Tesis Vdsl y Adsl 2+
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TRABAJO ESPECIAL DE GRADO FACTIBILIDAD TÉCNICA DE IMPLANTACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS VDSLx EN PLANTA DE COBRE SOBRE LA RED DE ACCESO DE CANTV PARA SERVICIOS TRIPLE PLAY. Presentado ante la Ilustre Universidad Central de Venezuela Por el Br. Roldán Suárez, José Antonio para optar al título de Ingeniero Electricista Caracas, 2007
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TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
FACTIBILIDAD TÉCNICA DE IMPLANTACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS VDSLx EN PLANTA DE COBRE SOBRE LA RED
DE ACCESO DE CANTV PARA SERVICIOS TRIPLE PLAY.
Presentado ante la Ilustre Universidad Central de Venezuela
Por el Br. Roldán Suárez, José Antonio para optar al título de Ingeniero Electricista
Caracas, 2007
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
FACTIBILIDAD TÉCNICA DE IMPLANTACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS VDSLx EN PLANTA DE COBRE SOBRE LA RED
DE ACCESO DE CANTV PARA SERVICIOS TRIPLE PLAY.
TUTOR ACADÉMICO: Prof. Carlos Fuenmayor TUTOR INDUSTRIAL: Ing. Ronald Sánchez
Presentado ante la Ilustre Universidad Central de Venezuela
Por el Br. Roldán Suárez, José Antonio para optar al título de Ingeniero Electricista
Caracas, 2007
ii
Carta de Aprobación
iii
iv
AGRADECIMIENTOS
A mi tutor industrial Ronald Sánchez, por el apoyo, la confianza y los conocimientos
que me brindó durante el desarrollo de mi pasantía.
A Miguel Zambrano, por confiar en mí y en mi desempeño a lo largo de la pasantía y
aclarar las dudas que se presentaran durante el desarrollo de la misma.
A Franklyn Jiménez, sin cuyos conocimientos no hubiera sido posible el desarrollo de
este trabajo.
A la empresa ZTE, y en especial a Alex, por la gran confianza que depositaron en mí
y por hacerme sentir que puedo solucionar cualquier problema.
A mi familia: mi mamá y mi papá, Luisa M. Suarez P. y José A. Roldán O., por ser
también mis profesores y mis guías en los momentos más difíciles de carrera y mi
vida, y a mi Hermano César E. Roldán S., con el cual siempre he contado y sin el cual
la vida no sería tan divertida.
A Alessandra Salvo, por siempre estar allí, darme ánimos cuando no los tenía y estar
siempre pendiente de mí, por su paciencia y comprensión.
Al grupo de amigos de la escuela de eléctrica, William, Oscuro, Mitchell, Juan
Carlos, Carmen, José Manuel, Carlos Ibarra y muy especialmente a mi mejor amigo
Ricardo García-Flores, por ser como un hermano para mí.
A Carlos Fuenmayor, por brindarme su apoyo cuando lo he necesitado.
v
Roldán S., José A. FACTIBILIDAD TÉCNICA DE IMPLANTACIÓN DE LAS
TECNOLOGÍAS VDSLx EN PLANTA DE COBRE SOBRE LA RED DE ACCESO DE CANTV PARA SERVICIOS TRIPLE PLAY.
Tutor Académico: Prof. Carlos Fuenmayor. Tutor Industrial: Ing. Ronald Sánchez. Tesis. Caracas. U.C.V. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Eléctrica. Ingeniero Electricista. Opción: Comunicaciones. CANTV. 2006-2007. 115 h. + anexos.
Palabras Clave: VDSL, VDSL2, DSLAM, CPE, Protocolo, Implementación, Pruebas, Triple Play.
Resumen. La empresa CANTV, de manera de poder cumplir con el objetivo de prestar servicios 3P a sus clientes, y poder así competir de forma exitosa con las compañías de televisión por cable y satélite, se ve en la necesidad de evaluar nuevas tecnologías xDSL que permitan la transmisión de los servicios de voz, datos y video de manera integral a través de la red de cobre que se encuentra actualmente instalada en el país. Se decide evaluar entonces las tecnologías VDSL y VDSL2, que por sus características teóricas, representan la mejor opción para la implementación de servicios 3P. Previo a la realización de las pruebas, fue necesario definir los esquemas de implementación de cada servicio a través de la red, de manera de ajustar la configuración de los diferentes equipos, y poder así concretar una plataforma de servicios 3P basada en los estándares VDSLx. Se elaboró un protocolo de pruebas que permitiera comprobar el funcionamiento de las tecnologías VDSLx en el esquema de servicios 3P, utilizando la red de acceso y la red de transporte de CANTV. Los resultados obtenidos demuestran que las tecnologías evaluadas son eficientes para la implementación de servicios 3P sobre la red de cobre de CANTV, con mejoras notables del estándar VDSL2 al VDSL. Sin embargo las mejoras que se consiguen con VDSL2 solo son representativas en lazos de distancias menores a los 2.5Km.
vi
ÍNDICE GENERAL
Carta de Aprobación ..................................................................................................... ii
Agradecimientos .......................................................................................................... iv
Resumen. ....................................................................................................................... v
ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................. x
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................... xiii
ÍNDICE DE GRÁFICOS ........................................................................................... xiv
ACRÓNIMOS ............................................................................................................. xv
Introducción .................................................................................................................. 1
Capítulo I ..................................................................................................................... 4
1.1 Planteamiento del problema ................................................................................ 4
1.2 Objetivo General ................................................................................................. 5
1.3 Objetivos Específicos .......................................................................................... 5
1.4 Alcance ................................................................................................................ 6
1.5 Justificación ......................................................................................................... 6
1.6 Limitaciones ........................................................................................................ 7
Capítulo II .................................................................................................................... 9
2.4.1 Estándar G.993.1 (VDSL1) ........................................................................ 18
2.4.1.1 Velocidades de transmisión ................................................................ 18
2.4.1.2 Modo de operación .............................................................................. 19
2.4.1.3 Planes de frecuencia ............................................................................ 20
2.4.1.4 Transmisión DMT ............................................................................... 22
2.4.1.5 Modelo de referencia .......................................................................... 23
2.4.1.6 Sección Invariante de Aplicación ....................................................... 25
2.4.1.7 Sección Específica de Aplicación ....................................................... 26
2.4.1.8 Estructura de la trama VDSL .............................................................. 28
vii
2.4.2 Estándar G.993.2 (VDSL2) ........................................................................ 32
2.4.2.1 Velocidades de transmisión ................................................................ 32
2.4.2.2 Modo de operación .............................................................................. 35
2.4.2.3 Planes de banda ................................................................................... 35
2.4.2.4 Modelo de referencia .......................................................................... 37
2.4.2.5 Sección invariante de aplicación ......................................................... 38
2.4.2.6 Sección específica de aplicación ......................................................... 40
2.4.2.7 Estructura de la trama VDSL2 ............................................................ 41
2.5 Comparación entre los estándares VDSL y VDSL2 ......................................... 43
Capítulo III ................................................................................................................ 46
3.1 Análisis de la arquitectura de la red de CANTV para servicios Triple Play ..... 46
3.2 Equipos que constituyen la red de acceso ......................................................... 47
3.2.1 Equipos en los Predios del Usuario (CPE) ................................................. 47
3.2.2 DSLAM (DSL Access Multiplexer) ........................................................... 54
3.3 Equipos que constituyen la red de transporte .................................................... 65
3.4 Implementación de los servicios ....................................................................... 70
3.4.1 Servicios de Internet ................................................................................... 70
3.4.2 Servicios de voz sobre IP ............................................................................ 71
3.4.3 Servicios de Video ................................................................................. 72
3.5 Configuraciones necesarias ............................................................................... 75
Capítulo IV ................................................................................................................ 84
4.1 Tipo y diseño de la investigación ...................................................................... 84
4.2 Fases del trabajo ................................................................................................ 84
4.2.1 Investigación Documental .......................................................................... 85
4.2.2 Estudios de manuales de equipos................................................................ 86
4.2.3 Elaboración del protocolo de pruebas ......................................................... 86
viii
4.2.4 Selección de equipos a utilizar.................................................................... 86
4.2.5 Puesta a punto de los equipos en el laboratorio de pruebas de
estandarización..................................................................................................... 86
4.2.6 Instalación de la plataforma para la realización de las pruebas .................. 87
4.3 Protocolo de pruebas para CPE’s basados en tecnologías VDSL1 y VDSL2 ... 88
4.3.1 Prueba básica de sincronismo ..................................................................... 89
4.3.2 Pruebas de línea .......................................................................................... 90
4.3.3 Prueba de conectividad a Internet ............................................................... 91
4.3.4 Prueba de video ........................................................................................... 92
4.3.5 Prueba de IP voice ...................................................................................... 95
4.3.6 Prueba de separación de servicios .............................................................. 96
4.3.7 Prueba de interworking entre el estándar ADSL2+ y el estándar VDSLx . 97
4.3.8 Prueba de servicios 3P ................................................................................ 98
Capítulo V ................................................................................................................ 100
5.1 Prueba básica de sincronismo .......................................................................... 100
5.2 Pruebas de Línea ............................................................................................. 100
5.3 Prueba de conectividad a Internet ................................................................... 112
5.4 Pruebas de Video ............................................................................................. 113
5.5 Prueba de IP voice ........................................................................................... 114
5.6 Prueba de separación de servicios ................................................................... 114
5.7 Prueba de interworking entre el estándar ADSL2+ y el estándar VDSLx ...... 114
5.8 Prueba de servicios 3P ..................................................................................... 115
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................ 118
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 121
ix
BIBLIOGRAFÍAS .................................................................................................... 123
GLOSARIO .............................................................................................................. 126
ANEXOS .................................................................................................................. 131
x
ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1: Estándares xDSL 10
Figura 2.2: Espectro de Frecuencia ADSL2+ 12
Figura 2.3: Comparación entre ADSL2 y ADSL2+ 12
Figura 2.4: Planes de Banda para VDSL1 13
Figura 2.5: Planes de Banda para VDSL2 15
Figura 2.6: Comparación entre VDSL2, VDSL y ADSL2+ 16
Figura 2.7: Planes de Banda para el estándar VDSL 18
Figura 2.8: Densidad de Potencia Espectral para VDSL 19
Figura 2.9: Prefijo y Sufijo cíclico para la ventana FTT 21
Figura 2.10: Modelo de Referencia para VDSL 21
Figura 2.11: Diagrama Funcional de la capa PMD 23
Figura 2.12: Modelo Funcional de la capa PMS-TC 23
Figura 2.13: Modelo Funcional de la capa TPS-TC 24
Figura 2.14: Estructura de Trama VDSL 26
Figura 2.15: Trama VDSL 27
Figura 2.16: Espectro del Estándar VDSL2 30
Figura 2.17: Perfiles definidos por la UIT para el Estándar VDSL2 30
Figura 2.18: Planes de Banda definidos por la UIT 32
Figura 2.19: Modelo de Referencia para el Estándar VDSL2 33
Figura 2.20: Modelo de Referencia Funcional para la Gestión 34
Figura 2.21: Modelo de Referencia Funcional de la capa PMD 35
Figura 2.22: Modelo Funcional de la capa PMS-TC 36
Figura 2.23: Estructura de Trama VDSL2 37
Figura 2.24: Construcción de las Tramas de Overhead para VDSL2 38
Figura 3.1: Arquitectura de la red actual de CANTV 41
Figura 3.2: Homegateway Huawei EchoLife HG520v 43
Figura 3.3: Homegateway Netopia 3397G 44,45
Figura 3.4: IP Phone Dect V500DP-K2 46
xi
Figura 3.5: STB Huawei EchoLife EC623 47,48
Figura 3.6: STB ZTE ZXV10B600 49
Figura 3.7: Modelo Funcional por capas de un ATM DSLAM 51
Figura 3.8: Modelo Funcional por capas de un IP DSLAM 52
Figura 3.9: Armario de tarjetas LT del ISAM 7302 55
Figura 3.10: Armario de tarjetas splitter del ISAM 7302 55
Figura 3.11: Tarjeta LT para Estándar VDSL del ISAM 7302 56
Figura 3.12: Tarjeta splitter para VDSL del ISAM 7302 56
Figura 3.13: Esquema del Armario del DSLAM MA5600 57
Figura 3.14: Armario para tarjetas LT o splitters del MA5600 59
Figura 3.15: Tarjeta LT con splitter integrados 59
Figura 3.16: Maqueta IPTV de Huawei 63
Figura 3.17: Maqueta IPTV de ZTE 63
Figura 3.18: Arquitectura para implementación de servicios de Internet 64
Figura 3.19: Arquitectura para implementación de servicios de voz 65
Figura 3.20: Arquitectura para implementación de servicios unicast 66
Figura 3.21: Arquitectura para implementación de servicios multicast 67
Figura 3.22: Protocolos utilizados en la Arquitectura de Red 69
Figura 3.23: Circuitos Virtuales Permanentes del protocolo ATM 70
Figura 3.24: Configuración de los puertos Ethernet para servicios 3P 70
Figura 3.25: Cross-conexiones en el IP DSLAM 71
Figura 3.26: Etiquetas de S-Vlan y C-Vlan 72
Figura 3.27: Mapeo de PVC a VLAN 72
Figura 3.28: Cambio de etiqueta de Vlan a nivel de MEN 73
Figura 3.29: VPLS para multicast 74
Figura 3.30: Configuración y uso de los SAP’s en un switch MEN 75
Figura 3.31: Configuración completa de la red 75
Figura 4.1: Montaje para la prueba básica e sincronismo 82
Figura 4.2: Montaje para las pruebas de línea 83
Figura 4.3: Montaje para la prueba de conectividad a Internet 84
xii
Figura 4.4: Montaje para la prueba de video unicast 85
Figura 4.5: Montaje para la prueba de video multicast 86
Figura 4.6: Montaje para la prueba de interworking unicast-multicast 87
Figura 4.7: Montaje para la prueba de IP Voice 88
Figura 4.8: Montaje para la prueba de separación de servicios 89
Figura 4.9: Montaje para la prueba de interworking ADSL2+ y VDSLx 90
Figura 4.10: Montaje para la prueba de servicios 3P 91
xiii
ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2.1: Velocidades Típicas para el Estándar VDSL 17
Tabla 2.2: Funciones de los Bytes de la Trama VDSL 27
Tabla 2.3: Contenido de los Bits Indicadores (IB) 28
Tabla 2.4: Contenido de los Tramas de OH 38
Tabla 2.5: Comparación entre los Estándares VDSL y VDSL2 40
Tabla 5.1: Resultados de las Pruebas de Línea (Netopia 3397G) 92
Tabla 5.2: Resultados de las Pruebas de Línea (Huawei HG520v) 94
Tabla 5.3: Resultados de las Pruebas de Línea (Huawei HG520v) 96
Tabla 5.4: Resultados de las Pruebas de Línea (Huawei HG520v) 98
Tabla 5.5: Resultados Finales de las pruebas para los equipos evaluados 107
xiv
ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico 5.1: Velocidad de Downstream vs Distancia (Netopi 3397G) 93
Gráfico 5.2: Velocidad de Upstream vs Distancia (Netopi 3397G) 93
Gráfico 5.3: Ampliación de una sección del Gráfico 5.2 93
Gráfico 5.4: S/N vs Distancia (Netopi 3397G) 94
Gráfico 5.5: Velocidad de Downstream vs Distancia (Huawei 520v) 95
Gráfico 5.6: Velocidad de Upstream vs Distancia (Huawei 520v) 95
Gráfico 5.7: S/N vs Distancia (Huawei 520v – perfil 8b) 95
Gráfico 5.8: Velocidad de Downstream vs Distancia (Huawei 520v) 96
Gráfico 5.9: Velocidad de Upstream vs Distancia (Huawei 520v) 97
Gráfico 5.10: Ampliación de una sección del Gráfico 5.9 97
Gráfico 5.11: S/N vs Distancia (Huawei 520v – perfil 12a) 97
Gráfico 5.12: Velocidad de Downstream vs Distancia (Huawei 520v) 98
Gráfico 5.13: Velocidad de Upstream vs Distancia (Huawei 520v) 99
Gráfico 5.14: Ampliación de una sección del Gráfico 5.13 99
Gráfico 5.15: S/N vs Distancia (Huawei 520v – perfil 17a) 99
Gráfico 5.16: Comparación entre la rata de downstream 101
Gráfico 5.17: Comparación entre la rata de upstream 101
Gráfico 5.18: Ampliación de una sección del gráfico 5.17 102
xv
ACRÓNIMOS
ABA: Acceso a Banda Ancha
ARP: Address Resolution Protocol – Protocolo de Resolución de Direcciones
ATM: Asynchronous Transfer Mode – Modo de Transferencia Asíncrona
ATU: ADSL Transceiver Unit – Unidad Transceptora de ADSL
ATU-C: Central Office ATU - Unidad Transceptora de ADSL de la Oficina Central
ATU-R: Remote ATU - Unidad Transceptora de ADSL del extremo Remoto
BBIP: Back Bone IP
B-RAS: Broadband Remote Access Server – Servidor de Acceso Remoto de Banda
Ancha
BTV: Broadband Television – Televisión de Banda Ancha
CLI: Command Line Interface – Interfaz de Línea de Comandos
CPE: Customer Premise Equipment – Equipo en los Predios del Usuario
CRC: Cyclic Redundacy Check – Chequeo de Redundancia Cíclica
C-VLAN: Customer VLAN – VLAN de Usuario
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol
DMT: Discrete Multitone - Modulación de Multitono Discreto
DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer – Multiplexor de Acceso DSL
DWDM: Dense Wavelenght Division Multiplexing
EOC: Canal de Operaciones Insertadas
Epipe: Etherent Pipe
FE: Fast Ethernet
FEC: Forward Error Correction
FFT: Fast Fourier Transform - Transformada Rápida de Fourier
FTTcab: Fiber To The Cabinet - Fibra hasta el Armario
FTTdslam: Fiber To The DSLAM – Fibra hasta el DSLAM
FTTh: Fiber To The Home – Fibra hasta la Casa
FTTn: Fiber To The Neighborhood – Fibra hasta el Vecindario
GE: Giga Ethernet
xvi
GWC: Gateway Controller
HDTV: High Definition Television - Televisión de Alta Definición
HEC: Header Error Correction – Control de Errores de Cabecera
ICI: Interferencia entre portadoras
IFFT: Inverse Fast Fourier Transform – Transformada Rápida Inversa de Fourier
IGMP: Internet Group Management Protocol – Protocolo de Gestión de Grupos de
Internet
IP: Internet Protocol
IPTV: IP Television - Televisión sobre protocolo IP
ISI: Interferencia entre símbolos
LAN: Local Area Network – Red de Área Local
LDP: Label Distribution Protocol – Protocolo de Distribución de Etiquetas
LR-VDSL: Long Reach VDSL – VDSL de Largo Alcance
LSP: Label Switched Path
MEN: Metro Etherent Network – Red de Área Metropolitana
MGW: Media Gateway
MPEG: Moving Picture Experts Group
MPLS: Multiprotocol Label Switching – Multiprotocolo de Conmutación de
Etiquetas
NAT: Network Address Translation – Traducción de Dirección de Red
NGN: Next Generation Network – Redes de Próxima Generación
NTR: Network Timing Referente - Referencia del Temporizador de Red
OAM: Operations, Administration and Maintenance – Operaciones, Administración
y Mantenimiento
ONU: Optical Network Unit – Unidad de Red Óptica
OSPF: Open Shortest Path First
PMD: Physical Media Dependent – Dependiente de los medios físicos
PMS-TC: Physical Media Specific-Transmission Convergence – Convergencia de
transmisión Específica de los medios Físicos
xvii
PSTN: Public Switched Telephone Network – Red de Conmutación de Telefonía
Pública
PVC: Permanent Virtual Circuit – Circuito Virtual Permanente
QAM: Quadrature Amplitude Modulation - Modulación de Amplitud en Cuadratura
RFI: Interferencia de Radio Frecuencia
RSVP: Reservation Services Virtual Protocol – Protocolo de Recursos de Servicios
Reservados
S/PDIF: Sony/Philips Digital Interface Format – Formato de Interfaz Digital de
Sony/Philips
SAP: Service Access Point – Punto de Acceso al Servicio
SDH: Synchronous Digital Hierarchy – Jerarquía Digital Sincrona
SDTV: Standard Definition Televison - Televisión de Definición Estándar
SGW: Signaling Gateway
SIP: Session Initiation Protocol – Protocolo de Inicialización de Sesiones
STB: Set Top Box
S-VLAN: Service VLAN – VLAN de Servicio
TPS-TC: Transport Protocol Specific-Transmission Convergence – Convergencia de
Transmisión Específica del Protocolo de Transporte
UIT / ITU: International Telecomunications Union - Unión Internacional de
Telecomunicaciones.
USB: Universal System Bus – Puerto de Bus Universal
VCI: Virtual Circuit Indicator – Indicador de Circuito Virtual
VDSL: Very High bit – rate Digital Subscriber Line – Línea de Abonado Digital de
muy alta velocidad
VLAN: Virtual LAN
VLL: Virtual Leased Line
VME: VDSL2 Management Entity – Entidad de Gestión de VDSL2
VOC: VDSL Overhead Control – Canal de control de tara VDSL
VoD: Video on Demand - Video bajo Demanda
VoIP: Voice Over IP – Voz sobre IP
xviii
VPI: Virtual Path Indicator – Indicador de Camino Virtual
VPLS: Virtual Private LAN Services – Servicios de Redes LAN Virtuales
VPN: Virtual Private Network – Red Privada Virtual
VRF: Virtual Router Forwarding
VTU: VDSL Transceiver Unit – Unidad transceptora de VDSL
VTU-O: ONU VTU – Unidad Transceptora de VDSL del extremo de la ONU
VTU-R: Remote VTU – Unidad Transceptora de VDSL del extremo Remoto
WAN: Wide Area Network – Red de Área Amplia
1
Introducción
En las últimas décadas, las tecnologías xDSL han permitido a las empresas
proveedoras de servicios de telefonía, las cuales poseen grandes extensiones de
tendidos de cable de cobre, llevar a los clientes servicios de transferencia de voz y
datos a alta velocidad, con lo cual dichas tecnologías se han ganado mas de 100
millones de subscriptores a nivel mundial.
Simultáneamente, empresas proveedoras de servicios de televisión por cable,
se han valido de otras tecnologías para lograr competir en el mundo de la transmisión
de datos a alta velocidad de forma exitosa. Recientemente muchas de ellas están
prestando servicios de transmisión de voz, con lo cual se dice que son capaces de dar
servicios “triple play” también (voz, datos y video a alta velocidad).
Las tecnologías ADSL, ADSL2 y ADSL2+, que son las más utilizadas hoy en
día, carecen de los anchos de bandas y poseen ciertas limitaciones que impiden la
transmisión de video a través de la red de cobre con la calidad, variedad y el alcance
necesario para satisfacer la demanda de los clientes, y a su vez, permitir a los
Operadores Telefónicos ser competidores eficaces con las empresas cableras.
