1. INTRODUCCIÓN
ADSL (Asymetric Digital Suscriber Line)
es una tecnología módem basada en diferentes principios de procesamiento
digital de señales. Fue creada a finales de los años 80´s por la compañía
Bellcore y estandarizada por la ANSI en el T1.413-1995. Permite la trasmisión
de datos de banda ancha de forma simultánea con servicios telefónicos hasta
distancias de 5Km a 6Km de la central. [1]
ADSL emplea un ancho de banda que va desde
25KHz hasta 1.1MHz, esta banda se subdivide en tres partes: voz, subida y
bajada de datos [1]. Esta división no es simétrica, lo que permite una
trasmisión a mayor velocidad en sentido descendente, es decir, desde la red
hasta el usuario. De esta manera, ADSL está adaptado al tráfico de internet el
cual es generalmente mayor en sentido descendente. [2]
Esta tecnología tiene una arquitectura
concreta y bien definida, requiere de dos módems como consecuencia del empleo de
una modulación asimétrica, el módem ADSL situado en el extremo del usuario
(ATU-R o ADSL Terminal Unit-Remote) es diferente al situado en la central
(ATU-C o ADSL Terminal Unit-Central). Es necesario un dispositivo denominado Splitter
que permita separar las señales de baja frecuencia (voz), de las de alta
frecuencia (datos), ya que cuando la señal entra al domicilio del usuario
contiene simultáneamente voz y datos. [2]
2. ARQUITECTURA DE UNA TECNOLOGÍA ADSL
Los
elementos principales de una red ADSL los podemos observar en la figura 1 y son:
·
El par de cobre o bucle de abonado: Como ya mencionamos en la
introducción, la tecnología ADSL se basa en par trenzado (dos hilos de cobre
entrelazados entre sí y cubiertos con una protección de plástico), gracias a
esto no se requiere la implantación de una nueva red. La red ADSL permitirá el
transporte de TCP/IP, ATM y datos X.25, para ello es necesario un canal
telefónico con conexión analógica o ISDN, un canal ascendente con una capacidad
máxima de 640 Kbps y un canal descendente con una capacidad máxima de 8 Mbps.
[3]
·
Un divisor o Splitter: Dispositivo necesario tanto en el
lado del usuario como en la central. Como ya dijimos, es capaz de separar las
señales de voz y datos gracias a estar constituido por dos filtros uno paso alto
y un paso bajo. Una vez separadas, las señales de voz se procesan en la central
de conmutación correspondiente, mientras que los datos se envían directamente a
una red de procesado de información. [3]
·
El módem del lado del usuario o ATU-R:
Tiene como
funciones evaluar el estado del par de cobre, convertir las celdas ATM y
evaluar la calidad del servicio. [2]
·
El módem en el lado de la central o
ATU-C: Recibe los
datos del divisor instalado en la central. Las funciones que realiza son similares
a las que realiza el módem ATU-R, con la diferencia de que debe trabajar con
más subportadoras.
Como es necesario que para cada
usuario exista una pareja de módems, surge el DSLAM (Digital Suscriber Line
Access Multiplexer). El DSLAM es un equipo que permite agrupar un gran número
de tarjetas, cada una de las cuales consta de varios módems ATU-C. Gracias a
esto se puede simplificar el despliegue de la tecnología ADSL y además permite
concentrar el tráfico de los enlaces ADSL hacia una red troncal WAN. [2]
Figura 1: Arquitectura de la red ADSL.
[2]
3. CONMUTACIÓN
Como ya mencionamos en la
introducción, en la central telefónica al igual que en la vivienda del abonado
también nos encontramos un Splitter. Una vez que el Splitter separa voz de
datos, envía la voz a la red de telefonía pública conmutada (PSTN o RTPC) y
todos los datos de los abonados van a parar a un concentrador o punto de acceso
(PA) el cual va conectado a un PAI, o conmutador, donde se conectan los
diferentes PSI (Internet Server Provider). La conexión entre un PA y el PAI es
una conexión ATM de 155 MB. [4]
En lo que respecta a la parte de voz,
PSTN es una red de conmutación de circuitos optimizada para comunicaciones de
voz en tiempo real. Cuando un usuario realiza una llamada, cierra un conmutador
al marcar y establece un circuito con el receptor, es decir, primero se
establece el circuito entre cada usuario y luego se inicia la trasmisión. PSTN
garantiza la calidad del servicio (QoS) al emplear un circuito dedicado desde
el inicio hasta el final de la llamada, indistintamente del uso que hagan los
participantes durante la llamada, seguirán utilizando el mismo circuito hasta
que una de las personas cuelgue. [5]
En cuanto a la conexión establecida
para la trasmisión de los datos, ATM (Modo de Transferencia Asíncrona) es un
protocolo de comunicaciones que permite el transporte de información desde el
usuario final hasta el PSI creando un canal virtual para cada usuario. La
información, se distribuye en celdas ATM y el conjunto de celdas ATM constituye
el flujo de datos que es modulado por las subportadoras del ADSL [1].
