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Inacap La Serena Ingeniera en Telecomunicaciones, Conectividad y
Redes
Redes de Acceso
Banda Ancha Parmetros, Tecnologas y Servicios asociados
Nombre Alumno (s): Camilo Campos
Hernn Stockebrand
Nombre Profesor: Boris Gonzlez Realpes
Fecha: 26 de agosto de 2013
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Contenido Introduccin
........................................................................................................................................
2
Objetivos
.............................................................................................................................................
3
Desarrollo............................................................................................................................................
4
Conceptos
.......................................................................................................................................
4
Banda
Ancha....................................................................................................................................
4
Ancho de Banda
..............................................................................................................................
5
Red de acceso
..................................................................................................................................
6
Clasificacin Redes de Acceso
.....................................................................................................
6
Tecnologas de acceso
....................................................................................................................
7
Bucle digital de abonado (xDSL)
.................................................................................................
7
Redes hbridas de fibra y cable
(HFC).......................................................................................
13
Fibra ptica (FTTX)
....................................................................................................................
15
Power Line Communications (PLC)
..........................................................................................
16
Redes de acceso por satlite
....................................................................................................
18
Redes locales inalmbricas (WLAN)
.........................................................................................
20
ETSI HiperLAN2
.........................................................................................................................
21
Comunicaciones mviles de 3 Generacin
.............................................................................
22
WiMAX,
.....................................................................................................................................
25
Wireless local loop (WLL)
.........................................................................................................
25
LTE
.............................................................................................................................................
25
Parametros de Calidad
.................................................................................................................
28
Relacin Seal/Ruido
(SNR).......................................................................................................
28
Tasa de Error de Bit (BER)
.........................................................................................................
28
Carrier to Noise
.........................................................................................................................
29
Carrier to Interference ratio
......................................................................................................
29
Requerimiento de calidad de servicio de las redes de acceso
.................................................. 29
Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon
................................................................................
30
Conclusin
.........................................................................................................................................
31
Bibliografa
........................................................................................................................................
32
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Introduccin Internet ha producido una revolucin en la forma de
comunicarse en la sociedad actual. El
auge en la necesidad de acceder a la informacin casi
instantneamente contrasta con la
infraestructura e inversin de las empresas de telecomunicaciones
proveedoras de los diferentes
servicios.
Donde la evolucin de las redes ha llevado a tener internet en
nuestros telfonos celulares,
desde el cual el usuario siempre exige la mxima velocidad,
cobertura y disponibilidad.
En la siguiente monografa, analizaremos las tecnologas
existentes para brindar acceso a
servicios, su clasificacin y parmetros de calidad de
servicio.
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Objetivos
Conocer el concepto de Banda Ancha
Manejar los parmetros bsicos de Calidad de Servicio
Estudiar las diferentes tecnologas que bridan este servicio
Analizar cmo se clasifican las tecnologas estudiadas
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Desarrollo
Conceptos
Banda Ancha Segn la ITU (Unin Internacional de
Telecomunicaciones) La Banda Ancha puede
considerarse, desde un punto de vista tcnico, como un conjunto
de tecnologas de red avanzadas
o como el motor de una radical y gran transformacin que
revitaliza la entrega de los servicios
existentes y da pie a la aparicin de nuevos e innovadores
servicios.
En el mundo moderno, la banda ancha se ha convertido en una
infraestructura fundamental
que determina la competitividad nacional de los pases en la
economa digital mundial. La banda
ancha es tambin una herramienta para alcanzar nuestra meta comn,
las sociedades del
conocimiento, donde el acceso a la informacin y la creatividad
humana son vitales.
En trminos tcnicos, la banda ancha puede definirse por lo
siguiente:
Velocidades de transmisin mnimas (aunque existen diversas
definiciones).
Tipo de tecnologa (IMT-Avanzadas mviles o las llamadas
tecnologas 4G).
Una serie de conceptos funcionales, entre los que se
cuentan:
Conexin permanente: donde el servicio Internet est sujeto a
actualizaciones
instantneas en tiempo real.
Alta capacidad: conexiones de baja latencia y alta capacidad que
pueden transportar
grandes cantidades de bits (informacin) por segundo (en lugar de
la velocidad a la
que viajan esos bits).
Sea cual sea el punto de vista y la definicin, la banda ancha es
capaz de entregar de
manera fiable servicios convergentes y de ofrecer simultnea y
conjuntamente voz, datos y vdeo,
posiblemente a travs de redes diferentes.
