT
CS
Ventanizacion en el receptor
Ventanizacion en el transmisor
FIG 5.3.4.3. Ventanización en el receptor y transmisor
El resto de la ampliación cíclica se utiliza, por una parte - mediante el prefijo
cíclico - para reducir (o eliminar) la ISI y la ICI, y por otra parte - mediante el
sufijo cíclico - para asegurar la ortogonalidad de la señal útil recibida y del eco
(producido por la desadaptación del transceptor a la línea, o por imperfecciones
de ésta). Si el prefijo cíclico es lo suficientemente largo (para evitar
completamente la ISI y la ICI, el prefijo cíclico debería ser al menos tan largo
como la respuesta del canal al impulso, medida desde la salida de la IFFT en el
transmisor hasta la entrada de la FFT del transmisor), la ecualización no
necesita un ecualizador en el dominio del tiempo, sino que puede realizarse
mediante un ecualizador con una derivación en el dominio de la frecuencia,
reduciendo de este modo la complejidad del receptor. Si el sufijo cíclico excede
la longitud de la línea, expresada en muestras se puede obtener una perfecta
ortogonalidad entre la señal útil y el eco mediante la sincronización y
alineamiento de la transmisión en sentido ascendente y descendente. En este
caso, no se necesitan filtros de duplexación digitales ni analógicos, reduciendo
de nuevo la complejidad del transceptor.
93
El sistema VDSL descrito se le conoce a menudo como VDSL "Zipper". La
combinación de un duplexado digital en el dominio de la frecuencia y de una
transmisión DMT es característico de un sistema Zipper. Existen dos modos de
funcionamiento: síncrono y asíncrono.
La tecnología VDSL aun no está completa ya que existen ciertos aspectos
que aún requieren de una definición clara. Estos aspectos se mencionan a
continuación.
TDD (Time Division Duplexing) vs. FDD (Fequency Division Duplexing)
El tipo de división duplex que se usará en VDSL está discutiéndose en los
actuales momentos. FDD parece ser una mejor opción ya que los servicios
existentes son típicamente canceladores de eco o FDD. La sincronización de
los canales (en la dirección de la red al cliente y viceversa) es más fácil con
FDD, porque todos los sistemas necesitan tener las mismas frecuencias del
"bandsplit". Por el contrario, con TDD la sincronización puede ser más
compleja.
Modelo de Referencia: La característica del ruido en la línea no sólo variará
con el tipo de línea, sino también con la base instalada de la red local. No hay
ningún acuerdo hasta la fecha, aunque es necesario que se propongan varios
modelos antes de que la tecnología sea masivamente comercializada.
Interferencia del Sistema de Radio de Onda Corta: En el caso de antena de
área local, la señal VDSL sobre el cable generará un campo eléctrico capaz de
interferir con bandas de la radio de onda corta. Por otra parte, las bandas de
frecuencia de radio de onda corta que coinciden con la frecuencia de VDSL
dañarán la señal VDSL.
Radiación Producida por Cables Aéreos: Utilizando TDD, un transmisor de
VDSL produce una emisión de radiación no deseada que interfiere con los
receptores de radio-aficionados. Se determinó que el máximo PSD de 60
94
dBm/Hz, permitido para la tecnología VDSL puede generar interferencia
potencial en algunas bandas de alta frecuencia del espectro de radio.
Operación Simétrica o Asimétrica: Es posible que VDSL soporte tanto
sistemas simétricos como asimétricos. VDSL simétrico es adecuado para
distancias cortas ya que puede simplificar la interfaz con la red conjuntamente
con las redes LAN. Para distancias largas VDSL asimétrico es apropiado, ya
que
simplifica
los
equipos
electrónicos
requeridos
por
los
usuarios
residenciales.
Aunque
un
estándar
VDSL
no
está
completo,
existen
ciertas
especificaciones que están siendo consideradas como metas realizables. Dado
que VDSL será utilizado para proveer conexión de "última milla" entre redes
ópticas y las premisas, los rangos de datos de "flujo hacia abajo" proyectados
que VDSL proveerá son 1/12, 1/6, y 1/3 de la velocidad de SONET (155.52
Mbps). Estas velocidades estarán disponibles para diferentes longitudes de
línea.
Los rangos del "flujo hacia arriba" (upstream) comienzan desde los 1.6
Mbps a la misma velocidad del canal de "flujo hacia abajo" (downstream).
Iguales flujos hacia arriba y abajo sólo pueden ser realizados en las líneas más
cortas, y requerirán configuraciones simétricas de VDSL. Las primeras
versiones de VDSL serán asimétricas, al igual que ADSL.
