Capítulo 2
La Capa Física
Autor: Santiago Felici
Fundamentos de Telemática
(Ingeniería Telemática)
1
Sumario
•
•
•
•
Principios básicos
Medios físicos de transmisión de la información
Cableado estructurado
El sistema telefónico. Multiplexación PDH y
SONET/SDH
Ejemplos:
• Interfaces serie: RS-232 y otros
• POTS: Modems
• RDSI
• ADSL
2
Capa Física
Repetidor
Conector
en ‘T’
Envía bits por el medio físico asociado. PDU=bit!!!!
N=1
3
Principios básicos
• Señal analógica vs señal digital
– La señal analógica utiliza una magnitud con una
variación continua.
– La señal digital emplea valores discretos, predefinidos
• Módem vs Códec
– Módem (MODulador-DEModulador): convierte de
digital a analógico y viceversa
– Códec (Codificador-DECodificador): convierte de
analógico a digital y viceversa
4
Técnicas de codificación y modulación
x(t)
g(t)
Analógica a
digital
x(t)
Codificador
g(t)
Decodificador
t
CO
DEC
Codificación en una señal digital
s(t)
m(t)
Digital a
analógica
m(t)
s(t)
Modulador
Analógica
Demodulador
t
MO
DEM
Modulación en una señal analógica
5
Modem vs Codec
- Modems para transmistir analógico en el bucle de abonado
- Codec para transmitir digital dentro de las centrales (Telco)
6
Datos analógicos y digitales, señales analógicas y digitales
Datos analógicos
Señal analógica
Teléfono
Datos digitales
Señal analógica
Módem
Señal analógica
Señal digital
Códec
Ejemplo: teléfono RDSI
Datos digitales
Señal digital
Las señales
analógicas
representan la
información
como
variaciones
continuas del
voltaje
Las señales
digitales
representan la
información
como pulsos de
voltaje
Transmisor digital
Ejemplo: tarjeta RDSI para ordenador
7
Modulación
El proceso de modulación se utiliza para adaptar una señal
a enviar, al medio físico por el cual va a ser
transportada. Cada medio físico tiene las modulaciones
más apropiadas, según las características intrínsecas al
medio: ruido, atenuación, velocidad, ancho de banda, impedancias,
distancias, sincronismo, probabilidades de error, etc
También se puede interpretar la modulación como un proceso para
robustecer la señal.
Componentes:
Señal portadora (señal de adaptación al medio)
Señal moduladora
Señal modulada
x
(señal que lleva información)
8
Clasificación de modulaciones
Señal moduladora
P
o
r
t
a
d
o
r
a
Moduladora/
Portadora
Analógica
Digital
Analógica
AM, FM, PM:
amplitude,
frequency and
phase modulations
ASK, FSK, PSK:
amplitude, frequency and
phase shift keying
QAM: Quadrature
Amplitude Modulation. Ej
modems analógicos
Digital
PAM, PDM (o
PWM), PPM,
PCM: pulse
amplitude, duration
o wide, position,
code modulation. Ej
GSM
Codificación NRZ-L o
NRZI: no return to zeroLevel o -Invert on ones,
Bifase, Manchester,...
Ej. RDSI
9
Modulación de una señal digital con portadora analógica
0
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
Señal binaria
ASK
( ejemplo On Off Keying, OOK)
FSK
PSK
Cambios de fase
10
Modulación de una señal analógica con portadora digital
Señal analógica
8.2
PAM
2.8
8
3
PCM
PAM->Q (cuantificador)->PCM
P.ej:
8.2 ->8->1000 binario
2.8 ->3->0011 binario
11
Diversos formatos de codificación de señales digitales con portadora digital
0
NRZ-L
1
0
0
1
1
0
0
0
1
Códigos de línea
1
}
NRZ
}
Multinivel
}
Bifase
NRZI
AMI-Bipolar
Pseudoternario
Manchester
Manchester
Diferencial
12
Códigos de línea: explicación
Los problemas de los códigos de línea para transmisión son: la
transmisión de contínua (lo cual tiene inconvenientes en largas
distancias porque se atenúa) y la sincronización (por ejemplo, en el
caso de una secuencia larga de 0s).
Los códigos NRZ, como NRZ-L no resuelve ninguno de los problemas
anteriores. NRZ-I cambia la polaridad con los 1s (si hay 1 en la línea,
el 0 pasa a 1 y el 1 a 0) tratando de mejorar NRZ-L.
Para eliminar la componente contínua (DC, direct current), se utilizan los
códigos multinivel (AMI-Bipolar y Pseudoternario), pero siguen sin
introducir sincronismo. El AMI-Bipolar codifica 0 como 0voltios y 1
como +V o –V. El Pseudoternario, es igual que el AMI-Bipolar pero
al revés, codifica 1 como 0voltios y 0 como +V o –V.
Finalmente, para introducir sincronismo de utilizan códigos Bifase, como
Manchester, que codificar 0 como transición de 0 a 1 y 1 como
transición de 1 a 0 (realmente no están definidas las transiciones y se
obtiene el código por los bits de preámbulo). La versión diferencial,
actúa como Manchester, pero siguiendo la misma asignación de
valores codificados que el NRZ-I
13
Códigos de línea: explicación
Los códigos Manchester hemos visto introducen una
transición al medio, lo que implica duplicar la frecuencia,
por tanto estos códigos no son utilizados para largas
distancias dado que sufrirían una fuerte atenuación.
En el caso de largas distancias, son preferidos los códigos
multinivel y para resolver su falta de sincronismo, se
utilizan técnicas de inserción de bits, como B8ZS y
HDB3 (utilizada en EEUU y Europa respectivamente), que consisten
en: cuando existe una secuencia seguida de 1s o 0s, se
modifica este secuencia de forma que rompa la secuencia.
Obviamente, el receptor ha de deshacer dicho intercambio.
Ejemplo, la RDSI utiliza en EEUU codificación B8ZS de
forma que si se detectan 8 0s se sustituye la secuencia por
000-+0+-, siendo – y + 1s con diferente polaridad.
14
Distinción entre bps y baudio
• Bits por segundo (bps)
• Baudio (concepto físico): veces por segundo que puede
modificarse la onda electromagnética para transmitir la
información o símbolos por segundo.
El número de bits por símbolo depende del número de valores
posibles de la magnitud utilizada para codificar la
información.
Ejemplo 1: con 2 valores (1 y 0) por símbolo 1 baudio = 1
bps
Ejemplo 2: con 8 símbolos, puede asignar a cada símbolo 3
bits, por tanto 1 baudio= 3 bps
El número de bits asignados por símbolo son:
bits/símbolo=log2(número de niveles o símbolos)
15
Constelaciones de algunas modulaciones habituales:
moduladora digital y portadora analógica
1
2,64 V
10
11111
10
0,88 V
11
-0,88 V
01
-2,64 V
00
0
00
Portadora
11
01
11000
01101
00011
00100
Binaria
2B1Q
QAM de
QAM de 32 niveles
simple
(RDSI)
4 niveles
(Módems V.32 de 9,6 Kb/s)
1 bit/símb.
2 bits/símb.
2 bits/símb.
5 bits/símbolo
La transmisión se realiza en el espacio complejo con señales
desfasadas 90º como seno y coseno
16
Muestreo: PAM+Q+PCM (codecs, A/D, D/A)
Antes hemos partido de una secuencia binaria
0101100100100, pero esta secuencia binaria procede de un
señal analógica digitalizada o muestreada. Este proceso
se realiza en los CODECs, también conocidos como
bloques A/D y D/A es decir Analógico/Digital y
Digital/Analógico.
El proceso de muestrear supone tomar una muestra de la señal
analógica y codificarla en digital, pero ¿cuántas muestras
tenemos que tomar para poder reconstruir la señal
analógica original?¿se puede reconstruir?
Obviamente, un ejemplo claro de la digitalización son los
teléfonos GSM ;-)
17
Teorema de Muestreo (Nyquist)
Sabemos que las señales se pueden descomponer como un sumatorio de
senos y cosenos cada uno de una amplitud, frecuencia y fase diferente.
Esto se llama Desarrollo Serie de Fourier.
Si dichas sinusoides las muestreamos, el caso más crítico de muestreo será
aquella de mayor frecuencia (frecuencia máxima fm que corresponde
con el periodo mínimo Tmin=1/ fm) la cual vamos a llamar:
f(t)=A sin(2fm t+ ) donde A: amplitud, t: tiempo y : fase de la señal.
El Teorema de Muestreo formulado por Nyquist 1924 dice: que si
queremos reconstruir una señal de frecuencia máxima fm, debemos de
muestrear a 2fm y la frecuencia de muestreo (sampling) se llama fs o
también frecuencia de modulación.
Ejemplo1, si un instrumento musical emite tonos (o sinusoides) de
20KHz, debo muestrear a 40KHz (40.000 muestras por segundo).
Ejemplo 2: los CD de audio muestrean la señal 44.100 veces por segundo,
por tanto pueden captar frecuencias de hasta 22,05 KHz
Ejemplo3, si la voz humana tiene un espectro de 4Khz, para poder
muestrear y recuperar la señal requeriríamos 8.000 muestras por
18
segundo, o 8000 baudios.
Teorema de Muestreo (Nyquist): demostración simple
Podemos verlo fácilmente si tenemos en cuenta que, si sólo tenemos un
valor o muestra por periodo, es decir muestreando a fm no seríamos
capaces de conocer ni la amplitud ni la fase.
Sin embargo con al menos 2 muestras como dice el Teorema, dos puntos
de f(t) sí que somos capaces de trazarla, por ejemplo si tenemos el
mínimo y el máximo de f(t) podemos trazar entre dichos puntos la
sinusoide f(t). Además, los puntos están equidistantes, porque siempre
se muestrea a la misma velocidad.
Otra forma de verlo, es fm = fs /2 y fs la conocemos contando las muestras
en un segundo. Si tenemos los puntos (t1,f(t1)) y (t2,f(t2)), siendo t2=
t1+Tmin /2, podemos plantear el sistema de ecuaciones
Ecuación 1: f(t1)=A sin(2fm t1 + )
Ecuación 2: f(t2)=A sin(2fm t2 + )
Por tanto, tenemos 2 ecuaciones y 2 incógnitas A y , con lo cual podemos
resolver y despegar las incógnitas.
19
Interpretaciones prácticas sobre
Nyquist
En una señal cuando se transmite, la capacidad que
posee para transportar información, o bien viene
limitado por la propia señal (que es lo visto
anteriormente, una señal con frecuencia máxima
fm) y su ancho de banda, o bien viene limitado por
el ancho de banda del canal en la que es
transmitida. En resumen, o el ancho de banda lo
fija la fuente o bien el canal.
Ej. La voz humana, tiene un BW >4KHz, pero los
circuitos de las centrales operan hasta 4KHz.
20
Espectro acústico de la voz y la música
Límite superior
de la radio FM
Límite superior
de la radio AM
Canal telefónico
Potencia relativa
0 dB
MÚSICA
-20 dB
-40 dB
VOZ
Rango dinámico
aproximado de
la música
Rango dinámico
aproximado
de la voz
Ruido
300 Hz
3,4 KHz
-60 dB
10 Hz
100 Hz
1 KHz
10 KHz
100 KHz
Frecuencia
Potencia relativa=Potencia/Potencia máxima
21
Teorema de Nyquist en un canal (limitación por canal)
En un caso general, como un canal analógico (que transporta señales analógicas no
moduladas), se puede demostrar que los baudios (símbolos por segundo)
posibles enviados con un canal de ancho de banda BW es:
Capacidad [baudios]=2*BW [Hz]
Si fuera modulada, sería Capacidad [baudios]=BW [Hz]
Y la capacidad binaria de dicho canal es:
Capacidad [bits/segundo]= 2*BW*log2(número de niveles por símbolo)= 2*BW*log10(número de
niveles por símbolo)/ log10(2)
El número de niveles por símbolo lo determina la constelación de la modulación
utilizada.
Pero el número de símbolos a introducir en un canal tiene también un límite ...
En el caso del canal telefónico, como utilizamos de 300 a 3400 Hz, al ser
modulada porque no parte de 0 Hz, sino que va metida en la banda 300 a
3400Hz, el máximo de baudios son 3100 baudios.
