ITU eLearning Centre Planeación de redes de Banda Ancha

Módulo 2

Preparado por: Ing. Jaime H. Rubio R Bogotá, Mayo 15 del 2006

Índice del módulo

1. Contenido del módulo............................................................................... 4

1.1 Objetivos................................................................................................... 4

1.2 Valor agregado ......................................................................................... 4

1.3 AUDITORIO.............................................................................................. 4

1.4 Índice global del curso .............................................................................. 4

1.5 Programa.................................................................................................. 5

2. TECNOLOGÍAS DE LÍNEA DE ABONADO DIGITAL (DIGITAL SUSCRIBER LINE DSL)...................................................................................... 6

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2.1 Introducción .............................................................................................. 6

2.2 Tecnologías de acceso a la red................................................................ 6

2.3 EL ESCENARIO ....................................................................................... 8 2.3.1 Las tecnologías xDSL en la red de acceso....................................... 11

2.4 LÍNEA DE ABONADO DIGITAL ASIMÉTRICA (ADSL) ......................... 12 2.4.1 Visión general de la tecnología......................................................... 13

2.5 Línea de abonado digital de velocidad adaptable (RADSL) ................... 19

2.6 LÍNEA DE ABONADO DIGITAL DE MUY ALTA VELOCIDAD ............... 19 2.6.1 VISIÓN GENERAL DE LA TECNOLOGÍA........................................ 20

2.7 La línea de abonado digital de alta velocidad(HDSL)............................. 21

2.8 Línea de abonado digital simétrica ......................................................... 23

3. APLICACIONES ....................................................................................... 23

3.1 Productos y servicios.............................................................................. 24

3.2 Estadísticas de penetración del ADSL en bucle de abonado a nivel mundial ............................................................................................................ 25

4. Local Multipoint Distribution Service (Servicio de distribución Local Multipunto) ........................................................................................................ 29

4.1 Definición................................................................................................ 29

4.2 Descripción............................................................................................. 29

4.3 ¿Por qué LMDS?.................................................................................... 30

4.4 La Arquitectura de la red ........................................................................ 31

4.5 Los Segmentos de Equipo del sistema .................................................. 31

4.6 Las normas............................................................................................. 33

4.7 Las Opciones arquitectónicas................................................................. 33

4.8 Los Enlaces inalámbricos y Opciones de Acceso ................................. 34

4.9 Modulación ............................................................................................. 37

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5. Anexo 1: Inmersión en temas técnicos ................................................. 39

5.1 Funcionamiento y características de ADSL ............................................ 39 5.1.1 Multiplexor de acceso DSL ............................................................... 42 5.1.2 Integración de ATM y ADSL ............................................................. 43 5.1.3 Modelo para ofrecer servicios........................................................... 47 5.1.4 Encapsulado de datos ...................................................................... 48

5.2 Servicios de vídeo sobre ADSL .............................................................. 49

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1. Contenido del módulo

Este módulo contiene la información fundamental del curso en los siguientes temas:

• Digital Suscriber Line. Una introducción la esencia de la tecnología. • Los modos de operación. Elementos y equipos que la componen • LMDS: Local Multipoint Distribution Service (Sistema de Distribución Local

Multipunto)

1.1 Objetivos

Suministrar el conocimiento requerido para iniciar actividades en el mundo de las soluciones de alta velocidad y servicios convergentes sobre los últimos kilómetros en el par telefónico entorchado de cobre, medio inalámbrico y fibra óptica.

1.2 Valor agregado

Al culminar el curso el estudiante debe estar en capacidad de participar en la planeación y ejecución de proyectos de banda ancha, entender la esencia de la tecnología de banda ancha y ser capaz de resolver problemas y decisiones relacionadas con el tema

1.3 AUDITORIO

Ingenieros de diseño, operadores de redes, ingenieros de pre venta y postventa, ingenieros responsables por la implementación de redes de acceso.

1.4 Índice global del curso

A) La tecnología de banda ancha

1. Comunicación de datos sobre el bucle telefónico: Bucle de acceso telefónico. Características y propiedades tradicionales. Servicio tradicional de voz. Acceso conmutado para datos sobre el bucle de voz,

2. Red Digital de Servicios Integrados (RDSI), (VVD) sobre el bucle

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3. Digital Suscriber Line. Una introducción la esencia de la tecnología. Los modos de operación. Elementos y equipos que la componen.

4. LMDS: Local Multipoint Distribution Service (Sistema de Distribución Local Multipunto)

5. La tecnología de acceso en fibra óptica, terminación Cable Coaxial. EL cable MODEM. Propiedades y características. Diseño y operación de la tecnología

6. La redes de áreas metropolitanas. La red local en la calle. MetroEthernet. La esencia del MPLS. Servicio y operación.

B) La planeación de la red

1. Análisis del mercado 2. Estimulo a la demanda 3. Inducción de usuarios 4. El caso económico de negocios 5. El manejo del soporte y mercadeo de posventa

1.5 Programa

Semana 2: Temas a desarrollar

• Digital Suscriber Line. Una introducción a la esencia de la tecnología. Los modos de operación. Elementos y equipos que la componen.

• LMDS Actividad complementaria Trabajo 2: Diseño de una red ADSL para la empresa telefónica hipotética del trabajo 1 Evaluación: Cuestionario de evaluación sobre el tema de la semana 2

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2. TECNOLOGÍAS DE LÍNEA DE ABONADO DIGITAL (DIGITAL SUSCRIBER LINE DSL)

2.1 Introducción

La Red de Acceso abarca todos los elementos tecnológicos que soportan los enlaces de telecomunicaciones entre los usuarios finales y el último nodo de la red. (Figura 1) A menudo se denomina lazo de abonado o simplemente la última milla. Sus principales componentes son: los medios de comunicación (par de cobre, cable coaxial, fibra óptica, canal radioeléctrico o canal inalámbrico ) y los elementos que realizan la adecuación de la señal a los mismos. Se estima que existan en la actualidad alrededor de 1100 millones de accesos fijos y 1000 millones de accesos móviles. El lazo local, sin lugar a dudas, constituye un punto de mira de los científicos, tecnólogos y economistas en la búsqueda de alternativas para incrementar el aprovechamiento del espacio de señal dentro de los medios de transmisión, a un precio que permita la asimilación por los abonados finales, aprovechándose de la creciente necesidad de ancho de banda para la satisfacción de las necesidades naturales o inducidas de información, comunicación y entretenimiento en que la época actual nos sumerge. Hace 20 años la solución integral de la digitalización telefónica era RDSI. Pero RDSI como vimos en el anterior documento fracasó por su costo, limitaciones de velocidad y complejidad, a la par que la enorme lentitud con que las empresas operadoras de telefonía hicieron su despliegue, promoción y empleo. Realmente RDSI se volvió obsoleto antes de ser completamente explotado en el bucle telefónico de uso masivo. Su nicho realmente estuvo el uso del bucle por parte de corporaciones y empresas que tuvieron la capacidad económica para emplearlo

2.2 Tecnologías de acceso a la red.

La necesidad crítica por el ancho de banda ha hecho nacer varias tecnologías de acceso de banda ancha a saber:

• DSL (Línea de Abonado Digital) en todas sus formas simétricas y asimétricas, utiliza la infraestructura de cobre para dar servicios a velocidades de hasta algunos mega bits por segundo;

• LMDS, (Local Multipoint Distribución Sistema) los servicios locales de distribución multipunto ofrecen velocidades de banda ancha a usuarios residenciales y a profesionales independientes (SOHO) vía tecnología inalámbrica;

• CMTS (Cable MODEM Terminación System = Sistema de terminación de módem por cable) emplea el cable coaxial para entregar servicios digitales a muchos usuarios;

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• UMTS, (Universal Mobile Telecommunications System) fue concebido para servicios de voz y de datos de tercera generación sobre redes de tecnología móviles sucesora del teléfono celular, representa la evolución en términos de capacidad y servicio para las redes móviles.

• Wi-Fi o redes de datos inalámbricas de área local llamadas genéricamente WLAN que pueden soportar velocidades relativamente altas con respecto a las móviles originadas en celulares y a las cuales se le adiciona los servicios convergentes de VoIP. Wi-Fi es un nombre de marca dado por los fabricantes y sus estándares están cubiertos por las normas IEEE802.11x ( donde x va de a A hasta G)

• WiMax (Wireless Metropolitan o una red de datos inalámbrica de cubrimiento metropolitano derivada de las WLAN. Su evolución se basa en cubrimiento mayor y servicios de mas capacidad en velocidad. Esta estandarizada por IEEE802.16.

• Cable módem o mas específicamente redes de fibra óptica desde las centrales hasta puntos de concentración en áreas metropolitanas con terminación en cobre UTP hasta la residencia del abonado

Figura 1 Red de Acceso. El bucle de abonado A pesar de las enormes diferencias entre estas tecnologías, todas ellas se caracterizan por el aumento de la velocidad de transferencia de datos al usuario final en un orden de magnitud muy superior en comparación con las soluciones de banda estrecha que les precedieron. En consecuencia, todas abren la puerta a un conjunto amplio de nuevos servicios. Otra similitud está en que todas pueden compartir el mismo protocolo subyacente: ATM. Como consecuencia, aunque el servicio final esté generalmente relacionado con las aplicaciones IP, el tráfico se monta en ATM antes de entregarlo a la red de transmisión. Es en la parte de acceso de la red donde ATM realmente brilla debido a las técnicas de compresión habilitadas por los operadores, permitiendo recoger los beneficios y eficiencias en costo, de una plataforma multiservicio. En el núcleo de la red, la principal ventaja de ATM está en la escalabilidad y en la disponibilidad. De forma general, en documentos especializados se acostumbra a clasificar las redes de acceso en cuatro grupos principales según el medio de soporte: par trenzado, fibra/coaxial, inalámbrico, y todo fibra. La Figura 2 muestra algunas de las tecnologías e implementaciones que caen en las categorías anteriores.