Las operadoras de telecomunicaciones podrían utilizar VDSL para enviar
demanda de video a los hogares, usando televisión de alta definición (HDTV),
dado el largo ancho de banda que VDSL permite sobre un simple par de par
trenzado.
Otra aplicación potencial de VDSL es la de ser utilizada para realizar tráfico
sobre ATM. Radiación en Cables Aéreos: Utilizando TDD (Time Division
Duplexing), un transmisor VDSL produce emisiones no requeridas que
interfieren muy de cerca los receptores de radio amateur. Otras medidas
95
incluyeron la pérdida total del camino desde el punto de Lanzamiento de la
señal VDSL en los UTP y a los receptores de radioaficionados.
Fue descubierto que un máximo PSD de 60 dBm/Hz para el uso con VDSL
puede conducir a interferencia potencial sobre algunas bandas de alta
frecuencia en el espectro de radio. Los sistemas VDSL que están basados en
TDD pueden requerir medidas de control de potencia para prevenir esta clase
de interferencia.
5.3.5. HDSL
HDSL: Hight Data Rate Digital Subscriber Line, Linea de Abonados Digital de
Indice de Datos alto.
La tecnología HDSL es simétrica y bidireccional, por lo que la velocidad
desde la central al usuario y viceversa será la misma. Se implementa
principalmente en las PBX.
Esta es la tecnología más avanzada de todas, ya que se encuentra
implementada en grandes fábricas donde existen grandes redes de datos y es
necesario transportar información a muy alta velocidad de un punto a otro.
La velocidad que puede llegar a alcanzar es de 1,544 Mbps (full duplex)
utilizando dos pares de cobre y 2,048 Mbps sobre tres pares, aunque la
distancia de 4.500 metros que necesita es algo menor a la de ADSL.
Hay dos opciones diferentes para la linea de codigo recomendadas; la
modulación
por
amplitud
de
pulso
2B1Q
y
modulación
Carrieress
Amplitude/Phase (CAP). CAP es aplicable para 2.048 Mbps, mientras que para
2B1Q están definidas dos tramas diferentes.
Las compañías telefónicas están encontrando en esta modalidad una
sustitución a las líneas T1/E1 (líneas de alta velocidad) sobre otro tipo de
medio - fibra óptica.
96
CODIGO DE LINEA
El estándar 2B1Q para 2.048 Mbps proporcionan una transmisión duplex
sobre un par simple y una transmisión paralela sobre dos o tres pares. Esto
permite la distribución de los datos en varios pares y la reducción de la tasa de
símbolos para incrementar la anchura de la linea o la distancia de transmisión.
CAP se define para uno o dos pares solamente y 1.544 Mbps con 2B1Q solo
para dos pares.
ANCHO DE BANDA
HDSL parte de una técnica de transmisión que amplía un ancho de banda
estrecho como el del cobre para trabajar en el rango de los multimegabits. Esta
tecnología implica en principio, trasmitir en full dúplex por dos pares telefónicos
una cantidad igual de tráfico de bits por medio de líneas privadas .
HDSL, plantea la solución de la ingeniería de comunicaciones: la
compensación continua de la señal, a través de considerar las condiciones
existentes en el cable por donde se transmite la información. Así la técnica crea
un modelo matemático del cable de cobre que permite al sistema de
transmisión compensar las distorsiones originadas en el medio, La técnica hace
que los 2.048 Mbps lleguen al cliente a través del dispositivo HDSL, y de ahí
que la trama se divida en dos, una por cada par de cobre. Al llegar la señal al
otro extremo se reensamblan las 2 señales, y se restituyen los 2.048 Mbps con
la estructura de trama completa. Esto pudiera hacer a la técnica menos
tolerante al ruido, sin embargo en el uso de la ecualización adaptativa se tienen
resueltos dos aspectos: reducir el ancho de banda en el cobre por una parte, y
compensar las señales por defectos en la transmisión.
APLICACIONES
Una de las principales aplicaciones de HDSL es el acceso de última milla a
costo razonable a redes de transporte digital para RDI, redes satelitales y del
tipo Frame Relay.
97
La tecnología HDSL tiene cabida en las comunicaciones de redes públicas y
privadas también. Cada empresa puede tener requerimientos diferentes,
orientados al uso de líneas privadas de fácil acceso y obtención para que con
productos de tecnología HDSL se puedan obtener soluciones de bajo costo y
alta efectividad.
Son variadas las aplicaciones y van desde realizar enlaces E1 para
interconectar redes locales LAN a LAN en ambientes diversos, para conectar
PABX s a PABX s, como extensión de enlaces digitales E1, como enlace
remoto de videoconferencia, y suministrador de enlaces voz/datos digitales en
general.
