La tecnología de acceso ADSL

Autor: Ramón Jesús Millán Tejedor

Publicado en Windows NT/2000 Actual nº 17, Prensa Técnica S.A., 1999

Introducción
Concepto de DSL
Características del ADSL
ADSL Forum
Aplicaciones del ADSL
Mercado de sistemas ADSL
ADSL en España

Introducción

La tecnología ADSL ha sido una de las que más atención ha acaparado durante los últimos meses en nuestro país, por ser la elegida por el Ministerio de Fomento, para traer la tarifa plana en el acceso a Internet. La funcionalidad inicial de la red telefónica, con alrededor de 800 millones de líneas de cobre enterradas y aéreas, ha sido progresivamente ampliada. El objetivo inicial era ofertar telefonía, pero actualmente ya se ha generalizado su utilización para el envío de fases, y la interconexión de ordenadores, sobre todo a través de Internet.

Sin embargo, los 56 Kbps sobre la red telefónica básica (RTB), y 64 ó 128 Kbps sobre la red digital de servicios integrados (RDSI), son insuficientes para la mayor parte de los usuarios domésticos para conectarse a Internet. Por otro lado, debido a que el acceso se cobra por tiempo de conexión y no por caudal transmitido, la lentitud de la conexión es algo que retrae a muchos usuarios potenciales. El reto tecnológico era encontrar una forma de aprovechar las enormes inversiones realizadas en el bucle de abonado telefónico y, simultáneamente, eliminar el cuello de botella existente para acceder a Internet, interconectar LANs corporativas, ofrecer vídeo a la carta y bajo demanda, y disfrutar de la diversa oferta de servicios interactivos y multimedia en los que las operadoras de telecomunicaciones están ya trabajando.

La tecnología idónea para solventar este problema ha sido ADSL, concebida por Bellcore en 1989, pero con varios años de estudios y pruebas piloto, habiendo sido abierta por primera vez al público en Estados Unidos durante 1997. En efecto, mediante ADSL se podrá acceder a todos estos servicios, a través del bucle de abonado telefónico convencional, con velocidades de hasta 9 Mbps hacia el usuario y hasta 800 Kbps del usuario a la red. En el siguiente artículo se describe esta importante tecnología, aún bastante desconocida para el usuario, adentrándonos en sus principios técnicos, su estado de estandarización, el mercado, su penetración en España, etc.

Concepto de DSL

La tecnología DSL (Digital Subscriber Line) es una avanzada solución que utiliza las líneas telefónicas de par trenzado de cobre existentes, para transportar de forma conjunta voz, datos y vídeo a alta velocidad. Debe quedar claro que DSL es un módem, no una línea.

El término xDSL cubre un conjunto de tecnologías similares de DSL, incluyendo ADSL (Asymmetric DSL), SDSL (Symmetric DSL), HDSL (High bit-rate DSL), RADSL (Rate Adaptative DSL), y VDSL (Very high bit-rate DSL). Todas ellas utilizan modulación en frecuencia utilizando el ancho de banda del par trenzado de 0-80 KHz aproximadamente –algunos sistemas europeos utilizan 120 KHz de ancho de banda-, presentando cada una ventajas que las hacen más indicadas para una u otra aplicación. En la Tabla 1 se muestra un resumen de las distintas tecnologías; dónde en las velocidades máximas asimétricas se distinguen: downstream (de la central al usuario) y upstream (del usuario a la central).

Tecnología	Velocidad máxima	Aplicaciones
ADSL RADSL	Down: 1,5-8 Mbps Up: 16-640 Kbps	Acceso a Internet, vídeo bajo demanda, acceso remoto a LAN, acceso a bases de datos, multimedia interactiva
HDSL	2,048 Mbps	Enlaces E1/T1, interconexión de PBX, conexión LAN y WAN
SDSL	2,048 Mbps	Las mismas que HDSL pero la distancia máxima es menor
VDSL	Down: 13-52 Mbps Up: 1,5-2,3 Mbps	Igual que ADSL más televisión de alta definición, en distancias cortas

Tabla 1: Resumen de las tecnologías xDSL.

Características del ADSL

La tecnología de línea de abonado digital asimétrica ó ADSL (estándar ANSI T1.413-1995) es una nueva tecnología para módems, que proporciona un acceso asimétrico y de alta velocidad a través del par de cobre actualmente instalado en las oficinas y casas de los usuarios del servicio telefónico básico.