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Figura 2. Alternativas de Acceso al bucle de abonado El BRI de RDSI demostró claramente que el ancho de banda del bucle local era utilizable en la red pública por fuera del rango de 300 a 3400 Hz. Con la RDSI también vino la definición del término línea de abonado digital (DSL), y desde la definición y el despliegue inicial de RDSI, las compañías telefónicas de todo el mundo han estado buscando métodos para conseguir más ancho de banda en los locales del cliente. Este dinamismo ha dado alas para aplicaciones y servicios con necesidad de un gran ancho de banda, como video bajo demanda, juegos interactivos, TV interactivo, acceso a Internet, tele trabajo y enseñanza a distancia y video conferencia doméstica. Aunque el cable coaxial y la fibra óptica proporcionan métodos para ofrecer un ancho de banda significativo a los usuarios, son medios que tienen un alto costo para desplegarlos en usuarios, casas y edificios individuales. En cambio, la tendencia actual se dirige hacia la expansión de las capacidades del bucle local o el uso del bucle local en combinación con sistemas de distribución de fibra óptica. En los últimos año, se ha definido varios esquemas de DSL que superan las capacidades de la RDSI. Repasaremos algunas tecnologías DSL emergentes, conocidas colectivamente como xDSL, las cuales estudiaremos en este Módulo del cursos

2.3 EL ESCENARIO

Las compañías telefónicas de todo el mundo han estado discutiendo, planeando y diseñando durante una década, la próxima generación de redes de acceso de banda ancha. En estos últimos años, se ha prestado una especial atención en idear formas baratas de conseguir más ancho de banda, particularmente en los

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usuarios residenciales. Aunque los usuarios corporativos fueron los primeros en adoptar nuevas tecnologías, debido a la propia demanda de los negocios y la fortaleza de los presupuestos para las telecomunicaciones, el crecimiento del número de ordenadores domésticos ha convertido el mercado residencial en un negocio muy lucrativo para las nuevas aplicaciones y tecnología; algunas estimaciones respecto a los nuevos servicios de telecomunicaciones para el mercado residencial apuntan que quizá pudiera exceder de 350.000 millones de dólares. Pero RDSI nos enseñó varias lecciones sobre la nueva tecnología: los nuevos servicios tienen que ser de un precio adecuado para su venta, deben ser lo suficientemente baratos para que se desplieguen ampliamente por los proveedores de servicio, los fabricantes deben proveer de un amplio abanico de CPE, y deben desplegarse rápidamente para mantener la confianza del cliente. En los comienzos de los noventa, los sistemas híbridos fibra-coaxial (HFC) se eligieron como la manera de proporcionar un ancho de banda barato y abundante para el mercado de masas. En una primera estimación, los sistemas de HFC estarían ampliamente disponibles durante 1994 y totalmente desplegados en los Estados Unidos hacia 1996. El IEEE formó el Grupo de Trabajo 802.14 para crear un estándar MAC sobre TV por cable, y en este aspecto se ha progresado de manera significativa. Pero muchos en la industria observaron que en lugar de una disponibilidad omnipresente, como se había predicho inicialmente, para 1996 HFC estaba prácticamente muerta como estrategia de acceso de siguiente generación. Muchos problemas afectaron a la industria de TV por cable. Primero, la falta de dinero, las industrias de TV por cable en los comienzos de los noventa gastaron la mayoría de sus beneficios en comprar otras compañías. Segundo, las industrias de TV por cable tienen una limitada experiencia funcionando en redes de datos y/o conmutadas. Finalmente, muchas de las instalaciones actuales colocadas se vinieron abajo dadas las pérdidas de las aplicaciones intolerantes al ruido. Aunque la mayoría de estas condiciones están cambiando, no se ve claro que HFC pueda resurgir antes de ser alcanzada por la capacidad de nuevas estrategias que potencian los bucles locales existentes y de métodos que utilizan sistemas de distribución por fibra. Estas tecnologías emergentes permiten incrementar la competencia de los LEC para usar el cobre y la fibra existentes, y las regulaciones que proporcionen un acceso equitativo para proporcionar un mejor servicio que el POTS. Las tecnologías xDSL están basadas en bucles locales sin carga que tiene más de 5.4 Km. (18.000 pies) de longitud, lo que, según algunas estimaciones, es algo que cumple los bucles en la mayor parte del mundo. Los servicios que usan estas tecnologías pueden lograr velocidades de centenares de miles de millones de bits por segundo, usan la planta física actualmente instalada y no requiere de costosas revisiones en el equipo de conmutación de la central local o en la propia red. Otras razones que hacen atractiva la tecnología xDSL para los proveedores de servicio es que pueden alargar la vida de los medios actuales y pueden conseguir un costo bajo (y, por consiguiente, un riesgo bajo) de inversión en un nuevo y potente servicio. Además, las tecnologías xDSL

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pueden desplegarse rápidamente porque no requieren extensas actualizaciones en la infraestructura de la red o de la central local; un despliegue lento produce falta de ubicuidad, incompatibilidad y disminución de la confianza del cliente tanto en el servicio como en los proveedores de servicio.. Las tecnologías xDSL también permitirán a las compañías de telecomunicaciones trasladar el tráfico de datos desde la red de voz existente, que fue diseñada para llamadas de corta duración. Esto descargará cierta congestión que sufre actualmente la red telefónica conmutada pública en las aplicaciones de datos, como acceso a Internet. Trasladando este “bajo costo” a los clientes, las compañías pueden ofrecer una línea dedicada por una parte de lo que cuesta una línea privada. Otros enfoques, por supuesto, emplean la fibra óptica. La fibra hasta la casa (FTTH) fue un esfuerzo para acercar la fibra hasta el hogar del cliente residencial que prometía un ancho de banda excepcionalmente alto, pero también era muy caro y requería un reemplazo completo de la instalación del bucle local. Fibra hasta la acera (FTTC) supuso una modificación de FTTH y en este caso, la fibra se llevaría por la berma de la calle y desde un concentrador de fibra se conectaría en UTP en los últimos metros., Los FTTC serían más ventajosos que los sistemas de distribución por cable ya que no sería necesario tender fibra hasta cada casa. Pero la fibra hasta el vecindario (FTTN), (llevaría a un sitio cercano a la residencia la fibra y por medio de un concentrador de distribuiría empleando UTP hasta la casa )una de las últimas innovaciones, parece ser que es la que más promete y la solución final al problema del costo. FTTN supone un concepto según el cual la fibra óptica ofrece un servicio a comunidades o edificios de oficinas, y el último tramo de servicio se ofrece usando la planta física existente actualmente, en combinación con algún tipo de tecnología xDSL. Las tecnologías xDSL se pueden comparar y clasifcar como aparecen en el cuadro de la tabla 1. ESPACIO DEJADO INTENCIONALMENTE EN BLANCO PARA EXPANSION

FUTURA

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2.3.1 Las tecnologías xDSL en la red de acceso.

La tecnología xDSL, surge por la necesidad de aumentar la capacidad de transmisión del par de cobre. Hace referencia a toda la familia DSL las cuales utilizan técnicas de modulación modernas ayudadas por los avances en el procesamiento digital de señales para lograr transmitir a altas velocidades sobre el lazo de abonado local. En la Tabla 1 se muestra un resumen comparativo entre algunas de las tecnologías xDSL.

Tipo de DSL

Simétrico/ Asimétrico

Distancia de la línea (m)

Velocidad Descendente (Mbps)

Velocidad Ascendente(Mbps)

IDSL Simétrico 5400 0.128 0.128

SDSL Simétrico 3000 1.544 1.544

HDSL (2 pares) Simétrico 3600 1.544 1.544

Simétrico (1 par) 1800 2.312 2.312

SHDSL Simétrico (2 pares) 1800 4.624 4.624

ADSL G.lite Asimétrico 5400 1.5 0.512

ADSL Asimétrico 3600 8 0.928

Asimétrico 300 52 6

Simétrico 300 26 26

Asimétrico 1000 26 3 VDSL

Simétrico 1000 13 13 Tabla 1 Categoría comparativas entre los diferentes tipos de xDSL

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La cantidad de abonados DSL ha venido aumentado a una gran velocidad, a finales del tercer cuatrimestre del pasado año ya había más de 30 millones de usuarios individuales y de negocios servidos por DSL, y se esperaba que el año concluyera con más de 36 millones si se mantenía la tasa de crecimiento mensual de 1.67 millones de accesos. La técnica ADSL, por su carácter asimétrico, se adapta mejor al mercado residencial por lo que ha sido la más extendida a nivel mundial. Ésta va a ser objeto de análisis al igual que VDSL, que se puede emplear tanto en el sector residencial como en el corporativo.

2.4 LÍNEA DE ABONADO DIGITAL ASIMÉTRICA (ADSL)

El concepto de línea de abonado digital asimétrica (ADSL) se desarrolló en los comienzos de los noventa como una manera de ofrecer a los clientes un acceso a la red con un alto ancho de banda. El propio ADSL no define un conjunto de servicios, pero en cambio ofrece acceso a los servicios de la red. Las características de la ADSL incluyen:

o Ancho de banda de usuario asimétrico. Hay más ancho de banda en la dirección de la red→cliente (downstream) que en la dirección cliente→red (upstream).

o El uso de la planta exterior actual. No se requiere un nuevo cableado para aquellos clientes que se encuentren dentro del alcance del servicio, es decir, dentro de los 5.4 kilómetros (18.000 pies).

o Suscripción basada en usuario. ADSL requiere equipos de conmutación y multiplexación adicionales en CO, pero no obvia ningún equipo de conmutación actual; además, ADSL puede ser aprovisionado por cada cliente de manera individual.

El ADSL es una técnica para la transmisión de datos a gran velocidad sobre el par de cobre. Una diferencia entre el esquema de modulación empleado por ella y las usadas por los módems en banda vocal (V.32 a V.90), es que estos últimos sólo transmiten en la banda de frecuencias usada en telefonía (300 Hz a 3400 Hz), mientras que los módems ADSL operan en un margen de frecuencias mucho más amplio que va desde los 24 KHz hasta los 1104 KHz, aproximadamente. Esto hace que el ADSL pueda coexistir en un mismo lazo de abonado con el servicio telefónico, pues no se solapan sus intervalos de frecuencia, cosa que no es posible con un módem convencional pues opera en banda vocal, la misma que la telefonía, lo que constituye otra diferencia de gran importancia.

