BANDA ANCHA DE ABONADO

¿Qué es la banda ancha?
El término banda ancha comúnmente se refiere al acceso de alta velocidad a Internet. Este término puede definirse simplemente como la conexión rápida a Internet que siempre está activa. Permite a un usuario enviar correos electrónicos, navegar en la web, bajar imágenes y música, ver vídeos, unirse a una conferencia vía web y mucho más.

El acceso se obtiene a través de uno de los siguientes métodos:

• Línea digital de suscriptor (DSL)
• Módem para cable 
• Fibra
• Inalámbrica 
• Satélite
• Banda ancha a través de las líneas eléctricas (BPL)

La inversión privada ha logrado que el sistema de banda ancha esté disponible en el 90% de la población de los EEUU. De hecho, los proveedores de banda ancha han invertido más de 120 mil millones de dólares en los últimos años para asegurarse de que los proveedores de contenido, los creadores de aplicaciones y los usuarios de estos servicios tengan las opciones más amplias posibles de las mejores experiencias de Internet posibles.

El acceso por banda ancha es más rápido que la conexión de acceso telefónico y es diferente por lo siguiente:

• El servicio de banda ancha ofrece velocidad más lata de transmisión de datos. Permite el  transporte de más contenido por la "tubería" de transmisión.
• La banda ancha ofrece acceso a los servicios de Internet de más alta calidad. Medios de comunicación audiovisual por Internet, VoIP (Telefonía por Internet), juegos y servicios interactivos. Muchos de estos servicios, actuales y en desarrollo, requieren la transferencia de grandes cantidades de datos, lo que no es técnicamente factible con el servicio de marcación telefónica. Por lo tanto, el servicio de banda ancha puede ser cada vez más necesario para tener acceso a la amplia gama de servicios y oportunidades que puede ofrecer Internet.
• El sistema de banda ancha siempre está activo. No bloquea las líneas telefónicas y no necesita conectarse de nuevo a la red después de terminar su sesión.
• Menos demora en la transmisión de contenido cuando utiliza el servicio de banda ancha. 

Entre las múltiples ventajas que ofrece el servicio de banda ancha están la capacidad para obtener acceso a una amplia gama de recursos, servicios y productos que incluyen, pero sin limitarse a:

Educación, cultura y entretenimiento.

• El servicio de banda ancha puede superar las barreras geográficas y financieras para suministrar acceso a una amplia gama de oportunidades y recursos educativos, culturales y recreacionales. 

Telesalud y telemedicina.

• El servicio de banda ancha puede facilitar el suministro de asistencia médica para las poblaciones desatendidas e insatisfechas mediante el diagnóstico, tratamiento, monitoreo y consultas a distancias con los especialistas.

Desarrollo económico/comercio electrónico.

• El sistema de banda ancha puede estimular el desarrollo económico y la revitalización mediante el comercio electrónico (e-commerce) 
• Crear nuevos puestos de trabajo y atraer nuevas industrias.
• Suministrar acceso a los mercados regionales, nacionales y mundiales.

Gobierno electrónico (E-government) 

• El gobierno electrónico puede ayudar a mejorar la interacción de la gente con las instituciones gubernamentales y suministrar información sobre las políticas, los procedimientos, beneficios y programas del gobierno.

Seguridad pública y seguridad nacional.

• El sistema de banda ancha puede ayudar a proteger al público al facilitar y estimular la información y los procedimientos de seguridad pública, incluyendo, pero sin limitarse.
• Sistemas de aviso temprano/alerta pública y programas de preparación en caso de desastres.
• Monitoreo de seguridad a distancia y verificación de antecedentes personales en tiempo real.
• Respaldo a los sistemas para las redes de comunicaciones de seguridad públicas.

Servicios de comunicaciones de banda ancha.

• El sistema de banda ancha suministra acceso a nuevas tecnologías de telecomunicaciones, tales como protocolo de voz por Internet (VoIP)

Servicios de comunicaciones para personas con discapacidad

• El sistema de banda ancha permite a los usuarios de los servicios de retrasmisión de telecomunicaciones (telecommunications Relay Services, TRS) utilizar los servicios de retransmisión de vídeo (Video Relay Services, VRS) para comunicarse más fácil, rápida y expresivamente con los usuarios de telefonía de voz.