Algunos suministradores de equipos de
central para ADSL han planteado distintas opciones diferentes al empleo de ATM,
como PPP sobre ADSL y Frame-Relay sobre ADSL, pero finalmente ninguna de ellas
ha tenido mucha aceptación, ya que la industria ha impuesto de forma mayoritaria
ATM sobre ADSL. [4]
Las redes ATM usan celdas de tamaño
fijo, esta celda es de 53 bytes, con 5 bytes de cabecera y 48 bytes de información.
El empleo de celdas pequeñas y de tamaño fijo, se debe a la reducción del retardo
de cola ya que pueden ser conmutadas de una manera más eficiente además al
tener un tamaño fijo su implementación es más sencilla. [5]
Los conmutadores ATM proporcionan
ancho de banda on-demand, crean ranuras de tiempo a medida que son necesarias.
Emplean técnicas de circuitos virtuales, en las que las conexiones se
identifican para enrutar los datos de un conmutador a otro [6]. Esta
identificación es necesaria, por lo que en las cabeceras de las celdas ATM se
introducen identificadores con dos niveles: el VPI que define el camino virtual
(Los caminos virtuales sirven para simplificar el control de la red agrupando
en una sola unidad todas aquellas conexiones que comparten el mismo camino) y
el VCI o identificador de un circuito virtual. Gracias a estos identificadores
el conmutador ATM comprueba su tabla y busca cuál es la interfaz por la que
tiene que enviar los datos. Una vez que se termina la demanda de tráfico, se
libera la conexión y de esta manera los recursos vuelven a estar disponibles.
[6]
En los módems ADSL, se definen dos
canales que permiten adaptarlos a la tecnología ATM. El canal rápido, en el cual
se agrupan los CVP de ATM dedicados a aplicaciones sensibles al retardo; el
otro canal, es el entrelazado en el que se aplican técnicas de entrelazado para
evitar pérdidas de información, este agrupa los CVPs ATM asignados a la
trasmisión de datos. [1]
Si observamos la figura 2, vemos el modelo de referencia de ADSL para ATM. En él
podemos observar los dos caminos antes mencionados, tanto TC-F (convergencia de
la trasmisión de la trayectoria rápida) como TC-I (convergencia de la
trasmisión de la trayectoria de entrelazado). Además, observamos la interfaz V
que conecta la red ATM con el nodo de acceso ATM, en el cual se conectan las
funciones del ATU-C a las correspondientes con la capa ATM. Por último,
observamos interfaz U que permite conectar los ATU-C de la central con los
ATU-R del abonado. [1]
Figura 2: Integración de ATM y ADSL. [1]
4. MULTIPLEXACIÓN
Esta tecnología utiliza los dos tipos
de multiplexación básicos en el campo de las comunicaciones para conseguir una
finalidad común, el transporte simultáneo de voz y datos gracias al componente
DSLAM (DSL Access Multiplexor). Este dispositivo se ubica en las centrales
locales con la finalidad de utilizar menos espacio en ellas y con las funciones
antes mencionadas en la arquitectura de una tecnología ADSL. [7]
ADSL divide su ancho de banda tanto
por multiplexación por división en frecuencia (FDM) como por multiplexación por
división en tiempo (TDM). En primer lugar, la multiplexación por división en
frecuencia (FDM) usa una frecuencia subportadora en la que se transporta la
señal que puede ser filtrada por el receptor consiguiendo finalmente la señal
deseada. En cambio, la multiplexación por división en tiempo (TDM) utiliza el
método de muestreo sobre cada señal obteniendo así muestras en ranuras
temporales que el receptor puede seleccionar si sincroniza el reloj con el
transmisor. [7]
En ADSL, la obtención de diferentes
canales de transmisión de datos se puede realizar mediante dos técnicas. La
primera, consiste en utilizar FDM para asignar una banda tanto al canal de
datos ascendente (de 24KHz a los 200KHz) como al descendente (desde los 250KHz
a 1MHz), y éstas dos bandas con divididas a su vez en subcanales mediante TDM,
tanto de alta velocidad como de baja velocidad. [8]
La segunda técnica, más compleja y con
un mayor coste que la anterior, es la cancelación de Eco que consiste en
acoplar la banda querida a la señal entrante, es decir, a los 24KHz termina el
rango de canal ascendente y empieza el rango de canal ascendente. Luego la
señal deseada se separa mediante la técnica “cancelación de eco local” y con el
empleo de algoritmos avanzados implementados por los DSP (Procesadores Digitales
de Señales). Esta segunda técnica, es utilizada en módems analógicos muy
concretos como el V.32 y el V.34 ITU-T, de 9,6Kbps y 28,8Kbps respectivamente.