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2.4.1 Visión general de la tecnología

ADSL está diseñado para operar sobre un medio típico desplegado en el bucle local telefónico actual denominado par trenzado no apantallado (UTP=Unshielded Twisted Pair). Como en , RDSI, en DSL el bucle debe estar descargado, libre de ramificaciones multiplexadas, y tener una longitud no mayor a 5.846 metros (18.000 pies). ADSL soporta POTS (Play Old Telephone System, Teléfonos de voz análoga), velocidades de hasta 800 kbps en sentido “usuario a red “ (upstream), y velocidades de 500 kbps a 9 Mbps en sentido cliente a red(downstream). Un ejemplo del uso de ADSL dentro del espectro de frecuencias del bucle local es descrito en la Figura 1. Como se muestra, POTS se transporta tal cual en el rango de 0 a 4 Khz y se modelan otros servicios a frecuencias más altas, hasta aproximadamente 1.1 Mhz. La mayoría de módems ADSL usan multiplexación por división de frecuencia (FDM) para dividir el ancho de banda, donde los datos hacia la red se transportan en el rango de 25 a 200 Khz. y los datos desde la red en el rango de 200 a 1.100 Khz. (Figura 3). La cancelación de eco, sin embargo, también puede emplearse en el rango de 25 a 200 KHz, transportándose entonces señal en ambas direcciones simultáneamente (Figura 1b). En cualquier caso, ambos canales (de ida y regreso) se pueden dividir en subcanales usando multiplexación por división de tiempo (TDM). La velocidad instantánea de regreso desde la red en ADSL depende en gran medida de las condiciones de la línea y de la longitud del bucle local:

o Bucles de hasta 5.4 Kms soportan hasta 1.544 Mbps (T1) o Bucles hasta 4.8 Kms soportan hasta 2.048 Mbps (E1) o Bucles hasta 3.6 Kms soportan hasta 6.312 Mbps (4 xT1, T2) o Bucles hasta 2.7 Kms soportan hasta 8.448 Mbps (4 x E1)

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Figura 3. Ejemplo de aspecto de frecuencia ADSL usando a) FDM y b) cancelación de eco La topología de acceso a una red ADSL se muestra en la Figura 4. Es importante agregar que ADSL esta establecido como un agregado o añadido al servicio telefónico normal existente sobre el bucle y por tanto podemos observa por eso los teléfonos y la Red Pública Telefónica Conmutada (RPTC) en el diagrama.. Describamos los componentes adicionales en el diagrama los cuales forma parte del ADSL

■ Nodo de acceso . Multiplexor, conmutador o punto de concentración para servicios digitales dentro de la red. Estos servicios pueden incluir datos de banda ancha antigua . ( por ejemplo BRI o PRI) o datos de banda ancha actual (ATM por ejemplo)

■ Unidades de transmisión de ADSL ( ATU). Interfaz entre el equipo final de ADSL y el bucle. El componente ATU-C esta en el lado de la red ( central o LE) y puede estar integrado dentro del nodo de acceso. EL ATU-R esta en el lado del cliente y puede estar integrado con cualquier equipo de multiplexación de usuario o equipo de conmutación.

■ Splitter Dispositivos filtro, en el lado receptor en las premisas del usuario o dispositivo de combinación en el lado de transmisión de la señal telefónica (POTS) de baja frecuencia con la portadora o señal

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ADSL de alta frecuencia. EL splitter ADSL/POTS puede combinarse dentro de un ATU.

■ Red de distribución del usuario (PDN). Multiplexor de usuario opcional o conmutador que conecta el ATU-R al equipo ADSL de usuario final.

Figura 4: Topología de la red de acceso ADSL ( adaptado del foro ADSL) La figura 4 muestra el modelo de referencia ADSL el cual usa una nomenclatura similar a los puntos de referencia de RDSI. De manera similar a RDSi muestra solo una referencia aproximada a la funcionalidad. El modelo incluye los siguientes puntos:

■ Los puntos de referencia POTS se refieren a las interfases entre el equipo POTS y los dispositivos de ADSL. Específicamente POTS-C es el interfaz entre el “splitter” de ADSL/POTS y la (RPTC), y el POTS-R es el interfaz en el local del cliente entre el “splitter” ADSL/POTS y los equipos telefónicos.

■ Los puntos de referencia T, como en RDSI, se refieren al interfaz de

usuario-red. Específicamente T-SM se refiere a la interfaz entre el ATU-R y el TDN (opcional), y T es el interfaz entre el PDN y el equipo terminal ADSL

■ Los puntos de referencia U como en RDSI se refieren al bucle local;

como anteriormente el C y R se refieren a la red (oficina central) y al lado local del cliente (residencia), respectivamente,. U-C es el interfaz en el lado de la red entre el bucle local y el splitter ADSL/POTS, mientras que U-C es el interfaz entre el splitter y el ATU-C. De igual modo, U-R es el interfaz en el lado local entre el bucle local y el “splitter” de ADSL/POTS, mientras que U-R es el interfaz entre el splitter y el ATU-R.

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■ Los puntos de referencia V, como en RDSI, se refieren a los interfases

internos en la red. Concretamente, Va es el interfaz lógico entre los ATU-C y el modo de acceso, mientras que el Vc es el interfaz entre el nodo de acceso y los distintos de la red.

■ El punto de referencia B se refiere al interfaz entre una entrada de datos adicional al equipo terminal ADSL tal como una toma satelital de un decodificador de TV.

Uno de los temas de controversia con respecto a la normatividad de ADSL ha sido en cuento a la señalización y a la representación física de bits. A pesar de la palabra digital en el nombre, ADSL es una tecnología de transmisión analógica; su principal ventaja es la alta velocidad de acceso a los servicios digitales. Los esquemas de señalización básicos usados en productos ADSL son modulación por amplitud/fase sin portadora (CAP) y modulación por multitono discreto (DMT). El CAP es similar a la modulación por amplitud de cuadratura (QAM), esquema empleado en módems de alta velocidad CAP/QAM define un conjunto de puntos que representan una combinación particular de desplazamiento de amplitud y fase; este conjunto de puntos se denomina constelación. La figura 5 muestra la constelación para CAP-64, así llamada porque la constelación comprende 64 puntos y significa que cada señal esta transmitiendo 6 bits. CAP16 (4 bits/señal) fue originalmente empleada en el producto ADSL aunque algunos usan CAP-256 actualmente ( 8 bits/señal). Los “tranceivers” de ADSL también emplean corrección de error hacia delante para hacer la transmisiones mas fiables. La diferencia básica entre CAP y QAM es que la señal portadora no es permitida en CAP, reduciendo el espectro de frecuencia requerido y la potencia de la señal.

Figura 5. Modulación amplitud / fase sin portadora (CAP con 64 puntos (CAP64)

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Los multitonos discretos has sido adoptados por ANSI y por las normas ETSI. DMT, es un esquema de modulación de frecuencia que subdivide el espectro del bucle en un conjunto de 256 intervalos de 4,3125 Khz. , entre los 0 Hz y los 1,104 MHz . (Figura 6). DMT puede transportar teóricamente 15 bits/Hz por lo que los intervalos pueden operar a una velocidad de hasta 64 Kbps, aunque en línea y en condiciones reales la velocidad e operación ser educe aproximadamente a la mitad de los límites teóricos.

Figura 6. Modulación por multitonos discretos Los primeros 6 intervalos de frecuencia en el espectro están sin usar y deja aproximadamente 25,875 Khz. para la banda base POTS. Además, el subcanal 64 (267 Khz.) esta reservado para una señal piloto, y el subcanal 256 no se usa para datos. Los ATU prueban dinámicamente cada uno de los restantes 248 intervalos de frecuencia en el bucle y no utilizan aquellos subcanales que parecen ser muy ruidosos o que tienen interferencia. Además, la variación de potencia máxima en los subcanales que se usan es de 3 dB. De esta forma el equipo utiliza de manera óptima el espectro de frecuencia del bucle, evita interferir con otros servicios existentes y obtiene una alta inmunidad al ruido. Además, la reducción en velocidad de bits como respuesta a condiciones adversas de la líneas e produce a intervalos pequeños lo que probablemente se traduce en una mínima perdida de ancho de banda debido al deterioro de la transmisión. DMT fue seleccionado inicialmente por los grupos de norma ADSL porque demostró ser mas robusto que CAP y que se adaptaría mejor a diferentes condiciones de línea. CAP, sin embargo se ha utilizado la mayoría de primeros ensayos debido a su menor costo y esta demostrando ser tan adecuado como DMT en la adaptación al ruido de línea. La normalización de ADSL ha sido hecha por medio de varias organizaciones:

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■ ANSI. El cual es una organización normativa norteamericana ha sido el mas activo en ADSL inicialmente. El grupo de trabajo T1E1.4 emitió la primera versión de una norma ADSL nacional en USA ( T1.413) en 1995

■ ETSI (TM6) adaptó una variación de la norma ANSI para utilizarla en la redes europeas.

■ El foro de ADSL esta enfocando problemas que involucran el desarrollo de sistemas de redes, comercio y gestión de red.

■ EL foro de ATM ha proporcionado contribuciones relativas a ATM sobre ADSL.

Finalmente a pesar de todos los trabajos que describen lo que pasa en el bucle local, muchas industrias se basan en lo que sucede en la central telefónica, particularmente en lo que tiene que ver con la conexión de banda de red ancha. Actualmente, ADSl y otras tecnologías xDCL proporcionan acceso a una red backbone ATM a través de un multiplexor de acceso de línea de abonado digital (DSLAM), como se muestra en la Figura 5.