Con el desarrollo de la tecnologías VDSL en el año 2003, se pensó que la
transmisión de video por la red de cobre era posible, gracias a su capacidad de ofrecer
un gran ancho de banda a los clientes, sin embargo este ancho de banda es susceptible
a la distancia, por lo cual es de suma importancia realizar un estudio de este
parámetro al momento de implantar dicha tecnología para tratar de sacar el mayor
provecho de la calidad y de los servicios que se pueden ofrecer con ella. En mayo del
2006, la UIT-T aprobó un nuevo estándar conocido como VDSL2 (G993.2), que
permite mayores anchos de banda que VDSL, presentando a su vez menores
atenuaciones a mayores distancias, lo cual hace que sea una tecnología a tomar en
cuenta por muchas empresas de telecomunicaciones.
2
En Venezuela, la empresa de telecomunicaciones CANTV ha utilizado las
tecnologías xDSL para dar servicios a sus usuarios durante varios años, y su nuevo
objetivo es el de prestar servicios de video para competir con los prestados por las
compañías de cable.
Para cumplir este objetivo, CANTV debe evaluar las tecnologías VDSLx y su
capacidad de compatibilidad con la plataforma y estándares instalados hoy en día, así
como también analizar el desempeño de dichas tecnologías en la red con el fin de
evaluar si en realidad son capaces de prestar servicios “triple play” a sus
subscriptores, con una conveniencia y calidad competitiva.
El trabajo se llevó a cabo en el Laboratorio de Estandarización de Equipos de
CANTV, el cual pertenece a la Gerencia de Planificación de la Red, y para cumplir
los objetivos planteados se llevó a cabo, en primer lugar, una investigación
documental sobre las diferentes tecnologías xDSL existentes hoy en día, ejerciendo
un mayor énfasis en los estándares VDSL1 y VDSL2, para ello se recopiló
información de organismos reguladores internacionales, páginas web y publicaciones
especializadas en el tema, esta información se encuentra en el capítulo II de este
tomo.
Posteriormente, se realizó una investigación sobre la implementación de los
diferentes tipos de servicios que conforman el esquema de servicios 3P (voz, datos y
video), encontrado en el capítulo III del presente trabajo, para ello se contó con el
apoyo de la Gerencia de Planificación de la Red y la Gerencia de Anteproyectos de la
empresa CANTV. Una vez culminada la investigación, se realizó un protocolo de
pruebas para equipos homegateways que trabajan con la tecnología VDSLx, y se
evaluaron dos de estos equipos para determinar la capacidad de los mismos de ofrecer
servicios 3P, así como también evaluar la tecnología VDSLx sobre el esquema de
servicios 3P, y compararla con la tecnología existente (Capítulo IV).
3
Por último, en el Capítulo V se analizaron los resultados de las pruebas
aplicadas a los equipos, se realiza una comparación entre ellos, entre las tecnologías
que ellos manejan y entre la tecnología implementada hoy en día por CANTV
(ADSL2+).
4
Capítulo I Definición del Problema
1.1 Planteamiento del problema
La necesidad de las empresas de telefonía de poder ofrecer servicios de video
junto a los servicios de voz y datos que se ofrecen hoy en día, las ha obligado a
probar y esperar nuevas tecnologías xDSL que les permitan el ofrecimiento de
servicios de televisión con la calidad necesaria para competir en este mercado.
Con el auge de nuevas tecnologías sobre cable coaxial, las empresas de cable
han comenzado a implantar hoy en día servicios de voz, datos y video, lo que se
conoce como servicios 3P, y han podido captar parte del mercado de telefonía y datos
que era explotado en su mayoría por las compañías de telefonía. Muchas empresas
del sector telefónico a nivel mundial se han planteado como objetivo el poder ofrecer
los servicios 3P a través de las plantas de cobre existentes, lo que implicaría el
ofrecimiento de los servicios con un costo menor al ofrecido por las empresas de
cable.
Las tecnologías xDSL presentan limitaciones al momento de manejar los
grandes anchos de banda que requieren las señales de video; para resolver este
problema, la UIT-T en el año 2004 publica la recomendación del estándar G.993.1
(VDSL - Very high bit-rate Digital Subscriber Line) pensado para la transmisión de
los servicios de video a través de los pares telefónicos que poseen las empresas de
telefonía, y posteriormente se publica en el año 2006 una mejora del mismo estándar
conocido como G.993.2 (VDSL2 - Very high bit-rate Digital Subscriber Line
Revision 2) con el mismo objetivo del primer estándar.
CANTV, desde finales del año 2005, ha estado desarrollando la plataforma de
transmisión de datos de alta velocidad y la ha venido adecuando para soportar los
anchos de banda necesarios para dar servicios de alta calidad a los usuarios e
5
introducir al mercado los servicios de televisión sobre IP (IPTV), pero para poder
realizar una buena implementación de este servicio, es necesario definir la tecnología
xDSL a utilizar, por lo que se necesita la evaluación de los estándares VDSL y
VDSL2, que presentan mejoras sobre otras tecnologías xDSL, y que dichas mejoras
se encuentran destinadas a la transmisión de video e implementación completa de
servicios 3P. La presente investigación realiza la evaluación de estos estándares y de
los equipos que los utilizan con el fin de determinar su comportamiento real para
ofrecer servicios 3P.
1.2 Objetivo General
Realizar un análisis técnico de las tecnologías VDSL y VDSL2, y de otras
tecnologías instaladas hoy en día por CANTV (ADSL2+, ADSL2) en red de acceso
por medios guiados, así como los diferentes servicios que pueden ofrecerse con
dichas tecnologías, realizando el estudio de los equipos necesarios y pruebas
respectivas para la implantación de las mismas.
1.3 Objetivos Específicos
• Estudio y análisis de la red de acceso como se encuentra actualmente.
Topología. Arquitectura. Equipos que la constituyen. Servicios prestados
actualmente.
• Análisis de las características técnicas de las tecnologías:
1. ADSL
2. ADSL2
3. ADSL2+
4. VDSL
5. VDSL2
• Estudio y análisis de los equipos ofrecidos por los principales proveedores de
CANTV para la implantación de las tecnologías VDSLx.
• Diseño de un protocolo de pruebas para comprobar la funcionalidad técnica,
escalabilidad, y servicios asociados de los módems VDSL y VDSL2, y su
6
compatibilidad con las tecnologías implantadas hoy en día en red de acceso,
así como también obtener resultados del comportamiento de dicha tecnología
en esta red.
• Comparar los resultados obtenidos para las tecnologías VDSLx, con otras
tecnologías ya implantadas por CANTV.
• Realizar una comparación de costos y servicios que se pueden prestar con las
tecnologías VDSLx, y compararlos con las tecnologías ADSL, ADSL2,
ADSL2+. Analizar estos resultados y emitir recomendaciones.
1.4 Alcance
El proyecto propuesto tiene como alcance el estudio de las tecnologías VDSL
y VDSL2 con su red asociada, y la factibilidad de que las mismas puedan prestar
servicios de triple play a través de los equipos DSLAM diseñados para soportarlas.
Así mismo, se necesita realizar el estudio de los CPE de varios fabricantes y observar
el desempeño de los mismos en la red de acceso de CANTV, para finalmente
comparar estos equipos con los equipos basados en la tecnología ADSL2+ utilizados
hoy en día en la red.
1.5 Justificación
CANTV tiene una fuerte necesidad de mantener su competitividad en accesos
de banda ancha, cada vez con más exigencia, y la plataforma que posee actualmente
no le garantiza éxito al introducir señales de video hacia sus clientes. En
consecuencia se deben evaluar nuevas opciones que garanticen rentabilidad en este
esquema de negocios.
Este proyecto se realiza con el fin de explorar las nuevas alternativas de
servicios que se puedan ofrecer con las tecnologías VDSLx, y el impacto que tendría
la introducción de las mismas en el esquema de la actual red de acceso de CANTV.
Con esto se pretende crear la posibilidad de prestar servicios de voz, datos y video
(3P) con la calidad necesaria para competir de forma exitosa con otras empresas del
7
sector de las telecomunicaciones, como las compañías de cable, y capturar así mayor
número de suscriptores.
Por ello, es necesario determinar las prestaciones reales de esta nueva
tecnología, así como su compatibilidad con las tecnologías implantadas hoy en día,
con el fin de poder decidir si es conveniente hacer una emigración abrupta al nuevo
estándar, o realizar un cambio progresivo de la plataforma de la red de acceso, caso
en el cual coexistirían los estándares (VDSL y VDSL2) con el utilizado hoy día en
CANTV (ADSL2+).
1.6 Limitaciones
El laboratorio de estandarización de CANTV posee el equipamiento necesario
para la realización de pruebas a equipos que trabajan con los estándares que la
empresa tiene implementados hoy en día en Venezuela (ADSL2+, G.SHDSL), por
esta razón, equipos como el simulador de línea y los generadores de tráfico, no
pudieron ser utilizados para la realización de las pruebas, debido a que la frecuencia
de trabajo de estos equipos no se adapta a los anchos de banda de trabajo de los
estándares VDSL y VDSL2.
Por esta razón, se hizo necesaria la utilización de líneas reales, lo cual
presentó la limitante de no poder realizar las mediciones con la precisión deseada, sin
embargo los resultados obtenidos son perfectamente representativos y arrojan con
exactitud el comportamiento de los estándares y equipos evaluados a lo largo de la
investigación.
Además, por ser la tecnología VDSL2 muy reciente, la mayoría de los
proveedores no tenían disponibilidad de las tarjetas de línea necesarias para la
realización de las pruebas, por consiguiente solo se consiguió una tarjeta de prueba de
VDSL2, otorgada por la empresa Huawei para la realización de las pruebas, caso
similar ocurrió con el estándar VDSL, ya que los proveedores no disponían de las
8
tarjetas en Venezuela, y se hizo necesario solicitarlas al exterior, sin embargo solo se
contó con una de ellas en el plazo de tiempo necesario, y fue prestada por la empresa
Alcatel – Lucent.
La comparación de costos no pudo ser realizada dado que las empresas no
poseían precios estimados para VDSL2, ya que el estándar es muy nuevo, y en lo que
respecta al estándar VDSL, Alcatel no quiso divulgar los precios por puerto de la
tecnología por considerar la información de tipo confidencial, y de uso exclusivo de
la empresa al momento de realizar negociaciones.
9
Capítulo II Marco Teórico
2.1 La red de acceso
Podemos definir la red de acceso, como aquella que se encuentra entre los
predios de los suscriptores, y sus switches respectivos.
CANTV posee hoy en día el mayor tendido de cable de cobre en el país, este
tendido conforma la red de acceso de la empresa, y es a través de dicha red que la
empresa puede prestar servicios a un gran número de usuarios.
Es por esta razón que, para mantenerse al día con los avances de la tecnología
y poder suministrar servicios con mayor ancho de banda para competir así con los
nuevos servicios ofrecidos por las compañías de cable, las empresas deben hacer uso
de tecnologías desarrolladas para explotar el total potencial de las plantas de cobre;
esto le ha permitido a empresas, que un principio solo ofrecían servicios de telefonía,
la posibilidad de dar servicios de Internet de banda ancha, y estar así en capacidad de
ofrecer a sus clientes, servicios de transmisión y recepción de voz, datos y video a
alta velocidad.
A lo largo de los últimos años se han desarrollado tecnologías conocidas como
la familia xDSL, estas tecnologías se desarrollaron con el fin de poder prestar
servicios de banda ancha sobre los cableados de cobre que se encontraban ya
instalados por las compañías telefónicas para prestar servicios de voz a sus clientes,
dichas tecnologías han ido evolucionando a lo largo de los años permitiendo a las
empresas ofrecer más y mejores servicios.
10
2.2 Servicios Triple Play (3P)
El concepto de triple play hace referencia a la comercialización de los
servicios de telefonía junto con los servicios de acceso a Internet de banda ancha y
servicios de SDTV, HDTV y VoD, todo por una misma empresa de
telecomunicaciones, con acceso único.
Las compañías de telecomunicaciones ven este tipo de servicios como la
tendencia tecnológica en comunicaciones para usuarios residenciales, permitirá la
migración ha servicios totalmente digitales y le otorgará a los usuarios la posibilidad
de disponer del servicio deseado en el momento en que lo necesite.
2.3 Familia de Tecnologías xDSL
Cuando hablamos de la familia xDSL (type x Digital Subscriber Line) nos
referimos a un conjunto de tecnologías que tienen un fin común, el de permitir a las
empresas que poseen gran cantidad de usuarios conectados a través de tendidos de
cable de cobre, ofrecer servicios de banda ancha sin la necesidad de cambiar la planta
externa.
A finales de los años 80 surgía la necesidad de enviar mayores volúmenes de
información a través de Internet, y es precisamente en ese período de tiempo que
Joseph Lechleider, de la compañía Bellcore, demuestra la viabilidad de transmitir
señales de banda ancha, y desarrolla la idea de transmisión asimétrica, que sugería
que se podría enviar mayor cantidad de información en un sentido que en otro,
consiguiendo así su lugar en la historia como el creador de las tecnologías de banda
ancha sobre cobre.
Durante la década de los 90 y los inicios del año 2000, la necesidad de
satisfacer la demanda de los clientes y el desarrollo de diferentes servicios han
originado hoy en día diferentes tipos de tecnologías xDSL, dichas tecnologías se
pueden catalogar en simétricas, aquellas en la que las velocidades de transmisión son
11
iguales en ambos sentidos, o asimétricas, aquellas en la que las velocidades de
transmisión son diferentes para cada sentido. Dependiendo de los servicios y las
necesidades que cada usuario desee, es necesario analizar el tipo de tecnología xDSL
a utilizar. [2]-[3]-[6]
En la figura 2.1 se puede observar la evolución de las tecnologías xDSL
asimétricas, y el año en que la UIT las aprobó:
Figura 2.1: Estándares xDSL [3]
En el presente trabajo se analizarán solamente las tecnologías de acceso xDSL
asimétricas para abonados residenciales. Es decir, no se tocarán aspectos relacionados
con la familia HDSL y SHDSL.
En el caso de los usuarios residenciales, es más importante la velocidad de
descarga de información (downstream), a la de subida de información o (upstream),
es debido a esta tendencia que para dichos usuarios las tecnologías xDSL más usadas
sean las del tipo asimétricas, lo que permite sacrificar ancho de banda en subida
(upstream), a cambio de mayor alcance o mayor velocidad de descarga (downstream).
Las tecnologías xDSL asimétricas que se explican a continuación son: ADSL,
ADSL2, ADSL2+, VDSL y VDSL2.
12
� ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): esta tecnología fue una de las
primeras en ser ofrecida comercialmente a usuarios residenciales, ya que se
ajustaba perfectamente a las necesidades de los mismos (grandes velocidades de
downstream y bajas velocidades de upstream) gracias a su funcionamiento
asimétrico. Trabaja sobre los pares de cobre usados para dar servicios de
telefonía, y hace uso de frecuencias no utilizadas para la transmisión de voz. Esta
tecnología puede ser empleada en distancias de hasta 5,5Km y puede alcanzar
velocidades de transmisión de 1,5Mbps a 8Mbps en downstream y de 16Kbps a
1Mbps en upstream. Cuando la señal es recibida por el proveedor de servicios, se
separa la señal ADSL, y se envía la información de datos a Internet, mientras que
las frecuencias que contienen la señal de telefonía son dirigidas a la red telefónica
convencional. [6]
� ADSL2 (Asymmetric Digital Subscriber Line - segunda generación): la segunda
generación de la tecnología ADSL, conocida como ADSL2, permite velocidades
de transmisión mayor, pudiendo alcanzar velocidades de hasta 12Mbps en
downstream y 2Mbps upstream; para lograrlo, se mejoró la eficiencia de la
modulación/codificación, utilizando codificación Trellis de 16 estados y
modulación QAM con constelaciones de 1 bit. Sumado a esto, están los equipos
desarrollados para esta tecnología, los cuales permiten realizar diagnósticos de las
líneas donde se va a prestar el servicio, y poder obtener así información sobre la
atenuación del bucle y la relación señal a ruido, lo que permite prever malos
funcionamientos, y tasas máximas de transferencia que se pueden ofrecer a un
Terminal. [2]-[6]
Además, la tecnología posee la capacidad de lidiar con los problemas de diafonía
típicos de los pares telefónicos, para ello se supervisa la cantidad de ruido en el
Medio, y se varía la tasa de transferencia de información sin perder la calidad de
la conexión, esto se realiza de forma transparente para el usuario, utilizando
13
mecanismos que pueden cambiar la velocidad del enlace sin producir errores de
sincronismo. [2]-[6]
� ADSL2+ o ADSL2plus (Asymmetric Digital Subscriber Line - segunda
generación revisión 1): esta tecnología posee el mismo funcionamiento que la
tecnología ADSL2, y posee también las mismas mejoras, la diferencia es que
permite la utilización de mayor espectro sobre el bucle de abonado, aumentando
al doble el ancho de banda, de 1.1MHz a 2.2MHz. Este espectro adicional se
utiliza para transportar las señales de bajada de información (downstream).
Debido a que las frecuencias más altas se atenúan más rápidamente en el par
telefónico, las velocidades de downstream disminuyen rápidamente a medida que
se incrementa la distancia, pero permite velocidades de 24Mbps a 16Mbps en
lazos de abonados cortos, menores a 1Km, y alrededor de 8Mbps a 3Km de
distancia de la central local. Las velocidades de upstream siguen encontrándose
entre 16Kbps y, en algunos casos, hasta 3,5Mbps. [2]
Esta tecnología es una de las más utilizadas actualmente por los proveedores de
servicios, ya que posee un buen compromiso entre distancia y velocidad de
transmisión, y además permite que se le puedan prestar al cliente diferentes
servicios dependiendo de la distancia a la cual se encuentre, y la velocidad
máxima de transferencia que se le pueda prestar. [2]
Figura 2.2: Espectro de Frecuencia ADSL2+ [2]
14
Figura 2.3: Comparación entre ADSL2 y ADSL2+ [2]
� VDSL (Very high bit-rate Digital Subscriber Line): esta tecnología se desarrolla
con el fin de ofrecer servicios de transmisión de video a los clientes, para esto se
requiere la capacidad de poder transmitir grandes anchos de banda sobre el par de
cobre, los esfuerzos para estandarizar esta tecnología comenzaron en el año 1995,
pero dado que la tecnología podía utilizar modulación QAM (Quadrature
Amplitude Modulation) o DMT (Discrete Multitone Modulation) el debate se
prolongó por varios años, tiempo en el cual algunas empresas comenzaron a
desarrollar la tecnología de forma propietaria, lo que producía incompatibilidad
entre equipos de diferentes fabricantes, esto originó a su vez que la
implementación a gran escala de la tecnología se retrasara, así como su desarrollo.
[3]-[4]-[6]-[9]-[12]
No fue hasta el año 2003, que 11 grandes empresas expresaron su soporte por la
tecnología VDSL utilizando modulación DMT, y ese mismo año la UIT ratificó el
estándar como una tecnología que usaría modulación DMT en el cuerpo principal
de su especificación, y QAM en un anexo normativo. También se llegó al acuerdo
que cualquier mejora o funcionalidad que se le fuera a agregar a la tecnología
VDSL se incorporaría en una segunda generación de la misma (VDSL2), y que
ésta trabajaría sólo con DMT. [3]-[4]-[6]-[9]-[12]
15
El estándar VDSL (G.993.1) permite grandes velocidades de transferencia de
información, pero en un lazo de abonado de cobre inferior a los 2.5Km, las
velocidades máximas obtenidas son de 50Mbps en downstream y de 12Mbps en
upstream. El aumento en la velocidad se debe a que el estándar trabaja hasta la
frecuencia de 12MHz, y separa esta banda en cuatro sub-bandas, dos para el
tráfico de downstream y dos para el de upstream, además coloca las bandas de
downstream en las frecuencias inferiores para que no se vean atenuadas por la
diafonía en el enlace de cobre, caso contrario al estándar ADSL2, que sitúa el
downstream en las bandas superiores. [3]-[4]-[9]-[12]
Figura 2.4: Planes de Banda para VDSL1 [4]
El estándar VDSL se desarrolló también para que pudiera funcionar como una
tecnología DSL simétrica a través del plan de banda 997, y como tecnología DSL
asimétrica a través del plan 998. [3]-[4]-[6]-[9]-[12]
Sin embargo, a pesar de todas las ventajas en anchos de banda y velocidades de
transmisión, el estándar carecía de funciones de diagnósticos de línea claves que
la tecnología ADSL2 y ADSL2+ ya poseía, y que les permitía a las mismas
alcanzar distancias superiores a los 3,5Km, y mantener así una rata de
transferencia de información aceptable. Es por esta razón que se decide
incorporarle a este estándar, las mejoras ya existentes en las tecnologías ADSL2 y
ADSL2+, así como también trabajar en la compatibilidad con dichas tecnologías,
de manera que el impacto de la migración de ADSL2 y ADSL2+ hacia la
plataforma VDSL fuera lo menos complicado y costoso posible. Sin embargo,
Plan 997
Symetric
Plan 998
Asymetric
16
todas estas características se implementaron en la segunda generación de la
tecnología VDSL. [3]-[4]-[6]-[9]-[12]
La tecnología VDSL solo tuvo una implantación limitada en Asia y en algunos
países de Europa, dado los problemas suscitados con la compatibilidad y las
cortas distancias en las cuales era posible aprovechar los beneficios de la
tecnología. [3]-[4]-[6]-[9]-[12]
A lo largo del trabajo se utilizará el nombre VDSL1 para hacer referencia al
estándar VDSL en algunos casos, con el fin de evitar confusiones entre el
estándar VDSL2 y el VDSL.
� VDSL2 (Very high bit-rate Digital Subscriber Line – segunda generación): esta
tecnología mantiene las características de su predecesora (VDSL1), pero añade
funcionalidades y mejoras encontradas en las tecnologías ADSL2 y ADSL2+ con
el fin de aumentar el alcance de los servicios prestados y de convertir al estándar
en la solución para ofrecer servicios de transmisión de video a los clientes. [3]-
[4]-[9]-[12]-[15]
El estándar VDSL2 (G.993.2) fue introducido por la UIT en el 2004, y fue
aprobado en el año 2006, se fijó finalmente que la tecnología trabajaría con el
mismo código de modulación DMT que utilizan los estándares ADSL2 y
ADSL2+, de manera de garantizar compatibilidad espectral con los servicios
existentes, y permitiendo además interoperabilidad con los diferentes estándares
ADSL. [3]-[4]-[9]-[12]-[15]
Esta tecnología trabaja, al igual que su predecesora, con el espectro de 12MHz,
pero a éste se le agregó un nuevo espectro de frecuencia que llega hasta 30MHz,
lo que origina que se puedan alcanzar velocidades de hasta 100Mbps en lazos de
abonado cortos, y gracias a la utilización del esquema de codificación
17
Trellis/Viterbi, el estándar puede alcanzar mejores velocidades de transferencia de
información sobre las mismas condiciones de señal a ruido que el estándar
VDSL1. [3]-[4]-[9]-[12]-[15]
Figura 2.5: Planes de Banda VDSL2 [3]
Cabe destacar, que la UIT para simplificar la configuración de los equipos de red,
estandarizó los perfiles de velocidades de transmisión del estándar VDSL2, y los
catalogó de acuerdo al esquema de implementación a utilizar. Se crearon así 8
perfiles diferentes, que se ajustan cada uno a diferentes necesidades. [3]-[4]-[9]-
[12]-[15]
Con todo esto, el estándar VDSL2 se presenta como una poderosa solución para
todas aquellas compañías con redes de cable de cobre que quieran ofrecer más
que servicios de conexión a Internet y telefonía, incluyendo a éstos los servicios
de SDTV (Standard Definition Television) y HDTV (High Definition Television).
