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La línea de abonado digital asimétrica ( ADSL ) es un tipo de tecnología de línea de abonado digital (DSL), una tecnología de comunicaciones de datos que permite una transmisión de datos más rápida a través de líneas telefónicas de cobre que la que puede proporcionar un módem de banda vocal convencional . ADSL se diferencia de la menos común línea de abonado digital simétrica (SDSL). En ADSL, se dice que el ancho de banda y la velocidad de bits son asimétricos, es decir, mayores hacia las instalaciones del cliente ( downstream ) que hacia atrás ( upstream ). Los proveedores suelen comercializar ADSL como un servicio de acceso a Internet principalmente para descargar contenido de Internet, pero no para ofrecer contenido al que otros acceden.
ADSL funciona utilizando espectro por encima de la banda utilizada por las llamadas telefónicas de voz . [1] Con un filtro DSL , a menudo llamado divisor , las bandas de frecuencia quedan aisladas, permitiendo utilizar una única línea telefónica tanto para el servicio ADSL como para llamadas telefónicas al mismo tiempo. ADSL generalmente solo se instala en distancias cortas desde la central telefónica (la última milla ), generalmente menos de 4 kilómetros (2,5 millas), [2] pero se sabe que excede los 8 kilómetros (5 millas) si el calibre del cable tendido originalmente lo permite. para mayor [ aclaración necesaria ] distribución.
En la central telefónica, la línea generalmente termina en un multiplexor de acceso a línea de abonado digital (DSLAM) donde otro divisor de frecuencia separa la señal de la banda de voz de la red telefónica convencional . Los datos transportados por ADSL normalmente se enrutan a través de la red de datos de la compañía telefónica y eventualmente llegan a una red de Protocolo de Internet convencional .
Existen razones tanto técnicas como de marketing por las que ADSL es en muchos lugares el tipo más común que se ofrece a los usuarios domésticos. Desde el punto de vista técnico, es probable que haya más diafonía procedente de otros circuitos en el extremo DSLAM (donde los cables de muchos bucles locales están cerca unos de otros) que en las instalaciones del cliente. Por lo tanto, la señal de carga es más débil en la parte más ruidosa del bucle local, mientras que la señal de descarga es más fuerte en la parte más ruidosa del bucle local. Por lo tanto, tiene sentido técnico que el DSLAM transmita a una velocidad de bits más alta que la que transmite el módem del cliente. Dado que el usuario doméstico típico prefiere una mayor velocidad de descarga, las compañías telefónicas optaron por hacer de la necesidad una virtud, de ahí el ADSL.
Las razones de marketing para una conexión asimétrica son que, en primer lugar, la mayoría de los usuarios de tráfico de Internet necesitarán menos datos para cargar que para descargar. Por ejemplo, en la navegación web normal, un usuario visitará varios sitios web y necesitará descargar los datos que componen las páginas web del sitio, imágenes, texto, archivos de sonido, etc., pero solo cargará una pequeña cantidad de datos, ya que los únicos datos cargados son los utilizados con el fin de verificar la recepción de los datos descargados (en conexiones TCP muy comunes ) o cualquier dato ingresado por el usuario en formularios, etc. Esto proporciona una justificación para que los proveedores de servicios de Internet ofrezcan una servicio más caro dirigido a usuarios comerciales que alojan sitios web y que, por tanto, necesitan un servicio que permita cargar y descargar tantos datos. Las aplicaciones para compartir archivos son una excepción obvia a esta situación. En segundo lugar, los proveedores de servicios de Internet, tratando de evitar la sobrecarga de sus conexiones troncales, tradicionalmente han intentado limitar usos como el intercambio de archivos, que generan muchas cargas.
Actualmente, la mayor parte de la comunicación ADSL es full-duplex . La comunicación ADSL full-duplex generalmente se logra en un par de cables mediante dúplex por división de frecuencia (FDD), dúplex con cancelación de eco (ECD) o dúplex por división de tiempo (TDD). FDD utiliza dos bandas de frecuencia separadas, denominadas bandas ascendentes y descendentes. La banda ascendente se utiliza para la comunicación desde el usuario final hasta la central telefónica. La banda descendente se utiliza para comunicarse desde la oficina central hasta el usuario final.