El Campo T1 / E1 es la primera aplicación del HDSL para las redes
privadas. La tecnología ha sido usada por portadores durante algún tiempo
como una manera rentable de extender líneas T1.
Entre otras aplicaciones se pueden nombrar:
¾ Acceso a las Redes Trocales de Fibra
¾ Video Conferencia
¾ Redes de Distribución PBX una red de computadoras
¾ Aprendizaje a distancia
¾ Enlaces CAD /CAM
¾ Acceso Remoto de Datos
VENTAJAS
¾ Disminuye el coste y el tiempo necesarios para la instalación de las
líneas
¾
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).
¾
El algoritmo digital adaptativo de procesamiento de la señal empleado
por HDSL proporciona una calidad de transmisión mucho mayor que la
que se consigue con las líneas T1/E1.
98
¾
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).
HDSL2 o SHDSL
HDSL2 ofrece los mismos 1.544 Mbps de ancho de banda como solución a
los tradicionales 4 cables de HDSL, con la ventaja de requerir solamente un
simple par de cobre.
HDSL2 espera aplicarse en Norte América solamente, ya que algunos
vendedores han optado por construir una especificación universal de G.shdsl.
5.3.6. SDSL
Es un nuevo estándar que fue desarrollado para ser la convergencia de
tecnologías simétricas de DSL (HDSL, SDSL, HDSL-2), abarcando todas las
funciones que son proporcionadas actualmente por las tecnologías SDSL y
HDSL2 europeos.
Es muy similar a la tecnología HDSL, ya que soporta transmisiones
simétricas, pero con dos particularidades: utiliza un solo par de cobre y tiene un
alcance máximo de 3.048 metros. Dentro de esta distancia será posible
mantener una velocidad similar a HDSL. Esta norma se encuentra aún en la
fase de desarrollo.
Esta tecnología provee el mismo ancho de banda en ambas direcciones,
tanto para subir y bajar datos; es decir que independientemente de que estés
cargando o descargando información de la Web, se tiene el mismo rendimiento
de excelente calidad. SDSL brinda velocidades de transmisión entre un rango
de T1/E1, de hasta 1,5 Mbps, y a una distancia máxima de 3.700 m a 5.500
desde la oficina central, a través de un único par de cables. Este tipo de
conexión es ideal para las empresas pequeñas y medianas que necesitan un
medio eficaz para subir y bajar archivos a la Web.
99
SHDSL se ha diseñado para mejorar el desempeño del alcance y accionar
la compatibilidad Espectral con otras tecnologías de DSL (ADSL, etc.). Las
tasas de datos son idénticas en ambos sentidos (la tecnología es simétrica) y
varía de: - 192 Kb/s a 2.3 Mb/s (un par trenzado), a - 384 Kb/s a 4.6 Mb/s (dos
pares trenzados).
El SHDSL está diseñado para el transporte de datos de forma simétrica, a
regímenes que se adaptan a las características del canal y que van desde
192kbps a 2.3Mbps; o desde 384kbps a 4.6 Mbps sobre dos pares.
El código de línea utilizado es TC-PAM (Trellis Coded Pulse Amplitude
Modulation); utilizando 16 niveles en línea (4B1H). Además la señal se
conforma en frecuencia para mejorar la compatibilidad espectral respecto a
otros sistemas que compartan el mismo mazo .
Mientras las aplicaciones de HDSL se limitan a transportar servicios de
Multiplex por División en el Tiempo (TDM), desde el principio, el SHDSL está
siendo utilizado para transportar cargas tanto TDM como ATM.
Existen también repetidores para aumentar el alcance de estos sistemas de
línea. El sistema G. SHDSL podría ser entre dos y tres veces más rapido que la
mayor parte de las conexiones DSL clásicas (llega hasta los 4,6 Mbps). Otra de
las ventajas del G.SHDLS es que permite utilizar una centralita más lejana,
distancia limitada hoy en día a unos 4,5 kilómetros. Muchos de los proveedores
de servicios norteamericanos ya planean migrar a este tipo de conexiones en
detrimento del cable.
Por otro lado, a diferencia de las conexiones DSL que disfrutábamos hasta
ahora, la velocidad de transmisión es igual tanto para la recepción como el
envío de datos. Teniendo en cuenta estas características, es muy posible que
las grandes empresas, hasta ahora espantadas por los inconvenientes ya
mencionados de las conexiones DSL tradicionales, empiecen a adoptar el
estándar G.SHDSL.
100
SHDSL incorpora una variedad de características del mass-market, el
servicio multi-tarifa, un funcionamiento mejor, compatibilidad espectral, una
energía más baja de la transmisión, que tomado en agregado, proporcione las
razones que obligan para la dominación inminente del mercado.
