Pruebas en xDSL - Servicios Profesionales en Web

PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
SUNRISE TELECOM INC.
SUNRISE TELECOM INC.
Pruebas en xDSL
Desde un Punto de Vista Práctico
Por: Ildefonso M. Polo
B. S. Electronics Engineering
Dir. Marketing - Latin America
World leader in xDSL testing, SUNRISE TELECOM, INC … a step ahead!
©1999 SUNRISE TELECOM INC. Junio 2000
22 Great Oaks Blvd., San Jose, CA 95119 USA www.sunrisetelecom.com
1
INTRODUCCION
Esta presentación está basada en la experiencia obtenida de la implementación de servicios
xDSL en los Estados Unidos y de su aplicación en el emergente mercado latinoamericano. Se
enfoca en las técnicas e instrumentos de medición que permiten disminuir el tiempo de puesta
en servicio, eliminando la pruebas de tipo académico y aumentando la eficiencia del personal
técnico.
Acerca del Autor:
El Ingeniero ILDEFONSO POLO trabaja con SUNRISE TELECOM desde 1995, siempre
enfocado al área de América Latina. Inicialmente como Ingeniero de Soporte y luego como
Director de Marketing. Persona con un perfil técnico, siempre envuelto en pruebas de campo
con los usuarios, identificando necesidades de prueba y transfiriendo la experiencia al grupo de
desarrollo de SUNRISE, donde se desenvuelve internamente como consultor. El señor Polo ha
seguido muy de cerca el desarrollo y la implementación de los sistemas e instrumentos de
prueba xDSL en los Estados Unidos y las pruebas piloto en América Latina.
Acerca de SUNRISE TELECOM INC.
Basada en San Jose (Silicon Valley), California y fundada en 1991, es una compañía joven e
independiente, especializada en el diseño y fabricación de instrumentos de prueba portátiles
para líneas de transmisión digital. Desde un inicio introdujo ideas nuevas a un mercado muy
competido: Segundo receptor para medidas en servicio, análisis de pulso, señalización,
actualización de software por PCMCIA, instrumentos portátiles modulares,… Todo dentro del
concepto de “Herramientas Integradas”.
Hoy día, SUNRISE TELECOM se considera como una compañía líder en xDSL, que redefinió
(otra vez) el concepto de equipos de medición para planta externa, con la primera plataforma
modular para xDSL, el SunSet xDSL, y la emulación de xTU-C.
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Definiciones:
(i)
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! Mediciones:
" Lectura directa del valor de un parámetro, como respuesta a un
estímulo.
" Mediciones prácticas:
prácticas: Llevan a la identificación y/o solución de
un problema.
" Mediciones académicas:
académicas: Suelen ser netamente informativas y rara
vez contribuyen a la solución de un problema. Se toman solo
como referencia.
! Estimaciones:
" Predicción del posible comportamiento o característica de un
parámetro o sistema, basado en el procesamiento
matemático/estadístico de mediciones reales.
" Ej.: Estimación de la longitud de un cable, basado en la
capacitancia o resistencia del loop.
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MEDICION vs. ESTIMACION
Predecir si un sistema ISDN o HDSL (2B1Q) funcionará o no en dos pares de cobre, no es tarea
dificil. Solo es necesario conocer la pérdida de inserción (atenuación) y el ruido, alrededor de la
frecuencia de la portadora. Con esto se puede calcular la relación de señal a ruido y se compara
con las especificaciones del modem. Sin embargo, los esquemas de transmisión/modulación de
xDSL modernos ya no son tan simples y requieren de cálculos aun más complejos para poder
estimar su desempeño. A esto hay que agregarles la característica adaptiva de los xDSL. HDSL
transmite a una velocidad fija, mientras que sistemas como ADSL y VDSL pueden sincronizar a
diferentes velocidades.
En general, es recomendable medir el desempeño de los sitemas xDSL y no estimarlo. Un caso
típico es la respuesta a las preguntas más comunes en ADSL “Cuál es la máxima velocidad que
soporta este par? y Cuál será el márgen a la velocidad ofrecida?”. La respuesta a este tipo de
preguntas no se debe obtener mediante estimación, sino mediante verificación (medición),
utilizando instrumentos emuladores de modem. Un proveedor de servicios no puede prometer
una velocidad, a sus clientes, basado en estimaciones. Se tiene que estar seguro de lo que se
ofrece.
Las estimaciones pueden ser muy útiles cuando se utilizan como referencia para otras
mediciones más complejas. Un ejemplo típico es estimar la longitud del cable basado en la
resistencia de loop y la capacitancia. El técnico puede limitar su búsqueda con el TDR
(ecómetro) y reducir el tiempo de prueba, si tiene una idea de la longitud. Además, si la
distancia obtenida con la capacitancia es mayor que la obtenida con la resistencia, es posible
que haya una o varias derivaciones (múltiples) en la línea.
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Definiciones:
(ii)
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! Velocidad de Conexión:
" Velocidad constante, a nivel ADSL, disponible entre el modem
(ATU-R) y multiplexor de acceso (ATU-C).
" Depende de la distancia y de las condiciones del par. Se mide en
kbits/s.
" Velocidad ADSL:
ADSL: Velocidad física para transporte de celdas
ATM.
" Velocidad ATM:
ATM: Velocidad disponible para transporte de datos de
usuario.
! Velocidad de Transferencia:
" Velocidad efectiva a la que el usuario transmite/recibe la
información.
" Depende del tráfico y dimensionamiento de la red.
" Es variable y se mide en kbytes/s.
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ACCESO vs. TRANSFERENCIA
En el caso de Internet, no existe un método sencillo para medir la velocidad de transferencia ya
que este es un parámetro variable y dependiente de la Internet misma. Un mismo enlace o
acceso mostrará diferentes velocidades de transferencia, dependiendo del lugar donde se
encuentre el servidor de contenido, tipo de conexión del servidor a Internet y del tráfico existente
en ese instante.
Aunque la velocidad de transferencia esta fuera del control del proveedor de acceso de alta
velocidad (xDSL), este debe asegurarse de que el cuello de botella no se encuentre en la red
bajo su control. Es decir, que si el usuario accesa información del servidor de contenido de su
proveedor de acceso (ej.: e-mail o la página del proveedor) esta obtendra la máxima velocidad
de transferencia posible y deberá estar muy cerca de la velocidad de conexión. Es por esta
razón que los proveedores de acceso hacen alianzas con ISPs y proveedores de contenido
locales, para que estos se conecten directamente a la red de ATM de ellos y asegurar un mejor
servicio. Los proveedores de contenido local en tiempo real, video, emisoras de radio, noticieros
de televisión,… y multimedia en general, son considerados claves para demostrar las
capacidades del xDSL.
Otra de las cosas que afecta la velocidad de transferencia es la velocidad y el tipo de conexión
que el proveedor de acceso tiene con Internet (USA), ya que se dice que más del 80% del
contenido de Internet se encuentra en Estados Unidos. En Latino America, tal vez más del 90%
de las consultas son hechas a páginas con el sufijo “.com”, de los Estados Unidos.
La velocidad de transferencia es, a la final, una de las principales medidas de calidad del
servicio. De dos proveedores de acceso vía ADSL, los usuarios preferiran a aquel que ofresca
mayor velocidad de transferencia. Es decir, al proveedor que posea una mejor infraestructura
(ej.: backbone y conexión a USA).
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Qué es xDSL?
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DSL: Digital Subscriber Lines
! DSL es una tecnología de transmisión Analógica
muy avanzada, que permite transportar información
Digital a altas velocidades, por pares telefónicos
comunes, mediante sistemas de modulacióndemodulación complejos.
! La “x” se utiliza para diferenciar los tipos de
servicios y/o tecnologías DSL (ej.: HDSL, IDSL,
SDSL, ADSL, UDSL, MDSL, VDSL,...)
!
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xDSL en USA
En Noviembre de 1999, se estima que en los Estados Unidos existen un total de 350,000
accesos xDSL (sin contar los HDSLs y tecnologías anteriores). Las tres mas grantes compañías
son:
- SBC con
100,000 usuarios
- US WEST con
80,000 usuarios
- COVAD con
33,000 usuarios
Esto demuestra que xDSL es un mercado explosivo, teniendo en cuenta que solo comenzó a ser
comercializado masivamente a finales de 1998.
El potencial de crecimiento es aun mucho mayor, ya que esto va a experimentar un efecto de
avalancha como el que ocurre con los discos rígidos (HD) y los procesadores de los PC. Entre
mayor capacidad y velocidad, mayores y más complejas se hacen las aplicaciones. Es decir, tan
pronto se resuelva el problema capacidad del backbone de internet y todas las ISPs tengan
acceso ATM de alta velocidad, las páginas y aplicaciones de Internet se harán cada vez más
complejas y ricas en en funciones multimedia, interactividad, tiempo real,… haciendo obsoleto
los accesos tipo Dial-Up.