[3]-[4]-[9]-[12]-[15]
Más adelante en el trabajo, se explicarán con detalle las diferencias esenciales
entre los estándares VDSL y VDSL2, las ventajas de cada uno, y los esquemas de
modulación y codificación utilizados por cada uno de ellos. A continuación en la
figura 2.6 se muestra una comparación teórica de las velocidades de downstream
para los estándares ADSL2+, VDSL1 y VDSL2:
Plan 997
Asymetric
Plan 998
Symetric
North America
Plan 998
Extension
18
Figura 2.6: Comparación entre VDSL2, VDSL y ADSL2+ [15]
2.4 Características de las tecnologías VDSL y VDSL2
2.4.1 Estándar G.993.1 (VDSL1)
2.4.1.1 Velocidades de transmisión
Como ya se mencionó, VDSL fue creado pensando en servicios que requieren
un gran ancho de banda, es por eso que una de las características principales de este
estándar es la alta velocidad de transmisión.
El estándar VDSL es capaz de alcanzar velocidades que van desde 13Mbps a
52Mbps en downstream, y de 1.5Mbps a 12Mbps en upstream, estas velocidades solo
pueden lograrse en distancias de lazo de abonado menores a los 2,5Km, lo que
implica que el despliegue de la tecnología se realice usando topologías de FTTca
(Fiber To The Cabinet – Fibra hasta el armario), de manera de acortar la distancia
del cableado de cobre entre el usuario y el proveedor de servicios.
Como VDSL puede funcionar a diferentes velocidades, el estándar utiliza
procedimientos de handshake definidos por la UIT en su especificación G.994.1
(Handshake Procedures for DSL Transceiver), esto permite que el equipo de abonado
residencial (CPE) pueda realizar un proceso de negociación de velocidad de
transmisión con el equipo que se encuentra en el extremo del proveedor de servicio,
19
basándose en las condiciones eléctricas de la línea para la distancia a la cual se
encuentra el usuario.
Las tarjetas de línea de VDSL permiten a los proveedores de servicio crear
perfiles de velocidades, y aplicar dichos perfiles a cada uno de los puertos en los que
se encuentran conectados los clientes, de esta manera cada usuario podrá tener la
velocidad que necesite o la que esté dispuesta a pagar, lo que origina mayores
libertades al momento de prestar diferentes tipos de servicio.
2.4.1.2 Modo de operación
El estándar VDSL puede operar de forma simétrica o asimétrica, esto origina
grandes ventajas, ya que puede dirigirse el servicio no solo a usuarios del tipo
residencial que prefieren mayores velocidades de descarga que de subida de
información, sino también a empresas comerciales que necesiten grandes velocidades
de transmisión en ambas direcciones. [3]-[4]-[6]-[9]-[12]
El modo de operación se define en la tarjeta de línea VDSL, en ella se ajusta
el perfil de manera de que las ratas de transmisión en ambos sentidos puedan ser
iguales. A continuación en la tabla 2.1 se muestran valores típicos de velocidades de
transmisión en modo simétrico y asimétrico de acuerdo a la distancia a la cual se
encuentre el usuario:
20
Tabla 2.1: Velocidades típicas para el estándar VDSL
Distancia
(metros)
Velocidad de datos en
downstream (Mbps/Asimétrico)
Velocidad de datos en
upstream (Mbps/Asimétrico)
300 52 6.4
1000 26 3.2
1500 13 1.6
Distancia
(metros)
Velocidad de datos en downstream (Mbps/Simétrico)
Velocidad de datos en upstream (Mbps/Simétrico)
1000 13 13
300 26 26
La flexibilidad que posee el estándar VDSL en cuanto a su modo de operación
simétrico, permite dar servicios de teleconferencia y teleconsulta a empresas
comerciales, aumentando así el mercado al cual pueden ser dirigidos los servicios
prestados con esta tecnología.
2.4.1.3 Planes de frecuencia
La UIT aprobó tres planes de frecuencia diferentes para el estándar VDSL,
estos planes son compatibles con los estándares ADSL y ADSL2+, de manera de
garantizar interoperabilidad de estándares dentro del mismo equipo, para así facilitar
el despliegue de la tecnología. A continuación se muestran los tres planes de banda
aprobados para la tecnología VDSL:
Figura 2.7: Planes de Banda para el estándar VDSL
21
Como se puede observar en la figura 2.7, el estándar trabaja hasta una
frecuencia de 12MHz, y posee cuatro bandas de transmisión de información, dos
bandas para transferencia en sentido ascendente y dos en sentido descendente.
Es importante mencionar que cuando el estándar se configura para trabajar en
sentido simétrico, normalmente se utiliza el plan de frecuencias 997, dejando los
planes 998 y Fx para transmisiones asimétricas. Esto ha sido adoptado por un gran
número de fabricantes de tarjetas de línea, y es como normalmente se aplica al
momento de desplegar la tecnología de forma comercial. [3]-[4]-[6]-[9]-[12]
A continuación, en la figura 2.8, se presenta la densidad de potencia espectral
para el estándar VDSL utilizando una velocidad de downstream de 26Mbps y de
upstream de 3.2Mbps, también se muestra las zonas donde se podría interferir con el
estándar ADSL2+:
POTSISDN
VDSLUpstream
VDSLDownstream
PSD
0.1 0.2 1.0 2.0 8.0
ADSL upstream
ADSL downstream
POTSISDN
VDSLUpstream
VDSLDownstream
PSD
0.1 0.2 1.0 2.0 8.0
ADSL upstream
ADSL downstream
Figura 2.8: Densidad de potencia espectral para VDSL
Como se puede observar en la figura 2.8, la banda de upstream de ADSL está
totalmente fuera del espectro utilizado por el estándar VDSL, lo cual no genera
interferencias con ese estándar, sin embargo la zona de upstream de VDSL se solapa
con la de downstream de ADSL, esto podría en algunos casos generar interferencia si
se hace uso de ambas tecnologías sobre el mismo cableado.
MHz
22
2.4.1.4 Transmisión DMT
Como se explicó anteriormente, el estándar VDSL puede utilizar QAM o
DMT como esquemas de modulación/codificación, pero cuando la UIT aprobó
definitivamente el estándar, incorporó el esquema DMT en el cuerpo principal de la
recomendación, y hoy en día la mayoría de los fabricantes de equipos utilizan DMT
para la realización y desarrollo de sus tarjetas de línea y CPE. Sin embargo al no estar
estandarizado como tal, existen algunos fabricantes que desarrollan sus equipos
basándose en QAM, lo cual también está contemplado dentro de la recomendación
emitida por la UIT, y origina que la compatibilidad entre equipos se vea
comprometida, ya que no es posible la utilización de un CPE basado en DMT con una
tarjeta de línea basada en QAM y viceversa. [1]-[6]
El código de línea DMT (Discrete Multitone) divide el ancho de banda
disponible en unidades más pequeñas, estas bandas individuales posteriormente son
probadas para determinar su capacidad para transmitir información. Estas pruebas
originan muchas ventajas, ya que las características del cableado pueden cambiar de
una central telefónica con respecto a otra, los parámetros de línea como la longitud, el
tipo, la condición y el nivel de interferencias, pueden afectar la señal. Con DMT se
puede superar este problema utilizando las bandas del espectro que presenten menor
atenuación e interferencia. [1]-[6]
Posteriormente se prueba la línea para comprobar las bandas de frecuencia que
están disponibles, y cuántos bits se pueden transmitir por unidad de ancho de banda.
Los bits son codificados en el transmisor, en el caso de VDSL las portadoras están
igualmente espaciadas y son ortogonales entre sí. Para modular y demodular los
símbolos se utilizan IFFT (Inverse Fast Fourier Transform – Transformada Inversa
Rápida de Fourier) y FFT (Fast Fourier Transform – Transformada Rápida de
Fourier) respectivamente, es necesario garantizar la ortogonalidad entre los tonos por
lo que se hace necesario un cierto nivel de procesamiento en el transmisor y en el
receptor, este proceso es realizado durante la inicialización del enlace. [1]-[6]
23
En un sistema VDSL basado en DMT se pueden utilizar en total 4096
portadoras, y utilizando una separación entre tonos igual a ADSL, se tiene que cada
tono ocupará 4,3125KHz, para abarcar una banda de frecuencias de hasta 17,7MHz.
Por ser utilizado en el estándar VDSL el esquema DMT, y además con la misma
separación entre tonos que en ADSL, ambos estándares pueden interoperar, es decir
un módem VDSL en un extremo de la línea puede comunicarse con un módem ADSL
en otro extremo, y teóricamente se podría transmitir sobre el mismo par de cables
información ADSL junto con VDSL. [1]-[6]
La salida de la IFFT se amplía agregando un prefijo cíclico (CP) y un sufijo
cíclico (CS), con el objetivo de suavizar la transición entre símbolos sucesivos,
mejorar el confinamiento espectral del mismo y, a nivel de recepción, permite reducir
el efecto de las transiciones que de otra manera producirían ISI (interferencia entre
símbolos) y ICI (interferencia entre portadoras), la ampliación cíclica también ayuda
a reducir el efecto de la diafonía y de la RFI (Interferencia de Radiofrecuencia). [1]-
[6]
Figura 2.9: Prefijo y Sufijo cíclico para la ventana FTT [1]
2.4.1.5 Modelo de referencia
A continuación se muestra el modelo de referencia funcional para el estándar
VDSL según se especifica en la recomendación G.993.1 de la UIT:
24
Figura 2.10: Modelo de referencia para VDSL [10]
En la figura 2.10 se puede apreciar el diagrama de bloques funcionales y las
interfaces de la unidad transceptora VDSL (VTU – VDSL Transceiver Unit).
La figura 2.10 muestra el VTU-R o el VTU del extremo remoto, y el VTU-O
o el VTU de la oficina central, conocida como ATU-C para ADSL, el cambio en el
nombre se debe a que específicamente VTU-O hace referencia a el VTU en el
extremo de la ONU (Optical Network Unit – Unidad de red óptica), ya que la
recomendación trata el modelo de arquitectura FTTcab (Fibra al armario), pero este
mismo modelo de referencia es válido para arquitecturas desde una central de
telefonía. [10]
Como puede observarse, cada VTU consta de dos partes, una sección
específica de aplicación y una sección invariante de aplicación. La sección invariante
de aplicación consta de la capa PMD (Physical Media Dependent – Dependiente de
los Medios Físicos), y de la capa PMS-TC (Physical Media Specific-Transmission
Convergence – Convergencia de Transmisión Específica de los Medios Físicos), la
sección específica de aplicación contiene la capa TPS-TC (Transport Protocol
Specific-Transmission Convergence – Convergencia de Transmisión Específica del
Protocolo de Transporte). [10]
25
En la especificación se denomina también al extremo del VTU-O como Line
Termination o Terminación de Línea (LT), y al extremo del VTU-R como Network
Termination o terminación de red, cada una de las capas que conforman el VTU
cumplen distintas funciones. [10]
2.4.1.6 Sección Invariante de Aplicación
Esta sección está conformada por dos capas que se explican a continuación:
Capa PMD: esta capa se encarga de la modulación y demodulación, la codificación y
decodificación, temporización, inicialización y gestión OAM (Operations,
Administration and Maintenance - Operaciones, Administración y Mantenimiento).
A continuación en la figura 2.11 se muestra un diagrama funcional de la capa PMD
como lo muestra la UIT:
Figura 2.11: Diagrama funcional de la capa PMD [10]
Como se observa en la figura 2.11, la capa PMD trabaja en recepción y transmisión
de datos, en el primer caso, se reciben las tramas provenientes del medio de
transmisión utilizado, se demodulan y se decodifican, para ser entregadas entonces a
la capa PMS-TC. Para el segundo caso, las tramas recibidas de la capa PMS-TC se
codifican y se modulan para poder ser entregadas al medio de transmisión.
26
Capa PMS-TC: esta capa realiza funciones específicas del medio de transmisión,
entre las cuales se encuentra el entramado, la aleatorización, la corrección de errores
de recepción y el entrelazado. A continuación en la figura 2.12 se muestra el modelo
funcional de la capa PMS-TC para los transceptores VDSL según lo específica la
recomendación de la UIT:
Figura 2.12: Modelo Funcional de la capa PMS-TC [8]
En la figura 2.12 se pueden apreciar los procedimientos que se realizan en la capa
PMS-TC antes de ser enviada la trama a la capa PMD, la capa PMS-TC recibe y
envía datos a las capas TPS-TC que es específica de la aplicación y también a la capa
PMD que es invariante de la aplicación.
2.4.1.7 Sección Específica de Aplicación
Esta sección está conformada solo por la capa TPS-TC, la cual se explica a
continuación:
Capa TPS-TC: esta capa es específica según el modo de transporte, ATM o PDM,
como en el esquema de implementación de CANTV se utiliza ATM, se explica la
funcionalidad de la capa TPS-TC para este caso. [10]
27
Primeramente, en la figura 2.13, se muestra el modelo funcional de la capa TPS-TC
para transporte por medio de ATM, especificado en la recomendación emitida por la
UIT:
Figura 2.13: Modelo Funcional de la capa TPS-TC [10]
Se puede notar en la figura 2.13 una interfaz γ, que interconecta la capa ATM con la
capa TPS-TC, esta interfaz existe en el VTU-O (γO) y en el VTU-R (γR). Ambas
interfaces son hipotéticas e idénticas, y se definen por los flujos de información que
se producen entre la capa ATM y la capa TPS-TC, dichos flujos son:
• Flujo de data (Voz, Datos y/o Video).
• Flujo de sincronización
• Flujo de control
• Flujo de OAM
Las funcionalidades principales de la capa TPS-TC para transmisión ATM son:
• Desacoplamiento de velocidad de célula.
• Generación/verificación de HEC.
• Aleatorización y desaleatorización de cabida útil de célula.
28
• Delineación de célula.
En la figura 2.13, se observan las interfaces α/β, éstas se encuentran entre la capa
TPS-TC y PMS-TC en el VTU-O (α) y en el VTU-R (β), ambas interfaces son
funcionales, independientes de la aplicación, hipotéticas e idénticas, y se definen por
el intercambio de los siguientes flujos de señales:
• Flujo de datos
• Flujo de sincronización
2.4.1.8 Estructura de la trama VDSL
La trama VDSL, según la UIT, “se describe como un conjunto de bytes
transportados por un símbolo de multitono discreto (DMT)”. Toda trama VDSL va a
estar constituida por dos fuentes de data que se clasificarán en una memoria
intermedia rápida (canal rápido), y una memoria intermedia entrelazada o lenta (canal
lento). Para hacer referencia o distinguir entre una memoria y otra, la UIT utiliza un
subíndice i que puede variar tomando el valor F si se hace referencia a la memoria
rápida, e I si se hace referencia a la memoria entrelazada o lenta (DF: Datos del canal
rápido – DI: Datos del canal lento). [10]
La memoria rápida puede o no existir, pero en caso de no existir, es necesario
que la memoria intermedia entrelazada pueda transportar datos no entrelazados, para
esto es necesario una configuración adicional. [10]
En la figura 2.14, se presentan las reglas para obtener la estructura de trama
VDSL, según la recomendación G.993.1 emitida por la UIT:
29
Figura 2.14: Estructura de Trama VDSL [10]
La adaptación de cabida útil se realiza con el fin de hacer corresponder un
número entero de bytes en una trama, para esto es necesario rellenar el flujo de bytes
que provienen de la capa TPS-TC con un número adecuado de bytes de relleno,
denominados imitaciones, este proceso se realiza para ambos canales. [10]
Una vez culminada la adaptación de la cabida útil, se procede a codificar, a través del
código Reed Solomon, una secuencia de paquetes cuyo número de bytes va a
depender de la adaptación realizada de la cabida útil, este proceso también se realiza
para ambos canales. [10]
Posteriormente se realiza la convergencia de la información de ambos canales,
y se crea una trama VDSL. La recomendación de la UIT especifica que es necesario
que cada trama contenga primero la data correspondiente al canal de datos rápidos
seguido por la data del canal de datos lento, como se muestra en la figura 2.15:
30
Figura 2.15: Trama VDSL [10]
En la trama VDSL existen ciertos bytes que poseen funciones específicas que
permiten la correcta comunicación entre el VTU-O y el VTU-R, a continuación en la
tabla 2.2 se muestra el contenido de los bytes rápidos, y los bytes entrelazados o
lentos:
Tabla 2.2: Funciones de los bytes de la trama VDSL [10]
Paquete
Bytes rápidos Bytes lentos
Primer byte Otros bytes (en su caso)
Primer byte 2º byte hasta (V + 1)ésimo
Otros bytes (en su caso)
1 F-CRC F-EOC S-CRC VOC S-EOC/útil
2 byte de sincronía
F-EOC byte de sincronía
VOC S-EOC/útil
3-5 IB F-EOC IB/relleno VOC S-EOC/útil
6 NTR F-EOC NTR/relleno VOC S-EOC/útil
7-10 Relleno F-EOC Relleno VOC S-EOC/útil
Como se observa en la tabla 2.2 el 2do byte de ambas memorias corresponde
al byte de sincronismo, como su nombre lo indica será el byte utilizado para
garantizar la sincronización de las tramas. Los bytes del 3-5 se denominan bits
indicadores (IB) y su contenido y función se muestra en la tabla 2.3:
31
Tabla 2.3: Contenido de los Bits Indicadores (IB) [10]
Byte # Bit # Definición
1 b0-b7 Reservados para utilización a futuro
2
b0 Febe-s
b1 Ffec-s
b2 Febe-f
b3 Ffec-f
b4 Flos
b5 Rdi
b6 Fpo
b7 Flpr
3
b0 LoM (pérdida de margen)
b1 Fhec-s (se utiliza únicamente para ATM y se fijará a 0 para PTM)
b2 Fhec-f (se utiliza únicamente para ATM y se fijará a 0 para PTM)
b3 Fncd-s/Focd-s (se utiliza únicamente para ATM y se fijará a 0 para PTM)
b4 Fncd-f/Focd-f (se utiliza únicamente para ATM y se fijará a 0 para PTM)
b5-b7 Reservados para utilización a futuro
El byte número 6 (Tabla 2.2) de la memoria rápida corresponde a la referencia
de temporización de Red (NTR), este byte es necesario en los servicios isócronos, ya
que dichos servicios necesitan una referencia de temporización que pueda ser
utilizada en recepción y transmisión, los sistemas VDSL transportarán, valiéndose de
este byte, un marcador de tiempo (clock) de 8KHz para soportar la transmisión de la
señal temporizadora. [10]
Los bytes VOC (Canal de Control de Tara VDSL - VDLS Overhead Control
(Tabla 2.2)), que se ubican en la memoria entrelazada, son soportados por la capa
TPS-TC, y están destinados principalmente a la transferencia de mensajes de
activación y configuración entre los extremos VTU-O y VTU-R del enlace VDSL,
también se puede transmitir en ellos información sobre las condiciones de la línea y el
trayecto. [10]
32
Por último, los bytes EOC (Canal de Operaciones Insertadas (Tabla 2.2)), se
encuentran soportados por la capa de aplicación del sistema, son utilizados para el
intercambio de datos de gestión del sistema y el control de tráfico entre el VTU-O y
el VTU-R. [10]
Los bytes de VOC, los de EOC y los IB pertenecen a lo que se conoce como el
canal de comunicación OAM (Operaciones, Administración y Mantenimiento -
Operations, Administration and Maintenance). El modelo de referencia OAM tiene
como función gestionar las siguientes entidades de transmisión en un enlace VDSL:
� Entidad de línea VDSL: se refiere a las capas PMD y PMS-TC, y tiene que
ver con lo relacionado al transporte físico.
� Entidad de trayecto VDSL: se refiere a la capa TPS-TC, y se refiere al
trayecto del protocolo de transporte aplicable.
� Entidad de sistema VDSL: El trayecto usuario – aplicación, se refiere a las
capas superiores a la capa TC.
El modelo OAM facilita la implementación de los enlaces VDSL, y permite el
monitoreo y ajuste de las condiciones del enlace de los transductores de manera
de mejorar la calidad de servicio en el enlace. [10]
2.4.2 Estándar G.993.2 (VDSL2)
2.4.2.1 Velocidades de transmisión
El estándar VDSL2 es una mejora del estándar VDSL, y combina lo mejor de
ADSL2+ con las altas velocidades de VDSL. Es necesario saber que el estándar fue
desarrollado con el sólo propósito de transmitir video sobre cobre, y la necesidad de
prestar servicios VoD (Video on Demand) y HDTV para poder competir de forma
efectiva con los paquetes de servicios ofrecidos por las cableras. Es por esta razón
que el estándar debía soportar altas velocidades de transmisión.
33
Para lograr mayores velocidades de transmisión, se aumentó el ancho de
banda de operación de la tecnología, fijándolo en 12MHz y hasta 30MHz para
algunos perfiles. En la figura 2.16 se muestra el espectro de VDSL2 en comparación
con ADSL2+:
Figura 2.16: Espectro del estándar VDSL2 [12]
El estándar VDSL2 puede alcanzar velocidades de hasta 150Mbps en
downstream y de 60Mbps en upstream, pero las velocidades pueden ser ajustadas
según el esquema de implementación que se desee utilizar, esto le da gran flexibilidad
al estándar, y lo hace más sencillo al momento de realizar la implementación. Al
igual que el estándar VDSL y ADSL, VDSL2 utiliza los procedimientos de
handshaking especificados en la recomendación G.994.1 que, como se explicó
anteriormente, ayudan a ajustar las velocidades de transmisión basándose en la
condición del enlace.
Para el estándar VDSL2, a diferencia de los otros estándares aprobados por la
UIT, las velocidades de transmisión sólo pueden variar de acuerdo a 8 perfiles ya
estandarizados, cada uno de ellos ajusta también la potencia de transmisión, el
espaciado y el número de tonos y el ancho de banda. Los perfiles se muestran en la
figura 2.17, mostrada a continuación:
34
Figura 2.17: Perfiles definidos por la UIT para el estándar VDSL2 [3]
Cada perfil está diseñado para un esquema de implementación diferente, los
perfiles 8x son similares entre sí, y fueron diseñados para implementaciones de
sistemas VDSL2 en topologías FTTc ó FTTdslam, estos perfiles sacrifican las altas
velocidades de transmisión en lazos de abonados cortos, por velocidades comparables
con las de ADSL2+ para distancias de hasta 3Km, los perfiles 12x y 17a proveen
mayores velocidades de transmisión, pero sobre lazos de abonado más cortos (hasta
2Km), estos perfiles se diseñaron para implementación con topologías FTTdslam. Por
último está el perfil 30a, que permite las velocidades más grandes de transmisión,
hasta 150+ Mbps simétricos en upstream y downstream, pero para lazos de abonado
muy cortos (inferiores a los 800m), éste perfil está diseñado para implementaciones
sobre topologías FTTdslam, FTTn o FTTh.
