Línea de abonado digital
La línea de abonado digital o línea de suscripción digital, Digital Subscriber Line (DSL), es una familia de tecnologías que proporcionan el acceso a Internet mediante la transmisión de datos digitales a través de los cables de una red telefónica local. Es un término utilizado para referirse de forma global a todas las tecnologías que proveen una conexión digital sobre línea de abonado de la red telefónica básica o conmutada, a esta familia pertenecen las líneas de abonado: ADSL, ADSL2, ADSL2+, SDSL, IDSL, HDSL, SHDSL, VDSL y VDSL2.
Tienen en común que utilizan el par trenzado de hilos de cobre convencionales de las líneas telefónicas para la transmisión de datos a gran velocidad.
En el ámbito de mercadeo de telecomunicaciones, el término DSL suele ser principalmente asociado con línea de abonado digital asimétrica (ADSL), que es la tecnología DSL instalada con mayor frecuencia. El servicio DSL es entregado simultáneamente con el servicio telefónico por cable en la misma línea telefónica. Esto es posible porque DSL utiliza bandas de frecuencia más altas para los datos.
La tasa de transferencia de bits de los servicios DSL varía normalmente de 256 kbit/s hasta 50 Mbit/s en dirección hacia el cliente (flujo descendente de datos), dependiendo de la tecnología DSL, condiciones de la línea, y la aplicación de nivel de servicio. En ADSL, el flujo ascendente de datos (la dirección hacia el proveedor de servicios) es más baja, por ello la designación de servicio asimétrico (Asymetric DSL). En los servicios de línea de abonado digital simétrica (SDSL), las tasas de datos de descendentes y ascendentes son iguales.
Historia
Los fundamentos teóricos de DSL, como muchas otras formas de tecnologías de comunicación, puede ser rastreado hasta el ensayo de 1948 de Claude Shannon: A Mathematical Theory of Communication. En 1979 se registró una patente para el uso de cables de telefonía existentes tanto para teléfonos como para terminales de datos que estaban conectados a una computadora remota mediante un sistema de transporte de datos.[1]
Lo que motivo la tecnología de línea de abonado digital fue la aparición de la Red Digital de Servicio integrados (RDSI),especificación propuesta en 1984 por el CCITT (ahora UIT-T), como parte de la Recomendación I.120, posteriormente reutilizados como ISDN línea digital de abonado (IDSL). Los empleados de Bellcore (ahora Tellcordia Technologies) desarrollaron la Línea de Suscripción Digital Asimétrica (ADSL) y registraron una patente en 1988,[2] colocando señales digitales de banda ancha por encima de la señal análoga de voz de banda base transportada entre la compañía de teléfono, la central telefónica y clientes en instalaciones de cableado de par trenzado convencional.[3] El DSL orientado al consumidor fue diseñado para operar sobre líneas acondicionadas para servicios de interfaz de tasa básica (ISDN) existentes, que por si es un servicio digital de intercambio de circuito, aunque muchos trasportadores de intercambio local suministran líneas de subscrición digital de frecuencia adaptativa para trabajar virtualmente en cualquier instalación de par de cobre disponible, sea que este acondicionada para BRI o no. Ingenieros han desarrollado instalaciones DSL de alta velocidad como las líneas de subscripción de alta tasa de bit y línea de subscripción simétrica para proveer servicios de señales digitales 1 tradicionales sobre instalaciones estándares de par de cobre.
Un circuito DSL provee servicio digital. La tecnología de trasporte subyacente a lo largo de las instalaciones DSL usa modulación de ondas transportadoras sinusoidales de alta frecuencia, el cual es una transmisión de señal análoga. Un circuito DSL termina en cada extremo en un módem que modula patrones de bits en ciertos impulsos de alta frecuencia para transmitir al módem opuesto. Las señales recibidas desde el módem del otro extremo son desmoduladas para producir un patrón de bits correspondiente que el módem retrasmite, en forma digital, a un equipo interconectado, como una computadora, enrutador, switch, etc. A diferencia de los módems dial-up tradicionales, los cuales modula bits en señales de banda base entre 300-3400Hz (servicio de voz). Los módems DSL modula frecuencias desde 4000Hz hasta 4MHz. Esta separación de bandas de frecuencia permite a los servicios DSL y al los servicios telefónicos tradicionales (Plain Old Telephone Service - POTS ) coexistir en la misma instalación de par de cobre. Generalmente, transmisiones con tasa de bits superiores requieren una banda de frecuencia más amplia, aunque la proporción de tasa de bits con la tasa simbólica y por lo tanto con el ancho de banda no es lineal debido a innovaciones significativas en el procesamiento de señales digitales y en los métodos de modulación digital.
Los primeros servicios DSL requerían un bucle seco dedicado, pero cuando la Comisión Federal de Comunicaciones (Federal Communications Commision) de los Estados Unidos requirió arrendar sus líneas a proveedores competentes de servicios DSL, el DSL de línea compartido se hizo disponible. También conocido como DSL sobre Elementos de Red Desagregados, esta desagregación de servicios permitió que un mismo subscriptor pudiese recibir dos servicios separados de dos subscriptores distintos en un mismo cable de par. El equipamiento de los proveedores de servicios DSL están co-localizados en la misma oficina central (central telefónica) así como la del ILEC abasteciendo el servicio de voz ya existente del cliente. EL circuito del subscriptor es entonces recableado a una interfaz con hardware proporcionada por la ILEC la cual combina frecuencias DSL y frecuencias de POTS en una misma instalación de par de cobre.
