Funcionamiento y configuración del ADSL
ADSL son las siglas de Asymmetric Digital Subscriber Line, que significa Bucle de Abonado Digital Asimétrico.
Se trata de utilizar el Bucle de Abonado como una línea Digital, con velocidades diferentes para transmitir y recibir en Asimétrico.
Características
Las características del acceso ADSL son:
Posibilidad de simultanear una conversación de voz con la conexión a Internet.
Esto se debe a que se reservan los 4 KHz más bajos para la voz y los faxes.
El resto del ancho de banda se utiliza para la transmisión de los datos.
Cabe destacar que podemos seguir usando un modem (por ejemplo para ecceser a internet con un acceso dial-up) con una línea ADSL, incluso a la vez que la conexión ADSL, ya que áquel funciona con los 4 KHz reservados para la voz.
Tarifa plana
La tecnología ADSL permite a los operadores que la ofrecen, aplicar tarifas planas para este servicio debido a la naturaleza de la comunicación que se establece.
En la red telefónica normal, una conexión mantiene ocupados una serie de recursos desde el inicio hasta la finalización de la misma. Y nadie más puede usar esos recursos durante ese intervalo. A esto se le denomina red de acceso dedicado.
Sin embargo, con ADSL una conexión ocupa algunos recursos de la red durante cortos espacios de tiempo a lo largo del tiempo que dura. Y otras conexiones pueden usar esos recursos en otros cortos espacios de tiempo.
Ésta última hace un uso mejor de los recursos de la red, y por lo tanto los operadores ofrecen tarifas planas para los servicios prestados a través de este tipo de redes con mayor asiduidad que con los prestados en las redes de acceso dedicado.
Velocidades de hasta 2 Mbps para la conexión entrante a nuestro equipo,
lo que supone multiplicar por algo más de 36 la velocidad de los modems actuales, cercanos a su límite.
Para la conexión saliente se pueden alcanzar algo más de 300Kbps. Estas velocidades dependen de la distancia del bucle de abonado, es decir, de lo lejana que se encuentre la central de la que dependemos. A mayor distancia, menos velocidad.
Disponemos de una conexión permanente a Internet.
No hay que marcar ningún número de teléfono, ni nada por estilo para poder navegar, leer el correo,... Además esta conexión es dedicada, es decir, no se comparte con nadie. Esta es una de las diferencias más importantes con respecto a la conexión por cable, en la que compartimos la fibra óptica con toda la mnzana o el edificio.
Arquitectura
Para que una línea analógica se convierta en una línea ADSL, y pueda conectarse a Internet o a otro tipo de redes se han de realizar una serie de cambios tanto en la central a la que estamos conectados, como en la propia línea.
Para transmitir información a través de una línea ADSL se utiliza una modulación bastante distinta a la que utilizan los modems habituales.
Por tanto lo primero es instalar un modem ADSL en el equipo que queramos conectar a la línea ADSL (ATU-R), y otro en la central (ATU-C).
En realidad en la central lo que se instala es un DSLAM, o conjunto de tarjetas que reune un gran número de modems ADSL, y que es capaz de enrutar el tráfico de todas esas tarjetas hacia una red de área extensa o WAN.
Dado que en una línea ADSL existen dos canales de comunicación, el de voz y el de datos, se hace necesario instalar en casa del abonado un dispositivo que separe ambos tipos de comunicación a la entrada, para que la primera vaya al teléfono o al fax, y la segunda al ordenador.
En la central tenemos otro que manda la voz a la red telefónica de siempre, y los datos al DSLAM.
El splitter sirve para separar la señal de voz de la de datos tanto en casa del abonado, como en la central. Puesto que ambas ocupan distintas partes del ancho de banda de la línea ADSL, lo lógico es utilizar un par de filtros para separarlas. Y eso es lo que es el Splitter. Ni más ni menos que un filtro paso bajo para la voz, y un paso alto para los datos.
Existe una modalidad de ADSL que no requiere de la instalación del Splitter. Por supuesto no permite simultanear voz y datos, pero es algo más barata y sencilla de instalar, aunque alcanza menores velocidad de transmisión. Es la modalidad G.Lite ADSL y no se suele utilizar.
La que requiere el Splitter y permite comunicaciones vocales y de datos simultáneamente, se denomina Full-rate ADSL y es la que se comercializa normalmente.
El modem ADSL
Al modem ADSL se la denomina ATU-R (Acces Termination Unit)
El ATU-R no es más que el modem que permite establecer la conexión ADSL a través de la línea telefónica, y que se encuentra en casa del abonado.
Al igual que en los analógicos, existen dos tipos: externos e internos.
En el caso de ser interno, la instalación física del ATU-R es muy similar a la de un modem analógico: apagas el PC, localizas una ranura libre, insertas en ella el ATU-R, y enciendes el ordenador. Después no queda más que instalar los drivers y demás utilidades que vengan con el ATU-R, y configurar la conexión ADSL.
Ahora bien, una diferencia muy notable con respecto a otro tipo de hardware, por lo menos en el modem ADSL de 3Com que instala Telefónica y si tienes Windows 9X, es que has de instalar primero el software del ATU-R, y después instalar el modem ADSL físicamente.
Si el ATU-R es externo, en vez de usar un puerto serie para conectarlo al PC como en los analógicos, se utiliza un puerto Ethernet, es decir, el PC ha de contar con una tarjeta de red Ethernet instalada, o un puerto USB.
