The origin of this technology dates back to attempts to provide TV and video on demand through the copper pair.

The first technical specifications of the xDSL family (which includes the ADSL) date back to 1987 and were developed in the Bell Communications Research (Bellcore), which previously has developed ISDN. Although it was not until 1989 that the company develops completely ADSL, to provide broadband data transmission services over conventional telephone wiring thus obtaining maximum benefits of the traditional copper network traditionally used for telephony.

Note of the Editor: Article only available in Spanish.

El origen de esta tecnología se remonta a los intentos de suministrar TV y vídeo bajo demanda a través del par de cobre.

Las primeras especificaciones técnicas de la familia xDSL (que engloba al ADSL) se remontan a 1987 y se desarrollaron en la Bell Communications Research (Bellcore), que ya anteriormente había desarrollado la RDSI. Aunque no es hasta 1989, que dicha compañía desarrolla plenamente el ADSL, a fin de ofrecer servicios de transmisión de datos de banda ancha sobre el cableado telefónico convencional obteniendo así, máximas prestaciones de la red de cobre utilizada tradicionalmente para telefonía.

La asimetría de caudales que caracteriza a ADSL fue idónea para el servicio al que inicialmente se encontraba destinado: distribución de vídeo sobre el bucle de abonado, aunque más tarde, el gran auge de Internet (de carácter también altamente asimétrico), favoreció también su utilización para otros fines.

1. Otras tecnologías relacionadas

El ADSL ha dado lugar a toda una serie de mejoras y adaptaciones de la idea original, creándose lo que se denomina la familia xDSL. xDSL no es nada más que el acrónimo utilizado para referirse a toda una serie de tecnologías digitales que funcionan sobre el par de cobre (Digital Subscriber Line), donde la x indica el tipo de tecnología. Está formada, además del ADSL, por el SDSL (Symmetric DSL), HDSL (High-Bit-Rate DSL) y el VDSL (Very-High-Bit-Rate DSL).

Donde esta última es la más rápida de las tecnologías. Puesto que puede alcanzar velocidades de entre 13-52 Mbps desde la red al abonado y de 1,2-2,3 Mbps en sentido contrario, por lo que se trata de una conexión asimétrica como ADSL.

En cambio, la tecnología HDSL es simétrica (es decir, idénticas velocidades entre Red-Usuario y Usuario-Red); la velocidad que puede llegar a alcanzar es de 1,544 Mbps sobre dos pares de cobre y 2,048 Mbps sobre tres pares.

Por último, la variante SDSL es similar a HDSL, ya que soporta transmisiones simétricas, pero utiliza un solo par de cobre. La tabla 1 muestra una comparación de ADSL con otras tecnologías relacionadas.

Tabla 1. Comparación de ADSL con otras tecnologías xDSL

2. ¿Cómo es posible el salto de los 56Kbps a los 2 Mbps?

Los bucles de abonado que unen los domicilios de los usuarios con su correspondiente central local tienen por su constitución física grandes limitaciones de ancho de banda. Hasta la aparición del ADSL, sólo se podían transmitir caudales de hasta 64kbps en la banda de frecuencias que va desde los 0Hz hasta los 4Khz. Es decir, las transmisiones de voz y datos se realizaban en banda vocal mediante módems (desde los V.32 a 9,6Kbps hasta los V.90 a 56Kbps).

La red de acceso pues, se convertía en el principal cuello de botella, para permitir el paso de aplicaciones telemáticas que requerían grandes caudales de información (videoconferencias, intercambio de ficheros, etc.).

Una solución, pasa por cambiar las antiguas redes de cobre por redes de fibra, pero para el operador tradicional, esto supone inversiones demasiado grandes, sobretodo si se pueden encontrar tecnologías que aunque no tengan las prestaciones de la fibra, satisfagan las demandas a mediano plazo de los clientes.

La primera generación de módems ADSL era capaz de transmitir velocidades descendentes de hasta 1.5Mbps, mientras que los nuevos estándares sobre ADSL permiten en la actualidad hasta los 8 Mbps.

Con estas cifras, las redes pasan de meras transportadoras de telefonía y datos a baja velocidad a convertirse en redes de banda ancha multiservicio capaces de ofrecer a los usuarios nuevos contenidos.

La siguiente figura 1 muestra un modem router ADSL.

Figura 1. Modem Router ADSL

3. ¿Qué es y que consigue ADSL?

Fundamentalmente ADSL es una nueva técnica de modulación que se diferencia de las usadas en los módems convencionales por la banda de frecuencias en las que trabaja. Los de banda vocal (V.32 a V.90), se centran en la banda de frecuencias destinada a telefonía (300Hz-3.400Hz), mientras que los módems ADSL operan en un margen de frecuencias mucho más amplio (24KHz-1.104KHz, aproximadamente).

La figura 2. muestra la implementación de ADSL.

Figura 2. Implementación de ADSL

El hecho de que voz y datos puedan coexistir simultáneamente en el mismo par se consigue modulando en frecuencia los datos en una banda superior. Y utilizando un sistema de filtraje en el origen y en el destino es posible separar las dos señales.

La figura 3 muestra la utilización de un spliter en ADSL.

Figura 3. Utilización de un spliter en ADSL

En un principio se desarrollaron dos técnicas de modulación diferentes para ADSL: la modulación CAP (Carrierless Amplitude Phase) y la modulación DMT (Modulation Discrete Multi-Tone). Ambas basadas en el sistema de modulación en cuadratura o QAM8 aunque cada una lo adopta de forma distinta.

Finalmente los organismos de estandarización (ANSI y ETSI) optaron por la solución DMT, con mayor rendimiento.