La estandarización de los perfiles por la UIT permite reducciones en el tiempo
de implantación de la tecnología al mercado, ya que los perfiles vienen pre
configurados en las tarjetas de línea de VDSL2, además le otorgan al estándar cierta
flexibilidad para poder dar a diferentes usuarios, a distintas distancias, los servicios
que ellos requieran.
35
2.4.2.2 Modo de operación
El estándar VDSL2 puede trabajar en forma simétrica o asimétrica, esto se
define dependiendo del plan de banda que se configure en la tarjeta de línea para cada
usuario.
Este hecho permite que el estándar VDSL2 se ajuste a las necesidades, no sólo
de los usuarios residenciales, sino también para usuarios comerciales que necesiten
grandes flujos de intercambio de información bidireccional, es gracias a los ajustes de
modo de operación y los diferentes perfiles, que el estándar gana cada vez más
popularidad, ya que se puede utilizar una topología FTTdslam en una zona comercial
y dar servicios simétricos con perfiles de alta velocidad como el 12x y el 17a, y para
usuarios residenciales que se encuentren hasta 3Km de este punto, se le da el servicio
adecuado, complaciendo así las necesidades de diferentes usuarios con una misma
tecnología.
Sin embargo existe una desventaja, la UIT definió que un transceptor será
considerado estándar, si soporta por lo menos un perfil de los ya estandarizados, esto
trae como consecuencia que diferentes fabricantes escojan diferentes perfiles que
ellos consideren se ajusten a las necesidades de las empresas, y crea cierta
incompatibilidad de los equipos, incompatibilidad que se espera se resuelva durante
los próximos años.
2.4.2.3 Planes de banda
La UIT definió tres planes de banda diferentes para VDSL2, los cuales se muestran
en la figura 2.18:
36
Figura 2.18: Planes de banda definidos por la UIT para el estándar VDSL2 [3]
Los planes de banda definen el modo de operación del enlace de VDSL2. Si se
requiere dar servicio simétrico a un cliente, normalmente se utiliza el plan de banda
997, se debe considerar sin embargo que el estándar es asimétrico en su diseño, por lo
cual la simetría que se consigue no es exacta, siempre se tendrá mayor velocidad en
downstream que en upstream.
Si se desea que el modo de operación sea asimétrico, se hace uso del plan de
banda 998, este plan es el más usado por las compañías de telefonía para prestar
servicios a usuarios residenciales, este plan sacrifica velocidad de upstream a favor de
mayores velocidades en downstream, que es ideal para servicios asimétricos como
Internet, servicios de voz y video.
Por último existen extensiones de los planes 997 y 998 que aumentan el ancho
de banda de 12MHz a 30MHz, estos planes permiten las mayores velocidades de
transmisión, pero al trabajar con frecuencias tan altas, las pérdidas producidas por la
distancia del bucle de abonado se intensifican, lo cual origina que la señal se degrade
rápidamente y solo sea aplicable a lazos de abonado corto.
Plan 997
Symetric
Plan 998
Asymetric
North America
Plan 998
Extension
37
2.4.2.4 Modelo de referencia
Para el estándar VDSL2, a diferencia del estándar VDSL, la UIT definió como
esquema de modulación único el DMT, y se aplicaría de la misma manera que en
VDSL. El hecho de utilizar solo este esquema de modulación, permite que el estándar
y los transductores sean totalmente compatibles y puedan interoperar con los
estándares ADSL, ADSL2 y ADSL2+. [11]
A continuación se presenta el modelo de referencia funcional de VDSL2 como
lo muestra la UIT en su recomendación G.993.2:
PM
D
PM
S-T
C
α
U
PM
D
PM
S-T
C
TPS
-TC
#0
I/F
Use
r ap
plic
atio
n in
terf
aces
β
VTU-O
Application specific Application invariant Application specific
Unspecified Main body and Annexes
Main body
8 kHzNTR
OAMinterface
γO
δΟ δR
TPS
-TC
#1
I/F
MP
S-T
C
VM
E
NT
R-T
C
VTU-R
OAM interface
MP
S-T
C
VM
E
NT
R-T
CT
PS-T
C #
0T
PS-T
C #
1I/F
I/F
Use
r ap
plic
atio
n in
terf
aces
Main body and Annexes
Unspecified
8 kHzNTR
γR
Figura 2.19: Modelo de referencia para el estándar VDSL2 [11]
En la figura 2.19 se pueden apreciar similitudes con el modelo de referencia
para el estándar VDSL mostrado en la figura 1.10, se distinguen dos secciones
diferentes en el modelo, la sección invariante de la aplicación y la sección específica
de la aplicación, cada una de ellas compuestas por las mismas capas que se
encuentran en el modelo de referencia del estándar VDSL, éstas son: la capa PMD, la
capa PMS-TC y la capa TPS-TC.
38
También se aprecian el VTU-O, el VTU-R, y adicionalmente se aprecian la
interfaz OAM y el NTR-TC, la interfaz OAM se encarga de la gestión de todas las
capas funcionales del modelo de referencia y el NTR mantiene una señal de
temporización de 8KHz que es necesaria, como se explicó para el estándar VDSL,
para sistemas isócronos.
Además de este modelo de referencia, el estándar VDSL2 adopta un modelo
funcional de gestión basado en la recomendación G.997.1, que es utilizado también
por el estándar ADSL2+, y define perfectamente el transporte de los datos de gestión
para los enlaces de VDSL2. [11]
U
PMD
PMS-TC
PMD
MPS-TC
Physical TP media
VTU-RVTU-O
Management protocol (G.997.1)
PMS-TC
MPS-TC
Management protocol (G.997.1)
Notspecified Not
specified
LT managementinterface
(not specified)
δO δR
OAMinterface
Transport protocol (VME)
α β
γm-R
γm-O
Transport protocol (VME)
User interfaceInternal interface
NT managementinterface
(not specified)
Figura 2.20: Modelo de referencia funcional para la gestión en el estándar VDSL2 [11]
2.4.2.5 Sección invariante de aplicación
Esta sección comprende dos capas, las cuales se explicarán brevemente a
continuación:
Capa PMD: esta es la capa encargada de la modulación y demodulación, codificación
y decodificación, generación y recuperación de símbolos, y puede incluir también
funcionalidad para cancelación de eco y ecualización de la línea. El modelo funcional
para la capa PMD se presenta en la figura 2.21:
39
Initialization Symbol Encoder
(10.6)
Sync Symbol Encoder (10.5)
Data Symbol Encoder (10.3)
Data frame (input)
Decoder
Modulation by IDFT (10.4.3)
Cyclic extension (10.4.4)
Windowing (10.4.4)
Hybrid
Demodulation
Data frame (output)
Modulation (10.4)
U-x reference point δ reference point
PMS-TC PMD
Z i x n
Figura 2.21: Modelo de referencia funcional de la capa PMD [11]
Como se observa en la figura 2.21, la capa PMD recibe las tramas de datos de la capa
PMS-T. Estas tramas antes de ser moduladas deben ser codificadas, para ello se
dividen los bits recibidos de la capa PMS-TC en pequeños grupos, donde cada uno de
ellos será asignado para modular una sub-portadora de la señal DMT. Posteriormente
cada uno de estos grupos será codificado utilizando codificación Trellis y luego se le
aplicará el proceso de extensión cíclica. [11]
Capa PMS-TC: esta es la capa que posee las funciones necesarias para armar y
sincronizar las tramas, posee funcionalidad para corrección de errores (FEC –
Forward Error Correction), entrelazado y desentrelazado, y además provee un canal
de overhead (OH), que es utilizado para transmitir mensajes de gestión y
mantenimiento generados por la interfaz OAM, específicamente en la capa VME
(VDSL2 Management Entity). El modelo de referencia funcional para esta capa se
presenta en la figura 2.22:
40
MUX
αααα/ββββ interface
TPS-T
C
FEC
PM
D
δ interface
PM
S-T
C
Scrambler
FEC
Scrambler
Interleaver
L1 bitsL0 bits
Interleaver
p=1p=0
B00 B01 B10 B11eoc
IB
NTR
SyncOverhead
8 kHz
MUX
MUX MUX
MUX
TPS-TC#0 TPS-TC#1 TPS-TC#0 TPS-TC#1
(latency path #0) MPS-TC VME (latency path #1)
(L0+L1) bits to/from PMD
Sync
A
C
Figura 2.22: Modelo funcional de la capa PMS-TC [11]
La capa PMS-TC recibirá datos de hasta dos canales principales originados por
diferentes capas TPS-TC, datos de gestión originados por la capa MPS-TC
perteneciente a la interfaz OAM y el NTR (Network Timing Reference). Cada uno de
los canales principales provenientes de la TPS-TC será multiplexado por un camino
de latencia diferente, y a ambos se les agregará la data de gestión que ocupará la
posición de los bits menos significativos, que serán los primeros en ser procesados
por esta capa, y los primeros en ser enviados a la capa PMD. [11]
La data proveniente de cada canal será codificada utilizando codificación Reed
Solomon, para posteriormente ser multiplexada en una cadena de bits que será
enviada a la capa PMD. [11]
2.4.2.6 Sección específica de aplicación
Esta sección está constituida por la capa TPS-TC, cuyas funciones se explican a
continuación:
Capa TPS-TC: ésta es específica de la aplicación, y su función principal es la de
adaptar el protocolo de transporte aplicable, de manera de ajustar la información para
poder ser utilizada por las capas de la sección invariante de la aplicación, y a su vez
41
proporciona adaptación de la rata de transferencia de bits entre la data del usuario y el
enlace de datos establecido por el VTU. [11]
2.4.2.7 Estructura de la trama VDSL2
El formato de la trama se puede explicar e ilustrar utilizando dos figuras
extraídas de la recomendación G.993.2 de la UIT.
En la figura 2.23 podemos observar que se forma primero una trama MDF
(Mux Data Frame), esta trama estará conformada por cierto número de octetos
provenientes del overhead del primer canal principal y del segundo canal principal,
posteriormente la trama MDF será sometida a un proceso de codificación RS en el
cual se convertirá la trama en una palabra código RS. [11]
M D F # 1
M D F # i
M D F # M p
F E C (R p octe ts)
O ve rh e a d O p i octe ts
B e a re r ch a n ne l 0 B p 0 or B p 0 + 1 octe ts
B e a re r ch an ne l 1 B p 1 octe ts
M u x d ata fra m e (M D F) C e il (G p/T p )+ B p 0 + B p 1 octe ts
R S cod e w ord R S (N F E C p , N F E C p -R p) = N FE C p octe t s
R S c od e w o rd # 1
R S c o d e w ord # n
R S c od e w o rd # T p /M p
• • • •
• • • •
• • • •
• • • •
(T p /M p ) R S cod e w ord s = N F E C p x (T p/M p ) oc tets ( in clu d in g th e G p O H o cte ts o f on e O H su b- fr a m e)
T p /M p
R S c od e w or d s (# 1 )
T p /M p
R S c o d e w ord s (# m )
T p /M p
R S c od e w or d s (# U p )
• • • •
• • • •
U p x (T p/M p ) R S cod e w or d s = P E R B p o cte ts ( in c lu d in g th e U p x G p = SE Q p O H oc tets o f on e O H fr a m e)
Figura 2.23: Estructura de trama VDSL2 [11]
42
Las tramas de OH (overhead) contienen la sincronización de trama, y se
construyen mediante el proceso mostrado en la figura 2.24:
Op1 + Op2 + Op3 +… OpTp = Gp
• • • •
OH Sub-frame #1 (Gp OH octets)
OH Sub-frame #Up
(Gp OH octets)
MDF #1
MDF #2
MDF #3
MDF #Tp
• • • •
Tp Mux Data Frames (carried in Tp/Mp RS codewords)
• • • •
OH Sub-frame #n (Gp OH octets)
Op2 OH octets Op3 OH octets OpTp OH octets
OH-frame = Up OH Sub-frames (Up x Gp = SEQp octets)
Op1 OH octets
OH frame #1 (SEQp OH octets)
OH frame #Fp
(SEQp OH octets)
• • • • OH frame #m
(SEQp OH octets)
OH superframe = Fp OH frames (Fp x SEQp octets)
• • • •
• • • •
OH frame #1 has different Syncbyte value
Figura 2.24: Construcción de las tramas de overhead para VDSL2 [11]
Se agrupan los OH de cada una de las tramas MDF en una sub-trama OH, y
posteriormente se podrán agrupar cierto número de sub-tramas OH para formar una
trama OH principal que será parte de una supertrama OH, que es la que finalmente
será transmitida a la capa PMD para su transporte. [11]
Existen dos tipos de tramas de OH, el contenido de dichas tramas se presenta
en la tabla 2.4, expuesta a continuación:
43
Tabla 2.4: Contenido de las tramas de OH [11]
OH frame Type 1
Número del Octeto
Campo OH Descripción
1 CRCp Chequeo de redundancia cíclica
2 Syncbyte Byte de sincronismo
3 IB-1 Primitivas relacionadas a la capa PMD
4 IB-2 Primitivas relacionadas a la capa PMS-TC
5 IB-3 Primitivas relacionadas a la capa TPS-TC
6 NTR Network timing reference (NTR)
> 6 MSG Mensaje overhead
OH frame Type 2
Número del Octeto
Campo OH Descripción
1 CRCp Chequeo de redundancia cíclica
2 Syncbyte Byte de sincronismo
3 to 8 Reservado por la UIT
2.5 Comparación entre los estándares VDSL y VDSL2
Además de las altas velocidades de transmisión, la utilización del código Trellis
para codificación y la implementación del modelo de gestión basado en la
recomendación de la UIT G.997.1, el estándar VDSL2 posee nuevas funciones que no
se encuentran en el estándar VDSL, las más resaltantes se presentan a continuación:
� LR performance (rendimiento de largo alcance): esta funcionalidad le permite al
estándar VDSL2 conseguir velocidades similares al estándar ADSL2+ (1 –
4Mbps) en distancias de 4 a 5Km, lo cual hace que el estándar deje de ser solo
para lazos de abonado corto.
44
Este comportamiento se consigue mediante el uso de frecuencias de hasta 25KHz,
en combinación con unas máscaras de densidad de potencia espectral definidas
por la UIT para comportamientos similares al estándar ADSL.
� Mejor soporte para servicios de Triple Play: gracias a la utilización de dos
caminos de latencia diferente, entrelazado dual que ofrece una mejor protección al
ruido, y dos canales principales para el transporte de información, se mejora y se
hace más confiable el manejo de velocidades de transferencias de voz, datos y
video, lo cual es muy importante para aplicaciones Triple Play.
� Compatibilidad e interoperabilidad con ADSL: gracias a la utilización de la
modulación DMT como estándar para VDSL2, la codificación Trellis, y poseer
una estructura de trama similar a la usada en el estándar ADSL, será posible crear
dispositivos que soporten y puedan manejar los estándares ADSL/ADSL2+ y
VDSL2, lo cual garantiza facilidad en la implementación, y ofrece a los
proveedores de servicios la posibilidad de cubrir todas las demandas de las
aplicaciones xDSL con una sola tecnología.
A continuación, en la tabla 2.5, se muestran las diferencias más importantes entre
VDSL y VDSL2:
45
Tabla 2.5: Comparación entre los estándares VDSL y VDSL2
Prestaciones VDSL1 VDSL2 Beneficios de VDSL2
Ancho de banda 12MHz 30MHz
Permite aplicaciones
de 100Mbps con
máximo alcance
Codificación
Trellis/Viterbi n.a Obligatorio
Mejor rendimiento de
velocidad/alcance
LR-VDSL opcional Obligatorio Alcance comparable
con ADSL
Cancelación de eco n.a Sí Alcance comparable
con ADSL
Compatibilidad con
ADSL n.a Sí
Permite una mejor
transición hacia
VDSL2
Potencia de la línea en
Downstream 14.5dBm 20dBm
Compatibilidad con
ADSL2/ADSL2+ en
un mismo dispositivo
Entrelazado Convolucional
Triangular
Convolucional
General
Protección contra
ruido impulsivo
Gestión, EOC Basado en registros Basado en
mensajes
Modelo OAM
unificado como el de
ADSL2+
Modo de diagnóstico n.a Sí
Verificaciones para
implementación a gran
escala
46
Capítulo III Arquitecturas de Red
3.1 Análisis de la arquitectura de la red de CANTV para servicios Triple Play
A continuación, en la figura 3.1, se presenta la arquitectura de red actual
modelada e implementada en el laboratorio de estandarización de CANTV, donde se
realizan las pruebas de servicios de transmisión de datos, voz y video:
Encoders
SoftSwitch
ME
ATM
DSLAM
CPE
PC L2
Switch
B-RAS
DHCP Server
SIP Server
SBC
Passport
Middleware
VoD
SiSiSiSi
SiSi
SiSi
BBIP
Red de Gestión
Figura 3.1: Arquitectura de red actual de CANTV
Los servicios de Triple Play serán implementados a través de la Red Metro-
Ethernet (ME), por lo que las pruebas no contemplarán la red de Passport ATM. A
continuación se procederá a explicar los equipos que integran esta red, los protocolos
de transporte involucrados, y la implementación de los servicios de Internet, Voz (IP
voice) y Video (IPTV).
47
3.2 Equipos que constituyen la red de acceso
3.2.1 Equipos en los Predios del Usuario (CPE)
� CPE (Customer Premises Equipment – Equipo en los Predios del Usuario): estos
equipos se encuentran en manos de los usuarios que solicitan los servicios que
ofrecen las compañías proveedoras, entre ellos se encuentran los teléfonos,
módems, STB’s, PC’s y otros.
Dado la naturaleza de los servicios 3P, es necesaria la utilización de equipos con
características específicas, los cuales se mencionan y describen a continuación:
• Módem: se necesita un módem tipo xDSL de, por lo menos, cuatro
puertos Ethernet que permita Port Mapping (en la configuración debe ser
posible asignar diferentes PVC’s a los distintos puertos del módem), ya
que para cada uno de los servicios ofrecidos se utilizará un puerto
diferente del módem, normalmente a estos módem se les suele dar el
nombre de Homegateway, ya que en él serán conectados todos los demás
periféricos dependiendo de los servicios solicitados por el usuario.
En el laboratorio de CANTV se utilizaron para la elaboración de las
pruebas, dos homegateways diferentes, uno con soporte para tecnología
VDSL, y otro para tecnología VDSL2, las especificaciones se muestran a
continuación:
Huawei EchoLife HG520v: Este homegateway cumple la función de
equipo terminal de VDSL de alto rendimiento para usuarios residenciales.
Posee cuatro interfaces Ethernet 10/100Base-T (RJ-45), por las cuales se
pueden prestar diferentes servicios simultáneamente, y una interfaz
VDSL2 (RJ-11), en la cual se conecta la línea proveniente del proveedor
de servicios. Además permite acceso wireless a través del estándar WiFi.
48
Posee soporte para los estándares G.993.2, G.994.1, G.997.1 rev 3 y TR-
069, lo cual lo hace perfectamente compatible con el estándar VDSL2, lo
que le permite ofrecer velocidades de transmisión de hasta 100Mbps en
uplink y downlink, y se ajusta perfectamente a topologías FTTcab o
FTTdslam. [8]
Permite posibilidad de gestión y configuración local o remota, dentro de la
configuración posee opciones de Port Mapping (Mapeo de Puertos),
funciones de calidad de servicio, modos de operación en bridge y routing,
soporte de funciones NAT, y soporte para protocolo IGMP, con lo cual
permite que el equipo soporte por completo la implementación de
servicios 3P. A continuación en la figura 3.2 se muestra el equipo descrito.
[8]
Figura 3.2: Homegateway Huawei Echolife HG520v
Netopia 3397G: el homegateway 3397G de Netopia, provee servicio de
banda ancha de alto rendimiento a usuarios residenciales a través del
estándar VDSL. [14]
49
Posee cuatro interfaces 10/100Base-T (RJ-45), una interfaz VDSL (RJ-11)
y acceso wireless a través del estándar WiFi 802.11b/g, lo que le permite
al homegateway prestar servicios a diferentes dispositivos interconectados
a él. [14]
El homegateway es compatible con el estándar G.993.1 y TR-069, lo cual
garantiza la compatibilidad con VDSL1, y permite velocidades de
transmisión de hasta 50Mbps en uplink y downlink, ajustándose a
topologías FTTn o FTTh. [14]
Su configuración se realiza por Web o Telnet, y entre sus opciones se
encuentra soporte para rutas IP estáticas y tablas ARP, soporte de
funciones NAT, soporte para protocolo IGMP, funciones de calidad de
servicio, modos de operación en bridge y routing, y permite la
configuración de un servidor DHCP interno. [14]
Este equipo sin embargo carece de la opción de Port Mapping, por lo cual
no es posible asignar diferentes servicios a los distintos puertos, lo que
compromete la funcionalidad y compatibilidad del equipo con la
aplicación de servicios 3P, ya que al no ser posible la diferenciación de
estos servicios, se presentan problemas al momento de la implementación
de los mismos, sin embargo esto no implica que no sean soportados, por lo
que las pruebas se realizarán también con este equipo. A continuación en
la figura 3.3 se muestra el equipo descrito.
50
Figura 3.3: Homegateway Netopia 3397G
• IP Phones: Los IP Phones (Teléfonos IP), son los dispositivos utilizados
en este momento en CANTV para hacer referencia a la telefonía en el
esquema de servicios 3P. Básicamente es un teléfono que se conecta al
homegateway y hace uso de la red de datos de CANTV para transmitir la
señal de voz en paquetes IP. En el laboratorio de estandarización de
CANTV se utilizó el equipo DECT V500DP-K2.
DECT V500DP-K2: este equipo posee dos módulos, uno que hace
funciones de módem (módulo principal) y un teléfono inalámbrico IP. El
dispositivo que realiza las funciones de módem posee interfaces que
permiten la interconexión con un homegateway y una PC a través de
interfaces Ethernet (RJ-45), y una interfaz que permite la interconexión
con la línea PSTN del proveedor de servicio (RJ-11).
51
El teléfono inalámbrico se conecta con el módulo principal, y una vez que
éste se registra con la red para recibir la dirección IP, entonces se pueden
realizar las llamadas a través de la red de datos de CANTV.
El teléfono trabaja con el protocolo SIP, por lo cual necesita del apoyo del
Servidor SIP de la red de CANTV y del Softx3000 (GWC) para poder
funcionar correctamente. En la figura 3.4 se muestra el equipo DECT
V500-K2 VOIP.
Figura 3.4: IP Phone Dect V500DP-K2
• STB: Set-top box, es un equipo que se conecta al homegateway, y es el
encargado del servicio de video (IPTV) en el esquema 3P. Entre sus
funciones se encuentran: decodificación de la señal de video proveniente
de la red del proveedor de servicios, establecer la comunicación con el
52
servidor de control de IPTV para solicitar la programación que el cliente
desea ver, recibir y mostrar la información referente a la programación y
tarificación al cliente.
