ALBERTO MURILLO MURILLO HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ INGENIERO DE TELECOMUNICACIÓN TELECOMUNICACIÓN Alberto Murillo Hernández
Redes de ACCESO Barcelona, 14 yDiciembre 19 de Diciembre de 2000de 2000
Transparencia nº 0
DGT DGT - REDES DE DE ACCESO ACCESO
Índice: 1. Introducción a las redes de acceso 2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC 3. Redes FTTC y Tecnología xDSL 4. Redes de acceso radio 5. Acceso desagregado al bucle local 6. Conclusiones
Alberto Murillo Hernández
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Transparencia nº 1
1. Introducción a las redes de acceso
Redes de transporte y redes de acceso ê
Las redes de transporte constituyen el sistema nervioso central de una red de
telecomunicaciones. Su capacidad dependerá de la capacidad de comunicaciones que queramos ofrecer a nuestros clientes mediante el sistema de acceso que escojamos. escojamos. De esta manera, manera, la red de transporte en una red GSM y en una red de cable pueden tener una arquitectura arquitectura similar y utilizar tecnologías idénticas. Lo que las hace diferentes es el uso al que están destinadas cada una de ellas, es decir, las redes de acceso que de ellas dependen. Por otra parte, una misma red de transporte puede terminar en diferentes redes de acceso dependiendo de los servicios y los tipos de usuario. Red de acceso A
Red de transporte Red de acceso C
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Red de acceso B
Una red de cable, por ejemplo , dispone de una red de transporte SDH y utiliza diferentes tecnologías de acceso para llevar los distintos servicios a los clientes: - Acceso a Internet residencial: red HFC + cablemodem. cablemodem. - Datos empresaria empresarial:l: pares + equipos HDSL - Telefonía residencial: residencial: pares + teléfono convencional
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Transparencia nº 2
1. Introducción a las redes de acceso
Redes de acceso: clasificación WIRELESS
Re d G S M WLL BE Trunking GPRS
CABLE
RTC
RDSI-BE
UMTS
Satélit Satélitee - GEOS GEOS
TDT
Eléctricas (power line)
Satélit Satélitee - LEOS
RDSI-BA ADSL
Redes HFC+P Redes FTTC/B/H FTTC/B/H - VDSL
BANDA ANCHA
BANDA ESTRECHA ê
WLL BA (LMDS)
No se trata de una clasificación estricta sino que, dependiendo de la configuración exacta que se
haga del sistema y de los servicios y aplicaciones que se presten al usuario, el ancho de banda y el grado de bidireccionalidad pueden variar notablemente. (P.e: multiplexado inverso en GSM) ê
Por supuesto, existen otros sistemas de acceso y múltiples variaciones y combinaciones de los
que aparecen en la figura. (P.e.: cable + WLL). Existe además un amplio abanico de soluciones particulares para el acceso a servicios de voz y datos para empresas (p.e.: Ethernet-to-the-Home).
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Transparencia nº 3
1. Introducción a las redes de acceso
Redes de acceso: clasificación ê
Ciertas redes de acceso son altamente asimétricas (Satélite, TDT) ya que tienen su origen en
sistemas de broadcast . Las redes de acceso mejor preparadas para la prestación de todo tipo de servicios integrados de banda ancha bidireccionales son las redes de telecomunicaciones por cable Híbridas Fibra óptica-Coaxial y Pares (HFC+P) y las redes Fiber to the Curb/Building/Home - Very High Digital Subscriber Line (FTTC/B/H - VDSL) y la RDSI-BA. ê
Unas tecnologías complementan a otras o bien entran en competencia directa.
ê
La comparación ha de realizarse tomando como referencia los servicios demandados por los
usuarios finales, tanto residenciales como empresariales, y los costes asociados a cada tecnología. ê A
la hora de decantarse por una u otra opción se han de tener en cuenta muchos factores, tanto
comerciales como tecnológicos, y llevar a cabo un análisis exhaustivo que nos permita determinar el valor que aporta a la compañía cada una de las alternativas en función de una serie de parámetros y suposiciones de negocio.
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Transparencia nº 4
1. Introducción a las redes de acceso
El canal de retorno: interactividad vs. bidireccionalidad êLas
redes de acceso pueden clasificarse según su capacidad para el establecimiento de
comunicaciones bidireccionales entre el usuario y la cabecera de los servicios o entre usuarios. ê Aplicación
interactiva no bidireccional: Teletexto
Servicio no bidireccional de banda ancha: TV broadcast ê Servicio simétrico de banda estrecha: telefonía convencional ê
Ancho de banda
Servicio bidireccional simétrico de banda ancha: Videoconferencia de alta calidad ê Servicio asimétrico: acceso a Internet ê
Televisión convencional
Datos empresas
PPV, Televisión interactiva Videoconferencia
Acceso Internet RDSI Telefonía
64Kbps
Bidireccionalidad
0 Alberto Murillo Hernández
(simetría)
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Transparencia nº 5
1. Introducción a las redes de acceso
Redes de acceso radio êExiste
una gran variedad de sistemas de acceso radio tanto para comunicaciones móviles como
para usuarios fijos y con anchos de banda muy diversos también. ê
Los sistemas de banda ancha son UMTS, WLL a 3,5 y 26 GHz y LMDS a 28 GHz. Comunicaciones móviles
Analógico Digital
TACS
Trunking analógico
DECT GSM 900 / DCS1800
BE
TETRA HSCSD
GPRS
EDGE UMTS WLL 3,5
WLL 26
LMDS 28
BA voz Alberto Murillo Hernández
voz y datos
TACS: Total Access Communication Service GSM: Global System for Mobile Communications DCS: Digital Cellular System HSCSD: High Speed Circuit Switched Data GPRS : General Packet Radio Service DECT: Digital Enhanced Cordless Telephony TETRA: Trans European Trunked Radio (trunking digital) EDGE: Enhanced Data rates for GSM Evolution UMTS: Universal Mobile Telecommunications System WLL: Wireless Local Loop LMDS : Local Multipoint Distribution System RTGC: Radio Telefonía de Grupo Cerrado de usuarios (trunking)
Bucle local inalámbrico
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Transparencia nº 6
1. Introducción a las redes de acceso
Satélite ê
Los sistemas de telecomunicaciones por satélite se han empleado tradicionalmente como redes
de transporte y distribución de señales: enlaces telefónicos y de datos de larga distancia (backbones y enlaces con zonas aisladas), transporte de señales de TV (estudio), y broadcast de TV analógica y digital. Actualmente, las comunicaciones por satélite se contemplan como una solución para muchas otras aplicaciones. ê
Diferentes sistemas de telecomunicaciones por satélite: GEO: Servicios broadcast, backbone de redes fijas. MEO/LEO: servicios de comunicaciones de cobertura global Nº de satélites Distancia (miles Km) Período (horas) Inclinación (grados) Potencia (W) Retardo (segundos) Efecto Doppler Tpo de vida (años)
GEO 1 36 24 0 ≈ 10 ≈ 0,25 No 15
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MEO LEO 12 50-300 5-12 0,5-1,5 6 1,5-2 >5 ≈1 ≈ 0,07 ≈ 0,01 Sí Sí 10-12 5-8
Cinturones de Van Hallen
LEO
GEO HEO MEO Redes de ACCESO Diciembre de 2000
500-1500 Km 2000-6000 5000-12000 15000-30000 36000 Km
Transparencia nº 7
1. Introducción a las redes de acceso
Satélite ê
Los sistemas de comunicaciones por satélite abren nuevas posibilidades para los servicios de
acceso a Internet y otros servicios de datos. ê
Diferentes tipos de sistemas:
- Broadcast - Carrusel multicast (push) - Híbrido push-pull - Sistemas pull - Sistemas bidireccionales por satélite GEO
WWW
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RTC/RDSI/ADSL
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Transparencia nº 8
1. Introducción a las redes de acceso
Televisión Digital Terrestre (TDT) ê
La TDT, al igual que la TV por satélite, presenta una serie de ventajas competitivas asociadas al
medio radio como son la velocidad de despliegue y el grado de implantación o cobertura conseguidos en corto espacio de tiempo. ê
Por otra parte, las características técnicas de los sistemas de TDT (SFN, COFDM) hacen que el
aprovechamiento del espectro radioeléctrico sea muy superior al conseguido por los sistemas analógicos tradicionales de difusión de TV y que la calidad de la señal sea más alta. Además, la TDT abre las puertas a nuevos servicios de “TV móvil”. ê
La forma más sencilla de ofrecer servicios interactivos consiste en el práctico carrusel de
páginas de información que se descarga a gran velocidad en la memoria del descodificador gracias a la enorme capacidad de transferencia de datos en sentido descendente. Sin embargo, para la prestación de otro tipo de servicio bidireccional es necesario el establecimiento de un canal de comunicaciones ascendente usuario-cabecera, de nuevo nos vemos obligados a utilizar canales de retorno alternativos como la RTC, redes de comunicaciones móviles, ADSL u otros.