Todos los días aparecen nuevos usos para el sistema de banda ancha y las compañías que proporcionan el servicio de acceso a Internet por banda ancha trabajan todos los días para asegurarse de que el ancho de banda y las velocidades estén disponibles para manejar estas nuevas aplicaciones.

1.1 xDSL

1.2 Cable-Módem

1.3 Satélite

1.4 3G

1.5 Wimax

1.6 Pon/GPon

1.7 FTTH

1.8 PLC

1.1 xDSL

Se conoce como xDSL a la familia de tecnologías de acceso a Internet de banda ancha basadas en la digitalización del bucle de abonado telefónico (el par de cobre). La principal ventaja de xDSL frente a otras soluciones de banda ancha (cablemódem, fibra óptica, etc) es precisamente la reutilización de infraestructuras ya desplegadas, por tanto más baratas al estar parcial o totalmente amortizadas, y con gran extensión entre la población.

2.1.2 Funcionamiento

El acceso xDSL se basa en la conversión del par de la red telefónica básica en una línea digital de alta velocidad capaz de soportar servicios de banda ancha además del envío simultáneo de voz. Para lograr esto se emplea tres canales independientes:

• Dos canales de alta velocidad (uno de recepción de datos y otro de envío de datos).
• Otro canal para la transmisión de voz.

Cada uno de ellos ocupa una banda de frecuencia difer
ente, de manera que no interfieran entre sí. El canal de voz queda ubicado entre los 200Hz y los 3.4KHz se transmite en banda base, como el servicio telefónico tradicional, mientras que los canales de datos quedan aproximadamente entre los 24KHz y los 1.1MHz distribuyéndose de forma variable entre el canal de subida y el de bajada según el tipo de tecnología xDSL empleada. Se transmiten mediante múltiples portadoras
.

Para poder ofrecer servicios de voz compatibles con los terminales telefónicos convencionales, los usuarios deben disponer de unos dispositivos denominados splitter o microfiltros de paso bajo que se sitúan entre la toma de red telefónica y los equipos terminales (módem y telefóno) para filtrar la voz de los distintos canales de datos. 

Por su parte, los equipos de red del operador (típicamente, la central telefónica local) deben disponer de los denominados DSLAM ("Digital Subscriber Line Access Multiplexer"), que contienen un conjunto de tarjetas con varios módems de central de un número de usuarios, de manera que se concentre y se enrute el tráfico de los enlaces xDSL hacia una red de área extensa.

2.1.3 Tipos de xDSL 

Existe una variedad de tecnologías xDSL que se caracterizan por su simetría/asimetría en los canales de subida y bajada de datos, por las tasas de transmisión alcanzadas y, lo que guarda una relación inversa con esto último, la longitud máxima del bucle de abonado.

En España, la variedad de xDSL más extendido es el ADSL ("Asymmetric Digital Subscriber Line"), una versión con caudales de transmisión diferentes en subida (sentido usuario-red) y bajada de datos (sentido red-usuario). Los límites teóricos de esta configuración son de unos 24 Mbit/s en sentido red-usuario y hasta 1Mbit/s en sentido usuario-red, para bucles de abonado cortos.

Algunas otras tecnologías son:

• HDSL ("High Data Rate Digital Subscriber Line"), con altas tasas de transmisión.
• SDSL ("Symmetric Digital Subscriber Line"), versión estandarizada de HDSL.
• IDSL ("ISDN Digital Subscriber Line"), xDSL sobre redes RDSI.
• RADSL ("Rade-Adaptive Digital Subscriber Line"), con tasas de transmisión adaptativas.
• VDSL y VDSL2 ("Very High Speed Digital Subscriber Line"), versiones que permiten altas tasas de transmisión en tramos cortos de bucle de abonado, lo que las hace idóneas para cubris el último tramo en redes de fibra óptica hasta la manzana (FTTC)

1.2 Cable módem

2.2 Cable módem

Es un tipo especial de módem diseñado para modular y demodular la señal de datos sobre una infraestructura de televisión por cable.
En telecomunicaciones, Internet por cable es un tipo de acceso de banda ancha a Internet. Este término Internet por cable se refiere a la distribución del servicio de conectividad a Internet sobre la infraestructura de telecomunicaciones.