Como el STB es el encargado de decodificar la señal de video, se hace
necesario la utilización de un número de STB’s igual al número de
televisores en los cuales se desee ver programación independiente. En el
laboratorio de CANTV se poseen dos STB’s pertenecientes a diferentes
proveedores:
Huawei EchoLife EC623: este STB posee control de volumen, botones
de cambio de canal, display digital que muestra el canal que se está
observando y a su vez se puede controlar por control remoto.
Para realizar las interconexiones, el STB EchoLife EC623 cuenta con una
interfaz Ethernet 10/100Base-T (RJ-45), la cual se conecta al
homegateway utilizado, y es a través de ésta, que el STB se comunica con
la red de datos del proveedor de servicios. Además posee dos salidas de
video coaxial y una de super-video (S-video), las cuales se usan para
conectar el STB a los equipos de televisión, dos salidas de audio estéreo y
una interfaz DB-9 que permite configurar el equipo a través de la consola
hiperterminal de una computadora.
El equipo trabaja con los esquemas de compresión de video MPEG1 y
MPEG2, por lo cual el equipo solo puede decodificar video comprimido
en estos formatos, además soporta protocolo IGMP v2, para petición y
recepción de tráfico de multicast.
53
Este STB, gracias a sus dos salidas de video, puede dar servicio a dos
televisores simultáneamente, sin embargo en ambos solo se puede ver el
mismo programa de televisión.
Figura 3.5: STB Huawei EchoLife EC623
ZTE ZXV10 B600: este STB se controla totalmente por control remoto,
solo posee un botón de encendido y apagado y no posee display digital.
Para interconexiones con otros periféricos, cuenta con dos interfaces
10/100Base-T (RJ-45), una para conectarse al homegateway (WAN) y la
otra para conectarse a una PC (LAN), dos interfaces USB (Bus Universal),
una interfaz para servicio de VoIP (RJ-11), una salida de audio estéreo,
una salida de video coaxial, una salida de super-video (S-video) y una
salida S/PDIF. Es importante destacar que las salidas USB, la de VoIP y la
S/PDIF no se encuentran funcionales con el firmware incluido con el STB,
esas interfaces son destinadas para aplicaciones futuras y son habilitadas
por software.
54
El STB trabaja con esquemas de compresión MPEG4 o H.264, estos son
los esquemas de compresión más avanzados actualmente y brindan una
mejor calidad de video ocupando un menor ancho de banda en
comparación con los esquemas de compresión MPEG1 y MPEG2,
también soporta el protocolo IGMP v2 para servicios multicast.
Dado que este equipo solo posee una salida de video, se necesitará un STB
para cada uno de los televisores que el cliente requiera que tengan el
servicio de IPTV.
Figura 3.6: STB ZTE ZXV10 B600
3.2.2 DSLAM (DSL Access Multiplexer)
� DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexor): las conexiones xDSL de
un gran número de suscriptores son recibidas por estos equipos, los cuales
presentan armarios que poseen las tarjetas de línea y las tarjetas de splitters para
las diferentes tecnologías xDSL, es en este equipo donde los paquetes xDSL y los
paquetes de voz (PSTN) se dividen, permitiendo la transmisión de diferentes
servicios sobre el mismo par de cobre.
Los DSLAMS se conectan al backbone IP de CANTV a través de la Red Ethernet
Metropolitana (MEN), esto se lleva a cabo mediante interfaces GE (Giga
55
Ethernet) que conectan enlaces de fibra óptica dispuestos entre estos DSLAMS y
los switches de la MEN.
Existen en la actualidad dos tipos diferentes de DSLAM, los ATM DSLAM y los
IP DSLAM.
• ATM DSLAM: cuando las empresas proveedoras de servicios empezaron a
darse cuenta de la gran demanda existente por velocidades de datos cada vez
mayores, y empezaron a surgir las tecnologías xDSL que hacían posible
satisfacer la demanda de los proveedores, se pensó en la utilización del
protocolo ATM por poder funcionar en modo de conmutación de paquetes,
emulando, de alguna manera, un esquema de conmutación de circuitos, que
era el modo con el que las empresas estaban más familiarizadas. [7]
Se utilizó entonces el protocolo ATM para crear un túnel virtual desde el CPE
hasta el DSLAM y de allí hasta el B-RAS (Broadband Remote Access
Server), esto se realiza mediante la creación de un PVC (Permanent Virtual
Circuit – Circuito Virtual Permanente), que consta de un VP (Virtual Path –
Camino Virtual) y un VC (Virtual Channel – Canal virtual) que identifica
completamente el PVC, y cuyos identificadores se encuentran incluidos dentro
de la celda ATM. Gracias a este modo de operación, los DSLAM se
convirtieron en el equivalente de un switch ATM, que transporta el tráfico de
voz a su respectivo Gateway o Central Telefónica, y el tráfico de datos al B-
RAS, por eso el nombre de ATM DSLAM. [7]
Con el tiempo, las empresas empezaron a darse cuenta de varias desventajas
en el uso del protocolo ATM: como los CPE y los B-RAS trabajan con
protocolo IP, se hace necesario encapsular los paquetes IP dentro de celdas
ATM (para el caso de ATM DSLAM’s), pero esta encapsulación trae como
consecuencia que los paquetes IP se vean acompañados de una cabecera ATM
56
que ocupa un ancho de banda, el cual aumenta en la medida en que la rata de
transferencia de información se hace mayor, éste ancho de banda ocupado por
la cabecera ATM podría ser utilizado para dar servicios a más usuarios.
Además de eso, cuando se utiliza ATM, se debe realizar mayor procesamiento
de la señal en las diferentes etapas de la conexión para poder transformar las
celdas ATM a IP y viceversa a nivel del B-RAS y del CPE. Esto se puede
apreciar en la figura 3.7, mostrada a continuación:
Figura 3.7: Modelo funcional por capas de un ATM DSLAM
Con la creación de los IP DSLAM se pueden solventar algunos de estos
problemas que se presentan entre la conexión del DSLAM al B-RAS, aunque
hoy en día todavía se utiliza el protocolo ATM en acceso (entre el usuario y el
DSLAM).
• IP DSLAM: la creación de los IP DSLAM viene dada para solventar los
problemas encontrados en el uso del protocolo ATM, y mejorar la eficiencia
en el uso del ancho de banda, eliminando la cabecera ATM y disminuyendo el
procesamiento de las señales. Para llevar esto a cabo, el DSLAM reconstruye
las tramas de ATM llevándolas a paquetes IP y las transmite directamente a la
red del proveedor como paquetes IP puros haciendo uso de Ethernet,
eliminando así el transporte ATM entre el DSLAM y el B-RAS. [7]
57
A pesar de que los IP DSLAM no eliminan todavía el problema del uso del
protocolo ATM en acceso, si mejoran la cantidad de procesamiento que se le
debe hacer a la señal, y disminuye el ancho de banda ocupado por las tramas
que entran a la red central del proveedor. [7]
En la figura 3.8 se muestra un esquema en el cual se describe el papel del IP
DSLAM, la disminución en el procesamiento de la señal y la adaptación de las
celdas ATM provenientes de acceso hacia la red de transporte:
Figura 3.8: Modelo funcional por capas de un IP DSLAM
Para la implementación de los servicios 3P, se hace necesaria la utilización del
IP DSLAM, ya que hace un uso más eficiente del ancho de banda, de manera
de aprovecharlo al máximo, para poder ofrecer y mantener los servicios de
video, datos y voz con la calidad necesaria para satisfacer a los clientes.
En el laboratorio de estandarización de CANTV se cuenta con varios
DSLAM, pero para la realización de las pruebas de VDSL y VDSL2 se
utilizaron los descritos a continuación:
58
Alcatel ISAM 7302: el diseño del ISAM 7302 se realizó con el fin de poder
dar servicios 3P al 100% de los usuarios interconectados a él, es una
plataforma de acceso IP que presenta las siguientes prestaciones [5]:
• Trabaja sobre una plataforma IP nativa.
• Soporta una sola VLAN Tag (IEE 802.1q) y VLAN Stacking ó Q in
Q (IEEE 802.1ad).
• Permite que los usuarios puedan usar la mayor cantidad de ancho
de banda de acuerdo a la tecnología xDSL utilizada (ADSL,
ADSL2, ADSL2+, VDSL, VDSL2, etc).
• El procesamiento se hace, en su mayoría, en las tarjetas Terminales
de Línea LT.
• Puede operar en combinación con otros equipos, de manera de
poder adaptarse a diferentes esquemas de operación y topologías
de implementación.
• Permite ofrecer y diferenciar múltiples servicios sobre la misma
plataforma, característica esencial para ofrecer servicios 3P.
• Por tratarse de un IP DSLAM, se reduce la utilización del
protocolo ATM (solo hacia el CPE), permitiendo transmisiones
IP/Ethernet puras en la red del proveedor.
• Soporta el protocolo IGMP (Internet Group Management Protocol
v1/v2). Necesario para dar servicios de video multicast.
• Soporta almacenamiento de canales de multicast.
El armario para el equipo ISAM 7302 posee dos módulos diferentes, un
módulo para albergar las tarjetas de splitters, y el otro módulo para las tarjetas
Terminales de Línea. [5]
59
El módulo para tarjetas LT posee 19 ranuras, 16 son para tarjetas LT de
diferentes tipos, 2 para tarjetas NT (Network Terminal – Terminales de Red) y
una tarjeta ACU (Alarm Control Unit – Unidad de Contol de Alarma). [5]
Cada una de las 16 tarjetas LT posee hasta 48 puertos, y existen diferentes
tarjetas para cada una de las diferentes tecnologías xDSL, todos los usuarios a
los cuales se les prestará servicio estarán conectados a cada uno de los puertos
de las distintas tarjetas. La función de las tarjetas LT es principalmente el de
adaptar la señal proveniente de la tarjeta NT adecuándola al esquema de
modulación y codificación específico para cada una de las tecnologías xDSL.
Además, estas tarjetas se encargan de la conversión Ethernet/ATM, si las
tramas son en sentido upstream la adaptación será de ATM a Ethernet, y si es
en sentido downstream la adaptación será de Ethernet a ATM. [5]
Las tarjetas NT disponen de interfaces que permiten la conexión del ISAM
7302 a la MEN, estas interfaces son del tipo GE. Estas tarjetas desempeñan
funciones entre las que figuran: guardar las funciones de configuración para la
gestión, el desempeño del equipo y las posibles fallas existentes. [5]
El hecho de que exista la posibilidad de colocar dos tarjetas NT es el de
aplicar redundancia de tarjeta. Solo una de las tarjetas estará en
funcionamiento, mientras que la otra espera en stand-by, en el caso de ocurrir
una falla o apagarse la tarjeta que se encuentra operando en ese momento, la
que se encuentra en stand-by pasará automáticamente a realizar las funciones
necesarias para mantener el equipo en funcionamiento. [5]
La tarjeta ACU realiza las funciones de control de las alarmas del sistema,
cuenta con una serie de LEDS que permiten al gestor del equipo identificar el
tipo de alarma, y qué tan grave es el problema presente. Además estas tarjetas
poseen interfaces de consola serial que permiten, con ayuda de una
60
computadora, y a través de una interfaz de comandos CLI (Command Line
Interface), la gestión, configuración y diagnóstico del equipo. [5]
El módulo de las tarjetas splitter se encuentra en la parte superior del armario,
estas tarjetas se utilizan en conjunto con cada una de las tecnologías xDSL, su
función principal es la de separar la señal de telefonía, de la señal de xDSL, y
enviar esta última a la tarjeta terminal de línea correspondiente. A
continuación en las figuras 3.9 y 3.10 se puede apreciar el ISAM 7302.
Figura 3.9: Armario de tarjetas LT del ISAM 7302
Figura 3.10: Armario de tarjetas splitter del ISAM 7302
La tarjeta utilizada para realizar las pruebas en el ISAM 7302 fue la EVLT-C
con su respectiva tarjeta splitter, la tarjeta es compatible con el estándar
VDSL1, trabaja con chipset BROADCOM, y tiene capacidad para 48 puertos.
Tarjeta ACU
Tarjeta NT
Tarjeta LT
Tarjeta Splitter
61
A continuación en las figura 3.11 y 3.12 se muestra la tarjeta LT y su
respectivo splitter.
Figura 3.11: Tarjeta LT para estándar VDSL del ISAM 7302
Figura 3.12: Tarjeta splitter para VDSL del ISAM 7302
Huawei SmartAX MA5600: el IP DSLAM de Huawei fue diseñado como un
módulo de acceso multi-servicio, con el objetivo de cumplir con la creciente
demanda de servicios integrados de voz, video, datos y multimedia. Para ello,
el SmartAX MA5600 ofrece las siguientes funcionalidades [13]:
• Trabaja como un IP DSLAM, y soporta interfaces GE para suplir y
soportar la demanda de los servicios de banda ancha de las redes de
telecomunicaciones.
62
• Provee una solución para servicios integrados, es decir puede manejar
y diferenciar múltiples servicios para cumplir con los requerimientos
del esquema 3P.
• Soporte del protocolo IGMP v1/v2.
• Soporte para almacenamiento de canales, hasta 1000 canales de
multicast con diferentes opciones de configuración para BTV
(Broadband Television - Multicast).
• Soporta VLAN Tag y VLAN Stacking (IEEE 802.1q/802.1ad).
• Soporta interfaces virtuales de capa 3 (VRF).
El armario para el SmartAX MA5600 posee un solo módulo, en el cual se
encuentran las tarjetas de servicio (Service Boards) que son equivalentes a las
tarjetas terminales de línea, las tarjetas principales de control (Main Control
Board, SCU – Super Control Unit) que equivalen a las tarjetas ACU, y las
tarjetas ISU (Intelligent Service Unit) equivalentes a las tarjetas NT. [13]
El módulo posee 16 ranuras donde se insertan las diferentes tarjetas, un
esquema del módulo se presenta en la figura 3.13:
Figura 3.13: Esquema del armario del DSLAM MA5600 [13]
63
Como se puede observar, las ranuras 7 y 8 se reservan para las tarjetas de control,
las ranuras 14 y 15 son las únicas en las que se pueden conectar tarjetas ISU, y
todas las demás aceptan tarjetas de servicio. [13]
A diferencia del ISAM 7302, las tarjetas de servicio del SmartAX MA5600
pueden tener incorporada en ella las funciones de splitter, por lo que no es
necesario el uso de otro módulo para la disposición de dichas tarjetas. Sin
embargo existe también la posibilidad de tener tarjetas splitter separadas, caso en
el cual si se necesitará el otro módulo. [13]
Las tarjetas de servicio pueden ser de varios tipos dependiendo del estándar xDSL
que se desea implantar, la función de las mismas es la de interconectar a los
diferentes usuarios en los distintos puertos de la tarjeta, para ofrecerles los
servicios deseados, por consiguiente las tarjetas de servicio se encargan de
adaptar la transmisión, proveniente de la red del proveedor, con el esquema de
modulación y codificación del estándar xDSL utilizado. [13]
La tarjeta SCU es la encargada del control, la gestión y la conmutación de todo el
sistema, además esta tarjeta se encarga de controlar el acceso Ethernet, y sus
interfaces GE y FE pueden servir de conexión con la MEN. Es posible la
conexión de dos tarjetas SCU en el mismo módulo, de manera que trabajen con
un esquema de redundancia similar al del equipo ISAM 7302 de Alcatel. [13]
Las tarjetas ISU poseen interfaces GE y FE que sirven, al igual que en la tarjeta
SCU, como puertos de uplink para conectar el equipo a la MEN, desempeña
funciones de PPPoE (no usado en esta configuración), uniones de VLAN y
gestión de usuario DHCP para servicios triple play. [13]
El equipo puede ser gestionado y configurado mediante una interfaz de consola
serial que se encuentra en las tarjetas SCU. Para su configuración se utiliza la
64
interfaz de comandos CLI. A continuación en la figura 3.14 se muestra el
SmartAX MA5600. [13]
Figura 3.14: Armario para tarjetas LT o splitters del MA5600
Para realizar las pruebas en este equipo se utilizó la tarjeta de línea VDEA, esta
tarjeta de línea incluye los splitters, es compatible con el estándar VDSL2 y
trabaja con chipset BROADCOM. A continuación en la figura 3.15 se muestra la
tarjeta VDEA.
Figura 3.15: Tarjeta LT con splitters integrados para VDSL2 del DSLAM MA5600
Tarjeta LT con splitter
incluido Tarjeta
SCU
65
3.3 Equipos que constituyen la red de transporte
� MEN (Metro Ethernet Network): Normalmente se define una red Metro Ethernet
como aquella red capaz de ofrecer servicios metropolitanos usando conectividad
Ethernet, algunos servicios metropolitanos son:
• Conectividad a Internet.
• Servicios de red de área local (LAN) punto a punto o “LAN a LAN”.
• Servicios de redes privadas virtuales de capa 2 (VPN) punto a punto o
multipunto a multipunto.
• Transporte Metropolitano.
• Servicios de VoIP.
• Servicios de Video (VoD o multicast).
La red Ethernet metropolitana de CANTV es una red formada por switches capa 2
que poseen interfaces GE, que interconectan los diferentes equipos que prestan
servicio a los usuarios, con el BBIP (Backbone IP). Esta red hace las funciones de
red de transporte, y en ella trabajan diferentes protocolos como OSPF, MPLS,
IGMP e IP.
Sobre esta red se pueden crear diferentes tipos de servicios entre los cuales
figuran las VLL’s o Epipe’s y las VPLS’s, que son los utilizados para poder llevar
el esquema de servicios 3P a los diferentes usuarios que los soliciten.
� B-RAS (Bradband Remote Access Server): El servidor de acceso remoto de
banda ancha, en la red de CANTV, es utilizado para los servicios de conexión a
Internet y cumple funciones de DHCP Relay, y al mantener una comunicación
permanente con la red de gestión de CANTV, puede ajustar los perfiles del
usuario dependiendo del plan de conexión que él haya seleccionado, así como
saber si el usuario que solicita la dirección IP, es válido.
66
� DHCP Server (Dynamic Host Configuration Protocol): El servidor DHCP recibe
las peticiones de dirección IP provenientes del B-RAS, y le asigna al usuario una
dirección IP válida de uno de los pool de direcciones que el servidor DHCP tenga
programados, a estos pool de direcciones se les da el nombre de Loopback. Antes
de poder realizar navegación por Internet, es necesario que la red de gestión de
CANTV valide al usuario que realizó la petición de dirección IP.
Una vez realizado esto, el B-RAS guarda en memoria la dirección IP asignada por
el servidor DHCP y la dirección MAC del equipo correspondiente al usuario que
realizó la petición.
� Gateway Controller (GWC): es el equipo encargado de controlar toda la
señalización en la red NGN y en él reside toda la inteligencia necesaria para poder
prestar cualquier servicio de este tipo. El GWC permite crear diferentes tipos de
servicios telefónicos locales y facilita la migración de las redes PSTN para
adaptarlas al transporte de voz paquetizada.
La función principal del equipo, es la de adaptar el servicio de voz digital
paquetizado a la red PSTN convencional, de manera de que usuarios con
teléfonos IP puedan comunicarse con usuarios de la red PSTN convencional. El
GWC, en conjunto con los MGW y los SGW, conforman básicamente la
arquitectura SoftSwitch.
� SIP Server (Session Initiation Protocol): Es en general un servidor que trabaja
con el protocolo SIP, este protocolo de señalización se encarga del
establecimiento y la desconexión de enlaces en el mundo IP.
� Maquetas de IPTV: Para ofrecer servicios de video IPTV, los proveedores
utilizan unos equipos denominados maquetas o sistemas de IPTV. Los sistemas
de IPTV se separan en varios módulos, estos módulos son:
67
• Servidor VoD (Video on Demand).
• Servidor de Multicast.
• Middleware TV – Portal.
• Middleware Mediator.
• Encoder (Codificador).
• Broadcast TV.
Además de estos módulos, los sistemas incorporan un display, el cual se utiliza
para gestionar y configurar el equipo mediante el sistema operativo Linux, sin
embargo ambos sistemas pueden gestionarse a través de interfaces de consola
serial con ayuda de un computador externo a través de la interfaz de comandos
CLI.
En el laboratorio de estandarización de CANTV se dispone de dos maquetas de
IPTV de proveedores distintos, la maqueta IPTV de Huawei y la maqueta IPTV
de ZTE. Ambas poseen los mismos módulos y trabajan de forma similar, sin
embargo la maqueta de Huawei trabaja con encoders basados en el estándar de
compresión de video MPEG-2, mientras que la maqueta de IPTV de ZTE posee
encoders que trabajan con el esquema de compresión MPEG-4/H.264.
En el estándar MPEG-2, cada canal de video necesita una rata de transferencia de
3.5Mbps, sin embargo cuando se le suma la cabecera ATM que se le incorpora al
llegar al usuario final la rata de transmisión necesaria es de aproximadamente
5Mbps, esto trae como consecuencia que las velocidades de transmisión
requeridas para sistemas basados en este esquema de compresión de video sean
muy altos. El mayor problema comienza en que estas velocidades solo pueden ser
conseguidas en distancias muy cortas del lazo de abonado, lo que restringiría el
servicio para usuarios a distancias superiores a los 2Km, ya que las tecnologías
xDSL presentan disminuciones en las velocidades de transmisión superada esa
distancia.
68
Utilizando el esquema de compresión MPEG-4 o H.264, cada canal necesita una
rata de transferencia entre 1.5 y 2Mbps, lo que representa una mejora
considerable en comparación con el esquema MPEG-2, si a esto le agregamos la
cabecera ATM, la rata necesaria será de alrededor de 2.5Mbps, esto permite dar
servicios a usuarios que se encuentren a distancias de 3 a 3.5Km, la única
salvedad a realizar es la calidad de la imagen de video. Se debe tomar la
precaución de ajustar el esquema de compresión para lograr un compromiso entre
calidad de imagen y velocidad de transmisión necesaria, con el fin de poder
prestar el servicio a la mayor cantidad de usuarios con la calidad deseada.A
continuación en las figuras 3.16 y 3.17 se muestran las maquetas de IPTV de
ambos proveedores.
69
Figura 3.16: Maqueta IPTV de Huawei
(Módulo de Gestión, Servidores de Video, Encoders y Rectificadores)
Figura 3.17: Maqueta de IPTV de ZTE
(Módulo de Gestión, Servidores de Video, Encoders y Rectificadores)
70
3.4 Implementación de los servicios
Para poder diseñar el protocolo de pruebas para los equipos, es necesario
entender cómo se llevan los servicios que se desean prestar a los clientes, realizando
un análisis de la arquitectura de red, y basándose en ese análisis se realizan las
arquitecturas de implementación para cada uno de los diferentes servicios 3P. A
continuación se explican las diferentes arquitecturas utilizadas para implementar cada
uno de los diferentes servicios.
3.4.1 Servicios de Internet
La arquitectura utilizada para los servicios de internet se muestra en la figura 3.18:
PC
SiSiSiSi
SiSi
B-RAS
MEN
IP DSLAM
HG
SiSi
Servidor DHCP
Red de Gestión
Petición de
servicio
HandShaking
Solicitud de
dirección IP
válida
Validación del suscriptor
Autenticación
Asignación de
dirección IP
Ajuste del
perfil en el
DSLAM
Otorgamiento
de dirección IP
Figura 3.18: Arquitectura para implementación de Servicios de Internet
El CPE, al ser encendido, comienza el proceso de handshaking con el
DSLAM de manera de ajustar las velocidades de transmisión y el estándar xDSL
utilizado para el establecimiento de la conexión y garantizar la mejor calidad de
servicio. Una vez finalizado el handshaking, el usuario puede solicitar el servicio de
navegación a Internet, se inicia entonces una sesión con el B-RAS el cual revisará la
dirección MAC del usuario y solicitará una dirección IP válida al servidor DHCP y se
la enviará al usuario.