La solución DMT emplea varias portadoras, como si de diversos módems de banda vocal se tratara. Cada una de las portadoras, denominadas subportadoras, se modulan en cuadratura (de aquí el uso de QAM) por parte del flujo de datos a transmitir. Las subportadoras están separadas entre sí 4,3125 KHz y el ancho de banda que ocupa cada una de ellas es de 4KHz. El número de subportadoras en el módem del usuario es de un máximo de 32, pudiendo llegar a 256 en el lado de la central. (Ver figura 4)

Figura 4. Esquema en Frecuencia de Señales

Otro de los grandes escollos a vencer, es el producto ancho de banda por distancia, que suele ser constante en un canal de transmisión.

K = BW * d

O sea, que si la distancia entre emisor y receptor sube, el ancho de banda (BW) disponible deberá bajar para que el producto de estas dos magnitudes sea constante. Todo ello se debe a la gran atenuación que sufren las señales al circular por el par de cobre, proporcional a la frecuencia que tengan.

Antes de que un cliente pueda contratar el servicio, se le tendrán que hacer una serie de pruebas, entre las que se incluye el conocer la distancia entre su oficina o domicilio y la central a la que corresponde. Pruebas de campo experimentales en la red telefónica, han demostrado que hasta una distancia de 2,6 Km de la central, en presencia de ruido, se obtiene un caudal de 2 Mbps en sentido descendente y de hasta 0,9 Mbps en sentido ascendente. La figura 5 muestra las pruebas de campo.

Figura 5.  Prueba de Campo

4.      Arquitectura de servicio

 La figura  6  muestra la arquitectura de servicio de la tecnología ADSL.

Figura 6. Arquitectura de servicio de ADSL

En la central se reciben distintas señales ADSL de los distintos clientes, cada una de ellas pasa por su filtro (o splitter) y de allí se concentra en un único punto para ser transportada por una red ATM.

Se denomina DSLAM (ver figura 7) al multiplexor que unifica a las líneas ADSL que llegan a la central. Un conjunto de centrales, a su vez, forma una demarcación.

Figura 7. DSLAM

5. Modalidades de las conexiones comerciales

Aunque técnicamente se podía haber llegado a velocidades más altas, se han definido en 1999 de acuerdo con pruebas de campo, tres modalidades de conexión A, B y C que el operador solicitará para cada uno de los usuarios de ADSL.

Los valores establecidos son los siguientes (ver figura 8.):

Figura 8. Modalidades de conexiones

En octubre de 1999 y para evitar quejas debido a los altos precios de las distintas modalidades, aparece definida en el BOE una nueva modalidad denominada D en la que no hay garantía de velocidad mínima. La velocidad máxima en el sentido Red-Usuario es de 256Kbps y en el sentido Usuario-Red corresponde a 128Kbps.

Todo el sistema se basa en conexiones ATM de velocidad variable, para cada una de las cuales se garantiza una velocidad sostenible mínima (SCR12) y una velocidad de pico (PCR13). La facilidad del acceso indirecto al bucle de abonado, garantiza la entrega al operador del tráfico contratado por Circuito Virtual, con el PCR y el SCR acordados y con una probabilidad de pérdida de célula (CLR).

El informe de ASTEL14 a la Comisión Europea, (de junio de 1999), es tajante en este aspecto: Al no establecerse niveles garantizados de los retardos máximos de transmisión o variación de los mismos, sino únicamente el ratio de células pérdidas, no se puede garantizar la calidad final del servicio ni la posibilidad de una transmisión sin retardos. La velocidad mínima garantizada es del 10% de la velocidad de pico es decir, en el mejor de los casos para una velocidad de 2 Mbps (sentido Red-Usuario) se llegaría a 200Kbps. Por lo que no podrán prestarse servicios que requieren de una transmisión en tiempo real (como son la voz sobre IP, o el vídeo on demand, etc.). La tecnología ADSL que ofrece Telefónica únicamente facilita el acceso a Internet de banda ancha.

Instituto Nacional de Investigación y
Capacitación de Telecomunicaciones, INICTEL-UNI
Universidad Nacional de Ingeniería (UNI)

Referencias:

·      “Comunicaciones y Redes de Computadores”,  Wlliam Stallings,  Séptima Edición.  Editora Pearson

·      “Redes de Computadores e Internet”, Fred Hasall, 5ta. Edición. Editora Pearson

·      Comer, Douglas E. "Internetworking with TCP/IP Principles, Protocols, and Architectures" 4ª Edición vol. 1, 2000, Prentice Hall..

·      Stallings, William. “Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio”, 2ª Edición. Prentice Hall, 2004.

·      “Computer Networks”, TANENBAUM, S. Prentice-Hall International Editions, 1988. “Asymmetric Digital Suscriber Line (ADSL) Metallic Interface”, ANSI T1.413, 1998.

·      Albin Johansson, “ADSL Lite, El habilitador de Banda Ancha para el Mercado de Masas”, Ericsson Review nº 4, 1998.

·      G. Eilenberger, Th. Pfeiffer, Y. Van de Voorde, y P. Vetter, “Soluciones Opticas para la Red de Acceso”, Revista de Telecomunicaciones de Alcatel, 3º trimestre de 1998.

·      M. Humphrey y J. Freeman, “How xDSL Supports Broadband Services To The Home”, IEEE Network, enero/febrero de 1997.

·      Peter Mitchell, “Hybrid Networks Secure Broadband To The Home”, Broadband Access, noviembre/diciembre 1997.

·      D.Y. Al-Salameh, M.T. Fatehi, W.J.Gartner, S. Lumish, B.L. Nelson, y K.K. Raychaudhuri, “Optical Networking”, Bell Labs