Internet vía modem 56k será un servicio gratis, de hecho esta es una tendencia que ya está
comenzando en Estados Unidos y ya existen muchos proveedores de Internet soportados solo
con la propaganda. Por esta razón, muchos ISPs que tienen una gran infraestructura de acceso
Dial-Up, están ofreciendo computadoras grátis, para los clientes que se subscriban con un
contrato a tres años.
En la actualidad, los accesos xDSL a Internet son del tipo Ethernet 10BaseT. Sin embargo, ya
existen modems DSL con puertos USB y ATMF 25.6 (ATM sobre ADSL o VDSL). Esto será
impulsado por la necesidad de ancho de banda, haciendo ATTH (ATM To The Home) una
realidad en un futuro muy cercano.
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Digital Subscriber Lines
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Línea Digital al Suscriptor o DSL es una familia de
tecnologías de transmisión de datos a alta velocidad
por pares de cobre, que interconecta al usuario final
con un nodo de red, o diferentes nodos de red.
! Son soluciones de último kilómetro, cuya ventaja se
encuentra en que utilizan líneas telefónicas comunes,
para aliviar el cuello de botella existente y satisfacer la
creciente demanda de velocidad por parte de los
usuarios, reduciendo los costos y tiempos de
instalación.
! DSL es una tecnología prometedora, ya que desplaza a
la costosa fibra en muchas aplicaciones que no
requieren de velocidades muy altas y aquellas
sensibles al costo.
!
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REEMPLAZARA VDSL AL ADSL?
VDSL es una tecnología prometedora, que ofrece hasta 26 Mbit/s en forma simétrica o 51/3.2
Mbit/s en forma asimétrica. Sin embargo, tiene una gran limitante que es el alacance: 500m para
26 Mbit/s simétrico, 2.5 km para 2 Mbit/s simétrico. Esto requiere de una infraestructura de fibra
óptica FTTB/C (Fiber To The Building/Curve), con DSLAM compactos y diseñados para ser
instalados en armarios de la calle.
Por otro lado, ADSL ofrece velocidades relativamente altas, que cubren las necesidades
actuales de archo de banda y la inversión en planta externa es casi nula. Esto hace que hoy
ADSL sea más atractivo que VDSL, solo hay que instalar el DSLAM en la central y reparar
algunos de los pares existentes (en el caso de que no funcionen).
En el caso de los Estados Unidos, las centrales telefónicas cubren áreas muy grandes y la
longitud de los cables pueden llegar a ser extremadamente largas, aun para ADSL. Por esta
razón es también común encontrar bobinas de pupinización. Es decir, en algunas zonas, la
inversión en infraestructura necesaria para ADSL es comparable a la de VDSL, con DSLAM
remotos.
En América Latina es muy diferente, ya que existe la tendencia de tener más centrales
telefónicas, cubriendo áreas relativamente pequeñas. Es muy poco común encontrar líneas muy
largas, con bobinas de carga. Es decir, en la mayoría de los casos, el desempeño de ADSL será
aceptable. En este caso ADSL tiene (temporalmente) una gran ventaja con respecto a VDSL.
De otro lado, los paises latinoamericanos y América Latina misma, no cuentan con un buen
backbone, ni proveedores locales de contenido suficientes, para justificar velocidades de acceso
muy altas. Es decir, una vez se inicie comercialización masiva de ADSL, el cuello de botella será
en el backbone ATM e Internet. Afortunadamente, la mayoría de los paises ya están ampliando
su red ATM y sus conexiones con USA.
En general, para asegurar el éxito de xDSL, es necesario que los proveedores de acceso hagan
alianzas con los ISP locales y permitirles acceso directo a ATM.
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Tipos de DSLs
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Datacom DSU/CSU, DDS
! ISDN BRA (Interfaces U y S), IDSL
! E1 (2048 kbit/s) y T1 (1544 kbit/s)
! HDSL (E1 y T1), HDSL-2, SDSL
! ADSL (G.DMT y CAP), UDSL (G.Lite)
! RADSL
! SDSL
! MDSL
! VDSL
!…
!
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ACRONIMOS:
ADSL:
ATTH:
BB-RAS:
CSU:
DDS:
DSLAM:
DSU:
HDSL:
IP:
ISDN BRA:
ISP:
MDSL:
POTS:
PPP:
PPPoE:
PPPoA:
QAM:
SDSL:
UADSL:
USB:
VDSL:
VoIP:
VPN:
Asymmetric Digital Subscriber Line
ATM To The Home
Broad Band - Remote Access Server
Channel Service Unit
Digital Datacall System
DSL Access Multiplexer
Digital Service Unit
High bit rate Digital Subscriber Line
Internet Protocol
Integrated Services Digital Network - Basic Rate Access (RDSI)
Internet Service Provider
Medium bit rate Digital Subscriber Line
Plain Old Telephone System
Point-to-Point Protocol
PPP over Ethernet
PPP over ATM
Quadrature Amplitude Modulation
Symmetrical Digital Subscriber Line
Universal ADSL (G.Lite), UDSL
Universal Serial Bus
Very high bit rate Digital Subscriber Line
Voice over IP
Virtual Private Network
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HDSL (Simétrico)
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HTU-R
HDSL
PBX
PBX
HTU-R
HTU-C
HD
SL
SL
HD
BRIDGE
HTU-R
HD
SL
HTU-C
HTU-C
HTU-R
BRIDGE
US
ER
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HDSL
Tecnología de acceso punto a punto, que se hizo muy popular por su capacidad de transportar
E1 y Nx64k. Solucionando muchos de los problemas de acceso de último kilómetro, para los
proveedores de servicios de telecomunicaciones. Reemplazó los costosos radios de microondas
tipo mini-link, en la interconexión de PBX. Se utilizó con bridges y routers como el primer medio
económico y de alta velocidad, para interconectar redes LAN. En general, HDSL es una
tecnología de interconexión (transporte) punto a punto.
En la actualidad existen dos tipos de HDSL: HDSL a cuatro hilos (necesita de dos pares) y
HDSL2 que solo utiliza un par de cobre (aun se está trabajando en la estandarización de
HDSL2). Hoy (Nov. 1999), el más común es HDSL a dos pares, que utiliza una sola portadora y
modulación 2B1Q. Es considerado un sistema bastante robusto y fácil de probar. Solo es
necesario asegurar una buena relación de señal a ruido, al rededor de la portadora y un medidor
de tasa de error (BERT).
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VDSL, ADSL, G.Lite (Asimétricos)
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ATU-R
ADSL
10BaseT
USB
ATMF25
ATU-C
SL
AD
BRIDGE
ATU-R
ATU-C
ATM
FR, IP
AD
SL
ATU-C
ATU-R
BRIDGE
SERVER
ISP
US
ER
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ADSL (G.dmt y CAP)
Inicialmente desarrollado para sistemas de Video On Demand (VoD), hoy ADSL se ha convertido
el la tecnología predilecta para acceso a Internet. G.dmt (G.992.1) es el estándar de la ITU-T que
define el esquema de transmisión DMT. Ofrece hasta 8 Mbit/s downstream y 800 kbit/s
upstream. Antes de la estandarización de ADSL, por parte de ITU-T, DMT competia con otro
sistema de modulación llamado CAP. Los sistemas CAP son incompatibles con DMT.
DMT tiene la capacidad de compartir el par con servicios POTS o ISDN, mediante el uso de
spliters (filtros pasivos) que separan los servicios.
QUE ES DMT?
Discrete MulTitone es un esquema de modulación adaptivo del tipo Frequency Division
Multiplexing, que utiliza 256 portadoras QAM (carriers), que transportan de cero a 15 bits cada
una. Para ponerlo en forma muy simple, es como tener 256 modems en paralelo, cada uno
transmitiendo a una frecuencia diferente. La separación entre portadoras es de 4.3 kHz,
comenzando en 4 kHz y terminando en 1.1 MHz. La potencia y número de bits de cada una de
las portadoras se ajusta, dependiendo de la atenuación y el ruido existentes en la banda que
ocupa.
ADSL DMT
QUE ES CAP?
Bits/Carrier
15
10
Carrierless Amplitude Phase modulation.
5
0
G.lite o UADSL
POTS UPSTREAM
DOWNSTREAM
También llamado Universal ADSL, G.Lite es el estándar de la ITU-T y es un ADSL simplificado,
impulsado por los fabricantes de computadoras. Ofrece hasta 1.5 Mbit/s downstream y 500 kbit/s
upstream.
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Parametros que Afectan al DSL
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Parametros Físicos (fijos y variables)
! Circuitos en Corto o Abiertos
! Prérdida de Inserción (Atenuación)
! Ruido de Fondo e Impulsivo
! Interferencias de Otros Servicios
! Líneas en Paralelo (derivaciones)
! Bobinas de Carga (puninización)
! Distancia
! Desbalance Longitudinal de Impedancias
! ...