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Transparencia nº 9
1. Introducción a las redes de acceso
Redes de acceso y servicios de telecomunicación SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES Servicios de voz o Telefonía básica o Telefonía avanzada o RDSI • Servicios corporativos y de red inteligente o Redes Privadas Virtuales. Grupos cerrados de usuarios o Integración voz-datos (FR) o Integración voz-datos-imágenes (ATM) o Red inteligente: números 900 o Centralita privada virtual (CENTREX) • Servicios de datos o Alquiler de circuitos p unto a punto o X.25 o Frame Relay o ATM • Servicios móviles y VSAT o Telefonía móvil analógica (ETACS) o Telefonía móvil digital (GSM) o UMTS o GPRS o Servicios de radiobúsqueda (paging) o Radiocomunicaciones en grupos cerrados de usuarios (Trunking) o Trunking analógico o Trunking digital (TETRA) o VSAT unidireccional / bidireccional • Servicios audiovisuales o Videotex o Videoconferencia •
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Servicios de acceso a redes especiales o Acceso a redes IP o Acceso a Internet o Voz sobre IP (VoIP) o Hosting o Housing • Servicios de televisión y radio o Distribución de TV o TV analógica terrenal o TV digital terrenal o TV analógica por satélite o TV digital por satélite o PPV o NVOD, VOD o HDTV o TV interactiva (iDTV) o TV en Internet – Internet en TV o Radio FM o Radio digital (DAB) • Servicios de valor añadido o Telebanca o Telecompra o Teleadministración o Telemedicina o Teleeducación o Videojuegos o Telemetría, domótica q
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Transparencia nº 10
1. Introducción a las redes de acceso
Redes de acceso y servicios de telecomunicación ê
La confluencia de los sistemas broadcast TV, las redes de telefonía (fija y wireless) y las redes de
datos está propiciando el desarrollo de redes de servicios integrados de telecomunicación. ê
Esta integración de servicios comprende, a grandes rasgos, telefonía, datos (Internet) y
entretenimiento multimedia (radio y TV). Para ello, es absolutamente imprescindible disponer de un canal de retorno que permita las comunicaciones ascendentes usuario-cabecera. ê
La red de acceso ha de ser totalmente transparente al usuario y ha de ofrecerle aquellos
servicios que éste demande sea cual sea el lugar en el que se encuentre (sofá de su casa, despacho, oficina, caminando por la calle, en un transporte público, etc). ê
Unas redes de acceso son más adecuadas que otras para la prestación de determinados servicios
de telecomunicación y entretenimiento. No existe la perfecta red de acceso, sino que para cada aplicación deberán determinarse la arquitectura y las tecnología óptimas para maximizar la calidad del servicio prestado y el retorno de la inversión comprometida.
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Índice: 1. Introducción a las redes de acceso 2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC 3. Redes FTTC y Tecnología xDSL 4. Redes de acceso radio 5. Acceso desagregado al bucle local 6. Conclusiones
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
El cable en España La Coruña Santiago de Compostela
Avilés-Castrillón Corvera Gijón
GALICIA
TIPOS DE DEMARCACIÓN
CANTABRIA PAÍS VASCO
Ciudad ÁREA (REGIÓN)
Oviedo NAVARRA LA RIOJA
CATALUÑA NORDESTE CATALUÑA ARAGÓN OESTE Barcelona
CASTILLA Y LEÓN MADRID . NORTE MADRID S. O.
MENORCA MADRID S.E.
EXTREMADURA
VALENCIA N. Valencia Albacete
CASTILLA LA MANCHA REGIÓN DE MURCIA
ANDALUCÍA IV ANDALUCÍA II Huelva
ANDALUCÍA III
Puerto de Sta. María
ANDALUCÍA I
Sevilla Almería
CANARIAS
Cádiz Ceuta
Palma de Mallorca
Melilla
IBIZA-FORMENTERA VALENCIA S.
Asociación de Operadores de Cable ONO (Cableuropa + Spaincom) Desiertos Ciudad operada por ONO Ciudad operada por la AOC … + “cable histórico”
… + TELEFÓNICA CABLE Alberto Murillo Hernández
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Transparencia nº 13
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
El cable en España
Accionistas de referencia:
AUNA AUNA
Endesa y Unión Fenosa, Retevisión
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Transparencia nº 14
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
El cable en España (Cableuropa)
• Accionistas: Multitel, Ferrovial, BSCH y Spaincom. • Mercado de 3,8 millones de hogares y unas 300.000 empresas • También presente en Portugal (Lisboa, Oporto) • Licencias de operador en las ciudades de Madrid y Sevilla.
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Transparencia nº 15
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
El cable en España
O D L A E C N A C T O C E Y O P R
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• Se constituye en1997. • 43 demarcaciones en las que establece Sociedades Operadoras Locales. • Accionistas: CSD, Sogecable, Iberdrola, La Caixa, Abengoa, Grupo Everesty otros. • Moratoria de 24 meses para prestar servicio respecto al operador competidor: inicio de operaciones escalonado a lo largo de los años 1.999 y 2.000. • Títulos concesionales, con una vigencia de 25 años • Inversión de 493.000 millones de pesetas (primeros 10 años) • Acceso con fibra óptica hasta el hogar (FTTH-VDSL), poniendo a disposición de sus clientes, inicialmente 52 Mbps. de velocidad asegurada de acceso, y cuando lo requiera el mercado, hasta 1 Gbps. • Portal único Imagenio .
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Transparencia nº 16
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Origen y evolución Origen de las redes de cable: redes de TELEVISIÓN POR CABLE (CATV)
Evolución de las telecomunicaciones
Actualmente: Redes de TELECOMUNICACIONES por cable
SERVICIOS Alberto Murillo Hernández
de T E L E C O M U N I C A C I Ó N
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Transparencia nº 17
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Origen y evolución • Redes clásicas de CATV (Community Antenna TV). Años 50 a 70. • Redes todo coaxial unidireccionales: justificación (interferencias co-canal, bajo nivel de recepción, recepción multicamino, etc.). • Incremento gradual del ancho de banda transmitido: de 5 ó 6 canales de VHF (54-100MHz) a... Estudio Local ANTENAS TV terrenal TV satéli te Radio comercial Enlaces microondas
Línea troncal
...
CABECERA Amplificador troncal
Línea de distribución
75 ohms
Amplificador derivador
Derivador 75 ohms
Amplificador de distribución
Partes de la red de CATV: • Cabecera
Cable de abonado
• Red troncal Set-top-box
• Red de distribución • Red de acometida de usuario
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Transparencia nº 18
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Origen y evolución Introducción de la fibra óptica para mejorar las redes. Años 80. Esquema de red mejorada con fibra óptica. Reducción de las cascadas de amplificadores (reducción de ruido y distorsión). Puede aumentar más el ancho de banda.
CABECERA
A
A mp lifi ca dor tro nc a l Nodo óptico Fibra óptica Coaxial
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Transparencia nº 19
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Origen y evolución Introducción de la fibra óptica para mejorar las redes Siguiente paso en la mejora de la red: partición del conjunto en zonas independientes servidas cada una por un nodo óptico.