El estándar de G.SHDSL, definido por el ITU, es un nuevo estándar
internacional para DSL simétrico (SDSL). También conocido por G.991.2,
G.SHDSL se diseña para los negocios que requieren transferencia de datos de
alta velocidad en ambas direcciones. El nuevo estándar transporta datos más
lejos y más rápido que las soluciones anteriores, además mejora la
compatibilidad espectral respecto a los servicios preexistentes y que emergen.
La compatibilidad espectral es una función entre la señal recibida, la señal
de la interferencia, y las fuerzas relativas de las señales. El número de factores
influyen en la interferencia producida en un par de alambres y influyendo por
tanto, en la señal deseada. Algunos factores como la longitud del lazo, el
efecto de cancelación del eco (EC) contra esquemas de la transmisión de la
multiplexación de división de frecuencia (FDM) van más allá del alcance de este
apartado. El estándar de SHDSL fue desarrollado para tratar no solamente
ediciones de la interoperabilidad sino también se tuvieron en consideración las
características espectrales de la línea existente, codificación y las técnicas de
transmisión comunes en las redes existentes.
SHDSL o G.991.2 se basa en modificaciones a HDSL2 y utiliza TC-PAM,
proporcionando 16 niveles de codificación (2B1Q proporciona 4 niveles), por
tanto se mejora la eficacia espectral.
La tecnología SHDSL, puede ofrecer los servicios que combinan un mayor
alcance y compatibilidad espectral con otras tecnologías de transmisión. Hasta
hace poco tiempo, la mayoría de las tecnologías DSL simétricas (SDSL) han
sido propietarias y basadas en la modulación uno-cuaternario dos-binaria
(2B1Q) sobre un solo twisted pair. SHDSL provee de fabricantes de equipo y
101
de abastecedores de servicio que nos dan una definición común compartida
para un servicio simétrico de la multi-tarifa mundial, y proporciona mayor
flexibilidad del despliegue y del servicio para los abastecedores de servicio.
La norma SHDSL forma parte, como la ADSL, de la amplia familia DSL.
Mientras ADSL permite al usuario recibir datos de su proveedor a una
velocidad de hasta 2 Mbps y enviarlos a hasta 640 Kbps, con SHDSL se
alcanzan velocidades desde 192 Kbps hasta 2,31 Mbps en ambos sentidos.
Esto hace que sea muy interesante para las empresas, que tanto reciben como
envían datos.
El funcionamiento de SHDSL se ha diseñado para que no interfiera con los
datos que puedan circular con el mismo hilo telefónico con otras normas DSL o
con las señales de voz. SHDSL es compatible con todas las redes actuales,
como la telefónica conmutada, RDSI, IP y ATM para un servicio simétrico de la
multi-tarifa mundial, y proporciona mayor flexibilidad del despliegue y del
servicio para los abastecedores de servicio.
SHDSL proporciona tarifas de servicio simétricas completas en las
distancias mayores y sin los repetidores a 4 kilómetros. Usando SHDSL como
tecnología del repetidor para los lazos realmente largos, están no sólo pocos
repetidores requeridos para una distancia dada sino que también el alcance del
servicio del DSL es casi ilimitado.
Las empresas son cada vez mayores y exigen tecnologías que tengan un
alcance mayor, que sean tecnologías simétricas, que mejoren el servicio de
ofrecer vídeo y/o videoconferencia, todo esto lo ofrece SHDSL, por tanto, y
aunque SHDSL es compatible con el resto de tecnologías DSL, se puede
suponer que acabara dominando el mercado, es mas siendo la única
tecnología prácticamente utilizada, aunque no debemos descartar que en un
futuro la demanda del mercado crezca y será necesario e inevitable la aparición
de nuevas tecnologías que superen a SHDSL, y por tanto la historia se repetiría
,pero actualmente podemos pensar que la tecnología que abarca la demanda
del mercado es sin duda alguna, SHDSL.
102
Una de las alternativas a ADSL es SDSL (conocida también como SHSDL),
que es una tecnología de carácter simétrico desarrollada por los organismos
internacionales para proporcionar, inicialmente, hasta 2,3 Mbps en cada
sentido. Debido a este carácter simétrico, su principal ámbito de aplicación son
las empresas, que necesitan no sólo recibir, sino también enviar gran cantidad
de información, al contrario que los usuarios residenciales, cuyo principal
interés es recibir (descarga de música, vídeos, programas, etc.).
SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) fue aprobado por la UIT en
febrero de 2001 (recomendación G.991.2) y por el ETSI en marzo de 2003
(Estándar TS 101 524), con el objetivo de obtener una tecnología con las
mismas prestaciones que la tecnología HDSL (sobre dos pares) utilizando un
solo par, pero menos interferente, de manera que fuera compatible con otras
tecnologías xDSL, como ADSL. SDSL emplea un sistema de modulación sobre
una única portadora conocido como TC-PAM (Trellis Code Pulse Amplitude
Modulation). El ancho de banda utilizado depende de la velocidad de
transmisión sobre cada bucle, llegando hasta los 300-400 kHz cuando se
emplean las máximas velocidades de transmisión. Puesto que SDSL se
estandarizó con posterioridad a ADSL, se tuvo en cuenta su compatibilidad con
ésta al definir los estándares.
Se han definido variantes de SDSL que permiten aumentar la velocidad de
transmisión sobre un único par hasta 5,7 Mbps simétricos, bien aumentando la
banda de transmisión utilizada, bien mejorando la eficiencia de la modulación.
Tales modalidades se conocen como Enhanced SDSL o e-SDSL. En la práctica
dichas velocidades se aplican sólo a pares muy cortos, siendo la velocidad más
habitual de entre 3 y 4 Mbps para pares de longitud superior a 1 kilómetro.
SDSL es la tecnología elegida por el IEEE para desplegar servicios Ethernet
sobre pares de cobre de hasta 2,7 km. A tal efecto aprobó el estándar para
Ethernet en la primera milla (EFM), IEEE 802.3ah, en junio de 2004, que
soporta el despliegue de SDSL con una velocidad teórica de hasta 5,7 Mbit/s
en cada par, lo que permite proporcionar servicios de hasta 10 Mbit/s sobre
dos, tres o cuatro pares, en función de la longitud del par.
103
SDSL
Internet
Modem
Modem
FIG. 5.3.6.1. Diagrama de SDSL
MDSL
MSDSL: Multirate Symmetric DSL
Mas allá de los 144 kbps de ancho de banda de IDSL, hay nuevas
tecnologías que que ofrecen rangos entre 128 Kbps y 2.048 Mbps.
Para una aplicación simétrica, Multirate SDSL (M/SDSL) ha surgido como
una tecnología valorada en los servicios TDM (Multiplexación por División de
Tiempo). Construida sobre un par simple de la tecnología SDSL, M/SDSL
soporta cambios operacionales en la tasa del transceiver y distancias con
respecto el mismo.
IDSL
IDSL: ISDN Digital Subscriber Line, Línea de Abonados Digital ISDN.
Esta tecnología es simétrica, similar a la SDSL, pero opera a velocidades
más bajas y a distancias más cortas. ISDN se basa el desarrollo DSL de
Ascend Communications.
104
IDSL se implementa sobre una línea de ISDN y actualmente se emplea
como conexión al Internet para la transferencia de datos. El servicio de IDSL
permite velocidades de 128Kbps o 144Kbps.
El acrónimo DSL era originalmente usado para referirse a una banda
estrecha o transmisiones de acceso básico para Redes de servicios integrados
digitales.
Los modems ISDN-BA emplean técnicas de cancelación de eco (EC)
capaces de transmitir fullduplex a 160 kbit/s sobre un simple par de cables
telefónicos.
Los transceivers ISDN-BA basados en cancelación de eco
permiten utilizar anchos de banda de 10 kHz hasta 100 kHz, y esto es
instructivo para notar que la densidad espectral más alta de capacidad de los
sistemas DSL basados en 2B1Q.
Varios millones de líneas ISDN-BA han sido instaladas por todo el mundo y
la demanda de líneas ISDN empieza a ser significativa especialmente para la
alta demanda en conexiones de Internet con velocidades muy elevadas.
Diferencias entre IDSL y RDSI:
¾
RDSI se tarificada antiguamente por tiempo de uso, mientras que IDSL
ofrece tarifa plana (coste único independientemente del tiempo de
conexión).
¾
IDSL permite estar siempre conectado mientras el ordenador está
encendido, mientras que para RDSI es necesario establecer conexión
telefónica mediante marcación.
¾ IDSL es un servicio dedicado para cada usuario, al contrario que RDSI.
G.SHDSL
G.shdsl es un estándar de la ITU el cual ofrece un conjunto de características
muy ricas (por ejemplo, tasas adaptables) y ofrece mayores distancias que
cualquier estandar actual.
Un nuevo estándar que sustituirá a SDSL.
105
Este método ofrece anchos de bandas simétricos comprendidos entre 192
Kbps y 2.3 Mbps, con un 30% más de longitud del cable que SDSL y presenta
cierta compatibilidad con otras variantes DSL.