22
Relación señal/ruido
• La relación señal/ruido, también SR o S/N
(Signal to Noise Ratio) se mide
normalmente en decibelios (dB):
S/N (en dB) = 10* log10 (S/N)=S(db) – N(db)
Ejemplo 1: S=10Kwatios N=5Kwatios, por
tanto S/N (db)= 10* log10 (10/5)
Ejemplo 2: S/N = 36 dB, por tanto la señal es
103,6 = 3981 veces mayor que el ruido
23
Ley de Shannon (1948)
La cantidad de información digital (límite y teórica) que puede
transferirse por un canal analógico está limitada por su ancho
de banda (BW) y su relación señal/ruido lineal (S/N), según
la expresión:
Capacidad [bits por segundo] = BW [Hz] * log2 (1 + S/N)
= BW * log10(1+S/N)/log10(2)
Ejemplo: En el sistema telefónico, la máxima S/N que se puede obtener debido
al proceso A/D y D/A realizado sobre la voz es de 36 dB (=103.6). Si el canal
utilizado para enviar la voz es de 3,1KHz[1], por tanto la capacidad binaria
del canal es :
Capacidad [bps] = 3,1 KHz * log2 (1+3981) = 37,07 Kbps
Que es la máxima capacidad teórica según Shannon que puede transmitirse
en bps en un canal analógico, donde la S/N del canal, queda fijada por el
proceso de cuantificación A/D de los conversores en la entrada a las
centrales.
[1]Los 3.1KHz proceden de utilizar márgenes de seguridad en los propios
canales de voz con 4KHz reservados.
24
Sumario
•
•
•
•
Principios básicos
Medios físicos de transmisión de la información
Cableado estructurado
El sistema telefónico. Multiplexación PDH y
SONET/SDH
Ejemplos:
• Interfaces serie: RS-232 y otros
• POTS: Modems
• RDSI
• ADSL
25
Conceptos básicos: ondas
• Onda electromagnética: es un campo eléctrico magnético
que se propaga por un medio a una velocidad propia de
éste (por ejemplo en el caso del aire, la velocidad de
propagación es la misma que la velocidad de la luz c=108
m/s), vibrando a una frecuencia determinada (como un
plano desplazándose en longitudinal), con un
comportamiento periódico en el eje longitudinal de su
propagación, con periodo o repetición a longitudes
constantes, que se llaman longitudes de onda () y se
define  =c/f, siendo c la velocidad de la luz y f la
frecuencia de oscilación.
• Problemas: Esta onda, en el caso de chocar con alguna
imperfección puede producir reflexiones, y además, si el
medio tiene muchas pérdidas, se puede atenuar.
26
Velocidad de propagación de las ondas
electromagnéticas
Medio
Velocidad (Km/s)
Vacío o aire
300.000
Cobre
200.000 (aprox.)
Fibra Óptica 180.000 (aprox.)
• La velocidad de propagación impone un retardo mínimo en
la transmisión de información; además hay que contar el
que introducen los equipos
27
Medios físicos de transmisión de la
información
• Medios guiados (Ondas electromagnéticas)
– Cables metálicos (normalmente de cobre)
• Coaxiales
• De pares trenzados (apantallados o sin apantallar)
– Cables de fibra óptica
• Multimodo
• Monomodo
• Medios no guiados (también Ondas electromagnéticas)
– Enlaces vía radio
– Enlaces vía satélite
28
Conceptos básicos: CABLES METALICOS
• Impedancia característica de un cable: es la impedancia que ve una
fuente conectada a un extremo de un cable, estando el otro extremo del
cable abierto. Es un valor característico e intrínseco de la construcción
del cable (la R, L y C por metro de cable) y su valor es Z0=(L/C)
• Adaptación de impedancias: se dice que la fuente y la carga están
adaptadas al cable, cuando sus impedancias coinciden con Z0
• Coeficiente de reflexión =(Zl-Z0)/(Zl +Z0 )
La carga (load en inglés) o fuente que se conecta al extremo de un cable
tiene una impedancia de Zl .
En el caso que exista adaptación  =0, sin embargo si NO existe
adaptación,  es diferente de cero y por tanto aparecen ondas
electromagnéticas reflejadas en el cable.
Esta desadaptación, pueda ser debidida a equipos no adaptados, a
empalmes y conectores mal realizados, imperfecciones del cable, etc
29
CABLES METALICOS
Problemas de la transmisión de señales
• Atenuación
– La señal se reduce con la distancia debido a:
• Calor (resistencia)
• Emisión electromagnética al ambiente
– La pérdida por calor es menor cuanto más grueso es el
cable
– La pérdida por emisión electromagnética es menor
cuanto más apantallado está el cable (menos emisión
electromagnética)
– La atenuación aumenta con la frecuencia
(aproximadamente proporcional a la raíz cuadrada de
ésta)
30
CABLES METALICOS
Problemas de la transmisión de señales
• Dispersión. Variación de la velocidad de propagación de la
señal en función de la frecuencia, dado que el cable es un
sistema formado por L y C cuyo comportamiento varía con la
frecuencia. Se considera una interferencia interna que genera
ensanchamiento de pulsos.
• Conexión entre edificios con diferente potencial, lo cual crea
una corriente estática de gran intensidad por el conductor
metálico que puede dañar los equipos conectados. Esa
diferencia de potencial es debida a la propia construcción de la
arqueta de “toma de tierra”, lo cual hace que exista potencial
diferente entre diferentes tomas. Solución: conexión óptica por
fibra
• Interferencias electromagnética externas: Los cables se
comportan como antenas y por tanto captan los campos
eléctrico magnéticos del ambiente (motores, monitores,
31
tormentas, emisoras ...).
Fuentes de interferencia externa
• Tormentas: La diferencia de potencial generada con una tormenta es V=E*l,
es decir el producto escalar del campo eléctrico ambiente (E) por la longitud
del cable (l). En una tormenta E puede ser de miles de voltios por metro, por
lo tanto con un tendido de cable de 1 km, pueden haber problemas, que
pueden destruir todos los equipos conectados a dicho cable. Solución: utilizar
fibras en estos tendidos tan largos.
• Motores, emisiones de radio y TV, etc.: Son campo eléctricos pequeños.
Existen especificaciones y normativas para guardar distancias entre los
cables de alimentación y los de datos, normalmente 1 metro. Solución:
apantallamiento metálico
• Señales paralelas: diafonía o crosstalk (efecto de cruce de líneas). La
diafonía es un fenómeno por el que conversaciones en otros pares, por
proximidad se introducen en otro para. Solución: apantallar o trenzar cada
par. Este fenómeno aumenta con la frecuencia y puede ser:
– Del extremo cercano o NEXT (Near End Crosstalk): señal inducida en el
lado del emisor
– Del extremo lejano o FEXT (Far End Crosstalk): señal inducida en el lado
receptor
32
CABLE COAXIAL
• Es el que tiene menor atenuación y menor
interferencia. La impedancia puede ser de
50 o 75 
• 50 : usado en redes locales Ethernet
(10BASE2 y 10BASE5) para banda base
• 75 : usado en conexiones WAN y redes
CATV (Community Antenna TeleVision) o
TV en radiofrecuencia
33
Partes del cable coaxial
funda
(polyethylene)
Malla o papel aluminio
Material asilante
Conductor de cobre o alumnio
Este tipo de cables por su apantallamiento, evita que la señal
interna radie y que las señales externas inyecten
interferencias. Sin embargo, son más complicadas de
manipular que los pares trenzados. La atenuación es la
principal causa de error.
34
CABLE DE PARES TRENZADOS
• La base del bucle de abonado del sistema telefónico.
También se utiliza en todos los sistemas de red local
modernos
• Los pares suelen ir trenzados para minimizar interferencias
• Inadecuado para largas distancias por la atenuación
• Según el apantallamiento puede ser:
– UTP (Unshielded Twisted Pair)
– STP (Shielded Twisted Pair)
– FTP o ScTP (Foil Twisted Pair o Screened Twisted
Pair)
35
Conceptos básicos: Pares trenzados
Los cables en función de su construcción y su respuesta en frecuencia, se
clasifican en categorías (cat1- cat7) según EIA/TIA 568.
Además, para las características de conducción, según el tipo de hilo de
cobre, sus características, etc. ...existe una clasificación americana
aceptada internacionalmente, llamada la AWG (American Wire
Gauge), donde relaciona para cada tipo de cable, el diámetro en mm
del hilo de cobre, el área del conductor, de forma que permite asignar y
catalogar los cables con una escala arbitraria definida por la AWG.
Cabe destacar que a mayor escala de AWG, se asocia a diámetros más
pequeños.
Además cada cable, también tiene asociadas características adicionales en
función de la cubierta utilizada, temperaturas, resistencia a la
corrosión, etc
Ejemplo: los cables más utilizados como categoría 5 son 24AWG de 0,51
mm de diámetro y para categoría 7, 23 AWG de 0,57 mm de diámetro.
36
Cubierta hecha con
material aislante
Aislante de
cada conductor
Alambre de cobre.
Normalmente AWG 24
( 0,51 mm)
Vista transversal de un cable UTP-5 de cuatro pares
37
Atenuación
Srecibida= Stransmitida –Atenuación (dB)
• A 10 MHz la potencia de la señal en un cable tipo
RG-58 (coaxial fino, Z0 =50 ohms) se reduce a:
– la mitad en 75m
– la cuarta parte en 150m
– la octava parte en 225m
1/2 = 10-0,3 = 3 dB
1/4 = 10-0,6 = 6 dB
1/8 = 10-0,9 = 9 dB
Información obtenida de especificaciones según
fabricante.
38
Atenuación en función de la frecuencia de algunos cables típicos
Atenuación (dB/Km)
30
Cable de pares
trenzados galga
AWG 24 ( 0,51 cm)
10
Cable coaxial
grueso ( 0,95 cm)
3
1
1
Fibra
óptica
0,3
0,1
1 KHz
1 MHz
1 GHz
Frecuencia
1 THz
1 PHz
39
Atenuación en función de la frecuencia para
un bucle de abonado típico
Frecuencia (KHz)
0
100 200
300
400
500
600
700
800
900 1000
0
Atenuación (dB)
20
40
60
3,7 Km
5,5 Km
80
100
120
40
Categorías de cables de pares trenzados
TIA/EIA 568
Categoría
Vueltas/m Frec. Máx. Capac. Máx. datos
(MHz)
(Mb/s)
1
0
No espec.
No se utiliza
2
0
1
1 (2 pares)
3
10-16
16
100 (2 pares)
4
16-26
20
100 (2 pares)
5
26-33
100
1000 (4 pares)
5e
100
1000 (4 pares)
6
250
4000
7 (desarrollo)
600
10000
41
Atenuación (en dB/100m) de diversos
tipos de cable a varias frecuencias
MHz
UTP-3
UTP-5
STP
1
2,6
2,0
1,1
4
5,6
4,1
2,2
5
3,2
10
16
6,5
13,1
4,6
8,2
4,4
25
10,4
6,2
100
22,0
12,3
300
RG-58
(10BASE2)
21,4
42
Aplicación de los tipos de cables de pares más habituales
10 Gb/s
ATM 2,5.
Por definir
G. Eth.
1 Gb/s
ATM 622.
ATM 155.
F. Eth.
FDDI
Requiere
tecnología
sofisticada
(dudoso)
Requiere
tecnología
sofisticada
Cat. 5
Cat. 5E
100 Mb/s
Requiere
tecnología
sofisticada
T. R. 16 Mb
Eth.
10 Mb/s
T. R. 4 Mb
1 Mb/s
Cat. 3
G. Eth : Gigabit Ethernet, F. Eth: Fast Ethernet, T. R. Token Ring
Cat. 6
Fibra
43
Diafonía o Crosstalk
La señal eléctrica transmitida por un par
induce corrientes en pares vecinos
La señal inducida en cables vecinos se propaga en ambas direcciones
44
Near end Crosstalk (NEXT)
El NEXT lo produce la señal inducida que vuelve y es
percibida en el lado del emisor
45
Far end crosstalk (FEXT)
El FEXT lo produce la señal inducida que es percibida
en el lado receptor. Es mas débil que el NEXT
46
Cálculo de FEXT y NEXT
• NEXT (o NEXT–A en los Fluke DSP 2000 de prácticas): se
transmite dos señales de referencia por par “x” e “y” y se mide en el
par “x”, la potencia emitida menos la interferencia generada producida
por la señal emitida en el otro par.
Se transmite y recibe en local:
NEXT-A=Spar x-Iemitida en par “y” pero recibida por el “x”
• FEXT (o NEXT–B en los Fluke DSP 2000 de prácticas): se
transmite dos señales de referencia por el extremo remoto y se mide
en un par local, la potencia recibida menos la interferencia generada
localmente producida por la señal emitida por el otro par remoto.
Se transmite en remoto y se recibe en local:
NEXT-B=S(recibida)par “x”-I(recibida)emitida en par “y” pero recibida por el “x”
47
Componentes del Crosstalk: FEXT y
NEXT
• El NEXT-A y el NEXT-B disminuye con la
frecuencia, es decir aumenta la interferencia.