En el extremo del subscriptor del circuito, se instalan filtros DSL de pase bajo en cada teléfono para filtrar el siseo de alta frecuencia, que de otra manera se escucharía, pero las frecuencias de voz si pasan (5 kHz and below). Inversamente, los filtros de alto-pase incorporados en los circuitos de los módems DSL filtran las frecuencias de voz. Aunque la modulación de ADSL y RADSL no utilizan la banda de frecuencias de voz, elementos no lineales en el teléfono podrían de otra manera generar intermodulación audible y pude perjudicar la operación del módem de datos en la ausencia de filtros de pase bajo.
Viejos estándares de ADSL entregaban 8 Mbit/s al cliente por encima de aproximadamente 2 km de cable de par trenzado de cobre sin blindaje. Variantes más nuevas mejoran estas tasas. Distancias mayores a 2 km reducen significativamente el ancho de banda usable de los cables, por lo tanto la tasa de datos. Pero los bucles extensores ADSL incrementan estas distancias repitiendo la señal permitiendo al LEC entregar velocidades DSL a cualquier distancia.[4]
Para el 2012 algunos transportistas reportaron un descenso constante de usuarios DSL.[5]
Comparación de las técnicas DSL
| ADSL | HDSL | SDSL | VDSL | |
|---|---|---|---|---|
| Bitrate | De 1,5 a 9 Mbit/s en descendente. De 16 a 640 kbit/s en ascendente | 1,544 a 2,048 Mbit/s | 1,544 a 2,048 Mbit/s | De 13 a 52 Mbit/s en descendente. De 1,5 a 2,3 Mbit/s en ascendente |
| Modo | Asimétrico | Simétrico | Simétrico | Asimétrico |
| Pares de cobre | 1 | 2 | 1 | 1 |
| Distancia (cable de calibre 24) | De 3,7 a 5,5 km | 3,7 km | 3 km | 1,4 km |
| Señalización | Analógica | Digital | Digital | Analógica |
| Código de Línea | CAP / DMT | 2B1Q | 2B1Q | DMT |
| Frecuencia | De 1 a 5 MHz | 196 kHz | 196 kHz | 10 MHz |
| Bits / ciclo | Variable | 4 | 4 | Variable |
Tecnologías DSL
| Tecnología | estándar de la UIT |
|---|---|
| ADSL | ANSI T1.413 Issue 2 ITU G.992.1 (G.DMT) ITU G.992.2 (G.Lite) |
| ADSL2 | ITU G.992.3/4 ITU G.992.3 Annex J ITU G.992.3 Annex L |
| ADSL2+ | ITU G.992.5 ITU G.992.5 Annex M |
| HDSL | ITU G.991.1 |
| HDSL2 | |
| IDSL | |
| MSDSL | |
| PDSL | |
| RADSL | |
| SDSL | |
| SHDSL | ITU G.991.2 G.998.2 basada IEEE 802.3ah-2004 |
| UDSL | |
| VDSL | ITU G.993.1 |
| VDSL2 | ITU G.993.2 |
Protocolos y Configuraciones
Las tecnologías DSL implementan ATM sobre la capa física o de flujo de bits (bitstream) de bajo nivel para permitir la adaptación de diferentes tecnologías sobre el mismo enlace. Estas tecnologías pueden crear redes de puente o enrutado. En una configuración de puente, un grupo de equipos suscritos son conectados eficientemente en una sola subred.
Las primeras implementaciones utilizaban el protocolo DHCP para proporcionar al equipo del lado del abonado (CPE) los parámetros o configuración de red, como la dirección IP, a través de la autenticación de dicho equipo mediante su dirección física (MAC) o un nombre de host asignado.
Implementaciones posteriores usan el Protocolo Punto a Punto (PPP), en sus variantes Protocolo Punto a Punto sobre Ethernet (PPPoE) o Protocolo Punto a Punto sobre ATM (PPPoA), para autenticar al equipo del lado del abonado (CPE) mediante un ID de usuario y contraseña y proporcionar los parámetros o configuración de red.
Factores que limitan la transmisión
Existen cuatro parámetros que tienen “menor” relevancia en baja frecuencia (hasta unos 4 kHz, típicamente) y que adquieren especial relevancia en alta frecuencia:
- La atenuación, que se incrementa con la frecuencia.
- La diafonía NEXT (Near End Crosstalk).
- La diafonía FEXT (Far End Crosstalk).
- Las ramas múltiples, que se comportan como circuitos abiertos en baja frecuencia, y generan reflexiones en alta frecuencia.
- Además, también limitan la capacidad a través del par de cobre:
- Ruido impulsivo (generado por transformadores, electrodomésticos, etc).
- El AWGN (Additive White Gaussian Noise)
- Interferencias de emisiones de radio: a frecuencias elevadas el par trenzado deja de ser un sistema equilibrado.
Referencias
- Stallings, William (2004). «8». En David Fayerman Aragón. Comunicaciones y Redes de Computadores (9ª edición). Madrid: Prentice Hall. p. 279. ISBN 84-205-4110-9.
- ↑ John E. Trombly, John D. Foulkes, David K. Worthington (May 18, 1982). "Audio and full duplex digital data carrier system". US Patent 4,330,687 (published March 14, 1979).
- ↑ Richard D. Gitlin, Sailesh K. Rao, Jean-Jacques Werner, Nicholas Zervos (May 8, 1990). "Method and apparatus for wideband transmission of digital signals between, for example, a telephone central office and customer premises". US Patent 4,924,492.
- ↑ Ronald Shamus. ece.wpi.edu "EE535 Homework 3". Worcester Polytechnic Institute. Archived from the original on August 12, 2002. Retrieved September 15, 2011. Jump up ^ Infinite Reach ADSL
- ↑ Infinite Reach ADSL
- ↑ DSL Death March Continues by Om Malik, Apr 24, 2012, Gigaom.com