5.4. VOZ SOBRE IP
Desde hace tiempo, los responsables de comunicaciones de las empresas
tienen en mente la posibilidad de utilizar su infraestructura de datos, para el
transporte del tráfico de voz interno de la empresa. No obstante, es la aparición
de nuevos estándares, así como la mejora y abaratamiento de las tecnologías
de compresión de voz, lo que está provocando finalmente su implantación.
Después de haber constatado que desde un PC con elementos multimedia,
es posible realizar llamadas telefónicas a través de Internet, podemos pensar
que la telefonía en IP es poco más que un juguete, pues la calidad de voz que
obtenemos a través de Internet es muy pobre. No obstante, si en nuestra
empresa disponemos de una red de datos que tenga un ancho de banda
bastante grande, también podemos pensar en la utilización de esta red para el
tráfico de voz entre las distintas delegaciones de la empresa. Las ventajas que
obtendríamos al utilizar nuestra red para transmitir tanto la voz como los datos
son evidentes:
•
Ahorro de costes de comunicaciones pues las llamadas entre las
distintas delegaciones de la empresa saldrían gratis.
•
Integración de servicios y unificación de estructura.
Realmente la integración de la voz y los datos en una misma red es una
idea antigua, pues desde hace tiempo han surgido soluciones desde distintos
fabricantes que, mediante el uso de multiplexores, permiten utilizar las redes
WAN de datos de las empresas (típicamente conexiones punto a punto y
frame-relay) para la transmisión del tráfico de voz. La falta de estándares, así
106
como el largo plazo de amortización de este tipo de soluciones no ha permitido
una amplia implantación de las mismas.
Es innegable la implantación definitiva del protocolo IP desde los ámbitos
empresariales a los domésticos y la aparición de un estándar, el VoIP, no podía
hacerse esperar. La aparición del VoIP junto con el abaratamiento de los DSP’s
(Procesador Digital de Señal), los cuales son claves en la compresión y
descompresión de la voz, son los elementos que han hecho posible el
despegue de estas tecnologías.
Por lo dicho hasta ahora, vemos que nos podemos encontrar con tres tipos de
redes IP:
•
Internet. El estado actual de la red no permite un uso profesional para el
tráfico de voz.
•
Red IP pública. Los operadores ofrecen a las empresas la conectividad
necesaria para interconectar sus redes de área local en lo que al tráfico
IP se refiere. Se puede considerar como algo similar a Internet, pero con
una mayor calidad de servicio y con importantes mejoras en seguridad. Hay
operadores que incluso ofrecen garantías de bajo retardo y/o ancho de
banda, lo que las hace muy interesante para el tráfico de voz.
•
Intranet. La red IP implementada por la propia empresa. Suele constar de
varias redes LAN (Ethernet conmutada, ATM, etc..) que se interconectan
mediante redes WAN tipo Frame-Relay/ATM, líneas punto a punto,
RDSI para el acceso remoto, etc. En este caso la empresa tiene bajo su
control prácticamente todos los parámetros de la red, por lo que resulta
ideal para su uso en el transporte de la voz.
El VoIP tiene como principal objetivo asegurar la interoperabilidad entre
equipos de diferentes fabricantes, fijando aspectos tales como la supresión de
silencios, codificación de la voz y direccionamiento, y estableciendo nuevos
elementos para permitir la conectividad con la infraestructura telefónica
tradicional. Estos elementos se refieren básicamente a los servicios de
directorio y a la transmisión de señalización por tonos multifrecuencia (DTMF).
107
El VoIP/H.323 comprende a su vez una serie de estándares y se apoya en una
serie de protocolos que cubren los distintos aspectos de la comunicación:
•
Direccionamiento:
1. RAS (Registration, Admision and Status). Protocolo de comunicaciones
que permite a una estación H.323 localizar otra estación H.323 a través
de el Gatekeeper.
2. DNS (Domain Name Service). Servicio de resolución de nombres en
direcciones IP con el mismo fin que el protocolo RAS pero a través de un
servidor DNS
•
Señalización:
1. Q.931 Señalización inicial de llamada
2. H.225 Control de llamada: señalización, registro y admisión, y
paquetización / sincronización del stream (flujo) de voz
3. H.245 Protocolo de control para especificar mensajes de apertura y
cierre de canales para streams de voz
•
Compresión de Voz:
1. Requeridos: G.711 y G.723
2. Opcionales: G.728, G.729 y G.722
•
Transmisión de Voz:
1. UDP. La transmisión se realiza sobre paquetes UDP, pues aunque UDP
no ofrece integridad en los datos, el aprovechamiento del ancho de
banda es mayor que con TCP.
2. RTP (Real Time Protocol). Maneja los aspectos relativos a la
temporización, marcando los paquetes UDP con la información necesaria
para la correcta entrega de los mismos en recepción.
