Cuando los módems sean más rápidos que los módems

CUANDO LOS MÓDEMS SEAN MÁs RÁPIDOS QUE LOS M ÓDEM S Xa ie Hessel ba ch Se a P o eso Asoci ad o del Depa amen de Ma ema ica Aplicada i Telema ica Unil'e si a Poli ecnica de Ca alunya xa ie h @ma .upc.es En los úl imos meses un a no icia ha p o ocado aquica dia en el co azón de muchos in ge ni e os. En di ciem- b e de 1996 se anunciaba un a nu e a ecnología que pe n i- i ia la an misión po línea ele ó ni ca conmu ada con en- cional a la elocidad de i 56 Kbi /s !. ¿Dó nd e es á el uco? Con el in de acen ua sus p es aciones, alg un os ab ican es o ecen como da o la elocidad que puede alcanza su módem cons id e a nd o comp esión. ¿ E a en es a ocasión un caso ambién de comp esión ? El impa a bl e auge de n eme en los úl imos años ha a as ado con igo a o as ecnologías qu.e han i ido un a c ecie n e demanda y con inuo pe eccionamien o. Se ido- es y edes de acceso han is o in c emen ada su impo ancia y han alcanzado el ámbi o del en omo domés ico. En la ac ualidad no es so p enden e dispone de un a ía de co- nexión a In eme desde el domicilio pa ic ul a . La inminen e ll egada de las edes de ca bl e p ome e la en ada de una amalgama de se icios en e los cuales se cue n a el acceso a la ed de edes, con eloc id ades compa a bl es a las hoy disponibles en cualqui e en omo p o esiona l. O as ecnolo- gías como la ADSL abajan ambién en es a línea. Mi en as es e u u o se ace ca y la geog a ía es cableada sig ui e nd o la e nd encia de las nu e a ecnologías, no se pueden ol ida la ed eléc i ca y ele ó ni ca que siguen sie nd o has a el momen o las más ex endidas a ni el mundial. La p ime a hace i empo que es in es i gada pa a pode se empleada pa a el anspo e de in onnac ión, y de hecho, ecien emen e No el (No hem Telecom) ha p esen ado un a p opues a al espec o. La segunda, no es no i cia que puede se empleada pa a el anspo e de da os i se di spone de un módem pa a ed ele ó ni ca conmu ad a. COMUNICACIÓN A TRAVÉS DE RTC El módem es esponsable de mod ul a la s eña l digi al median e impulsos analógicos adap ados al pe il del ca nal sob e el cual se a a emplea . Desde hace muchos años se abaja po ob ene el m áx imo endimien o de las lineas ele ó ni cas e xi s en es. Con un ancho de ba nd a si uado en e los 3 00 y los 3400 Hz y un a elación señal a uido de unos Usua io Módem RTC 1 00 I ODO 10 DO D Figu a 1. Ca ac e ís icas del canal ele ónico 35 dB , l aco a de Shannon asegu a que jam ás se án posibles elocidades supe io es a 36 Kbi /s, ap oximadamen e. Cua nd o los módem s comunican es es a bl ecen con- ac o a a és de la línea ele ó ni ca, un diálogo en e ellos les pe mi e es ablece la elocidad de modulación más con e- ni en e de acue d o a la ca lidad que el canal asignado les o ece. En la ac ualidad, el es ánda más ce cano a es e lími e es la no nn a V. 34+, que pe n i e la ansmisión a 33,6 Kbi / s. Has a no hace an os meses, la mayo elocidad e a de 28800 (V.34), aunque ambién exis en es ánda es que ue on la máxima eloc id ad en su época (y no hace an o de e ll o) pa a 1 92oo(V.32 e ), 1 44OO(V.32bis), 9600 (V.32), e c. Desde un pun o de is a uncional, el ayec o de la comunicación en base a cen ales de ele onía di gi ales (que son la p ác ica o alidad) es á onnado po lo s elemen os de la i gu a 3, do nd e el Eq uipo Te minal de Da os (ETD) modela al usua io. La señal analógica po ado a de la in o mación digi al gene ada po el usua io y modulada po el módem es mues eada a la en ada de la ed ele ónica a un a cadenc ia de 8 KHz con 8 bi s po mues a, pa a gene a un caudal de 64 Kbi /s. La se ñal analógica es ecupe ada cuando debe se en egada al abonado de ino, después de habe su ido el paso a a és de los il os y la codi icación ap li cada. Po o o lado, cabe eco d a el empl eo de codi i cacio- nes Ley A (Ley Il en USA), cuyo pe il apa ece en la igu a 4. Esencialmen e se a a de una codi icación en la cual los ni eles es án más dis anciados cuan o mayo e el ni el de la seña l. Es o es, el ni el de ensión que sepa a lo s símbolos Módem Usua io Figu a 2. Esquema de comunicación a a és de la Red Tele ónica COllmu ada .. RAMAS DE EsT UDIANTES