CABECERA
A
A mp lifi ca dor tro n ca l
Ruido ⇒ podemos ↑ BW a pesar de que ↑ Aten (misma SNR) ↓
Nodo óptico Fibra óptica Coaxial
↓ ↑
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prods de intermod ⇒ podemos Ganancia amplif. (compensar Aten.)
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Transparencia nº 20
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Origen y evolución Red de Transporte
Hasta ahora: red CATV = mera distribución de señales TV. 3 tecnologías clave: 1. Fibra óptica. 2. Compresión digital. 3. Bajo coste computación y almacenamiento de datos. Nuevas topologías: - Estrella-estrella-bus - Anillo-estrella-bus - Anillo-anillo-estrella-bus
NP Troncal Primaria
NP
NP NP
NF
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NP NF
NPot
NF
Troncal Secundaria NF
Ampl. RF NF
NF
…aumentan la capacidad, la calidad, y la fiabilidad de las redes de cable. Esto, junto con el establecimiento del canal de retorno, permite ofrecer todo tipo de servicios de telecomunicación.
NP
NF
NPot Taps
STB
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Hogar del Usuario
Transparencia nº 21
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Estructura general red de cable Una red moderna de telecomunicaciones por cable generalmente se compone de una estructura MIXTA que superpone una red híbrida fibra óptica-coaxial (HFC) con una red SDH (Jerarquía Digital Síncrona).
RED HFC CABECERA TV
RED SDH Red de datos CMTS
- CABECERA ÓPTICA RED TRONCAL PRIMARIA (f.o.) - Nodos primarios RED TRONCAL SECUNDARIA (f.o.) - Nodos finales (nodos electro-ópticos) RED DE DISTRIBUCIÓN DE COAXIAL - Amplificadores bidireccionales - Derivadores (TAPs)
CENTRAL CONMUTACIÓN
- XCONNECT red SDH RED TRONCAL PRIMARIA (f.o.) - Nodos primarios RED TRONCAL SECUNDARIA (f.o.) - Nodos finales de telecomunicación RED DE DISTRIBUCIÓN DE PARES - Red de alimentación y red de distrib. - Cajas Terminales de pares
RED EXTERIOR DE CLIENTE (ACOMETIDA) - Punto de Terminación de Red RED INTERIOR DE CLIENTE - Terminales de cliente Alberto Murillo Hernández
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Transparencia nº 22
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC E L B A C E D D E R E D O T E L P M O C A M E U Q S E
o v i t a r t s u l i
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Transparencia nº 23
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC Elementos / estructuras que la componen: • RED DE TRANSPORTE INTERURBANO • Cabecera de los servicios • Cabecera óptica • RED TRONCAL PRIMARIA • Nodos primarios • RED TRONCAL SECUNDARIA • Nodos finales (nodos electro-ópticos) • RED DE DISTRIBUCIÓN DE COAXIAL • Amplificadores bidireccionales de RF • Punto de Conexión de Red (PCR; taps) • ACOMETIDA • Punto de Terminación de Red (PTR) • RED INTERIOR DE CLIENTE • Terminales de cliente
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Transparencia nº 24
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
RED DE TRANSPORTE INTERURBANO
Red óptica de alta capacidad que interconecta cabeceras de servicio ubicadas en diferentes poblaciones. Transporte de vídeo y otros servicios. ALTERNATIVAS DE DISEÑO: Ciudad A
Ciudad B
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• Topología: • Punto a punto • Anillo redundante • Mixto • Posibilidad de extracción / inserción • Tecnología de transporte: • Analógica (s u p e r t r u n k s ) • Digital: • SDH • Propietario Ciudad C
• Tecnología óptica: • 2ª / 3ª ventana • Con / sin DWDM Redes de ACCESO Diciembre de 2000
Transparencia nº 25
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
Cabecera de los Servicios
Origen de las señales que se transmiten a través de la red. La cabecera de la red de telecomunicaciones por cable contiene todos aquellos equipos y sistemas que permiten al operador prestar de manera integrada los servicios de televisión, telefonía, y datos (cabecera de vídeo, central telefónica, red de datos, servidores de aplicaciones, etc.).
OTROS OPERADORES TV Telefonía
Cabecera de Tx
RED DE TELECOMUNICACIONES POR CABLE
Datos INTERNET
STB
Hogar del Usuario
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Transparencia nº 26
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
RED TRONCAL PRIMARIA
Red óptica que une la Cabecera y los Nodos Primarios.
NP
NP
NP NP
NP
NP
Esquemas de red con redundancia de caminos
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Transparencia nº 27
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
RED TRONCAL SECUNDARIA
Red óptica que une los Nodos Primarios y los Nodos Finales. Tx Rx HFC HFC
NP NF
Lado 1 anillo
NF
NF
NP
NF
Estrella
4 ramales de coaxial
Lado 2 anillo
NF
NF
NF
Estrella redundante
Red SDH
Alternativas para el incremento de la penetración / capacidad de la red troncal secundaria:
NF
Área de servicio de NF 500 HP
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NF NF ‘
Área de servicio de NF 250 HP Área de servicio de NF ‘ 250 HP
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Transparencia nº 28
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
RED TRONCAL
- Red óptica que une la cabecera con los Nodos Primarios (troncal primaria) y a estos con los Nodos Finales (troncal secundaria): estructuras de fibra en anillos redundantes. - Red HFC + Red SDH. Ejemplo: 8+8 fibras a un NF (ver figura pág. ant.). - Elementos: Equipos de comunicaciones Cable de fibra óptica, pasivos Tubo Aéreo corrugado En canalización (alumbrado público, eléctricas, flexible semaforización, nueva construcción) Subconductos Directamente enterrado Arqueta
Empalme
Cable de f.o.
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Transparencia nº 29
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
Nodo Final
Armario de NEO con equipamiento para telefonía (P >1000 KVA) F.o. Fuente de alimentación para equipos telefonía Acometida eléctrica
Transformador Ondulador-cargador
-48Vcc
Pares Telef
230Vca
Vca
60Vca
NEO
Vcc F.o.
Coaxial
Baterías ¿Autonomía?
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Transparencia nº 30
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
Nodo Final
Elemento de red de cable que separa la red troncal secundaria de la red de distribución y cubre un área de servicio de unos 500 hogares pasados. Contiene el nodo electro-óptico: 2ª + 3ª ventana
Rx óptico
Tx óptico Sistema de Monitorización
At.
At.
At.
At.
At.
Desconexión Remota de Línea 5-65 MHz. EQ
Fuente de Alimentación
L H
LH
LH
c.a. 50 dBmV
Alimentación 35-65 V c.a. Alberto Murillo Hernández
80-862 MHz.
EQ
37 dBmV
Al / del NP
2ª ventana
EQ
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Pasivo de Salida
10-15A RF + c.a. Inyectores de Corriente Transparencia nº 31
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
RED DE DISTRIBUCIÓN DE COAXIAL
1550 + 1310 nm
NODO ELECTRO-ÓPTICO NPot 2ª + 3ª A
O 1310 nm Al/del nodo electro-óptico
2ª
RED DE COAXIAL
E
B
Divisor
C
Alimentación Amplificador RF bidireccional
Red de cable coaxial que salva el tramo comprendido entre el Nodo Final y el Punto de Conexión de Red (TAP).
s o i r a u s U S P A T
PCR
D Cable Siamés Coaxial Pares Punto de Terminación de RED
Armario de Distribución
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RIC
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CM
STB
Usuario
Transparencia nº 32
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
Cable fiador
ACOMETIDA
Parte de la red HFC que salva el tramo comprendido entre el PCR (TAP y/o caja terminal de pares) y el PTR en el hogar del cliente.
Coaxial STB
TV
RIC
CM
FM
PTR
Toma
Par
Segundo Piso Siamés
El diseño específico de las acometidas depende de la estructura de la edificación, existiendo múltiples alternativas en función de estas características: • PCRs distribuidos en la planta baja • Cajas de TAPs a diferentes alturas • PCRs en las azoteas • Etc.