[8]
Aunque la multiplexación consiga
canalizar las señales por un mismo medio, tanto en el dispositivo receptor como
en transmisor hacen falta una serie de dispositivos llamados Splitters o
divisores, que consiguen separar el tráfico de voz y de datos dentro del
domicilio (Ver figura 1). [9]
Utilizar ambos tipos de multiplexación
en momentos diferentes de la transmisión, minimizan el costo de las
comunicaciones al utilizar una sola línea tanto para señales analógicas (FDM)
como digitales (TDM). Además de otros factores de esta tecnología, el proceso
de multiplexar las señales hace que la velocidad de una línea de ADSL sea muy
alta, pero esta velocidad depende de la distancia entre el abonado y la central
de conmutación, la sección de cable y las interferencias en el medio. Por lo
que esa velocidad, tanto de red-usuario como de usuario-red, disminuye en cuanto
a estos factores mencionados. [10]
5. COMPARATIVA CON OTRAS TECNOLOGÍAS
El par trenzado de RDSI fue
implementado como una de las tecnologías más prometedoras de las
telecomunicaciones, pero ADSL se adelantó al completo desarrollo de RDSI. La
tecnología RDSI, consistía en una conexión digital extremo a extremo entre los
terminales para proporcionar servicios a través de la conmutación de paquetes,
pero solamente a una velocidad de 128Kbps. Por lo que RDSI quedó en desuso. [11]
Todas las tecnologías que utilizan par
de cobre para sus comunicaciones se engloban en una familia de tecnologías
llamada DSL (Digital Subscriber Line). Además de encontrar a la tecnología ADSL
(Asymmetric DSL) en este conjunto, hay otras tecnologías como SDSL (Symmetric
DSL), HDSL (High-Bit-Rate DSL) y VDSL (Very-High-Bit-Rate DSL) entre las más
importantes. La tecnología asimétrica VDSL, es la más rápida de todas
alcanzando velocidades de 13-52Mbps desde la red al abonado (bajada) y de
1-3Mbps de abonado a red (subida). En las tecnologías simétricas, como SDSL y
HDSL, las velocidades de bajada como las de subida son iguales y del valor de
1,544Mbps, alcanzando así una mayor distancia que las redes asimétricas. Aun
así, la tecnología ADSL se desarrolló hasta el punto de conseguir unas
velocidades de 8 Mbps superando a todas las tecnologías DSL. [12]
Dentro de la evolución del ADSL a
otras tecnologías, se encuentran ADSL 2 y ADSL 2+. La tecnología ADSL 2 se
puede considerar un intermedio de ADSL y de ADSL 2+, por lo que compararemos
directamente las dos últimas. En primer lugar, ADSL 2+ tiene un funcionamiento
muy parecido al ADSL, pero tiene un ancho de banda mayor (2,2MHz) consiguiendo
así una velocidad de bajada y de subida mucho mayor, del valor de 24Mbps y
1,2Mbps. Además, esta tecnología 2+ se desarrolló para que se pudiese conseguir
un mayor diámetro a cubrir (2,5Km) y con corrección de errores. [13]
Más tarde, se introdujeron al mundo de
las telecomunicaciones las redes inalámbricas, como WiFi para áreas locales o
WiMAX para áreas de gran alcance, el cable Ethernet y las redes ópticas
pasivas, como las redes EPON y GPON. En la actualidad, estas nuevas tecnologías
hacen que, en comparación con las antiguas, como ADSL, éstas no se utilicen en
ningún tipo de situación de conexión. [13]
6. CONCLUSIÓN
ADSL se desarrolla con el fin de
ofrecer servicios de transmisión de datos de banda ancha sobre el cableado
telefónico convencional, obteniendo así máximas prestaciones de la red de cobre
utilizada tradicionalmente para la telefonía. En sus primeros días de
desarrollo, esta tecnología era utilizada para numerosas aplicaciones
simultáneas como el acceso a Internet, las llamadas telefónicas, el vídeo bajo
demanda, el acceso remoto a LAN, el acceso a bases de datos, multimedia
interactiva, pero, en la actualidad, ADSL es una de las tecnologías menos
empleadas en la red.