DEL IEEE 49 Figu a 3. Esquema uncional de la ansmisión a a és de la RTC más alejados del o i gen es mayo pa a aq ue ll os más alejados del ni e lO . Con e ll o, en e o as en ajas, se consigue mayo sensibilidad an e a iaciones pequeñas pa a los ni eles bajos de señal. PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA TRANSMISIÓN A 56 KBIT/S Los módems V .3 4 son óp imos desde el pun o de is a de la ansmisión ex emo-ex emo a a és de la RT C. Sin emba go, la S/N en el bucle de abonado suele se bas an e supe i o a la is a desde un módem has a el módem emo o con el cual es ablece comunicación (Figu aS). En b aseaes a cons id e ación, un a nu e a ecnología pu ede e o lu ciona los es ánda es sob e módems pa a canales ele ónicos. Supóngase que la ed ele ó ni ca sea digi al, al como en la g an mayo ía de ce n ales ac uales su ce de, con c an ales de 64 Kbi /s asignados a cada llamad a. Los codi icado es en la ed son capaces de gene a 255 ni eles de ensión. Con 128 ni eles (7 bi s) se pod ia ansmi i a 7 bi s/mues a ·8 KHz = 56 Kbi / s. Con 64 ni eles, 48 Kbi /s. Con 32 ni eles, 40 Kbi /s, e c. Es ambién posible emplea subconjun os de pun os con el in de op imiza la elocidad de ans mi sión. Con menos ni e le s se consigue una ans mi sión más obus a aunque a meno asa de ans mi sión de bi s. Dado que el co di icado en ega pulsos de du ación 125 ms cada un o, y e ni endo en cuen a la exis encia de i 1 as paso bajos, las ecuencias al as desapa ecen y los pulsos ec angula es quedan edondeado s. Sin emba go, la supe - posición de pulsos no es p oblema p o que en los pun os de mues eo de cada un o de e ll os, la señal esidual del es o de pulsos pasa p o ce o. De hecho es en la p ác i ca ine i a bl e que en los in s an es de mues eo exis a un cie o ni el adicio nal debido a in e e encia in e simbó li ca. En sum a, en base a es a éc ni ca se ía posible en ia el caudal pu ode64 Kbi /s qu e ci c ul an in e namen e po la ed ..-..- as I / -+ -- / I I / J Figu a 4. Pe il de mues eo 50 has a el abonado des ino. El único p oblema es cómo in yec a los 64 Kbi /s pa a que sean ealmen e de da os. Pa a e ll o, la so lu ción es queel se ido es é conec ado di ec amen e de o ma digi al a la ed. P o lo an o, pa a pode emplea es a éc ni ca, el esquema no pod á se como el de la igu a 3 y debe á aplica se la mod i i cación que apa ece en la i gu a 6. Consecue n eme n e, ampoco dos clien es pod án comunica se di ec amen e a a és de es a ecnología. Sin emba go, la co a de Shannon sigue acechand o. El mues eo a 8KHz o ece un ancho de ba nd a de 4 KHz. Dejando s in usa pa e de las ecuencias más bajas del ancho de banda debido al uso de acoplamien os magné icos en los di spos i i os del bucle de abonado, di gamos un os 300 H z, el ancho de banda disponible es de 3,7 KH z. P o e ll o, a a és de la exp esión de la co a de capacidad de canal de 8 7 6 5 Shannon se ob iene que la elación S/N mínima necesa ia debe se , pa a las siguien es elocidades: Pa a pode ecibi los bi s desde la ed, es a es l a~al id a d a sa i s ace en el bucle analógico del abonado. Dado que la ans mi sión a 64 Kbi /s es de ma siado exigen e sob e la elación S/N necesa ia en el bucle de abonado, se han eliminado algunos pun os pa a obus ece la ans mi sión. Debe eco da se el empleo de Ley A, po lo cual lo s ni eles más ce canos a los O o l s su en más an e in e e encias o uido. Además, en USA lo s ca nales di gi ales de la RTC son de 56 Kbi / s. Como se desp ende del mecanismo, la comunicación desde el se ido al c li en e o downs eam equie e que el p ime o disponga de un a conexión digi al con la ed. Sin emba go, el ayec o o pu es o ( ips eam) exigi ía que las señales gene adas se ecibie an en el con e so A D de en ada a la ed en el in s a n e adecuado, de o nla sínc ona al el oj de la ed. Po lo an o, el canal de bajada pu ede bene icia se de la écnica a 56 Kbi /s, pe o n.o el de subida, que debe á segui empleando las adicionales modulaciones has a 33,6 Kbi /s. En caso de que la calidad de la línia en sen ido de bajada ue a insu icien e y la comunicación no pudie a es ablece se de acue do a 56 Kbi / s, la ans mi sión in en a la