Tecnologías xDSL

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Resumen: En este documento se dará a conocer uno de los
métodos más utilizados para el acceso a internet que consiste en
la utilización de un modem eligiendo uno de los tipos de
conexión xDSL que pueden ser IDSL, ADSL, VDSL, HDSL,
SDSL, RDSL… Estos conjuntos de tecnologías nos proveen de
un gran ancho de banda permitiendo el flujo de información
tanto simétrico como asimétrico de alta velocidad.
Índice de Términos: Ancho de banda, Asimétrico,
Información, Line, Par de cobre, Servicio, Simetría y
Tecnología.
Objetivó General: Saber el uso de las tecnologías xDSL y
sus principales características en su funcionamiento.
Objetivó Específico: estudiar cada una de las tecnologías
xDSL.
I. INTRODUCCIÓN
En este documento se describirá los aspectos
técnicos de las tecnologías utilizadas para poder
proveer de servicios de banda ancha a través de par
de cobre. Con el rápido crecimiento de internet en los
últimos años, la cantidad de abonados que se
conectan a internet a significativamente. Al
principio, los usuarios se sorprendían por la riqueza
de contenidos y la flexibilidad del servicio, factores
que no se habían ofrecido hasta entonces. Pasado el
primer momento y debido al incremento de usuarios
y el desarrollo de nuevas aplicaciones con mayor
demanda de velocidad de transmisión, las
limitaciones del sistema de comunicaciones actual (a
través del canal telefónico) provocan que éste sea
insuficiente para satisfacer al abonado en sus
crecientes necesidades de velocidad de transmisión o
ancho de banda.
Las tecnologías DSL tratan de dar solución a éste
problema. Son capaces de transportar desde
centenares de kilobits por segundo (Kbps) a decenas
de megabits por segundo (Mbps).
Los factores que impulsó el rápido desarrollo de la
tecnología ADSL fue la amenaza que constituían las
operadoras de cable, no hay que olvidar que ADSL
se desarrolló en EEUU, donde el cable tiene un alto
grado de penetración el 90% de los hogares tienen
servicios de televisión analógica por cable.
ADSL se desarrolló en 1989 en los laboratorios de
Telcordia Technologies Inc., en Morristown (New
Jersey), entonces conocida como Bellcore. En un
principio ADSL se pensó para poder ofrecer vídeo
bajo demanda. En 1995 la American National
Standards Institute (ANSI) aprobó la primera versión
de ADSL, la T1.413. La segunda versión se aprobó
en 1998. En 1994 se conformó el ADSL Forum para
promover el uso de esta tecnología.
II. TECNOLOGÍA XDSL
ORIGEN
La red telefónica básica se creó para permitir las
comunicaciones de voz a distancia. En un primer
Momento (1.876 - 1.890), los enlaces entre los
usuarios eran punto a punto, por medio de un par de
Cobre (en un principio un único hilo, de hierro al
principio y después de cobre, con el retorno por
tierra) Entre cada pareja de usuarios. Esto dio lugar a
una topología de red telefónica completamente
mallada, tal y como se muestra en la Figura 1.
RED xDSL
(DigitalSubscriber Line)

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Figura 1. Conexión mediante una red completamente mallada.
Si se hacen las cuentas, esta solución se ve que es
claramente inviable. Si se quiere dar servicio a una
población de N usuarios, con este modelo
completamente mallado, harían falta Nx (N - 1)/2
enlaces. Por esa razón se evolucionó hacia el modelo
en el que cada usuario, por medio de un par de cobre
se conecta a un punto de interconexión (central local)
que le permite la comunicación con el resto.
Figura 2. Conexión mediante una Red en estrella
De este modo la red telefónica se puede dividir en
dos partes. La estructura de la red telefónica
mostrada en la Figura 2. Conexión mediante una red
en estrella es la que básicamente hoy se sigue
manteniendo. Lo único es que la interconexión entre
las centrales se ha estructurado jerárquicamente en
varios niveles dando lugar a una Red de
Interconexión. De este modo, la red telefónica básica
se puede dividir en dos partes: la Red de Acceso y la
Red de Interconexión.
Figura 3.