• El NEXT-A es más fuerte que el NEXT-B porque
la intensidad de la señal inducida en el extremo
cercano (local) es mayor.
• Si se usa una frecuencia distinta en cada sentido
(ej.: ADSL) la diafonía no es problema
48
Cable propuesto para categoría 7
(STP: Shielded Twisted Pair)
49
Atenuación y Diafonía
• La atenuación se puede compensar con un emisor más
potente y/o un receptor más sensible
• Con una emisión más potente, la diafonía (especialmente el
NEXT-A) aumenta e impone una limitación.
• A medida que aumenta la frecuencia la atenuación y la
diafonía aumentan (NEXT-A o B disminuye).
• Para un cable dado existe una frecuencia a la cual la
intensidad de la diafonía es comparable a la de la propia
señal; esa es la frecuencia máxima aprovechable de un
cable y fija su ancho de banda
• Es el límite de frecuencia (el ancho de banda del canal),
porque si la atenuación se soluciona con la potencia, a
mayor potencia mayor diafonía, por tanto existe un límite.
50
Estudio de la relación señal/ruido
Señal recibida es la señal atenuada del emisor
Ruido es debido principalmente a la diafonía
Interferencia externa
(la consideramos despreciable)
Señal
Receptor
(Entrada)
Transmisor
(Salida)
Ordenador
diafonía
Señal
Receptor
(Entrada)
Conmutador
o hub LAN
Transmisor
(Salida)
Transmisión de la señal en una conexión
LAN sobre cable de pares trenzados
51
Se necesita mas señal (electrones azules
y morados) que NEXT (electrones grises)
Señal
(de remoto a local)
Transmisor
(salida)
Ordenador
Receptor
(entrada)
NEXT
(local)
NEXT
(remoto)
Receptor
(entrada)
Conmutador
LAN
Transmisor
(salida)
Señal
(de local a remoto)
¡Observar aquí y aquí!
El límite viene dado cuando en el receptor, los electrones
recibidos igualan a los recibidos por diafonía.
52
Relación entre Atenuación, Diafonía y ACR
Potencia de
señal (dB)
NEXT
ACR=0 dB
ACR
(Attenuation/
Crosstalk Ratio)
Atenuación
0 dB
0 MHz
Ancho de banda
Frecuencia
(MHz)
53
ACR
• La calidad de un cable para transmitir una señal viene dada por
el cociente entre la diafonía y la atenuación, que se denomina
ACR (Attenuation Crosstalk Ratio)
• El ACR refleja el margen de seguridad con que funciona el
cable. También se denomina rango dinámico
• Si se expresa todo en dB el ACR se puede calcular como:
ACR = Atenuación - Diafonía (NEXT)
• La Atenuación y la diafonía se miden (por ejemplo con un
probador de cables como el Fluke DSP2000 de prácticas). El
ACR se calcula (el Fluke puede hacer los cálculos)
• Un ACR de 0 dB significa que “atenuación=diafonía (next)”
puesto que log(1) = 0
54
Atenuación y diafonía (NEXT) en función de la
frecuencia para cables categoría 5 y 6
0
10
20
dB
30
40
Aten. Cat. 6
50
Aten. Cat. 5
NEXT-A Cat. 6
60
NEXT-A Cat. 5
70
0
50
100
Frecuencia (MHz)
150
200
55
FIBRAS OPTICAS
ventajas e inconvenientes
+ Mayor ancho de banda, mayor capacidad
+ Mucho menor atenuación, mayor alcance
+ Inmune a las interferencias electromagnéticas,
pues emite en frecuencias de la luz
+ Mayor seguridad, porque el pinchamiento es
complicado
+ Inmune a la oxidación
+ Genera aislamiento eléctrico por ser óptico
+ Tasa de errores muy baja
- Costo más elevado
- Manipulación más compleja y delicada
56
FIBRAS OPTICAS: características
• La transmisión es en modo simplex, requiere una
fibra para transmisión y otra para recepción
SIEMPRE HAY QUE CONECTAR LA
FUENTE
DE EMISIÓN DE UN EQUIPO CON
EL RECEPTOR
Tx
Rc
DEL OTRO EQUIPO
• Se basa en el fenómeno de la reflexión,
relacionado con los índice de refracción de los
materiales y los ángulos de incidencia
• El tamaño es como el de un cabello humano
• OJO, porque en el caso de luz procedente de un
LASER la observación directa puede dañar la
57
RETINA DEL OJO
Tx
Rc
Fibra óptica: construcción
Revestimiento o cladding (cristal)
Núcleo o core (cristal)
Cubierta de plástico
58
Principios de Fibra Óptica
Onda transmitida
t
Medio 2, n2
Medio 1, n1
Onda incidente
i
r
Onda reflejada
Sean dos medios 1 y 2 con índices de refracción n1 y n2 (n es el índice de
refracción n=c/v, siendo c la velocidad de la luz y v la velocidad de
propagación en el medio), la onda incidente parte se refleja y parte se
transmite, siendo siempre i=r.
Además, la LEY de SNELL dice que “n1 sen i = n2 sen t ” y por tanto si
queremos que toda la luz vaya por el medio 1 debemos hacer t =90º, tal que
sen t =1, con cual nos fuerza a un ángulo mínimo de i (o c), llamado
ángulo crítico, para que sólo haya reflexión y no haya señal transmitida. Por
tanto: n1seni = n2; sen i > n2/n1 y obviamente n1 >n2
Si i > c, la luz será totalmente reflejada.
59
Principios de Fibra Óptica
Además, de igual forma a la
entrada de la fibra también
tenemos un cambio de medio,
pasando del aire (medio 0,
siendo n0=1) a el medio 1.
Volviendo a aplicar la Ley de
Snell entre medio 0 y 1:
sen ØNA = n1cos Ø c
Si tomamos el ángulo mínimo fijado
por el ángulo crítico para que sólo
exista reflexión, obtenemos una
condición de un ángulo mínimo en la
entrada de la fibra, llamado Apertura
Numérica (NA).
Operando:
sen2 ØNA = n2 1 - n2 2
Ángulo mínimo de 90º- c
Sólo la luz que entra a la fibra con un
ángulo menor que ØNA será propagada,
formando el llamado Cono de Aceptación
La luz que incide con un ángulo mayor
que ØNA se perderá en el Cladding
60
Fibras ópticas: propagación y modos
Cuando penetra una onda en la fibra, aquellas ondas que se
propagan forman una onda estacionaria en sentido
transversal y se propaga en la dirección longitudinal de la
fibra. Dicha onda, se llama onda plana, porque el resultado
final es como un plano que se desplaza a lo largo de la
fibra. Esta onda propagada se llama modo, que se puede
entender también como un haz de luz.
No todos los modos pueden propagarse en una fibra, y se
propagan fundamentalmente los modos que viajan
próximos al núcleo de la fibra.
Un modo viene caracterizado por la longitud de onda () y
lleva un ángulo de incidencia diferente entre los medios 1
y 2.
61
Tipos de fibras ópticas
Multimodo
(MultiMode Fiber, MMF)
Cubierta
125 m
Núcleo
62,5 m
Monomodo
(SingleMode Fiber, SMF)
Pulso
entrante
Los múltiples modos que se propagan
generan un ‘jitter’ que ensancha los pulsos Pulso
saliente
y limita la distancia o la frecuencia
Cubierta
125 m
Núcleo
9 m
Al propagarse solo un modo no se
produce ‘jitter’ y el pulso no se ensancha
62
Fibras ópticas
• Dos tipos de diodos:
– LED (Light Emitting Diode) de luz normal (no
coherente): corto alcance y bajo costo. Envía pulsos de
luz, 0s y 1s
– Semiconductor Láser (luz coherente, toda anda en el
mismo modo): largo alcance y costo elevado. Modula
la señal de forma que transporta más información
que los LED.
• Dos tipos de fibras:
– Multimodo o MMF (luz normal): 62,5/125 m o
50/125 m
– Monomodo o SMF (luz láser): 9/125 m
63
Fibra Multimodo
Fibra Multimodo, 4 Filamentos
para interiores cubierta PVC.
Fibra Multimodo, 12 a 144 filamentos
con armadura de acero para exteriores.
64
Fibra Monomodo de enlace
Fibra Monomodo, tipo Jumper
duplex (2 filamentos)
Diagrama transversal
65
Caja de Empalme (Shelf)
Placa de Empalme para Fibra Optica, Tipo Rack (Shelf)
para 24 cabeceras Tipo ST.
66
Conectores de Fibra Optica
Conector de Fibra Tipo ST
Conector de Fibra Tipo SC
67
Conectores de Fibra Optica
Conector de Fibra Tipo LC
Adaptador LC/ST
68
Dispersión Cromática
• La velocidad de la luz en el vidrio depende de su índice de
refracción.
• El índice de refracción depende de la longitud de onda, por
lo que las diferentes componentes de un pulso viajan a
diferente velocidad (las frecuencias mayores viajan más
deprisa. Como consecuencia de esto el pulso se ensancha.
• Para atenuar este efecto se han desarrollado en los últimos
años fibras especiales:
– DSF (Dispersion Shifted Fiber)
– NZDS (Non-Zero Dispersion Shifted)
– DCF (Dispersion Compensating Fiber)
69
Dispersión Cromática
• En fibra multimodo con luz normal el haz se produce un
ensanchamiento del pulso debido a los diferentes haces de
luz (‘modos’) que viajan por la fibra a diferentes
velocidades.
• En el caso de las fibras monomodo la dispersión se
produce por la propagación de diferentes  dentro del
modo. Este tipo de dispersión también es conocida como
dispersión intramodal.
• Este efecto es proporcional a la velocidad (anchura del
pulso) y a la distancia. Se mide por el parámetro ancho de
banda que se expresa en MHz*Km
• En equipos actuales la dispersión máxima tolerable es de
500MHz*Km
• Es importante en conexiones de alta velocidad (ATM a 622
Mb/s o Gigabit Ethernet)
70
• La dispersión en fibras multimodo es alrededor de
500MHz*Km y en monomodo mayor de 100GHz*km
Dispersión Cromática
•El efecto de la dispersión cromática es más importante cuanto mayor es:
•La frecuencia de los pulsos (es decir, la tasa en bits/s) y
•La distancia física que la señal ha de recorrer en la fibra
71
Cálculo del alcance por dispersión
• Enlace ATM a 622 Mb/s sobre fibra
multimodo de 500 MHz*Km de ancho de
banda. Supongamos que 622 Mb/s = 622
MHz
• Aplicamos la fórmula:
Ancho de Banda = Frecuencia * Distancia
500 (MHz*Km) = 622 (MHz) * X (Km)
X = 500/622 = 0,8 Km = 800 m
72
Atenuación en fibra óptica según la longitud
de onda
Primera
ventana
0,85 m
2,0
Segunda
ventana 1,30
m
Tercera Cuarta
ventana ventana
1,55 m 1,62 m
Atenuación (dB/Km)
1,8
Los picos corresponden
a absorción producida
por el ión hidroxilo, OH-
1,6
1,4
OH-
1,2
OH-

1,0
0,8

OH-
0,6

0,4
0,2
0
Luz visible
0,8
0,9
Luz infrarroja
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
Longitud de onda (m)
Uso de WDM
73
Ventanas de la Fibra Óptica
• La aplicación determinará el tipo de ventana.
• La fibra óptica no es igualmente transparente a todas las 
(longitudes de onda); hay cuatro ‘ventanas’ en las que es
más transparente:
Ventana
 (nm) Atenuac. Alcance
(dB/Km)
(Km)
Costo optoelectrónica
Usos
1ª
820
900
2,3
2
Bajo
LAN (GE)
2ª (banda S)
1280
1350
0,5
40
Medio
LAN (GE, 10GE),
WAN (SONET)
3ª (banda C)
1530
1565
0,28
160
Elevado
LAN (GE, 10GE),
WAN (SONET,WDM)
GE: Gigabit Ethernet
10GE: 10 Gigabit Ethernet
74
Comparación de emisores de
fibra óptica LED y láser
Característica
Velocidad
máxima
LED
Láser
semiconductor
Baja (622 Mb/s) Alta (10 Gb/s)
Fibra
Multimodo
Multimodo y
Monomodo
Distancia
Hasta 2 Km
Hasta 160 Km
Vida media
Larga
Corta
Sensibilidad a la
temperatura
Pequeña
Elevada
Ventana
1y2
2y3
Costo
Bajo
Alto
75
Atenuación Fibras Ópticas (dB/Km)
Tipo
Monomodo
Multimodo
Diámtero Diámetro 1ª V.
2ª V.