Primer Piso
TAP
CT
PCR
Pares
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RD
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Coaxial
Transparencia nº 33
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
ACOMETIDA
- Diferentes posibilidades dependiendo de las características constructivas de la zona de despliegue
Coaxial PCR
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Derivador
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Transparencia nº 34
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC
RED INTERIOR DE CLIENTE (RIC) Cable Coaxial Siamés
RIC
Pares Punto de Terminación de RED
CM
STB Usuario
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Transparencia nº 35
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED HFC Ancho de banda disponible para los usuarios en la red HFC: Cabecera Usuario Canal DESCENDENTE Radiodifusión sonora en FM
TV y servicios digitales
Canales analógicos
Canal de RETORNO 5 65 86 87.5
Usuario
108
606
MHz. 862
Cabecera
Compartido en un AS de 500HP
RED DE TELECOMUNICACIONES POR CABLE HFC: SISTEMA BIDIRECCIONAL DE COMUNICACIONES DE BANDA ANCHA Alberto Murillo Hernández
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Transparencia nº 36
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED SDH Elementos / estructuras que la componen:
Red superpuesta
• RED DE TRANSPORTE INTERURBANO • Cabecera de los servicios • Cabecera de Tx • RED TRONCAL PRIMARIA • Nodos primarios • RED TRONCAL SECUNDARIA • Nodos finales de telecomunicación • RED DE DISTRIBUCIÓN DE PARES • Red de alimentación + red de distribución • Punto de Conexión de Red (cajas terminales) • ACOMETIDA • Punto de Terminación de Red • RED INTERIOR DE CLIENTE • Terminales de cliente
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Transparencia nº 37
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED SDH
Cabecera y RED TRONCAL
Cabecera, nodos primarios y algunos nodos finales (NFTs) contienen el equipamiento que constituye la red SDH. SDH es el soporte físico para la prestación de los servicios de telefonía (superpuesta) y de datos (excepto acceso a Internet mediante cablemódems). Permite la multiplexación, transporte y encaminamiento de los datos, así como la gestión integral de la red.
NP NFT Anillo redundante
NP
Anillo redundante
Red de pares
NFT NF
Red de pares
NFT
NP Alberto Murillo Hernández
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Transparencia nº 38
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED SDH Elementos básicos de una red SDH:
STM-N
REG
STM-N
STM-N
STM-M
STM-N ADM
STM-M M
STM-M STM-M STM-M STM-M
PTE
PDH
STM-N
STM-N
PDH
STM-M
DXC
MUX
STM-N
N=4M
STM-N PDH
M
REG: regenerador (amplificación y ecualización) ADM: Add-drop multiplexer (multiplexor de inserción-extracción) MUX: multiplexor PTE: path terminating elements (similar a ADM pero para final de línea) DXC: digital cross-connect
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Transparencia nº 39
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED SDH Red de transporte SDH superpuesta a la red HFC: • STM-16: 2488,32 Mbps • STM-4: 622,08 Mbps • STM-1: 155,52 Mbps Tributarios: • canal vocal: 64 Kbps • E1: 2 Mbps (30 x 64 Kbps) • E3: 34 Mbps • ATM 49Mbps • E4: 140 Mbps • ATM 149Mbps
Red de DATOS
Interconexiones Central de Conmutación
CABECERA: Xconnect + ADMs 4/16
NP
NP STM-4/16
NP
NP
NP ADM 4/16
NFT
NP
NP
STM-1/4
NFT
NFT
NFT ADM 1 + equipos de acceso Alberto Murillo Hernández
NFT
Redes de ACCESO Diciembre de 2000
NFT
Transparencia nº 40
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC Nodo Final de Telecomunicación y RED DE DISTRIBUCIÓN
RED SDH
El Nodo Final de Telecomunicación contiene equipamiento de transporte (SDH) y de red de acceso: tarjetas de 64Kbps (canal vocal), RDSI, líneas de datos HDSL, etc. (líneas de abonado analógicas y digitales). Del NFT sale la red de distribución de pares, que transporta las señales hasta los hogares de los clientes.
Otras redes Interconexión
CABECERA Equipo de Trans porte SDH
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Red SDH
NFT Equipo Multiplexor de Acceso de Repartidor Trans de pares porte Interfaz analógico SDH
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Red de pares
Transparencia nº 41
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
RED SDH
Áreas de NFT y RED DE DISTRIBUCIÓN DE PARES
- Red de cable de pares que une los Nodos Finales Telefónicos con las acometidas de usuario. - Estructura ramificada. - Elementos: Equipos de comunicaciones (Equipamiento de transmisión -SDH- y acceso de telefonía MUX + interfaz analógica-) Red de alimentación + distribución de pares Cables de pares, pasivos, armarios de distribución En canalización (alumbrado público, eléctricas, semaforización, nueva construcción) Por fachada Red de alimentación de pares RED SDH
Área de servicio de Nodo Final
NF
Caja Terminal (CT)
NFT
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Red de distribución de pares
NF
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE
TV
CABECERA DE TV
CAPTACIÓN DE SEÑALES
Recogida de señales de radio y TV provenientes de diferentes fuentes
RECEPCIÓN
TRATAMIENTO EN BANDA BASE
MODULACIÓN Y COMBINACIÓN
Descodificación, desencriptado y demodulación de las señales de TV
Ecualización, monitorización de programas, inserción de contenido local
Codificación (AC), modulación AMVSB, codificación audio NICAM, combinación de canales.
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RED HFC
RIC PTR
STB
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE
TV Bloque de Captación de señales de TV
ASTRA
HISPASAT
EUTELSAT
INTELSAT
Satélite
A los racks de FI-SAT
Antena motorizada de reserva
Sistema de Control
PANAMSAT TVE1
Terrestre
Tele5 A3
TVE2 TV3 C33 Local 1
BTV C+ Local 2
FM
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A los paneles de señales terrestres
A los Procesadores de FM
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE
TV
Cabecera de Vídeo
Satélite
Terrestre
OTRAS FUENTES DE VÍDEO Y AUDIO
1
2
3
, T A . S s I l F e n s k a c p a R h c , t t a a S p , V s r T t e t s r i l e p d s e e F
. g ó l a n a e r t s e r r e t V T n ó i c p e c e R
a c i g ó l a n a T A S V T n ó i c p e c e R
4 L A T I G I D T A S V T n ó i c p e c e R
Sistema de Gestión y Supervisión de los equipos de cabecera, y de la calidad de las señales
5 L A T I G I D T A S V T n ó i c p e c e R
6
O E D I V l e n a P h c t a P
7
O I D U A l e n a P h c t a P
8
9
e d n a i ó t m e s t e s G i S
R O T I N O M
Z I 8 R x T 4 A 6 M
O C I A S O M
10
P U K C A B
11 B S V M A N Ó I C A L U D O M
12 B S V M A N Ó I C A L U D O M
Sistema de Gestión de terminales de cliente / Tarificación
SISTEMA DE ALIMENTACIÓN (Grupos, baterías, cuadros eléctricos, SAI, etc…)
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13 B S V M A N Ó I C A L U D O M
14 B S V M A N Ó I C A L U D O M
15 B S V M A N Ó I C A L U D O M
16 B S V M A N Ó I C A L U D O M
17 s e r e r t o s e t r p r e e t c e M R F s e r o d a s e c o e r P
18
19
s e T r o A t p S e M N c F Ó I e C R A N I B s M e r O o C d a l u d o M
RF
Sistema de Monitorización de RED HFC
RETORNO
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE Terminal de Cliente
TV Vista frontal
SET-TOP BOX El Sep-Top-Box (o descodificador) es el equipo terminal de usuario que permite descodificar las señales de televisión transportadas por la red de cable HFC. En un extremo el descodificador se conecta al PTR y por el otro al televisor o al aparato de vídeo. Otra función clave consiste en habilitar o deshabilitar el acceso del cliente a los diferentes paquetes de programación y a servicios como el PPV, VOD, etc.