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Ancho de Banda La definicin a este concepto brindado por
Wikipedia es la siguiente:
Es comn denominar ancho de banda digital a la cantidad de datos
que
se pueden transmitir en una unidad de tiempo. Por ejemplo, una
lnea ADSL de
256 kbit/s puede, tericamente, enviar 256 000 bits por segundo.
Esto es en
realidad la tasa de transferencia mxima permitida por el
sistema, que depende
del ancho de banda analgico, de la potencia de la seal, de la
potencia de ruido
y de la codificacin de canal.
Se diferencia del Ancho de Banda Analgico el cual es:
La longitud, medida en Hz, del rango de frecuencias en el que
se
concentra la mayor parte de la potencia de la seal. Puede ser
calculado a partir
de una seal temporal mediante el anlisis de Fourier. Tambin son
llamadas
frecuencias efectivas las pertenecientes a este rango.
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Red de acceso Hace mencin a aquella parte de la red de
comunicaciones que conecta a los usuarios finales con
algn proveedor de servicios y es complementaria al ncleo de red.
Muchos de los avances
tecnolgicos que se pueden percibir directamente en el rea de las
telecomunicaciones
corresponden a esta parte de la red, la misma que puede
subdividirse en red de
distribucin/agregacin y red de ltimo kilmetro. Esta denominacin
es independiente de los
medios o protocolos utilizados.
Aun cuando en la literatura y en la industria se encuentran una
gran cantidad de posibles
tecnologas, en la prctica slo se pueden identificar dos grandes
tipos de redes de acceso:
Clasificacin Redes de Acceso Existen dos grandes categoras en
las redes de acceso, las almbricas e inalmbricas
Almbricas:
Son aquellas que van conectadas fsicamente desde el nodo al
usuario o abonado. Las onclusiones
sobre las tecnologas de acceso cableado se pueden resumir en:
Las redes de acceso que llegan al
usuario sobre cableado existente (telefnico o elctrico) tienen
como ventaja su facilidad de
despliegue, pero su capacidad es limitada.
XDSL
Redes Hibridas HFC
Fibra Optica
PLC
Inalmbricas:
Son aquellas en las que el enlace es mediante microondas.
Las conclusiones sobre las tecnologas de acceso inalmbrico se
pueden resumir en los siguientes
puntos:
Las redes de acceso inalmbrico estn sujetas a limitaciones
estrictas en cuanto a uso de espectro,
lo que acota su nmero de canales disponibles y su capacidad
total. La capacidad disponible es
compartida entre todos los usuarios que usen el mismo canal
radio, lo que, junto al punto
anterior, limita las posibilidades de crecimiento de estas
redes. Segn lo anterior, estas redes no
pueden considerarse como una solucin vlida para dar accesos de
banda ancha multiservicio a
toda la poblacin.
Satelitales
o Iridium
o Inmarsat
WIFI
GSM
WiMax
Will
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Tecnologas de acceso
Bucle digital de abonado (xDSL)
Bajo las siglas xDSL se agrupan un conjunto de tecnologas que,
utilizando cdigos de lnea
y tcnicas de modulacin adecuados, permiten transmitir regmenes
de datos de alta velocidad
sobre el par trenzado telefnico.
Desarrollado a principio de los 80 como tecnologa de acceso para
lneas de abonado RDSI (Red
Digital de Servicios Integrados). Su objetivo es usar los pares
de cobre del servicio telefnico
High Speed Digital Subscriber Line (HDSL)
Proporciona enlaces primarios E1 a 2 Mbit/s (o T1 a 1,5 Mbit/s,
en pases que siguen
normativa ANSI) sobre uno o varios pares telefnicos
convencionales evitando el empleo de
repetidores. Como muestra la Tabla 1, existen diversas variantes
de esta tecnologa, que difieren en
cuanto a cdigos de lnea, velocidades de transmisin, distancias
mximas alcanzables, as como el
nmero de pares requeridos, el cual puede variar entre uno y
tres.
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Symmetric High speed Digital Subscriber Line (SHDSL)
El sistema SHDSL (o su variante ANSI: HDSL-2) requiere un solo
par y tiene mayor alcance que los
sistemas HDSL monopar. Una de sus principales ventajas es su
compatibilidad espectral con otros
sistemas DSL, particularmente ADSL, con los que pueden coexistir
en el mismo mazo de pares.
Adems, existe una normativa sobre su implementacin, con lo que
los equipos de abonado y
central pueden ser de distintos suministradores.