Con ADSL se consiguen velocidades descendentes (de la central hasta el usuario) de 1,5 Mbps sobre distancias de 5-6 Km, y de 9 Mbps para distancias de 3 Km. Las velocidades máximas descendentes (desde el usuario a la central), van de 16-640 Kbps, sobre los mismos tramos. La velocidad real depende, no obstante, de la calidad de la línea de cobre. Las distancias alcanzadas resultan adecuadas para cubrir el 95 % de los abonados.

Figura 1: Conexión ADSL.

El hecho de que el canal de recepción tenga mayor velocidad que el canal de envío de datos, se adapta perfectamente a los servicios de acceso a información, en los que normalmente el volumen de información recibido es mucho mayor que el enviado. De este modo, y puesto que las velocidades son unas 70 veces más rápidas que mediante el acceso básico RDSI; ADSL es la solución ideal para el acceso a Internet/Intranet, el vídeo bajo demanda, o el acceso remoto a LAN.

El sistema de acceso ADSL se compone de dos módems en cada extremo de la línea telefónica, tal y como se ilustra en la Figura 1, creándose tres canales de información: uno descendente a alta velocidad, otros ascendente dúplex a velocidad media, y el del servicio telefónico básico o POTS. Éste último, es separado del módem digital mediante filtros, garantizando así la continuidad del servicio telefónico ante una caída o fallo de dicho módem, lo cual es una ventaja respecto a RDSI. En la central del operador los módems suelen estar dispuestos en bastidores, y se conectan a la red Internet o a otras redes de datos mediante un enlace Ethernet, un router o un conmutador ATM.

El hecho de que los módems ADSL incorporen la función que separa la voz de los datos es además muy interesante para las operadoras. De este modo, sólo se entrega a la central telefónica el tráfico correspondiente de voz, mientras que el de datos se dirige al conmutador de datos correspondiente, descargando así las centrales de voz. Por otro lado, los usuarios finales pueden de esta forma utilizar simultáneamente el teléfono y, por ejemplo, acceder a Internet.

En estos momentos se dispone de productos con velocidades descendentes superiores a 8 Mbps, y descendentes de más de 800 Kbps. En la Figura 2 se muestra el equipo ANxDSL, una de las soluciones ADSL más avanzadas del mercado, ofrecida por la multinacional sueca Ericsson, destinado a operadores de red. Mediante ANxDSL se pueden concentrar hasta 480 líneas ADSL en una única interfaz ATM a 155 Mbps con destino a una red backbone de datos o a Internet.

Figura 3: DSLAM ANxDSL de Ericsson.

Las líneas telefónicas de par trenzado de cobre están diseñadas para ofrecer un canal analógico de 4 KHz, que resulta suficiente para mantener una conversación telefónica, la cual es filtrada a 3,1 KHz. La digitalización de la señal de voz resulta del muestreo a 8.000 muestras por segundo de dicha señal analógica previamente filtrada, la cuantificación de dichas muestras, y su codificación con 8 bits por cada una de ellas. Por lo tanto, la señal de voz es transmitida por la línea a 64 Kbps. Las líneas telefónicas pueden atenuar señales a 1 MHz, banda utilizada en el canal descendente de ADSL, hasta 90 dB, lo cual exige a los equipos ADSL a trabajar muy duro para conseguir rangos dinámicos muy largos, separar los canales multiplexados, y mantener figuras de ruido muy bajas; necesitando un procesamiento digital de la señal muy complejo y transformadores, filtros analógicos y convertidores analógico/digitales muy avanzados.

Para soportar múltiples canales sobre la misma línea de abonado, los módems ADSL dividen el ancho de banda disponible de la línea telefónica mediante: multiplexación por división en frecuencia o FDM (Frecuency Division Multiplexing) y multiplexación por división en el tiempo o TDM (Time Division Multiplexing), complementadas con la cancelación de eco para evitar interferencias. Mediante FDM se asigna una banda del canal de datos ascendente y otra banda para el descendente, y éstas son a su vez divididas mediante TDM en uno o más subcanales. Recordemos que mediante la tecnología de multiplexación en frecuencia o FDM se transporta cada señal en una frecuencia subportadora que puede ser filtrada electrónicamente por el receptor. Mediante la multiplexación por división en el tiempo o TDM, en cambio, se segregan muestras de cada señal en ranuras temporales que el receptor puede seleccionar mediante un reloj correctamente sincronizado con el transmisor.