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Vista posterior
220 Vac
De la red HFC (conector F)
Al televisor o VCR
Euroconectores EN 50049-1
Funciones: • Sintonización de los canales de TV • Descodificación de los canales cerrados • Otras funciones para servicios interactivos (PPV) Redes de ACCESO Diciembre de 2000
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE
TV
Terminal de Cliente
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE à
TV DIGITAL
TV
De la TV por cable analógica a la iDTV
SERVICIOS: ACTUALES
FUTUROS
• Distribución analógica de TV analógica terrenal • Distribución analógica de TV analógica por
Distribución DIGITAL de contenido multimedia basado en DVB + servicios interactivos:
satélite • Distribución analógica de TV digital por satélite • Distribución de canales de radio FM • Servicios de pago por visión (PPV) • Acceso a Internet (conmutado y mediante cablemódem) Paquetes de programación de TV a medida del operador de cable (combinación de programas de diferentes fuentes en paquetes únicos originales)
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• TV Digital (TDT, TV SAT, Cable, otros) • EPGs • PPV • nVOD, VOD • DAB • Videotelefonía a través del televisor • Banca-e, comercio-e • Videojuegos • Anuncios interactivos • Acceso a Internet a través del TV • Portales TV • Etc, etc...
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE
TV DIGITAL
TV
DVB - MULTIMEDIA HOME PLATFORM
Red de Acceso e t n e d n e c s e D . C o n r o t e R e D . C
DVB-S DVB-C DVB-T DVB-SMATV DVB-MC/MS DVB-RCC
ETS 300 429 (ITU J.83)
ETS 300 800
DVB-RCT DVB-RCDECT DVB-RCGSM
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DVB-IHDN: In-Home Digital Network (TS 101 226)
Home Access Network
Home Local Network
TS 101 224 (HAN)
TS 101 225 (HLN)
• Especificación de la interfaz entre
• Especificación de la red que forman los diferentes equipos de usuario (VCRs, DVDs, impresoras, etc) con los CPEs (STB, PC, gateway). • Basada en la norma IEEE 1394 (firewire), bus serie de alta velocidad (hasta 400Mbps); y en HAVi.
la red de acceso y la red de cliente (CPE) mediante equipo terminal activo (NT). • Basado en ATM (25 / 51Mbps). • Cable de Cat-5 UTP 100Ω (50mts), conectores IEC 603-7 (RJ-45). • MPEG sobre ATM (AAL5) • IP sobre ATM (según DAVIC 1.3) • IP sobre MPEG (según EN301192)
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE
TV DIGITAL
TV
DVB - MULTIMEDIA HOME PLATFORM Modelo de referencia DVB para la red de acceso, la HAN y la HLN CPE
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE
TV DIGITAL
TV
DVB - MULTIMEDIA HOME PLATFORM HAN y HLN
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE
TV DIGITAL
TV
DVB - MULTIMEDIA HOME PLATFORM Otros sistemas (APIs) (APIs) para iDTV OpenTV: es el dominante • OpenTV: dominante en Europa, junto con Mediahi Mediahighway ghway (BSkyB tiene 2,6 millones de STB en UK). Hay un acuerdo entre OpenTV y Panasonic para crear un extensión de su software totalmente compatible con DVB-MHP (2001). • Mediahighway: Mediahighway : se trata de la competencia directa de OpenTV perteneciente al grupo Canal+. Después de haber incorporado el estándar MHEG-5 (intérprete en aplicaciones multimedia), el siguiente paso es la integración con DVB-MHP. • JavaTV: JavaTV : es la API de SUN Microsystems Microsystems adoptada por el DVB para la MHP. TV: API de Microsoft e Intel según las normas de la ATVEF americana (WebTV, • Microsoft TV: UltimateTV), compatible con las especificaciones broadcast de DVB. Liberate : API de Oracle y Netscape según las normas de la ATVEF (competencia de MicrosoftTV). • Liberate: PowerTV, Wink, Wink, Opencable. Opencable . • Otro Otros: s: PowerTV,
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE
TV DIGITAL
TV
CONVERGENCIA TECNOLÓGICA • JAVA ha despuntado como el soporte software para las plataformas de iDTV (middleware ). Lo abiertas que sean las especificaciones de estas plataformas dependerá de lo abierto que sea JAVA, que depende de SUN. • En este sentido, parece parece claro que todo tiende tiende al uso generalizado generalizado de sistemas software y de protocolos de comunicaciones lo más abiertos y estandarizados posible. Por tanto, tecnologías como IP, ATM, HTML, MPEG, Linux, especificaciones DVB, IEEE 1394, etc, serán las que definan el futuro de la iDTV. CONVERGENCIA DE LOS ESTÁNDARES • DVB-MHP abre abre el camino camino hacia una una normalización de los sistemas que soportarán los futuros servicios y aplicacionesde aplicaciones de iDTV iDTV a nivel mundial mundial.. Los principales actores en la escena de la iDTV ya han abierto líneas de trabajo orientadas a la convergencia con DVB-MHP. • La SCTE, por por ejemplo, ha creado el Cable Applications Platform (CAP) Subcommittee , uno de cuyos objetivos es la compatibilidad de las STBs americanas con el estándar europeo. Alberto Murillo Hernández
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de TV por CABLE
TV DIGITAL
TV
LOS OPERADORES DE CABLE • Poseen Poseen infraestructuras de red capaces de soportar todo tipo de servicios de telecomunicaciones, por muy exigentes que sean en cuanto a tasa de transferencia (Mbps) y en cuanto a ancho de banda ascendente (canal de retorno), lo que los hace idóneos para la distribución de aplicaciones de iDTV. • La transición al mundo digital es el paso lógico que todos están llevando a cabo en mayor o menor grado. La velocidad de esta transición dependerá en gran medida de lo rápido que tenga lugar la normalización de los equipos de usuario (STB) y de los sistemas software que hacen posible las aplicaciones multimedia sobre ellos. • El reparto del espectro por tipos de servicio que tradicionalmente se hace dejará de tener sentido cuando todo se homogeinice bajo tecnologías como IP y MPEG, que integran vídeo, voz y datos en un único flujo de información. . n A V T
. G I D V T
S O T A D
. f e l e T
f
Alberto Murillo Hernández
. G I D V T
S O T A D
. f e l e T
f
. G I D V T
S P O I T + o A V D
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f
Servicios DIGITALES Integrados
f
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de Cablemódems
CM
ESQUEMA GENERAL DEL SISTEMA DE CABLEMÓDEMS: Sistema de GESTIÓN
SERVICIOS DE CATV
CMTS INTERNET
ROUTER
Ethernet 10BaseT
HUB
Ethernet 10BaseT
RED HFC
+
VLANs
Ethernet 10BaseT
SERVIDORES aplic. LOCALES Patch panels
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RIC PC cliente con tarjeta Ethernet cablemódem
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PTR
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de Cablemódems
CM
CABLEMÓDEM Dispositivo que permite la conexión del usuario a la red de cable permitiendo la transmisión de datos y la conexión a Internet a grandes velocidades. Los cablemódems se conectan a la red HFC (PTR) mediante un conector de cable coaxial de tipo F, y al PC a través de una interfaz Ethernet 10BaseT. El PC ha de disponer, por tanto, de una tarjeta de red.
CABECERA fibra óptica
NODO Óptico
coaxial
derivador amplificador bidireccional unidad de abonado
(a) CABECERA
Canal descendente
Canal a scendente
(b) a) Modelo físico de la red HFC b) Modelo lógico de la red HFC: canales descendente y ascendente independientes,gestión centralizada en cabecera, canal de retorno más “hostil” y del tipo multipunto a punto. Alberto Murillo Hernández
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de Cablemódems
CM
ESQUEMA DE UN CABLEMÓDEM :
Rx de datos mediante técnica de modulación de portadora única 64QAM Tx de datos mediante técnica QPSK Interfaz con PC: Ethernet 10BaseT Alternativas: técnicas de portadora múltiple
RED HFC
86-862 MHz 5-55 MHz
DeMODULADOR 64 QAM de 6 MHz INTERFAZ de RF Canal (Filtro adaptado, ecualización, 64 QAM (Sintonizador, decodificador diferencial, filtro diplexor) desintercalador, sincronismo, FEC, desaleatorización, etc.)