El SHDSL est diseado para el transporte de datos de forma
simtrica, a regmenes que se adaptan
a las caractersticas del canal y que van desde 192 kbit/s hasta
2,3 Mbit/s (o desde 384 kbit/s hasta
6 Mbit/s sobre dos pares).
Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)
Una caracterstica importante de ADSL es la comparticin del
espectro disponible en el par
telefnico (ver Figura 1) con el servicio telefnico (o con el
servicio RDSI), permitiendo el acceso
simultneo a la red telefnica y a Internet. Esto se logra
mediante el empleo de un splitter (filtro
separador de bandas) en casa del abonado
La simultaneidad de la voz y los datos, unida a las
considerables tasas de bit proporcionadas, hace
de ADSL una tcnica muy atractiva. Gracias a ella se puede
disponer de un acceso permanente a
Internet, con tarifa plana, y sin necesidad de contratar una
lnea adicional ni de cambiar los aparatos
telefnicos. Todo ello, sin duda, constituye un factor
diferencial frente a las tcnicas HDSL y SHDSL
vistas anteriormente
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Very high speed Digital Subscriber Line (VDSL)
Extendiendo los lmites de la tecnologa del ADSL es posible
utilizar un ancho de banda
mayor sobre el par de cobre, hasta alcanzar los 11 MHz. Por
supuesto, esto slo es factible para
alcances ms reducidos que los vistos en ADSL. As, mientras el
objetivo de alcance en ADSL era
cubrir el rea de servicio de la central, en VDSL las zonas
geogrficas cubiertas son mucho menores.
Por este motivo, la tecnologa VDSL va acompaada de un amplio
despliegue de fibra hasta los nodos
desde los cuales se alcanza al abonado mediante tiradas de cobre
muy cortas.
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Parametros de Calidad Asociados
Ruido de fondo. Estudios realizados durante el proceso de
estandarizacin concluyeron que el ruido
de fondo, en el caso peor, puede modelarse como un ruido blanco
gaussiano aditivo, con un nivel
de potencia de -140 dBm/Hz o, de forma equivalente, 30 nV/Hz
sobre 100 ohmios.
Ruido impulsivo. Son rfagas de gran amplitud de ruido, con
duracin variable desde unos pocos
hasta unos cientos de microsegundos, procedentes de diversas
fuentes: impulsos de disco, corriente
de llamada, cambios de polaridad en la lnea, rayos, etc.
Interferencias de emisiones de radio. Aunque el par trenzado
telefnico es tericamente un
sistema de transmisin equilibrado, este equilibrio decrece con
la frecuencia. Adems, la planta
externa tiene recorridos en el espacio abierto (fachadas,
interior de las casas, zonas rurales en
postes) que incluso en algunos tramos se realizan con pares
paralelos en vez de trenzados. Todo
esto hace que estas partes de la planta se conviertan en antenas
captadoras de las emisiones de
radio, tanto en onda larga, como media o corta, especialmente
las emisiones de radioaficionados.
Coexistencia con el servicio telefnico. Adems de los efectos de
ruido impulsivo mencionados ms
arriba, una lnea telefnica presenta cambios de impedancia
dependiendo de si el aparato telefnico
est colgado o descolgado.
Diafona. La diafona es el acoplamiento inductivo y capacitivo
entre diferentes hilos dentro del
mismo mazo o mazos adyacentes. Es el efecto que ms limita la
capacidad de los sistemas xDSL.
Aunque este efecto existe a frecuencias vocales, y de ah el que
los pares del bucle de abonado sean
trenzados en la mayor parte de su recorrido, a las altas
frecuencias de los sistemas DSL adquiere
nueva relevancia (el paso del trenzado para audio no es el idneo
para estas frecuencias).
Existen dos tipos de diafona: la paradiafona (NEXT) cuando la
fuente de la seal perturbadora est
colocada en el mismo extremo que el receptor perturbado; y la
telediafona (FEXT), cuando el
receptor est colocado en el lado remoto.
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En la Figura a continuacin se muestran los anchos de banda
requeridos por cada
tecnologa xDSL, as como los regmenes binarios que
proporcionan.
En la Figura a continuacin se muestra la evolucin de las
velocidades obtenidas por las
tcnicas xDSL en los ltimos aos, en comparacin con el crecimiento
de las velocidades de los
mdem en banda vocal (300-3400Hz).