Los cablemódems se utilizan principalmente para distribuir el acceso a Internet de banda ancha, aprovechando el ancho de banda que no se utiliza en la televisión por cable. Los abonados de un mismo vecindario comparten el ancho de banda proporcionado por una única línea de cable coaxial. Por lo tanto, la velocidad de conexión puede variar dependiendo de cuántos equipos están utilizando el servicio al mismo tiempo.

Deben diferenciarse de los antiguos sistemas de redes de áreas local (LAN), como 10Base2 o 10Base5 que utilizaban cables coaxiales, y especialmente diferenciarse de 10Base36, que realmente utilizaba el mismo tipo de cable que los sistemas CATV.

Una debilidad más significativa de las redes de cable al usar una línea compartida es el riesgo de la pérdida de privacidad, especialmente considerando la disponibilidad de herramientas de hacking para cablemódems. De este problema considerando la disponibilidad de herramientas de características de privacidad especificadas en el estándar DOCSIS, utilizando por la mayoría de cablemódems. Existen dos estándares: el Eurodocsis y el docsis. Es las especificaciones docsis, la entrada del módem es un cable RG6, con un conector F.

2.2.1 Acceso al Internet por cable

Los módems por cable, junto a los de la tecnología DSL, son los dos tipos principales de acceso al Internet de banda ancha.
El bit rate del servicio de cable módem varía entre 2 megabits por segundo hasta los 100 Mbit/s o más.
Hay dos desventajas potenciales al usar el método de acceso a Internet por cable:

• Como todas las tecnologías de redes residenciales, una capacidad de canal fija es compartida por un grupo de usuarios. Por lo tanto, la velocidad del servicio puede varias dependiendo de la cantidad de personas que usen el servicio al mismo tiempo. No obstante, es muy raro que esto suponga un problema y muy rara vez supone pérdidas de caudal de conexión.
• Muchos proveedores de Internet por cable prefieren ofrecer el acceso al Internet junto con suscripciones de televisión por cable. Esto lo hacen al cobrar tarifas más altas por el servicio de Internet solamente, comparadas con tarifas especiales de ambos servicios juntos, ya que a ellos les sale al mismo precio.

Sin embargo hay importantes ventajas:

• El rendimiento de la conexión no depende de la distancia de la central, pudiendo llegar fácilmente a las velocidades reales contratadas; esto muy raramente ocurre con ADSL, motivo de queja de muchos clientes.
• Una muy baja latencia o Ping respecto a ADSL. Rondando de 5 a 12 ms frente a los +30ms de los ADSL
• Información de sobrecarga u overhead information menor al de conexiones DSL

1.3 Satélite

Internet por satélite o conexión a Internet vía satélite es un método de conexión a Internet utilizando como medio de enlace un satélite. Es un sistema recomendable de acceso en aquellos lugares donde no llega el cable o la telefonía, como zonas rurales o alejadas. En una ciudad constituye un sistema alternativo a los usuales, para evitar cuellos de botella debido a la saturación de las líneas convencionales y un ancho de banda limitado.

Las señales llegan al satélite desde la estación en tierra por el haz ascendente y se envían a la tierra desde el satélite por el haz descendente. Para evitar interferencias entre los dos haces, las frecuencias de ambos son distintas. Las frecuencias del haz ascendente son mayores que las del haz descendente, debido a que cuando mayor sea la frecuencia se produce mayor atenuación en el recorrido de la señal, y por tanto es preferible transmitir con más potencia desde la tierra, donde la disponibilidad energética es mayor.
Para evitar que los canales próximos del haz descendente interfieran entre sí, se utilizan polarizaciones distintas. En el interior del satélite existen unos bloques denominados transpondedores, que tienen como misión recibir, cambiar y transmitir las frecuencias del satélite, a fin de que la información que se envía desde la base llegue a las antenas receptoras.

2.3.1 Módem para satélite

• Los módems unidireccionales, cuya característica principal es que sólo pueden recibir datos. Sólo cuentan con un canal de entrada, también llamado directo o forward y son conocidos como DVB-IP. Así, para enviar y recibir datos desde Internet se necesita además una conexión terrestre
• Los módems bidireccionales, capaces de recibir y enviar datos. Además del canal de entrada, cuentan con un canal de retorno, vía satélite.