Canal de 2 MHz QPSK
MODULADOR QPSK (Aleatorizador, Codific. diferencial, FEC, etc.)
PROCESADOR (CPU, memoria, reloj)
Alberto Murillo Hernández
Canal de datos a 2.56Mbps
Canal de datos a 30 Mbps
PROTOCOLO MAC (Control de flujo, codificación de canal, estructura de trama, etc.)
Paquetes MAC
Encriptado / Desencriptado de datos
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Paquetes MAC
CONTROLADOR ETHERNET 10BASE-T
Paquetes Ethernet
P
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de Telefonía por CABLE
TF
El servicio de telefonía fija puede prestarse mediante varias modalidades de arquitectura de red de acceso telefónico. • La primera arquitectura emplea una red superpuesta (red SDH generalmente) para llegar hasta las proximidades del usuario (NEO), y se hace rentable para penetraciones altas del servicio. Es la denominada TELEFONÍA SUPERPUESTA u OVERLAY. • Las dos arquitecturas descritas a continuación hacen uso de la capacidad de transporte de la propia red HFC para cursar el tráfico telefónico, por lo que se les denomina arquitecturas de TELEFONÍA INTEGRADA. INTEGRADA La diferencia entre ambas es que la primera lleva las señales en RF hasta un punto cercano al usuario, a partir del cual continúa en banda base mediante pares trenzados, y la segunda lleva las señales en RF directamente hasta el hogar del usuario, donde deberá instalarse el terminal apropiado que baje a banda base las señales telefónicas. El servicio de telefonía móvil goza de una popularidad creciente. Existen tecnologías que permiten fácilmente convertir una red de cable en un moderno sistema de acceso telefónico celular PCS.
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de Telefonía por CABLE
TF
Telefonía Superpuesta: • Las señales de CATV y las señales telefónicas llegan al abonado a través de dos redes superpuestas (HFC y SDH). La arquitectura overlay lleva un canal de 64 Kbps (o su equivalente analógico) hasta cada uno de los hogares pasados por la red, a través de un cable de pares, directamente desde el nodo final. • En el nodo, las señales a 64 Kbps se multiplexan para formar canales agregados a 2 Mbps, y éstos a su vez forman canales de niveles jerárquicos superiores (8, 34 y 140 Mbps), hasta llegar a la cabecera. • En la cabecera, un conmutador local hace de interfaz entre la red overlay y la red telefónica conmutada (RTC). En este tipo de arquitectura, por tanto, el operador pone a disposición de cada abonado un canal telefónico dedicado, y toda la concentración del tráfico se realiza en la cabecera. Red superpuesta: SDH.
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de Telefonía por CABLE
TF NF
Telefonía Superpuesta: Otras redes Interconexión
Repartidor de pares CABECERA
Red SDH
NFT Equipo de Equipo Acceso de Trans Telefónico Repartidor porte de pares Interfaz SDH analógico
Equipo de Trans porte SDH Interfaz V.5
NF
11 CT
25
NF Repartidor de pares
Red de distribución de pares P T R
Red de alimentación
50
200
300
Repartidor de pares
USUARIO
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de Telefonía por CABLE
TF
Telefonía Integrada (RF hasta la acera): las señales telefónicas se transportan en el espectro de RF de la red HFC hasta un nodo telefónico (“Kerb”) donde pasan a su formato digital en banda base (64 Kbps). De allí, un par trenzado las lleva al abonado. Se reservan para el tráfico telefónico ciertos canales del espectro descendente (86-862 MHz.) y del de retorno (555 MHz.). No se dedica a cada abonado un canal de 64 Kbps, sino que todos los abonados de una misma zona de distribución (la servida por un nodo óptico, p or ejemplo) comparten una serie de ranuras temporales de 64 Kbps a las que acceden según un esquema TDMA (Acceso Múltiple por División en Tiempo).
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2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de Telefonía por CABLE
TF
Telefonía Integrada (RF hasta el hogar): todas las señales comparten el espectro de RF de la red HFC. Las señales telefónicas se convierten a banda base en el hogar del abonado, donde está instalado un equipo que hace de interfaz con el teléfono. La red de distribución de coaxial de la red HFC lleva hasta los hogares todas las señales provenientes de la cabecera, tanto las de TV y otros servicios, como las señales de telefonía. Es, por tanto, en el hogar del abonado donde se realiza la conversión de RF a señal digital de 64 Kbps en banda base.
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Transparencia nº 62
2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC
Servicio de Telefonía por CABLE
TF
FIABILIDAD. Una medida de las prestaciones y de la fiabilidad de una red de comunicaciones es la medida de la disponibilidad de la misma. Las normas para redes de telefonía fija establecen un tiempo medio máximo en el que la red no está disponible (el abonado descuelga y no oye tono de invitación a marcar, por ejemplo) de 53 minutos al año por abonado, o lo que es lo mismo, una disponibilidad del 99.99%. En una red HFC existen numerosos elementos susceptibles fallar: derivadores, amplificadores, transmisores y receptores ópticos, servidores en la cabecera, cable y elementos pasivos de la red de fibra óptica, acometida al abonado, cable coaxial, sistema de alimentación... De todos ellos, los tres últimos son los que en mayor medida contribuyen con sus fallos al tiempo total de no disponibilidad de la red. ALIMENTACIÓN. En una red HFC, proporcionar una calidad de servicio comparable a la de la RTC supone llevar la alimentación (por el propio cable coaxial) desde el nodo óptico hasta el equipo que hace de interfaz entre el teléfono del abonado y la red de cable, es decir, hasta la acera o hasta el hogar, según sea la solución que se haya adoptado, de las comentadas anteriormente de telefonía por cable (RF to the Kerb o RF t o t h e H o m e ). Para ello, es necesario dotar a los nodos de sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI ó UP S ), basados en baterías, grupos electrógenos, y redundancia en el suministro de energía (dos compañías eléctricas). Alberto Murillo Hernández
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Transparencia nº 63
DGT - REDES DE ACCESO
Índice: 1. Introducción a las redes de acceso 2. Redes de telecomunicaciones por cable HFC 3. Redes FTTC y Tecnología xDSL 4. Redes de acceso radio 5. Acceso desagregado al bucle local 6. Conclusiones
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Transparencia nº 64
3. Redes FTTC y tecnología xDSL
Digital Subscriber Line ê
Existen distintos tipos de técnicas DSL: ADSL SDSL HDSL VDSL UDSL RADSL IDSL
Asymmetric Single line High data rate Very high data rate Universal (ADSL Lite) Rate Adaptative ISDN (RDSI) en...
Digital Subscriber Line
Par telefónico de cobre cobre:: • Diseñado para comunicaciones vocales de hasta4KHz de ancho de banda. (300 a 3400 Hz) • Con la ayuda de equipos de acceso tipo módem o terminal RDSI se pueden alcanzar los 56Kbps (V.90) ó 128Kbps (2B). • La tecnología xDSL permite superar ampliamente estas velocidades, aprovechando al máximo los límites físicos del medio de transmisión gracias a la utilización de complejas técnicas de control y procesado de señal y protocolos de comunicaciones especializados.
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Transparencia nº 65
3. Redes FTTC y tecnología xDSL
Digital Subscriber Line ê
Tecnologías xDSL: V.22 V.32 V.34 RDSI HDSL SDSL ADSL VDSL UDSL
Módems telefónicos convencionales
Hasta 28 Kbps (56)
Red Digital de Servicios Hasta 128 Kbps Integrados High data rate Digital 1,544 Mbps Subscriber Line 2,048 Mbps 1,544 Mbps Single line Digital Subscriber Line 2,048 Mbps 1,5 a 9 Mbps Asymmetric Digital Subscriber Line 16 a 640 Kbps Very high data rate 13 a 52 Mbps Digital Subscriber Line 1,5 a 2,3 Mbps 0,5 a 1 Mbps Universal ADSL 384 Kbps
Dúplex
Emplean el canal vocal de 4KHz
Dúplex
Hasta 80KHz
Dúplex Dúplex Dúplex Dúplex Descendente Ascendente Descendente Ascendente Descendente Ascendente
Requiere dos líneas de pares Requiere tres líneas de pares Igual que HDSL sólo que por una única línea
Extensión de las capacidades de ADSL. Bucles cortos. También conocido como ADSL Lite, G.Lite, o Splitterless ADSL.
