2.2.2b3 medio de tx- red telefonica-cto.local

2

LA RED TELEFONICA PUBLICA CONMUTADA

Estructura del Sistema Telefónico

La política de los Teléfonos

El Cto. Local: modems, ADSL e Inalámbrico

Troncales y multiplexión

Conmutación

CONTENIDOIntroducción

LHDG / 2012A

EL CIRCUITO LOCAL

- MODEMS- LÍNEAS DIGITALES DE SUBSCRIPTOR- CIRCUITOS LOCALES INALÁMBRICOS

- INTRODUCCION / EL CTO. LOCAL

4

Introducción

► La parte más importante de una red de comunicación, ya sea de datos, voz o video, es el circuito local o “última milla”, pues es donde el usuario final recibe los servicios que se prestan actualmente y es donde decide cuál compañía le beneficia más.

► Lo que se requiere actualmente es tener equipos que tengan la capacidad para transmitir y recepcionar cualquier tipo de información (voz, datos, video, etc.) a mayor velocidad y en menos tiempo.

► El mundo se inclina por las comunicaciones inalámbricas y un buen ejemplo de ello es el circuito local inalámbrico, que aparte de ser de bajo costo, tendrá una conectividad a Internet de alta velocidad y no tendrá problemas de movilidad.

LHDG / 2012A

5

Objetivos…► Conocer qué es el Circuito Local o “Última Milla”,

con sus partes, para qué sirve, su importancia y los beneficios que brinda al usuario.

► Aprender los conceptos básicos de la tecnología DSL, así como su desarrollo tecnológico, su implementación, creación y desarrollo desde sus inicios hasta el momento actual.

► Conocer la importancia de la entrada de nuevas tecnologías, como es el caso de los Circuitos Locales Inalámbricos, al circuito local común, cuáles son los beneficios que brindan y porqué el mundo apunta a estos nuevos cambios.

LHDG / 2012A

6

…Objetivos

► Reconocer cuáles son los servicios de ADSL que brindan actualmente las Compañías Telefónicas tanto al país como a la ciudad de Ibagué, cuáles son las expectativas de estas compañías a futuro y la importancia de evolucionar a nuevas tecnologías.

LHDG / 2012A

7

El circuito local

Módems, ADSL e Inalámbrico.

LHDG / 2012A

8

El circuito local: Módems, ADSL e Inalámbrico.

► Las principales partes del sistema telefónico son:

- los circuitos locales - las troncales - las oficinas interurbanas y las

oficinas centrales, las cuales tiene un

equipo que conmuta las llamadas.

LHDG / 2012A

9


LHDG / 2012A

10

► Una llamada que se origina en la computadora de la izquierda y que termina en el ISP 1 recorre dos circuitos locales como señal analógica. En cada circuito se agrega ruido a la señal. Si se pudiera prescindir de uno de estos circuitos locales, podría duplicarse la tasa máxima.

► El ISP 2 cuenta con una alimentación digital pura proveniente de la oficina central más cercana. La señal digital que se utiliza en las troncales es alimentada directamente al ISP 2, con lo cual se elimina la necesidad de códecs, módems y transmisión analógica en su extremo. Cuando un extremo de la conexión es puramente digital, la tasa máxima de datos puede ser de hasta 70 Kbps.


LHDG / 2012A

11

…El Circuito Local…

► El circuito local de dos alambres que parte de la oficina central de una compañía telefónica hacia hogares y pequeñas empresas también se conoce como de “última milla” (la conexión hacia el cliente).

► Cuando una computadora desea enviar datos digitales sobre una línea analógica de acceso telefónico, es necesario convertir los datos a formato analógico para transmitirlos sobre el circuito local.

► Un dispositivo conocido como módem realiza esta conversión. Los datos se convierten a formato digital en la oficina central de la compañía telefónica para transmitirlos sobre las troncales que abarcan largas distancias.

LHDG / 2012A

12

► Si en el otro extremo hay una computadora con un módem, es necesario realizar la conversión inversa – digital a analógico – para recorrer el circuito local en el destino. Esta disposición se muestra en la Figura 1 para el ISP1 (proveedor de servicios de Internet), que tiene un banco de módems, cada uno conectado a un circuito local diferente.

…El Circuito Local…

LHDG / 2012A

13

Las líneas de transmisión tienen tres problemas principales:

► Atenuación: es la pérdida de energía conforme la señal se propaga hacia su destino.