71
Antes de que el usuario pueda empezar a navegar por internet, el B-RAS
establece una sesión con la red de gestión de CANTV, aquí se verificarán los datos
del usuario (plan de conexión de ABA solicitado, solvencia, etc), si esta etapa del
proceso culmina con éxito y el usuario posee todos sus datos en orden, la red de
gestión envía una señal al B-RAS y al DSLAM, ajustando las velocidades de
downstream y upstream respectivamente en cada equipo, de acuerdo con el perfil del
suscriptor. Es entonces cuando el usuario puede disfrutar del servicio de conexión a
Internet.
3.4.2 Servicios de voz sobre IP
El servicio de voz sobre IP hoy en día en CANTV se está implementando
sobre la misma arquitectura utilizada para los servicios de conectividad a Internet, por
lo tanto la arquitectura presenta muchas similitudes. La arquitectura empleada para
este tipo de servicio se muestra en la figura 3.19:
PC + IP Phone
SiSiSiSi
B-RAS
MEN
IP DSLAM
HG
SiSi
Servidor DHCP
Red de Gestión
Petición de
servicio
HandShaking
Solicitud de
dirección IP
válida
Validación del suscriptor
Autenticación
Asignación de
dirección IP
Ajuste del
perfil en el
DSLAM
Otorgamiento
de dirección IP
GWC
SIP Server
SiSi
BBIP
Registro con
el SoftSwitch
Figura 3.19: Arquitectura para implementación de Servicios de Voz
El procedimiento de conexión es exactamente igual al del servicio de Internet,
la diferencia entre ambas es que una vez validado el suscriptor, el IP-Phone establece
72
una sesión con el GWC para poder registrarse con éste, de manera que el GWC tenga
toda la información necesaria para establecer las comunicaciones entre el origen y el
destino de las llamadas realizadas.
3.4.3 Servicios de Video
Los servicios de video se le ofrecen a los clientes a través de dos arquitecturas
diferentes, una para servicios de video Unicast, y otra para los servicios de video
Multicast.
Servicio de Unicast: El servicio de Unicast comprende todo lo referente a VoD,
juegos interactivos, correo electrónico, etc. Estos servicios se llevan a cabo a través
de una conexión punto a punto entre el usuario y el middleware de la maqueta de
IPTV. La arquitectura empleada para este servicio se muestra en la figura 3.20:
TV/STB
SiSiSiSi
SiSi
Routerde
Servicio
MEN
IP DSLAM
HG
SiSi
Servidor DHCP
Red de Gestión
Petición de
servicio
HandShaking
Solicitud de
dirección IP
válida
Validación del suscriptor
Autenticación
Asignación de
dirección IP
Ajuste del
perfil en el
DSLAM
Otorgamiento
de dirección IP
MANMANBBIP
Middleware
Video Server
Maqueta IPTV
Figura 3.20: Arquitectura para implementación de Servicios de Video Unicast
Como ya se explicó, la petición IP se realiza a través de la red de unicast, que
es similar a la red utilizada para el servicio de conexión a Internet, se puede observar
73
en la figura 3.20 que las funciones de DHCP Relay no recaen en este caso el B-RAS
sino en un router de servicio destinado para los servicios de video, y que cumplirá
con todas las funciones que desempeñaba el B-RAS en los servicios de Internet y
VoIP.
Una vez realizado el proceso de asignación de dirección IP, y validación del
usuario, el STB inicia una sesión con el middleware, y éste se encargará de atender
las peticiones que el usuario haga. Para los servicios de VoD el usuario primero
solicita una película a través del portal del middleware, el middleware entonces se
comunica con el servidor de video (donde se encuentran almacenadas las películas) y
transmite la película desde el servidor hasta el STB.
Servicio de Multicast: el servicio multicast en un servicio de punto – multipunto, es
utilizado para transmitir los canales de televisión regulares a los usuarios que así lo
soliciten, trabaja a través del protocolo IGMP, con el cual se definen diferentes
grupos de internet, cada uno de los cuales corresponderá a un canal, y los diferentes
usuarios al solicitar el canal determinado, se unirán al grupo de internet que
corresponda a dicho canal. La arquitectura para servicios multicast se presenta en la
figura 3.21:
74
TV/STB
SiSiSiSi
SiSi
Routerde
Servicio
MEN
IP DSLAM
HG
SiSi
Servidor DHCP
Red de Gestión
MANMANBBIP
Middleware
Servidor de
Multicast
Petición de
canal
Transmisión
del canal
Maqueta IPTV
Figura 3.21: Arquitectura para implementación de Servicios de Video Multicast
Los canales de multicast más vistos se encuentran almacenados en el IP
DSLAM. Cuando un usuario solicita un canal de multicast, el STB envía la petición
al DSLAM, éste verifica si tiene almacenado el canal solicitado, si es así le envía el
streaming de video al usuario directamente. Si, por el contrario, el DSLAM no tiene
almacenado el canal solicitado, se establece una sesión con el middleware y se le
solicita el canal, que será entonces almacenado en el DSLAM y transmitido a los
usuarios que lo soliciten.
El objetivo de esta arquitectura es no sobrecargar la red de transporte con
peticiones de canales diferentes y grandes cantidades de señales de video. Al estar los
grupos de multicast grabados en el DSLAM, se replica la señal de video a todos los
usuarios que la soliciten.
Es necesario destacar que para el buen funcionamiento de esta arquitectura, el
IP DSLAM debe soportar el protocolo IGMP, y estar configurado en modo IGMP
Proxy, los switches capa 2 de la metro-ethernet deben soportar también IGMP y
75
deben estar configurados en modo IGMP Snooping, lo cual le permite al equipo
monitorear las peticiones de entrada a los grupos IGMP.
Cuando el DSLAM recibe la petición de un canal, el protocolo IGMP Proxy le
permite solicitar el canal al middleware mediante un mensaje para unirse al grupo
IGMP correspondiente al canal solicitado, y los switches de la metro-Ethernet deben
poder reenviar los mensajes de petición desde el DSLAM y la respuesta desde la
maqueta de IPTV, función que se lleva a cabo a través del protocolo IGMP Snooping.
A su vez, el homegateway debe manejar IGMP Snooping para poder reenviar los
mensajes IGMP del DSLAM al usuario que solicitó el grupo o canal de multicast
correspondiente.
3.5 Configuraciones necesarias
Para la implementación de todos estos servicios sobre la misma red, es
necesario realizar cierta configuración a los diferentes equipos, la configuración
puede variar dependiendo del esquema de implementación, por lo cual a continuación
se muestra como se configuraran los equipos para soportar todos los servicios sobre
una misma red y poder ofrecer 3P.
Es necesario separar los diferentes servicios de manera de garantizar la fácil
gestión y control de los mismos. Para cumplir este objetivo nos basamos en los
protocolos utilizados en cada uno de los tramos de la red, en la figura 3.22 se
muestran los diferentes protocolos de transporte involucrados en la implementación
de los diferentes servicios:
76
3P
SiSiSiSi
SiSi
MEN
IP DSLAM
HG
SiSi
IP
Ethernet
IP
Ethernet
ATM
IP
Ethernet
IP / OSPF
Ethernet
MPLS
SDH/DWDM
RSVP
LDP
Figura 3.22: Protocolos utilizados en la arquitectura de red
Los servicios se encuentran separados por conexiones físicas diferentes, desde
los diferentes equipos del usuario hasta el homegateway, los STB’s, la PC, el IP
phone, cada uno de ellos se conectará a un puerto particular del homegateway.
Para separar los servicios entre el homegateway y el DSLAM, nos valemos de
los circuitos virtuales permanentes de ATM (ATM PVC), un PVC es un identificador
de circuito virtual que está compuesto por dos identificadores internos, un VPI que
indica un VP (Virtual Path) y un VCI que indica un VC (Virtual Circuit). En un
mismo enlace físico se pueden crear varios VP y dentro de un VP se pueden crear
diferentes VC, de esta manera a través del mismo enlace xDSL se pueden transportar
diferentes servicios y separarlos de forma lógica.
Figura 3.23: Circuitos virtuales permanentes del protocolo ATM
77
Por consiguiente, el homegateway debe permitir asignar un PVC distinto a
cada uno de los puertos de servicio que posee, para poder distribuir la información
perteneciente a cada servicio al puerto correspondiente. En la figura 3.24 se muestra
la configuración mencionada:
Figura 3.24: Configuración de los puertos Ethernet para servicios 3P
Como se observa en la figura, cada servicio tiene un PVC diferente, excepto
por los servicios de VoIP e Internet, que como se explicó anteriormente utilizan la
misma plataforma, los servicios de video necesitan de dos PVC’s, ya que el servicio
de unicast y multicast se manejan de forma diferente.
A nivel del DSLAM es necesario realizar también esta misma configuración
para la conectividad con el homegateway, sin embargo como se explicó
anteriormente, los IP DSLAM solo trabajan en ATM en su conexión hacia el CPE,
por lo cual se hace necesaria la utilización de los protocolos 802.1q y QinQ para
poder identificar y separar los servicios en el mundo IP.
Por lo tanto, el DSLAM debe tener una configuración dual, con ATM PVC’s
hacia el usuario y con VLAN Tag’s (802.1q y Q in Q) hacia la red del proveedor, el
DSLAM debe encargarse de hacer las cross-conexiones entre el mundo IP/ATM y el
mundo IP/Ethernet.
78
A su vez, el DSLAM debe soportar un VRF (Virtual Router Forwarding), ya
que los segmentos de red IP para servicios de multicast y unicast son diferentes a lo
largo de la red, es decir las direcciones IP para unicast serán de la forma
10.99.200.xxx y las de multicast serán de la forma 10.99.201.xxx, por lo que se
necesitan funcionalidades de capa tres en el DSLAM para interconectar los diferentes
estos dos segmentos. La configuración del DSLAM y las cross-conexiones IP/ATM –
IP/Ethernet se ilustran en la figura 3.25:
Figura 3.25: Cross-conexiones en el IP DSLAM
Para la realización de las cross-conexiones, es necesario entender cómo
funcionan las etiquetas 802.1q y Q in Q, estas etiquetas son utilizadas para realizar la
misma función que los PVC’s en ATM, separan lógicamente diferentes servicios
transmitidos sobre el mismo enlace físico.
Se pueden utilizar una o dos etiquetas en los mensajes, dependiendo de la
arquitectura y la implementación deseada, cuando se utiliza una sola etiqueta, a ésta
se le denomina VLAN ID, y se habla de que se está utilizando etiquetas dot1q. Si se
utilizan dos etiquetas, a la más externa se le denomina S-VLAN o VLAN de servicio
(Service VLAN), como su nombre lo indica, se utiliza para identificar el tipo de
servicio prestado, y a la etiqueta interna se le denomina C-VLAN o VLAN del cliente
(Costumer VLAN), que identifica al cliente que lo está solicitando, dentro del grupo o
tipo de servicio solicitado.
79
Las etiquetas son incluidas en la trama Ethernet en un campo especial, y cada
una de ellas ocupa 4 Bytes adicionales en el paquete Ehternet, este hecho se ilustra en
la figura 3.26:
Figura 3.26: Etiquetas de S-Vlan y C-Vlan
Se mapea entonces el PVC definido para cada servicio con etiquetas de
VLAN, para poder ser transmitidos hacia la metro-Ethernet. El mapeo se realiza
tomando en cuenta el PVC y el puerto donde se encuentra conectado el cliente, por
ejemplo para los servicios de Internet tenemos que el cliente se encuentra conectado
al puerto 1 del DSLAM, y está utilizando el PVC 1, supongamos por un momento
que el VP y el VC para ese PVC son 0/48, el DSLAM recibe la petición y mapea el
servicio proveniente del PVC 0/48 con una S-VLAN 300, y como el cliente se
encuentra conectado en el puerto 1, crea una C-VLAN 65. De este modo, el PVC
0/48 y el puerto uno, se mapean a la VLAN 300.65, donde el 300 representa la S-
VLAN y el 65 la C-VLAN.
Figura 3.27: Mapeo de PVC a VLAN
A nivel de la metro-Ethernet se utiliza el protocolo MPLS para transportar y
garantizar que la información llegue al destino correspondiente. El protocolo soporta
80
dos servicios que son de gran utilidad para la implementación de los servicios 3P,
estos son los VLL o Epipes y las VPLS.
VLL (Virtual Leased Line): es un servicio de capa 2, que permite la comunicación
punto a punto entre dos ubicaciones, es transparente para los datos y protocolos del
cliente y es de fácil gestión y administración. Este servicio se crea en la MEN, y se
utiliza para los servicios de conectividad a Internet, VoIP y video unicast.
Cuando el paquete llega al primer switch de la MEN, el equipo realiza una
inspección de las VLAN Tag que el paquete posee, de esta manera se identifica el
servicio que se está solicitando. El switch cambia entonces la VLAN ID o la S-VLAN
por una etiqueta MPLS que va a definir la VLL que se va utilizar, tal como se
muestra en la figura 3.28.
PC
SiSiSiSi
SiSi
B-RAS
MEN
IP DSLAM
HG
SiSi
Servidor DHCP
Red de Gestión
VLL 343
Figura 3.28: Cambio de etiqueta de Vlan a nivel de la MEN
Siguiendo con el ejemplo anterior, en este caso, la etiqueta MPLS utilizada es
la 343, por lo tanto la etiqueta de S-VLAN 300 se cambiará por la etiqueta MPLS
343b y definirá una VLL que tiene como destino el switch donde está conectado el B-
RAS. Las VLL’s son bi-direccionales, y deben ser configuradas en el equipo de
origen y destino de la información. Esta configuración se utiliza para los servicios de
Internet, IP Voice y unicast.
VPLS (Virtual Private LAN Services): Es también un servicio de capa 2, pero
permite la comunicación punto-multipunto, es de igual manera transparente a los
81
datos y protocolos del cliente. Es una VPN que permite la conexión de varias
localidades en un mismo dominio de bridge sobre una red MPLS y también es
bidireccional.
El funcionamiento se hace posible, ya que cada uno de los equipos que
conforman la red se encuentran conectados por una red de túneles LSP, que permiten
ir reenviando la información desde el origen hasta el destino realizando conmutación
de etiquetas MPLS.
Este tipo de servicio de transporte es esencial para la implementación de
servicios de video multicast, en este caso diferentes DSLAM utilizan la misma VPLS
para obtener el servicio.
TV/STB
SiSiSiSi
MEN
IP DSLAM
HG
MANMANBBIP
Middleware
Servidor de
Multicast
IP DSLAM
IP DSLAM
SiSi
SiSi
VPLS 432
Maqueta IPTV
Figura 3.29: VPLS para multicast
El principio de funcionamiento es el mismo explicado para la VLL, si tenemos
un paquete proveniente del IP DSLAM con una VLAN ID 300, ésta será cambiada
por la etiqueta MPLS 432, que en este caso define una VPLS en lugar de una VLL, la
única diferencia entre este esquema y el anterior es que los diferentes IP DSLAM
comparten el mismo servicio de transporte, y para diferenciar cuál de ellos realiza las
peticiones se utilizan los SAP (Service Access Point).
82
Cada equipo que está conectado al Switch Metro posee un SAP diferente que
depende del puerto del switch al cual se encuentre conectado dicho equipo, el SAP
debe ser configurado dentro del servicio que se va a utilizar (VPLS o VLL) junto con
sus etiquetas de VLAN provenientes del DSLAM. De esta manera se garantiza que
por el SAP no se admita información que no pertenezca al tipo de servicio
correspondiente o al DSLAM correspondiente.
Un servicio VLL solo admite dos SAP, uno de entrada y otro de salida,
mientras que un servicio VPLS admite múltiples SAP’s. En la figura 3.30 se muestra
el uso de SAP en un switch de MEN.
Puertos 1 2 3 4 5 6 7 8
DSLAM
SAP 1 (VLAN 300.65): Entrada/Salida – Servicio VLL 765
SAP 1 (VLAN 400): Entrada/Salida – Servicio VLL 876
SAP 1 (VLAN 500): Entrada/Salida – Servicio VPLS 987
SAP 4 (MPLS 765 VLAN 65): Entrada/Salida – Servicio 765
B-RAS
SAP 7 (MPLS 876): Entrada/Salida – Servicio 876
Router
de
Servicio
SAP 8 (MPLS 987):
Entrada/Salida – Servicio 987
Switche MEN
Los SAP del mismo color se encuentran
relacionados en la configuración, es decir
que se configuran ambos SAP en el mismo
servicio.
Servicio
de
multicast
Figura 3.30: Configuración y uso de los SAP’s en un switch MEN
Finalmente en la figura 3.31, se muestran las etapas de configuración en los distintos
puntos de la red de CANTV.
83
PC
SiSiSiSi
SiSi
B-RAS
o
Router
MEN
IP DSLAM
HG
SiSi
Servidor DHCP
Red de Gestión
VPLS Multicast
VLL Unicast
S,C VLAN
PVCVPI / VCI
Figura 3.31: Configuración Completa de la Red
84
Capítulo IV Marco Metodológico
En este trabajo se propone evaluar el estándar VDSLx para ofrecer servicios
3P a través de la red de acceso de CANTV, para que los resultados obtenidos en
relación con el problema investigado tengan la confiabilidad y validez requerida, es
necesario definir y delimitar los procedimientos que se van a llevar cabo, y a través
de los cuales se pretende dar respuesta a lo que se plantea.
Con el fin de cumplir con lo descrito anteriormente, el marco metodológico
del trabajo enumera y describe las diferentes técnicas, protocolos y procedimientos
que se utilizarán para la obtención de los resultados, y se describirá el tipo y diseño de
la investigación que se está realizando.
4.1 Tipo y diseño de la investigación
La investigación llevada a cabo es considerada como evaluativa de diseño no
experimental de campo, en la misma se obtendrán resultados mediante la utilización
de un protocolo de pruebas que se aplicará a la plataforma de la red de acceso y que
estará basado en las normas establecidas por los organismos internacionales de
telecomunicaciones y las necesidades de la empresa de telecomunicaciones CANTV.
4.2 Fases del trabajo
Para cumplir con el objetivo general y los objetivos específicos del trabajo, se
hizo necesario, en primer lugar, la realización de una investigación documental en
textos digitales e impresos que brindan la información necesaria para el desarrollo de
la investigación.
Posteriormente se procedió a realizar un protocolo de pruebas y a la
adquisición y acondicionamiento de los equipos necesarios para la evaluación de los
85
estándares VDSL1 y VDSL2 bajo el esquema de servicios 3P sobre la infraestructura
presente en el laboratorio de CANTV.
En la tercera fase se procedió a estudiar los manuales de los equipos
utilizados, selección de equipos e instrumentos adicionales que fueran necesarios para
la realización de las pruebas.
Por último se compararon los resultados obtenidos para el estándar VDSLx
con los resultados de pruebas realizadas al estándar ADSL2+ utilizando el mismo
protocolo de pruebas desarrollado para VDSL, de manera de poder comparar de
manera correcta ambas tecnologías. Se procedió finalmente a realizar una
comparación de precios para la implementación de soluciones utilizando ambas
tecnologías evaluadas.
A continuación se describe en detalle la metodología empleada para alcanzar
los objetivos propuestos:
4.2.1 Investigación Documental
A través de resultados de ensayos técnicos realizados por fabricantes de
equipos basados en estándares xDSL, recomendaciones emitidas por organizaciones
internacionales, información en textos digitales de páginas web especializadas en los
estándares xDSL, y libros relacionados con la tecnología, se pudo determinar que el
estándar VDSLx posee características ideales para la implantación de servicios 3P.
Por lo antes expresado, se procedió entonces al estudio de los equipos que
soportan esta tecnología de manera de determinar la compatibilidad, potencialidad y
escalabilidad de los servicios ofrecidos a través de las tecnologías VDSL1 y VDSL2.
Las fuentes de información utilizadas para el estudio de los equipos fueron los
manuales de los mismos, emitidos por los proveedores, la información pública
86
emitida por los fabricantes en Internet, y la información adicional solicitada por
CANTV a la empresa fabricante del equipo.
Se investigó sobre diferentes esquemas de implementación, y con el soporte
de la Gerencia de Anteproyectos se definió el modo y esquema de implantación de
los diferentes servicios 3P.
4.2.2 Estudios de manuales de equipos
Se realizó el estudio de los manuales de los equipos utilizados a nivel de
hardware y software, con el fin de familiarizarse con el funcionamiento, manejo,
capacidad y configuración de los equipos incluidos en el esquema de implementación
antes de la realización de las pruebas.
4.2.3 Elaboración del protocolo de pruebas
Se elaboró un protocolo de prueba para plataformas basadas en tecnología
VDSLx, tomando en cuenta los esquemas de implementación desarrollados, las
exigencias y especificaciones de CANTV, para incorporar las tecnologías y los
servicios a la red de datos de CANTV y las recomendaciones emitidas por
organismos internacionales de regulación como la UIT-T.
4.2.4 Selección de equipos a utilizar
En el laboratorio se seleccionaron los equipos con los cuales se realizarían las
pruebas, esta selección se hizo tomando en cuenta a los usuarios a los cuales serán
destinados los servicios, y a la rapidez de respuesta del fabricante para incorporar las
nuevas tecnologías de acceso a la plataforma.
4.2.5 Puesta a punto de los equipos en el laboratorio de pruebas de
estandarización
La puesta a punto de los equipos se inició una vez recibidas las tarjetas
terminales de línea para los IP DSLAM que se fueran a utilizar. Una vez recibidas, se
87
procedió a realizar la configuración necesaria en los IP DSLAM, de manera de poner
en funcionamiento puertos de VDSL1 y VDSL2 que serían utilizados para la
realización de las pruebas y para que los IP DSLAM se ajustaran a los esquemas de
implementación de los servicios 3P.
Posteriormente se configuraron los CPE de las distintas tecnologías con el fin
de adaptarlos para el funcionamiento de servicios 3P, esto incluye la configuración de
los STB’s, IP phones y homegateways con sus respectivos PVC’s para el
funcionamiento de los servicios de voz, datos y video (3P).
Se realizó también la configuración de las dos maquetas de IPTV que se
encontraban en el laboratorio, se crearon cinco canales de multicast diferentes, más el
canal de VoD. Se realizaron las conexiones de las maquetas de IPTV y de los
DSLAM a la MEN a través de fibra multimodo, y se realizó la configuración de la
MEN y los routers, para así poder establecer la interconexión e interoperabilidad de
los equipos mencionados y dar inicio a las correspondientes pruebas.
4.2.6 Instalación de la plataforma para la realización de las pruebas
Se realizó la instalación de la plataforma que se utilizaría para la evaluación de la
tecnología VDSLx, para ello se realizaron los siguientes pasos:
1. Instalación y configuración de la tarjeta EVLT-C en el ISAM 7302 con su
respectiva tarjeta de splitters.