El bucle de abonado es el par de cobre que conecta
el terminal telefónico del usuario con la central local
de la que depende. El bucle de abonado proporciona
el medio físico por medio del cual el usuario accede
a la red telefónica y por tanto recibe el servicio
telefónico. La Red de Interconexión es la que hace
posible la comunicación entre usuarios ubicados en
diferentes áreas de acceso Como ya se ha indicado
anteriormente, la red telefónica básica se ha diseñado
para permitir las comunicaciones de voz entre los
usuarios. Las comunicaciones de voz se caracterizan
porque necesitan un ancho de banda muy pequeño,
limitado a la banda de los 300 a los 3.400 Hz (un CD
de un equipo de música reproduce sonido en la banda
de los 0 a los 22.000 Hz). Es decir, la red telefónica
es una red de comunicaciones de banda estrecha En
los últimos años, la Red de Interconexión ha ido
mejorando progresivamente, tanto en los medios
físicos empleados, como en los sistemas de
transmisión y equipos de conmutación que la
integran.
Los medios de transmisión han evolucionado desde
el par de cobre, pasando por los cables de cuadretes
y los cables coaxiales, hasta llegar a la fibra óptica,
un medio de transmisión con capacidad para
transmitir enormes caudales de información. Los
sistemas de transmisión han pasado de sistemas
analógicos de válvulas hasta llegar a sistemas de
transmisión digitales. Por último, la capacidad de los
equipos de conmutación empleados ha ido
multiplicándose hasta llegar a centrales de
conmutación digitales con capacidad para conmutar
decenas de miles de conexiones a 64 Kbps. Con
todos estos datos, parece que la Red de Interconexión
está capacitada para ofrecer otros servicios además
de la voz: servicios multimedia de banda ancha.

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III. DSL
La línea de abonado digital (DSL) es la solución de
Red de Acceso de banda ancha elegida
fundamentalmente por las compañías telefónicas.
Esta tecnología surge a partir del hecho que los
usuarios del servicio telefónico analógico actual ya
tienen un par de cobre trenzado llegando hasta su
domicilio particular/comercial. Si a partir de este
desarrollo, ese cable puede ser usado para transmitir
señales de banda ancha, la compañía telefónica
puede convertirse en proveedor de otros servicios
adicionales, comúnmente denominados servicios de
valor agregado. Requieren de dos módems, uno
ubicado en la casa del cliente y otro en la oficina de
la compañía telefónica.
Figura 4. Banda ancha sobre antiguo par de cobre.
Tipos de DSL
 HDSL: High Bitrate DSL
 SDSL: Symmetric DSL
 IDSL: ISDN DSL
 ADSL: Asymmetric DSL
 VDSL: Very High Bitrate DSL
 CDSL: Consumer DSL (DSL Lite)
Figura 5. Comparativa DSL
ADSL
La primera generación de módems ADSL era capaz
de transmitir sobre el bucle de abonado un caudal de
1.536 Kbps en sentido Red Usuario (sentido
"downstream" o descendente) y de 64 Kbps en
sentido Usuario Red (sentido "upstream" o
ascendente). Y todo ello sin interferir para nada en la
banda de frecuencias vocal (de 0 a 4KHz), la que se
usa para las comunicaciones de voz. De este modo
sobre el bucle de abonado podrían coexistir dos
servicios: el servicio tradicional de voz y nuevos
servicios de transmisión de datos a gran velocidad.
La asimetría de caudales del ADSL era y es idónea
para el servicio al que inicialmente estaba destinado:
la distribución de vídeo sobre el bucle de abonado.
Pero el desarrollo de Internet, cuyo tráfico es también
fuertemente asimétrico, siendo mucho mayor el
caudal de información transmitido desde la red hacia
el usuario que en sentido contrario, dio mayor
impulso al ADSL.
Figura 6.
Figura-7.

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RADSL
Los problemas que han impactado en el desarrollo de
xDSL, son las velocidades dependientes de la
longitud del lazo de abonado, del diámetro del cable
de cobre, las condiciones eléctricas de la línea y las
condiciones ambientales. Todos estos parámetros
varían de lazo en lazo, aunque están administrados
por la misma central (CO). Para darle una solución a
estos inconvenientes y facilitar la provisión de este
servicio, se utiliza la técnica de adaptación de
velocidad desarrollando una serie de tests
automáticos de inicialización sobre los pares
telefónicos antes de comenzar la transmisión de
datos, para determinar la máxima tasa de transmisión
que los pares pueden soportar, similar a los tests que
realizan los módems analógicos. Esto le provee una
performance óptima a cada uno de los enlaces. La
capacidad de adaptación de velocidad de acuerdo al
estado del lazo, proviene de la tecnología ADSL y se
denomina RADSL.