ges iona el es ablecimien o de con ex. ión en el adicional 33,6 o menos has a consegui una conexión adecuada. CONSIDERACIONES La mayo eloc id ad p oceden e de es a nue a écnica de ansmisión impone cie as es icciones en el empleo del B URAN ° 10 DI CIEMBRE 1997 ,..Bu cle de abonad O ~ - _ ___ ~ 4 • ~ >45 dB - 35 dB , 3,1 KHz Figu a 5. Fa cTO es limi an es de la ¡ ansmisión. canal. Po un lad o, la ans mi sión no es simé ica: El canaJ de subida no puede negocia la ansmisión a elocidades mayo es de 33,6 Kbi /s, aJ como se ha explicado. Po o o lado, la ll egada de bi s a 56 Kbi /s supone el empleo de se ido es dedicados conec ados di ec ame n e a la ed de o ma digi al a a és, po ejemplo, de e nl aces TI . Además, es a éc ni ca no unciona á si exis e más de una con e sión DI A en la ed, pu es o que en el mome n o en que se en e en un ca naJ ana lógico la S/N minima pa a sopo a 56 Kbi /s se ía p oba bl eme n e insu icie n e. Sin emba go, cu aJ quie i n e n au a que na egue po In e n e no duda á un in s an e en decidi que es p e e ible que el ca nal de bajada sea de 56 Kbi /s an es que el de subid a, pues o que es a a és del d ow ns eam po donde ecibe los da os p ocede n es de la ed, y su in e acción a a és del canaJ de e omo no equie e un ancho de banda an impo - an e. Es po es e mo i o que es a so lu ción es especialme n e ú i l pa a clie n es conec ados a p o ee do es de se icio de In e n e . Los módems a 56 Kbi /s son pu es esp ec i aJ me n e ú i les en es e con ex o. Po o o lado, pu ede es a bl ece se una compa a i a en e el cos e de la RDSI y de un a llamada ele ó ni ca empleando es os nu e os módems a 56 Kbi / s. La a i icación de la RDS] es la mi sma que la de un a ll amada ele ó ni ca que consume 64 Kbi /s, au nq ue la p ime a emplea en o al 144 Kbi /s (acceso básico) po lo cual la a i icación es de 1 441 64 eces la de un a ll amada ele ó ni ca. En suma, el uso de es os nu e os módems ap oxima el cos e po bi ansmi ido y puedecomp o me e e l u u o de la RDSI de ba nd a es echa en en o n os do nd e se eque ían accesos más á pi dos a In e n e y donde la RO Sl podía se la solución. Además, pe mi e ap o echa la misma ins alación de ele on ía ya exis e n e. S in em ba go, los módems a 56 Kbi /s es án oda ía en es ado emb iona io. La p u eba es que po el momen o dos p opues as l uc h an po alcanza la ca ego ía de es ánda . Rockwell de iende su K56 lex, mien as que USRobo ics sopo a la solución denominada X2, y que ya se puede [)(¡wns am • Ups am Con eao AJO . O/A Ley A encon a en los di s ibuido es. La eaJ idad es que se espe a la apa ición del es ánda hacia la p ima e a p óx im a. Mien- as, es o módems ope an has a 33,6 Kbi /s y po d án aJc anza los 56 Kb i /s po ac u a!ización medi an e un so wa e que p og ama á la memo i a EPROM de es os equipos pa a que ope en con e ni e n eme n e. DOW /ls n l J// : 56 Kbi J,s (~ - C - l i - en - - e - ~ Se i do J l'p . l'l' lm: 33 ,6 A-b i s Figu a 7. Velocidades alcanzables en los nue os módem s De hecho, exis en es udios en los cuajes se pone en ela de juicio el que es os módem s ll eguen a p opo ciona ea lme n e los 56 Kbi /s que asegu an. CONCLUS IO NES Se á necesa io espe a alg un os meses oda ía has a comp oba la cuo a de pen e ación que p esen a án es os módems (especiaJmen e en e los p o eedo es de se i cio que son los que deb e á n ealiza la mayo in e sión p o la comp a de los nu e os equipos) y el compo anlie n o de es a nu e a ecnología basada en id eas an i guas. Y mi en as es e u u o ll ega, aJg unos ab i can es como Mul i ech Sys ems ya es án anunciando la posibil id ad de o ece eloc id ades en el ups eam de 40 Kbi /s e incluso de 45 Kbi /s ull -dúplex. Se pu ede enco n a más in o m ación en: · 56K m óde ms: The new s pi non speed. Ka hleen Cholewka. Da a Communica i ons, Mayo 1997. · Mul iTech Sys ems. h p://www.mul i ech.comlWHPape /56Kmodem.h p · No el (No h e n Te Iecom): h p://www.noI1el.com . Rockwell: h p://www. ockwe ll .comlmcdIKS6 PI us/wha . h nl · USRobo ics: h p://x2.us .coml ec hn ology/index.h ml Figu a 6. Esquema pa a la ¡ ansmisi ón po encima de la co a de Shannoll • R AMAS DE ESTUDIANTES DEL IEEE 51