3ª V.
núcleo
funda 850 nm 1310 nm 1550 nm
5,0
85 ó 125
8,1
125
50
125
62,5
100
2,3
0,5
0,25
2,4
0,6
0,5
125
3,0
0,7
0,3
140
3,5
1,5
0,9
76
Factores que influyen en la atenuación
de un trayecto de fibra óptica
•
•
•
•
•
•
Distancia a cubrir
Latiguillos, empalmes y soldaduras
Curvas cerradas en la fibra
Suciedad en los conectores
Variaciones de temperatura
Envejecimiento de los componentes
77
Fibra vs cobre
• Se recomienda utilizar fibra cuando:
– Se conectan edificios diferentes (posible diferencia de potencial
entre tierras)
– Se prevé utilizar velocidades altas o muy altas (valorar en ese caso
el uso de fibras monomodo)
– Se quiere cubrir distancias de más de 100 m
– Se requiere máxima seguridad frente a intrusos (la fibra no puede
‘pincharse’)
– Se atraviesan atmósferas corrosivas
– Se corre el riesgo de tener fuerte interferencia electromagnética
• Si no se da ninguno de estos factores es preferible utilizar
cobre, ya que los equipos de emisión recepción son más
baratos
78
Sumario
•
•
•
•
Principios básicos
Medios físicos de transmisión de la información
Cableado estructurado
El sistema telefónico. Multiplexación PDH y
SONET/SDH
Ejemplos:
• Interfaces serie: RS-232 y otros
• POTS: Modems
• RDSI
• ADSL
79
Cableado estructurado
• 1/1/1984: AT&T pierde en juicio el monopolio de las
telecomunicaciones en USA. Repentinamente las empresas son dueñas
de su red de telefonía interior
• 1985: aparecen los primeros sistemas de cableado integrado. Las
LANs pasan de usar cable coaxial al cable de pares
• 1991: aparecen los estándares de cableado estructurado EIA/TIA 568 e
ISO/IEC 11801. Ambos estándares son muy similares, aunque difieren
en algunos detalles, especialmente en nomenclatura.
• Objetivo: las recomendaciones y normativas de cableado estructurado
tienen como objetivo ofrecer la infraestructura de cable para voz, datos
y energía simultáneamente, sin reemplazamientos ni modificaciones
excesivas.
• Ejemplo: suponed que una oficina está ocupada por la administración
de una empresa, donde se requieren 2 ordenadores y 3 teléfonos. En el
supuesto de una mudanza y ubicar allí una sala de 10 ordenadores y sin
teléfonos, el cableado estructurado debe permitir sin obra alguna ni
tendido nuevo de cables, conectar todos los equipos, con la simple
configuración de un armario de cableado.
80
Los aspectos relevantes de una LAN
• fiabilidad (con posibilidad de detección y reparación de errores)
• conectividad
• de fácil uso, modificación e implementación (basada en estándares)
Objetivos
• Funcionalidad: favorecer el nivel de aplicación entre usuarios y sus
prestaciones (velocidad, seguridad, etc)
• Escalabilidad:permita el crecimiento sin grandes modificaciones
• Adaptabilidad:capaz de integrar nuevas tecnologías
• Manejabilidad:que permita una fácil monitorización
• Disponibilidad: respecto a la red, las prestaciones como tiempo de
respuesta, productividad y acceso de los recursos
Estos aspectos son tenidos en cuenta en el proceso
del cableado estructurado.
81
Vocabulario
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
MDF: main distribution facilities (servicio)…armario principal
IDF: intermediate distribution facilities…armario de interconexión
MCC: main cross connect…cableado del armario principal
ICC: intermediate cross connect…cableado del armario de interconexión
HCC: horizontal cross connect…cableado del armario de planta
POP:point of presence
Cableado vertical, backbone o “columna, espina verteblal” de la red
Cableado horizontal
Work area….area de trabajo
Telecommunication closet ...roseta RJ45
Armario de cableado: armario de características específicas que alberga el
MCC, ICC o HCC
82
Factores críticos de una LAN
-emplazamiento de servidores (localización de los
servidores, que se pueden clasificar en de enterprise o
servidores generales, comunes a toda la Intranet (ej
DNS, email, etc) y de trabajo en grupo (ej,
impresora, etc))
-congestión y carga de la red, detectada básicamente
por un aumento de colisiones en el medio
compartido. Solución: segmentación
83
El proceso de diseño incluye los
siguientes pasos
-recopilar información y perspectivas
• Historia: recoger información de la empresa, analizar la
información, aplicaciones en uso, topología actual, prestaciones
• Recursos específicos necesarios: en función de hw/sw y recursos
humanos
-determinar los patrones de tráfico y posible crecimiento
• Requisitos: protocolos necesarios, previsión de futuro y
ampliación
-localización de servidores
-definiendo niveles de 1-3, con la topología LAN y WAN
-recopilando la documentación, tanto física como lógica
84
Normativas y/o recomendación
El cableado estructurado se describe en varias normativas
como TIA/EIA 568 y ISO/IEC 11801(impedancias, colores,
cableado horizontal) y TIA 569-A (distribución de
cableado, backbones, armario de cableado, terminales,
canalizaciones).
La topología física de la red recomendada es en estrella
extendida, de forma que el nodo central queda cerca del
POP donde se encuentra la acometida de las operadores y
podemos acceder a los enlaces WAN y la red de voz. A
partir de dicho nodo central arranca tanto la red de datos
como la red de voz.
La topología lógica, es la que permite agrupar por grupos, por
asignación de redes IP de forma lógica.
85
Topología lógica
Router
Mantenimiento
Switch
Ingeniería
Marketing
WAN
RR.HH
Ventas
Admini.
86
Esquema general de cableado
ID F
ID F
IC C
MDF
2500m
HCC
500m
M CC
C ableado vertical (o cable troncal, backbone cable)
ID F
HCC
C ableado horizontal
•Los puntos de distribución MCC, ICC o HCC se realizan desde armarios de
cableado.
•Se recomienda al menos un IDF por edificio y nunca más de un IDF entre MCC
y HCC.
•La ubicación de los servidores principales o comunes a la Intranet se realiza en
el MDF, mientras que los servidores de grupo sería en los IDF
87
Distancias recomendadas del cableado vertical
Según la distancia entre los MCC, ICC y HCC, se pueden utilizar diferentes
tecnologías LAN, p.ej para 2km 100BaseFX, para 500m 100BaseFX,
1000BaseSX,10Base5.
88
Localización del armario de cableado (Wiring Closet)
• Tamaño 3m x 2.8m para una densidad de 1 PC cada 10 m2
• 1 armario por cada 1000 m2, con la densidad de PCs anterior,
es decir cada 100 PCs
• suelo de azulejo
• luz incandescente, no fluorescente
• en Europa, sin material ignífugo que es contaminante
• sin tuberías de agua
• sin falso techo
• con refrigeración
• si es MDF necesita 2 fases de alimentación
• 21ºC y 30-50% humedad
• 1’9 cm de polywood (material protector posterior)
• tomas eléctricas a 1’8 cm y 150 mm
• puerta de al menos 0’9m y con cerrojo
89
Cableado vertical y horizontal
Cable de
usuario
90
Componentes del cableado horizontal
•latiguillos dentro del armario de cableado: (patch cords o cables de conexión) <6
m
•Cable horizontal de 90 m (utilizando par ello el método de las áreas de solape
de 50m)
•Latiguillos de usuario (o área de trabajo) de 3 m
91
Cableado vertical y horizontal
Enlace básico (o Cable horizontal)
(max. 90 m)
Roseta
Latiguillo
(6 m.)
Switch o hub
Armario (o ‘rack’) de
comunicaciones
Panel de conexión
o ‘patch panel’
Latiguillo (3m )
Enlace de canal (max. 100 m) =
enlace básico (cable horizontal) + latiguillos
92
Valores límite de Atenuación, NEXT y ACR
para instalaciones categoría 5 según EIA/TIA 568
Frec. Atenuac. NEXT ACR
(MHz)
Frec. Atenuac. NEXT ACR
(MHz)
1
2,1
60
57,9
1
2,5
60
57,5
4
4
51,8
47,8
4
4,5
50,6
46,1
8
5,7
47,1
41,4
8
6,3
45,6
39,3
10
6,3
45,6
39,3
10
7
44
37
16
8,2
42,3
34,1
16
9,2
40,6
31,4
20
9,2
40,7
31,5
20
10,3
39
28,7
25
10,3
39,1
28,8
25
11,4
37,4
26
31,25
11,5
37,6
26,1
31,25
12,8
35,7
22,9
62,5
16,7
32,7
16
62,5
18,5
30,6
12,1
100
21,6
29,3
7,7
100
24
27,1
3,1
Basic Link
(Enlace básico)
Channel Link
(Enlace de canal)
93
Las dos formas estándar de cablear un conector RJ45 (EIA/TIA568)
Par 2
Par 3
1
2
Par 3
Par 1
3
4
5
6
7
8
B/V V B/N A B/A N B/M M
T568A
10/100 BASE-T usa:
Pines 1-2 para TX
Pines 3-6 para RX
Par 2
Par 4
1
2
Par 1
3
4
5
Par 4
6
7
8
B/N N B/V A B/A V B/M M
T568B
Colores: Par 1: A y B/A (Azul y Blanco/Azul)
Par 2: N y B/N (Naranja y Blanco/Naranja)
Par 3: V y B/V (Verde y Blanco/Verde)
Par 4: M y B/M (Marrón y Blanco/Marrón)
94
Cable UTP directo y cruzado
1
2
3
4
5
6
7
8
Conect.
A
Blanco
Anaranj
ado
Anaranj
ado
Blanco
Verde
Azul
Blan
coAzul
Verde
Blanco
Marrón
Marrón
Conect.
B
Blanco
Verde
Verde
Blanco
Anaranj
ado
Azul
Blan
coAzul
Anaranj
ado
Blanco
Marrón
Marrón
3
6
1
4
5
2
7
8
Interfaces tipo “DTE”: host, router Interfaces tipo “DCE”: hub, switch
Cable directo: conector tipo A-conector tipo A, para interfaces diferentes, p.ej Pc-hub
Cable cruzado: conector tipo A-conector tipo B, para interfaces iguales, p.ej hub-hub
95
Documentación a generar
• Diario de ingeniería: compras, direcciones, fechas,
eventos, ...
• Topología lógica
• Topología física
• Plan de distribución: cómo repartir los cables
• Tomas rotuladas
• Tendidos de cable rotulados
• Resumen del tendido de cables y tomas
• Resumen de dispositivos, direcciones MAC y direcciones
IP
• Manual para caso de incidencias
96
Consideraciones varias
Cableado:
• Tener cuidado al destrenzar los cables para crimpar
• No apretar demasiado las bridas que sujetan mazos de
cable, porque pueden generar diafonía
• No forzar el radio de curvatura durante el tendido
Toma de tierra:
• Protege de descargas localmente
• En diferentes edificios, aparecen diferencias de potencial,
por lo cual es mejor conectar los equipos a través de fibra,
de lo contrario se pueden producir descargas (la fibra no es
conductora)
97
Ejemplo de cableado estructurado
Universidad de Valencia
• Las instalaciones de la Universidad de Valencia se
realizan actualmente con los siguientes cableados:
– Cableado de backbone (entre edificios): fibra
multimodo 62,5/125 de gran ancho de banda y
monomodo 9/125
– Cableado vertical: fibra multimodo 62,5/125, cable
UTP-5e (si la separacion es menor de 90m) con opción
a agregación de canales
– Cableado horizontal: UTP-5e
98
Sumario
•
•
•
•
Principios básicos
Medios físicos de transmisión de la información
Cableado estructurado
El sistema telefónico. Multiplexación PDH y
SONET/SDH
Ejemplos:
• Interfaces serie: RS-232 y otros
• POTS: Modems
• RDSI
• ADSL
99
Telefonía digital y PCM
• En las centrales telefónicas antiguas, las llamadas “rotary” con relés, las
conversaciones siempre se transmitían de forma analógica de extremo a extremo, lo
cual necesitaba el establecimiento físico de un circuito.
• La telefonía digital se implantó en los años 60 para simplificar la multiplexación de
conversaciones y la amplificación de señales analógicas
• Por el teorema del muestreo, se ha visto que para reconstruir una señal analógica
cuando pasa por un proceso de digitalización, la señal se muestrea 8.000 veces por
segundo (una vez cada 125 s) para extraer frecuencias de 0 a 4 KHz (Nyquist).
Esta es una decisión de compromiso entre complejidad de los equipos de la época
y calidad de sonido en el teléfono, que no una limitación del bucle de abonado (el
par de cobre desde la centra hasta el usuario).