Figura 7. Arquitectura del DSLAM. Adaptación del texto de gripo de trabajo den arquitectura de servicio del Foro ADSL El DSLAM proporcionará acceso a una variedad de servicio, incluyendo “cell relay” ATM y servicios de emulación de circuitos, frame relay, Internet, capa de transporte LAN MAC y SMDS. En el lado de bucle de abonado, el DSLAM puede operar con ADSL y con otros xDCL, así como con otras tecnologías de acceso al bucle. En el lado de la red, el DSLAM se conecta con un conmutador

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ATM. La multiplexación se realiza usando canales virtuales ATM; la conmutación a servicios diferentes se logra utilizando una conmutación de caminos virtuales por medio de canales lógicos ATM. Para profundizar en el tema de la estructura tecnológica de ADSL lea el Anexo 1: Parágrafo 4.1 Funcionamiento y características de ADSL al final de este documento

2.5 Línea de abonado digital de velocidad adaptable (RADSL)

La línea de abonado digital de velocidad adaptable (RADSL) es esencialmente un subconjunto ADSL que proporciona al proveedor de servicio de red la posibilidad de adaptar la velocidad de la línea a las variaciones de longitud del bucle y a la calidad de la línea. Cuando se ofrece RADSL por vez primera, RADSL realiza varias pruebas en la línea para determinar la máxima velocidad posible y los equipos de RADSL de ambos extremos se ajustan a la velocidad de línea apropiada. Una característica particularmente atractiva de RADSL es que los proveedores de servicios pueden ofrecer servicios de DSL a alta velocidad y a grandes distancias desde una oficina donde hay una variedad grande de longitudes de línea y de calidades en el bucle local. Esta líneas de mayor longitud pueden soporta velocidades mas grandes que los módems analógicos o RDSI, e incrementar el área de servicio potencial para el proveedor y el posible número de cliente. Inicialmente se sabe que DMT es mejor que CAP para esta familia tecnológica, ya que el DMT puede ajustar el ancho de banda en incrementos mas pequeños y finos no obstante muchos de los productos pioneros de RADSL emplean codificación CAP: RADSL puede transmitir datos a velocidades hasta de 7.0 Mbps en la dirección hacia el cliente y 1.0 Mbps en la dirección hacia la red, sobre distancias de hasta Km. Pueden lograrse velocidad de 1.0 Mbps hacia la red y 2.5 Mbps de bajada en distancias de hasta 3.6 Km.

2.6 LÍNEA DE ABONADO DIGITAL DE MUY ALTA VELOCIDAD

La línea de abonado digital de muy alta velocidad (VDSL) se ha citado como una de las tecnologías disponibles para FTTN. Es tecnológicamente similar a ADSL pero operara a velocidades mayores sobre distancias mayores.

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2.6.1 VISIÓN GENERAL DE LA TECNOLOGÍA

Similar a ADSL, VDSL se diseña para ser usado sobre un único bucle local descargado UTP. La implementación se basa en dividir el espectro de frecuencia disponible usando FDM como se muestra en la Figura 6, aunque suele emplearse también eco. Soportará teléfonos normales de 0 a 4 Khz., BRI RDSI en el rango de hasta 80 Khz.1 Inicialmente se soportarán velocidades de subida entre 1,6 y 2.3 Mbps, con velocidades de bajada que dependen de las condiciones técnicas y longitudes de los bucles en las siguientes categorías:

■ Bucles de hasta 1.350 metros pueden soportar velocidades de hasta 12,96 Mbps (un cuarto de portadora OC-1 SONET).

■ Bucles de hasta 900 mts soportarán velocidades de hasta 25,82 Mbps (la mitad de un OC-1).

■ Bucles de hasta 300 mts soportarán velocidades de hasta 51,84 Mbps (un OC-1 completo).

La división de ancho de banda de la señal de subida con la señal de bajada se hace usando TDM. Como las longitudes de bucle son muy cortas, sólo será posible en aquellas premisas cercanas a la central. Inicialmente el VDSL se llamaba VADCL (abonado digital asimétrico de muy alta velocidad), con las primeras implementaciones tenían velocidades muy diferentes de bajada y subida. El nombre se cambió porque la palabra asimétrico implicaba que nunca podría ser simétrico. Este no fue el caso, y muchos proveedores diseñaron y fabricaron equipos que manejaban velocidades idénticas de subida y de bajada, aunque requiriendo bucles de longitud aún más corta que 300 metros. Actualmente se usa cancelación de eco en esta tecnología. El mayor uso de VDSL será soportando FTTN (Figura 9). En este tipo de topología un conjunto completo de servicios de banda estrecha y ancha se extiende hasta el barrio mediante fibra óptica, con una terminación local llamada unidad de red óptica.(ONU) Los bucles de VDSL se extienden desde la ONU hasta el local del cliente. Como en ADSL, hay un divisor en el lado del bucle VDSL de la red ( NU) para separar tráfico telefónico normal y VDSL En el lado del cliente se puede soportar dos modelos diferentes de terminación de red:

■ Modelo activo de terminación de red: la red del cliente responde por la multiplexación del tráfico VDSL, un divisor VDSL/POTS separa el tráfico normal de teléfono de VDSL antes de llegar a la terminación VDSL. Dirigir el tráfico de bajada VDSL hasta el CPE de destino es algo muy fácil usando direccionamiento de nivel 3. Multiplexar el tráfico de subida es más difícil y requiere un dispositivo controlador

1 Recordar que el código de línea 2b1Q funciona a 80 kbaudios, proporcionando una cadena de bit de 160 Kbps.

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individual y un esquema de control de acceso al medio (MAC), al igual que un acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD) de Ethernet o ATM.

■ Modelo de terminación pasiva de red: mediante un divisor VDSL/POTS se separa el tráfico telefónico y de datos, pero cada CPE VDSL responde por terminar el bucle (esto es conceptualmente similar al bus BRI pasivo de RDSI). Todos los CPE VDSL comparten esencialmente el bucle VDSL por lo que la multiplexación de datos de subida puede producir colisiones de los datos. requerimos entonces un esquema MAC, tal como CSMA/CD, pero tendría el inconveniente de no tener ancho de banda garantizado. Una solución sería utilizar unidades de transmisión tales como celdas y emplear un protocolo token para el cual la ONU coloque algunos bits en una celda de bajada que ofrezca acceso de subida al medio hacia algún CPE específico. También es común dividir el ancho de banda de subida del de bajada con fdm.

Figura 9 Topología VDSL con terminaciones de red activa

2.7 La línea de abonado digital de alta velocidad(HDSL)

ADSL, RADSL y VDSL tuvieron como objetivo fundamental alargar la vida útil del bucle de abonado, en contraste la línea de abonado digital de alta velocidad ( HDSL) apareció como una solución alternativa para la implementación de servicios de portadora E1/T1 Por supuesto un nuevo método de acceso es menos caro y conlleva una comercialización más rápida que un nuevo servicio. Por esta razón HDSL fue el antecesor y precursor de todas las líneas de abonado digitales Como se muestra en la figura 10. los servicios T1/E| se aprovisionaron sobre una pareja de UTP que usaron señalización de inversión de marca alterna (AMI). La transmisión full duplex se logra por comunicación dual simple, es decir, cada UTP opera a una velocidad total de 1.544 o 2.048 Mbps en una sola dirección. Para mantener una señal correcta se colocan repetidores cada 1.5 kms. Además los bucles deben estar libres de ramas multiplexadas y por consiguiente requieren normalmente un aprovisionamiento o una instalación especial.

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Figura 10 Diagrama de portadora T1/E1 tradicional HDSL proporciona velocidades T1 o E1 usando dos o tres pares de hilos respectivamente. Como se muestra en la figura 11, HDSL puede ser implementado usando un par de bucles UTP descargados en distancias de hasta 4.5 kms. Lo que lo hace diferente de las portadoras tradicionales T1/E1 es el hecho de que los bucles no necesitan repetidores, haciendo la instalación más fácil y económica. HDSL usa un esquema de señalización diferente que en T1/E1 y puede transmitir a 1.544 o 2.048 Mbps. Si se emplea señalización 2B1Q, el ancho de banda completo se dedica al servicio HDSL, si se usa CAP éste emplea la banda de paso de 80 a 240 Khz. coexistiendo con la telefónica normal. La reducción en el ancho de banda se cumple usando full duplex en cada UTP y operando cada par a la mitad de la velocidad completa. Así, mientras que un T1 transmite datos a una velocidad de 1.544 Mbps en una sola dirección sobre cada uno de los dos pares, HDSL transmite datos aproximadamente a 768 kbps en full duplex sobre cambos pares simultáneamente: la multiplexación inversa se emplea para recuperar las velocidades de bit completa. Para el servicio E1 se usan tres pares, cada uno de los cuales envía datos a una velocidad aproximada de 680 Kbps en full duplex.

Figura 11: Topología de equipo HDSL Los usos típicos de HDSL son los mismos de T1/E1 a saber: interconexión de PBX, conexión de antenas celulares, sistemas de portadora para bucle digital. Puede usarse también para accesos de alta velocidad a Internet, o accesos remotos e interconexión de redes de área local corporativas.

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Descritos por primera vez por Bellcore, en el documento TA-1210, varias compañías fabrican equipos HDSL, siendo pioneros Adtran, PairGain y Paradyne. Existen normas ANSI para HDSL2 una variante que proporciona velocidad T1 sobre un único para de bucle.

2.8 Línea de abonado digital simétrica

La línea simple o línea de abonado digital simétrica (SDSL)se ha convertido en un nombre genérico que se refiere a cualquier tecnología DSL en un solo par compartiendo con telefónica normal. SDSL proporciona el mismo ancho de banda en ambas direcciones . Normalmente SDSL se refiere específicamente a una versión de par único de HDSL más conocida como HDSL2. SDSL soporta velocidades de 384 kbps, 768 kbps, 1.544 Mbps y 2.048 Mbps sobre un único par centrado y con telefonía normal.

3. APLICACIONES

Existe un gran número de aplicaciones que hacen la ADSL atractiva para los proveedores del servicio así como para los clientes; normalmente se dividen en dos categorías generales, denominada acceso a redes de datos y video bajo demanda. Lo que es común en estas aplicaciones es su oferta de alta velocidad con un bajo costo de ingeniería de red, el reaprovisionamiento del bucle local, la adquisición de equipos de usuario de alto costo y una fuerte inversión en equipos de CO. ADSL en resumen entrega una gran oportunidad a las compañías telefónicas para mejorar su portafolio de servicios. Las aplicaciones más importantes son:

■ Acceso a Internet de alta velocidad, sin el consumo de recursos telefónicos, tradicional en el acceso a Internet de baja velocidad.

■ Acceso para tele trabajo u oficina remota para interconexión de redes

de área local.

■ Construcción de redes privadas virtuales corporativas para empresas con sus premisas y oficinas dispersas.

■ Videos bajo demanda, aplicación de alto nivel que proporciona el

acceso a bibliotecas de video en línea, para películas, videojuegos interactivos, catálogos de libros en línea, música, programas de TV. Este servicio se denomina a veces tono de llamada para video (VDT),

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esta aplicación conectará una TV ordinaria a un decodificador (set-top box) ADSL.