!
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PARAMETROS QUE AFECTAN AL xDSL
Los DSL modernos utilizan sistemas de modulación/transmisión que ocupan un gran ancho de
banda (1.1 MHz ADSL para DMT y 1.6 MHz para CAP). Por esta razón son afectados, de una u
otra forma, por todos los parámetros.
Parámetros Fijos y Variables
La resistencia de loop, capacitancia, aislamiento y longitud se consideran parámetros fijos. La
variación de la resistencia con la temperatura y de la capacitancia con la humedad, no son
tomadas en cuenta en la mayoria de los casos. De todas maneras, estos son solo parámetros
de referencia.
Pérdida de Inserción y Ruido
A parte de las fallas en el cable (cortos, abiertos, etc), los xDSLs son muy afectados por el ruido
(principalmente crosstalk de otros servicios) y por la características de atenuación del cable. En
general, la característica de atenuación en todo el ancho de banda es una medida excelente,
porque resume o contiene los efectos causados por cada uno de los parámetros individuales.
Es decir, conociendo la curva de atenuación es posible identificar muchos de los problemas del
cable.
Otros de los parámetros claves para detectar problemas en la línea es el análisis de ruido de
fondo, en banda ancha, realizado con un analizador de espectros. De esta forma es posible
identificar interferentes internos (crosstalk) y externos (AM, HF).
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Tipos de Pruebas en xDSL (Historia)
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!
Tipo telefonía, extendidas.
Se utilizó la experiencia de los técnicos en mediciones de
planta externa y se extendieron estas medidas a los
diferentes servicios de datos.
" Parametros físicos (caracterización).
" Inyección de señal con la frecuencia de la portadora.
" Medicion de ruido, con filtros estándar.
Funciona/No Funciona (LEDs del modem).
! Modem y PC para Verificación del Servicio.
! Tasa de Error (HDSL, SDSL, IDSL).
Qué pasa cuando el modem no sincroniza?
!
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Equipos de medición de planta externa, actualizados.
Muchos fabricantes tradicionales de instrumentos de medición para planta externa, orientados
originalmente a telefonía básica, han ido actualizando sus equipos para permitir la prueba de
nuevos servicios. Basicamente, han ido aumentando el ancho de banda. Bastante útiles para
sistemas de transmisión de una portadora, pero muy limitados para sistemas de transmisión con
múltiples portadoras o sin portadoras (ej.: ADSL).
Utilización del modem en pruebas tipo pasa/falla (prueba y error)
Este tipo de pruebas fué muy común con los sistemas HDSL. Consiste en conectar los modems
y verificar que sincronizen. Normalmente, estos modems cuentan con un indicador de
sincronismo. Si no sincroniza, quiere decir que hay problemas en la línea. Cuando sincroniza,
quiere decir que es posible que el sistema funcione, ya que aun se desconoce la confiabilidad
del enlace (es posible que sea una línea marginal, con muy pocos dB de margen).
Si se desea conocer el margen, atenuación, el ruido y relación S/N, es necesario utilizar un PC,
para leer los parámetros del modem, lo que la hace muy inconveniente y costosa para
aplicaciones en campo.
Este tipo de pruebas solo es aplicable a modems de velocidad fija, como HDSL. En sistemas
adaptivos, el modem casi siempre sincronizará y la duda es: a qué velocidad? Y cuál es el
margen?
Qué pasa cuando el modem o emulador de modem no sincroniza?
R/. Cuando el modem no sincroniza, por problemas en la línea, los instrumentos de medición
basados en emuladores de modem no pueden hacer ninguna medida y no permiten conocer el
porqué de la falla. Normalmente se requiere del apoyo de las pruebas físicas del cable, para
identificar el problema.
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Tipos de Pruebas en xDSL (Hoy)
Cliente
Acome Planta MDF
tida Externa
Central
ISP
Proveedor de
Internet
DSLAM
World
Wide
Web
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Servidor de
Contenido
SERVER
GATEWAY
ATM
MODEM
IP: xxx.xxx.xxx.xxx
INTERNET
IP: yyy.yyy.yyy.yyy
Abierto, Loop
Esclavo
Gen.Frec
Abir/Cerrar Loop
Emulación
xTU-R
xTU-R
Multímetro
TDR
Ruido
!
Parámetros Físicos y Ruido
Maestro
-Atenuación
-S/N
- Balance
!
Caracterización del enlace
Emulación
xTU-C
!
Pruebas de Factibilidad
!
Verificación/Diagnóstico de Modem
!
Verificación de Conectividad xDSL
!
Verificación de Conectividad
IP
Servidor
Emulación
xTU-C
Emulación
xTU-R
Emulación
xTU-R
PING
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xTU-C
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Sistemas xDSL, acceso o último kilómetro
Aunque los sistemas de transmisión DSL son soluciones de último kilómetro o de acceso, estos
solo hacen parte de una solución o servicio más completo. Normalmente los usuarios no
compran un servicio DSL, ellos compran una troncal (ISDN o R2) para su PBX, una conexión
transparente entre dos sucursales, o un acceso internet de alta velocidad. xDSL es solo el
medio que permite entregar el servicio al usuario y es totalmente transparente para ellos.
Es decir, cuando se hacen pruebas a nivel de xDSL, es necesario tener en cuenta que esta es
solo una parte de la solución. En el caso de Internet, hay que contar con herramientas que
permitan verificar que el usuario tiene acceso al porveedor de servicios de Internet (ISP) o a un
servidor de contenido cualquiera.
Pruebas en xDSL
En la gráfica se listan los diferentes tipos de prueba, en un orden lógico o secuencial. Sin
embargo, en la realidad ocurre casi todo lo contrario ya que se requiere reducir el tiempo
necesario para verificar el enlace y muchas de las pruebas no son realmente necesarias.
El técnico que va a activar el servicio o hace una prueba de factibilidad para un cliente,
normalmente va a iniciar con una prueba de conectividad ADSL (usando un emulador de
modem). Si el sistema sincroniza sin problemas y todos los parámetros del enlace están dentro
de lo esperado, solo queda verificar la conectividad a nivel IP.
En el caso de que se note algo extraño en el enlace, que tenga problemas en sincronizar o que
no sincronice, el técnico debe contar con las herramientas necesarias para poder identificar y
solucionar el problema, en el menor tiempo posible.
Pruebas como detección de bobinas de carga, análisis de respuesta en frecuencia y ruido,
normalmente dan suficiente información para diagnosticar el posible problema.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Parámetros Físicos y Ruido
Cliente
Planta MDF
Externa
Multímetro
TDR
Ruido
Abierto, Loop
!
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Central
Medidas Tip(A)-Ring(B), Tip-GND, Ring-GND
" Resistencia
(Ohmetro para planta externa)
" Capacitancia (Estimación de Longitud)
" Voltaje AC
(True RMS)
" Voltaje DC
Longitud
(TDR, Resistencia de Loop y Capacitancia)
! Ruido en banda Ancha (Analizador Espectral de Potencia, PSD)
!
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APLICACION DE ALGUNOS PARAMETROS FISICOS
La Capacitancia y Resistencia de loop no se miden con el fin de estimar la respuesta en
frecuencia del cable, basado en una formula, ya que este se considera un ejercicio netamente
académico, que nada tiene que ver con las características reales del mismo.
Los valores C y RLoop se utilizan para cosas más prácticas, como estimar la longitud del cable.
Estas longitudes (LC y LR) deben ser comparables y pueden ser aplicadas de la siguiente
manera:
- Limitar el rango de búsqueda del TDR, para un análisis más rápido y detallado.
- Poder diferenciar entre una bobina de carga y el final del cable (con un TDR).
- Si la longitud obtenida con C es significativamente mayor que la obtenida con RLoop, es muy
posible que existan derivaciones (múltiples) en la línea. La longitud del múltiple (o suma de
multiples) seria equivalente a la diferencia entre las dos distancias (LC-LR).
Es importante anotar que los multímetros digitales para planta externa son diferentes a los
multímetros para aplicaciones en electrónica. Estos últimos están diseñados para medir
resistencias confinadas o concentradas en áreas relativamente pequeñas y para esto utilizan
voltajes muy bajos. En el caso de los cables de planta externa, la resistencia está distribuida en
distancias muy grandes y con voltaje/ruido inducidos. Por esta razón, los multímetros diseñados
para planta externa, deben hacer la medida con voltajes relativamente altos (de decenas a
cientos de voltios, dependiendo de la aplicación). Algunos utilizan voltajes muy altos (más de
250V) para aplicaciones que requieren medir aislamiento.