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Calidad de Servicio
HDSL y SHDSL (TDM)
Al estar estos sistemas basados en circuitos, la calidad de
servicio (QoS) puede medirse en Tasa de
Errores y Disponibilidad del Servicio, que en estos casos, y
aplicando normas establecidas, se pueden
cifrar en 10-7 y 0,99999 respectivamente. En cuanto a los
caudales ofrecidos al usuario, son
constantes: 2.048 kbit/s para interfaces no estructuradas y
1.984 kbit/s para estructuradas.
ADSL y SHDSL (ATM)
En estos sistemas, las prestaciones vienen determinadas por las
caractersticas de las conexiones
ATM utilizadas (siendo las ms comunes UBR, CBR y VBR-rt), las
cuales condicionan tanto la manera
en la que se trata el trfico de usuario en la red, como los
caudales medios y de pico admisibles.
Servicios
Telefona Internet Televisin
HDSL X
SHDSL (TDM) X
SHDSL (ATM) X X X
ADSL X X X
Esquema Arquitectura de Televisin por ADSL/ SHDSL
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Redes hbridas de fibra y cable (HFC) Las redes HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) son una evolucin de las redes de distribucin de
televisin por cable coaxial, Al ir aumentando la oferta de
canales se requiri aumentar el ancho de
banda disponible en los sistemas de cable. Como se ver a
continuacin, los sistemas de cable
coaxial tienen unas limitaciones intrnsecas en cuanto al ancho
de banda que pueden suministrar.
Para resolver esta limitacin se introdujo la tecnologa ptica,
cosa que fue factible en los aos 90
cuando se dispuso de dispositivos pticos con la adecuada
linealidad. Este es el origen de las redes
HFC. La introduccin de tecnologa ptica hizo posible topologas de
red susceptibles de transportar
seales bidireccionales. De este modo, las redes de cable pasaron
de ser sistemas de pura
distribucin a convertirse en sistemas completos de
telecomunicaciones, capaces de proporcionar
servicios interactivos de voz y datos.
A mediados de los 90, da comienzo una nueva etapa en la evolucin
de las redes de cable,
por la introduccin de la televisin digital. Con ello se consigue
multiplicar el nmero de canales que
pueden transportarse en el ancho de banda del sistema,
proporcionando mayor calidad de imagen
y sonido, as como nuevas facilidades de interactividad.
Esquema de principio de una red HFC
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Servicios
Telefona Internet Televisin Servicios interactivos
HFC X X X X
El ruido y las interferencias en el canal de retorno
Las limitaciones de la planta coaxial vienen de las
imperfecciones de sus componentes,. Las
fuentes de perturbacin coherentes son diversas: seales
exteriores que consiguen introducirse en
el cable a travs de imperfecciones en blindajes, conectores,
etc.; reflexiones de lnea por
desadaptaciones de impedancia en el cable coaxial. En cuanto a
las fuentes de perturbacin no
coherente, la principal es el ruido trmico presente en cualquier
sistema de comunicaciones.
Existen dos parmetros que influyen negativamente en las
portadoras digitales del canal de
retorno entre 5 MHz. y 45 MHz. Se trata del nivel de ruido y el
ruido ingress. Las fuentes de este
ltimo son mltiples: seales de telefona mvil, seales de radio, la
red elctrica del usuario,
motores elctricos etc. Este efecto externo es acumulativo con el
nivel de ruido, siendo imposible
su eliminacin completa.
En el canal ascendente, las seales provenientes de cada usuario
junto con el ruido de los
elementos que atraviesa (amplificadores, distribuidores,
conectores etc.), se van sumando y acaban
convergiendo en un nico punto en el que se produce un efecto
chimenea (noise funneling), que
aumenta con el nmero de usuarios. El ruido generado por los
aparatos electrodomsticos, aadido
al propio del cable, limita el tamao de los nodos pticos Para
reducir los efectos de ruido existen
varias alternativas. Una primera posibilidad es monitorizar el
estado del canal, procediendo a
cambiar automticamente de canal si la calidad cae por debajo de
un cierto umbral. Otras soluciones
son la reduccin del ancho de banda del canal o el cambio de
esquema de modulacin cuando la
ocupacin del canal ascendente es alta. Estas soluciones
conllevan una merma de calidad de servicio
(menos velocidad), pero evitan que el usuario experimente
interrupciones.