■ Por último uno de los accesos novedosos de ADCL es la aplicación

para acceder a una red ATM y a sus servicios asociados, Las especificaciones definen e el método de transmisión de celdas ATM sobre un medio ADSL. En el lado de la red la línea ADSL termina en un ATU-C, que reenvía las celdas al dispositivo de acceso ATM de la red. Desde la perspectiva de ATM, ADSL es simplemente otra capa física sobre la que la capa de ATM transporta celdas.

3.1 Productos y servicios

Los productos ADSL se dividen en varias categorías generales:

■ Las compañías de semiconductores que hacen chip set ADSL esenciales para el despliegue operativo de un equipo en conformidad con los estándares. La sinergia en esta área ya es indicativa del potencial que ADSL tienen en el mercado.

■ Los proveedores de módems ADSL fabrican ATU´s y splitters. ■ Los proveedores de redes de acceso ADSL construyen equipos de

distribución de servicio ADSL, terminales y decodificadores. ■ Los proveedores de servicios o de acceso a redes ofrecen servicio

basados en ADSL; en particular, ofrecen una Central donde el acceso de ADSL termina.

■ Los proveedores de aplicaciones de gestión y analizadores construyen sistemas de prueba de la línea física y aplicaciones de gestión de red.

ADSL esta madurando desde las primeas pruebas es 1996 y es una tecnología con suficiente acogida como para garantizar un mercado productivo.

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3.2 Estadísticas de penetración del ADSL en bucle de abonado a nivel mundial

Crecimiento de la banda ancha en USA

High-Speed Internet Subscriptions Q1 '05 Q2 '05 Cable 20,960,673 21,819,230New Cable Subscriptions

1,203,954 858,557

DSL 17,074,450 17,893,400New DSL Subscriptions

1,333,562 818,950

Total 38,035,123 39,712,630

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Source: Pike & Fischer's Communications Media Analysis Group, August 2005 Reporte trimestral "World Broadband Statistics" cubre 87 países y sigue la pista al número de líneas banda ancha en el mundo.( aDSL, Cable MODEM, inalámbricas)

Los Estados Unidos de América continúan adelante con la mayor cantidad de líneas de abonado en banda ancha con 46.9 millones de líneas, seguidos por China con 35.9 millones de líneas y Japón con 26.4 millones.

El cuadro a continuación revela la cantidad de usuario de banda ancha por país y el decremento del precio de los circuitos E1/T1 en las principales capitales del mundo

ESPACIO DEJADO INTENCIONALMENTE EN BLANCO PARA EXPANSIÓN FUTURA

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Top 15 Countries by Broadband Subscribers, YE 2005

Rank

Country Broadband Subscribers (M)

Share (%)

1 U.S. 46.9 21.6 2 China 35.9 16.5 3 Japan 26.4 12.2 4 South Korea 13.1 6.04 5 France 9.6 4.42 6 Germany 9.5 4.40 7 U.K. 8.9 4.35 8 Canada 6.7 4.09 9 Italy 6.6 3.05 10 Spain 4.6 2.12 11 Netherlands 4.4 2.00 12 Taiwan 4.3 1.97 13 Brazil 3.0 1.39 14 Australia 2.6 1.21

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15 Belgium 2.1 0.97 Top 15 Countries 184.6 86.31

Worldwide Total 212.2 100

Source: Computer Industry Almanac, 2005

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4. Local Multipoint Distribution Service (Servicio de distribución Local Multipunto)

4.1 Definición

El sistema de distribución local de múltiples puntos (LMDS) es la tecnología inalámbrica de banda ancha usada para entregar voz, datos, Internet, y los servicios video en el espectro mas alto de 25-GHz (dependiendo de la licencia).

4.2 Descripción

Como resultado de las características de la propagación de señales en esta gama de frecuencia, los sistemas de LMDS utilizan una arquitectura de red, similar al a celular aunque los servicios proporcionados son fijos, no móviles. En los Estados Unidos, 1.3 megaciclos del ancho de banda (27.5 B 28.35 gigahertz, 29.1 B 29.25 gigahertz, 31.075 B 31.225 gigahertz, 31 B 31.075 gigahertz, y 31.225 B 31.3 gigahertz) se han asignado para que LMDS entregue sus servicios de banda ancha en una configuración de un punto-a- múltiples

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puntos a los clientes residenciales y comerciales. Este documento particular detalla la tecnología subyacente inherente de ofrecimiento de voz, datos, video e Internet, como se muestra en la Figura 1

Figura 1; Sistema LMDS El acrónimo se explica así: L ( local) denota que las características de la propagación de señal en esta frecuencia están limitadas a una celda simple en un solo sitio, los ensayos de campo continuos llevados a cabo en centros metropolitanos definieron el rango de alcance de un transmisor de LMDS hasta 5 millas M (multipoint) indica que se transmiten las señales de un punto-a-multiples puntos de transmisión-recepción; el camino del retorno inalámbrico, del subscriptor a la estación receptora, es una transmisión de punto a punto D (distribución) se refiere a la distribución de señales que pueden consistir en voz simultáneamente con datos, Internet, y el tráfico de video S (service) implica la naturaleza del subscriptor y de la relación entre el operador y el cliente; los servicios ofrecidos a través de una red de LMDS son completamente dependientes en la opción del operador de negocio

4.3 ¿Por qué LMDS?

Redes inalámbricas punto a punto se e han desplegado para ofrecer los enlaces especializados de gran velocidad entre los nodos de alto-densidad en una red. Los más recientes adelantos en una distribución punto-a-multipunto ofrecen a los proveedores de servicio un método de proporcionar una alta capacidad de acceso local que es menos intensiva en inversión de capital que una solución inalámbrica, más rápido de desplegar que la red inalámbrica y capaz para ofrecer una combinación adecuada de aplicaciones. Es más, como

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en una parte grande del costo de una red inalámbrica, no se incurre en gastos altos en el equipo de premisas de cliente (CPE), el operador de servicio de red puede programar los gastos importantes para hacerlos coincidir con la firma de nuevos clientes. LMDS mantiene una solución eficaz de última milla para el proveedor de servicio Los beneficios pueden resumirse como sigue:

• la más bajo entrada en el costo del despliegue • la facilidad y velocidad de despliegue (pueden desplegarse los sistemas

rápidamente con la ruptura mínima a la comunidad y el ambiente) • la realización rápida de rédito y retorno (como resultado del despliegue

rápido) • la construcción de la red basada en la demanda (arquitectura escalable

que emplea normas de industria abiertas que aseguran servicios y áreas que pueden extenderse fácilmente cuando el cliente lo demande)

• el cambio del costo de fijo a los componentes variables (con los sistemas de cable tradicionales, la mayoría de la inversión importante está en la infraestructura, mientras con LMDS un porcentaje mayor de la inversión se cambia a CPE que quiere decir que un operador sólo gasta los dólares cuando cliente pagando entra al servicio)

• ninguna capital se pierde cuando los clientes de retiran del servicio • costos de operación, del mantenimiento y de la gestión se mantienen

bajos en relación a las soluciones de cable y cobre

4.4 La Arquitectura de la red

Varias arquitecturas de la red son posibles dentro del plan del sistema LMDS. La mayoría de operadores del sistema estará usando los planes de acceso inalámbricos punto-a-multipunto, aunque pueden proporcionarse sistemas del punto a punto y sistemas de distribución de TELEVISIÓN dentro del sistema LMDS. Se espera que los servicios de LMDS sean una combinación de voz, video, y datos. Por consiguiente, ambos métodos de transporte son posibles Asynchronous Transfer Mode (ATM) y el protocolo de Internetworking (IP) y ambos son prácticos cuando se ven dentro del sistema de infraestructura de telecomunicaciones más grande de una nación. Los LMDS conectan una red de computadoras donde la arquitectura consiste en principalmente cuatro partes: los centro de operaciones de red (NOC), la infraestructura de fibra, al estación base, y el CPE. Esta guía didáctica discute principalmente la estación base, el equipo de las premisas del cliente (CPE), y el diseño del NOC.

4.5 Los Segmentos de Equipo del sistema

El NOC contiene el sistema de gestión de red (NMS) y sus equipos que manejan regiones grandes del cliente donde conectan una red de computadoras. NOC´s

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múltiples puede interconectarse. La infraestructura de fibra consiste típicamente en una red óptica síncrona (SONET), la portadora óptica (OC)-12, OC-3, y enlaces DS-3; el equipo de la oficina central (CO); sistema de conmutación ATM e IP; e interconexiones con la Internet y el la redes telefónicas (PSTNs). La estación base es donde la conversión de la infraestructura del fibra a la infraestructura inalámbrica ocurre. El equipo de la estación base incluye la interfaz de la red para la terminación de fibra; las funciones de la modulación y desmodulación; y los equipos de la transmisión y recepción de microondas localizados típicamente encima de un tejado o un poste de energía o teléfono en la calle. Funcionalidades importantes podrían no estar presente en los diferentes planes incluyendo conmutación local. Si la conmutación local está presente, los clientes conectados a la estación base pueden comunicarse entre si sin entrar en la infraestructura de fibra. Esta función implica que esa facturación, gestión de acceso al canal, registro, y autenticación ocurren localmente dentro de la estación base. La arquitectura alterna de la estación base simplemente proporciona la conexión a la infraestructura de fibra. Esto obliga a todo el tráfico a terminar en alguna parte en switches de ATM o equipo de CO en la infraestructura de fibra. En este escenario, si dos clientes se conectaran a la misma estación base y desea comunicar entre sí, ellos lo deben hacer en un punto centralizado. Facturación, registro y autenticación, y funciones de gestión de tráfico se manejan centralizadamente. Las configuraciones de las premisas del cliente varían ampliamente de proveedor a proveedor. Principalmente, todas las configuraciones incluirán que el equipo de microondas este montado al aire libre y los equipos digitales interiores que proporcionan modulación, desmodulación, control y funcionalidad de equipo de las premisas del cliente. El CPE puede conectarse a la red usando las metodologías TDMA, FDMA, o (CDMA=Code Detection Multiple Acces). La interfaz del equipo de las premisas usaran todo el rango de señales digitales, desde nivel 0 (DS-0), teléfonos normales, 10BaseT, no estructurado DS-1, DS-1 estructurado, Frame Relay, ATM25, ATM sobre T1, DS-3, OC-3, y OC-1. El cliente en los equipos de sus premisas ira desde las empresas grandes (por ejemplo, edificios de la oficina, los hospitales, los campus) en que el equipo del microonda es compartido entre muchos usuarios, a las situaciones del centro comercial y residencias en que se conectarán sola oficinas que requieren 10BASET y/o dos líneas telefónicas normales. La mayoría de estos métodos usa las células de ATM como el mecanismo de transporte primario Obviamente, las situaciones de las premisas del cliente diferentes requieren configuraciones de equipo diferentes y los precio de los puntos diferentes.