► Distorsión: Los diferentes componentes de Fourier se propagan a diferente velocidad por el cable. Esta diferencia de velocidad es la llamada DISTORSIÓN de la señal que se recibe en el otro extremo.

► Ruido: es la energía no deseada de fuentes distintas al transmisor. En datos digitales, el ruido de impulso puede eliminar uno o más bits.

…El Circuito Local

LHDG / 2012A

Módems

15

Módems…

► Un MÓDEM es un dispositivo que acepta un flujo de bits en serie como entrada y que produce una portadora modulada mediante uno o más métodos de modulación. El módem se conecta entre la computadora y el sistema telefónico.

► En la práctica, la mayoría de los módems muestrea 2400 veces por segundo y el objetivo es conseguir más bits por muestra. El número de muestras por segundo se mide en baudios. Un símbolo se envía durante cada baudio.

LHDG / 2012A

16

Algunos conceptos son:

► Ancho de Banda: es el rango de frecuencias que atraviesa al medio con atenuación mínima.

► Tasa de baudios: es la cantidad de muestras por segundo que se realizan. Cada muestra envía una porción de información o símbolo. La técnica de modulación determina la cantidad de bits por símbolo.

► Tasa de bits: es la cantidad de información que se envía por el canal y es igual a la cantidad de símbolos por segundo por la cantidad de bits por símbolo.

…Módems…

LHDG / 2012A

17

► Todos los módems avanzados utilizan una combinación de técnicas de modulación con el propósito de transmitir muchos bits por baudio.

…Módems…

LHDG / 2012A

18

En la figura anterior:

(a) QPSK: Tiene cuatro combinaciones válidas y se puede utilizar para transmitir 2 bits por símbolo.

(b) QAM-16: Permiten un total de 16 combinaciones diferentes. Se puede utilizar para transmitir 4 bits por símbolo. Se puede utilizar para transmitir 9600 bps sobre una línea de 2400 baudios.

(c) QAM-64: Se pueden conseguir 64 combinaciones diferentes, por lo cual es posible transmitir 6 bits por símbolo.

A las anteriores figuras se les llama diagramas de constelación, los cuales muestran combinaciones permitidas de amplitud, fase.

…Módems…

LHDG / 2012A

19

► Cada estándar de MÓDEM de alta velocidad tiene su propio diagrama de constelación y se puede comunicar solamente con otros módems que utilicen el mismo modelo.

► Cuando hay muchos puntos en un diagrama de constelación puede dar como resultado un error y muchos bits malos.

► Los estándares para los módems de velocidades más altas realizan corrección de errores mediante la incorporación de bits adicionales en cada muestra.

► Los esquemas se conocen como TCM (Modulación por Codificación de Malla).

…Módems…

LHDG / 2012A

20

Hay diferentes tipos de estándares:► Estándar V.32: utiliza 32 puntos de constelación para transmitir 4

bits de datos y 1 bit de paridad por símbolo a 2400 baudios, para alcanzar 9600 bps con corrección de errores.

► Estándar V.32 bis: El siguiente escalón después de 9600 bps es 14,400 bps. Esta velocidad se alcanza al transmitir 6 bits de datos y 1 bit de paridad por muestra a 2400 baudios. Su diagrama de constelación tiene 128 puntos cuando se utiliza QAM–128.

► Estándar V.34: corre a 28,800bps, 2400 baudios y 12 bits de datos por símbolo.

► Estándar V.34 bis: transfiere 14 bits de datos por símbolo a 2400 baudios para alcanzar una velocidad de 33,600 bps.

…Módems…

21

…Módems…

LHDG / 2012A

22

► Todos los módems modernos transmiten tráfico en ambas direcciones al mismo tiempo mediante el uso de frecuencias distintas para las diferentes direcciones (dúplex total, semidúplex, símplex).

► La razón por la cual los módems estándar llegan hasta 33,600 es que el límite de Shannon para el sistema telefónico es de aproximadamente 35 Kbps, así que velocidades mayores a este límite violarían las leyes de la física. Este límite teórico de 35 Kbps se debe a la calidad de estas líneas y a la longitud promedio de los circuitos locales.