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Fibra ptica (FTTX) Dentro de la familia de tecnologas FTTX
(Fiber to the X) se agrupan una serie de tcnicas de
acceso basadas en el empleo de fibra ptica hasta las
proximidades del abonado. Los miembros de
esta familia se diferencian fundamentalmente en el grado de
proximidad alcanzado. As, cuando el
despliegue de la fibra llega hasta la casa del abonado, se habla
de la tecnologa FTTH (Fiber to the
Home), tambin conocida como fibra directa hasta el hogar o bucle
local de fibra. Siguiendo la
misma filosofa, pero con alcances de fibra menores, se
encuentran las tecnologas de fibra hasta
la acera (Fiber to the Curb, FTTC) o fibra hasta el edificio
(Fiber to the Building, FTTB
Prestaciones
Las ventajas de las fibras pticas frente a otro tipo de cables
(par de cobre, cable coaxial etc.) son
de sobra conocidas:
insensibilidad a la diafona y ondas electromagnticas
externas;
estabilidad de los parmetros de transmisin frente a variaciones
climticas;
pequea atenuacin, lo que permite instalar tramos de 100 km sin
repetidores ni
amplificadores;
facilidad de instalacin por su poco peso
gran ancho de banda.
Servicios
Telefona Internet Televisin Servicios interactivos
HFC X X X X
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Power Line Communications (PLC)
Se refiere a tecnologas diferentes que utilizan las lneas de
energa elctrica convencionales
para transmitir seales de radio para propsitos de comunicacin.
La tecnologa PLC aprovecha la
red elctrica para convertirla en una lnea digital de alta
velocidad de transmisin de datos,
permitiendo, entre otras cosas, el acceso a Internet mediante
banda ancha.
PLC es una tecnologa con un gran potencial debido a sus
explotadores naturales, las
compaas elctricas, y a la capilaridad del medio utilizado. Desde
un punto de vista de prestaciones
tcnicas, compite desfavorablemente con otras alternativas de
acceso. En otras palabras, si en una
regin existe una alternativa ms tradicional operativa (cobre,
cable, incluso radio), desde un punto
de vista de prestaciones PLC no ofrece ninguna ventaja
diferencial. Otra cosa son ventajas
comerciales, imagen de marca, paquete con el servicio elctrico,
transferencia de reduccin de
costes al servicio de telecomunicaciones por reduccin en la
operacin elctrica, etc.
La atenuacin a las frecuencias de inters con la distancia. Las
reflexiones que se producen
en las ramificaciones, lo que hace que la funcin de
transferencia del canal presente
desvanecimientos selectivos. Adems esta caracterstica tiene una
variacin temporal dependiendo
de la carga (en el sentido de consumo de energa en cada momento
o, equivalentemente, de qu
dispositivos estn conectados). Todo esto hace necesario utilizar
sistemas de modulacin muy
robustos y adaptables a las caractersticas del canal. Como
ejemplo, DS296 firma valenciana que
actualmente est a la cabeza de esta tecnologa, consigue
velocidades de 45 Mbit/s a nivel MAC98,
27 Mbit/s en el sentido descendente y 18 Mbit/s en el
ascendente. DS2 utiliza OFDM adaptndose
dinmicamente a las condiciones del canal, monitorizando las
condiciones de relacin seal ruido
de cada subportadora cada 10 ms y adaptando en funcin de sta la
tasa de bit a transmitir por la
misma.
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Las diversas fuentes de ruido de fondo (-120dBm/Hz), impulsivo e
interferencias selectivas (por
ejemplo emisiones de radio), que hacen necesarias tcnicas de
codificacin contra errores (Reed-
Solomon), entrelazado y adaptacin a las caractersticas de
seal/ruido del canal (OFDM).
Servicios
Distribucin de TV. Teniendo en cuenta las tasas de bit que son
factibles103 (entre 3 Mbit/s y un
mximo de 27 Mbit/s en sentido descendente), y que estas tasas
deben repartirse entre decenas
de usuarios, claramente esta tecnologa no es vlida ni para
distribucin de TV, ni para vdeo bajo
demanda.
Telefona. S, usando voz sobre IP. Existen algunos mdems que
incorporan una pasarela de voz
sobre IP. Los sistemas se disean para proporcionar una calidad
de servicio garantizada para esta
aplicacin.
Acceso a Internet. El acceso a Internet es la principal
aplicacin del PLC en la actualidad, ya que
proporciona ancho de banda suficiente y la naturaleza a rfagas
de este trfico permite una
multiplexin eficaz. Parece adems que los segmentos de red PLC
(nmero de usuarios que
dependen de un transformador de media a baja multiplicado por el
coeficiente de penetracin)
tienen unas magnitudes adecuadas y comparables con los segmentos
de redes de rea local.