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4.6 Las normas

Como LMDS y los sistemas de acceso inalámbricos evolucionan, las normas ha llegado a ser incrementadamente importantes. Actividades de las normas incluyen actualmente las actividades de instituciones tales el Foro de ATM, el Digital Audio Video Council (DAVIC), el European Telecommunications Standards Institute (ETSI), y la International Telecommunications Union (ITU).

4.7 Las Opciones arquitectónicas

Los operadores de sistemas LMDS ofrecen los diferentes servicios diferentes y tienen diferentes sistemas, socios financieros diferentes y diferentes estrategias comerciales. Como resultado, la arquitectura del sistema usado diferirá entre todos los operadores del sistema. El tipo arquitectónico más común usa el equipo de la estación base localizado en las premisas del cliente. El equipo digital interior conecta a la infraestructura de la red, y los equipos del microonda al aire libre montados en la azotea se alojan en la misma localidad (vea Figura 2). Típicamente, la frecuencias de radio (RF) planeadas para estos usos de redes de microonda de sector múltiples, en que las antes de sector transmisora – receptora proporcionan el servicio encima de un 9,0 -, 45 -, 30 -, 22.5 –o 15 grados de ancho de patrón. El área de cubrimiento circular idealizada alrededor del sitio celular esta dividido en 4, 8, 12, 16, o 24 sectores.

Figure 2. Estación base Co-localizada

Figura 3. Arquitectura de conectividad con fibra óptica

Las arquitecturas alternativas incluyen conectar la base en la unidad interior a múltiples sistemas de transmisión – recepción de microondas remotas y con la interconexión de fibra analógica entre la unidad de los datos interior (IDU) y la unidad de los datos al aire libre (ODU). Este acercamiento consolida el equipo digital, mientras proporciona una redundancia aumentada, recude el costo del

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servicio y aumentó el compartir de recursos digitales sobre grandes áreas geográficas. Las dificultades son típicamente la falta de recursos de fibra analógicos y los problemas de instalación de equipos de transmisión – recepción de microondas remotas. Usando el equipo del microonda remoto, puede haber un requisito del sectorización reducida en cada localidad remota. Esta segunda alternativa de arquitectura alternativa es pionera en el proceso del plan para la mayoría de los vendedores y cuerpos de normas LMDS (vea Figura 3).

Figura 3: Alternativa de fibra análoga

4.8 Los Enlaces inalámbricos y Opciones de Acceso

Se construyen los planes de sistema inalámbricos alrededor de tres metodologías de acceso primarias: TDMA, FDMA, y CDMA. Estos métodos de acceso aplican a la conexión del sitio de las premisas del cliente a la estación base, llamada como dirección hacia la red (upstream). Actualmente, la mayoría de operadores del sistema y cuerpos de actividades de normas toman losl enfoques TDMA y FDMA. En la dirección desde la red (downstream), la conexión de la estación de la base a las premisas del cliente, la mayoría del compañías suministran “time division multiplexed” (TDM) ya sea a un sitio del usuario específico (conectividad del punto a punto) o a múltiplex sitios del usuario (un plan punto-a-multipunto). La Figura 4 ilustra un esquema de FDMA en que los múltiples sitios del cliente comparten la conexión desde la red. Se usan las asignaciones de frecuencia separadas de cada sitio del cliente a la estación base.

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Figura 4 Acceso FDM La Figura 5 ilustra un esquema TDMA en el cual múltiples sitios del cliente comparten ambas direcciones hacia y desde la red

. Figura 5 Acceso F+TDM Con los enlaces de acceso FDMA y TDMA, si hay varios factores que afectan su eficacia y uso hacia y desde la red. Para los enlaces de FDMA, al CPS (customer premises site) se le asigna un ancho de banda que es o constante en el tiempo o qué varia despacio con el tiempo. Para los enlaces de TDMA, a las premisas del cliente se le asigna ancho de banda suficiente para responder a ráfagas de los datos generados desde el sitio del cliente. Estos dos métodos de acceso probablemente serán usados por la mayoría de enlaces de acceso de los sistemas de LMDS durante los próximos años. La opción entre estos e tipos de enlaces de acceso se relaciona directamente con el caso de negocios del operador del sistema, su estrategia de servicio, y su mercado objeto. Las premisas de cliente grandes pueden requerir las conexiones desde un DS-1 a un DS-3 inalámbricos o múltiples no estructurados DS-1´s. Un cliente podría comprar el uso de esta conexión inalámbrica con el entendimiento de que el ancho de banda esta disponible las 24 horas disponibles por día. En este caso el acceso FDMA tiene sentido, porque el usuario está pagando y está recibiendo el ancho de banda especializado sobre el sistema de acceso inalámbrico, así como sobre la infraestructura de la red. Típicamente, los enlaces de FDMA terminan en un circuito especializado demodulador FDMA dentro de la estación base.

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El otro caso del cliente extremo podría ser que cliente establece como premisas sitios que requieren un solo puerto 10BaseT para el acceso a Internet. Estos usuarios tienen los requisitos de los datos hacia la red muy bajos (los paquetes del reconocimiento y demandas de los datos son el tráfico primario) pero puede tener los requisitos de los datos desde la red bastante grandes. En este caso, accesos TDMA acceden tienen sentido, mientras permitiendo a múltiples usuarios de baja rata compartir un solo canal. Además, la estación base termina el enlace de acceso TDMA en un solo módem, mientras esta permitiéndoles a los clientes múltiples compartir un solo módem en la estación base. La mayoría de operadores del sistema tendrán una mezcla de servicio y mercado objeto que se sitúa entre estos dos casos. La selección de acceso TDMA y/o FDMA dentro del sistema se vuelve un problema para ambos el diseñador del sistema y el operador del sistema. Como un último ejemplo, suponga un operador del sistema desea que servir a un edificio de 6 pisos donde hay 20 empleados por piso. Requieren 120 líneas telefónicas normales. Cada oficina usa varias mezclas de redes Frame Relay, DS-1, líneas del facsímile, y líneas de módem actualmente. Algunas oficinas desean conectar LAN Ethernet a la red WAN enrutadores. El operador del sistema sabe que sólo un porcentaje de las oficinas cambiará a un proveedor de servicio inalámbrico. ¿Cómo un operador del sistema decide cuándo usar TDMA y cuándo usar FDMA? Primero, es necesario estimar los picos y el promedio esperado de la tasa de tráfico de datos potencial o estimada de las oficinas. Segundo, es importante determinar qué tráfico puede ser multiplexado y que tráfico puede ser conformado para suavizar los chorros repentinos de tráfico. Si la respuesta resultante es bastante lisa, los requisitos de tráfico desde la red pueden manejarse usando las técnicas de FDMA eficazmente. Alternadamente, si la respuesta por chorro persiste dentro del flujo de tráfico, TDMA puede ser una opción buena. Hay preocupaciones adicionales en el sistema en relación al uso de la opción de TDMA y FDMA como la eficacia del control de acceso al medio inalámbrico (MAC), la eficacia del multiplexor de las premisas del cliente, la eficacia de estructura de canal, la cantidad de forward error correction (FEC) usado en el canal, las ratas máximas durante las horas pico, compartir el equipo de la estación base durante las horas del fuera de pico comerciales, el bloqueo de los niveles asignados a los enlaces de accesos inalámbricos, mezclas de tráfico asimétricas y simétricas, y distancia del enlace que pueden sostenerse para los varios métodos de acceso. Estos problemas se discuten en la Tabla 1.

Asunto TDMA FDMA

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Eficiencia de la respuesta de ráfagas

TDMA permite respuesta por ráfagas y no requiere “slots” a menos que sea necesario.

El enlace FDMA esta siempre arriba, sin importar si el usuario envía o no datos.

MAC inalámbrica

La eficiencia MAC oscila entre un 65% a 90% o mal alto dependiendo de las características de ráfaga de los usuarios y del diseños de MAC.

La eficiencia esta estimada al 100%. No MAC.

Mezcla en las premisas del cliente

Ambos sistemas FDMA y TDMA permiten al tráfico de usuario de alta prioridad ser enviado primero

Ambos sistemas permiten múltiplex canales a través del mismo tubo.

Eficiencia del canal

Eficiencia se estima en 88%, basado en ed on preámbulo y rangos.

Eficiencia es 100%.

Porcentaje de FEC

75 to 85 por ciento 91 por ciento

Máxima rata de datos

TDMA permite ráfagas a la máxima rata del canal, basado en algoritmos limpios MAC inalámbrico y el multiplexor en el cliente.

FDMA provee un canal constante con ráfagas ocurriendo basadas en un algoritmo limpio dentro del multiplexor de las premisas del cliente.

Tabla 1: Problemas y asuntos a decidir en TDMA y FDMA

4.9 Modulación

Los métodos de la modulación para la banda ancha en los sistemas de LMDS inalámbricos están generalmente separados en enfoques “phase shift keying (PSK)” y “amplitude modulation (AM)”. Las opciones de la modulación para accesos TDMA y FDMA son casi lo mismo. Los métodos para modulación en enlaces TDMA no incluyen “64–quadrature amplitude modulation (QAM)”, aunque esta podría estar disponible en el futuro. Los accesos FDMA se listan con su métodos de modulación en la Tabla 2 y se clasifican por un estimado acerca de la cantidad de ancho de banda que ellos requieren para rata constante de bits de 2-Mbps (CBR) (sin tener en cuenta la sobrecarga por ATM y FEC). Los Valores son aproximados, porque allí hay problemas que involucran

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los factores de la máscara de filtro de canal fuera de cauce que pueden ser importantes al proporcionar la relación entre los anchos de banda de de microondas y de los datos.