2.3.2 Antena parabólica

• Foco primario. La superficie de la antena es una paraboloide de revolución, todas las ondas inciden paralelamente al eje principal se reflejan y van a parar al foco. Tiene un rendimiento del 60%, de toda la energía que llega a la superficie de la antena, el 60% llega al foco y se aprovecha, el resto no llega al foco y se pierde.
• Cassegrai. Similar a la de foco primario, sólo que tiene dos reflectores; el mayor apunta al lugar de recepción, y las ondas al chocar, se reflejan y van al foco donde está el reflector menor; al chocar las ondas, van al último foco, donde estará colocado el detector.Se suelen utilizar en antenas muy grandes, donde es difícil llegar al foco para el mantenimiento de la antena.
• Offset. Se utilizan mucho actualmente para la recepción de los satélites de alta potencia, como el Hispasat. Este tipo de antena no requiere apuntar tan precisamente al satélite, su rendimiento es de hasta un 85% y su principal característica es que el foco no está situado en el centro de la antena, sino en la parte baja de ésta. Se consigue pues, que la inclinación necesaria para la antena sea menor, pudiéndose instalar en una pared.

2.3.3 Alimentador

Se encarda de recoger las microondas concentradas en el foco de la parábola y pasarlas al elemento siguiente. El alimentador nos permite recibir todas las polaridades qeu llegan a la antena, las cuales serán separadas más adelante.

• Polarrotor. Permite la recepción de las dos polaridades utilizando un solo converso LNB. Su funcionamiento se basa en el giro de 90º de una sonda situada en su interior. Como se pierde los canales de la otra polaridad no puede utilizarse en instalaciones colectivas.
• Ortomodo. Permite la recepción simultánea de señales con polarización vertical y horizontal mediante la utilización de un repartidor de guías de onda en el que una de las guías se gira 90º. A él se tendrá que conectar dos conversores LNB, uno para cada polarización

2.3.4 Conversores 

La señal de haz descendente que se refleja en la superficie de la antena parabólica, orientada al satélite determinado, concentra toda su energía en el foco, y a través del iluminador situado en dicho punto, se introduce la señal en el amplificador previo.

La señal captada por la antena es muy débil, por la gran atenuación que sufre en el espacio desde el satélite hasta el punto de recepción; además, por tener una frecuencia muy elevada, debe ser cambiada para que llegue al receptor a una frecuencia mucho más baja, con lo que se logra que se propague por el cable coaxial con una atenuación menor.

1.4 3G

Los servicios asociados con la tercera generación proporcionan la posibilidad de transferir tanto la voz como datos y datos no-voz.

Aunque esta tecnología estaba orientada a la telefonía móvil, desde hace unos años las operadoras de telefonía móvil ofrecen servicios exclusivos de conexión a Internet mediante módem USB, sin necesidad de adquirir un teléfono móvil, por lo que cualquier computadora puede disponer de acceso a Internet. Existen otros dispositivos como algunos ultraportátiles y tablets que incorporan el módem integrado en el propio equipo. En todos los casos requieren de una tarjeta SIM para realizar o recibir llamadas pueda estar bloqueado o estar asociado a un número con contrato 3G

2.4.1 Evolución del 2G al 3G

Las redes 2G se construyeron principalmente para datos de voz y transmisiones lentas. Datos los cambios rápidos en las expectativas de los usuarios, no cumplen las necesidades inalámbricas de la actualidad

• De 2G a 2.5G. El primer paso en la evolución al 2G ocurrió con la entrada del Servicio General de Paquetes vía Radio. El GPRS podía dar velocidad de datos desde 56 kbit/s hasta 114 kbit/s. Puede usarse para servicios como el acceso al protocolo de aplicaciones inalámbricas, servicio de mensajes cortos, sistemas de mensajería multimedia y para servicios de comunicación por Internet como el e-mail y el acceso a la web. La transmisión de datos GPRS es normalmente cobrada por cada megabyte transferido, mientras que la comunicación de datos vía conmutación, de círculos tradicionales es facturada por minuto de tiempo de conexión, independientemente de si el usuario está realmente usando la capacidad o si está parado.
• De 2.5G a 2.75G
• De 2.75 a 3G

2.4.2 Estándares en 3G

Las tecnologías de 3G son la respuesta a la especificación IMT-2000 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones. En Europa y Japón se seleccionó el estándar UMTS, basado en la tecnología W-CDMA; está gestionado por la organización 3GPP, también responsable de GMS, GPRS y EDGE.