HDSL
Fue la primer tecnología xDSL desarrollada para
transmisión de alta velocidad, full dúplex, T1 y E1
sobre pares de cobre y la que ha estado disponible
comercialmente desde varios años atrás. Utiliza un
ancho de banda de transmisión que va desde 80 KHz
a 240 KHz, sobre una distancia desde el abonado a la
CO de 3500 m. en pares de cobre de 0.5 mm. de
diámetro sin necesidad de utilizar repetidores,
acondicionadores de lazo de abonado ó selección de
pares. Desarrolla velocidades simétricas de 1.544
Mbps y 2.048 Mbps sobre dos pares de cobre (dos
líneas de abonado) o tres pares. HDSL se utiliza
típicamente en dos configuraciones: una en la cual el
módem llega directamente al local del cliente, y otra
llega a una terminación del plantel exterior de la cual
salen las conexiones por pares trenzados al cliente.
Como las características de los cables del plantel
exterior del proveedor de servicios telefónicos varían
ampliamente, el sistema HDSL deberá estar
preparado como para compensar no sólo las
diferencias en la atenuación, impedancia, etc., sino
también los retardos diferenciales de transmisión
entre los pares utilizados por el mismo equipo.
Las señales son transmitidas en modo full dúplex
ósea bidireccional en el mismo par de cables. Para
estar de acuerdo con esto, los módems deben cumplir
la función del transformador híbrido para separar las
direcciones de transmisión y recepción. Para ayudar
a diferenciar entre la transmisión del módem remoto
y reflexiones de la propia transmisión de las
irregularidades en el par trenzado debidas a las
variaciones en las dimensiones del cable, se deben
utilizar técnicas de cancelación de eco. Para
aumentar la distancia que entre los equipos
terminales, los fabricantes ofrecen regeneradores de
línea compatibles con este sistema, que en general
duplican la distancia máxima de alcance. A mediados
de 1980 el Comité T1 de Estados Unidos, crea el
estándar de interfaz “U”, usando cuatro niveles como
código de línea, conocido como 2B1Q. Es una
modulación PAM (Modulación por Amplitud de
Pulsos) de cuatro niveles, sin redundancia, donde
cada par de bits de información es convertida a un
símbolo cuaternario, llamado quat (los bits tienen
sólo dos niveles de señal, los quats asumen cuatro).
Figura 8.
Los niveles de tensión de la señal cuaternaria están
simétricamente ubicados alrededor de 0 Volt, el nivel
de tensión de pico especificada por los estándares
HDSL es 2.64 V. En la figura siguiente podemos ver
una secuencia de datos aleatoria codificada.
Figura .9

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Debido a la codificación adoptada, la tasa de
símbolos en un enlace HDSL corresponde a la mitad
de la tasa binaria. Tomando un vínculo contratado en
2 Mbps (2048 kbps) y considerando además el
encabezado para propósitos de almacenamiento de
datos, la tasa de símbolos requerida para operar en
dos pares es 584 kbaudios (equivalente a 1168 kbps)
por par de cobre. Debido a la reducción producida
por la codificación, el máximo rango de velocidad
que puede alcanzar un enlace HDSL se incrementa.
Junto con el avance de las técnicas de procesamiento
digital de señales implementadas en los sistemas
HDSL, resulta en un sistema de transmisión de datos
que puede operar en forma segura sobre pares
trenzados comunes, no acondicionados, de bajo
costo, superando muchas veces los rangos que
pueden ser alcanzados por la transmisión directa de
la señal E1. Aplicaciones típicas incluyen
conexiones de redes PBX (Private Branch
Exchange), radio-bases de telefonía celular, lazos
con portadora digital, sistemas de enlaces de datos
PaP (Punto a Punto), servidores de Internet y redes
de datos privadas. La tecnología HDSL es la más
madura de las DSL, con tasas que llegan hasta los
megabits, se han encontrado nuevas aplicaciones
especialmente para accesos de Internet, accesos de
LAN remotas, aunque la tecnología ADSL es más
apropiada en algunos de estos casos.