2. Instalación y configuración de la tarjeta VDEA en el SmartAX MA5600.
3. Conexiones de las líneas de abonado a los DSLAM.
4. Montaje e instalación de las maquetas de IPTV de Huawei y ZTE.
5. Conexiones de aterramiento y alimentación de las maquetas de IPTV.
6. Instalación de las conexiones entre las maquetas de IPTV y la MEN.
88
7. Configuración de los homegateways Huawei EchoLife HG250 y Netopia 3397G,
los STB’s Huawei EchoLife EC623 y ZXV10 B600, el teléfono IP DECT
V500DP-K2.
8. Conexión de los homegateways a los DSLAM.
9. Configuración de los servicios en la MEN.
4.3 Protocolo de pruebas para CPE’s basados en tecnologías VDSL1 y VDSL2
Un protocolo de pruebas es un programa sistemático de verificación e
inspección, y en él se describen de forma técnica los procedimientos a seguir para la
aplicación de las pruebas que permitirán la evaluación de los diferentes equipos,
procesos y/o servicios.
Los protocolos de pruebas son elaborados tomando en cuenta normas y
recomendaciones de organismos nacionales e internacionales en conjunto con los
criterios de evaluación y las necesidades de las empresas interesadas en adquirir los
equipos o prestar los servicios.
A continuación se muestra el protocolo de pruebas desarrollado para los
CPE’s de VDSL1 y VDSL2 de manera de verificar si cumplen o no con las
necesidades de CANTV.
Protocolo de pruebas para CPE’s:
El protocolo de pruebas para CPE’s consta de las siguientes pruebas:
� Prueba básica de sincronismo.
� Pruebas de línea.
� Prueba de conectividad a internet.
� Prueba de video.
� Prueba de IP voice.
� Prueba de separación de servicios.
89
� Prueba de interoperabilidad entre el estándar ADSL2+ y el estándar VDSLx.
� Prueba de servicios 3P.
Las normativas seguidas para la realización del protocolo de pruebas fueron:
� Recomendación G.993.1 y G.993.2 de la UIT-T, “Transceptores de línea de
abonado digital de velocidad muy alta” y “Transceptores de línea de abonado
digital de velocidad muy alta 2”.
Equipos y accesorios utilizados:
� PC Pentium III con 512 MB de RAM con consola Hyperterminal e interfaz
serial.
� 3 cajas de 300 m de cable de cobre de 0.4 mm.
� 3 líneas de cable de cobre (0.4 mm) de 1.2 Km, 1.4 Km y 800 Km.
� Cables UTP categoría 5 con conectores RJ-45.
� Cables de par telefónico con conectores RJ-11.
� Todos los DSLAM se configurarán a través de la interfaz de comandos CLI
por medio de la PC conectada por consola al equipo.
� Todos los CPE se configurarán a través de su portal de configuración WEB,
estableciendo una conexión desde la PC hasta el equipo por medio de la
asignación de una dirección IP fija, y utilizando el explorador de Internet para
acceder a las opciones de configuración.
4.3.1 Prueba básica de sincronismo
Objetivo: Verificar que el homegateway es capaz de establecer una conexión con el
IP DSLAM utilizando el perfil de máxima velocidad, y que esta conexión se lleva a
cabo a través del estándar VDSLx utilizado.
Descripción de la prueba: Se debe realizar la conexión entre el homegateway y el
puerto ABA, tomando en cuenta que el puerto utilizado del IP DSLAM se encuentre
configurado con los parámetros de línea correspondientes y el perfil de máxima
velocidad de transmisión.
90
Montaje de la prueba:
IP DSLAM
HG
POTS
Figura 4.1: Montaje para la prueba básica de sincronismo
Resultados esperados: En el homegateway debe iluminarse de manera intermitente el
LED de conexión con la línea VDSLx, esto se realizará durante el handshaking del
homegateway con el puerto del IP DSLAM. Una vez concluido el handshaking y
establecido el sincronismo el LED se mantendrá encendido en forma permanente.
A través del puerto de consola del IP DSLAM, se revisará que la conexión
establecida entre ambos equipos corresponda con el estándar G.993.1 en el caso de
que se haga uso de VDSL, o G.993.2 si se usa VDSL2.
4.3.2 Pruebas de línea
Objetivo: Verificar el comportamiento de las velocidades de transmisión y las
relaciones señal a ruido para diferentes distancias, entre el IP DSLAM y el
homegateway.
Descripción de la prueba: Se debe utilizar un simulador de línea, compatible con los
estándares VDSLx, con el fin de aumentar la distancia entre el homegateway y el IP
DSLAM. En caso de no conseguirse el equipo especificado, se puede utilizar cable de
cobre. Se conecta el homegateway al IP DSLAM, se simulan distancias entre ellos, y
se espera el sincronismo entre el extremo receptor y el transmisor. Se observa en la
pantalla de configuración del homegateway las velocidades de transmisión y la
91
relación S/N. La prueba se realizará hasta que el homegateway no sea capaz de
sincronizar la señal con el IP DSLAM.
Montaje de la prueba:
IP DSLAM
HG
POTS
Figura 4.2: Montaje para las pruebas de línea
Resultados esperados: Se espera observar los valores de los parámetros de línea antes
mencionados, para cada distancia simulada. A través de la pantalla de configuración
del homegateway, de manera de poder realizar gráficas comparativas con otras
tecnologías xDSL ya implementadas. El nivel de relación S/N debe permanecer
siempre por encima de por lo menos 6dB para cumplir con las normas de calidad de
CANTV.
4.3.3 Prueba de conectividad a Internet
Objetivo: Lograr la navegación por Internet, ajustando la configuración del
homegateway para el esquema de implementación de servicios de Internet de
CANTV.
Descripción de la prueba: Se debe realizar la configuración del homegateway en
modo Bridge y definir el PVC en ATM correspondiente al utilizado para el esquema
de implementación del servicio de Internet, se conecta una PC a uno de los puertos
Ethernet del homegateway.
92
Montaje de la prueba:
SiSi
SiSi
ISP/Internet
AgregadorSwitch Metro
Switch Metro
MEN
IP DSLAM
HG
POTS
Figura 4.3: Montaje para la prueba de conectividad a internet
Resultados esperados: Se espera que la computadora conectada al homegateway
reciba una dirección IP dinámica proporcionada por el servidor DHCP de la red de
CANTV, y que sea posible la navegación a través de Internet.
4.3.4 Prueba de video
Prueba de unicast:
Objetivo: Lograr acceder al portal de las maquetas de video de IPTV de manera de
poder solicitar películas de VoD (unicast), y que estas sean transmitidas al televisor
con la calidad deseada.
Descripción de la prueba: En el homegateway se debe configurar el PVC en ATM
correspondiente al servicio de video unicast, posteriormente se debe conectar el STB
al puerto del homegateway que se configuró. El STB debe tener configurada la
opción de recibir dirección IP dinámica a través del servidor DHCP, y debe estar
conectado a un televisor. Una vez en el portal de la maqueta de IPTV se debe
comprar una película ya programada, y observar la calidad y fluidez de la imagen y el
audio.
93
Montaje de la prueba:
SiSi
Switch Metro
Switch Metro
MEN
IP DSLAM
HG
SiSi
MANMAN
Middleware
Video Server
Servicios de Video
BBIP
Router de Servicio y de
Borde
Maqueta IPTV
Figura 4.4: Montaje para la prueba de video unicast
Resultados esperados: El STB debe recibir una dirección IP dinámica en el segmento
destinado para IPTV. En el televisor se debe poder acceder al portal de inicio de la
maqueta IPTV probada, y al comprar la película en el menú de VoD, la película debe
comenzar a ser transmitida en el televisor. La calidad de la imagen y el audio deben ir
sincronizados, la imagen debe verse con nitidez y el audio debe ser entendible.
Prueba de multicast:
Objetivos: Poder observar los canales de programación normal (multicast) definidos
en el DSLAM, y poder cambiar de canal a canal sin perder la calidad del video y el
audio.
Descripción de la prueba: Se debe configurar en el STB una dirección estática en el
segmento destinado para video multicast. En el homegateway se debe configurar el
PVC en ATM correspondiente a este servicio, y se debe activar la opción de IGMP
Snooping o Forwarding. Se conecta un televisor al STB, y este a su vez al puerto
configurado anteriormente en el homegateway. Una vez que se vean los canales en el
televisor, realizar cambios entre canales de manera de observar si existe una
degradación del servicio al cambiar de canal.
Montaje de la prueba:
94
SiSi
Switch Metro
Switch Metro
MEN
IP DSLAM
HG
SiSi
MANMAN
Middleware
Video Server
Servicios de Video
BBIP
Router de Servicio y de
Borde
Maqueta IPTV
Figura 4.5: Montaje para la prueba de video multicast
Resultados esperados: En el respectivo televisor se deben poder ver los canales de
multicast programados con sincronismo entre la señal de video y la de audio. Al
cambiar el canal, la calidad del video debe permanecer invariante.
Prueba interworking Multicast-Unicast:
Objetivo: Verificar que se pueden utilizar los servicios de multicast y unicast de
forma simultánea por el mismo puerto del homegateway.
Descripción de la prueba: Se debe configurar el STB para poder recibir dirección IP
a través del servidor DHCP. En el homegateway se deben configurar los PVC’s para
los servicios de video multicast y unicast en el mismo puerto haciendo uso de la
función de port mapping del homegateway. Se conecta el STB a dicho puerto, y un
televisor al STB.
95
Montaje de la prueba:
SiSi
Switch Metro
Switch Metro
MEN
IP DSLAM
HG
SiSi
MANMAN
Middleware
Video Server
Servicios de Video
BBIP
Router de Servicio y de
Borde
Maqueta IPTV
Figura 4.6: Montaje para la prueba de Interworking Unicast-Multicast
Resultados esperados: En el televisor se deben visualizar los canales de multicast
configurados en el DSLAM, y a la vez debe ser posible acceder al portal de la
maqueta de IPTV y comprar películas de VoD. La calidad del video debe ser nítida
para ambos servicios, y el audio debe estar sincronizado con la imagen para ambos
servicios.
4.3.5 Prueba de IP voice
Objetivo: Poder realizar una llamada telefónica a través de un teléfono IP conectado
al homegateway.
Descripción de la prueba: Se configura el homegateway con el PVC en ATM que se
usó para la prueba de conectividad a internet. Se configura el teléfono IP con un
número válido, para el GWC que se vaya a utilizar. Se conecta el IP phone al puerto
configurado en el homegateway. Se realiza una llamada desde el IP phone a un
teléfono conectado a la PSTN o a un teléfono celular.
96
Montaje de la prueba:
Teléfono IP
SiSi
SiSi
AgregadorSwitch Metro
Switch Metro
MEN
IP DSLAM
HGMANMAN
PSTN
BBIP
GWC
Media Gateway
Teléfono
Figura 4.7: Montaje para la prueba de IP Voice
Resultados esperados: Se espera que el teléfono IP reciba una dirección IP válida
asignada por el servidor DHCP. El teléfono debe registrarse con el GWC para poder
realizar llamadas. Una vez realizada la llamada, ésta debe transcurrir sin
inconvenientes, no se deben escuchar retrasos en la voz, y la conversación debe poder
entenderse en ambos extremos de la llamada.
4.3.6 Prueba de separación de servicios
Objetivo: Verificar que en el homegateway, los diferentes servicios pueden ser
separados en distintos puertos, y que dicha separación no afecte la calidad de los
mismos.
Descripción de la prueba: Se configura el homegateway con el PVC correspondiente
al servicio de video de unicast, y se asigna a un puerto Ethernet del homegateway. Se
configura el PVC correspondiente al servicio de Internet, y se asigna a otro puerto del
homegateway. Se conecta una computadora en cada uno de los puertos configurados.
Se realiza una petición de dirección IP, y se verifica que la dirección obtenida en cada
PC corresponda con el segmento IP de cada uno de los servicios.
97
Montaje de la prueba:
SiSi
ISP/Internet
AgregadorSwitch Metro
Switch Metro
MEN
IP DSLAM
HG
POTS
MANMAN
Middleware
Video ServerBBIP
SiSi
Router de Servicio y de
Borde
Maqueta IPTV
Figura 4.8: Montaje para la prueba de separación de servicios
Resultados esperados: Se espera recibir en cada una de las computadoras, direcciones
IP diferentes, y correspondientes cada una de ellas con los servicios configurados en
el homegateway.
4.3.7 Prueba de interworking entre el estándar ADSL2+ y el estándar
VDSLx
Objetivo: Verificar que los homegateway’s basados en el estándar VDSLx, puedan
interoperar con modem’s basados en el estándar ADSL2+.
Descripción de la prueba: Se configura el homegateway de VDSLx para trabajar con
el PVC correspondiente a la configuración para servicios de Internet, y se asigna este
PVC a un puerto Ethernet del homegateway. Se repite el procedimiento anterior para
un modem que trabaje con el estándar ADSL2+. Se conecta el homegateway de
VDSLx a un puerto del IP DSLAM que soporte VDSLx, y el modem de ADSL2+ a
un puerto del IP DSLAM que soporte el estándar. Se conectan una PC a cada uno de
los equipos mencionados, y se realiza una solicitud de dirección IP. Una vez recibida
98
la dirección IP, se intenta navegar por Internet con ambas computadoras de forma
simultánea. Finalmente se hace un “ping” de una computadora a otra.
Montaje de la prueba:
SiSi
SiSi
ISP/Internet
AgregadorSwitch Metro
Switch Metro
MEN
IP DSLAMModem ADSL2+
HG VDSLx
POTS
POTS
Figura 4.9: Montaje para la prueba de interworking entre ADSL2+ y VDSLx
Resultados esperados: Ambas computadoras deben recibir direcciones IP válidas
otorgadas por el servidor DHCP. Se debe poder navegar por internet sin problemas
con las dos computadoras simultáneamente. Al hacer el ping entre las dos máquinas,
éste debe ser recibido y respondido en ambos extremos con un error de pérdida del
0%.
4.3.8 Prueba de servicios 3P
Objetivo: Observar y constatar el buen desempeño del homegateway implementando
servicios 3P para distancias de 0 Km, 1.4 Km y 2.6 Km.
Descripción de la prueba: Se configuran los puertos Ethernet del homegateway con
los PVC’s correspondientes a los diferentes servicios que se desean prestar. Se
conectan dos STB con dos Televisores en los puertos configurados para video, una
PC en el puerto de servicios de conectividad a Internet, y un IP phone en el puerto
configurado para telefonía IP. Se conecta el homegateway al IP DSLAM
directamente para la primera prueba, después se coloca una línea de cobre de 1.4 Km,
y por último una de 2.6 Km.
99
Montaje de la prueba:
SiSi
AgregadorSwitch Metro
Switch Metro
MEN
IP DSLAM
HG
GWC
Media Gateway
SiSi
MANMAN
Middleware
Video Server
ISP/Internet
Servicios Triple Play
PSTN
BBIP
Teléfono
Router de Servicio y de
Borde
Maqueta IPTV
Figura 4.10: Montaje para la prueba de servicios 3P
Resultados esperados: Para todas las distancias, todos los servicios deben poderse
utilizar con la calidad deseada por CANTV. La utilización de uno de los servicios
debe ser transparente para todos los demás, es decir no debe producir interferencia
con los demás servicios.
Adicionalmente al protocolo de pruebas para los homegateways, se diseñó un
protocolo de pruebas para los IP DSLAMS, cuyas pruebas se basan en los esquemas
de implementación de CANTV, sugerencias de los fabricantes de equipos y apoyo de
la Gerencia de Anteproyectos y la Gerencia de Planificación de la Red, este protocolo
de pruebas puede ser revisado en los anexos del presente trabajo.
100
Capítulo V Resultados y Análisis de Resultados
A continuación se presentan los resultados de las pruebas aplicadas a los
homegateways, compatibles con los estándares VDSL1 y VDSL2, y que fueron
definidas en el protocolo de prueba que se presentó anteriormente.
5.1 Prueba básica de sincronismo
Ambos homegateways sincronizaron de manera satisfactoria con sus
respectivos IP DSLAMS, y se verificó que el protocolo de sincronización
correspondiera con el del estándar utilizado (VDSL1 ó VDLS2).
5.2 Pruebas de Línea
Para el homegateway Netopia 3397G que funciona sobre el estándar VDSL1,
los resultados obtenidos para la prueba de línea se presentan en la tabla 5.1.
Tabla 5.1: Resultados de las pruebas de línea (Netopia 3397G)
Distancia
(m)
Max. Down
(Kbps)
Act. Down
(Kbps)
Max. Up
(Kbps)
Act. Up
(Kbps) S/N Down S/N Up
0 - 54912 - 60032 6 8,7
300 - 51648 - 54080 8,2 6,9
600 - 43008 - 37824 7,7 6,9
900 - 32128 - 11328 7,5 7
1200 - 25280 - 5315 7,2 10,8
1500 - 18944 - 832 6,5 11,7
1800 - 9216 - 832 6,5 10,2
1900 - 8320 - 832 6,5 10
2300 - - - - - -
2600 - - - - - -
2900 - - - - - -
3200 - - - - - -
A continuación, en los gráficos 5.1, 5.2, 5.3 y 5.4 se muestran las curvas de
velocidad de transmisión versus distancia para upstream y downstream, y la curva de
S/N versus distancia, obtenidos de los resultados expuestos en la tabla.
101
Gráfico 5.1: Velocidad de downstream vs distancia (HG Netopia 3397G – VDSL1)
Gráfico 5.2: Velocidad de upstream vs distancia (HG Netopia 3397G – VDSL1)
Gráfico 5.3: Ampliación de una sección del Gráfico 5.2
102
Gráfico 5.4: S/N vs distancia (HG Netopia 3397G – VDSL1)
Para el homegateway HUAWEI EchoLife HG520v que funciona sobre el
estándar VDSL2, los resultados para la prueba de línea se muestran en la tabla 5.2,
cabe destacar que en VDSL2 existen varios perfiles preestablecidos, por lo cual se
realizó la prueba para tres de estos perfiles.
Tabla 5.2: Resultados de las pruebas de línea para (Huawei HG520v – Perfil 8b)
Distancia
(m)
Max. Down
(Kbps)
Act. Down
(Kbps)
Max. Up
(Kbps)
Act. Up
(Kbps) S/N Down S/N Up
0 95244 80146 16759 16907 10 6
300 90178 80146 19548 19544 7.2 6.5
600 77095 76091 17948 17901 6 6.5
900 60698 60175 12307 12331 6 6
1200 39570 39570 5221 5315 5.7 5.7
1500 33310 33029 1430 1454 6 6
1800 26738 27010 1421 1441 5.5 5.7
2100 20450 20446 1414 1438 5.7 5.7
2300 17546 17554 1425 1445 5.7 5.5
2600 8489 8514 1276 1272 5.7 6.2
2900 7122 7139 1197 1177 5.7 6.2
3200 5675 5638 1090 1082 6 6.5
103
Gráfico 5.5: Velocidad de downstream vs distancia (Huawei HG520v – Perfil 8b – VDSL2)
Gráfico 5.6: Velocidad de upstream vs distancia (Huawei HG520v – Perfil 8b – VDSL2)
104
Gráfico 5.7: S/N vs distancia (Huawei HG520v – Perfil 8b – VDSL2)
Tabla 5.3: Resultados de las pruebas de línea para el homegateway
Huawei HG520v – Perfil 12a
Distancia
(m)
Max. Down
(Kbps)
Act. Down
(Kbps)
Max. Up
(Kbps)
Act. Up
(Kbps) S/N Down S/N Up
0 94491 80146 48213 47943 10 6.2
300 91702 80146 43079 43079 8 6
600 76259 75315 20750 20540 6 6.2
900 60606 59030 9790 9632 6.5 6.5
1200 22415 22188 1962 2057 6 5.7
1500 19795 19354 278 292 6.2 7
1700 18401 18364 1376 1393 5.7 5.5
2000 16582 16544 1310 1330 5.7 6
2300 14096 14150 1198 1202 5.7 6.2
2600 7699 7675 2892 2143 5.7 8
2900 - - - - - -
3200 - - - - - -
105
Gráfico 5.8: Velocidad de downstream vs distancia (Huawei HG520v – Perfil 12a – VDSL2)
Gráfico 5.9: Velocidad de upstream vs distancia (Huawei HG520v – Perfil 12a – VDSL2)
106
Gráfico 5.10: Ampliación de una sección del Gráfico 5.9
Gráfico 5.11: S/N vs distancia (Huawei HG520v – Perfil 12a – VDSL2)
107
Tabla 5.4: Resultados de las pruebas de línea para el homegateway
Huawei HG520v – Perfil 17a
Distancia
(m)
Max. Down
(Kbps)
Act. Down
(Kbps)
Max. Up
(Kbps)
Act. Up
(Kbps) S/N Down S/N Up
0 150210 80146 45783 45354 22 6.2
300 133549 80146 39943 38840 12.7 6.7
600 85416 80146 21978 21781 6.5 6.2
900 61458 60368 10989 10729 6.2 6.5
1200 23405 23293 4922 4958 5.7 6
1500 20098 20106 1442 1454 5.7 5.2
1800 16550 16578 1441 1441 5.7 5.5
2100 13005 12976 1401 1421 5.7 5.5
2300 14104 14096 1222 1230 5.7 6
2600 9818 9383 2817 2207 6 7.7
Gráfico 5.12: Velocidad de downstream vs distancia (Huawei HG520v – Perfil 17a – VDSL2)
108
Gráfico 5.13: Velocidad de upstream vs distancia (Huawei HG520v – Perfil 17a – VDSL2)
Gráfico 5.14: Ampliación de una sección del Gráfico 5.13
109
Gráfico 5.15: S/N vs distancia (Huawei HG520v – Perfil 17a – VDSL2)
Comparando las gráficas de velocidad contra distancia para ambas
tecnologías, podemos observar que sin importar el perfil utilizado en el estándar
VDSL2, las distancias que se pueden alcanzar en este estándar son superiores a las de
VDSL1.
De los gráficos 5.5, 5.6, 5.8, 5.9, 5.10, 5.12, 5.13 y 5.14, que representan las
velocidades para los diferentes perfiles del estándar VDSL2, se hace notar lo ya
explicado anteriormente, el perfil 8b sacrifica velocidad en upstream con el fin de
lograr un mayor alcance de la señal, este perfil es ideal para ofrecer servicios a
usuarios residenciales que no requieran un gran ancho de banda de upstream.
Los gráficos de los perfiles 12a y 17a presentan una gran similitud, sin
embargo si se observan las tablas 5.4, 5.3, se pude apreciar que las velocidades
máximas que se podrían alcanzar con el perfil 17a son superiores a las del 12a tanto
en downstream como en upstream. El perfil 17a puede ser entonces utilizado para dar
servicios a usuarios residenciales cuando la distancia es superior a 1000m, y para
distancias inferiores se puede utilizar para dar servicios simétricos y asimétricos a
usuarios comerciales.
110
El perfil 12a, por sus características, se ajusta a una implementación parecida
a la del perfil 17a, sin embargo al no poderse alcanzar velocidades tan altas como en
el 17a, se vería destinado a empresas comerciales pequeñas u oficinas para lazos de
abonado menores a 1000m, y servicios del tipo asimétrico para usuarios residenciales
a distancias superiores a los 1000m.