…Módems…

LHDG / 2012A

23

► La razón por la cual se utilizan los módems de 56 Kbps se relaciona con le teorema de Nyquist. El canal telefónico tiene un ancho de alrededor de 4000 Hz. La cantidad máxima de muestras independientes por segundo es de 8000. La cantidad de bits por muestra es de 8, uno de los cuales se utiliza con propósito de control, con lo cual es posible transmitir 56,000 bits por segundo de datos de usuario.

► Para esto existen unos estándares:

Estándar V.90: Hace posible un canal ascendente (del usuario al ISP) de 33.6 Kbps y un canal descendente (del ISP al usuario) de 56 Kbps.

Estándar V.92: Estos módems tienen capacidad de 48 Kbps en el canal ascendente si la línea puede manejarlo.

…Módems

LHDG / 2012A

24

Líneas Digitales de Suscriptor

(SDL)

LHDG / 2012A

25

Líneas Digitales de Suscriptor (SDL)...

► Conforme el acceso a Internet se tornaba una parte importante su negocio, las compañías telefónicas (LECs) necesitaban un producto más competitivo. En respuesta comenzaron a ofrecer nuevos servicios digitales sobre el circuito local.

► En un principio había muchas ofertas que se traslapaban, todas bajo el nombre general de xDSL (Línea Digital de Suscriptor), por diversos x.

► El más popular es ADSL (DSL Asimétrica).

LHDG / 2012A

26

► La capacidad del circuito local depende de varios factores, como su longitud, espesor y calidad general.

► En la siguiente figura se muestra una gráfica del ancho de banda potencial como una función de la distancia.

…Líneas Digitales de Suscriptor…

LHDG / 2012A

27

► Entre más baja sea la velocidad elegida, más amplio será el radio y podrán abarcarse más clientes. Pero el servicio será menos atractivo y será menos la gente dispuesta a pagar por él.

► Todos los servicios xDSL se diseñaron para que cumplieran algunos objetivos: Los servicios deben funcionar sobre los circuitos locales existentes

de par trenzado, categoría 3. No deben afectar las máquinas de fax ni los teléfonos existentes

de los clientes. Deben superar por mucho los 56 Kbps. Siempre deben funcionar, con sólo una tarifa mensual, no por

minuto.


LHDG / 2012A

28

► AT&T hizo la oferta inicial de ADSL, el cual funcionaba dividiendo el espectro disponible en el circuito local en tres bandas de frecuencia: POTS (Servicio Telefónico Convencional), canal ascendente y canal descendente.

► El enfoque alternativo, llamado DMT (MultiTono Discreto), lo que hace es dividir el espectro disponible de 1.1 MHz en el circuito local en 256 canales independientes de 4312.5 Hz cada uno.


LHDG / 2012A

29

► Es técnicamente posible una combinación de 50-50 de flujo ascendente y flujo descendente, pero la mayoría de los proveedores asigna entre 80 y 90% del ancho de banda al canal descendente debido a que el grueso de los usuarios descargan más datos que los que envían. Esta situación dio lugar a la “A” (asimétrica) de ADSL.

► Dentro de cada canal se utiliza un esquema de modulación similar a V.34, aunque la tasa de muestreo es de 4000 baudios en vez de 2400.

► En la siguiente figura, un técnico de la compañía telefónica debe instalar un NID (Dispositivo de Interfaz de Red) en la residencia del cliente. Cerca del NID hay un divisor, un filtro analógico que separa la banda de 0-4000 Hz utilizada por la voz (POTS) de los datos. La señal POTS se enruta hacia el teléfono o máquina de fax existente, y la señal de datos se enruta a un módem.


LHDG / 2012A

30

► El módem ADSL es en realidad un procesador de señales digitales configurado para funcionar como 250 módems QAM operando en paralelo a diferentes frecuencias.


LHDG / 2012A

► En el otro extremo del cable se instala un divisor correspondiente, el cual filtra la porción de voz de la señal y se envía al conmutador de voz normal. Las señales por arriba de 26 KHz se enrutan hacia un nuevo tipo de dispositivo llamado DSLAM (Multiplexor de Acceso de Línea Digital de Suscriptor). Una vez que la señal digital se extrae de un flujo de bits, se elaboran paquetes y se envían al ISP.

31


LHDG / 2012A

32

► Se ha estandarizado un diseño alternativo sin divisor. Informalmente se le conoce como G.lite.

► El G.lite es el mismo que el de la figura anterior, aunque sin el divisor. La única diferencia es que se tiene que colocar un microfiltro en cada conector telefónico, entre el teléfono o el módem ADSL y el cable.