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Redes de acceso por satlite
Tradicionalmente los satlites de comunicaciones se han utilizado
para establecer enlaces
troncales que transportan circuitos telefnicos conmutados,
circuitos alquilados y canales de
televisin punto a punto. Ms recientemente, los avances
tecnolgicos y el uso de frecuencias ms
altas han permitido reducir el tamao y el coste de los
terminales, haciendo posible el acceso directo
de los usuarios al satlite. As, desde hace aos se emplean
satlites para distribuir programas de
TV directamente a los usuarios, equipados con antenas bastante
pequeas. La introduccin de un
canal de retorno terrestre permite prestar adems servicios
interactivos. En los sistemas de TV
digital por satlite, parte de la capacidad puede utilizarse para
acceso a Internet sustituyendo flujos
de vdeo por flujos de paquetes IP, de forma similar a la
combinacin de servicios de TV e Internet
sobre redes de cable.
Bandas de frecuencia para satlites
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Constelacin de Satlites Irudium
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Redes locales inalmbricas (WLAN)
Las redes locales inalmbricas (Wireless Local Area Networks,
WLAN) permiten la interconexin de
ordenadores en rea local como las LAN clsicas pero sin necesidad
de usar cables
La Figura 63 compara los sistemas WLAN actuales con Bluetooth y
con las redes celulares de
segunda y tercera generacin en trminos de capacidad y
movilidad
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ETSI HiperLAN2
En Europa se han reservado canales en la banda de 5 GHz para el
estndar ETSI HiperLAN2 (High
Performance Radio LAN type 2) que compite con el IEEE 802.11
802.11a e HiperLAN2 son muy parecidos en el nivel fsico, aunque,
como se ha dicho, HiperLAN2
tiene ventajas en cuanto a control de potencia y cambio
automtico de frecuencia en caso de
interferencia. Por encima del nivel fsico, sin embargo, ambos
estndares s tienen diferencias
significativas.
La tabla siguiente resume las prestaciones de los estndares WLAN
considerados.
Servicios
Teniendo en cuenta los parmetros anteriores, las redes 802.11b
son ms adecuadas para el
acceso a Internet
El envo de programas de TV a tasas del orden de 1-2 Mbit/s (por
ej. MPEG-1 o MPEG-2) en
principio es tcnicamente factible, pero las severas limitaciones
en cuanto a nmero de programas
y de usuarios simultneos en la misma zona, debidas a la
capacidad relativamente escasa, y
adems compartida, de la interfaz radio, hacen que su aplicacin
comercial est fuera de toda
consideracin.
Las aplicaciones de tipo conversacional, ms sensibles al
retardo, como telefona y
videoconferencia son posibles slo en modo paquete, por ejemplo
usando protocolos
normalizados de sealizacin y transporte de medios en tiempo real
sobre IP. Ya que 802.11b no
ofrece ningn mecanismo de clases o calidades de servicio, el
funcionamiento aceptable de la
aplicacin depender de que se asegure que la WLAN tiene una carga
de trfico suficientemente
baja
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Comunicaciones mviles de 3 Generacin
El sistema UMTS [85] (Universal Mobile Telecommunication System)
pertenece a la familia de
sistemas de comunicaciones mviles de tercera generacin (3G).
Estos sistemas tienen como
principal motivacin ofrecer a sus usuarios un mayor rango de
velocidades (hasta 2.048 kbit/s) que
los sistemas de comunicaciones celulares actuales. De este modo
se pretende ofrecer el acceso
mvil a una gama de servicios ms amplia, cubriendo desde los ms
bsicos (por ejemplo, voz o
mensajes cortos) hasta los ms avanzados, para los cuales se
requieren caudales mayores, como
es el caso de los servicios multimedia (por ejemplo,
videoconferencia).
Calidad de servicio
En la Tabla se muestran los atributos de QoS que se definen para
cada una de las cuatro clases de
trfico descritas. La tabla muestra tambin el rango de valores a
soportar para cada clase y tipo de
atributo en el tramo correspondiente a la red de acceso
radio
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Servicios
UMTS estn determinadas por el tipo de entorno geogrfico (urbano,
suburbano, rural) y el grado
de movilidad. Las tasas mximas de usuario disponibles son de 144
kbit/, 384 kbit/s y 2048 kbit/s
segn el tipo de clula considerado. A ello ha de sumarse el hecho
de que el nmero de
portadoras disponibles es reducido y que la capacidad agregada
de cada una de ellas es, en el
mejor de los casos, de 2048 kbit/s.