• Con ello, la central telefónica siempre generará 8000 muestras a 8 bits por muestras,
un caudal de 64 Kbps, información digital que viajará entre las centrales. Ojo que
esta información no es analógica, sólo digital. De los 64 Kbps, el usuario podrá
utilizar como máximo 37.07 Kbps según Shannon. El caudal binario entre las
centrales de 64 Kbps está asociado a un canal.
100
Técnica PCM: PAM+Q
Primera parte: muestreo
Frecuencia de muestreo 8 KHz
(8.000 muestras/s)
Ancho de banda voz:
300 Hz a 3400 Hz
[1]
Señal analógica
Etapa de muestreo
Rango capturado= 0-4 KHz
(Teorema de muestreo de Nyquist)
[1]: aquí la información útil, tras A/D es de 37.07 Kbps, aunque el caudal sea de 64 Kbps
101
Técnica PCM= PAM+Q
Segunda parte: conversión analógica-digital
Ruido de cuantización
100100111011001
Etapa de muestreo
Europa: A-Law
USA-Japón: —Law
Etapa de cuantización
Las leyes A y  están relacionadas con la forma del cuantificador,
de forma que permite ecualizar mejor el proceso
102
Estructura jerárquica del sistema telefónico
3
4
5
2
1
6
10
7
9
1
3
2
1
3
2
10 centrales regionales
(completamente
interconectadas)
8
65
228
66
67
229
230
67 centrales seccionales
230 centrales primarias
1
1
1
2
2
3
1298 1299 1300
3
4
1.300 centrales de facturación
19.000 centrales finales
5
200 millones de teléfonos
103
Diseño del sistema telefónico
Sin embargo, por márgenes de seguridad, las conversaciones
se limitan en ancho de banda al margen de 300 a 3.400 Hz,
con lo cual tenemos disponible 3,1 KHz, aunque luego
internamente en la central se muestrean a 4KHz.
Esta decisión, tomada a nivel mundial, ha permitido
actualmente la interoperatibilidad de las operadoras.
La limitación a una ancho de banda de 3.1 KHz y la
limitación a una S/N de 36 db fijado por el proceso de
cuantifiación (ruido de cuantificación) en el proceso de
muestreo, fija un máximo en la capacidad binaria tal como
vimos con el Teorema de Shannon.
OJO, esto sólo en el caso de utilizar la infraestructura
analógica, es decir con muestreo, ya que si se utiliza
infraestructura digital como RDSI, no se requiere
ningún tipo de muestreo en la central.
104
¿Cómo cursar varias conversaciones
simultáneamente en los backbone?
1. Sobredimensionar la infraestructura y formar una malla
completamente conectada, lo cual es carísimo e inviable
2. Utilizar multiplexación en frecuencia de las
conversaciones, de forma que varias conversaciones
viajen por el mismo cable en frecuencias diferentes. Esto
es un proceso analógico, que se utilizó en los 60, pero
cayó en desuso con la era digital
3. Utilizar multiplexación en tiempo, de forma que se
ranura en tiempo en canal y las muestras de las
conversaciones se intercalan.
105
Multiplexación por división en frecuencias
FDM: Frequency Division Multiplexing
Canal 1
–Ya no se utiliza, requiere costosos equipos y
se adapta mal al proceso digital
1
Factor de atenuación
60
64
68
72
Canal 1
Canal 2
Canal 2
Canal 3
1
60
64
68
72
Canal 3
68
72
Señales multiplexadas
60
Señales
originales
64
Frecuencia (KHz)
1
Frecuencia (KHz)
60
64
68
72
Frecuencia (KHz)
Señales desplazadas
en frecuencia
106
Sistema Telefónico: multiplexación TDM y PDH
• TDM: Time Division Multiplexing
– 30 canales de voz, 1 canal de señalización y 1 canal de
sincronización= línea E1 (2,048 Mbps) 32 canales x 8
bits/muestra= 256, 256 x 8.000 = 2.048.000
– 4 * E1 más info. control (256 Kb/s) = línea E2 (8,448 Mbps), y así
sucesivamente: 4 E2 = E3 = 139,264 Mbps; 4 E3 = E4 = 565,148
Mbps
– En Estados Unidos y Japón usan otros sistemas de agrupamiento
• Para 23 canales de voz, 1 canal de señalización y se introduce un bit
adicional de sincronización, por tanto
((23+1)canales x 8bit/muestra+1 bit)x 8000=1,544Mbps
– Estos sistemas, todos incompatibles entre sí, se llaman Jerarquía
Digital Plesiócrona (PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy)
E1, E2, E3 y E4 son caudales PDH que ahora veremos.
107
Sistema Telefónico: multiplexación PDH
• Las velocidades más comunes en datos son:
–
–
–
–
64 Kb/s o un canal conocido como E0
n x 64 Kb/s (E1 o T1 fraccional, n = 1, 2, 3, 4, 6 y 8)
2,048 Mb/s (E1) en Europa y 1,544 Mb/s (T1) en América
34,368 Mb/s (E3) en Europa y 44,736 Mb/s (T3) en América
• En cada caso podemos calcular el tamaño de trama dividiendo la
velocidad por 8.000. Así la trama de una línea E3 es de 537 Bytes.
Ejemplos:
– Trama E1: 2.048.000 / 8.000 = 256 bits = 32 bytes
– Trama E2: 8.448.000 / 8.000 = 1.056 bits = 132 bytes
– Trama E3: 34.368.000 / 8.000 = 4296 bits = 537 bytes
• Observar que las tramas no son múltiples exactos por temas de
sincronización (por bits de relleno):
– E2 = 4 * E1 + 4 bytes
– E3 = 4 * E2 + 9 bytes
108
Multiplexación PDH, sistema internacional (ITU-T)
4
0
5
1
6
2
7
3
4:1
6
5
4
3
2
1
0
4:1
8,448 Mb/s
4 * 2,048 Mb/s
Entran 4 E1
4:1
34,368 Mb/s
Sale un E2
Entran 4 E2
Sale un E3
139,264 Mb/s
Entran 4 E3
Sale un E4
Multiplexación PDH, sistema americano (ANSI)
4
0
5
1
6
2
7
3
4:1
4 * 1,544 Mb/s
Entran 4 T1
6
5
4
3
2
1
0
7:1
6,312 Mb/s
6:1
44,736 Mb/s
Sale un T2
Sale un T3
Entran 7 T2
274,176 Mb/s
Sale un T4
Entran 6 T3
109
Formato de una trama E1 y T1
E1:
1 trama = 125 s = 32 intervalos de 8 bits = 2.048 Mb/s
--
31 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 00 01 --
Alineamiento y
sincronización
de la trama
Canales de
información
(intervalos
1-15 y 17-31)
Canal de
señalización
8 bits de datos
(64 Kb/s)
T1:
1 trama = 125 s = 24 intervalos + 1 bit = 1.544 Mb/s
--
24
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1
Bit de
entramado
7 bits de
información
(56 Kb/s)
Intervalos
6 y 12
Bit de
señalización
2
3
--
Canales de
información
(intervalos
1-5, 7-11 y 13-24)
8 bits de datos
(64 Kb/s)
110
Niveles y caudales en la jerarquía PDH (en Mb/s)
Nivel Canales
Nombre
Norteamérica
Japón
Resto Mundo
0,064
0
1
E0
0,064
0,064
1
24
T1 o DS1
1,544
1,544
1
30
E1
2
96
T2 o DS2
2
120
E2
8,448 (4xE1)
3
480
E3
32,064 (5xT2) 34,368 (4xE2)
3
672
T3 o DS3
3
1440
J3
4
1920
E4
4
2016
2,048
6,312 (4xT1)
6,312 (4xT1)
44,736 (7xT2)
97,728 (3xE3)
139,264(4xE3)
T4 o DS4 274,176(6xT3)
La frecuencia de muestreo es 8 KHz en todo el mundo
(*) PDH: Plesiochronous Digital Hierarchy
Los valores en negrita son los utilizados habitualmente para datos
111
Los cinco problemas de PDH
1. Incompatibilidad intercontinental
2. No pensada para fibra óptica (diseñada en los
60)
3. Capacidades máximas bajas: Japón 98 Mb/s,
Norteamérica 274 Mb/s, Resto mundo 139 Mb/s
4. Carece de herramientas de gestión ni posibilidad
de tolerancia a fallos
5. Para sincronizar diferentes tramas de niveles
diferentes se utilizan bits de relleno, lo cual
impide el multiplexado entre niveles no
contiguos, es decir de un E1 a un E3 o un E4,
sólo a un E2.
112
Las seis soluciones de SONET/SDH
(Synchronous Optical NETwork/Synchronous Digital Hierarchy)
1. El sistema americano (SONET) no es idéntico al
internacional (SDH) pero ambos son compatibles
2. Define interfaces de fibra óptica
3. La capacidad llega (de momento) a 10 Gb/s
4. Dispone de herramientas de gestión y tolerancia a
fallos (recupera averías en 50 ms)
5. Utiliza punteros; permite el multiplexado entre
niveles no contiguos
6. Permite seguir utilizando PDH en enlaces de
menor capacidad
113
Sistema Telefónico: Multiplexación SONET/SDH
• En 1987 los laboratorios de investigación de las compañías telefónicas
estadounidenses propusieron un nuevo sistema de multiplexado
denominado SONET (Synchronous Optical NETwork) con cuatro
objetivos:
–
–
–
–
Unificar velocidades a nivel intercontinental
Aprovechar mejor la transmisión por fibras ópticas
Llegar a velocidades superiores a las que conseguía PDH (140 Mb/s)
Mejorar la posibilidad de gestión y tolerancia a fallos de la red
• El nuevo sistema pretendía extender ‘hacia arriba’ el PDH
• SONET no acoplaba bien con el sistema PDH internacional, por lo que
la ITU desarrolló para Europa otro sistema parecido denominado SDH
(Synchronous Digital Hierarchy)
114
SONET/SDH
• SONET es un estándar ANSI (americano), SDH es ITU-T
(internacional). Ambos son compatibles.
• En SONET/SDH se define un formato de trama, que es
capaz de transportar un T3.
• Nivel base SONET: 51,84 Mb/s.
– Interfaz eléctrico: STS-1 (Synchronous Transfer Signal – 1)
– Interfaz óptico: OC-1 (Optical Carrier – 1)
– Todas las demás velocidades son múltiplos exactos de esta,
ej: OC-12 = STS-12 = 622,08 Mb/s
• Nivel base SDH: 155,52 Mb/s (3 x 51,84)
– Interfaz óptico: STM-1 (Sychronous Transfer Module – 1)
– Todas las demás velocidades son múltiplos exactos de esta,
ej.: STM-4 = 622,08 Mb/s
115
Velocidades de SONET (ANSI)
En 1987 los laboratorios de investigación de la Bell propusieron un
nuevo sistema de multiplexado denominado SONET
(Synchronous Optical NETwork) para sustituir a PDH, con una
velocidad base de 51,84 Mb/s. Los caudales más utilizados están
en negrilla:
Señal eléctrica Señal óptica Caudal (Mb/s)
STS-1
OC-1
51,84
STS-2
OC-2
103,68
STS-3
OC-3
155,52
STS-4
OC-4
207,36
...
...
...
STS-12
OC-12
622,08
...
...
...
STS: Synchronous Transfer Signal
OC: Optical Carrier
Puede transportar
un T3 (44,736 Mb/s)
116
Multiplexación SONET
Transportando PDH
T1
T1
.
.
Codificador
Conversor
(scrambler) electro-óptico
T1
STS-1
STS-3
STS-12
OC-12
T3
Tramas PDH (ANSI)
Multiplexor
3:1
Multiplexor
4:1
Tramas SONET
El scrambler se encarga de transformar los bits para evitar
patrones que impidan sincronismo.
117
Velocidades de SDH (ITU-T)
• La velocidad base de SONET no acoplaba bien con el PDH de la
ITU-T, por lo que ésta desarrolló otro sistema parecido
denominado SDH (Synchronous Digital Hierarchy), con una
velocidad base de 155,52 (igual que STS-3). Los caudales más
utilizados están en negrilla :
Señal eléctrica
u óptica
Equivalencia
SONET
Caudal (Mb/s)
STM-1
STS-3, OC-3
155,52
STM-2
STS-6, OC-6
311,04
STM-3
STS-9, OC-9
466,56
STM-4
STS-12, OC-12
622,08
...
...
...
STM-16
STS-48, OC-48
2488,320
...
...
...
STM: Synchronous Transfer Module
Puede transportar
un E4 (139,264 Mb/s)
118
Multiplexación SDH
Transportando PDH
E3
E1
.
.