El Ruido en Banda Ancha: Es muy importante poder ver, gráficamente, la distribución del
espectro de ruido, para poder identificar los posibles interferentes del servicio que se va a
instalar. El instrumentos debe poseer “inteligencia” para analizar el ruido y sugerir al usuario las
posibles fuentes del ruido (crosstalk ISDN BRI, HDSL, E1, ADSL,…). Tal vez es la medida que
da máyor informacion.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Reflectómetro (TDR)
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Detección de Circuito Abierto (longitud de línea)
! Detección de Cortos (posición)
! Detección de Líneas Paralelas (posición y longitud)
! Posición de Bobinas de Carga
!
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13
MEDIDAS CON TDR (Reflectómetro en el Dominio del Tiempo o Ecómetro)
En general, el análisis gráfico de un TDR no es cosa fácil y requiere de mucha experiencia. Esto
se agrava con el hecho de que un medio tan competitivo, como el de las telecominicaciones,
limita las posibilidades de entrenamiento de los técnicos (básicamente no hay tiempo). Por esta
razón es que las compañias proveedoras de servicios de telecomunicaciones, están cada vez
más interesadas en instrumentos de medición “inteligentes” y multifuncionales, que analicen el
problema y entreguen una respuesta simple.
En el caso del TDR, el técnico se podría apoyar en otras herramientas como un detector de
bobinas de carga y un multímetro de planta externa, para obtener informaciones que le ayudarán
a entender los gráficos que aparecen en el TDR. Medidas como LC y LR, le ayudarán a limitar la
búsqueda.
Si las estimaciones de distacia siguieren que existen derivaciones (paralelos, múltiples), este
podría utilizar un generador de barrido y un medidor selectivo, con el fin de obtener un análisis
gráfico de respuesta en frecuencia del cable. Esto ayudará a identificar los puntos de
resonancia de cada uno de los múltiples y medir la longitud de cada paralelo presente en la
línea.
Con esta información, el técnico sabe lo que está buscando y en que rangos. Algunos TDR
ofrecen funciones de búsqueda automática de eventos.
El TDR es considerado como una herramienta de mantenimiento.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Identificación de fallas con TDR
!
Circuito Abierto (o Bobina de Carga)
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L
# Longitud del cable $
!
Corto Circuito
L1
# Posición del corto $
!
Línea en Paralelo
L1
#Posición del paralelo$
$ #Longitud del paralelo$
$
L2
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IDENTIFICACION DE FALLAS CON TDR
A nivel mundial, se considera que los registros existentes de la planta externa
no son confiables. Es importante que las medidas con TDR estén apoyadas en
otras mediciones y/o estimaciones previas, para hacer más simple el análisis de
las curvas que se muestran en la pantalla.
El TDR ideal sería uno inteligente que pudiera interpretrar los eventos
encontrados en la línea y luego los describa en forma sencilla. En la práctica,
un instrumento como este es todavía una utopía.
Un TDR práctico es aquel que ofrece las siguientes funciones:
- Búsqueda automática de eventos.
- Capacidad de almacenamiento e impresión de gráficos (para posterior
análisis).
- Fácil de operar.
- Que posea o esté integrado con otras herramientas como:
• Multímetro de planta externa, con capacidad de estimar la longitud del cable.
• Detector de bobinas de carga (pupinización).
• Detección de líneas en paralelo (derivaciones, ramales, múltiples).
• Medición de la longitud de cada uno de los paralelos encontrados en la línea.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Caracterización del enlace
Cliente
Planta MDF
Externa
• Instrumento portatil
• Instrumento tipo rack
• CLT Integrado al DSLAM
Maestro
-Atenuación
-S/N
- Balance
Esclavo
Gen.Frec
Abir/Cerrar Loop
!
SUNRISE TELECOM INC.
Central
Asegurarse de hacer pruebas en las puntas
" Perdida de Inserción
" Ruido, Señal/Ruido
" Detección de Bobinas de Carga
" Emulacióm de Modem
&
%
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&
%
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PRUEBAS PUNTO A PUNTO:
Al hacer pruebas de pérdida de inserción o emulación ATU-R o ATU-C, se puede cometer el
error de conectarse a un punto intermedio de la red, haciendo que el cable sobrante hasta el
usuario (acometida) se comporte como una derivación, afectando los resultados.
Si no se tiene acceso a una caja de conexión cercana al usuario, el técnico tiene que
asegurarse de aislar el resto de la línea, para que el instrumento de medición siempre quede
al final de la misma. De esta manera, se asegura que los resultados serán correctos.
Esta no es una limitación del instrumento de medición, es una precaución que siempre se
debe tomar, e inclusive si se utilizan los modems para prueba. El error en la medida se
produce debido a que la cola de cable restante se comporta como una derivación y resonará
a diferentes frecuencias, que sean múltiplos de su longitud, atenuando fuertemente la señal.
Este efecto es más notorio, cuando la cola de cable esta cerca del generador. En este caso,
se verán puntos de resonancia bien marcados.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Test de Caracterización
!
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Pruebas Básicas y de Seguridad
" Voltajes DC y AC presentes en el cable.
" Aislamiento del cable (abierto)
" Capacitancia del cable (y estimación de distancia)
" Resistencia del Loop (y estimación de distancia)
Detección de Bobinas de Carga.
! Longitud del Cable y Derivaciones (TDR)
! Pérdida de Inserción (respuesta en frecuancia)
! Ruido de Fondo y Relación Señal/Ruido
! Ruido Impulsivo
!
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RUIDO DE FONDO
Uno de los parámetros claves para detectar problemas en la línea es el análisis de ruido de
fondo, en banda ancha, realizado con un analizador de espectros. De esta forma es posible
identificar interferentes internos (crosstalk) y externos (AM).
El NEXT (Near End CrossTalk) es definitivamente un parametro que afecta los servicios DSL, en
general, en cuanto en el lado de la central se concentran multiples servicios digitale que
transmiten con potencias relativamente altas. Cada servicio que se agrega a un cable, es una
potencial fuente de ruido. Sin embargo, hay que tener en cuenta que aunque el interferente
puede reflejarse con un alto nivel de ruido, la señal a transmitir tambien será transmitida con una
potencia alta, haciendo que el efecto no sea tan grave, en cuanto se logra una buena relacion
señal/ruido.
Normalmente, el problema más grave de ruido es el de tipo FEXT (Far End CrossTalk), visto
desde el punto de vista del usuario. Es decir, la señal upstream del usuario llega atenuada a la
central, donde va a competir con el crosstalk generado localmente y la relacion señal/ruido va a
ser mas baja.
De todas maneras, esto no es nuevo y todos los sistemas DSL han sido desarrollados con esto
en mente. Es por esta razon que las señales upstream del ADSL se encuentran a bajas
frecuencias, donde la atenuación es mucho menor.
Por último, la experiencia ha mostrado que el ruido más dañino no se produce por crosstalk, sino
en las largas acometidas aereas con cable plano, donde el ruido inducido por las emisoras de
AM y HF alcanza niveles muy altos, siendo agravado por el hecho de estar serca al suscriptor,
donde la señal ADSL que viene de la central ya se ha atenuado, resultando en márgenes de
señal/ruido muy bajos. Esto no es gran problema para HDSL o ISDN, porque son de frecuencias
más bajas. En estos casos será necesario medir el ruido del lado del suscriptor y verificar su
efecto en el ADSL. En algunos casos será necesario reemplazar la acometida del suscriptor por
par trenzado y/o acometida subterranea o por ducteria.
RUIDO IMPULSIVO
Tener un contador de eventos de ruido impulsivo, es de gran ayuda para identificar problemas
intermitentes. Para una medida más segura, se debe conocer el nivel del ruido de fondo, para
programar el nivel de referencia (umbral o Threshold). El umbral debe estar por encima del pico
de ruido medido.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Mediciones de Línea (i)
!
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Pérdida de Inserción (Atenuación vs frecuencia)
" Respuesta en Frequencia de la Línea
" Requiere de dos instrumentos: Generador y Medidor.
" Ancho de Banda Mínimo de 1.6 MHz. Cubre las Bandas
de ADSL DMT y CAP.
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MEDICION DE PERDIDA DE INSERCION (Respuesta en Frecuencia del Cable)
Requiere de un generador de barrido y un medidor selectivo. Los instrumentos modernos
ofrecen las dos funciones integradas, para evitar el uso de dos aparatos difrentes. Es necesario
hacer un barrido detallado, con un minimo ancho de banda de 1.1 MHz (para ADSL G.dmt).
Permite identificar la presencia de líneas en paralelo (derivaciones o múltiples), si se hace un
barrido detallado.
