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Resumen: En este documento se dará a conocer uno de los

métodos más utilizados para el acceso a internet que consiste en

la utilización de un modem eligiendo uno de los tipos de

conexión xDSL que pueden ser IDSL, ADSL, VDSL, HDSL,

SDSL, RDSL… Estos conjuntos de tecnologías nos proveen de

un gran ancho de banda permitiendo el flujo de información

tanto simétrico como asimétrico de alta velocidad.

Índice de Términos: Ancho de banda, Asimétrico,

Información, Line, Par de cobre, Servicio, Simetría y

Tecnología.

Objetivó General: Saber el uso de las tecnologías xDSL y

sus principales características en su funcionamiento.

Objetivó Específico: estudiar cada una de las tecnologías

xDSL.

I. INTRODUCCIÓN

En este documento se describirá los aspectos

técnicos de las tecnologías utilizadas para poder

proveer de servicios de banda ancha a través de par

de cobre. Con el rápido crecimiento de internet en los

últimos años, la cantidad de abonados que se

conectan a internet a significativamente. Al

principio, los usuarios se sorprendían por la riqueza

de contenidos y la flexibilidad del servicio, factores

que no se habían ofrecido hasta entonces. Pasado el

primer momento y debido al incremento de usuarios

y el desarrollo de nuevas aplicaciones con mayor

demanda de velocidad de transmisión, las

limitaciones del sistema de comunicaciones actual (a

través del canal telefónico) provocan que éste sea

insuficiente para satisfacer al abonado en sus

crecientes necesidades de velocidad de transmisión o

ancho de banda.

Las tecnologías DSL tratan de dar solución a éste

problema. Son capaces de transportar desde

centenares de kilobits por segundo (Kbps) a decenas

de megabits por segundo (Mbps).

Los factores que impulsó el rápido desarrollo de la

tecnología ADSL fue la amenaza que constituían las

operadoras de cable, no hay que olvidar que ADSL

se desarrolló en EEUU, donde el cable tiene un alto

grado de penetración el 90% de los hogares tienen

servicios de televisión analógica por cable.

ADSL se desarrolló en 1989 en los laboratorios de

Telcordia Technologies Inc., en Morristown (New

Jersey), entonces conocida como Bellcore. En un

principio ADSL se pensó para poder ofrecer vídeo

bajo demanda. En 1995 la American National

Standards Institute (ANSI) aprobó la primera versión

de ADSL, la T1.413. La segunda versión se aprobó

en 1998. En 1994 se conformó el ADSL Forum para

promover el uso de esta tecnología.

II. TECNOLOGÍA XDSL

ORIGEN

La red telefónica básica se creó para permitir las

comunicaciones de voz a distancia. En un primer

Momento (1.876 - 1.890), los enlaces entre los

usuarios eran punto a punto, por medio de un par de

Cobre (en un principio un único hilo, de hierro al

principio y después de cobre, con el retorno por

tierra) Entre cada pareja de usuarios. Esto dio lugar a

una topología de red telefónica completamente

mallada, tal y como se muestra en la Figura 1.

RED xDSL

(Digital Subscriber Line)

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Figura 1. Conexión mediante una red completamente mallada.

Si se hacen las cuentas, esta solución se ve que es

claramente inviable. Si se quiere dar servicio a una

población de N usuarios, con este modelo

completamente mallado, harían falta Nx (N - 1)/2

enlaces. Por esa razón se evolucionó hacia el modelo

en el que cada usuario, por medio de un par de cobre

se conecta a un punto de interconexión (central local)

que le permite la comunicación con el resto.

Figura 2. Conexión mediante una Red en estrella

De este modo la red telefónica se puede dividir en

dos partes. La estructura de la red telefónica

mostrada en la Figura 2. Conexión mediante una red

en estrella es la que básicamente hoy se sigue

manteniendo. Lo único es que la interconexión entre

las centrales se ha estructurado jerárquicamente en

varios niveles dando lugar a una Red de

Interconexión. De este modo, la red telefónica básica

se puede dividir en dos partes: la Red de Acceso y la

Red de Interconexión.

Figura 3.