Distribucin de TV. Para ofrecer una calidad similar a la de la
TV convencional, la nica opcin
posible sera el empleo del cdec MPEG-2 a la mxima tasa de bit
disponible en UMTS (2 Mbit/s).
Esto slo sera factible en entornos de picoclulas, a costa de
consumir una portadora completa
por canal de TV. Como alternativa se podra recurrir al empleo
del cdec MPEG-4 con tasas de bit
menores, a costa de una degradacin notable de calidad. Puede
concluirse en definitiva que,
debido a las limitaciones de ancho de banda disponible, UMTS no
es una tecnologa adecuada para
la distribucin de TV.
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Telefona: UMTS es adecuado para el soporte del servicio
telefnico, siendo uno de sus servicios
esenciales. La telefona en UMTS introduce adems una serie de
mejoras de calidad y de eficiencia
con respecto a GSM. En cualquier caso, ha de tenerse en cuenta
que dicha calidad siempre ser
inferior a las de las redes telefnicas fijas (RTC o RDSI) debido
a las hostilidades del medio radio.
Acceso a Internet: El acceso mvil a Internet es precisamente una
de las aplicaciones estrella
previstas para UMTS. La mayor capacidad de la interfaz radio
UMTS con respecto a GPRS permitir
ofrecer al usuario mayores tasas de bit. No obstante, las
prestaciones que perciba el usuario
estarn condicionadas por el nmero de usuarios simultneos en la
clula, puesto que el ancho de
banda mximo de 2048 kbit/s por portadora es un recurso a
compartir entre diferentes usuarios y
servicios. En otras palabras, UMTS es adecuado para acceso a
Internet, pero existen soluciones
que ofrecen mejores prestaciones (ej. cable o ADSL).
Videoconferencia, videostreaming: El soporte inicial de
servicios multimedia en UMTS se ofrecer
exclusivamente en modo circuito, mediante H.234/M (variante del
estndar H.324 de
videoconferencia sobre RTC). Su soporte en modo paquete
(servicios IP multimedia), basados en
RTP (Real Time Protocol) y SIP (Session Initiation Protocol)
Redes privadas virtuales: La tecnologa UMTS es adecuada para el
despliegue de redes privadas
virtuales, tanto de datos como de telefona (grupos cerrados de
usuarios).
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WiMAX,
Siglas de Worldwide Interoperability for Microwave Access
(interoperabilidad mundial para acceso
por microondas), es una norma de transmisin 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 60 km. 1
Wireless local loop (WLL)
Es el uso de un enlace de comunicaciones inalmbricas como la
conexin de "ltima milla" para
ofrecer servicios de telefona (POTS) e Internet de banda ancha a
los usuarios. Se trata
principalmente del uso de frecuencias licenciadas, descartndose
las llamadas "bandas libres"
debido a la carencia de garantas, por tratarse de frecuencias de
uso compartido, con el
correspondiente riesgo de saturacin e indisponibilidad de la
red.
LTE LTE (Long Term Evolution) es un estndar mundial para la
cuarta generacin de banda ancha. LTE
se desarroll para ofrecer niveles de capacidad y velocidad an
mayores por la red mvil, con el
objetivo de atender el enorme crecimiento de datos mviles y la
cantidad de usuarios
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Comparacin De Tecnologas De Acceso
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A partir de las prestaciones de las diferentes redes de acceso
estudiadas, la Tabla resume la
adecuacin de cada red a los servicios objetivo.
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Parametros de Calidad
Relacin Seal/Ruido (SNR)
La relacin seal/ruido (en ingls Signal to noise ratio SNR o S/N)
se define como el margen que hay
entre la potencia de la seal que se transmite y la potencia del
ruido que la corrompe. Este margen
es medido en decibeles (dB).
La relacin seal/ruido (SNR) es un parmetro fundamental para la
caracterizacin del desempeo
de un enlace inalmbrico. La potencia recibida de seal depende de
la potencia transmitida y de la
atenuacin de trayecto entre transmisor y receptor. La potencia
de ruido consiste del aporte del
receptor mismo y del ruido (externo) recibido a travs de la
antena. El caso tpico es el de la telefona
celular, en que muchos usuarios generan transmisiones en la
misma banda de frecuencias. La
separacin de la seal deseada de las interferentes se logra
evitando la reutilizacin de una
frecuencia portadora en zonas fsicamente muy prximas o bien
empleando cdigos especiales.