SDSL
También conocida como DSL simétrica, es la
versión de HDSL de un solo par, y provee el mismo
ancho de banda en ambas direcciones. SDSL opera
sobre una línea telefónica normal, y puede soportar
T1 ó E1 y POTS (Public Old Telephone Service)
simultáneamente. Los sistemas comerciales actuales
proveen tasas de 384 kbps, 768 kbps, 1.5Mbps (T1)
y 2Mbps (E1). SDSL se utiliza en servicios
tradicionales como FR (Frame Relay), líneasPaP
contratadas, videoconferencias. La ventaja más
significativa de SDSL es su aplicación sobre un
único par telefónico que se adapta especialmente a
clientes residenciales. Ofrece un potencial
significativo en la reducción del costo de provisión
de muchos servicios de red simétricos. Aunque los
servicios simétricos (videoconferencias) se adaptan
mejor para SDSL, no son aplicaciones de primera
necesidad para la mayoría de los usuarios
residenciales. Acceso a Internet y a LAN’s remotas
son los servicios que estos usuarios utilizan con más
frecuencia, pero que se aplican mejor a tecnologías
asimétricas. Una aplicación que está creciendo con
mucha rapidez es el Web Hosting, centralizando la
información en servers, pero también con
requerimientos de ancho de banda asimétricos. Hasta
que el modelo de redes distribuidas, donde los
usuarios tengan los sitios Web en sus servidores,
inclusive en sus domicilios residenciales, sea una
realidad, los requerimientos de ancho de banda
simétricos no son necesarios. De cualquier modo una
limitación de SDSL es la longitud del lazo
comparada con ADSL, de hasta 3200 m., puede
alcanzar tasas de hasta 6 Mbps, aunque en una sola
dirección, sobre el mismo par telefónico.
VDSL
VDSL es un esquema de transmisión, similar a
ADSL, a excepción de las velocidades de datos que
son mucho mayores y las longitudes de lazo mucho
menores. Servicios de telefonía analógica (POTS)
también están incluidos como en el caso de ADSL.
No existe aún un estándar para VDSL, pero las
velocidades del canal downstream van desde 12.96
Mbps para pares de cobre de hasta 1200 m. de
longitud a 51.84 Mbps para distancias de 350 m. Para
el canal upstream las velocidades sugeridas van
desde 1.6 Mbps a 2.3 Mbps. Aunque las longitudes
de lazo son mucho menores que en ADSL, VDSL fue
diseñado sólo para áreas densamente pobladas,
donde la CO (Central Office) está ubicada muy cerca
del cliente ó la fibra óptica termina en un distribuidor
de cable muy cerca del área de servicio para
mantener las distancias acotadas. Partiendo de la
premisa que los lazos son de corta distancia, existen
por lo tanto menores problemas de performance de la
línea con la consiguiente reducción de costo de los
módems VDSL respecto de los ADSL. Dejando de
lado esta ventaja, VDSL impone el requerimiento de
instalación de plantel de FTTC (Fiber to The Curb, ó
fibra hasta el borde), considerada como solución
costosa y de tecnología para el futuro, debido al
desarrollo de infraestructura requerido.

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ADSL G.Lite
Los teléfonos no están preparados para recibir las
frecuencias de hasta 1 MHz con que trabaja ADSL.
Inversamente los módems ADSL no soportan muy
bien las señales de baja frecuencia características del
teléfono analógico. Como ya se explicó, para reducir
la interferencia mutua entre el teléfono y el módem
ADSL se instala un divisor de frecuencias o ‘splitter’
en ambos extremos del bucle de abonado, es decir en
la central telefónica y en la vivienda. El divisor de
frecuencias está formado por dos filtros, uno para las
altas frecuencias y uno para las bajas, a los que se
conecta respectivamente el teléfono y el módem
ADSL. En la central telefónica la instalación del
splitter no plantea problemas, pero en la vivienda su
instalación aumenta de forma considerable los costos
de instalación de un acceso ADSL. Por esta razón se
ha desarrollado una versión de ADSL denominada
ADSL G.Lite (También llamada ADSL Universal o
ADSL ‘Splitterless’) que funciona sin necesidad del
splitter en el lado de la vivienda; el del lado de la
central telefónica se mantiene ya que su instalación
no requiere el desplazamiento del técnico. Para
reducir la interferencia producida entre el teléfono y
el módem ADSL como consecuencia de la supresión
del splitter se adoptan las siguientes medidas:
ADSL2+
A principios de 2003 la ITU (Unión Internacional de
Telecomunicaciones) aprobó dos nuevos estándares,
el G.992.3 y el G.992.4 para el desarrollo de lo que
sería la nueva generación de ADSL. Las principales
características de estos avances son la velocidad de
conexión y un ahorro de energía. Posteriormente la
ITU aprobó el estándar G.992.5, lo que hoy en día se
conoce como ADSL2+ cuya principal novedad es su
velocidad que alcanza los 24 Mbps de bajada. El
estándar ADSL2+ es, como se dijo, una evolución
del sistema ADSL que añade nuevas características
y funcionalidades encaminadas a mejorar las
prestaciones y la interoperabilidad y añade soporte
para nuevas aplicaciones y servicios.