Con ADSL comúnmente implementado sobre POTS (Anexo A), la banda de 26,075 kHz a 137,825 kHz se usa para la comunicación ascendente, mientras que 138-1104 kHz se usa para la comunicación descendente. Bajo el esquema habitual de modulación multitono discreta (DMT), cada uno de estos se divide en canales de frecuencia más pequeños de 4,3125 kHz. Estos canales de frecuencia a veces se denominan contenedores . Durante el entrenamiento inicial para optimizar la calidad y velocidad de la transmisión, el módem ADSL prueba cada uno de los contenedores para determinar la relación señal-ruido en la frecuencia de cada contenedor. La distancia desde la central telefónica , las características del cable, la interferencia de las estaciones de radio AM y la interferencia local y el ruido eléctrico en la ubicación del módem pueden afectar negativamente la relación señal-ruido en frecuencias particulares. Los contenedores para frecuencias que exhiben una relación señal-ruido reducida se utilizarán a una tasa de rendimiento más baja o no se utilizarán en absoluto; esto reduce la capacidad máxima del enlace pero permite que el módem mantenga una conexión adecuada. El módem DSL elaborará un plan sobre cómo explotar cada uno de los contenedores, lo que a veces se denomina asignación de "bits por contenedor". Aquellos contenedores que tengan una buena relación señal-ruido (SNR) se elegirán para transmitir señales elegidas entre un mayor número de valores codificados posibles (este rango de posibilidades equivale a más bits de datos enviados) en cada ciclo de reloj principal. El número de posibilidades no debe ser tan grande que el receptor pueda decodificar incorrectamente cuál era la deseada en presencia de ruido. Es posible que solo se requiera que los contenedores ruidosos transporten tan solo dos bits, una opción entre solo uno de cuatro patrones posibles, o solo un bit por contenedor en el caso de ADSL2+, y los contenedores muy ruidosos no se utilizan en absoluto. Si el patrón de ruido versus las frecuencias escuchadas en los contenedores cambia, el módem DSL puede alterar las asignaciones de bits por contenedor, en un proceso llamado "bitswap", donde los contenedores que se han vuelto más ruidosos solo deben transportar menos bits y otros canales. serán elegidos para recibir una carga mayor.
Por lo tanto, la capacidad de transferencia de datos que informa el módem DSL está determinada por el total de las asignaciones de bits por contenedor de todos los contenedores combinados. Las relaciones señal-ruido más altas y el uso de más contenedores dan una capacidad de enlace total mayor, mientras que las relaciones señal-ruido más bajas o el uso de menos contenedores dan una capacidad de enlace baja. Los módems DSL informan la capacidad máxima total derivada de la suma de los bits por contenedor y, a veces, se denomina velocidad de sincronización . Esto siempre será bastante engañoso: la verdadera capacidad máxima de enlace para la velocidad de transferencia de datos del usuario será significativamente menor porque se transmiten datos adicionales que se denominan sobrecarga de protocolo , siendo común cifras reducidas para conexiones PPPoA de alrededor del 84-87 por ciento, como máximo. Además, algunos ISP tendrán políticas de tráfico que limitan aún más las tasas máximas de transferencia en las redes más allá del intercambio, y la congestión del tráfico en Internet, la gran carga en los servidores y la lentitud o ineficiencia en las computadoras de los clientes pueden contribuir a reducciones por debajo del máximo alcanzable. . Cuando se utiliza un punto de acceso inalámbrico, la calidad de la señal inalámbrica baja o inestable también puede provocar una reducción o fluctuación de la velocidad real.
En el modo de velocidad fija, la velocidad de sincronización está predefinida por el operador y el módem DSL elige una asignación de bits por contenedor que produce una tasa de error aproximadamente igual en cada contenedor. [4] En el modo de velocidad variable, los bits por contenedor se eligen para maximizar la velocidad de sincronización, sujeto a un riesgo de error tolerable. [4] Estas opciones pueden ser conservadoras, donde el módem elige asignar menos bits por contenedor de los que podría, una elección que genera una conexión más lenta, o menos conservadoras, en las que se eligen más bits por contenedor, en cuyo caso hay un mayor riesgo de error si las futuras relaciones señal-ruido se deterioraran hasta el punto en que las asignaciones de bits por bin elegidas fueran demasiado altas para hacer frente al mayor ruido presente. Este conservadurismo, que implica la opción de utilizar menos bits por contenedor como protección contra futuros aumentos de ruido, se informa como margen de relación señal-ruido o margen SNR .
