Arquitectura de acceso a Internet sobre xDSL y factores limitantes de las tecnologías xDSL

1. Explique la arquitectura de acceso a Internet sobre xDSL y explique la motivación principal de dicha arquitectura.

Motivación:

• El interés de los operadores telefónicos en aumentar los ingresos con nuevos servicios.
• El desarrollo tecnológico: DSP integrados, nuevos códigos de línea y técnicas de modulación.

Acceso a Internet: A través de la misma línea de abonado (par de cobre) se conectan los teléfonos y ordenadores mediante un mismo splitter (el ordenador se conecta a este splitter mediante un módem DSL). La Central Local a la que se conectan los dispositivos del abonado, conecta al abonado, por una parte, con la Red Telefónica (mediante otra/s central/es). Por otra parte, proporciona el servicio de Internet mediante el proveedor de servicios de Internet (ISP), es decir, el operador (Modo de transferencia asíncrona o Ethernet).

2. Explique los factores limitantes de las tecnologías xDSL.

Objetivo: llegar al mayor número de abonados dentro del Área de Servicio.

• Área de Servicio: zona geográfica servida por una CL o Unidad Remota de Abonados.
• Valores típicos: 2,5 km y 3,4 km en zonas urbanas de alta y baja densidad respectivamente.

Alcance:

• Limitado por la atenuación de la señal y la resistencia eléctrica del bucle de abonado. La atenuación creciente con la frecuencia reduce la SNR y con ello el ancho de banda total disponible. La resistencia eléctrica determina el valor mínimo de corriente necesario para el funcionamiento del teléfono y del circuito de línea en la CL (valores típicos 1200 - 1900 ohm).
• Longitudes típicas de los pares de cobre: menos de 6 km con pares de 0,5 mm; menos de 4,5 km con pares de 0,4 mm. Valores medios en la Unión Europea: 500 - 1000 m en zonas urbanas densamente pobladas.
• Diversas irregularidades afectan la calidad del bucle. Empalmes de distintos calibres, derivaciones sin terminación, mantenimiento no óptimo, etc.

3. Explique las características principales de la tecnología VDSL2 y su relación con tecnologías xDSL anteriores.

VDSL2: Puede considerarse como una evolución de VDSL y de ADSL2+. Mediante diferentes perfiles de configuración puede proveer tanto servicio simétrico como asimétrico. Servicio simétrico a 100 Mbps en bucles de menos de 300 m. Al menos 25 Mbps en bucles de menos de 1 km. Permite compartir el espectro de frecuencias con el servicio telefónico convencional analógico o digital (RDSI). Posibilita transporte ATM y Ethernet, y calidad de servicio integrada.

4. Explique las diferencias existentes entre la torre de protocolos PPPoA y PPPoE de la arquitectura xDSL.

PPPoA: se utiliza principalmente en conexiones de banda ancha, como cable y DSL. Este ofrece las principales funciones PPP como autenticación, cifrado y compresión de datos. Actualmente tiene alguna ventaja sobre PPPoE debido a que reduce la pérdida de calidad en las transmisiones.

PPPoE: es un protocolo de red para la encapsulación PPP sobre una capa de Ethernet. En esencia, es un protocolo que permite implementar una capa IP sobre una conexión entre dos puertos Ethernet, pero con las características de software del protocolo PPP.

5. Explique las características que poseen los canales ascendente y descendente en las tecnologías PON.

El Canal Descendente es compartido por todos los usuarios, es fácil hacer broadcast, topología punto a multipunto. TDM. El Canal Ascendente es de topología punto a punto. TDMA.

6. Explique la arquitectura básica de las redes GPON.

7. Explique el encapsulado de las tramas GPON en el enlace descendente (downstream).

Tramas downstream:

• Cabecera (PCBd: Physical Control Block downstream): Entre otros campos contiene un mapa del ancho de banda que emplea el OLT para asignar dinámicamente ventanas de transmisión de los ONU/ONT.
• Cada ventana de transmisión se especifica mediante el instante de inicio y duración.
• Carga útil: Celdas ATM para encapsulados ATM. Tráfico TDM (p.ej Voz) y paquetes de tamaño variable (Ethernet, IP, etc.) para encapsulado GEM.

8. Explique cómo funciona el mecanismo de asignación de ancho de banda en redes GPON.

Procedimientos DBA (Dynamic Bandwidth Allocation):

• El OLT debe asignar las oportunidades (turnos) de transmisión a los ONU/ONT.
• Dos modos de funcionamiento:
  • SR (Status Reporting): Los ONT envían upstream información de sus necesidades de transmisión (estado de sus T_CONT) [utilizando el campo Dynamic Bandwidth Report]. El OLT notifica en tramas downstream la asignación de recursos (mapa de BW ascendente) a cada T-CONT de cada T_CONT.
  • NSR (Non Status Reporting): Los ONT no envían upstream de sus necesidades de transmisión. El OLT estima necesidades de cada T_CONT en función de lo que anteriormente haya empleado.