•
Control de la Transmisión:
1. RTCP (Real Time Control Protocol). Se utiliza principalmente para
detectar situaciones de congestión de la red y tomar, en su caso,
acciones correctoras.
108
5.5 . VENTAJAS DE LA TECNOLOGIA DE VOZ SOBRE IP
•
•
•
•
•
•
•
•
Integración sobre su Intranet de la voz como un servicio más de su red,
tal como otros servicios informáticos.
Las redes IP son la red estándar universal para la Internet, Intranets y
extranets.
Estándares efectivos (H.323)
Interoperabilidad de diversos proveedores
Uso de las redes de datos existentes
Independencia de tecnologías de transporte (capa 2), asegurando la
inversión.
Menores costos que tecnologías alternativas (voz sobre TDM, ATM,
Frame Relay)
No paga SLM ni Larga Distancia en sus llamadas sobre IP.
109
CONCLUSIONES
La fibra óptica es actualmente el sistema de cableado más eficaz y efectivo
para las largas distancias. Es un medio de transmisión seguro con mayor
ancho de banda y mayor fidelidad que los otros cableados existentes. El cable
que le sigue en cuanto a capacidad y calidad de transmisión es el de cobre.
La fibra óptica es una buena solución para el cableado de largas distancias.
Dado a su capacidad para trasladar la información, no requiere de
concentradores y puede mandar información trasatlántica. En comparación, el
cableado de cobre sólo soporta información por 90 metros, y cuando se
sobrepasa esta distancia es cuando se caen las redes, tomando como solución
práctica el uso de la fibra óptica.
110
BIBLIOGRAFÍA
¾ Fiber Optic Comunication Systems.
Govind P. Agrawal
John Wiley & Sons.
Pag. 40-60 Cap II.
¾ Digital Comunications
Simo Hay Kin
John Wiley & Sons.
Pag. 210 – 220. cap. IV
¾ Cisco TCP/IP Routing Profesional Referente
Chris Lewis
Mc Graw Hill
Pag. 345 – 410 Cap. III
¾ ADSL and DSL Technologies
Walter Goralski
Hill Associates, Inc.
Pag. 265 – 270 Cap. VI
¾ Nonlinear Optical Comunication Networks
Eugenio IANNONE
Francesco Matera
Antonio Mecozzi
Marina Settembre
John Wiley & Sons.
Pag. 20 – 37 Cap. II.
111
REFERENCIAS
¾ http://www.monografias.com/trabajos62/adsl/adsl.shtml
¾ http://www.rad-espanol.com/Article/0,6583,34953Modem_fibra_optica_alta_velocidad_control_remoto,00.html
¾ http://www.rad-espanol.com/Article/0,6583,34953Modem_fibra_optica_alta_velocidad_control_remoto,00.html
¾ www.free.fr
¾ www.sta.ad
¾ www.gtdmanquehue.com
¾ Sitio web Telefónica del Sur
¾ Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks (4ª ed 2003), Prentice Hall.
¾ William Stallings, Comunicaciones y redes de computadores (6ª ed
2004), Prentice Hall.
¾ http://www.incs.com.mx/content.asp?60
¾ Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Fibra óptica.
¾ http://www.e-advento.com/soluciones/sdsl.php
¾ http://www.webopedia.com/TERM/S/SDSL.html
112
GLOSARIO
ANSI: Los códigos de escape ANSI se utilizan para dar formato a la salida de
una Terminal de texto y se basan en un estándar ANSI, ANSI X3.64 (también
denominado ECMA-48). Cuando se intenta representar un código de escape el
Terminal lo intercepta y actúa en función a ese código, cambiando el color o
moviendo el cursor. Las posibilidades de las secuencias de escape eran muy
variadas y se utilizaban para dar formato y cambiar el aspecto de lo que se va a
mostrar por la terminar.
ATU-C: UNION DE TRANSMISION – Central Office
ATU-R: Unión de transmisión – Remote.
CAP: Es una tecnica de modulacion de portadora unica para el dowstream y
para el upstream. Utiliza cada partadora de frecuencia camo gran tubo en el
cual inserta la mayor cantidad de bits posible.
CLADDING: Revestimiento. Envoltura o funda de plástico o vidrio que rodea el
núcleo de una fibra óptica, fusionándose con ésta. Mantiene las ondas de luz
dentro del núcleo y le agrega resistencia. El revestimiento está cubierto con
una envoltura exterior de protección.
CODIFICACION: Es el proceso por el cual la información de una fuente es
convertida en símbolos para ser comunicada, en otras palabras, es la
aplicación de las reglan de un código.
CORE: El core es una imagen de la porción de la memoria utilizada por un
programa.
CROSSTALK: Limitador de la capacidad de las comunicaciones.