Una de las ventajas que tiene ADSL es el
transporte conjunto de voz, datos y vídeo de alta calidad con una arquitectura
relativamente cara y una instalación del servicio algo compleja. Aun teniendo
este pequeño inconveniente, ADSL garantiza un mínimo de ancho de banda dedicado
a cada usuario gracias a su tipo de implementación con nuevos dispositivos como
módems y splitters.
Salvando las pequeñas distancias que
cubre ADSL con su par trenzado, la multiplexación ha ido avanzando en cuando a las
velocidades y a la capacidad de usuarios en red. Hablando de la conmutación,
desde ADSL hasta las nuevas tecnologías, se ha conseguido finalmente
implementar, ante la conmutación de circuitos, la conmutación de paquetes, como
el mejor tipo de conmutación en cuanto a ventajas y desventajas de cada una de
ellas.
7. REFERENCIAS
[1] Wellintong Mauricio García,
“Estudio comparative entre la tecnología
PLC y la tecnología ADSL para el servicio de internet”,
Escuela politécnica nacional, 2008, Enlace: http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/1857/1/CD-2424.pdf
[2] Pérez Torres Valentín,
“Análisis y mediciones en una red de acceso de banda ancha”,
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Agosto de 2007, Enlace: https://repository.uaeh.edu.mx/bitstream/bitstream/handle/123456789/10698/Analisis%20mediciones%20red%20banda%20ancha.pdf?sequence=1&isAllowed=y
[3]Michelle Asencio Asencio, “Diseño
de red para abonado utilizando la tecnología xDSL”,
Escuela politécnica del litoral, Febrero del 2014, Enlace: http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/25504/1/Resumen%20de%20tesis%20MAsencio%20y%20RQuimi%2c%20director%20de%20tesis%20Mag.%20Miguel%20Molina%20V.%2001%20abril%202014.pdf
[4]Universidad Politécnica
de Valencia, “ADSL”, última
modificación: 2012, Enlace: http://www.asic.upv.es/sta/Manuales/MADSL/MADSLComoFunciona.htm
[5] 2 GIG by Linerar, “Telefonía
PSTN”, Corporativo INALARM, Enlace: http://www.inalarm.mx/2gig/pdf/documentos_enlace/Telefonia-PSTN-2GIG.pdf
[6] “Modo de transferencia asíncrona
”, Universidad de Sonora, Enlace: http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/11036/Capitulo3.pdf
[7] Millán
Tejedor, Ramón J., “La tecnología
de acceso ADSL”, Publicado en Windows NT/2000, 1999. Enlace: http://www.ramonmillan.com/tutoriales/adsl.php
[8] Martínez, Néstor
A., “Evaluación del desempeño
de la tecnología ADSL en la red de Internet banda ancha”.
En 2005. Enlace: http://publicaciones.urbe.edu/index.php/telematique/article/viewArticle/799/1936
[9] Pérez Torres Valentín,
“Análisis y mediciones en una red de acceso de banda ancha”.
Trabajo fin de grado en la Universidad
Autónoma del Estado del Hidalgo, 2007. Enlace: https://repository.uaeh.edu.mx/bitstream/bitstream/handle/123456789/10698/Analisis%20mediciones%20red%20banda%20ancha.pdf?isAllowed=y&sequence=1
[10] Ramos Pascual, Francisco, “Estudio
de efectos no lineales en dispositivos fotónicos y su aplicación
en sistemas radio sobre fibra óptica”.
Tesis doctoral en la Universidad Politécnica de Valencia, junio del
2000. Enlace: https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/4381/tesisUPV1159.pdf
[11] Millán
Tejedor, Ramón J., “RDSI (Red Digital de
Servicios Integrados)”. Publicado en Monografías,
trabajos nº64, en 2008. Enlace: http://www.ramonmillan.com/tutoriales/rdsi.php
[12] Veà Baró,
Andreu, “Evolución de la tecnología
de acceso a Internet”, Tesis doctoral parte V, mayo de 2002. Enlace: http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/9156/Tavb07de23.pdf?sequence=8
[13] Labeaga Cecilo, Héctor,
“Estudio de viabilidad técnico-económica
para la implantación de una red tri-play en el municipio Castelldefels”.
Trabajo fin de grado en la Universidad Politécnica de Cataluña,
2007. Enlace:
https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/4595/Mem%C3%B2ria.pdf