Codificador
Conversor
(scrambler) electro-óptico
E1
E3
STM-1
STM-4
STM-16
OC-48c
E3
E3
Multiplexor
4:1
Multiplexor
4:1
Tramas PDH (ITU)
Tramas SDH
119
Router con interfaces SDH
STM-4 (622 Mb/s)
120
STM-1 (155 Mb/s)
Elementos físicos de SONET/SDH
• Una red SONET/SDH está formada por:
– Repetidores
– Multiplexores, llamados ADMs (Add-Drop
Multiplexor). Permiten intercalar o extraer tramas (p.
Ej. una STM-1 en una STM-4). Permiten crear anillos.
– Digital Cross-Connect: actúan como los ADMs pero
permiten interconexiones más complejas (con más de
dos puertos).
• A menudo se utilizan topologías de anillo para aumentar la
fiabilidad.
121
Configuración de las redes
SONET/SDH
• Según su topología las redes SONET/SDH pueden
ser:
– Punto a punto: todos los circuitos empiezan y
terminan en el mismo equipo.
– Punto a multipunto: los circuitos empiezan o
terminan en equipos diferentes.
– Anillos: permiten disponer de un camino
redundante a un costo mínimo.
– Redes malladas: generalmente se constituyen a
partir de anillos interconectados.
122
Topologías SONET/SDH
Punto a punto de 4 canales (A, B,C y D):
A
B
C
D
ADM
REP
A
B
C
D
ADM
Punto a multipunto de 5 canales (A, B, C, D y E):
A
B
C
D
X
Y
Z
ADM
ADM
ADM
REP
A
B
C
E
D E
ADM: Add-Drop Multiplexor
REP: Repetidor
STM-1 (155,52 Mb/s)
STM-4 /622,08 Mb/s)
Los enlaces SONET/SDH siempre son full dúplex
123
Enlaces en una red SONET/SDH
• Sección: unión directa entre dos equipos cualesquiera
• Línea: unión entre dos ADMs contiguos
• Ruta: unión entre dos equipos finales (principio-fin de un circuito)
Multiplexor
Origen
A
B
C
D
Repetidor
X
ADM
Multiplexor
Intermedio
Multiplexor
Destino
Y
Z
ADM
ADM
REP
A
B
C
E
D E
Sección
Sección
Línea
Sección
Línea
Ruta (A, B y C)
Ruta (D)
ADM: Add-Drop Multiplexor
Ruta (E)
124
Arquitectura de SONET/SDH
•
SONET/SDH divide la capa física en cuatro subcapas:
– Fotónica: transmisión de la señal y las fibras
– De sección: interconexión de equipos contiguos
– De línea: multiplexación/desmultiplexacion de circuitos entre dos ADMs
– De rutas: problemas relacionados con la comunicación extremo a
extremo
De Ruta
De Línea
De sección
Fotónica
ADM
Origen
Repetidor
Sección
ADM
Destino
ADM
Intermedio
Sección
Sección
Línea
Línea
Ruta
125
Anillo SONET/SDH con 3 rutas STM1
A B C
ADM
Y
C
C
ADM
X
Z
ADM
A
B
A
Topología lógica
W
ADM
STM-1 (155,52 Mb/s)
STM-4 /622,08 Mb/s)
B
En el STM4, quedaría libre para un STM1.
Destacar que las rutas son asimétricas, completando el anillo:
•desde “A-adm Y- adm Z- A”
•hacia “A-adm Z- adm W- adm X- adm Y- A”
126
Funcionamiento de un anillo SONET/SDH
usando solo una fibra
A B C
ADM
Ocupación: 3 * STM-1 = 466,56 Mb/s
Sobran 155,52 Mb/s (un STM-1)
Y
C
ADM
Z
X
W
ADM
ADM
A
STM-1 (155,52 Mb/s)
Con una sola fibra en el anillo se
tiene comunicación full dúplex
B
127
Recuperación de averías en anillos SDH
(doble anillo)
Avería
Tráfico de usuario
Tráfico de usuario
Reserva
Tráfico
de usuario
ADM
ADM
ADM
ADM
Funcionamiento normal
Corte en
la fibra
Los ADMs realizan un bucle
y cierran el anillo en 50 ms
128
Bastidor de un ADM STM-4 (622 Mb/s)
Entrada de fibras
monomodo
Electrónica
redundante
Fuentes de
Alimentación
(redundantes)
Baterías 48 V
129
Detalle de la electrónica de un ADM STM-1
Anillo
principal
Rx
Anillo de
respaldo
Rx
Tx
Tx
Tarjeta STM-1 primaria
Tarjeta STM-1 de reserva
130
Uso de Digital Cross Connect para 6 rutas STM1
E F
A C
ADM
C
ADM
ADM
A, B, C, D
A, B, E, F
B
E
ADM
D
ADM
D B
Digital Cross-Connect
ADM
F A
A y B ocupan capacidad en ambos anillos
Los dos anillos están saturados: hay 4 rutas STM1 en los STM4
STM-1 (155,52 Mb/s)
STM-4 /622,08 Mb/s)
131
Estructura de trama SONET: STS-1 (OC-1)
Con salida de tramas cada 125 us
Columnas: 1
3
.....86.....
Overhead ruta
Overhead
Sección
Carga útil
Overhead
Línea
El overhead permite
la gestión de la red
86 columnas x 9 filas = 774 Bytes
774 x 8 = 6192 bits
6192 x 8000 = 49,536 Mb/s
9 filas
> T3
Caudal: 90 x 9 = 810 Bytes = 6480 bits
8000 tramas por segundo (una cada 125 s):
6480 bits/tr x 8000 tr/s = 51.840.000 bits/s
132
Trama SONET: STS-3 (OC-3)
Con salida de tramas cada 125 us
Formada por tres tramas STS-1 (como tres vagones):
1
3
86 col.
S
1
3
S
Carga útil
RL
86 col.
1
3
S
Carga útil
RL
86 col.
Carga útil
9 filas
RL
R: ruta, S: sección, L: línea
Tamaño: 90 x 9 x 3= 2430 Bytes = 19440 bits
Caudal: 19440 x 8000 = 155,520.000 bits/s
Carga útil: 86 x 9 x 3 = 2322 Bytes = 18576 bits
Caudal útil: 18576 x 8000 = 148,608 Mb/s
133
Trama SDH: STM-1
Con salida de tramas cada 125 us
Sistema Europeo, como la STS-3 pero la información de
ruta sólo aparece en la primera (como tres vagones
‘enganchados’):
1
3
86 col.
S
87 col.
S
Carga útil
R
3
L
3
87 col.
S
Carga útil
L
Carga útil
L
R: ruta, S: sección, L: línea
Carga útil: ( 86+87+87 = 260 ) x 9 = 2340 Bytes = 18720 bits
Caudal útil: 18720 x 8000 = 149,76 Mb/s
En SONET se ha definido la trama STS-3c (OC-3c) que es igual a la STM-1
(c = ‘catenated’) para compatibilidad con SDH. También hay STS-12c, STS134
48c, etc.
9 filas
Ejemplo de uso de SONET/SDH
Se quiere interconectar cuatro routers con una topología de anillo:
B
Conexión GigabitEth
Conexión GigabitEth
A
C
D
Enlace OC-3c full dúplex (155 Mb/s)
Conexión GigabitEth
135
Problemas de SONET/SDH
• La máxima velocidad disponible en equipos comerciales
SONET/SDH es OC-192 (STM-64) = 10 Gb/s.
Tecnológicamente es muy difícil superar este límite
• Si se quiere más capacidad hay que emplear varias fibras.
• Pero a veces no quedan fibras ópticas libres y es muy caro
tirar nuevas (especialmente cuando se trata de largas distancias)
Solución: WDM (Wavelength Division Multiplexing,
multiplexación por división en longitudes de onda) consiste en:
Enviar varias señales a diferentes longitudes de onda (diferentes
) por una misma fibra (luz de varios ‘colores’) de forma
que cada lleva una TDM independiente de las otras
.
136
Funcionamiento de WDM
(Wavelegth Division Multiplexing)
137
Sumario
•
•
•
•
Principios básicos
Medios físicos de transmisión de la información
Cableado estructurado
El sistema telefónico. Multiplexación PDH y
SONET/SDH
Ejemplos:
• Interfaces serie: RS-232 y otros
• POTS: Modems
• RDSI
• ADSL
138
DTE y DCE
Data terminal Equipment (DTE): es el equipo que solicita la conexión, por
ejempl un ordenador PC, un router. La interfaz serie física que poseen es
MACHO.
Data Communication (o Circuit)Equipment (DCE): es el equipo que ofrece el
soporte para la conexión, por tanto tiene acceso a la portadora, a la
sincronización, etc La interfaz serie física que poseen en HEMBRA.
Cuando realizamos una conexión serie, siempre hay un equipo que se comporta
como un DTE y otro como DCE. Obviamente, las funcionalidades son
totalmente diferentes. Como vemos a continuación, pines de salida de un
conector DTE serán entrada en DCE y viceversa. Hay equipos donde es
difícil saber si la conexión serie que poseen es DTE o DCE. HAY QUE
CONSULTAR EL MANUAL ;-(
Ejemplo:
1.-para conectar un PC a un modem, el DTE es el PC y el DCE es el modem
2.-para conectar un router a una operadora para una conexión WAN, el DTE
es el router y el DCE es equipamiento de la operadora que nos va a ofrecer
el sincronismo
139
UART: Universal Asynchronous Receiver
Transmitter
Es el circuito electrónico utilizado para enviar y recibir
información por el puerto serie. Su función es convertir
bytes en bits serie para transmitirse a bits por segundo.
Stop bits
DATA
Start bit
Circuitos integrados UART más utilizados (todos son
compatibles): 8250 UART sin buffer , 16450 UART con 1 byte
buffer , 16550 UART - 16 byte buffer.
140
UART
La información mandada por la UART es asíncrona a nivel de
palabras, sin embargo si hay sincronismo a nivel de bit.
Por ejemplo, si la transmisión serie de nuestro PC es de 2400 bps,
quiere decir que cada bit dura 1/2400 segundos, pero entre palabra
y palabra enviada, puede pasar mucho tiempo.
Las cadenas de bits son protegidas por información adicional (o de
control, overhead) como:
• bit de start (comienzo para indicar el comienzo de la cadena)
• bits de datos, que es la propia cadena a enviar
• bit de paridad (que indica si hay número par o impar de 1s en la cadena para
detección de error)
• bit de stop (o parada, para marcar el fin de la cadena de bits)
Notación : por ejempo 8n1 (1 bit de start, 8 bits de datos, non-parity, 1 bit de stop)
Ejemplo: Si la transmisión es de 2400 bps con una trama de 8n1, quiere decir que
de cada 8 bits útiles mandados, realmente mandamos 10, por tanto los 2400 bps
se convierten en 1920 bps útiles.
141
Pines de conexión RS232- DTE
Pin
Pin
DB9 DB25
Signa Description
l
I/O
DTE
1
8
CD
Carrier Detect
In
2
3
RD
Receive Data
In
3
2
TD
Transmit Data
Out
4
20
DTR
Data Terminal
Ready
Out
5
7
SG
Signal Ground
-
6
6
DSR
Data Set Ready
In
7
4
RTS
Request to Send
Out
8
5
CTS
Clear to Send
In
9
22
RI
Ring Indicator
In
La tensión de la línea 232 es –12 voltios para ‘1’ y +12 voltios para ‘0’
La norma V.28 fija los aspectos eléctricos y V.24 fija la asignación de pines.
Longitud máxima de cable de 15 metros.
142
Protocolo RS232
Protocolo con control de flujo HW:
Las líneas DSR y DTR son las primeras
en activarse cuando existe alimentación
en los equipos.
Estando ambas activadas, cuando el
DTE quiere mandar información lo hace
activando la línea RTS.
Si el DCE tiene establecida conexión y
puede cursar la información, activa la
línea CTS. Si quiere deshabilitar el
envío, desactiva CTS y el DTE deja de
mandar información.
Existen otros protocolos utilizados en la transmisión serie, que permiten
el envío de la información sin necesidad de cablear las patillas del
control de flujo hardware. Estos protocolos se llaman de control de flujo
sw que veremos en la capa de Nivel de Enlace de Datos, por ejemplo
XON/XOFF
143
Protocolo hardware RS-232
RTS
CTS
Tx
xxxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxxx
144
Conexiónes RS-232
• DTE-DCE completo
• DTE-DCE simple
Referencias a pines del conector DB-25
145
Conexiónes RS-232
• Null Modem:
conexión DTE a DTE
• Loopback Plug for
testing a Serial Port
Referencias a pines del conector DB-25
146
Baud Rate (baudios)
• La UART 8250 y compatibles, tiene un reloj de 1.8432
MHz, que se divide por 16, generando un sincronismo para
enviar bits a una tasa como máximo a 115.200 bps (Otras
UART utilizan relojes más rápidos y podemos alcanzar
velocidades mayores, p.ej 921600 bps).