• Seguridad. Ofrecen mayor grado de seguridad en comparación con sus predecesoras. Al permitir a la UE autenticar la red a la que se está conectando, el usuario puede asegurarse de que al red es la intencionada y no una imitación. Las redes 3G usan el cifrado por bloques KASUMI en vez del anterior cifrador de flujo A5/1.

2.4.3 Evolución. 4G

1.5 WIMAX

Es una norma de transmisión de datos que utiliza las ondas de radio en las frecuencias de 2.3 a 3.5 GHz y puede tener una cobertura de hasta 50 Km.

Es una tecnología dentro de las conocidas como tecnología de última milla, también conocidas como bucle local que permite la recepción de datos por microondas y retransmisión por ondas de radio. Es estándar que define esta tecnología es el IEEE 802.16. Una de sus ventajas es dar servicios de banda ancha en zonas donde el despliegue de cable o fibra por la baja densidad de población presenta unos costos por usuario muy elevados.

El único organismo habilitado para certificar el cumplimiento de estándar y la interoperabilidad entre equipamiento de distintos fabricantes es el Wimas Forum: todo equipamiento que no cuente con esta certificación, no puede garantizar su interoperabilidad con otros productos.

Actualmente se recogen dentro del estándar 802.16. Existen dos variantes:

• Uno de acceso fijo, en el que se establece un enlace de radio entre la estación base y un equipo de usuario situado en el domicilio del usuario. Para el entorno fijo, las velocidades teóricas máximas que se pueden obtener son de 70 Mbit/s con un ancho de banda de 20 MHz. Sin embargo, en entornos reales se han conseguido velocidades de 20 Mbit/s con radios de célula de hasta 6 km, ancho de banda que es compartido por todos los usuarios de la célula.
• Otro de movilidad completa, que permite el desplazamiento del usuario de un modo similar al que se puede dar en GSM/UMTS, el móvil, aun no se encuentra desarrollado y actualmente compite con las tecnologías LTE, por ser la alternativa para las operadoras de telecomunicaciones que apuestan por los servicios en movilidad, este estándar, en su variante no licenciado, compite con el WiFi IEEE 802.11n,ya que la mayoría de los portátiles y dispositivos móviles, empiezan a estar dotados de este tipo de conectividad.

2.5.1 Usos

El ancho de banda y rango del Wimax lo hacen adecuado para las siguientes aplicaciones potenciales:

• Proporcionar conectividad portátil de banda ancha móvil a través de ciudades y países por medio de una variedad de dispositivos.
• Proporcionar una alternativa inalámbrica al cable y línea de abonado digital (DSL) de "última milla" de acceso de banda ancha.
• Proporcionar datos, telecomunicaciones (VoIP) y servicios de IPTV (triple play)
• Proporcionar una fuente de conexión a Internet como parte de un plan de continuidad del negocio.
• Para redes inteligentes y medición

Acceso a Internet.

Wimax puede proporcionar en el hogar o acceso a Internet móvil a través de las ciudades o países enteros. En muchos casos, esto ha dado lugar a la competencia en los mercados, que por lo general sólo tenían acceso a través de un DSL titular existente del operador

Backhaul.

Wimax móvil era un candidato de reemplazo para las tecnologías de telefonía celular, tales como GSM y CDMA, o se puede utilizar como una plantilla para aumentar la capacidad. Wimax fijo también se considera como una tecnología de backhaul inalámbrico para 2G, 3Gy las redes 4G en los países desarrollados y en desarrollo.

Triple-play

Wimax soporta directamente las tecnologías que hacen triple play posibles ofertas de servicios. Estos son inherentes a la estándar Wimax en vez de la mera adición de Carrier Ethernet es a Ethernet. 