113
DECODIFICACION: Es el proceso contrario de codificación, es decir; la
conversión de esos símbolos a información que pueda ser entendida por el
receptor.
DIAGRAMAS
UNIFILARES:
diagramas
y
esquemas
que
facilitan
la
identificación a cualquier usuario Para sistemas donde se requiere cables de
longitud del cable se anexa un listado de la longitud de cada segmento de
cable.
DMT: Es la técnica de modulación de multi portadora que divide cada canal de
transmisión de datasen multiples subcanales.
DSL: Es la línea digital de abonado “x”: se refiere al hecho de que hay diversas
versiones.
DSP’s: (Procesador Digital de Señal)
DWDM: La multiplexación por división de onda densa es un mecanismo
avanzado para aumentar todavía más el número total de longitudes de onda
óptica separadas por fibra.
ETSI: Escuela técnica superior de ingenieros. European Technical Standard
nstitute.
FDD: Es una técnica de separación de señales mediante la cual se reserva una
parte del ancho de banda disponible para la transmisión en cada sentido. Es
una técnica relativamente simple que consiste en el uso de portadoras
diferentes para cada sentido de la transmisión de forma tal que los espectros
de cada una de estas portadoras (moduladas con la información a transmitir)
no se solapen entre sí. Esta es la misma técnica empleada en radiodifusión
para separar las señales correspondientes a las emisiones de diferentes
emisoras.
114
FEXT: Interferencia al otro par al extremo opuesto del cable donde esta la
fuente de interferencia.
FRAME RELAY: o (Frame-mode Bearer Service) es una técnica de
comunicación mediante retransmisión de tramas, introducida por la ITU-T a
partir de la recomendación I.122 de 1988. Consiste en una forma simplificada
de tecnología de conmutación de paquetes que transmite una variedad de
tamaños de tramas o marcos (“frames”) para datos, perfecto para la
transmisión de grandes cantidades de datos.
La técnica Frame Relay se utiliza para un servicio de transmisión de voz y
datos a alta velocidad que permite la interconexión de redes de área local
separadas geográficamente a un coste menor.
FTTN: Fibra al nodo.
GATEWAYS: (dispositivos de interconexión) que permiten intercomunicar las
redes de telefonía tradicional con las redes de datos.
ITU: Internacional Telecomunication Union.
LAN: Es un sistema de comunicación entre computadoras que permite
compartir información, con la característica de que la distancia entre las
computadoras debe ser pequeña. Estas redes son usadas para la
interconexión de computadores personales y estaciones de trabajo. Se
caracterizan por: tamaño restringido, tecnología de transmisión (por lo general
broadcast), alta velocidad y topología.
Son redes con velocidades entre 10 y 100 Mbps, tiene baja latencia y baja tasa
de errores. Cuando se utiliza un medio compartido es necesario un mecanismo
de arbitraje para resolver conflictos.
115
Dentro de este tipo de red podemos nombrar a INTRANET, una red privada
que utiliza herramientas tipo Internet , pero disponible solamente dentro de la
organización.
MODULACION: En telecomunicación el término modulación engloba el
conjunto de técnicas para transportar información sobre una onda portadora,
típicamente una onda sinusoidal.
NETX: Interferencia que aparece en otro par al mismo tiempo que la fuente de
interferencia.
NT: Terminal de red.
PBX: Literalmente la sigla quiere decir Private Branch Exchange, y con este
término se conocen a los diferentes tipos de centrales telefónicas de uso
privado, o centrales telefónicas utilizadas en las empresas, sin importar la
tecnología que utilicen, o su riqueza de funcionalidades.
PSD: Densidad espectral de potencia.
PSTN: (Public Switched Telephone Network). La red de telefonía pública
conmutada es una red con conmutación de circuitos tradicional optimizada para
comunicaciones de voz en tiempo real.
QAM: ( Quadrature Amplitude Modulation ) es una modulación paso banda
bidimensional en la que el flujo de bits a transmitir se divide en dos nuevos
flujos que se denominan componentes en fase y cuadratura. Los bits que
integran cada uno de estos dos nuevos flujos se agrupan en símbolos con NF
bits para formar los símbolos de la componente en fase y con NC bits para
formar la componente en cuadratura.
116
RS-232: (también conocido como Electronic Industries Alliance RS-232C) es
una interfaz que designa una norma para el intercambio serie de datos binarios
entre un DTE (Equipo terminal de datos) y un DCE (Data Communication
Equipment, Equipo de Comunicación de datos), aunque existen otras en las
que también se utiliza la interfaz RS-232.
SPLITTER: Conjunto de dos filtros (pasa baja y pasa alto)
WDM: multiplexación por división de onda.
117