Ejemplo: Si queremos enviar a 2400 bps, debemos dividir el
reloj por un múltiplo de 16 (=baud rate * 16), es decir:
2400 = 1.8432*106/(baud rate * 16) y operando
baud rate =1.8432*106/(2400 * 16) = 48
• Este valor o consigna “baudrate” se carga en los registros
de la UART, en 2 registro de configuración de la UART
llamado Divisor Latch (DL): DLL que contiene los 8 bits
menos significativos y DLH contiene los 8 bits más
significativos.
147
Programando la UART 8250
La programación de la UART se realiza leyendo y escribiendo en los siguientes
registros.
Base Address
+0 (DLAB=0)
+0 (DLAB=0)
+0 (DLAB=1)
+1 (DLAB=0)
+1 (DLAB=1)
+2
+2
+3
+4
+5
+6
+7
Mode
Write
Read
Rd/Wr
Rd/Wr
Rd/Wr
Read
Write
Rd/Wr
Rd/Wr
Read
Read
Rd/Wr
Name
Transmitter Holding Buffer
Receiver Buffer
Divisor Latch Low Byte
Interrupt Enable Register
Divisor Latch High Byte
Interrupt Idendification Register
FIFO Control Register
Line Control Register
Modem Control Register
Line Status Register
Modem Status Register
Scratch Register
THR
RBR
DLL
IER
DLH
IIR
FCR
LCR
MCR
LSR
MSR
SCR
DLAB: Divisor Latch Access Bit (bit 7) del registro LCR para
cargar el valor del baud rate
148
Dirección de los registros de configuración
• La arquitectura 80x86 de Intel, gestiona la entrada salida
utilizando instrucciones especiales a puertos llamados IN and
OUT access I/O Ports.
• Las direcciones de los I/O Ports se encuentra en el espacio de
direcciones de I/O (entrada/salida).
• El PC tiene puertos estándar para el acceso a la interfaz serie,
llamados puertos COM1 - COM4, que son mapeados en las
siguientes direcciones e interrupciones (IRQ, Interrupt Request):
Name
Port address IRQ
COM 1
3F8
4
COM 2
2F8
3 (utilizado por el ratón normalmente)
COM 3
3E8
4
COM 4
2E8
3
149
Para mandar una palabra: pasos a seguir
• Fija el baud rate en DLL y DLH activando el flag
DLAB.
• Fija la paridad, fija la longitud de palabra y los bits de
stop del registro LCR.
• Escribe la palabra en el registro THR, que se escribirá en
el TSR (Transmit Shift Register) que envía bit a bit por
la línea TD.
THR
TSR
TD
• La recepción se realiza por la línea RD y se guarda en el
150
registro RBB.
Line Control Register (LCR)
Controla los datos que hay en las líneas TD and RD lines:
• Bits 0,1: longitud de la palabra, de 5 a 8 bits.
– 00: 5 bit
– 01: 6 bit
– 10: 7 bit
– 11: 8 bit
• Bit 2: longitud del stop bit.
– 0: 1 bit
– 1: 1.5 bit
• Bit 3,4: paridad, si bit 3 =1, hay paridad. Si hay paridad, la
paridad par se activa con bit 4=1
• Bit 7: Fija el bit DLAB (Divisor Latch Access Bit).
– 0: habilita el acceso a RBR, THR, y IER.
– 1: habilita el accesso a DLL y DLM (para el baud rate).
151
Line Status Register (LSR)
LSR muestra el estado de la comunicación, errores de
transmsión, etc.
• Bit 0: Data Ready (DR). Podemos leer de recepción. El
proceso de lectura borra el bit.
• Bit 1: Overrun Error (OE). Se ha sobreescrito el registro
RBB si haber leido la anterior. Este flag se borra cuando se
lee LSR.
• Bit 2: Parity Error (PE). Ocurrió error de paridad. Se
resetea leyendo LSR.
• Bit 3: Framing Error (FE). Se activa si no se recibe un bit
de stop correcto.
• Bit 5: Transmitter Holding Register Empty (THRE). El
THR está vacio.
• Bit 6: Transmitter Shift Register Empty (THRE). EL TSR
está vacio.
152
Otros interfaces serie
• Además de la RS-232, existen para mayores
distancias tecnologías alternativas como RS-449
con misma norma V.24, que alcanza máximo1200
metros, un máximo de velocidad de 2Mbps con un
conector de 32 pines. Está basadon en transmisión
diferencial.
• La RS-442 es una tecnología multipunto que
utiliza también transmisión diferencial.
• Otro interfaz serie muy utilizado en los routers es
el V.35, que funciona a velocidades de hasta E1
(2Mbps), síncrona, con conector de 34 pines.
153
Sumario
•
•
•
•
Principios básicos
Medios físicos de transmisión de la información
Cableado estructurado
El sistema telefónico. Multiplexación PDH y
SONET/SDH
Ejemplos:
• Interfaces serie: RS-232 y otros
• POTS: Modems
• RDSI
• ADSL
154
Comunicación típica entre dos ordenadores
a través de la red telefónica a cortas distancias
POTS: Plain Old Telephone Service
Información analógica
(bucle de abonado analógico)
Información analógica
(bucle de abonado)
Información digital
(enlaces troncales
del operador))
Información digital
(cable corto)
Códec
Ordenador
Módem
Equipo de usuario
Central
Telefónica
de origen
Información digital
(cable corto)
Códec
Central
Telefónica
intermedia
Central
Módem
Telefónica
de destino
Ordenador
Equipo de usuario
El sistema de señalización se realiza dentro de banda, a diferencia de la RDSI
que tiene una canal de señalización diferente, lo que se llama señalización fuera
155
de banda.
Establecimiento de una comunicación
telefónica de media o larga distancia
Enlace de central
final
Bucle de
abonado
Enlace de central
final
Enlaces entre
centrales de facturación
Códec
Bucle de
abonado
Códec
Central
Telefónica
final
Central
Telefónica
final
Central
Telefónica
primaria
Central
Telefónica
de facturación
Central
Telefónica
de facturación
156
Problemas en Sistema Telefónico y Módems
• Atenuación: se evita usando amplificadores, pero
no todas las frecuencias se amplifican por igual.
• Distorsión: no todas las frecuencias viajan a la
misma velocidad, problema similar al de las fibras
ópticas
• Supresores de eco: se utilizan para distancias
mayores de 2.000 Km (20 ms); impiden la
comunicación full dúplex. Se deshabilitan con
señales especiales (secuencias de entrenamiento
para pactar la velocidad entre ambos extremos) o
mediante canceladores de eco.
157
Eco en telefonía analógica
Eco
Conversación
Circuito
híbrido
2-4 hilos
Central
Telefónica
Circuito
híbrido
2-4 hilos
Central
Telefónica
Central
Telefónica
Efecto de eco
El efecto de eco es molesto si el retardo supera 45 ms
158
Solución al eco:
Funcionamiento de un supresor de eco
1: A hablando a B
A
B
Circuito de dos hilos
Supresor de eco
2: B hablando a A
A
B
Supresor de eco
El proceso es conmutar a Half Duplex, pero los modems son Full Duplex.
Estos supresores se pueden deshabilitar mandando un tono especial.
159
Solución al eco:
Funcionamiento de un cancelador de eco
Eco
Conversación
Circuito
híbrido EC
2-4 hilos
Central
Telefónica
Circuito
EC híbrido
2-4 hilos
Central
Telefónica
Central
Telefónica
Canceladores de eco (EC)
Es un procesado digital de la señal, de efecto equivalente o
similar a un supresor de eco.
160
Acceso a Internet con línea telefónica
Domicilio del abonado
Internet
33,6/56 Kb/s (analógico)
64 Kb/s (RDSI)
Teléfonos
analógicos o
digitales
Red
telefónica
POP del ISP
POP: Point Of Presence
Módem o
adaptador
Ordenador
ISP: Internet Service Provider
161
Estándares de módems para RTC
Estándar
ITU-T
Velocidad máx.
desc./asc. en Kb/s
Baudios
Bps/baudio
V.21
0,3 / 0,3
300
1
V.22
1,2 / 1,2
1200/600
1
V.22 bis
2,4 / 2,4
2400/1200
1
1984
V.32
9,6 / 9,6
2400
4/2
1984
V.32 bis
14,4 / 14,4
2400
6/5/4/3/2
1991
V.34
28,8 / 28,8
3429
Hasta 9,9 (8,4 efectivos)
1994
V.34+
33,6 / 33,6
3429
Hasta 10,7 (9,8 efectivos)
1995
V.90
56 / 33,6
1998
V.92/V.44
56 / 48 (1)
2000
(1) Con compresión
Fecha
aprobac.
162
Compresión en el modem
163
Funcionamiento de los modems de 56K V.90 y V.92
El servidor se conecta en forma digital a la trama digital de la compañía telefónica.
La señalización del servidor usa 256 códigos PCM (8 bits), sin conversión AD y
sin ruido de cuantización.
La central telefónica del cliente convierte el código PCM enviado a su
correspondiente analógico, es decir realiza una conversión DA, que no posee ruido
de cuantización.
El cliente reconstruye el código PCM enviado, decodificando de esta manera la
información enviada por el servidor.
Velocidad de bajada ideal ( downstream ): 8000 x 8 = 64 Kbps; pero a fin de evitar
errores utiliza 128 niveles (7 bits) más robustos de PCM-> 56 Kbps.
Velocidad de subida ( upstream ) de cliente a servidor, 33.6 Kbps. El límite teórica
esté es 37,1Kbps, fijado por el ruido de cuantificación, ya que la subida ha de ser
analógica con entrada a la central por los circuitos de voz con BW de 3.1KHz
164
Acceso a Internet con línea telefónica con 56K V.90 y V.92
Domicilio del abonado
Internet
Bucle abonado analógico
Teléfonos
analógicos
A/D: 33.6 kbps
Ordenador
Red
telefónica
Digital (PCM): 56 Kbps
SERVIDOR en POP del ISP
POP: Point Of Presence
ISP: Internet Service Provider
Módem
analógico
Conexión digital
CLIENTE del ISP
165
Comandos HAYES o AT
La configuración de los modem se realiza de modo local y los
comandos utilizados para configurarlos son heredados de un
fabricante y se llaman comandos HAYES o comandos AT
(ATTENTION). Se considera un estandar de facto.
Estos comandos, algunos son generales y sirven para todos los
modems, otros no.
Los comandos son sentencias en ASCII y la contestación por parte del
modem puede ser tanto en ASCII como en formato numérico.
El modem responde a estos comandos simplemente por una conexión
directa por el puerto serie del ordenador, utilizando un programa
terminal como ejemplo hiperterminal en Win2K o minicom en
LINUX.
Para configurar un modem, uno no se puede escapar de leer los
registros de configuración y comandos aceptados por el modem.
Hay que leerse el manual de usuario ;-(
166
Comandos HAYES o AT
Ejemplo de comandos habituales:
ATDT43524: equivale a Attention, dial tone 43524
ATA: Attention Answer de Incoming Call
AT&F: carga la configuración por defecto
ATS0=2; configura el modem en su registro S0 con el valor 2, para que
descuelgue el teléfono en el segundo tono de la llama entrante, para
poder dar tiempo a la operadora poder identifacar el número del
llamante. Se realiza por seguridad.
AT&W: guarda la configuración en el modem
ATH: para colgar una llamada (hang)
AT&V: muestra la configuración de tu equipos, si es un modem
completamente compatible con Hayes
Existen otros comandos para quitarle la voz, para escribir en
registros, para marcación por pulsos, …
Una vez establecida la conexión, para indicar la desconexión
al equipo remoto señalizamos con “+++” y
posteriormente colgamos localmente con ATH.
167
Comandos HAYES o AT
(específicos de fabricante)
168
Protocolos de transmisión de ficheros
Técnicas utilizadas en conexiones punto a punto por
modem para intercambiar información (no existe pila
TCP/IP):
• ASCII – sólo ASCII sin compresión ni detección de error
• XMODEM – transferencia de bloques de 128 bytes y con checksum
(suma de todos los bytes en complemento a 1)
• YMODEM – transferencia de bloques de 1024 bytes con CRC
(Ciclyc Redundant Check, ver Capa de Enlace)
• ZMODEM – utiliza tanto X como Y modem, incorporando una
negociación inteligente y permitiendo recuperar el estado de una
conexión establecida en el caso de rotura.