El bucle de abonado es el par de cobre que conecta

el terminal telefónico del usuario con la central local

de la que depende. El bucle de abonado proporciona

el medio físico por medio del cual el usuario accede

a la red telefónica y por tanto recibe el servicio

telefónico. La Red de Interconexión es la que hace

posible la comunicación entre usuarios ubicados en

diferentes áreas de acceso Como ya se ha indicado

anteriormente, la red telefónica básica se ha diseñado

para permitir las comunicaciones de voz entre los

usuarios. Las comunicaciones de voz se caracterizan

porque necesitan un ancho de banda muy pequeño,

limitado a la banda de los 300 a los 3.400 Hz (un CD

de un equipo de música reproduce sonido en la banda

de los 0 a los 22.000 Hz). Es decir, la red telefónica

es una red de comunicaciones de banda estrecha En

los últimos años, la Red de Interconexión ha ido

mejorando progresivamente, tanto en los medios

físicos empleados, como en los sistemas de

transmisión y equipos de conmutación que la

integran.

Los medios de transmisión han evolucionado desde

el par de cobre, pasando por los cables de cuadretes

y los cables coaxiales, hasta llegar a la fibra óptica,

un medio de transmisión con capacidad para

transmitir enormes caudales de información. Los

sistemas de transmisión han pasado de sistemas

analógicos de válvulas hasta llegar a sistemas de

transmisión digitales. Por último, la capacidad de los

equipos de conmutación empleados ha ido

multiplicándose hasta llegar a centrales de

conmutación digitales con capacidad para conmutar

decenas de miles de conexiones a 64 Kbps. Con

todos estos datos, parece que la Red de Interconexión

está capacitada para ofrecer otros servicios además

de la voz: servicios multimedia de banda ancha.

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III. DSL

La línea de abonado digital (DSL) es la solución de

Red de Acceso de banda ancha elegida

fundamentalmente por las compañías telefónicas.

Esta tecnología surge a partir del hecho que los

usuarios del servicio telefónico analógico actual ya

tienen un par de cobre trenzado llegando hasta su

domicilio particular/comercial. Si a partir de este

desarrollo, ese cable puede ser usado para transmitir

señales de banda ancha, la compañía telefónica

puede convertirse en proveedor de otros servicios

adicionales, comúnmente denominados servicios de

valor agregado. Requieren de dos módems, uno

ubicado en la casa del cliente y otro en la oficina de

la compañía telefónica.

Figura 4. Banda ancha sobre antiguo par de cobre.

Tipos de DSL

HDSL: High Bitrate DSL

SDSL: Symmetric DSL

IDSL: ISDN DSL

ADSL: Asymmetric DSL

VDSL: Very High Bitrate DSL

CDSL: Consumer DSL (DSL Lite)

Figura 5. Comparativa DSL

ADSL

La primera generación de módems ADSL era capaz

de transmitir sobre el bucle de abonado un caudal de

1.536 Kbps en sentido Red Usuario (sentido

"downstream" o descendente) y de 64 Kbps en

sentido Usuario Red (sentido "upstream" o

ascendente). Y todo ello sin interferir para nada en la

banda de frecuencias vocal (de 0 a 4KHz), la que se

usa para las comunicaciones de voz. De este modo

sobre el bucle de abonado podrían coexistir dos

servicios: el servicio tradicional de voz y nuevos

servicios de transmisión de datos a gran velocidad.

La asimetría de caudales del ADSL era y es idónea

para el servicio al que inicialmente estaba destinado:

la distribución de vídeo sobre el bucle de abonado.

Pero el desarrollo de Internet, cuyo tráfico es también

fuertemente asimétrico, siendo mucho mayor el

caudal de información transmitido desde la red hacia

el usuario que en sentido contrario, dio mayor

impulso al ADSL.

Figura 6.

Figura-7.

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RADSL

Los problemas que han impactado en el desarrollo de

xDSL, son las velocidades dependientes de la

longitud del lazo de abonado, del diámetro del cable

de cobre, las condiciones eléctricas de la línea y las

condiciones ambientales. Todos estos parámetros

varían de lazo en lazo, aunque están administrados

por la misma central (CO). Para darle una solución a

estos inconvenientes y facilitar la provisión de este

servicio, se utiliza la técnica de adaptación de

velocidad desarrollando una serie de tests

automáticos de inicialización sobre los pares

telefónicos antes de comenzar la transmisión de

datos, para determinar la máxima tasa de transmisión

que los pares pueden soportar, similar a los tests que

realizan los módems analógicos. Esto le provee una

performance óptima a cada uno de los enlaces. La

capacidad de adaptación de velocidad de acuerdo al

estado del lazo, proviene de la tecnología ADSL y se

denomina RADSL.