1.6 Pon / GPon

1.6.1 Pon
Una red óptica pasiva permite eliminar todos los componentes activos existentes entre el servidor y el cliente introduciendo en su lugar componentes ópticos pasivos para guiar el tráfico por la red, cuyo elemento principal es el dispositivo divisor óptico. La utilización de estos sistemas pasivos reduce considerablemente los costes y son utilizados en las redes FTTH,

2.6.1.1 Estructura y funcionamiento de una red PON

Una red óptica pasiva está formada básicamente por:

• Un módulo OLT que se encuentra en el nodo central.
• Un divisor óptico.
• Varios ONUs que están ubicadas en el domicilio del usuario.

Canal descendente.

Una red pon es una red punto-multipunto donde la OLT envía una serie de contenidos que recibe el divisor y que se encarga de repartir a todas las unidades ONU, cuyo objetivo es el de filtrar y sólo enviar al usuario aquellos contenidos que vayan dirigidos a él

Canal ascendente.

Es una red punto a punto donde las diferente ONUs transmiten contenidos a la OLT. Por este motivo también es necesario el uso de TDMA para que cada ONU envía la información en diferentes instantes de tiempo, controlados por la unidad OLT.

2.6.1.2 Ventajas de las redes ópticas pasivas

• Aumento de la cobertura hasta los 20km. Con tecnologías DSL como máximo se cubre hasta los 5.5 km.
• Ofrecen mayor ancho de banda para el usuario
• Mejora en la calidad del servicio y simplificación de la red a la inmunidad que presentan a los ruidos electromagnéticos.
• Minimización del despliegue de fibra óptica gracias a su tipología.
• Reducción del consumo gracias a la simplificación del equipamiento.
• Más barata que las punto a punto

2.6.2 GPon

La red óptica pasiva con capacidad de Gigabit fue aprobada en 2003-2004 por ITU-T en las recomendaciones G.984, G.984.2/3/4/5. Todos los fabricantes de equipos deben cumplirla para garantizar la interpolaridad. Se trata de las estandarizaciones de las redes de las redes PON a velocidades superiores a1 Gbit/s.

Características y técnicas.

Este nuevo estándar surgió con el fin de establecer nuevas exigencias a la red:

• Soporte de todos los servicios: voz, ethernet, atm...
• Alcancemáximo de 20km, aunque el estándar se ha preparado par que pueda llegar hasta los 60km.
• Soporte de varios bitrate con el mismo protocolo, incluyendo velocidades simétricas de 622 Mbit/s, 1.25 Gbit/s, y asimétricas de 2.5 Gbit/s en el enlace descendente y 1.25 Gbit/s en el ascendente.
• OAM&P extremo a extremo.
• Seguridad del nivel de protocolo para el enlace descendente debido a la naturaleza multicast de PON
• El número máximo de usuarios que pueden colgar de una misma fibra es 64

2.6.2.1 Características y técnicas

Multiplexación de la información.

Tanto el sentido descendente como el ascendente viajan en la misma fibra óptica. Para ello se utiliza una multiplexación WDM

Potencia y alcance.

El alcance de un equipo viene dado por la atenuación máxima que es capaz de soportar sin perder el servicio. La atenuación máxima soportada por un sistema vendrá dada por la potencia máxima garantizada por la OLT menos la potencia mínima que es capaz de percibir la ONT. El estándar GPON define diferentes tipos de láseres.

Sentido descendente - TDM.

Se utiliza tecnología conceptualmente similar a TDM. Todos los datos se transmiten a todas las ONTs. Cada ONT filtra los datos recibidos. Tiene el problema de que el operador/usuario puede querer confidencialidad de los datos. Debido a esta confidencialidad se puede utilizar cifrado de los datos.

Sentido ascendente - TDMA.

Se utiliza tecnología conceptualmente similar a TDMA. La OLT controla el canal ascendente, asignado ventanas a las ONT. Se requiere un control de acceso al medio para evitar colisiones y para distribuir el ancho de banda entre los usuarios.

Al ser spiltter un elemento pasivo, es necesaria la perfecta sincronización de los paquetes ascendentes que le lleguen, para que sea capaz de formar la trama GPON. Es por ello necesario que la OLT conozca la distancia a la que están las ONTs para tener en cuenta el reta