dsl - adsl

1. DSL - ADSL
Nuevas Tecnologas WAN
Inalbon Rosset - Valle

2. 0.- Agenda
Introduccin
Que es DSL y como trabaja
Arquitectura
Tcnicas de Modulacin
Factores Limitantes
Tipos de DSL
ADSL
Ventajas y Desventajas
Aplausos y dems honores
3. 1.- Introduccin
A lo largo de los aos, la tecnologa para acceder a internet ha cambiado adaptndose a las necesidades de las personas, el principal motivo de cambio de los distintos tipos de accesos a internet ha sido la velocidad de conexin, ya que se necesita una muy buena velocidad si se quieren aprovechar todos los recursos de internet: animaciones, televisin online, realidad virtual, 3D, videoconferencia, etc.
Entre las varias tecnologas propuestas, la que tuvo mayor aceptacin fue la de digitalizar la conexin analgica ofrecida para el servicio de telefona, tcnica que se conoci como DSL, Digital Subscriber Line o Lnea de Abonado Digital.
Las compaas del telfono estaban en una posicin ideal para ofrecer los servicios DSL porque ellos posean el cable de cobre sobre el que DSL opera ya instaurado en los domicilios de los usuarios.
4. 2.- Que es DSL y como trabaja
La tecnologa DSL explota la red de acceso de cobre existente, a la que incorpora los equipos correspondientes en ambos extremos con lo que se consigue transformar la lnea telefnica en un vnculo de transmisin de datos de alta la velocidad.
DSL posibilita la capacidad de transformar casi 700 millones de lneas telefnicas instaladas por todo el mundo en autopistas de datos capaces de transportar voz y datos digitales a hogares y negocios.
Todas las tecnologas DSL se han beneficiado de los avances en la electrnica (aumento de potencia de procesamiento, reduccin en el consumo de energa etc). Aparte de mejoras en la funcionalidad, los mdems DSL emplean tcnicas ms sofisticadas de modulacin y de codificacin, y el uso de chips genera una baja de los costos y consumo de energa reducido.
5. 2.1.- Arquitectura DSL
6. 2.1.- Arquitectura DSL (Dispositivos)
ATU-R (ADSL Terminal Unit-Remote): modem situado en la casa del usuario
ATU-C (ADSL Terminal Unit-Central): modem situado enla central local
SPLITTER: conjunto de dos filtros. Hay un filtro de paso bajo para evitar la interferencia de seales de ADSL de alta frecuencia y un filtro de paso alto para actuar como una barrera que elimina las seales POTS (PlainOldTelephoneService) de la lnea ADSL. Existe un splitter del lado del usuario y otro en la central local.
7. 2.1.- Arquitectura DSL (Splitter)
8. 2.1.- Arquitectura DSL (DSLAM)
DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer): es un chasis que agrupa gran nmero de tarjetas, cada una de las cuales consta de varios mdems ATU-C, y que adems concentra el trfico de todos los enlaces ADSL hacia una red WAN.
9. 2.2.- Tcnicas de Modulacin
DTM (DiscreteMultitone)
Utiliza FDM (multiplicacin por divisin de frecuencia), y divide el espectro disponible en el bucle local (cerca de 1 MHz) en 256 canales de 4 KHz cada uno.
El canal mas bajo se usa para la voz, los siguientes 32 para el trfico de subida y los canales restantes para bajada.
Las caractersticas del canal medidas por el mdem del usuario son sealizadas al centro telefnico de control donde se negocia el nmero de bits a transmitir en cada uno de los subcanales para que la probabilidad de error sea menor que una cierta cota.
Mas apto en velocidad, compatibilidad espectral, eficiencia de ancho de banda, robustez, performance, consumo de potencia.
10. 2.2.- Tcnicas de Modulacin
CAP (CarrierlessAmplitude and Phase)
CAP se basa en una nica portadora, y cada smbolo tiene el ancho de banda de transmisin del canal entero, por lo que puede tener problemas de mantenimiento de altas tasas de datos en lneas de transmisin ruidosa.
CAP utiliza cancelacin de eco para
separar el camino ascendente de la trayectoria descendente.
La cancelacin de eco utiliza sofisticado procesamiento de seal (analgica, digital, o ambos) para separar la seal transmitida (fuerte) de la seal recibida (que sera la ms dbil), pasando solamente la seal recibida para el demodulador.
Comparndolo con una conversacin convencional entre personas, esto es anlogo a hablar y escuchar al mismo tiempo.
Al igual que con DMT, CAP asla un canal de voz en el extremo inferior del espectro.
11. 2.3.- Factores Limitantes
Inconvenientes
Intrnseco:
Ruido trmico, ecos, reflexiones, atenuacin, crosstalk
Extrnseco:
Ruido impulsivo originado desde fluorescentes, relmpagos, lneas de tensin, motores, mquinas, radio interferencias
Limitaciones
De capacidad:
Predecibles y relativamente fciles de considerar.
Crosstalk, ruido trmico, etc.
De performance:
Ruidos de naturaleza intermitentes, geogrficamente variables e imprevisible.
Ruido impulsivo, interferencias de radio frecuencias, etc.
12. 2.3.- Factores Limitantes - Atenuacin
Prdida de nivel de potencia en la seal.
Las frecuencias altas son mas sensibles a la atenuacin, o sea, atena su energa mas rpidamente.
Se puede mitigar:

Con amplificaciones de la seal, lo cual introduce ruido

13. Cable de resistencia mas baja (cables mas gruesos), lo que dificulta su manipulacinInalbon Rosset - Valle
14. 2.3.- Factores Limitantes - Bridges Taps
Extensiones del par no cargadas.
Conexin en paralelo a varios puntos de un mismo par de cables.
Cuando los tcnicos conectan un nuevo abonado, derivan de un par existente ydejan el cable abierto para usos futuros.
Esto provoca que la lnea quede sin adaptar y que se pueden producir
reflexiones que interfieran el correcto funcionamiento de la red.
Originan prdidas e influye en la atenuacin total de la lnea.
15. 2.3.- Factores Limitantes - Load Coils
Es uninductorque colocado a intervalos regulares a lo largo de un circuito telefnicohace que disminuya laatenuaciny la distorsin de retardodel circuito en el rango de las frecuencias vocales, con el consiguiente aumento del alcance de la comunicacin.
Para el caso de las tecnologas DSL, por las caractersticas enunciadas precedentemente, y dado que estos servicios utilizan las frecuencias ubicadas por encima del canal de voz, es imposible su coexistencia en un mismo bucle con bobinas de carga (load coils).
16. 2.3.- Factores Limitantes - Crosstalk
La energa transmitida a travs de un cable de cobre como una seal modulada irradia energa sobre los pares adyacentes ubicados dentro de la misma cubierta de cable, y a este efecto se lo denomina diafona.
Bsicamente, la diafona es ruido auto-inducido, ya que el crosstalkestimula seales que se combinan con las seales originales deformando la onda originalmente transmitida.
17. 2.3.- Factores Limitantes - Crosstalk
NEXT: es la interferencia que aparece en pares adyacentes ubicados en el mismo extremo que la fuente de interferencia. Su nivel es substancialmente independiente de las longitud del cable.
FEXT: es la interferencia que aparece en otros pares y en el extremo opuesto a la fuente de interferencia. Su nivel es atenuado por la distancia de viaje y en igual medida que la atenuacin de la seal misma si ambos viajan la misma distancia.
NEXT afecta los sistemas que transmiten en ambas direcciones a la vez y cuando ocurre su efecto es dominante sobre el FEXT.
NEXT es el ms fuerte, pero tambin ms fcilmente evitable de los dos efectos de la interferencia.Esto se puede evitar por el uso de los esquemasdplex que no envan ni reciben en el mismo extremo de la lnea en el mismo tiempo y en la misma banda de frecuencia (FDM o TDM).
18. 3.- Tipos de DSL
IDSL:
Consiste en equipos que dialogan ISDN entre el usuario y la central, pero en este extremo la seal se independiza de PSTN y la info se deriva a una red de datos WAN, por lo tanto no contempla accesos de voz.
RADSL:
Esta variante de ADSLfue desarrollada para permitir un ajuste automtico de la velocidad del enlace en funcin de las caractersticas del mismo, evitando as problemas en la instalacin e inclusive la imposibilidad de alcanzar algunos servicios con mdems de una nica y mayor velocidad, en funcin de las distancias del bucle y del comportamiento de sus parmetros principales.
ADSLG.lite:
Variedad del ADSL sin necesidad de utilizar el filtro de lnea (splitter). Originalmente e ADSL fue concebido para proveer servicios del tipo de video ondemand, pero luego su foco fue reorientado a suministrar mayores velocidades de acceso a Internet. Es ms rpido en el downstream que en el upstream (de all lo de asimtrico). Puede proveer como mnimo servicios T1 o E1 en el sentido al abonado y 64 kbps hacia la central.
Para evitar las interferencias del mdem G.Lite sobre los dispositivos del sistema
telefnico tradicional (a partir de ahora POTS) el mdem G.Lite reducir su potencia tan pronto como detecte un dispositivos POTS en funcionamiento. Esta disminucin de potencia conlleva una descenso de la velocidad de transmisin soportada por el sistema.
El procedimiento de reduccin drstica de tasa tiene como resultado una