HDSL

Fue la primer tecnología xDSL desarrollada para

transmisión de alta velocidad, full dúplex, T1 y E1

sobre pares de cobre y la que ha estado disponible

comercialmente desde varios años atrás. Utiliza un

ancho de banda de transmisión que va desde 80 KHz

a 240 KHz, sobre una distancia desde el abonado a la

CO de 3500 m. en pares de cobre de 0.5 mm. de

diámetro sin necesidad de utilizar repetidores,

acondicionadores de lazo de abonado ó selección de

pares. Desarrolla velocidades simétricas de 1.544

Mbps y 2.048 Mbps sobre dos pares de cobre (dos

líneas de abonado) o tres pares. HDSL se utiliza

típicamente en dos configuraciones: una en la cual el

módem llega directamente al local del cliente, y otra

llega a una terminación del plantel exterior de la cual

salen las conexiones por pares trenzados al cliente.

Como las características de los cables del plantel

exterior del proveedor de servicios telefónicos varían

ampliamente, el sistema HDSL deberá estar

preparado como para compensar no sólo las

diferencias en la atenuación, impedancia, etc., sino

también los retardos diferenciales de transmisión

entre los pares utilizados por el mismo equipo.

Las señales son transmitidas en modo full dúplex

ósea bidireccional en el mismo par de cables. Para

estar de acuerdo con esto, los módems deben cumplir

la función del transformador híbrido para separar las

direcciones de transmisión y recepción. Para ayudar

a diferenciar entre la transmisión del módem remoto

y reflexiones de la propia transmisión de las

irregularidades en el par trenzado debidas a las

variaciones en las dimensiones del cable, se deben

utilizar técnicas de cancelación de eco. Para

aumentar la distancia que entre los equipos

terminales, los fabricantes ofrecen regeneradores de

línea compatibles con este sistema, que en general

duplican la distancia máxima de alcance. A mediados

de 1980 el Comité T1 de Estados Unidos, crea el

estándar de interfaz “U”, usando cuatro niveles como

código de línea, conocido como 2B1Q. Es una

modulación PAM (Modulación por Amplitud de

Pulsos) de cuatro niveles, sin redundancia, donde

cada par de bits de información es convertida a un

símbolo cuaternario, llamado quat (los bits tienen

sólo dos niveles de señal, los quats asumen cuatro).

Figura 8.

Los niveles de tensión de la señal cuaternaria están

simétricamente ubicados alrededor de 0 Volt, el nivel

de tensión de pico especificada por los estándares

HDSL es 2.64 V. En la figura siguiente podemos ver

una secuencia de datos aleatoria codificada.

Figura .9

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Debido a la codificación adoptada, la tasa de

símbolos en un enlace HDSL corresponde a la mitad

de la tasa binaria. Tomando un vínculo contratado en

2 Mbps (2048 kbps) y considerando además el

encabezado para propósitos de almacenamiento de

datos, la tasa de símbolos requerida para operar en

dos pares es 584 kbaudios (equivalente a 1168 kbps)

por par de cobre. Debido a la reducción producida

por la codificación, el máximo rango de velocidad

que puede alcanzar un enlace HDSL se incrementa.

Junto con el avance de las técnicas de procesamiento

digital de señales implementadas en los sistemas

HDSL, resulta en un sistema de transmisión de datos

que puede operar en forma segura sobre pares

trenzados comunes, no acondicionados, de bajo

costo, superando muchas veces los rangos que

pueden ser alcanzados por la transmisión directa de

la señal E1. Aplicaciones típicas incluyen

conexiones de redes PBX (Private Branch

Exchange), radio-bases de telefonía celular, lazos

con portadora digital, sistemas de enlaces de datos

PaP (Punto a Punto), servidores de Internet y redes

de datos privadas. La tecnología HDSL es la más

madura de las DSL, con tasas que llegan hasta los

megabits, se han encontrado nuevas aplicaciones

especialmente para accesos de Internet, accesos de

LAN remotas, aunque la tecnología ADSL es más

apropiada en algunos de estos casos.