Por un lado se conecta el modem ADSL a la línea ADSL, y por el otro al PC, ya sea a través de tarjeta de red o de puerto USB.
La cabecera ADSL
Ya se indicó con anterioridad que por cada línea ADSL, es necesario instalar un ATU-R en casa del abonado y un ATU-C en la central local de la que depende.
Esto podría complicar el despliegue de ADSL, pues no es práctico tener cientos de ATU-C en cada central.
La solución es el DSLAM, que agrupa un gran número de tarjetas, cada una de las cuáles tiene varios ATU-C.
Pero eso no es todo. El DSLAM además es capaz de enrutar el tráfico de todas las tarjetas hacia una red de área extensa o WAN.
Una red WAN ATM sobre ADSL es la solución que se ha impuesto. De este modo tenemos una red de acceso ADSL, a una red de transporte ATM.
Así el DSLAM se compone de:
las tarjetas de los ATU-C,
de un conmutador ATM,
y de diversas interfaces para distintos tipos de conexiones:
varias ADSL-DMT para las líneas ADSL,
y una STM-1, STM-4 ó E3 para la conexión a la red de transporte.
La modulación en ADSL
La principal diferencia entre la modulación utilizada por los modems ADSL, y la utilizada por los modems convencionales es el ancho de banda en el que trabajan.
Los primeros operan desde los 24 KHz hasta los 1.104 KHz aproximadamente, mientras que los segundos lo hacen desde los 300 Hz a los 3.400 Hz.
Primera consecuencia: se puede hablar por teléfono y estar conectado simultáneamente, puesto que usan frecuencias distintas.
Segunda consecuencia: la velocidad de conexión se multiplica con el ADSL, puesto que se maneja más ancho de banda.
En los inicios del ADSL convivieron dos tipos de modulaciones:
CAP (Carrierless Amplitude/Phase)
y DMT (Discrete MultiTone).
El primero es mucho más sencillo. Es una combinación de modulcación de amplitud y fase suprimiendo la frecuencia portadora. Aunque sencillo es menos eficaz que el DMT. Inicialmente fue el método tutilizado.
Hoy en día se utiliza la segunda. Su principal característica es que utiliza varias portadoras, denominadas subportadoras.
Con la modulación DMT el flujo de datos a transmitir se divide en tantos grupos como subportadoras disponibles.
Después cada grupo modula en cuadratura (QAM) a una subportadora. Éstas están separadas entre sí por 4,3125 KHz, y el ancho de banda que ocupa cada subportadora modulada es de 4 KHz.
Cuando se establece la conexión inicial entre ATU-C y ATU-R, se averigua la relación señal a ruido en la banda de cada subportadora.
En función de este dato se efectua el reparto del flujo de datos entre las subportadoras.
El cable de cobre del bucle de abonado ofrece peor comportamiento a medida que aumenta la frecuencia, por lo que se transmiten más datos por las subportadoras más bajas en frecuencia.
El ATU-C dispone de 256 subportadoras, mientras que el ATU-R 32. Esto es lógico, pues la velocidad de recepción de datos es muy superior a la de transmisión.
Hay dos tipos de modulaciones DMT, según las subportadoras del ATU-C y del ATU-R se solapen o no.
En la modulación ADSL DMT con FDM no hay solapamiento.
En la modulación ADSL DMT con cancelación de ecos si hay solapamiento.
Modulación ADSL DMT con FDM
No hay solapamiento.
Las 25 subportadoras más bajas en frecuencia son las del ATU-R,
mientras que otras 224 son para el ATU-C.
Al reservar las frecuencias más bajas para la transmisión, las mejores subportadoras, la velocidad de recepción se ve un poco mermada, pero el diseño de los modems ADSL es más sencillo.
Modulación ADSL DMT con cancelación de ecos
Si hay solapamiento.
Las 25 subportadoras más bajas en frecuencia se usan en el ATU-R, mientras que esas mismas 25, y 225 más son para el ATU-C.
Al utilizar las 25 frecuencias más bajas tanto en la transmisión como en la recepción el diseño de los modems ADSL se complica, pero la velocidad de recepción puede ser mayor.
Por último indicar que todo el algoritmo de modulación se reduce a una transformada rápida de Fourier inversa (IFFT) a la hora de modular,
y a una transformada rápida de Fourier (FFT) a la hora de demodular.
Estas operaciones son llevadas a cabo por un procesador especial, DSP, diseñado para efectuar tareas de este tipo.
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Conceptos de transferencia de datos
A un sistema ideal de comunicaciones le pedimos fundamentalmente dos cosas: que pueda enviar todos los datos al instante, es decir, sin retardos; y que no se pierda información. Aunque, como nos podemos imaginar, por ahora, no existe la transferencia instantánea ni sistemas de comunicaciones que por el camino no se pierdan datos. Los retardos y las pérdidas en los datos dependerá a veces de aspectos de la misma física y de la tecnología. Pero, también depende de aspectos estructurales, entre los que tenemos cómo se conmutan o enrutan los datos a medida que van pasando por cada uno de los nodos de la red.
En este capítulo vamos a ver tres conceptos fundamentales:
el origen de los retardos
los retardos en función del tipo de conmutación
el origen de las pérdidas de los datos