Muchas de las aplicaciones sobre ADSL estarán relacionadas con la transmisión de vídeo comprimido. Por tratarse de una aplicación en tiempo real, el vídeo digital no puede utilizar procedimientos de control y corrección de errores en el nivel de enlace o en el nivel de red, como los utilizados generalmente en las redes de datos. Por consiguiente, los módems ADSL incorporan técnicas de corrección de errores hacia delante o FEC y técnicas de entrelazado que reducen considerablemente los errores ocasionados por el ruido impulsivo de la línea. La corrección de errores con base a un tratamiento símbolo a símbolo, reduce también los errores producidos por el ruido continuo acoplado a la línea.

La tecnología ADSL Lite (estándar ITU-T G.99x-1997), también conocida por G.Lite, Splitterness ADSL o Universal ADSL, es una versión de más bajo coste de instalación y mantenimiento que ADSL y de menor complejidad. Promovida por los principales fabricantes de ordenadores, está llamada a ser la solución de bucle de abonado a corto plazo. Con ADSL Lite se pueden alcanzar una velocidad descendente de 1,5 Mbps y ascendente de 384 Kbps, sobre una distancia máxima de alrededor de 6 Km, dependiendo de la calidad del cableado.

El elevado precio de ADSL se debe a la necesidad de instalar complejos componentes adicionales, como el filtro de baja impedancia que protege las frecuencias ADSL más elevadas del efecto de los saltos bruscos de corriente y evita la caída del canal telefónico cuando falla el módem digital. Eliminando su instalación en la toma de la pared del abonado, el usuario puede hacerse cargo de la puesta en servicio del módem ADSL Lite de una manera muy sencilla, con lo que el precio del alta se vería sensiblemente reducido.

ADSL Forum

El ADSL Forum se constituyó en diciembre de 1994, como foro de encuentro y debate, para ayudar a las compañías telefónicas y sus suministradores de equipos a hacer realidad el enorme potencial de ADSL. Sus actividades, por tanto, son de orden técnico y comercial.

En estos momentos cuenta con unos 300 miembros en representación de operadores telefónicos y proveedores de sistemas ADSL. Además, el ADSL Forum trabaja estrechamente con otros grupos de estándares adyacentes, como ANSI (American National Standars Institute), ETSI (European Technical Standars Institute), DAVIC (Digital Audio-Visual Council), ATM (Asyncronous Transfer Mode) Forum, etc. En la actualidad, el trabajo del Forum ADSL está centrado en seis áreas: ATM sobre ADSL, paquetes sobre ADSL, interfaces y configuraciones de las redes de acceso, operaciones, gestión de red, pruebas e interoperabilidad.

En su Web Site, http://www.adsl.com, cuya página de inicio está presentada en la Figura 3, se puede encontrar información detallada sobre sus actividades, estándares, y la tecnología ADSL en general.

Figura 3: Sitio Web del Foro ADSL.

Aplicaciones del ADSL

Mediante el empleo de ADSL, las operadoras pueden ofrecer a sus abonados servicios que soporten una amplia gama de aplicaciones, como por ejemplo:

Transmisión de datos y acceso a servicios de información a alta velocidad: acceso a Internet, mensajería electrónica, comercio electrónico, etc.
Servicios que se beneficien de una conexión permanente activa:

Interconexión de redes de área local.
Redes privadas virtuales.
Acceso remoto y teletrabajo.

Servicios que se apoyarán en la disponibilidad de velocidades superiores a las alcanzables con módems RTB, como por ejemplo:

Audio y vídeo difusión.
Audio y vídeo conferencia.
Acceso a bases de datos documentales y multimedia.
Aplicaciones interactivas en red.
Teleeducación.

Mercado de sistemas ADSL

Los módems ADSL han sido probados satisfactoriamente por más de 100 compañías, operadoras de telecomunicaciones, y miles de líneas han sido instaladas en varios proyectos piloto en Norte América, Europa y Asia.

La introducción ADSL por operadores con fines comerciales, ha sido llevada a cabo principalmente en Estados Unidos desde 1997. En septiembre de 1998 el número de líneas ADSL instaladas estaba entre 30.000 y 50.000. El mercado mundial, valorado en unos 100 millones de dólares en 1998, está liderado por la multinacional francesa Alcatel, con una cuota de alrededor del 35 %, según la consultora Ryan Hankin Kent.

El crecimiento esperado de esta tecnología de acceso es enorme. La consultora Datamonitor estima que el mercado ADSL europeo alcanzará un valor de 1.000 millones de dólares en el año 2000 y una base de clientes empresariales de alrededor de 360.000. Los datos de un reciente estudio de la consultora International Data Corporation, señalan que en el año 2001 habrá más de 2,5 millones de líneas ADSL en todo el mundo.