SDSL

También conocida como DSL simétrica, es la

versión de HDSL de un solo par, y provee el mismo

ancho de banda en ambas direcciones. SDSL opera

sobre una línea telefónica normal, y puede soportar

T1 ó E1 y POTS (Public Old Telephone Service)

simultáneamente. Los sistemas comerciales actuales

proveen tasas de 384 kbps, 768 kbps, 1.5Mbps (T1)

y 2Mbps (E1). SDSL se utiliza en servicios

tradicionales como FR (Frame Relay), líneasPaP

contratadas, videoconferencias. La ventaja más

significativa de SDSL es su aplicación sobre un

único par telefónico que se adapta especialmente a

clientes residenciales. Ofrece un potencial

significativo en la reducción del costo de provisión

de muchos servicios de red simétricos. Aunque los

servicios simétricos (videoconferencias) se adaptan

mejor para SDSL, no son aplicaciones de primera

necesidad para la mayoría de los usuarios

residenciales. Acceso a Internet y a LAN’s remotas

son los servicios que estos usuarios utilizan con más

frecuencia, pero que se aplican mejor a tecnologías

asimétricas. Una aplicación que está creciendo con

mucha rapidez es el Web Hosting, centralizando la

información en servers, pero también con

requerimientos de ancho de banda asimétricos. Hasta

que el modelo de redes distribuidas, donde los

usuarios tengan los sitios Web en sus servidores,

inclusive en sus domicilios residenciales, sea una

realidad, los requerimientos de ancho de banda

simétricos no son necesarios. De cualquier modo una

limitación de SDSL es la longitud del lazo

comparada con ADSL, de hasta 3200 m., puede

alcanzar tasas de hasta 6 Mbps, aunque en una sola

dirección, sobre el mismo par telefónico.

VDSL

VDSL es un esquema de transmisión, similar a

ADSL, a excepción de las velocidades de datos que

son mucho mayores y las longitudes de lazo mucho

menores. Servicios de telefonía analógica (POTS)

también están incluidos como en el caso de ADSL.

No existe aún un estándar para VDSL, pero las

velocidades del canal downstream van desde 12.96

Mbps para pares de cobre de hasta 1200 m. de

longitud a 51.84 Mbps para distancias de 350 m. Para

el canal upstream las velocidades sugeridas van

desde 1.6 Mbps a 2.3 Mbps. Aunque las longitudes

de lazo son mucho menores que en ADSL, VDSL fue

diseñado sólo para áreas densamente pobladas,

donde la CO (Central Office) está ubicada muy cerca

del cliente ó la fibra óptica termina en un distribuidor

de cable muy cerca del área de servicio para

mantener las distancias acotadas. Partiendo de la

premisa que los lazos son de corta distancia, existen

por lo tanto menores problemas de performance de la

línea con la consiguiente reducción de costo de los

módems VDSL respecto de los ADSL. Dejando de

lado esta ventaja, VDSL impone el requerimiento de

instalación de plantel de FTTC (Fiber to The Curb, ó

fibra hasta el borde), considerada como solución

costosa y de tecnología para el futuro, debido al

desarrollo de infraestructura requerido.

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ADSL G.Lite

Los teléfonos no están preparados para recibir las

frecuencias de hasta 1 MHz con que trabaja ADSL.

Inversamente los módems ADSL no soportan muy

bien las señales de baja frecuencia características del

teléfono analógico. Como ya se explicó, para reducir

la interferencia mutua entre el teléfono y el módem

ADSL se instala un divisor de frecuencias o ‘splitter’

en ambos extremos del bucle de abonado, es decir en

la central telefónica y en la vivienda. El divisor de

frecuencias está formado por dos filtros, uno para las

altas frecuencias y uno para las bajas, a los que se

conecta respectivamente el teléfono y el módem

ADSL. En la central telefónica la instalación del

splitter no plantea problemas, pero en la vivienda su

instalación aumenta de forma considerable los costos

de instalación de un acceso ADSL. Por esta razón se

ha desarrollado una versión de ADSL denominada

ADSL G.Lite (También llamada ADSL Universal o

ADSL ‘Splitterless’) que funciona sin necesidad del

splitter en el lado de la vivienda; el del lado de la

central telefónica se mantiene ya que su instalación

no requiere el desplazamiento del técnico. Para

reducir la interferencia producida entre el teléfono y

el módem ADSL como consecuencia de la supresión

del splitter se adoptan las siguientes medidas:

ADSL2+

A principios de 2003 la ITU (Unión Internacional de

Telecomunicaciones) aprobó dos nuevos estándares,

el G.992.3 y el G.992.4 para el desarrollo de lo que

sería la nueva generación de ADSL. Las principales

características de estos avances son la velocidad de

conexión y un ahorro de energía. Posteriormente la

ITU aprobó el estándar G.992.5, lo que hoy en día se

conoce como ADSL2+ cuya principal novedad es su

velocidad que alcanza los 24 Mbps de bajada. El

estándar ADSL2+ es, como se dijo, una evolución

del sistema ADSL que añade nuevas características

y funcionalidades encaminadas a mejorar las

prestaciones y la interoperabilidad y añade soporte

para nuevas aplicaciones y servicios.