En la actualidad existen generadores y medidores selectivos, manuales, programables y
automáticos. Con los manuales y programables se acostumbraba a seleccionar/programar
algunas frecuencias típicas y extrapolar la gráfica de respuesta en frecuencia. Esta técnica de
medición no toma en cuenta los circuitos resonantes, que tienden a elininar una frecuencia. Los
primeros sistemas DSL solo tenian una o dos portadoras y era muy fácil hacer coincidir algunas
de las frecuencias generadas y medidas, con las del sistema DSL. Los DSL actuales poseen
muchas portadoras, lo que requiere que se haga un barrido automático de todas las frecuencias
posibles y asi, obtener un gráfico real de respuesta en frecuencia.
La gráfica, muestra un ejemplo de respuesta en frecuencia, hecha con un barrido de 4 a 1600
kHz, en pasos de 4.3 kHz (en la figura solo se muestra de 354 kHz a 1.1 MHz). Debido a la gran
cantidad de muestras tomadas, es posible ver los efectos causados por resonancia (entre
círculos), que pasarian desapercibidos si se hace con menos muestras y extrapolando.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Mediciones de Línea (ii)
!
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Detección de Bobinas de Carga (pupinización)
" Deteccíon bobinas presentes en la línea
" Resultado gráfico y/o numérico
" Frecuencia de resonancia e intensidad de cada bobina
" Servicios ADSL no toleran las bobinas
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BOBINAS DE PUPINIZACION (Load Coils)
Fueron muy utilizadas para compensar el efecto capacitivo, en líneas muy largas, y mantener la
calidad de voz. Dependiendo de la longitud del cable, un circuito puede tener más de una
bobina de pupinización. Muy utilizadas en los Estados Unidos, hoy se consideran un problema
para los servicios DSL, en cuanto atenuan las frecuencias que se encuentran más alla del
espectro audible.
Para solucionar el problema, se utilizan dos herramienta:
A. Un detector de bobinas de carga, que cuenta cuantas hay en la línea (por resonancia). Los
resultados son dados en forma gráfica y/o numérica.
B. Una vez detectadas, se utiliza un TDR (ecómetro) para ubicar la posición de la primera bobina
y enviar un técnico a que la retire. Este proceso debe repetirse hasta que todas las bobinas
sean eliminadas.
En un TDR, una bobina de carga se visualiza como un abierto o fin del cable. Por esta razón no
es posible ver más allá de la distancia donde se encuentra la bobina. Es por esto que la primera
bobina debe ser retirada, antes de poder ubicar la siguiente.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Mediciones de Línea (iii)
!
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Análisis Espectral de Potencia (PSD)
" Ruido de Fondo (Background Noise)
" Modos: Terminado y Alta Impedancia
" Filtros E, F, G y DMT
" Identificación del tipo de ruido o interferente
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IDENTIFICACION DEL TIPO DE RUIDO (Crosstalk)
Normalmente, el tipo de ruido que se encuentra en los cables de planta externa no es de tipo
externo, son intermodulaciones (crosstalk) de otros servicios de transmisión digital qye viajan en
el mismo grupo de cables. Los más críticos son los producidos por los equipos de la central, que
transmiten señales con potencias relativamente altas.
Los servicion basados en codificaciones simples como 2B1Q (ej.: HDSL e ISDN) son muy
robustos y muy pocas veces son afectados por otros servicios. Si la atenuación y el margen de
señal/ruido están dentro de las especificaciones del modem, el sistema funcionará con un
margen de error muy bajo.
El casos como el de ADSL, donde no se habla de una sola portadora y el ancho de banda es
mayor, el servicio se ve mas afectado por el ruido. Sin embargo, la flexibidad de un sistema
adaptivo como ADSL compensa este tipo de pédidas, eliminando las portadoras afectadas por
ruido o cancelación y concentrando toda su potencia en aquellas que poseen un buen margen
de señal/ruido. En la práctica ADSL ha demostrado ser un sistema de transmisión muy robusto,
capaz de adaptarse a las condiciones de la línea.
Un analizador espectral de potencia (Power Spectral Density, PSD), es necesario para medir el
ruido en la línea e identificar los posibles interferentes.
Es importante que el analizador ayude a identificar la fuente o característica de ruido, ya sea por
medio de máscaras de referencia o automaticamente. Esto con el fin de darle al técnico
suficiente información para solucionar el problema.
UTILIZACION DE FILTROS E, F y G
En la medición de ruido, para un servicio específico, es necesario limitar la banda de análisis,
para eliminar la banda de ruido que no afecta el servicio. Para esto se utilizan los filtros estándar
E, F y G.
Filtro E: Para ISDN acceso básico (BRA o BRI), limita el ancho de banda de análisis entre 1 y
50 kHz.
Filtro F: Para HDSL, limita el ancho de banda entre 5 y 245 kHz.
Filtro G: Para ADSL, limita el ancho de banda entre 20 kHz y 1.1 MHz.
Es necesario aplicar el filtro correspondiente para poder comparar el valor medido, con las
especificaciones del modem.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Mediciones de Línea (iv)
Correlación de Resultados
Bits/Carrier
15
0
5
5
Background Noise (dBm /Hz)
-5
-15
4
69
134 198 263 328 392 457 522 587 651 716 781 845 910 975 1039 1104 1169 1233 1298 1363 1427 1492 1557
15
-25
20
-35
25
-45
30
-55
35
-65
40
-75
45
-85
50
-95
55
-105
60
-115
65
-125
70
Frequency (kHz)
Bits/Carrier
15
" Caso 2
0
5
-5
Background Noise (dBm /Hz)
BITS/PORTADORA
ATENUACION
RUIDO
10
-15
Insertion Loss (dB)
" Caso 1
5
4
69
134 198 263 328 392 457 522 587 651 716 781 845 910 975 1039 1104 1169 1233 1298 1363 1427 1492 1557
10
15
-25
20
-35
25
-45
30
-55
35
-65
40
-75
45
-85
50
-95
55
-105
60
-115
-125
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Insertion Loss (dB)
!
SUNRISE TELECOM INC.
65
70
Frequency (kHz)
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20
Caso 1: Efectos de las derivaciones (líneas en paralelo)
El primer gráfico muestra una medida real (realizada con el SunSet xDSL) que muestra el efecto
de una cola de cable al lado del transmisor (generador), por error. En este caso se hizo una
prueba en un punto intermedio de la red, sin aislar el cable sobrante, el cual se comporta como
un paralelo. La línea naranja muestra el comportamiento real del cable y la línea verde muestra
los resultados obtenidos. (Rojo= Ruido; Azul= Distribución de bits por portadora ADSL). El efecto
es bastante fuerte porque el paralelo se encuantra muy cerca al transmisor y por esto la señal
resonante reflejada es de gran potencia.
Nota: Existen varios puntos donde el cable se comporta como un filtro de rechazo (notch),
aproximadamente a 380, 884 y 1143 kHz. Si se conoce la velocidad de propagación del cable
(Vp = 0.64C), es posible medir la longitud de las derivaciones que causan este comportamiento,
por resonancia:
L = ¼λ1, ¾λ2,… y λn= Vp/fn. λ=Long. de Onda
LA = 126m, para f1=380 kHz y f2=1143 kHz.
LB = 54m, para f1=884 kHz.
LA y LB son las longitudes de las derivaciones..
Caso 2: Efectos de la falta de blindaje contra ruido
La segunda figura muestra un cable con excelentes características de respuesta en frecuencia
(verde), pero con un nivel muy alto de ruido (rojo). Es posible identificar todas las portadoras de
AM, a partir de 530 kHz. También se puede notar el efecto que este ruido tiene en el ADSL
(azul), ya que las portadoras a partir de 548 kHz no son utilizadas. En esta caso el problema era
una acometida aerea, con cable no trenzado, de más de 80m. La solución: utilizar cable trenzado
y/o acometida subterranea.
Algunos instrumentos ofrecen ayudas visuales (en forma de máscaras), con el fin de que el
técnico sea capaz de identificar el tipo de interferencia.
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Rev. 2.2 pag.: 20
PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Aplic. Práctica de Medidas de Línea
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La Característica de Respuesta de Señal/Ruido (en
banda ancha) determina la distribución de
Bits/Portadora.
! Un Técnico con Experiencia podrá estimar la
Característica de Respuesta Señal/Ruido, basado en
la gráfica de distribución Bits/Portadora (full rate)
y decidir si es necesario hacer más pruebas.
!
•ADSL Ideal
•Señal/Ruido
•ADSL Real
f
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21
APLICACION PRACTICA DE LAS MEDIDAS DE LINEA
En general, las medidas de Respuesta en Frecuencia (pérdida de inserción) y Densidad
Espectral de Potencia de Ruido (PSD) son las que realmente muestran la característica del
enlace, ya que estas incluyen los efectos reales de cada uno de los parámetros físicos de la
línea.
Cuando estas medidas se hacen en forma lineal y con una cantidad de muestras suficientes
para asegurar buena resolución, es posible correlacionar cada una de ellas con la distribución
real de ancho de banda ADSL.