interrupcin (no hay transmisin de datos) de unos 1.5 segundos, hasta que se adopta la nueva tasa. Esto se lleva a cabo cada vez que se cuelga o descuelga algn elemento de POTS.
HDSL (High Bit Rate DSL) ITU G.991.1
Los mdems HDSL permiten el establecimiento por un par telefnico de un circuito digital unidireccional de 1,544Mbps(T1) 2,048 Mbps (E1), por lo que para la comunicacin bidireccional son necesarios dos pares. En este caso por cada par se transmite y recibe un flujo de 1024Kbps. La distancia mxima entre terminales en que se puede utilizar est entre 3 y 4 km, dependiendo del calibre y estado de los pares de cobre.
SDSL (Symmetric DSL):
Es una evolucin del HDSL sobre un nico par de abonado, por lo tanto utilizaun 50% menos de infraestructura fsica que el HDSL. SDSL era una de las formas ms tempranas de DSL para no requerir lneas telefnicas mltiples.
VDSL (Very High DSL) ITU G.993.1:
Con el objetivo de extender cada vez ms su backbone de fibra ptica, las operadoras tratan de llegar cada vez ms cerca del usuario final. Por esta razn han aparecido los proyectos de redes FTTN (FiberToTheNeighborhood), FFTC (FiberToTheCurb) o FTTB (FiberToTheBuilding), combinadas con la reutilizacin de las lneas de cobre en los ltimos doscientos metros. Estos doscientos metros son los ms costosos para realizar con FO. Con este objetivo (el de cubrir los ltimos doscientos metros), es que fueron desarrolladas las soluciones VDSL.
Este servicio, por sus velocidades, es apto para la transmisin de canales de video MPEG 2 y para servicios de HDTV (High DefinitionTelevision).
22. 3.- Tipos de DSL - Comparativa
23. 4.- ADSL - AsymmetricDigital SubscriberLine
Es una tcnica para la transmisin de datos a gran velocidad sobre el par de cobre. Esta tcnica es implementada por muchas empresas telefnicas que ya contaban con el tendido de cables de cobre, con el fin de ocupar un margen de frecuencias mucho ms amplio que va desde los 24 KHz hasta los 1104 KHz, aproximadamente, permitiendo el uso simultneo de canales de voz y datos, pero se necesita que en la central se separen las seales y cada una sea derivada a la red correspondiente.
24. 4.1.- Funcionamiento y caractersticas de ADSL
Al tratarse de una modulacin asimtrica, o sea, en la que se transmiten diferentes caudales en los sentidos Usuario-Red y Red-Usuario, el mdem ADSL situado en el extremo del usuario es distinto del ubicado al otro lado del lazo, en la central local. El splitter no es ms que un conjunto de dos filtros: uno paso alto y otro paso bajo. La finalidad de estos filtros es la de separar las seales transmitidas, o sea, las seales de baja frecuencia (telefona) de las de alta frecuencia (ADSL).
En la siguiente figura se muestra un enlace ADSL entre un usuario y la central local de la que depende. En dicha figura se observa que adems de los mdems situados en el domicilio del usuario (ATU-R o ADSL Terminal Unit-Remote) y en la central (ATU-C o ADSL Terminal Unit-Central
25. 4.2.- Componentes ADSL
Los componentes bsicospara ADSL son (al igual que para DSL):
ATU-R (ADSL Terminal Unit-Remote)
ATU-C (ADSL Terminal Unit-Central)
SPLITTER
26. 4.3.- DSLAM (DSL Access Multiplexer) (ATU-C)
Es la piedra angular de las tecnologas DSL en el lado de la Central. Concentra el trfico de datos de mltiples enlaces DSL para su vinculacin con el resto de la red.
Combina los flujos de bits procedentes de los distintos usuarios procedentes en el sentido upstream por un lado, y por el otro divide el volumen de datos procedente de las redes IP y/o ATM, en el sentido downstream, derivndolo en canales a los distintos usuarios, tal como lo hace un multiplexor. Pueden incorporar QoS y modelado de trfico.
El DSLAM provee soporte para servicios basados en paquetes, celdas y/o circuitos a travs de la concentracin de lneas DSL sobre salidas 10 Base T, 100 Base T, T1/E1, T3/E3, o ATM.
27. 4.4.- DSL Mdem/Routers (ATU-R)