El rango de frecuencia utilizado es de:

0 – 4 Khz. para el canal de voz.

25 – 500 Khz. para el canal de subida de

datos.

550 Khz. – 2,2 Mhz. para el canal de bajada

de datos.

Figura 10.

G. FAST

Los miembros de la UIT han alcanzado la primera

fase para la aprobación de G.fast, la nueva norma de

banda ancha de la UIT capaz de lograr velocidades

de acceso de hasta 1 Gbit/s con las líneas telefónicas

existentes. En un radio de 250 metros desde un punto

de distribución, las velocidades similares a las de la

fibra de G.fast ofrecen a los proveedores de servicio

una herramienta para complementar y seguir

rentabilizando las estrategias de fibra hasta el hogar

(FTTH) con las ventajas de autoinstalación por el

cliente de ADSL2.

Dentro de la arquitectura de fibra hasta el punto de

distribución (FTTdp), G.fast combina los mejores

aspectos de la fibra y de ADSL2. Los consumidores

dispondrán de una solución inmediata, instalada por

el usuario sin requerir asistencia de un técnico, pero

equipada para dar soporte a servicios que hacen un

uso intensivo del ancho de banda tales como la

reproducción directa en línea Ultra-HD "4K" o "8K"

y la TVIP, el almacenamiento avanzado basado en la

nube y la comunicación por vídeo de alta definición

(HD).

Los aspectos de protocolo de la capa física de G.fast

definidos en la Recomendación UIT-T G.9701

"Acceso rápido a terminales de abonado –

Especificación de la capa física" han alcanzado el

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punto de estabilidad necesario para iniciar el

procedimiento de aprobación de la norma. Ahora, los

fabricantes de chips incrementarán sus esfuerzos en

materia de diseño y realización de pruebas,

informando de los resultados de esta labor a

la Comisión de Estudio 15 del UIT-T con miras a

finalizar el proceso de aprobación de G.fast en abril

de 2014.

El Dr. Hamadoun I. Touré, Secretario General de la

UIT, declaró: "Desde la ADSL en 1999 hasta G.fast

en 2014, las soluciones DSL normalizadas de la UIT

han multiplicado las velocidades de acceso por 125 a

lo largo de los 15 últimos años. Cabe felicitar a los

miembros de la UIT y a los ingenieros que trabajan

en nuestras Comisiones de Estudio por su dedicación

para lograr que las normas de la UIT sigan logrando

el máximo beneficio de la inversión en la

infraestructura de TIC tradicional."

La Recomendación UIT-T G.9701 está encaminada

para lograr la aprobación final junto con la UIT-T

G.9700, en la que se especifican métodos para

garantizar que los equipos G.fast no interfieran con

servicios de radiodifusión tales como las

radiotransmisiones en FM (se informó de la

aprobación de la primera fase en un comunicado de

prensa de la UIT que puede consultarse aquí).

El proyecto G.fast ha sabido atraer la participación

de muchos de los principales proveedores de

servicios, fabricantes de chips y vendedores de

sistemas. Las empresas implicadas en su desarrollo

ya han confirmado la capacidad del gigabit por

segundo de la norma a través de pruebas de

laboratorio y sobre el terreno utilizando prototipos

basados en las últimas versiones de texto de la

norma.

Los proveedores de servicio se beneficiarán de una

optimización de las operaciones, la administración y

la gestión, de la facilidad para las migraciones a

G.fast, y una aceleración de los periodos de

implantación de los nuevos servicios. G.fast se ha

concebido para que coexista con VDSL2,

permitiendo a los proveedores de servicio jugar con

las fortalezas de cada una de estas normas en

distintos entornos; cambiando a los clientes entre

G.fast y VDSL2 con arreglo a modelos de negocio

dinámicos. La norma vendrá a completar las

estrategias de FTTH, respondiendo a los numerosos

escenarios en que G.fast es más eficaz en función de

los costes que la FTTH.

CONCLUCIONES

G. Fast garantizara la salvación de esa muerte en

picada que llevaba el par de cobre junto a los medios

de transmisión como F.O y coaxial.

Al parecer con las altas velocidades que alcanzara la

tecnología DSL tendremos muchos más de los

servicios que puede ofrecer el operador de cable.

DSL desde 1989 ha facilitado la llegada de distintos

servicios al hogar y ahora en 2014 estará más vivo

que nunca.