Conociendo los efectos que la Pérdida de Inserción y/o el Ruido tienen en la transmision ADSL
(distribucion de bits/portadora), el técnico podrá determinar la necesidad de hacer pruebas a más
bajo nivel, basado en la gráfica de distribucion de portadoras (ver gráficos de la página anterior).
Es posible que el ADSL instalado al cliente cumpla con las velocidades y márgen prometidos.
Sin embargo, si el técnico nota la anulación anormal de un grupo de portadoras, este estará en
capacidad de asociarla con la presencia de ruido o de alguna línea en paralelo, por ejemplo, y
ordenar o realizar más pruebas.
Es importante anotar que si se va a utilizar la función de emulación de modem, para calificar
pares de cobre, es recomendable programar el circuito en modo adaptivo y a la máxima
velocidad posible. En este caso el modem intentará aprovechar al máximo las características del
cable y la distribución de bits/portadora reflejará dichas características.
La falta de experiencia en ADSL ha llevado a muchas personas a buscar la respuesta a la
pregunta "Cuántos ADSLs se pueden insertar en un mismo cable?" o más general "Cuántos
DSLs se pueden insertar en un mismo cable?". Muchos han sacado reglas y algunos aseguran
"Hasta 5 ADSLs por cada cable de 24 pares". Sin embargo, las variables son muchas: son cinco
ADSL full rate? Cuál longitud de cable? Cuál es la distribucion fisica de los ADSL en el cable?
Qué pasa si son diferentes tipos de DSLs o ADSLs con diferente configuración?... Por esta razón
se considera que lo mejor es insertar servicios DSL en el cable, hasta que por lo menos uno de
ellos llegue al nivel minimo de margen señal/ruido definido. Para esto están los equipos de
medición y/o el sistema de gestion del ADSL.
A manera experimental (académica) se pueden hacer muchas pruebas y estadísticas, para llegar
a un número. Sin embargo, no creemos que esto tenga una aplicación práctica diferente a servir
de guía.
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Rev. 2.2 pag.: 21
PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Efectos de las Líneas en Paralelo
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RESONANCIA DE DERIVACIONES
1000
900
800
Longitud (m)
700
600
500
400
300
200
100
0
Freq.
(kHz)
100
200
300
400
500
600
700
900
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900
Frecuencia (kHz)
1/4 L (m)
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800
3/4 L (m)
5/4 L (m)
7/4 L (m)
9/4 L (m)
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Efecto de Resonancia de las Líneas en Paralelo
La figura muestra las frecuencias de resonancia de un cable paralelo (derivación) de
determinada longitud.
En el ancho de banda de ADSL (1.1 MHz), se puede notar que las derivaciones de menos de
50m no producen un efecto notable en la respuesta del cable. Sin embargo, cables mayores de
150m poseen multiples puntos de resonancia. Estos puntos de resonancia funcionan como
filtros que rechazan/anulan cierta frecuencia.
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Rev. 2.2 pag.: 22
PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Pruebas de Factibilidad (i)
Cliente
Planta MDF
Externa
Emulación
xTU-R
!
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Central
• Instrumento portatil
• Instrumento tipo rack
• DSLAM
Emulación
xTU-C
Capacidad de Emulación xTU-C y xTU-R
" No requiere instalación temporal de DSLAM
" Acelera el proceso de Evaluación
Margen, a la velocidad requerida
! Velocidad máxima, al margen especificado
! Monitoreo de errores y alarmas
! Identificación de desempeño por zonas
!
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23
PRUEBAS DE FACTIBILIDAD
Hoy, no solo se trata de acelerar el proceso de instalación de cada uno de los accesos xDSL,
adquiridos por los clientes. Lo más importante es acelerar el proceso de introducción del
servicio xDSL en un nuevo barrio, ciudad, región o país.
Anteriormente, era necesario adquirir un DSLAM, instalarlo, programarlo y utilizarlo como equipo
de pruebas en programas piloto, o para evaluación. Luego retirar el DSLAM, enviarlo a otra
central y repetir el proceso. Definitivamente, esta era una forma bastante costosa de evaluar la
factibilidad del servicio. Desde que se introdujeron los emuladores de modems, especialmente
los emuladores de DSLAM, en equipos portátiles, esta tarea se ha vuelto cada vez más fácil,
rápida y económica. Lo más importante es que no requieren de la instación de infraestructura.
En la actualidad existen emuladores de modem (xTU-R) y emuladores del lado central (xTU-C),
que entregan los datos acerca del desempeño del enlace, en segundos. Es decir, los técnicos
pueden empezar a hacer pruebas en el mismo instante que reciben los instrumentos.
En un medio tan competitivo, como el de las telecomunicaciones, el primero en entrar al
mercado tiene una gran ventaja. Es por esta razón que los instrumentos emuladores xDSL son
tan populares en los Estados Unidos (el tiempo es oro).
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Rev. 2.2 pag.: 23
PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Pruebas de Factibilidad (ii)
!
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Son muy Importantes porque:
" Permiten maximizar los recursos
" Minimizan el tiempo de puesta en servicio
" Ayudan al Departamento Comercial a cotizar servicios
• Conocen la Máxima velocidad posible, en la línea del cliente,
antes de hacer la propuesta.
• Pueden ofrecer opciones: Plan A $$$, Plan B $$, Plan C $,...
basados en diferentes velocidades.
• La inversión en equipos es la misma para los planes A, B y C.
• A mayor velocidad, mayor relación Costo-Beneficio.
" No es necesario invertir en un DSLAM para pruebas
" Emulación ATU-C no requiere instalación de DSLAM.
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PRUEBAS DE FACTIBILIDAD Y ZONIFICACION
En los inicios de las pruebas de campo, los proveedores de servicios ADSL adquirian un DSLAM
solo para hacer pruebas y evaluar el sistema. Este multiplexor de acceso era instalado en una
central, se hacian las pruebas con modems, se desinstalaba, se enviaba a otra central y se
repetia el complejo y costoso proceso. Hoy, los proveedores de servicios de telecominicaciones
se encuentran en un medio muy competitivo y el tiempo de puesta en servicio (del sistema en
general y de cada una de los accesos), es la clave del éxito. El hacer las pruebas con el DSLAM
cuenta con muchas desventajas:
- Alto costo.
- No es un proceso optimo (no es competitivo).
- La mayor parte del tiempo se gasta en otras tareas y no en las pruebas mismas. Desde el proceso de compra,
hasta el proceso de instalación.
- Requiere de técnicos altamente especializados y personal del proveedor de equipos.
- Los DSLAM no fueron diseñados para ser portátiles.
- Muy costoso para ser aplicado en zonas apartadas, ciudades intermedias y pequeñas o zonas de mediano poder
adquisitivo.
En la actualidad existen muchos instrumentos de medición, portátiles, con capacidad de
emulación de xTU-R y solo uno con xTU-C.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Pruebas de Factibilidad (iii)
!
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Zonificación (Mapas de Referencia)
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25
Zonificación
Con la información obtenida en las pruebas de campo, se pueden generar mapas de referencia.
Estos ayudan mucho al personal del departamento comercial, ya que les permite ofrecer
diferentes planes de acceso (velocidades) dependiendo del sector donde se encuentre el
usuario.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Tipos de Instrumentos Disponibles
SUNRISE TELECOM INC.
!
Full xDSL Service Testers
" Test de parámetros fisicos y ruido
" Evaluacion de diferentes Sistemas xDSL
" Pruebas de Conectividad (IP, Autenticación)
!
xDSL CLT (Copper Line Testers)
" Evaluación de parámetros fisicos y ruido
" Ancho de banda extendido
" Stand-alone o Integrados al DSLAM
!
Emuladores de Modem
" Especificos para una tecnologia (Normalmente ADSL y
basados en módulos OEM)
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Emuladores de Modem
En la actualidad, muchos fabricantes están ofreciendo equipos emuladores de ADSL ATU-R, a
muy bajo precio. Estos normalmente están basados en modems o módulos OEM, de propósito
general. Aunque estos cumplen con la función básica de verificar la conectividad a nivel ADSL,
carecen de mediciones básicas complementarias, que pueden llegar a ser críticas para resolver
algunos inconvenientes (Ping, detección de bobibas de carga, tests físicos). Por ser
descendientes directos de modems, algunos de ellos requieren de un PC para realizar las
pruebas basadas en IP (utilizan las funciones heredadas del modem, para conetar el PC a
internet.
Su bajo precio las convierte en una herramienta atractiva a corto plazo. Sin embargo, no ocurre
lo mismo a largo plazo, ya sería necesario volver a invertir en equipos nuevos, cuando se decida
implementar otra tecnología DSL.