• KERMIT – protocolo síncrono utilizado para envío de fichero a o
hacia un supercomputador. Actualmente está poco utilizado
169
Sumario
•
•
•
•
Principios básicos
Medios físicos de transmisión de la información
Cableado estructurado
El sistema telefónico. Multiplexación PDH y
SONET/SDH
Ejemplos:
• Interfaces serie: RS-232 y otros
• POTS: Modems
• RDSI
• ADSL
170
RDSI (ISDN) de banda estrecha
Red Digital de Servicios Integrados
• Los POTS tienen como inconveniente la baja velocidad por el
proceso de cuantificación y la lentitud de establecimiento de
llamada.
• Objetivo de RDSI: llegar de forma digital a casa del usuario. El
teléfono actúa como un códec muestreando la señal a 8 KHz; se
genera un byte por muestra (canales de 64 Kb/s).
• Dos tipos de canales:
– Canales B (Bearer, portador): 64 Kb/s, sirven para llevar la
voz o datos del usuario. Puede haber un número variable
según el tipo de interfaz
– Canal D (Data): se usa para señalización fuera de banda
(establecer o terminar la llamada, información de control,
etc.). Hay uno por interfaz
171
RDSI
• Dos tipos de interfaces:
– Básico o BRI (Basic Rate Interface): 2 canales B y uno D de 16 Kb/s (2B
+ D) + 16 Kb/s de sincronización y entramado; 160 Kbps en total.
– Primario o PRI (Primary Rate Interface): En Europa 30B + D (una línea
E1); en América y Japón 23B + D (una línea T1). Canal D de 64 Kb/s.
• Una ventaja de RDSI es la posibilidad de activar canales B bajo demanda a
petición de la capa de enlace, por ejemplo con el protocolo PPP.
• RDSI es muy adecuado para datos cuando la conexión es de pocas horas al
día. También para configuraciones de emergencia (backup)
• Este servicio es ofrecido por Telefónica como NOVACOM.
172
RDSI: Interfaces BRI (2B + D)
NT: network termination, TE: terminal equipment, TA: terminal adaptor
El NT contiene un circuito híbrido que multiplexa en el mismo par de hilos las
señales de transmisión recepción
TE1
S
TE1
TA
TE2
R
U
T
NT2
Switch
NT1
Bus RDSI
(4 hilos)
Conector RJ45
Bucle de
abonado
(2 hilos)
5,5 Km max.
Domicilio del abonado
En el bus S/T pueden conectarse hasta 8 equipos.
El bus S/T lleva alimentación de 50 voltios. OJO con las tarjetas de red.
Central telefónica
173
Equipos NT1 y NT2
• El interfaz U es ofrecido en EEUU para acceso a
la RDSI y por tanto el usuario ha de comprar el
NT1.
• En Europa, el NT1 es de la operadora y por tanto
los usuarios acceden al bus S/T directamente.
• En el caso de conectar varios equipos, tanto de voz
como de datos, se requeriría un NT2 que viene a
ser como una centralita privada.
174
Estructura de la interfaz S/T de RDSI (BRI)
Conector RJ45 (ISO 8877)
NT
TE
Señales:
Transmit
Receive
Alimentación eléctrica opcional
1 2 3 4 5 6 7 8
1
2
3
4
5
6
7
8
El cableado puede ser mayor que 100 m, pero por
compatibilidad con cableado estructurado se fija a 100m.
175
Tipos de switch RDSI
BRI: basic rate interface
PRI: primary rate interface
Es necesario especificar el tipo de switch al que nos vamos a conectar.
176
Sumario
•
•
•
•
Principios básicos
Medios físicos de transmisión de la información
Cableado estructurado
El sistema telefónico. Multiplexación PDH y
SONET/SDH
Ejemplos:
• Interfaces serie: RS-232 y otros
• POTS: Modems
• RDSI
• ADSL
177
Fundamentos técnicos
ADSL:Asymetric Digital Suscriber Loop
• La limitación de los enlaces telefónicos (subida 33,6 y bajada 56
Kb/s) no se debe al cable de pares sino al canal de 3,3 KHz con el
que operan las operadoras para voz.
• RDSI solo consigue 64 Kb/s (también usa red telefónica).
• Cobre es capaz de velocidades mayores, hasta 1 MHz aprox. (ver
gráficas siguientes), prescindiendo del sistema telefónico.
• ADSL utiliza solo el bucle de abonado de la red telefónica; a partir
de la central emplea una red paralela para transportar los datos.
• Actualmente estos servicios se venden como GigADSL con
servicio de tarifa plana por Telefónica, con diferentes accesos
256/128, 512/128, 2M/300
• Esta tecnología está soportada por ATM, con la cual se controlan
los caudales de los usuarios, a través de circuitos virtuales.
178
Fundamentos técnicos de ADSL
• ADSL utiliza frecuencias a partir de 25-30 KHz para ser
compatible con el teléfono analógico (0-4 KHz). No es
compatible con RDSI.
• Comunicación es full dúplex. Para evitar ecos y NEXT
generalmente se asigna un rango de frecuencias distinto en
ascendente y descendente.
• Se reserva una anchura mayor al descendente (1000 KHz)
que al ascendente (100 KHz) . La comunicación es
asimétrica.
• Para reducir el crosstalk se pone el canal ascendente en las
frecuencias mas bajas, porque el usuario dispone de
equipos menos sofisticados.
• ADSL resuelve las diferentes respuestas del cable frente a
las frecuencias, utilizando diferentes modulaciones
simultáneamente.
179
Relación Capacidad/grosor /alcance en ADSL
Caudal Desc. Grosor Distancia
(Mb/s)
(mm)
(Km)
2
0,5
5,5
2
0,4
4,6
6,1
0,5
3,7
6,1
0,4
2,7
• La capacidad depende también de la calidad del cable. Si el bucle de
abonado tiene muchos empalmes la capacidad se reduce.
• En ADSL los caudales que se especifican son siempre netos, es decir ya
está descontado el overhead debido a la corrección de errores (FEC:
Forward Error Correction).
180
Atenuación en función de la frecuencia para
un bucle de abonado típico
Frecuencia (KHz)
0
100 200
300
400
500
600
700
800
900 1000
0
Atenuación (dB)
-20
-40
-60
3,7 Km
5,5 Km
-80
-100
-120
181
Configuración de una conexión ADSL
Central Telefónica
Red
telefónica
Domicilio del abonado
Bajas
Frecuencias
Switch
telefónico
Teléfonos
analógicos
Bucle de
Abonado
(5,5 Km máx.)
Splitter
Splitter
Altas
Frecuencias
Internet
DSLAM
(ATU-C)
DSLAM: DSL Access Multiplexor
ATU-C: ADSL Transmission Unit - Central
ATU-R: ADSL Transmission Unit - Remote
Modem
ADSL
(ATU-R)
Ordenador
182
Comparación de la Conexión a Internet
mediante ADSL y por red telefónica conmutada
Usuario ADSL
Central telefónica
DSLAM
Splitter
Conmutador
ATM
Internet
ISP
Conmutador
telefónico
Usuario RTC
(RTB o RDSI)
Red
telefónica
183
Módems ADSL (ATU-Remote)
• El módem ADSL puede ser:
– Externo: conectado al ordenador por:
• Ethernet 10BASE-T
• ATM a 25 Mb/s
• Puerto USB
– Interno, conectado al bus PCI del ordenador
• También existen routers ADSL/Ethernet y
conmutadores ADSL/ATM.
• La tecnología ADSL está soportada por ATM
184
Técnicas de modulación ADSL
• Se han desarrollado dos técnicas de
modulación:
– CAP: sistema más antiguo, sencillo y de costo
inferior. Menor rendimiento. Estandarización
más retrasada y poco utilizado.
– DMT: sistema mas reciente, sofisticado y más
caro. Mayor rendimiento. Estandarizado por el
ANSI y la ITU-T.
185
DMT (Discrete MultiTone)
• 256 subcanales (bins) de 4,3125 KHz de anchura
(frecuencias 0-1104 KHz). Los bins mas bajos se reservan
para la voz, los siguientes se asignan al tráfico ascendente
y el resto al descendente.
• Los datos se envían repartidos entre todos los bins
• Cada bin tiene una atenuación relativamente constante.
• En cada bin se usa la técnica de modulación óptima según
su relación señal/ruido.
• La necesidad de distribuir el tráfico en los bins requiere
que el módem tenga un procesador muy potente.
186
Reparto de bins en ADSL DMT
Uso
Bins
Rango frecuencias
(KHz)
Teléfono
analógico
Tráfico
ascendente
0-5
0-25,9
6-38
25,9-168,2
Tráfico
descendente
33-255
142,3-1104
Existe reservado solape entre tráfico ascendente y
descendente, pero no quiere decir que se use
simultáneamente
187
Espectro de ADSL DMT
Canal
Ascendente
Canal
Descendente
Amplitud
Teléfono
analógico
Frec. 0 4 kHz 30 kHz
Bin
0
7
138-160 kHz
32
37
1.104 kHz
255
188
Energía
Modulaciones utilizadas en una conexión ADSL DMT
Sin
Datos
16 QAM 64 QAM 64 QAM 64 QAM 64 QAM 16 QAM QPSK
Bin
0 MHz
Frecuencia
4 Ksímbolos/s por bin.
Eficiencia máxima: 16 bits/símbolo
1 MHz
189
Proceso de negociación de un módem ADSL.
1: Se envía una señal de prueba en
toda la gama de frecuencias para
determinar la calidad de cada bin
Señal de
prueba
Frecuencia (KHz)
2: A partir de los resultados obtenidos
se determina la relación señal/ruido
para el enlace a cada una de las
frecuencias que se van a utilizar
Relación
señal/ruido
(dB)
Frecuencia (KHz)
3: En base a la relación señal/ruido se
decide la codificación a emplear en
cada bin, y con ello la cantidad de bits
por segundo enviados en cada uno
Eficiencia
(bits/s/bin)
Frecuencia (KHz)
190
Intereferencias externas en ADSL
Se muestra aquí la influencia de algunas
interferencias en el resultado del proceso de
negociación. Como antes se envía una señal
de prueba en toda la gama de frecuencias
para determinar la calidad de cada bin
Señal de
prueba
Frecuencia (KHz)
Derivación
En este caso tenemos una derivación debida
a un cable no retirado de una instalación
anterior. Esto produce una pérdida de
calidad de la señal en una determinada
frecuencia. También hay una interferencia de
emisora de AM
Relación
señal/ruido
(dB)
Emisora de
onda media (AM)
Frecuencia (KHz)
Como consecuencia de estos problemas los
módems han decidido reducir la eficiencia en
el bin correspondiente a la derivación, e
inhabilitar por completo el bin
correspondiente a la frecuencia de la
emisora de onda media
Eficiencia
(bits/s/bin)
Bin
deshabilitado
Frecuencia (khZ)
191
ADSL G.Lite: ITU-T G992.2: splitterless
• ADSL requiere instalar en casa del usuario un
filtro de frecuencias o ‘splitter’ (teléfono de
ADSL).
• El splitter aumenta costo de instalación y limita el
desarrollo.
• ADSL G.Lite suprime el splitter. También se llama
ADSL Universal o ADSL ‘splitterless’.
• Sin splitter hay más interferencias, sobre todo a
altas frecuencias.
• Es más caro y menos eficiente, pero es más barata
la instalación.
192
Configuración de ADSL G.Lite o ‘splitterless’
Central Telefónica
Domicilio del abonado
Teléfonos
analógicos
Red
telefónica
Switch
telefónico
Bajas
Frecuencias
Splitter
Altas
Frecuencias
Altas y bajas
Frecuencias
Bucle de
Abonado
(5,5 Km máx.)
Internet
DSLAM
(ATU-C)
Modem
ADSL
(ATU-R)
193
VDSL (Very high speed DSL)
• Es el ‘super-ADSL’. Permite capacidades muy
grandes en distancias muy cortas.
• Las distancias y caudales en sentido descendente
son:
– 300 m
– 1000 m
– 1500 m
51,84 – 55,2 Mb/s
25,92 – 27,6 Mb/s
12,96 – 13,8 Mb/s
• En ascendente se barajan tres alternativas:
– 1,6 – 2,3 Mb/s
– 19,2 Mb/s
– Igual que en descendente (simétrico)
194
Capacidad del bucle de abonado en función de la
distancia
60
Capacidad (Mb/s)
50
40
30
20
10
0
0
1
2
3
Distancia (Km)
4
5
6
Ámbito de ADSL
Ámbito de VDSL
195
VDSL (Very high speed DSL)
• Utiliza un par de hilos. Compatible con voz
• Aunque capacidad superior a ADSL técnicamente
mas simple ( al reducir la distancia es mas fácil
conseguir elevada capacidad).
• Actualmente en proceso de estandarización y
pruebas.
• Ya existe algún servicio comercial de VDSL.
• No esta claro que haya una demanda para este tipo
de servicios.
196
Espectro de las diversas tecnologías de acceso
197
Descargar

La Capa Física