Para dar servicios 3P a usuarios residenciales a través de la red de datos de
CANTV, el perfil que mejor se ajusta es el 8b, ya que ofrece el mayor alcance, lo que
disminuye la necesidad de tendidos adicionales de fibra óptica, y una velocidad de
transmisión en upstream y downstream suficiente para cubrir la calidad de los
servicios que se desean prestar, por esta razón, el resto de las pruebas se realizaron
utilizando solo el perfil 8b en VDSL2.
En los gráficos 5.16, 5.17 y 5.18, mostramos una comparación entre las
velocidades de upstream y downstream para los equipos evaluados que trabajan sobre
la tecnología VDSL1 y VDSL2, junto con los resultados del modem Huawei MT882
que está actualmente implementado por CANTV, y trabaja con la tecnología
ADSL2+.
Gráfico 5.16: Comparación entre la rata de downstream de VDSL, VDSL2 y ADSL2+
111
Gráfico 5.17: Comparación entre la rata de upstream de VDSL, VDSL2 y ADSL2+
Gráfico 5.18: Ampliación de una sección del Gráfico 5.17
En los gráficos 5.16, 5.17 y 5.18, se puede apreciar, como para distancias
inferiores a 3000m las tecnologías VDSL y VDSL2 presentan mayores velocidades
de transmisión que la tecnología ADSL2+, sin embargo también se puede apreciar
que la tecnología VDSL desaparece a los 2500m, este hecho obliga a que los
DSLAM’s se encuentren cerca de los usuarios finales, lo que requiere grandes
tendidos de fibra óptica, la tecnología VDSL2 sin embargo presenta un equilibrio
112
entre velocidad y distancia, ya que permite un alcance de hasta 3500m, velocidades
de transmisión superiores a ADSL2+ en distancias inferiores a los 3000m, y
velocidades similares ADSL2+ de 3000m a 3500m, este hecho le permite un alto
grado de flexibilidad a la tecnología, pudiéndose ofrecer diferentes servicios
dependiendo de la distancia a la que se encuentre el usuario final.
Para la implementación de los servicios 3P, el estándar VDSL2 es superior a
ADSL2+ a distancias menores a 2300m, sin embargo no puede decirse lo mismo del
estándar VDSL, ya que la limitación de distancia es un gran inconveniente a la hora
de implementación de los servicios.
En las gráficos 5.4, 5.7, 5.11 y 5.15, se observan las relaciones S/N de los
equipos evaluados, y como se aprecia, el nivel siempre se mantiene por encima de
5dB, CANTV define que el nivel mínimo de S/N sea de 6dB, sin embargo la calidad
obtenida de los servicios al realizarse las pruebas fue excelente, con lo que se decidió
aceptar los valores obtenidos de S/N para la implementación de los servicios para
usuarios residenciales.
5.3 Prueba de conectividad a Internet
Ambos homegateways recibieron direcciones IP válidas asignadas de forma
dinámica a través del servidor DHCP, posteriormente se procedió a navegar por
Internet, lo que pudo ser realizado sin inconvenientes y con una buena calidad de
servicio. Las direcciones IP públicas recibidas por los equipos fueron:
• 200.11.174.228 para el homegateway Netopia 3397G
• 200.11.174.226 para el homegateway Huawei EchoLife HG520v
113
5.4 Pruebas de Video
Prueba de unicast:
Los STB’s conectados a los equipos evaluados, recibieron direcciones IP de
forma dinámica en el segmento de los servicios de video (10.99.132.X) a través del
servidor DHCP, ambos STB’s accedieron a los portales de las maquetas de IPTV del
laboratorio, y se pudo realizar la compra de una película de VoD. Ambos sistemas
(VDSL1 y VDSL2) permitieron que la película se reprodujera con una excelente
calidad y sin desfasaje entre la imagen y el sonido.
Prueba de multicast:
Los STB’s se configuraron con una dirección IP estática del segmento de
video, ambos sistemas (VDSL1 y VDSL2) pudieron acceder a la programación
regular almacenada en los sistemas de IPTV, se realizaron varios cambios de canales,
y no se notó variación en la calidad de la imagen o el sonido en ninguno de los dos
sistemas implementados.
Prueba interworking Multicast-Unicast:
Para esta prueba fue necesario que los homegateways permitieran la
asignación de varios PVC’s de ATM en un mismo puerto, el homegateway Huawei
EchoLife HG520v permitió esta configuración, el resultado de la prueba para este
homegateway fue satisfactorio, el STB conectado a él recibió una dirección IP
dinámica a través del servidor DHCP, y se pudo acceder al portal y a la guía de
programación de las maquetas de IPTV, también se observó la programación regular
de los canales de multicast almacenados en el DSLAM y en la maqueta de IPTV. La
imagen y el sonido se encontraron sincronizados en todo momento y presentaban una
excelente calidad.
Para el homegateay Netopia 3397G no se pudo realizar la configuración, por
consiguiente solo se podía usar el servicio de unicast, esto hace que este equipo no
pueda prestar el servicio de video de la forma como CANTV desea implementarlo.
114
5.5 Prueba de IP voice
Ambos homegateways permitieron que los IP phones recibieran direcciones IP
válidas a través del servidor DHCP en el mismo segmento del servicio de conexión a
Internet. Posteriormente, ambos teléfonos se registraron con el GWC, y se realizó una
llamada a un teléfono conectado a la red PSTN. Ambos sistemas completaron la
llamada con éxito, y en ambos casos se apreció una excelente calidad de servicio, en
todo momento la conversación realizada fue entendible y sin interrupciones.
5.6 Prueba de separación de servicios
En el homegateway Huawei EchoLife HG520v la prueba fue satisfactoria, en
las dos computadoras conectadas al homegateway se recibieron direcciones IP
correspondientes al servicio configurado, en el puerto configurado para conexión a
Internet se recibió la dirección IP 200.11.174.226, y en el puerto de servicios de video
se recibió la dirección 10.99.132.74.
Este resultado demuestra que cada puerto solo se está conectando con los
servicios de la red de CANTV para el cual han sido configurados (port mapping), lo
que es esencial para la implementación de servicios 3P.
En el homegateway Netopia 3397G no fue posible realizar esta prueba, ya que
el equipo no permite la configuración de diferentes PVC’s en ATM en cada puerto
Ethernet, es decir, no soporta port mapping, por lo cual todos los puertos deben tener
el mismo PVC, con lo cual solo funcionará un solo servicio a la vez.
5.7 Prueba de interworking entre el estándar ADSL2+ y el estándar VDSLx
Para ambos homegateways esta prueba fue satisfactoria, las computadoras
conectadas a los equipos evaluados recibieron dirección IP, y fue posible realizar un
ping con 0% de pérdidas entre las computadoras conectadas a estos equipos, y otras
conectadas a módems que trabajan con la tecnología ADSL2+, garantizando así la
interoperabilidad entre los dos estándares.
115
5.8 Prueba de servicios 3P
Esta prueba solo pudo ser realizada con el homegateway Huawei EchoLife
HG520v, ya que el Netopia 3397G no soportaba la configuración necesaria para la
implementación de los servicios.
Adicionalmente, esta prueba se realizó dos veces, una con la maqueta de IPTV
de Huawei, que trabaja con el esquema de compresión MPEG2, y otra con la maqueta
de IPTV de ZTE, que trabaja con el esquema de compresión MPEG4/H.264.
Maqueta IPTV de Huawei:
En 0 Km, los servicios funcionaron de manera satisfactoria, se pudieron ver
dos canales de televisión simultáneos y al mismo tiempo navegar por internet y
realizar una llamada telefónica. En ningún momento los servicios interfirieron entre sí
y la calidad de servicio de todos ellos fue el deseado.
Para 1,4 Km, los resultados fueron similares a los obtenidos para una distancia
de 0 Km, por lo que se mantuvo la calidad de los servicios sin que entre ellos hubiese
interferencias o interrupciones.
Para 2,6Km si se presentaron diferencias, solo se pudo observar un canal de
televisión a la vez, ya que el servicio de internet se veía afectado en el momento de
hacer uso de los dos STB’s de manera simultánea, el único servicio que funcionó de
manera satisfactoria fue el de telefonía. Este comportamiento es debido a que un
canal de televisión estándar comprimido en MPEG2, necesita un ancho de banda de
alrededor de 5Mbps, si observamos el gráfico 5.5 podemos observar que para una
distancia de 2,6Km la velocidad de downstream para VDSL2 es de alrededor de
8Mbps, que es suficiente para un canal de televisión, pero no para dos canales
simultáneos, si a esto le agregamos 2Mbps para datos y 512Kbps para voz, se
necesitan 7,512Mbps para ofrecer los servicios con la calidad necesaria para el
disfrute del cliente.
116
Maqueta IPTV de ZTE:
En esta prueba, para todas las distancias los resultados fueron satisfactorios,
los servicios se podían utilizar con la calidad deseada y sin interrupciones ni
interferencia entre ellos, inclusive a la distancia de 2,6Km se podían observar dos
canales simultáneos, a la vez que se navegaba por Internet y se realizaba una llamada
telefónica. Esto se debe a que la compresión de video MPEG4/H.264 permite que un
canal de televisión estándar necesite un ancho de banda de 2,5Mbps. A 2,6Km, el
estándar VDSL2 permite velocidades de alrededor de 8Mbps (gráfico 5.5), que
añadiendo los anchos de banda necesarios para datos y voz, se necesitan 7,512Mbps,
pero utilizando 2 canales simultáneos.
Se puede apreciar entonces que el estándar de transmisión de información
sobre pares de cobre no es el único que interviene al momento de la implementación
de más y mejores servicios. En este caso un esquema de compresión de video más
avanzado permite que la tecnología de banda ancha lleve al cliente los servicios de
video con la calidad necesaria y deseada.
En la tabla se muestra de forma rápida el resultado de las pruebas para los dos
equipos evaluados:
Tabla 5.5: Resultados finales de las Pruebas
para los Equipos Evaluados
Prueba de
Sincronismo
Prueba de
línea
Prueba de
conectividad
a Internet
Prueba de
video
Prueba de
telefonía
Prueba de
interworking
con ADSL2+
Prueba de
servicios 3P
Netopia
3397G
Huawei
EchoLife
HG520v
117
Con la finalización de las pruebas se puede concluir que el homegateway
Huawei EchoLife HG520v es el único que permite la implementación de servicios 3P
y lo hace a través del estándar VDSL2.
Es necesario destacar que el estándar VDSL2 solo es superior a ADSL2+ a
distancias menores a 3Km, para distancias superiores el comportamiento es similar,
sin embargo la tecnología ADSL2+ posee mayor alcance. En comparación con la
tecnología VDSL1, las dos tecnologías son muy superiores, ya que VDSL1 solo
funciona para lazos de abonado cortos y en este renglón se ve superada por el
estándar VDSL2, por lo cual la implementación de esta tecnología será descartada.
118
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
De las pruebas realizadas a los equipos evaluados se puede concluir que el
estándar VDSL y VDSL2 soportan la implementación de los servicios 3P en su
totalidad, sin embargo para poder ofrecer este esquema de servicios no basta solo con
la capacidad del estándar, sino también con todos los equipos involucrados en la
implementación, y las tecnologías de codificación y compresión de video que los
mismos utilicen, que son independientes de las tecnologías xDSL.
El estándar VDSL2 es superior al estándar VDSL en parámetros como alcance
y velocidad, lo que le permite mayor flexibilidad en los distintos esquemas de
implementación, y la posibilidad de realizar un cambio de la tecnología actual al
estándar sin la necesidad de realizar grandes cambios en la red de acceso.
La interoperabilidad de los estándares y equipos evaluados con los ya
implementados fue probada, comprobando que ambas tecnologías pueden coexistir en
la misma red sin originar conflictos, esto permite la implementación paulatina de los
estándares sin tener que eliminar la tecnología actual y comprometer los servicios
ofrecidos mientras se migra la plataforma.
La incompatibilidad de los equipos de diferentes proveedores se encuentra
presente para ambas tecnologías (VDSL y VDSL2), en VDSL debido a la no
estandarización del esquema de modulación, y para VDSL2 por no definir como
obligatorios todos los perfiles que se quieren emplear.
El esquema de compresión de video MPEG4/H.264, permite que la señal de
SDTV pueda ser transmitida utilizando también la tecnología ADSL2+, que es la que
se encuentra actualmente implementada en la red de datos de CANTV. Este hecho
hace necesaria la evaluación de esta tecnología para la transmisión de servicios 3P
antes de definir la tecnología a utilizar para la implementación de estos servicios.
119
En el caso de implementación entre los estándares VDSL y VDSL2, se
recomienda a la empresa CANTV la utilización del estándar VDSL2, por presentar
todas las características del estándar VDSL y adicionalmente muchas de las mejoras
del estándar ADSL2+.
En el caso de VDSL2 y ADSL2+, el estándar VDSL2 posee la característica
de poder trabajar de manera simétrica y asimétrica, por lo que se podría pensar en una
red que funcione completamente sobre este estándar, eliminando así tecnologías
simétricas como G.SHDSL. El estándar VDSL2 podría prestar servicios simétricos a
usuarios comerciales que se encuentren en distancias inferiores a 1,5Km, servicios 3P
a usuarios a distancias inferiores a 2,5Km y servicios de transmisión de datos a alta
velocidad y telefonía IP a usuarios que se encuentren a distancias superiores a los
2,5Km. Mientras que con la implementación de la tecnología ADSL2+, siempre será
necesario un estándar que ofrezca los servicios simétricos que requieren un gran
número de empresas.
Actualmente no se le recomienda a CANTV el cambio del estándar ADSL2+
al VDSL2, ya que aun existen problemas de incompatibilidad de equipos, y además la
tecnología ADSL2+ podría ser capaz de soportar transmisión de video con la calidad
necesaria mediante la utilización del esquema de compresión de video
MPEG4/H.264, con lo que se podrían ofrecer los servicios de IPTV sin necesidad de
realizar cambios en la red de acceso.
Se considera posible por proveedores como Netopia y Huawei, el desarrollo
de equipos que trabajen con los estándares VDSL2 y ADSL2+ al mismo tiempo, una
vez desarrollados estos equipos, se podría pensar en una migración hacia VDSL2, y la
realización de una red que trabaje sobre un solo estándar para ofrecer todos los
servicios.
120
Es indispensable la evaluación de equipos que trabajen sobre la tecnología
VDSL y VDLS2 de otros proveedores con el fin de poder comparar la calidad de los
equipos y definir la utilización óptima del estándar.
En el supuesto de realizar la implementación de la cualquier teconolgía
VDSLx se recomienda a CANTV la adquisición de equipos de evaluación
compatibles con los estándares, de manera de realizar pruebas más detalladas sobre
los equipos que se deseen implementar.
En la actualidad la empresa CANTV está instalando unidades Outdoor, que
son IP DSLAM que se encuentran en armarios más cercanos a las zonas donde se
desean prestar los servicios. Este hecho favorece a la tecnología VDSL2, ya que al no
ser necesario llevar la señal a distancias superiores a los 3Km, el estándar VDSL2 es
muy superior a cualquier otro hoy día, lo cual podría originar que en un futuro no
muy lejano se convirtiese en el estándar de solución para brindar servicios 3P a
clientes residenciales y comerciales.
121
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126
GLOSARIO
AAL2: ATM Adaptarion Layer 2, es otra de las capas de adaptación ATM, en ella se
adapta el tráfico de información que requiere transportarse en tiempo real, se sigue
utilizando la capa de adaptación AAL5 para llevar la información de la capa AAL2 al
usuario final, y viceversa. La capa AAL2 termina de hacer la adaptación hacia la red.
AAL5: ATM Adaptation Layer 5, es una capa de adaptación ATM cuya principal
función es adaptar la información proveniente del usuario y se reestructura para poder
ser utilizada por el protocolo ATM y viceversa, esta capa de adaptación es asignada
principalmente a servicios que pueden ser retardados y aceptan repeticiones, si así se
requiere, por parte del usuario.
ATM: Asynchronous Transfer Mode, es un protocolo de transporte orientado a la
conexión, en el cual no hay un desorden en la llegada de las celdas a destino. El
secciona la información en celdas que poseen la misma longitud (48 bytes), y estas se
envían a través de circuitos virtuales permanentes (PVC), con el fin de que la
información llegue a destino de una forma rápida y sin errores.
CLI: Interfaz de línea de comandos, es una interfaz que le permite a un usuario
manipular, mediante instrucciones escritas, el programa que se encuentra debajo de
ella. El principio de funcionamiento consiste en dar una instrucción mediante un
comando escrito en la interfaz, y si dicho comando es reconocido por el programa,
entonces este responderá ejecutando la acción indicada y notificándolo en las líneas
siguientes a la instrucción dada.
Códigos Reed Solomon: Los códigos RS son códigos de bloques lineales, éstos se
fundamentan en un área especial de las matemáticas conocida como campos finitos, y
se basan en la adición de bits de paridad con el fin de detectar errores y corregirlos.
127
Consola Hiperterminal: Es una aplicación que se encuentra en casi todas las
computadoras con ambiente Windows, esta consola permite configurar el puerto
serial de la computadora conocido como puerto de comunicaciones 1 (com1), de
manera de que pueda realizarse una conexión a los equipos que conforman la red
como los DSLAM, Routers y Switches, y poder así realizar la gestión de los mismos.
Downstream: Se refiere a la transmisión de información desde la central telefónica
hacia el usuario final. (del VTU-O al VTU-R)
DWDM: Dense Wavelenght Division Multiplexing, es una técnica de transmisión de
señales a través de fibra óptica. La técnica presenta gran similitud con la técnica de
multiplexación por división de frecuencia para los sistemas electromagnéticos, se
transmiten a través de una misma fibra óptica varias portadoras utilizando diferentes
longitudes de ondas, multiplicando así el ancho de banda efectivo de la fibra. Para
poder implementar esta técnica es necesaria la utilización de multiplexores y
demultiplexores especiales en los extremos del enlace.
FEC: Es un mecanismo de corrección de errores que se realiza a nivel del receptor
sin necesidad de realizar una retransmisión de la data.
HEC: Es un campo una trama de datos que contiene un código de detección de error
que cubre sólo la cabecera, y permite la detección de errores en múltiples bits y la
corrección de errores de un solo bit.
Homegateway: Puede ser un módem xDSL, el cual posee más de una interfaz
Ethernet (RJ-45) que permite a los usuarios conectar diferentes equipos CPE y
disfrutar cierta variedad de servicios.
IGMP: Es un protocolo destinado a servicios de multicast, y su función es
intercambiar y actualizar información acerca de la pertenencia de usuarios a grupos
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de multicast específicos. Esto lo realiza a través de unos mensajes que se envían a
través de la red que permiten al usuario unirse a un grupo específico de multicast o
dejar un grupo.
Lazo de abonado: Se refiere al cableado de cobre existente entre la central telefónica
y el usuario.
LDP: Es un protocolo utilizado por MPLS para la distribución de etiquetas, es el
encargado de definir el camino por el cual se va a enviar la data y relacionar dicho
camino con la etiqueta asignada.
LSP: Label Switched Path, nombre que se le da a un camino lógico establecido entre
dos puntos a través de una red que funciona bajo el protocolo MPLS, es
unidireccional.
MPLS: Es un protocolo de transporte que define un método de conmutar paquetes a
través del cambio de etiquetas. Fue diseñado para unificar el servicio de transporte de
data para las redes basadas en conmutación de circuitos y las basadas en conmutación
de paquetes. Se vale de los protocolos LDP, RSVP y OSPF para disponer de
información general del estado de la red.
NAT: Es un mecanismo utilizado por routers que permite intercambiar paquetes entre
dos redes que poseen direcciones IP incompatibles, mediante el cambio en tiempo
real de las direcciones utilizadas en los paquetes transportados. Este protocolo
permite, por ejemplo, la conexión de varias computadoras a Internet utilizando solo
una dirección IP.
OSPF: Es un protocolo de enrutamiento que escoge el mejor camino por el cual se
enviará la información tomando en cuenta, no solo el número de saltos, sino también
la métrica del enlace, es decir lo congestionado que se encuentre un enlace al
129
momento de realizar el enrutamiento. Para ello el protocolo siempre mantiene la
comunicación con todos los nodos de la red, de manera de poseer información sobre
el estado de todos los enlaces.
PING: es una herramienta para redes de computadora que trabaja conjuntamente con
TCP/IP, envía uno o más datagramas a una dirección IP determinada solicitando una
respuesta, y mide el tiempo que tarda el equipo, al cual le pertenece la dirección IP,
en responder. Es muy útil al momento de localizar problemas en la red que se
encuentren relacionados con fallas en la conexión, lógica o física.
Port Mapping: Esquema de configuración que soportan ciertos homegateways que
poseen varios puertos Ethernet, y que permite configurar el homegateway de manera
que a cada uno de los puertos se les pueda asignar uno o varios PVC específicos, pero
independientes de los asignados a otros puertos.
RJ-11: Tipo de conector utilizado por las empresas telefónicas para la conexión a
teléfonos o módems. Normalmente consta de 4 pines.
RJ-45: Tipo de conector utilizado para redes Ethernet, es utilizado ampliamente en
computadoras, módems, switches y routers, permitiendo la interconexión entre ellos.
Normalmente consta de 8 pines.
RSVP: Reservation Service Virtual Protocol, es un protocolo que funciona en
conjunto con MPLS, LDP y OSPF y su función es la de crear un túnel lógico entre
dos puntos de una red sin importar el número de saltos, basándose en la información
suministrada por los protocolos OSPF y LDP.
Símbolo DMT: La modulación DMT se lleva a cabo aplicándole una FFT a la cadena
de bits anteriormente modulada en M-QAM, donde “M” dependerá de la relación S/N
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que se encuentre en el enlace. Una vez aplicada la FFT y agregado el prefijo cíclico y
el sufijo cíclico, se obtiene el símbolo DMT.
SIP: Es un protocolo que facilita la formación, modificación y ejecución de sesiones
de comunicación entre múltiples usuarios o individuales. Sus funciones principales
son la de proveer la señalización básica entre los participantes para poder inicializar
la sesión, se apoya en el protocolo SDP (Session Description Protocol) para clasificar
el tipo de comunicación (voz, video-conferencia, etc), escoge y utiliza un protocolo
válido para intercambiar información durante la sesión.
TELNET (TELetype NETwork): es un protocolo de red que permite la conexión
remota a un equipo conectado a internet en otro punto de la red, mediante el uso de
una computadora local de manera de poder modificar la configuración o revisar el
estado de funcionamiento del mismo. Esto se lleva a cabo a través del teclado y la
pantalla de la computadora que se esté utilizando, a través de una interfaz de
comandos que el equipo tenga disponible. Normalmente los equipos están protegidos
de manera que solo personal autorizado tenga acceso a la conexión vía TELNET.
Trellis Coded Modulation (TCM): Es un esquema de modulación que permite una
transmisión muy eficiente de la información sobre canales de ancho de banda
limitados.
Upstream: Se refiere a la transmisión de información desde el usuario hacia la
central telefónica. (del VTU-R al VTU-O)
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Anexos