Los terminales de usuario DSL deben tener un alto grado de facilidad de administracin por parte de los proveedores de servicio, y entre sus caractersticas deben a menudo incluir:
DSL Mdem/Routersson los equipos en el lado del abonado. Bsicamente, la conexin en el usuario es 10 Base T, V.35, ATM o T1/E1, a veces tambin puede ser USB, IEEE 1934 (Firewire). Tambin suelen estar diseados para soportar ports adicionales, como ser conectores RJ11 para servicios de voz, o interfaces de red inalmbricas como la 802.11 Ethernet Inalmbrica.
Capacidad para suministrar administracin de estadsticas de las Capas 1 y 2, como por ejemplo relacin seal / ruido.-
Capacidad para upgrades o modificaciones de software remotas,
Dispositivos que permitan un monitoreo de performance y visibilidad extremo-extremo, para rpida deteccin de fallas, aislacin y correccin.
Capacidad para suministrar estadsticas de capa 3, como conteo de paquetes.
Dispositivos que permitan una completa administracin por parte del proveedor de servicios, sin necesidad de personal en sitio.
28. 4.5.- Modulacin en ADSL
La tcnica de modulacin usada es la misma tanto en el ATU-R como en el ATU-C. La nica diferencia consiste en que el ATU-C dispone de hasta 256 subportadoras, mientras que el ATU-R slo puede disponer como mximo de 32.
La separacin de los trayectos en ADSL se efecta por Multiplexacin por Divisin en Frecuencias (FDM) o por Cancelacin de Eco (CAP).
29. 4.6.- Modelo para ofrecer servicios
El ADSL Forum ha propuesto distintos modelos para ofrecer servicios, teniendo en cuenta las distintas alternativas de transporte en cada enlace de la conexin, los que se muestran en la siguiente figura. Pero dado que el ADSL se concibi como una solucin de acceso de banda ancha, se pens en el envo de la informacin en forma de clulas ATM sobre los enlaces ADSL.
La solucin que se ha impuesto ha sido el envo de celdas 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 Forum, mostrados en la Figura 10, los ms comunes son los dos ltimos.
30. 4.7.- Encapsulado de datos
Teniendo en cuenta que la mayora de las aplicaciones ejecutadas por el usuario, estn basadas en TCP/IP, para el acceso a Internet, se hace necesario establecer un mecanismo de encapsulado del protocolo IP sobre ATM.
Existen varias opciones para lograr tal propsito. Una opcin aceptable es el encapsulado de IP sobre ATM segn la RFC 1483 del IETF
31. 4.8.- Distintas encapsulaciones sobre ADSL
La RFC 1483 describe dos mtodos para el transporte de trfico sin conexin sobre ATM AAL5
Modalidad Routing: Permite multiplexacin de mltiples protocolos sobre un nico VC ATM.
El protocolo encapsulado se identifica precediendo a la PDU de un encabezado IEEE 802.2 LLC. Se conoce como Encapsulado LLC.
Modalidad Bridging: Cada protocolo es transportado sobre un VC separado, y ejecuta multiplexacin basada en los VC.
Se conoce como Multiplexacin de VCs. En ella los puntos finales de la conexin AAL son entidades de protocolo de capa 3, por lo que un VC llevar solamente un protocolo.
32. 5.- Ventajas y Desventajas
Ventajas
Desventajas

Se aprovecha una infraestructura ya desplegada, por lo que los tiempos de implantacin de los servicios sobre la nueva modalidad de acceso se acortan

33. Gran ancho de banda en el acceso 34. Este ancho de banda est disponible de forma permanente 35. El acceso es sobre un medio no compartido, y por tanto, intrnsecamente seguro 36. No existen riesgos de colapso en la red conmutada 37. No hace falta acondicionar toda una central, es suficiente instalar el servicio solo en aquellas lneas de los clientes que lo requieran. 38. No todas las lneas pueden ofrecer este servicio (por ejemplo las que se encuentren en muy mal estado o a mucha distancia de la central) 39. La (mala) calidad del cableado en el domicilio del usuario puede afectar negativamente el funcionamiento del sistema.Inalbon Rosset - Valle
40. Preguntas?TheEnd!

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