La central telefónica puede indicar un margen SNR sugerido al módem DSL del cliente cuando se conecta inicialmente, y el módem puede hacer su plan de asignación de bits por contenedor en consecuencia. Un margen SNR alto significará un rendimiento máximo reducido, pero una mayor confiabilidad y estabilidad de la conexión. Un margen SNR bajo significará velocidades altas, siempre que el nivel de ruido no aumente demasiado; de lo contrario, será necesario interrumpir la conexión y renegociarla (resincronizarla). ADSL2+ puede adaptarse mejor a tales circunstancias, ofreciendo una característica denominada adaptación de velocidad sin interrupciones (SRA), que puede adaptarse a cambios en la capacidad total del enlace con menos interrupciones en las comunicaciones.
Los proveedores pueden admitir el uso de frecuencias más altas como una extensión patentada del estándar. Sin embargo, esto requiere equipos coincidentes proporcionados por el proveedor en ambos extremos de la línea, y probablemente resultará en problemas de diafonía que afectarán a otras líneas en el mismo paquete.
Existe una relación directa entre el número de canales disponibles y la capacidad de rendimiento de la conexión ADSL. La capacidad exacta de datos por canal depende del método de modulación utilizado.
ADSL existía inicialmente en dos versiones (similar a VDSL ), a saber, CAP y DMT. CAP fue el estándar de facto para implementaciones de ADSL hasta 1996, implementado en el 90 por ciento de las instalaciones de ADSL en ese momento. Sin embargo, se eligió DMT para los primeros estándares ADSL ITU-T, G.992.1 y G.992.2 (también llamados G.dmt y G.lite respectivamente). Por tanto, todas las instalaciones modernas de ADSL se basan en el esquema de modulación DMT.
Los ISP (pero los usuarios rara vez, aparte de Australia, donde es la opción predeterminada [5] ) tienen la opción de utilizar el entrelazado de paquetes para contrarrestar los efectos del ruido en ráfaga en la línea telefónica. Una línea entrelazada tiene una profundidad, generalmente de 8 a 64, que describe cuántas palabras en clave Reed-Solomon se acumulan antes de enviarse. Como se pueden enviar todos juntos, sus códigos de corrección de errores de reenvío pueden hacerse más resistentes. El entrelazado añade latencia ya que primero se deben reunir todos los paquetes (o reemplazarlos por paquetes vacíos) y, por supuesto, todos necesitan tiempo para transmitirse. El entrelazado de 8 fotogramas añade 5 ms de tiempo de ida y vuelta , mientras que el entrelazado profundo de 64 fotogramas añade 25 ms. Otras profundidades posibles son 16 y 32.
Las conexiones "Fastpath" tienen una profundidad de entrelazado de 1, es decir, se envía un paquete a la vez. Esto tiene una latencia baja, generalmente alrededor de 10 ms (el entrelazado se suma a esto, esto no es mayor que el entrelazado) pero es extremadamente propenso a errores, ya que cualquier ráfaga de ruido puede eliminar todo el paquete y, por lo tanto, requerir que todo sea retransmitido. . Una ráfaga de este tipo en un paquete entrelazado grande sólo deja en blanco una parte del paquete; se puede recuperar a partir de la información de corrección de errores del resto del paquete. Una conexión "fastpath" dará como resultado una latencia extremadamente alta en una línea deficiente, ya que cada paquete requerirá muchos reintentos.
La implementación de ADSL en una línea telefónica existente de servicio telefónico antiguo (POTS) presenta algunos problemas porque el DSL está dentro de una banda de frecuencia que podría interactuar desfavorablemente con el equipo existente conectado a la línea. Por tanto, es necesario instalar filtros de frecuencia adecuados en las instalaciones del cliente para evitar interferencias entre el DSL, los servicios de voz y cualquier otra conexión a la línea (por ejemplo, alarmas de intrusión). Esto es deseable para el servicio de voz y esencial para una conexión ADSL confiable.