Nombre Método de Modulación MHz para 2 Conexión CBR

BPSK binary phase shift keying 2.8 MHz

DQPSK differential QPSK 1.4 MHz

QPSK quaternary phase shift keying 1.4 MHz

8PSK octal phase shift keying 0.8 MHz

4–QAM quadrature amplitude modulation, 4 states 1.4 MHz

16–QAM quadrature amplitude modulation, 16 states 0.6 MHz

64–QAM quadrature amplitude modulation, 64 states 0.4 MHz Tabla 2. Métodos de modulación para accesos FDMA

Para una mayor profundidad consultar las referencias.

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5. Anexo 1: Inmersión en temas técnicos del aDSL

5.1 Funcionamiento y características de ADSL

Al tratarse de una modulación asimétrica, o sea, en la que se transmiten diferentes caudales en los sentidos Usuario-Red y Red-Usuario, el módem ADSL situado en el extremo del usuario es distinto del ubicado al otro lado del lazo, en la central local. En la Figura A1.1 se muestra un enlace ADSL entre un usuario y la central local de la que depende. En dicha figura se observa que además de los módems situados en el domicilio del usuario (ATU-R o ADSL Terminal Unit-Remote) y en la central (ATU-C o ADSL Terminal Unit-Central), delante de cada uno de ellos se ha de colocar un dispositivo denominado "splitter" (divisor). Este dispositivo no es más que un conjunto de dos filtros: uno paso alto y otro paso bajo. La finalidad de estos filtros es la de separar las señales transmitidas, o sea, las señales de baja frecuencia (telefonía) de las de alta frecuencia (ADSL).

Figura A1.1. Enlace ADSL

En una primera etapa coexistieron dos técnicas de modulación para el ADSL: CAP (Carrierless Amplitude/Phase, Modulación de fase y amplitud con supresión de portadora) y DMT (Discrete MultiTone, Modulación multitono discreto). Finalmente los organismos de estandarización (ANSI, ETSI e ITU) optaron por la solución DMT. Básicamente consiste en el empleo de múltiples portadoras y no sólo una, que es lo que se hace en los módems de banda vocal. Cada una de estas portadoras (denominadas subportadoras) es modulada en cuadratura (modulación QAM) por una parte del flujo total de datos que se van a transmitir. Estas subportadoras están separadas entre sí 4,3125 Khz., y el ancho de banda

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que ocupa cada subportadora modulada es de 4 KHz. El reparto del flujo de datos entre subportadoras se hace en función de la estimación de la relación Señal/Ruido en la banda asignada a cada una de ellas. Cuanto mayor es esta relación, tanto mayor es el caudal que puede transmitir por una subportadora. Esta estimación de la relación Señal/Ruido se hace al comienzo, cuando se establece el enlace entre el ATU-R y el ATU-C, por medio de una secuencia de entrenamiento predefinida.

La técnica de modulación usada es la misma tanto en el ATU-R como en el ATU-C. La única diferencia consiste en que el ATU-C dispone de hasta 256 subportadoras, mientras que el ATU-R sólo puede disponer como máximo de 32. El algoritmo de modulación se traduce en una IFFT (Transformada Rápida de Fourier Inversa) en el modulador, y en una FFT (Transformada Rápida de Fourier) en el demodulador situado al otro lado del enlace. Estas operaciones se efectúan fácilmente por el núcleo del módem al desarrollarse sobre un DSP; las mismas se describen a continuación:

• El modulador del ATU-C, hace una IFFT de 512 muestras sobre el flujo de datos que se ha de enviar en sentido descendente.

• El modulador del ATU-R, hace una IFFT de 64 muestras sobre el flujo de datos que se ha de enviar en sentido ascendente.

• El demodulador del ATU-C, hace una FFT de 64 muestras tomadas de la señal ascendente que recibe.

• El demodulador del ATU-R, hace una FFT, sobre 512 muestras de la señal descendente recibida.

Las últimas modificaciones a los estándares sobre ADSL han llevado al desarrollo de una nueva generación de módems capaces de transmitir hasta 8,192 Mbps en sentido descendente y hasta 0,928 Mbps en sentido ascendente. La separación de los trayectos en ADSL se efectúa por Multiplexación por División en Frecuencias (FDM) o por Cancelación de Eco, siendo esta última la que se ha impuesto.

En un par de cobre la atenuación por unidad de longitud aumenta a medida que se incrementa la frecuencia de las señales transmitidas, y cuanto mayor es la longitud de la línea, tanto mayor es la atenuación total que sufren las señales transmitidas.

Ambas cosas explican que el caudal máximo que se puede conseguir mediante los módems ADSL varíe en función de la longitud de la línea de abonado. La presencia de ruido externo provoca la reducción de la relación Señal/Ruido con la que trabaja cada una de las subportadoras, y esa disminución se traduce en una reducción del caudal de datos que modula a cada subportadora, lo que a su

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vez implica una reducción del caudal total que se puede transmitir a través del enlace entre el ATU-R y el ATU-C.

Hasta una distancia de 2.6 Km de la central, en presencia de muy altos niveles de ruido (peor caso), se obtiene un caudal de 2 Mbps en sentido descendente y 0,9 Mbps en sentido ascendente. Esto supone que en la práctica, teniendo en cuenta la longitud media de la línea de abonado en las zonas urbanas, la mayor parte de los usuarios están en condiciones de recibir por medio del ADSL un caudal superior a los 2 Mbps. Este caudal es suficiente para muchos servicios de banda ancha, y desde luego puede satisfacer las necesidades de cualquier internauta, teletrabajador así como de muchas empresas pequeñas y medianas.

Analizado el funcionamiento del ADSL, podemos destacar las principales ventajas del acceso a través de esta tecnología:

1. Gran ancho de banda en el acceso: permite el intercambio de información en formato digital a gran velocidad entre un usuario y la central local a la que se conecta mediante un par de cobre.

2. Este ancho de banda está disponible de forma permanente.

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

4. El acceso es sobre un medio no compartido, y por tanto, intrínsecamente seguro

El estándar G.992.2 de la UIT, más conocido con el nombre G.Lite y que es un tipo de ADSL se diferencia de éste en que se sustituyen los splitters del lado del cliente por microfiltros conectados en serie con el teléfono, que actúan como filtros pasobajo por lo que su implementación se ve favorecida. Esto hace que el ancho de banda se vea limitado, soportando velocidades menores que ADSL, 1.536 Mbps y 512 Kbps en sentido descendente y ascendente respectivamente pero no requiere intervención en el lado del cliente del operador de telecomunicaciones. G.Lite soporta solo transporte ATM a diferencia del anterior que soporta tanto ATM como STM. En la actualidad, muchas de las computadoras presentes en el mercado integran módems G.Lite por lo que se ha extendido en gran medida su uso.

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Figura A1.2. Modulación ADSL DMT con Cancelación de Eco.

5.1.1 Multiplexor de acceso DSL

El DSLAM (Multiplexor de Acceso DSL) es un equipo ubicado en la central que agrupa gran número de tarjetas, cada una de las cuales consta de varios módems ATU-C, y que además concentra el tráfico de todos los enlaces ADSL hacia la red WAN (Figura A1.3). Su utilización favoreció el despliegue de ADSL, al requerir menos espacio en las centrales. La integración de varios ATU-Cs en el DSLAM es un factor fundamental que ha hecho posible el despliegue masivo del ADSL ya que facilita la instalación de todo el sistema.

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Figura A.1.3. Multiplexor de Acceso DSL (DSLAM).

5.1.2 Integración de ATM y ADSL

Las redes de comunicaciones de banda ancha en su mayoría emplean el ATM para la conmutación en banda ancha. Desde un primer momento, dado que el ADSL se concibió como una solución de acceso de banda ancha, se pensó en el envío de la información en forma de celdas ATM sobre los enlaces ADSL y de esta forma se sacaría provecho a la gran velocidad de acceso del ADSL. A nivel de enlace, algunos suministradores de equipos de central para ADSL plantearon otras alternativas al ATM, como PPP sobre ADSL y Frame-Relay sobre ADSL, pero finalmente se ha impuesto el primero. Otra alternativa que está siendo desplegada actualmente es el Ethernet sobre ADSL. La Figura A1.4 muestra el modelo de referencia específico de ADSL para el modo ATM, el cual se asemeja del establecido para la RDSI pero con algunas diferencias. ESPACIO DEJADO INTENCIONALMENTE EN BLANCO PARA EXPANSIÓN

FUTURA

Central Local

Interfaz W

AN

o LA

N

DSLAM

Multiplexor

Dem

ultiplex.

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VPI/VCI Translation

And Higher-Layer

Functions

ATU-R

TC-F TC-I

V

U

Access Node (AN)V-C

1

n

ATM Core

Network

PDN/TE InterfaceElement -ATM &

PHY

ATU-C

TC-F

TC-I

T-R

ATU-C

TC-F

TC-I

ATU-C

TC-F

TC-I

VP/VC

Mux Core

Network Interface Element -ATM &

PHY

2

Broadband Network Termination (B-NT)T, S

Access ATM

Premise Distribution

Network (PDN)/ Terminal Equipment

(TE)

R

SAR and

PDN Function or None

Terminal Adapter (TA) TC-F: Convergencia de la Transmisión de la trayectoria Rápida. TC-I: Convergencia de la Transmisión de la trayectoria de Entrelazado. Figura A1.4. Modelo de referencia específico ADSL para el modo ATM. La interfaz V conecta la red de núcleo y el nodo de acceso (AN). Dentro del AN, una interfaz lógica llamada V-C, como se define en T1.413, conecta las funciones individuales del ATU-C a las funciones correspondientes de capa ATM. La interfaz U conecta los ATU-R individuales en la B-NT remota a los correspondientes ATU-Cs en el nodo de acceso. La interfaz S y T, conecta el bloque Terminación de Red (NT) al equipamiento de distribución de red (PDN) o al Equipo Terminal (TE). Dentro de la NT, una interfaz lógica llamada T-R, como se define en las recomendaciones ADSL PHY, conecta la función del ATU-R a la función de capa ATM. La interfaz R, conecta el bloque Adaptador Terminal (TA) al PDN o TE no basado en ATM. La información, ya sean tramas de vídeo MPEG2 o paquetes IP, se distribuye en celdas ATM, y el conjunto de celdas ATM así obtenido constituye el flujo de datos que modulan las subportadoras del ADSL DMT. El ATM al permitir asignar el ancho de banda dinámicamente entre una serie de servicios y al ofrecer a los portadores las herramientas de gestión que le dan