Es posible que este tipo de herramientas sea suficiente para contratistas, ISPs y proveedores
independientes, que subcontratan los pares de cobre o que no tienen responsabilidad sobre
ellos. Aunque a este tipo de técnicos solo les interesa verificar el servicio DSL, la capacidad de
evolucionar hacia nuevas tecnologías sigue siendo importante.
Algunos proveedores de servicio ofrecen diferentes tipos de DSL, simultaneamente o en forma
alternativa, dependiendo del sector o servicio ofrecido. En este último caso, el técnico deberá
portar un instrumento diferente para cada tecnología, a menos se cuente con un instrumento
modular.
Equipos para la central
En la actualidad existe la tendencia de integrar el sistema de pruebas para DSL en los DSLAM o
en proveer equipos de prueba especilizados (tipo rack), con capacidad de múltiples módulos y
acceso a sistemas automatizados de conexión al cable. Estos pueden contener módulos de
diferentes sistemas DSL (ADSL, SDSL, Datacom, HDSL,…) o multiples módulos de la misma
tecnología.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Testers con Modems Plug-in (xDSL)
SUNRISE TELECOM INC.
!
Soportar Múltiples Fabricantes y Tecnologías
" ADSL, G.Lite, HDSL, SDSL, IDSL, VDSL,...
Conectividad entre xTU-R y xTU-C
! Velocidades Máximas y Programadas
! Margen, Potencia y Atenuación
! Distribución de Ancho de Banda
! Monitoreo de Alarmas y Errores
! Test de Conectividad IP (PING)
!
" IP Local, Destino y Gateway; Autenticación
!
Fabricante y Versión del xDSL
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INSTRUMENTOS MODULARES, CON CAPACIDAD DE CRECIMIENTO
En la actualidad (Nov. 1999), ADSL es el DSL más popular para el acceso a Internet. Aunque
los fabricantes de ADSL se están moviendo rápidamente hacia la interoperabilidad
(estandarización), existen muchos otros tipos de DSL en uso hoy, como: SDSL, IDSL, HDSL,
HDSL2,… Además, otros tipos de DSL se encuentran en desarrollo, como: MDSL y VDSL.
Aunque se llegue a la estandarización (interoperabilidad entre fabricantes), de cada uno de estos
DSL, seguirán existiendo diferentes tipos de DSL. Seguramente un mismo proveedor de
servicios de telecomunicaciones, ofrecerá diferentes tecnologías DSL, para diferentes
aplicaciones. Además, las redes iran evolucionando en la medida que nuevos y más rápidos
DSLs salgan al mercado.
Esto requiere de una estrategia de inversión en instrumentos de prueba modulares, que permitan
soportar diferentes servicios y que puedan evolucionar con la red. Esto con el fin de maximizar
la inversión inicial y minimizar el costo a largo plazo y de entrenamiento.
Un instrumento que solo sirva para probar líneas ADSL, tendrá una vida útil relativamente corta,
ya que deberá ser reemplazado por o complementado con otro para MDSL, SDSL, IDSL y/o
VDSL. Algunos fabricantes de instrumentos de medición ya han lanzado plataformas modulares
y ya están ofreciendo/soportando diferentes tipos de DSL, mediante módulos intercambiables.
MAS ALLA DEL DSL
Los equipos de medición y pruebas modernos no solo se dedican a hacer pruebas de xDSL en
particular. Normalmente ofrecen funciones que ayudan a verificar el servicio como un todo (el
caso de la prueba de ping y autenticación), u ofrecen herramientas de mantenimiento que
complementan el instrumento y ayudan en las labores de diagnóstico y mantenimiento de la
línea.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Verificación/Diagnóstico de Modem
SUNRISE TELECOM INC.
Cliente
Planta MDF
Externa
Central
MODEM
xTU-R
Emulación
xTU-C
Test del Modem de Usuario
! Test del xTU-C (DSLAM)
! No requiere modificacón/programación en el
sistema de gestión.
! Test de Interoperabilidad entre diferentes
fabricantes de modems, especialmente G.Lite.
! Verificación después de Mantenimiento.
!
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VERIFICACION DEL MODEM DE USUARIO
Esta no es una prueba muy común para el técnico que instala el servicio. Sin embargo, si hay
problemas en el servicio y las pruebas realizadas por el técnico indican un posible problema en
el equipo del usuario, un emulador xTU-C serviria para hacer un test funcional del modem.
Esta prueba también puede ser utilizada por los centros de servicio, que hacen mantenimiento a
los modems.
En el futuro inmediato, los usuarios podrán adquirir los modems en cualquier tienda de
computadoras y tendrán a su disposición diferentes marcas y modelos. Esto creará
(inicialmente) un nuevo nivel de problemas, la interoperabilidad. Será tarea del proveedor del
acceso verificar que el modem sea realmente compatible con el sistema instalado en la central.
Como ejemplo, empresas como CISCO ofrecen Modems/Routers con tecnología ADSL DMT y
CAP. En el caso de DMT, ofrecen sistemas basados en dos chipsets: Alcatel y ADI; los cuales
no son 100% compatibles. En este caso, el usuario podria cometer el error de adquirir el modem
equivocado.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Verificación de Conectividad xDSL
SUNRISE TELECOM INC.
Cliente
Planta MDF
Externa
Central
DSLAM
Emulación
xTU-R
xTU-C
Prueba de Conectividad (A nivel de Modems)
! Margen de Ruido y Atenuación
! Máxima Velocidad Posible en el Par
! Velocidad Actual o Programada
! Errores y Alarmas (Near/Far)
!
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VERIFICACION DEL ACCESO ADSL
Básicamente, el técnico podrá verificar que el usuario está recibiendo el acceso que pidió (ni
más, ni menos), que cumple con el mínimo margen especificado por el proveedor del servicio
(para asegurar un buen servicio y evitar sorpresas).
Es posible que existan errores en la programación del servicio, cuando se entran los datos en el
sistema de gestión, o que se olvide programar los datos de un enlace. Es por esta razón que el
técnico debe verificar que la velocidad ofrecida sea la velocidad entregada y que exista un
margen de señal/ruido suficiente para asegurar la calidad del servicio.
Se pueden hacer pruebas aun más detalladas, como mirar los errores y alarmas.
Algunos fabricantes de sistemas xDSL dicen que en un futuro será posible obtener la
identificación del circuito al que se conecta el instrumento o modem. Esto con el fin de confirmar
que se está probando el par correcto, leyendo la información del sistema de gestión.
Siempre hay que tener en mente que ADSL (o xDSL en general) no es un servicio, sino que es
solo una parte de la solución (acceso o último kilometro). Es decir, que las solas pruebas a nivel
ADSL no aseguran que el sevicio (FastInternet, por ejemplo) funcionará. Es por esto que se hace
necesario tener la posibilidad de hacer pruebas a nivel de IP.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Comportamiento de un ADSL Real
SUNRISE TELECOM INC.
9000
90.0
8000
80.0
7000
70.0
6000
60.0
5000
50.0
4000
40.0
3000
30.0
2000
20.0
1000
10.0
0
0
1000
2000
3000
Longitud del Cable (m) @ 0.5mm(24 AWG)
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4000
5000
Downstream Max
Upstream Max
6000
Atenuación UP
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Atenuación (dB)
Velocidades (bits/s)
ADSL (DESEMPEÑO vs DISTANCIA)
0.0
7000
Atenuación DWN
30
Comportamiento Real de un ADSL
Este gráfico fué generado con datos obtenidos por un proveedor de servicios ADSL en USA,
basados en medidas tomadas con SunSets xDSL.
Se muestra solo como referencia, ya que los resultados pueden variar dependiendo de las
condiciones de la planta externa y el ruido.
Por qué la atenuación Upstream es mayor que Downstream, si es el mismo cable?
Esta atenuación es medida en el ancho de banda utilizado. Es decir, las frecuencias upstream
son menores que las downstream y por esto se atenuan menos.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Modems Plug-in (ADSL)
!
!
Conectividad entre ATU-R y ATU-C
Velocidades Máximas y Programadas
"
!
!
"
!
!
!
Modos Fast o Interleave
Margen, Potencia y Atenuación
Distribución de Ancho de Banda
"
!
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Modo Gráfico o Tabla
Bits/Tonos Transmitidos
Monitoreo de Alarmas
Tasa de Error
Análisis tipo G.826
Fabricante y Versión de xDSL
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GRAFICO DE DISTRIBUCION DE BITS/PORTADORA
La representación gráfica del número de bits transmitidos por cada portadora, puede ayudar al
técnico a decidir si debe hacer pruebas más detalladas (como pérdida de inserción y/o ruido).
Es posible que el técnico decida hacer mediciones extras, en un acceso xDSL que cumpla con
las velocidades y márgenes requeridos, porque el gráfico muestra que un grupo de tonos están
apagados. Esto puede indicar que:
- Hay derivaciones (paralelos o múltiples) en la línea.