Entre las principales empresas suministradoras de módems y redes de acceso ADSL están: 3Com, Alcatel, Cisco, Ericsson, NEC, Marconi, Nokia, etc.

ADSL en España

La primera oferta de ADSL, tecnología elegida por el Ministerio de Fomento para traer la tarifa plana a nuestro país y presentada en octubre de 1999, es de 9.300 pts mensuales. En concreto la tarifa plana se compone de tres modalidades, cuyas características técnicas y precios (con el IVA incluido) son mostrados en la Tabla 2.

Como vemos, la tarifa mínima establecida en octubre por TeleLine y Terra Networks, las empresas proveedoras de acceso y contenidos de Internet de Telefónica, casi duplica las 5.000 pesetas esperadas por las asociaciones de usuarios de Internet y del listón impuesto en abril por el Ministerio de Fomento. El ADSL es también ofrecido ya por otros proveedores de servicios de Internet, que contratan el servicio GigADSL de Telefónica, aunque los precios son semejantes a los de TeleLine. La idea del Gobierno, es reducir a corto plazo esta tarifa mínima a 6.500 pts, quedando aún lejos de las 3.000 pts mensuales que consumen por término medio los cerca de 3,6 millones de internautas españoles. Por lo tanto, la tarifa plana sólo parece ser interesante, en un principio, para pequeñas y medianas empresas.

De momento, muchos de los usuarios domésticos deberán conformarse con los módems analógicos, de bajo precio y bajo coste de instalación, contratando alguna de las ofertas de conexión a Internet por número de horas mensuales que ya ofertan muchas operadoras. Por ejemplo, el Bononet de 10 horas para navegar en Internet en horario reducido (de 18:00 a 8:00 horas) de Telefónica, cuesta 99 pts/hora, mientras que el de 50 horas, sale por 77 pts/hora. Las velocidades que se alcanzan mediante módems analógicos convencionales son de hasta 33,6 Kbps (con la revisión de la norma V.34), aunque con compresión V.42bis, se puede llegar hasta unos 115,2 Kbps. La utilización de estos módems, no supone cambio alguno en las centrales de las operadoras de telefonía fija. Los módems analógicos de 56 Kbps basados en el estándar V.90 y con modulación por código de pulsos, tienen el problema de que no funcionan en todas las líneas telefónicas.

El acceso básico RDSI de Telefónica, al igual que ADSL, resulta aún demasiada cara para la conexión a Internet para un abonado particular, el alta es de 28.000 pts y la cuota mensual de 3.800 pts.

Por todo esto, en este arranque de la banda ancha en España se está poniendo por delante el cable, que ya tiene más de 140.000 usuarios, de los cuales unos 100.000 corresponden a la Agrupación de Operadoras de Cable (AOC) y, el resto, a ONO; mientras que Telefónica introduce el ADSL muy lentamente. Desde diciembre de 1999, cuando empezaron las instalaciones de ADSL en Madrid y Barcelona, tan sólo unas 2.000 personas utilizan esta tecnología. La razón de esta mayor aceptación del cable por parte de los usuarios, es claramente el precio, ya que por ejemplo para un caudal de 256 Kbps, los precios mensuales de ONO son de 5.495 pts, más 1.500 pts de alquiler del módem, más IVA; mientras que la tarifa correspondiente de TeleLine es superior a las 8.000 pts, más las 2.740 pts de alquiler del módem, más IVA.

No obstante, cabe destacar que España ha sido el primer país de la Unión Europea que ha introducido la tecnología de acceso a Internet mediante ADSL, aunque sólo en las grandes capitales, con el fin de ofrecer una tarifa plana a los usuarios. Si bien el ADSL compite en Estados Unidos con las ofertas de cable de Internet rápido, en Europa apenas tiene implantación. Por otro lado, también es cierto que el precio fijado por Telefónica se ajusta a sus costes, y a buen seguro, la competencia en el sector y la mejora de la tecnología reducirá a corto plazo los precios.

Características	ADSL Básico	ADSL Class	ADSL Premium
Precio	9.300 pts/mes	16.200 pts/mes	31.700 pts/mes
Precio del alta e instalación	30.740 pts	42.340 pts	72.500 pts
Velocidad de entrada	256 Kbps	512 Kbps	2 Mbps
Velocidad de salida	128 Kbps	128 Kbps	300 Kbps
Correo	5 buzones POP3	10 buzones POP3	20 buzones POP3
Páginas personales	10 Mb	20 Mb	30 Mb
Precio del módem	26.680 pts	26.680 pts	26.680 pts

Tabla 2: Sitio Web del Foro ADSL.