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conocimiento de los niveles de rendimiento especificados de acuerdo al SLA, constituye la mejor variante para integrarse con ADSL. La amplia adopción de ATM por la gran mayoría de proveedores DSL extiende los beneficios de ATM desde la última milla hasta el núcleo de la red. A su vez, la gran flexibilidad y adaptabilidad que presenta ATM para ínter operar con otras tecnologías (TDM, GigE, POS/IP, Frame-Relay etc.), dan al operador la protección de su inversión reduciendo significativamente el costo y permitiendo así, introducirse en los segmentos competitivos del mercado. En la actualidad, la evolución a la integración de Voz sobre DSL (VoDSL) en el lazo local, ha estimulado las inversiones de ATM en el área de acceso y núcleo de la red. Además, la evolución de los conmutadores ATM a soportar funcionalidades MPLS, visto en los conmutadores MPLS ATM LSR extienden la disponibilidad a MPLS, para el transporte de IP en el núcleo de la red. Si en un enlace ADSL se usa ATM como protocolo de enlace, se pueden definir varios circuitos virtuales permanentes (CVPs) ATM sobre el enlace ADSL entre el ATU-R y el ATU-C. De este modo, sobre un enlace físico se pueden definir múltiples conexiones lógicas cada una de ellas dedicadas a un servicio diferente. Por ello, ATM sobre un enlace ADSL aumenta la potencialidad de este tipo de acceso al añadir flexibilidad para múltiples servicios a un gran ancho de banda. Otra ventaja añadida al uso de ATM sobre ADSL es el hecho de que en el ATM se contemplan diferentes categorías de servicio como CBR, VBR-rt, VBR-nrt, UBR, ABR, GFR, y UBR+ (UBR con MDCR), con distintos parámetros de tráfico y de calidad de servicio para cada VCC, vistos en el Capítulo 1. De este modo, además de definir múltiples circuitos sobre un enlace ADSL, se puede dar un tratamiento diferenciado a cada una de estas conexiones, lo que a su vez permite dedicar el circuito con los parámetros de calidad más adecuados a un determinado servicio (voz, vídeo o datos). La categoría de servicio más difundida para los servicios de datos es UBR, la cual no especifica parámetros de QoS o de tráfico. Las aplicaciones que no son de tiempo real no tienen gran necesidad de estos parámetros. Sin embargo, debido al impacto potencial de la congestión, muchos prefieren tener un mínimo de ancho de banda garantizado disponible para su uso. Esto se logra con las categorías GFR o UBR+. La especificación UBR original no incorpora mecanismos para tratar la congestión tal como PPD/EPD, que ha sido incorporado en muchos productos y en el estándar UBR+. Como IP está presente antes de la capa ATM, se han definido mecanismos QoS/CoS (Calidad de Servicio/Clases de Servicio) IP en dos formas: Mediante la arquitectura INTSERV, la cual realiza un mapeo entre los mecanismos QoS INTSERV (mejor esfuerzo, servicio garantizado y carga controlada) y ATM, como se define en las RFCs 2380 a la 2382: 2380: Requerimientos para la implementación de RSVP sobre ATM. 2381: Interoperación del Servicio de Carga Controlada y Servicios Garantizados con ATM. 2382: Estructura para Servicios Integrados y RSVP sobre ATM.

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Mediante la arquitectura DIFFSERV, que presenta distintos tipos de servicios como el Premium Services, con el mecanismo EF (Expedited Forwarding, reenvío apresurado) y el Servicio Asegurado, con el mecanismo AF (Assured Forwarding, reenvío asegurado), pero que no tiene definido un mapeo ATM específico, pero se han venido realizando importantes trabajos para lograrlo en el grupo de trabajo TM del ATM Forum y por otros investigadores. En los módems ADSL se definen dos canales, el canal rápido y el canal de entrelazado. El primero agrupa los CVPs ATM dedicados a aplicaciones que pueden ser sensibles al retardo, como puede ser la transmisión de voz. El canal de entrelazado, llamado así porque en él se aplican técnicas de entrelazado para evitar pérdidas de información por interferencias, agrupa los CVPs ATM asignados a aplicaciones que no son sensibles a retardos, como puede ser la transmisión de datos. Los estándares y la industria han impuesto mayormente el modelo de ATM sobre ADSL. En ese contexto, el DSLAM pasa a ser un conmutador ATM con múltiples interfaces (Figura A1.5), las interfaces WAN pueden pudieran ser STM-1, STM-4, E3 u otras estandarizadas, y el resto ADSL-DMT. El núcleo del DSLAM es una matriz de conmutación ATM. De este modo, el DSLAM puede ejercer funciones de control de parámetros y conformado sobre el tráfico de los usuarios con acceso ADSL.

Figura A1.5. DSLAM ATM. En la Figura A1.6 se muestra una aproximación de la torre de protocolos del ATM sobre ADSL.

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5.1.2.1 Figura A1.6 Torre de protocolos de ATM sobre ADSL.

5.1.3 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 conexión, los que se muestran en la siguiente figura.

Figura A1.7. Modelos para la prestación de servicios con acceso ADSL. De acuerdo con lo explicado anteriormente, la solución que se ha impuesto ha sido el envío 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 A1.7, los más comunes son los dos últimos. No obstante al amplio uso de ATM sobre DSL, algunas empresas como Net to Net Technologies, han empezado a fabricar equipamiento basado en el estándar Ethernet, que son relativamente más baratos en costo y encapsulan a IP directamente sobre Ethernet. Mayormente, los usuarios que requieren muy altas garantías de seguridad y acuerdos de nivel de servicio (SLAs) estrictos, optan por la QoS de ATM y no por la CoS (Clases de Servicio) de IP.

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5.1.4 Encapsulado de datos

Teniendo en cuenta que la mayoría de las aplicaciones ejecutadas por el usuario, están 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 propósito. Una opción aceptable es el encapsulado de IP sobre ATM según la RFC 1483 del IETF, con la modalidad de "routing", como se puede apreciar en la Figura A1.8. La información útil para el usuario ("payload" o carga útil) contenida en el paquete IP, lleva varias cabeceras. Estas cabeceras, que son necesarias para que la información llegue a su destino, pero que no proporcionan información al usuario, son las que explican que el caudal percibido por el usuario sea inferior a la velocidad a la que la información se transmite realmente.

Figura A1.8 Encapsulado de IP sobre ATM según la RFC 1483 (modalidad "routing"). La RFC 1483 describe dos métodos para el transporte de tráfico sin conexión sobre ATM AAL5. PDUs enrutadas, y PDUs puenteadas. Modalidad Routing: Permite multiplexación de múltiples protocolos sobre un único 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 multiplexación basada en los VC. Se conoce como Multiplexación de VCs. En ella los puntos finales de la conexión AAL son entidades de protocolo de capa 3, por lo que un VC llevará solamente un protocolo.

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Ambas PDUs son transportadas en el campo de carga útil de la Subcapa de Convergencia de Partes Comunes (CPCS) de la AAL5. En el Encapsulado LLC el protocolo de la PDU enrutada se identifica por el encabezado IEEE 802.2 LLC, el cual puede ir seguido de un encabezado IEEE 802.1a SNAP (SubNetwork Attachment Point) como cuando se encapsula IP. El header LLC está constituido de tres campos de un octeto cada uno:

DSAP SSAP Ctrl

En el encapsulado de PDU enrutado el campo CTRL toma siempre el valor 0x03 especificando una PDU de información. DSAP: Destination Service Access Point SSAP: Source Service Access Point Cuando se está encapsulando IP, la identificación de éste está en el header SNAP que sigue al LLC. Para ello el LLC toma un valor específico que indica la presencia del SNAP, el valor 0xAA-AA-03. El header SNAP tiene la forma siguiente:

OUI (3 bytes)

PID (2 bytes)

OUI (Organizationally Unique Identifier): Identifica una organización la cual administra el significado de los siguientes dos octetos. PID (Protocol Identifier): Identifica el tipo de protocolo en cuestión que será encapsulado. Unidos ellos identifican distintos protocolos de enrutamiento o puente. El valor OUI de 0x00-00-00 especifica que el PID corresponde a un EtherType. Un valor PID de 0x0800 especifica IP, 0x0806 ARP, 0x8137 IPX, entre otros.

5.2 Servicios de vídeo sobre ADSL

La arquitectura de servicios de video punto a punto ofrece la provisión de nuevas aplicaciones de servicios de video entre las que se incluyen televisión de difusión, VoD, servicio de video personalizado estilo VCR (Video Cassette Recorder), difusión interactiva y comercio por TV (T-Commerce). El suministro de servicios de video que usan tecnología ADSL es una alternativa competitiva para la próxima generación de TV interactiva por infraestructuras de cable y de satélites. La red ADSL es punto a punto desde el DSLAM al abonado, suministrando un enlace dedicado en los dos sentidos al abonado. En la dirección descendente, sólo se entrega al abonado el contenido de video seleccionado, tanto como canal de TV de difusión, como programa VoD. El ADSL da más escalabilidad que los servicios ofrecidos por cable y satélite, los cuales llegan hasta aproximadamente 500 canales de emisión. Una red ADSL

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puede ofrecer alrededor de mil canales. (Teóricamente no hay límite, ya que la última milla es un enlace dedicado). Con el desarrollo de la tecnología ADSL y de algoritmos mejorados de compresión de video, los suministradores de servicios de telecomunicaciones pueden ofrecer canales de video de alta calidad, como una calidad DVD codificada a una velocidad de 3.5 Mbps MPEG-2. Algunos vendedores de código suministran velocidades binarias MPEG-2 menores de 3 Mbps, mientras que MPEG-4 mantiene la promesa de video con calidad de emisión a velocidades menores de 1.5 Mbps, y una calidad de TV analógica a una tasa de bits de 500 a 700 Kbps. Esto hace que el despliegue comercial de este servicio ya pueda comenzar. El ADSL puede entregar un flujo de bits de hasta 8 Mbps en líneas de alta calidad y en distancias relativamente cortas. Mientras que muchas líneas no soportarán esta velocidad binaria, las tecnologías que ofrecen ancho de banda incrementado, tales como VDSL, algoritmos más potentes de compresión, procesadores de vídeo de alto rendimiento y un mayor crecimiento de la red, prometen que el alcance de video con DSL llegue a la mayoría de los hogares en los próximos años.