Cuando se transmite una portadora no modulada es muy sencillo
medir de la potencia de seal
mediante el analizador de espectros. La medicin de la potencia
de ruido en cambio es algo ms
complejo en consideracin a que el ruido es un proceso aleatorio,
cuyos valores peak no guardan la
misma relacin con el valor r.m.s que los de una seal
sinusoidal.
Tasa de Error de Bit (BER)
La calidad de transmisin de los sistemas de telecomunicaciones
pueden ser evaluados
directamente por medir qu tan bien la seal de salida reproduce
la entrada. Bit Error Ratio (o tasa)
es el concepto de calidad de la seal utilizada para los sistemas
de comunicacin digital (seal-ruido
SNR se utiliza para los sistemas de comunicacin analgicos en su
lugar).
Comparar las mediciones del BER de entrada digital y seales de
salida para evaluar qu fraccin de
los bits se reciben correctamente. Se define como:
Es el nmero de bits recibidos por error en el tiempo t, y es el
nmero total de bits transmitidos en el tiempo t.
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Carrier to Noise
En telecomunicaciones CNR C/N es el SNR de una seal modulada. El
termino es usado para
distinguir CNR de las frecuencias de radio del SNR de analgico
de las bandas bases.
Est definido por la razn de Seal de Potencia de la Portadora C y
la potencia del ruido recibido N
despus de los filtros.
Carrier to Interference ratio
Es el cociente entre la potencia modulada media recibida C y el
promedio de la interferencia co
canal I (cross-talk)
=
Requerimiento de calidad de servicio de las redes de acceso
Para hacer posible la implementacin de QoS extremo a extremo en
la red, sta debe
contar con equipamiento activo que cumpla con las normas y
soporte los protocolos
desarrollados para tales fines. En el despliegue de las redes
con QoS un tema crucial es la
eleccin del hardware, por ejemplo, equipamiento del tipo carrier
class nos asegura su
estabilidad, la cual ha sido probada y demostrada. Los sistemas
carrier class han sido
desarrollados y testeados para cumplir o superar el estndar de
alta disponibilidad de los
cinco nueves, esto quiere decir que la red debe estar activa
99,999 % del tiempo. Por
otro lado deben ser tolerantes a fallas con tiempos de
convergencia menores a 50ms.
La calidad de servicio es una de las claves del xito para el
despliegue de las redes
convergentes, pensadas como plataformas multiservicios y soporte
para distintos modelos
de productos que sumen valor a la red.
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Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon El teorema de muestreo de
Nyquist-Shannon, criterio de Nyquist o teorema de Nyquist, es
un teorema fundamental de la teora de la informacin, de especial
inters en las
telecomunicaciones.
El teorema demuestra que la reconstruccin exacta de una seal
peridica continua en
banda base a partir de sus muestras, es matemticamente posible
si la seal est limitada en
banda y la tasa de muestreo es superior al doble de su ancho de
banda
Dicho de otro modo, la informacin completa de la seal analgica
original que cumple el
criterio anterior est descrita por la serie total de muestras
que resultaron del proceso de
muestreo. No hay nada, por tanto, de la evolucin de la seal
entre muestras que no est
perfectamente definido por la serie total de muestras.
http://www.youtube.com/watch?v=h3FFG8LJ_7g
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Conclusin Mediante el presente trabajo monogrfico sobre Banda
Ancha y los conceptos asociados a
este servicio hemos aprendido la definicin de este concepto tan
usado actualmente y a
diferenciarlo de ancho de banda.
Analizando cada una de las tecnologas de acceso existentes en la
actualidad hemos conocido sus
fortalezas y debilidades, las cuales nos ayudaran a elegir una
correcta solucin en futuras
implementaciones.
Se ha comprendido los parmetros involucrados en calidad de
servicio los cuales varan
dependiendo de la tecnologa en uso.
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Bibliografa Foro Mundial de Poltica de las
Telecomunicaciones/TIC. (14-16 de Mayo de 2013).
http://www.itu.int/. Obtenido de http://www.itu.int/en/wtpf-
13/Documents/backgrounder-wtpf-13-broadband-es.pdf
Julio Berrocal, E. V.-C. (2003). Redes de Acceso de Banda Ancha,
Arquitectura, Prestaciones,
Servicios y Evolucin.
MicroSiervos. (s.f.). Obtenido de 2012:
http://www.microsiervos.com/archivo/fotografia/teorema-
nyquist-telefono-movil-turbohelice-imagenes-surrealistas.html
Wikipedia. (2013). Obtenido de http://es.wikipedia.org/