► El inconveniente es que este sistema no es tan confiable como el de divisor, por lo que G.Iite sólo se puede utilizar hasta 1.5 Mbps (en comparación con los 8 Mbps para ADSL con un divisor). No obstante, G.lite aún requiere un divisor en la oficina central.

…Líneas Digitales de Suscriptor

LHDG / 2012A

Circuitos Locales Inalámbricos

34

Circuitos Locales Inalámbricos…

► Desde 1996 existe libertad para las compañías que desean entrar a la competencia con la compañía telefónica local, llamada ILEC (LEC Obligada). Las candidatas más probables son las compañías telefónicas de larga distancia (IXCs).

► La nueva compañía telefónica local es conocida como CLEC (LEC Competitiva).

► Muchas CLECs han encontrado una alternativa de bajo costo en lugar del tradicional circuito local con cable de par trenzado: El WLL (Circuito Local Inalámbrico).

LHDG / 2012A

35

► Un teléfono fijo que utiliza un circuito local inalámbrico se parece un poco a un teléfono móvil, pero existen tres diferencias técnicas importantes:

1. El cliente del circuito local inalámbrico desea conectividad de alta velocidad a Internet, al menos similar a la de ADSL.

2. Al nuevo cliente probablemente no le importe que un técnico de la CLEC tenga que instalar una gran antena direccional en su techo, la cual apunta a la oficina central de la CLEC.

3. El usuario no se mueve, con lo cual se evitan todos los problemas de movilidad y de transferencia de celdas (cell handoff).

► Por lo tanto, estamos ante el surgimiento de una nueva industria: la inalámbrica fija (teléfono local y servicio de Internet ofrecidos por CLECs sobre circuitos locales inalámbricos).


LHDG / 2012A

36

► Aunque los WLLs empezaron a funcionar en 1998, su origen fue en 1969. La FCC asignó dos canales de televisión (de 6 MHz) a 2.1 GHz. En años posteriores se agregaron 31 canales más a 2.5 GHz para totalizar 198 MHz.

► Los 198 MHz de nuevo espectro fueron puestos en uso para los circuitos locales inalámbricos en un servicio denominado MMDS (Servicio de Distribución Multipunto y Multicanal). El MMDS se puede considerar como una MAN, al igual que su similar LMDS.

► El bajo ancho de banda del MMDS despertó el interés en las ondas milimétricas como alternativa. No se asignaron frecuencias en el rango de 28-31 GHz en Estados Unidos y de 40 GHz en Europa debido a la dificultad de construir circuitos integrados de Si que operen a esas velocidades. Fue resuelto con la invención de circuitos integrados de AsG. La FCC respondió a la demanda al asignar 1.3 GHz a un nuevo servicio de circuito local inalámbrico llamado LMDS (Servicio Local de Distribución Multipunto).


37

► En la siguiente figura se muestra cómo funciona LMDS. Se puede apreciar una torre con varias antenas, cada una de las cuales apunta a una dirección distinta. Debido a que las ondas milimétricas son altamente direccionales, cada antena define un sector, independiente de los demás.

► Al igual que ADSL, LMDS asigna el ancho de banda de manera asimétrica, dando prioridad al canal descendente. Con la tecnología actual, cada sector puede contar con 36 Gbps de flujo descendente y 1 Mbsp de flujo ascendente, compartidos por todos los usuarios del sector.

► Para mantener un retardo razonable debe haber un máximo de 9000 usuarios activos. Con cuatro sectores puede soportarse una población de 36,000 usuarios activos.


LHDG / 2012A

38

► Es poco probable que los circuitos locales inalámbricos se popularicen si no surgen estándares que animen a los fabricantes a producir equipo y que aseguren a los usuarios la oportunidad de cambiar de CLEC sin necesidad de comprar equipo nuevo. Con el propósito de proporcionar esta estandarización, el IEEE estableció el comité 802.16 para que se encargara de preparar el estándar para LMDS. El IEEE denomina MAN inalámbrica al 802.16. El estándar 802.16 del IEEE se diseñó para telefonía digital, acceso a Internet, conexión de dos LANs remotas, difusión por televisión y radio, entre otros usos.


LHDG / 2012A

Documents

2.2.2b3 medio de tx- red telefonica-cto.local