- Problemas de otro índole en la respuesta en frecuencia del cable.
- Alto nivel de ruido causado por otro servicio (crosstalk).
Estos pueden ser causales de problemas más adelante.
MODOS DE OPERACION
Corrección de Errores
FAST: Mínima corrección de errores y muy poco retardo (latencia). Excelente para sistemas que
no toleran retardo (ejemplo: Voz sobre IP)
INTERLEAVE: Con sistema Forward Error Correction que añade retardo a la transmisión.
Excelente para sistemas que requieren de alta confiabilidad.
Velocidad de Connexión
FIJA: El modem solo intentará sincronizarse al la velocidad programada. Si no es posible
alcanzar dicha velocidad no se conectará.
ADAPTIVA: Si no es posible conectarse a la velocidad programada, el modem intentará hacerlo
a velocidades menores y se conectará. Esto solo lo hace al momento de levantar el enlace.
Una vez sincronizados, mantendrá esta velocidad hasta que sea reiniciado.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Verificación de Conectividad IP
Cliente
Planta MDF
Externa
Central
ISP
Proveedor de
Internet
DSLAM
SUNRISE TELECOM INC.
World
Wide
Web
Servidor de
Contenido
SERVER
GATEWAY
ATM
IP: xxx.xxx.xxx.xxx
INTERNET
IP: yyy.yyy.yyy.yyy
Emulación
xTU-R
PING
!
Servidor
Test de Conectividad IP (PING)
" Asegura el servicio punto a punto.
" No precisa intervención del PC de usuario.
•
•
•
•
Etherner sobre ATM: LLC-BRG/RTE, IP Estático y DHCP.
PPPoE: IP Estático/Dinámico, con/sin Autenticación.
PPPoA: IP Estático/Dinámico, con/sin Autenticación.
Autenticación tipo PAP y CHAP.
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PPPoE y PPPoA?
En la actualidad la mayoría de los modems ADSL ofrecen interfaz Ethernet con PPP encapsulado en
Ethernet. Sin embargo, en el futuro cercano entrarán al mercado modems con interfaces USB y ATM, y es
necesario que los instrumentos de prueba soporten, o estén preparados para soportar, PPP encapsulado
en ATM y Ethernet encapsulado en ATM.
AUTENTICACION EN UNA LINEA PUNTO A PUNTO?
El hecho de tener una conexión dedicada xDSL no implica que cada usuario tenga una dirección IP fija. Se
sabe que las direcciones IP no son infinitas y por esta razón deben ser administradas de una forma
razonable. Por esta razón, muchos proveedores estan limitando (reutilizando) el número de direcciones IP,
por medio de la asignación dinámica (como en el servicio Dial-Up). Esta es una de las razones por las que
se requiere autenticación, para identificar al usuario. Su aplicación más importante es seguridad.
POR QUE ES TAN IMPORTANTE EL PING?
Porque permite verificar la conectividad end-to-end con un servidor de contenido, red privada virtual o ISP,
que es lo importante. Va más allá del xDSL y hace una prueba general del servicio. El usuario está
interesado en el desempeño del servicio (ej.: FastInternet) y ADSL es solo es el acceso o último km.
GLOSARIO:
CHAP:
DHCP:
EAP:
FTP:
ICMP:
IP:
LLC:
PAP:
PPP:
PPPoA:
PPPoE:
SMTP:
TCP:
UDP:
USB:
Challenge Handshake Authentication Protocol
Dynamic Host Configuration Protocol
Enhanced Authentication Protocol
File Transfer Protocol
Internet Control Message Protocol
Internet Protocol
Logical Control Protocol
Password Authentication Protocol
Point-to-Point Protocol
PPP over ATM
PPP over Ethernet
Simple Mail Transfer Protocol
Transmission Control Protocol
User Datagram Protocol
Universal Serial Bus
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Estratégia de Pruebas para xDSL
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Minimizar el tiempo de puesta en servicio
! Enfocarse en las pruebas del servicio
! Margen a la velocidad requerida
! Velocidad máxima al margen especificado
! No estimar el desempeño del xDSL, Medirlo!
! Calidad del Servicio
! Enfoque técnico y no académico
! Enfocarse en efectos reales y no en causas de
posibles problemas (teóricos)
! Información accesible al Departamento Comercial
!
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Minimizar el tiempo de puesta en servicio (del sistema y del acceso xDSL)
Margen real a la velocidad requerida
Velocidad máxima al margen mínimo especificado
No estimar el desempeño del xDSL, medirlo!
Calidad del Servicio
Si el proveedor del servicio no garantiza calidad del servicio o no entrega las velocidades prometidas, el
cliente tiene opciones en la competencia. Aun en los paises en que aun no existe la competencia, los
proveedores deben tratar a los clientes como si fuera un mercado abierto, o los clientes se cambiarán tan
pronto tengan opciones similares.
Enfocarse en las pruebas del servicio. Enfoque técnico y no académico
No se trata de estimar la posibilidad de que un sistema xDSL pueda funcionar o no en un par, o de cuales
serian los posibles efectos de cada uno de los parámetros físicos tiene en la velocidad final o en el servicio
xDSL. En general, la idea es verificar (medir) el comportamiento real del servicio xDSL.
Algunas medidiciones como resistencia del loop, capacitacia, aislamiento, balance longitudinal, entre otras,
no entregan información suficiente para evaluar el posible comportamiento del xDSL en el par. Por esta
razón, los test de PASO/FALLO basados en medidas físicas, pierden relevancia. Un sistema ADSL puede
funcionar bien en un par que falló la prueba física y puede no funcionar bien en uno que no pasó dicha
prueba.
Sin embargo, existen algunas medidas físicas que indican la posibilidad de problemas, como la detección
de bobinas de carga (limitan el ancho de banda), líneas en paralelo (pueden anular una o más portadoras)
y ruido.
Enfocarse en efectos reales y no en causas de posibles problemas
Información accesible al personal de ventas
Anteriormente, los resultados de las pruebas en telecomunicaciones estaban dirigidos al personal técnico.
Sin embargo, con sistemas como el ADSL el personal que promueve/vende el servicio (grandes clientes o
servicios especiales), debe tener acceso a estos resultados y estos deben ser presentados de forma que
puedan ser entendidos por personal no técnico. Es decir, el personal de ventas debe conocer si la
velocidad solicitada por el cliente es posible y cual es la velocidad máxima posible en un par determinado.
Es posible que el usuario tenga un enlace ADSL que soporte hasta 6 Mbit/s, con 10 dB de margen y solo
se le esté ofreciendo hasta 1.5 Mbit/s a US$50 mensuales, mientras que con los mismos elementos de red
(misma inversión) se le puede ofrecer al cliente hasta 6 Mbit/s a US$150 mensuales (valores mostrados
solo como ejemplo). Para el personal comercial es también importante conocer la capacidad de expansión
que tiene el usuario, sector o región.
Para terminar, los servicios ADSL que seran mas populares en América Latina serán los de baja velocidad
(128K o 384K) por su bajo costo y estos trabajan en las condiciones más adversas de la linea. De todas
maneras, al hacer las pruebas del enlace, a nivel ADSL, el instrumento le mostrará en que condiciones
está trabajando el enlace y su capacidad de crecimiento.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
SUNRISE TELECOM INC.
SUNRISE TELECOM INC.
SunSet™ xDSL
Herramienta Integrada para
Análisis de Líneas de
Transmisión Digital
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Rev. 2.2 pag.: 34
PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
6/16/00
Pruebas con el SunSet xDSL
SUNRISE TELECOM INC.
Caracterización del Enlace
! Análisis de Ruido y Ruido Impulsivo (PSD)
! TDR (Reflectometro)
! Detector de Bobinas de Carga
! Test de Factibilidad
! Verificación de Conectividad DSL (Modem)
! Emulación de xTU-C (DSLAM)
! Tasa de Error
! Verificación de Conectividad IP (PING)
!
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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Características del SunSet xDSL
!
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Diseñado para cubrir toda la gama de mediciones
" Desde los parámetros físicos hasta el sevicio y conexión.
!
Modular, con las herramientas básicas.
" Multímetro (Vac, Vdc, Ohms, Capacitancia)
" Resistencia de loop
" Medicion de ruido, Medidor espectral de potencia.
" Medición de ruido impulsivo.
" Pérdidas de inserción
" Detección de bobinas de carga
" TDR
!
Modems intercambiables.
" Soporte diferentes sevicios existentes y futuros.
" Pruebas de conectividad a nivel IP.
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PRUEBAS EN xDSL, desde un punto de vista práctico
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FIN
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Tel.: 1 (408) 363 8000, Fax: 1 (408) 363 8313
e-mail: info@sunrisetelecom.com
web: www.sunrisetelecom.com
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