Las velocidades de transmisión dependen de la distancia que haya que salvar, así como de la sección de los conductores, de la técnica de transmisión utilizada y de otros factores externos. Alberto Murillo Hernández
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Transparencia nº 66
3. Redes FTTC y tecnología xDSL
Digital Subscriber Line ê
Técnicas de transmisión
2B1Q Código de línea que emplea 4 niveles de amplitud (1Q - Quaternary -) para representar 2 bits (2B). Utilizado en BRI y HDSL. CAP Carrierless AM/PM . Técnica de modulación similar a QAM (aunque sin portadora).
DMT . Técnica Discrete MultiTon e
de modulación multiportadora.
Bits/canal MAX
Bits/canal REAL
Respuesta del canal
Interferencia de banda estrecha
Entrenamiento
f
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3. Redes FTTC y tecnología xDSL
Digital Subscriber Line ê
DMT
DMT utiliza muchas portadoras moduladas en M-QAM a una fracción de la capacidad total del sistema. Gracias a técnicas de “entrenamiento” del canal, xDSL es capaz de modular cada una de ellas con la eficiencia espectral máxima que permitan las condiciones de éste en cada momento (relación señal a ruido y relación señal a interferencias -SNR, CIR, NEXT, FEXT...-). La separación entre canal descendente y ascendente puede realizarse de dos maneras: FDM ó cancelación de ecos. En FDM la separación de canales es frecuencial: una banda descendente y otra de retorno, generalmente asimétricas. La cancelación de ecos permite que el canal descendente pueda en un momento dado emplear TODA la banda de frecuencias disponible, incluyendo la reservada para las comunicaciones ascendentes (de 30KHz a más de 1000KHz). xDSL es compatible con todo tipo de servicios que utilicen la banda de frecuencias de telefonía vocal (0 a 4KHz), pero totalmente incompatible con servicios que utilizan frecuencias superiores (hasta 80 KHz en el caso de RDSI).
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3. Redes FTTC y tecnología xDSL
Redes FTTC y VDSL Las redes Fib er-to-th e-Curb - VDSL combinan un diseño intensivo en fibra óptica con un bucle de abonado basado en tecnología VDSL ( Very High Digital Subscriber Line ). Se trata de una red de servicios integrados totalmente DIGITAL con una capacidad de transferencia máxima por usuario de unos 50-60Mbps en sentido descendente y unos 2Mbps en el retorno. ê
Central local / Nodo (10-100HP) Interfaz 10BaseT Cable de RJ-45 Pares ATU-R
Splitter PTR
Terminal Terminal DIGITAL analógico
DSLAM
Cable de pares
ATU-C ATU-C ATU-C Mux/ Splitter ATU-C DeMux ATU-C ATU-C
RTC
N A W z a f r e t n I
Conmutador ATM
Red de transporte de banda ancha (ATM) fibra óptica
SDH (STM-1/4), PDH (E3), etc.
Interfaz RF / Euroconector
ATU: ADSL Transmission Unit
Hogar del usuario
VTU: VDSL Tramsmission Unit
4KHz 30KHz Alberto Murillo Hernández
→
1MHz
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3. Redes FTTC y tecnología xDSL
Consideraciones sobre el servicio ê A
grandes rasgos, los servicios y aplicaciones que la red ha de ser capaz de soportar son: soportar son: Datos a alta velocidad (acceso a Internet), Servicios broadcast, broadcast, Telefoní Telefon ía, VOD, Teletrabajo y Comercio electr ónico. Es en Telefoní Telefon ía y Datos donde Telcos y Cable se enfrentan directamente. Integración voz-datos. Los servicios de VoIP (VoDSL / VoCM) abren nuevas posibilidades para los operadores de redes de acceso de alta velocidad, permitiendo un mix de servicios de voz y datos con un reparto dinámico del ancho de banda disponible. ê
En una época en la que todos los operadores convergen hacia una integrac ión cada vez má m ás amplia de servicios de telecomunicació telecomunicación, la tecnologí tecnolog ía ha de ser transparente al usuario y las claves del éxito son la calidad de servicio, servicio, los contenidos y la oportunidad (time to market ), estar en el lugar oportuno en el momento oportuno. ê
Se está produciendo un incremento notable en la demanda de servicios de vídeo -multimedia-, aparte de los de datos en general, lo cual plantea unas exigencias técnicas superiores a las redes de acceso, que ha de poder manejar eficazmente tráfico CBR, VBR y ABR. El tráfico CBR exige unas prestaciones altas en cuanto a retardo y sincronización. ê
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Transparencia nº 70
3. Redes FTTC y tecnología xDSL
Consideraciones sobre el servicio La velocidad es inicialmente el reclamo perfecto en el acceso a Internet, pe ro detr ás ha de haber un servicio s ólido y unos contenidos atractivos que retengan a los clientes. El valor de los mismos en la mente del usuario ha de ser superior al coste que tienen para el operador. Por otra parte, hay que tener cuidado con acostumbrar mal a los usuarios y limitar desde el principio la capacidad má máxima de transferencia para no generar falsas expectativas con respecto a la velocidad de acceso contratada. always-onon -line como la propia Por otra parte, tan importante es para el usuario el hecho de es tar alwaysvelocidad. ê
Los nuevos servicios de acceso a Internet a alta velocidad y con conexión permanente provocan cambios en el comportamiento de los usuarios de los que no existen aún datos estadísticos suficientes pero que parecen indicar que la tendencia natural es la de establecer una TARIFA PLANA con un límite máximo de descarga de información más un tanto variable en función del exceso de MB consumidos. De aquí a la tarificación por MB hay un paso. ê
De la misma manera que los nuevos servicios exigen velocidades de acceso mayores, tambié también se produce el efecto inverso: la mejora de las redes de acceso ausp icia la creació creación de servicios y aplicaciones má más ambiciosas en lo que a ancho de banda se refiere. ê
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3. Redes FTTC y tecnología xDSL
Consideraciones sobre el servicio Los clientes actuales acceden mayoritariamente a servidores de información externos a la red del operador (servidores WEB en Internet) y la velocidad suele verse limitada por factores externos a dicha red. ¿Qué ocurre cuando los contenidos de la Intranet del operador se hacen más completos y atractivos y la velocidad de acceso a la información únicamente está limitada por la red? Dicha velocidad ha de evolucionar de acuerdo con los servicios y contenidos a los que se accede. ê
Es extremadamente importante conseguir una diferenciació diferenciaci ón clara entre calidades de servicio (QoS) QoS) o como mí m ínimo entre clases o tipos de servicio (CoS (CoS)) e intentar asegurar esa diferenciació diferenciación más allá allá de nuestra red de acceso. IPv6 tiene en cuenta estas consideraciones. ê
La provisión del servicio es un punto problemático y delicado y representa la primera imagen que el operador da de sí mismo a los clientes. Una posibilidad es la de promover el “instáleselo usted mismo” unido a la creación de un sólido soporte técnico pre y post-venta y a unos sistemas fiables y sencillos de autoprovisión. ê
El éxito de DSL o de CABLE o de cualquier otra red de acceso no depender depe nder á tanto de la tecnologí tecnología como de las inversiones que se lleven a cabo en cada una de ella s, del marketing que los operadores realicen y de có c ómo los servicios consigan adaptarse a los deseos de sus clientes . ê
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3. Redes FTTC y tecnología xDSL
Comparativa CABLEMODEM vs. xDSL ê
CAPACIDAD
• Hasta unos 30Mbps descendente y hasta 10Mbps ascendente, normalmente asimétrico. • La capacidad total del canal se comparte entre varios usuarios. Se garantizan unas tasas mínimas de transferencia en función del dimensionamiento que se haga de la red.
