Características de las líneas telefónicas

Los modems operan dentro de la red telefónica por lo que tienen un ancho de banda limitado, es necesario desagregar par de la red (el par de cobre) que consiga el ancho de banda disponible del par.

Los principales aspectos que influyen en el uso del par de cobre de la red telefónica por la tecnología ADSL son:

• la atenuación

• la variabilidad

• el cross-talk

• y el ruido impulsivo

Atenuación

La atenuación del par depende principalmente de dos factores:

• la longitud

• el calibre

A parte de la misma calidad (o deteriodo) del par.

La alimentación de la línea (0 Hz, 48 V) para poder alimentar a los teléfonos remotos da un límite de lo q podría ser una atenuación aceptable.

La ingeniería del bucle telefónico ha considerado el coste que supone la tirada del par de cobre, con lo que para minimizar coste no todo el bucle tendido es uniforme.

Esto ha producido que para distancias entre la central y el abonado grandes se requieren calibres mayores.

También el cable de cobre atenúa la señal en función de la frecuencia.

La pendiente de la atenuación depende en gran medida de la longitud.

Incluso para la banda inferior de 4.000 Hz usada para las señales de voz, en muchas líneas con grandes distancias se producen importantes distorsiones en la voz, debido a la pendiente dentro de la banda inferior.

Durante tiempo las compañías telefónicas han modificado las líneas mayores de 6 km introduciendo inductores.

Estos inductores crean un filtro paso bajo que sólo deja pasar las frecuencias vocales (has 4.000 Hz) aplanando la banda de voz.

Aunque también inutiliza las frecuencias superiores para utilizar velocidades mayores (p.e., la RDSI requiere 80KHz)‏.

Podemos decir entonces que el mayor problema (inducido por la atenuación) es la distancia.

Esto ha hecho que las compañías telefónicas han ido reduciendo la distancia entre el abonado y la tarjeta del operador.

Se ha ido creando centrales remotas acercándose al abonado.

Aunque todavía no todos los abonados dependen de líneas lo suficientemente cortas para soportar servicios con el RDSI. En países como EE.UU. El porcentaje de estas líneas sin posibilidad de usar el par para velocidades superiores al servicio de voz son del orden del 20%.

Variabilidad de las líneas

Desde la aparición de nuevos servicios que usan frecuencias superiores a las vocales, las compañías telefónicas han intentado dividir la planta del bucle en diferentes categorías en función principalmente de la distancia.

P.e, AT&T en la década de los 70 con la aparición del primer servicio digital (llamado Dataphone Digital Service-DDS) tuvo que categorizar sus líneas ya que este servicio no operaba a distancia entre 3 y 4 km (dependiendo del calibre)‏

Se llamó a esta área de servicio CSA (Carrier Serving Area).

Más tarde, se revisó las reglas por las que determinadas líneas necesitaban inductores. La distancia variaban entre 5 y 6 km:

Se llamó a este límite RRD (Revised Resistance Design).

En general, las operadoras no conocen exactamente las características de todas sus líneas.

Estos porcentajes son guías y no se puede asegurar que una línea dentro de las distancias indicadas cumplan con las especificaciones requeridas.

Buena parte de la planta telefónica es vieja, con problemas de humedad, con roturas, etc.

Estos problemas pueden que no afecten a las frecuencias vocales pero sí a las superiores.

Muchos de estos problemas se puede solucionas con una pequeña ingeniería.

Aunque una reingeniería masiva para adaptar todas las líneas dañadas a servicios ADSL puede resultar prohibitivamente caro.

Aunque hasta la fecha sugiere que la resolución de problemas se puede realizar sin grandes costos, también hay que tener en cuenta que el número de líneas residencias instaladas hasta la fecha es muy bajo y difícil de extrapolar si existe una demanda masiva.

También indicar que aunque existen bastantes líneas HDSL instaladas y aún mucho más de líneas RDSI, también es cierto que los demandantes de estos tipos de líneas dan altos ingresos por línea. Lo que hace que la reingeniería realizada sea en gran medida rentable.