En los primeros días de DSL, la instalación requería que un técnico visitara las instalaciones. Cerca del punto de demarcación se instaló un divisor o microfiltro , desde el cual se instaló una línea de datos dedicada. De esta forma, la señal DSL se separa lo más cerca posible de la oficina central y no se atenúa dentro de las instalaciones del cliente. Sin embargo, este procedimiento era costoso y también causaba problemas con los clientes quejándose de tener que esperar a que el técnico realizara la instalación. Entonces, muchos proveedores de DSL comenzaron a ofrecer una opción de "autoinstalación", en la que el proveedor proporcionaba el equipo y las instrucciones al cliente. En lugar de separar la señal DSL en el punto de demarcación, la señal DSL se filtra en cada toma telefónica mediante el uso de un filtro de paso bajo para voz y un filtro de paso alto para datos, generalmente encerrado en lo que se conoce como microfiltro . Este microfiltro puede ser conectado por un usuario final a cualquier toma telefónica: no requiere ningún cableado en las instalaciones del cliente.
Normalmente, los microfiltros son sólo filtros de paso bajo, por lo que más allá de ellos sólo pueden pasar las bajas frecuencias (señales de voz). En la sección de datos, no se utiliza un microfiltro porque los dispositivos digitales destinados a extraer datos de la señal DSL filtrarán por sí mismos las bajas frecuencias. Los dispositivos telefónicos de voz captarán todo el espectro, por lo que las altas frecuencias, incluida la señal ADSL, se "escucharán" como ruido en los terminales telefónicos, y afectarán y a menudo degradarán el servicio de fax, datáfonos y módems. Desde el punto de vista de los dispositivos DSL, cualquier aceptación de su señal por parte de los dispositivos POTS significa que hay una degradación de la señal DSL a los dispositivos, y esta es la razón central por la que se requieren estos filtros.
Un efecto secundario del cambio al modelo de autoinstalación es que la señal DSL puede degradarse, especialmente si hay más de 5 dispositivos de banda de voz (es decir, tipo teléfono POTS) conectados a la línea. Una vez que una línea tiene DSL habilitado, la señal DSL está presente en todo el cableado telefónico del edificio, provocando atenuación y eco. Una forma de evitar esto es volver al modelo original e instalar un filtro aguas arriba de todas las tomas telefónicas del edificio, excepto la toma a la que se conectará el módem DSL. Dado que esto requiere cambios de cableado por parte del cliente y es posible que no funcione en algunos cableados telefónicos domésticos, rara vez se hace. Generalmente es mucho más fácil instalar filtros en cada toma telefónica que esté en uso.
Las señales DSL pueden verse degradadas por líneas telefónicas antiguas, protectores contra sobretensiones, microfiltros mal diseñados, ruidos de impulsos eléctricos repetitivos y cables de extensión telefónicos largos. Los cables de extensión telefónica generalmente se fabrican con conductores de cobre multifilar de pequeño calibre que no mantienen un par trenzado que reduzca el ruido. Este tipo de cable es más susceptible a las interferencias electromagnéticas y tiene más atenuación que los cables de cobre de par trenzado sólido que normalmente se conectan a tomas telefónicas. Estos efectos son especialmente significativos cuando la línea telefónica del cliente está a más de 4 km del DSLAM en la central telefónica, lo que hace que los niveles de la señal sean más bajos en relación con cualquier ruido y atenuación local. Esto tendrá el efecto de reducir las velocidades o provocar fallos de conexión.
ADSL define tres capas de "convergencia de transmisión específica del protocolo de transmisión (TPS-TC)": [6]
En instalación domiciliaria, el protocolo de transporte predominante es el cajero automático. Además de ATM, existen múltiples posibilidades de capas adicionales de protocolos (dos de ellos se abrevian de forma simplificada como " PPPoA " o " PPPoE "), siendo TCP / IP el que proporciona la conexión a Internet .
Medios relacionados con ADSL en Wikimedia Commons