• Desde los pocos cientos de Kbps hasta varias decenas de Mbps simétrico/asimétrico, dependiendo de la tecnología concreta (la “x” de xDSL) y de la distancia del bucle. • ADSL: 9Mbps / 640Kbps (máx) • VDSL: 52Mbps / 2,3Mbps (máx)
• Tanto en un tipo de red como en la otra, la velocidad teórica máxima de los equipos en condiciones ideales dista bastante de la velocidad real que puede conseguirse (que sigue siendo alta de todas formas). • El PC del usuario y la interfaz Ethernet (10Mbps) también imponen restricciones a la velocidad. • La velocidad de transferencia se ve afectada por las condiciones de propagación de las señales eléctricas: ingress, funneling (cable), crosstalk (DSL), etc. • El adecuado dimensionamiento del enlace de salida a Internet y el correcto reparto de su capacidad son cruciales para una buena calidad de servicio en lo que a velocidad de acceso se refiere. • Generalmente, en el acceso a Internet, el cuello de botella no está en la red del operador de cable o DSL. Pero para otro tipo de servicios, podría estarlo. Alberto Murillo Hernández
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Transparencia nº 73
3. Redes FTTC y tecnología xDSL
Comparativa CABLEMODEM vs. xDSL ê
CONSIDERACIONES SOBRE LA RED
• La red HFC presenta el 90% de los problemas de ruido e interferencias en el segmento de coaxial. Especialmente dañinos son el ingress ( ruido impulsivo y otros ruidos de RF) y el efecto embudo en el canal de retorno (funneling ). • Las altas de nuevos clientes únicamente requieren la instalación de un nuevo equipo en casa del usuario y la correspondiente provisión del servicio en los sistemas de gestión (aparte de la acometida y la RIC). • La red de cable podría valerse de la tecnología xDSL para llevar más lejos el alcance de sus servicios (aprovechando, por ejemplo, la infraestructura existente de par trenzado en una empresa cliente).
• Los cables de pares son aún más sensibles a problemas de ruido e interferencias que el coaxial: ingress , diafonías (NEXT, FEXT...). Además, radian señales de RF con mayor facilidad. • Cada nuevo alta supone la instalación de un splitter, una unidad de cliente -ATU-R- y otra de central (o nodo de acceso) -ATU-C. • ADSL: no vale cualquier par de cobre para alcanzar las velocidades prometidas. Influye mucho la distancia, el calibre de los conductores. Las líneas multipladas y/o pupinizadas no sirven.
• VDSL: las distancias han de ser mucho menores y el cable totalmente nuevo (par trenzado). ê COSTE: actualmente la tecnología xDSL es algo más cara, aunque se beneficiará en breve de economías de escala gracias a la estandarización y a su creciente popularidad. Alberto Murillo Hernández
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Comparativa CABLEMODEM vs. xDSL ê
ESCALABILIDAD y FIABILIDAD
• Puesto que se trata de un acceso compartido, la solución ante el crecimiento del número de usuarios consiste en reducir el número de clientes por canal: reducción del tamaño de los nodos (500 a 250HP -aumento en la penetración de la fibra óptica), incremento en el número de CMTS y/o de tarjetas de RF, multiplexado de canales de retorno, etc. • Los problemas inherentes a la red de cable descritos con anterioridad pueden salvarse fácilmente con un diseño cuidadoso, materiales de calidad y un mantenimiento eficiente.
• Cada cliente nuevo es un ATU-C nuevo en el nodo de acceso o central local. La escalabilidad por tanto, depende del multiplexor de acceso (DSLAM) y de la red de transporte que hay detrás. • El acceso en una red FTTC-VDSL está compuesto por infinidad de enlaces punto a punto. Cuidando cada uno de ellos individualmente y previendo los potenciales problemas de crosstalk puede obtenerse una alta fiabilidad.
• El diseño de redes de cable como las redes HFC+P o las FTTC+VDSL ha de contemplar bajo diferentes puntos de vista la posibilidad de crecimiento de manera natural conforme aumenta la penetración de los servicios y los requerimientos de ancho de banda de los clientes.
Alberto Murillo Hernández
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SEGURIDAD
• Dadas las características de la red HFC, en la que los terminales comparten los canales descendentes y de retorno, los sistemas de CM han de extremar las medidas de seguridad “por software”. • DOCSIS incorpora en su Baseline Privacy Interface (BPI, BPI+) la especificación de los sistemas de encapsulado, filtrado y de los algoritmos de encriptado (DES) y autentificación (los intercambios de llaves entre CM y CMTS emplean RSA y DES triple).
• En xDSL el usuario recibe única y exclusivamente los paquetes que van destinados a él a través de un acceso dedicado (NO compartido). • Además, se dispone de funciones de filtrado de tráfico y de cifrado de mensajes. Los cablemódems pueden proporcionar, por tanto, un nivel de seguridad tan bueno (o mejor) que el de un acceso xDSL.
• Independientemente de lo segura que sea la red de acceso, de lo fiables que sean los protocolos de acceso al medio y de lo eficaces que sean los sistemas de seguridad en el backbone de datos del operador, ha de educarse al usuario para que él mismo active los mecanismos de seguridad que están en su mano configurando adecuadamente su terminal (desabilitando la compartición de ficheros e impresoras en Windows -paquetes broadcast de NetBIOS-). “Por mucho que se confíe en la policía, nadie deja la puerta de su casa abierta.”
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SERVICIOS
• La red HFC utiliza el cablemódem para llevar a los clientes servicios de acceso a redes de datos (Internet) y también servicios de voz (telefonía integrada). • Mediante la superposición de tecnologías diferentes, la red HFC consigue la integración de servicios de TV (analógica y digital), telefonía (integrada y superpuesta) y datos.
• La red FTTC-VDSL se apoya plenamente en el mundo digital y consigue la integración de servicios mediante la confluencia de los mismos en soportes y formatos comunes: IP, ATM, MPEG-2. • ADSL presenta una capacidad limitada para ofrecer servicios que requieren grandes anchos de banda (TV).
• Ambas tecnologías soportan los diferentes tipos de servicios: CBR, VBR, ABR, UBR. • Los servicios y aplicaciones que puede llegar a ofrecer tanto una red HFC+P como una red FTTC+VDSL son prácticamente los mismos. Sin embargo, la forma en que cada una de ellas llega al usuario es diferente y esto puede llegar a determinar soluciones técnicas más o menos sencillas, más o menos costosas y más o menos eficientes para cada tipo de servicio. Ejemplo: zapping
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ESTANDARIZACIÓN
• Trabajan en la normalización de tecnologías de datos en redes de cable DAVIC, MCNS, IEEE, ETSI, ITU, ISO/IEC, entre otros. • El esfuerzo normalizador ha esclarecido enormemente el panorama de los servicios de datos sobre cable. DOCSIS 1.0 se ha convertido en el estándar de facto . • DOCSIS 1.1 integra voz y datos e incorpora prestaciones avanzadas en cuanto a definición de QoS y a seguridad. DOCSIS 1.2 empleará tecnología S-CDMA, mayores tasas de transferencia y mayor tolerancia frente a ruido e interferencias.
• Aparte de los organismos habituales, cabe destacar los trabajos del ADSL Forum y del Universal ADSL Working Group (UAWG). • Comité T1 de ANSI: T1.413 (ADSL), T1E1.4 (VDSL). • ITU: familia G.99x, G.922.1 (full rate ADSL), G.992.2 (G.lite o splitterless ADSL), G.993 (VDSL), G.dmt (especificación de DMT).
• Euro-DOCSIS: DOCSIS1.0/1.1 con ITU J.83, Anexo A (canalización europea). • DVB-RC: no integra VoIP y está basado en ATM, entre otras diferencias.
Alberto Murillo Hernández
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