A pesar de estas dificultades para caracterizar las líneas la comunidad ADSL se ha atrevido a prometer velocidades en función de varios tipos de longitudes.

Se puede observar que velocidades de 1,5 Mbps son conseguibles para las líneas RRD y 6 Mbps para las líneas CSA.

Estás velocidades se han conseguido en la práctica.

Para VDSL las velocidades son más especulativas.

Cross-talk

Una línea telefónica no viaja sola, va acompañada de otras líneas.

Los pares de cobre van en cables con densidades de 12 pares por cable hasta 4.000 pares.

La configuración más estándar es de 1.000 en troncales y de 50 en la distribución.

La radiación electromagnética hace que parte de la energía de una línea pase a otras. Las otras líneas actúan como antenas que recogen esta energía y la incorporan a su línea. Esto se llama cross-talk.

Los pares trenzado minimizan este acoplamiento o cross-talk. Pero aún así, y dado que el tranzado tiene imperfecciones y terminaciones no ideales se produce este fenómeno.

Es la atenuación junto con el cross-talk los efectos que más limitan la operación ideal del ADSL.

El modelo de cross-talk es bastante complejo. Un modelo muy simple se puede esquematizar en la figura:

El receptor B no puede utilizar el cancelador de eco, con lo que la energía que se incorpore se considera ruido.

En este modelo se considera fundamentalmente la señal cercana que se incorpora (NEXT-Near-End Cross-Talk).

La cantidad de NEXT depende de un gran número de factores que no se pueden predecir para una circunstancia concreta.

En general el NEXT se incrementa con:

• la potencia transmitida,

• la frecuencia,

• el número de pares en el cable.

El más importante de estos tres factores es la frecuencia.

El coeficiente de acoplo (C) se incrementa con la frecuencia y así el nivel de potencia interferente.

Como la señal recibida (R) también se decrementa con la frecuencia se agrava el problema.

A cierta frecuencia la señal interferente será superior el mínimo requerido para recuperar la señal deseada:

Aunque NEXT no se puede predecir con exactitud. La comunidad técnica ha formulado un modelo matemático que predice que:

la frecuencia a partir de la cual causan problemas para la mayor parate de las líneas de interés para xDSL es aproximadamente 250 kHz

Esto implica un cosa muy simple:

los modems no pueden introducir frecuencias superiores a 250 khz en ambos extremos del par

Desde luego, tal estamento no es verdad siempre y sólo se aplica para líneas largas y con altos niveles de atenuación.

Sim embargo, es lo suficientemente general, aunque hay que tomarlo como una regla informal y se pueden producir acoplo para frecuencias inferiores.

El ruido impulsivo

Se produce otros efectos perjudicales en las líneas telefónicas. Unos de ellos es el ruido impulsivo.

Los sistemas telefónicos producen además un ruido llamado impulsivo.

Ocurre durante un tiempo muy corto y ocasionalmente de gran amplitud.

P.e., el timbre puede producir picos tan altos como 120 voltios.

Los sistemas de voz no reaccionan mal ante este tipo de ruido, debido principalmente que el oído humano lo discrimina sin problemas. Por lo que históricamente no se ha prestado mucha atención por lo que no se conoce muy bien dado que no se han tomado medidas y desarrollado estadísticas.

Aún así se sugiere que el 75% de todo el ruido impulsivo afectan a señales con duraciones inferiores a 500 mseg (con intensidades superiores a 1 voltio).

Algunos (el 25%) pueden duran más que 500 mseg.

El ruido puede producir errores en los modem. El mecanismo FEC (Forward Error Correction) implementado en los modem ADSL corrige errores causados por el ruido impulsivo con duraciones inferiores a 500 mseg.

El resto de ruido con duraciones superiores pueden causar errores.

Serán las capas superiores las encargadas de corregirlos errores.

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