El rango de frecuencia utilizado es de:
 0 – 4 Khz. para el canal de voz.
 25 – 500 Khz. para el canal de subida de
datos.
 550 Khz. – 2,2 Mhz. para el canal de bajada
de datos.
Figura 10.
G. FAST
Los miembros de la UIT han alcanzado la primera
fase para la aprobación de G.fast, la nueva norma de
banda ancha de la UIT capaz de lograr velocidades
de acceso de hasta 1 Gbit/s con las líneas telefónicas
existentes. En un radio de 250 metros desde un punto
de distribución, las velocidades similares a las de la
fibra de G.fast ofrecen a los proveedores de servicio
una herramienta para complementar y seguir
rentabilizando las estrategias de fibra hasta el hogar
(FTTH) con las ventajas de autoinstalación por el
cliente de ADSL2.
Dentro de la arquitectura de fibra hasta el punto de
distribución (FTTdp), G.fast combina los mejores
aspectos de la fibra y de ADSL2. Los consumidores
dispondrán de una solución inmediata, instalada por
el usuario sin requerir asistencia de un técnico, pero
equipada para dar soporte a servicios que hacen un
uso intensivo del ancho de banda tales como la
reproducción directa en línea Ultra-HD "4K" o "8K"
y la TVIP, el almacenamiento avanzado basado en la
nube y la comunicación por vídeo de alta definición
(HD).
Los aspectos de protocolo de la capa física de G.fast
definidos en la Recomendación UIT-T G.9701
"Acceso rápido a terminales de abonado –
Especificación de la capa física" han alcanzado el

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punto de estabilidad necesario para iniciar el
procedimiento de aprobación de la norma. Ahora, los
fabricantes de chips incrementarán sus esfuerzos en
materia de diseño y realización de pruebas,
informando de los resultados de esta labor a
la Comisión de Estudio 15 del UIT-T con miras a
finalizar el proceso de aprobación de G.fast en abril
de 2014.
El Dr. Hamadoun I. Touré, Secretario General de la
UIT, declaró: "Desde la ADSL en 1999 hasta G.fast
en 2014, las soluciones DSL normalizadas de la UIT
han multiplicado las velocidades de acceso por 125 a
lo largo de los 15 últimos años. Cabe felicitar a los
miembros de la UIT y a los ingenieros que trabajan
en nuestras Comisiones de Estudio por su dedicación
para lograr que las normas de la UIT sigan logrando
el máximo beneficio de la inversión en la
infraestructura de TIC tradicional."
La Recomendación UIT-T G.9701 está encaminada
para lograr la aprobación final junto con la UIT-T
G.9700, en la que se especifican métodos para
garantizar que los equipos G.fast no interfieran con
servicios de radiodifusión tales como las
radiotransmisiones en FM (se informó de la
aprobación de la primera fase en un comunicado de
prensa de la UIT que puede consultarse aquí).
El proyecto G.fast ha sabido atraer la participación
de muchos de los principales proveedores de
servicios, fabricantes de chips y vendedores de
sistemas. Las empresas implicadas en su desarrollo
ya han confirmado la capacidad del gigabit por
segundo de la norma a través de pruebas de
laboratorio y sobre el terreno utilizando prototipos
basados en las últimas versiones de texto de la
norma.
Los proveedores de servicio se beneficiarán de una
optimización de las operaciones, la administración y
la gestión, de la facilidad para las migraciones a
G.fast, y una aceleración de los periodos de
implantación de los nuevos servicios. G.fast se ha
concebido para que coexista con VDSL2,
permitiendo a los proveedores de servicio jugar con
las fortalezas de cada una de estas normas en
distintos entornos; cambiando a los clientes entre
G.fast y VDSL2 con arreglo a modelos de negocio
dinámicos. La norma vendrá a completar las
estrategias de FTTH, respondiendo a los numerosos
escenarios en que G.fast es más eficaz en función de
los costes que la FTTH.
CONCLUCIONES
G. Fast garantizara la salvación de esa muerte en
picada que llevaba el par de cobre junto a los medios
de transmisión como F.O y coaxial.
Al parecer con las altas velocidades que alcanzara la
tecnología DSL tendremos muchos más de los
servicios que puede ofrecer el operador de cable.
DSL desde 1989 ha facilitado la llegada de distintos
servicios al hogar y ahora en 2014 estará más vivo
que nunca.

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