Multiplexación y conmutacion en Wi-Fi y ADSL
MULTIPLEXACIÓN Y CONMUTACIÓN WI-FI y ADSL
1. Wi-Fi
La tecnología Wi-Fi es una tecnología inalámbrica que permite a los usuarios acceder al medio sin ningún tipo de cableado. Al ser redes inalámbricas, la comodidad que ofrecen es muy superior a las redes cableadas porque cualquiera que tenga acceso a la red puede conectarse desde distintos puntos dentro de un espacio lo bastante amplio.
La comunicación inalámbrica, se realiza a través de ondas de radiofrecuencia, la cual facilita la operación en lugares donde la computadora no se encuentra en una ubicación fija (almacenes, oficinas de varios pisos, etc.) actualmente se utiliza de una manera general y accesible para todo público [2].
1.1 Técnica de multiplexación
A cada transmisor se asigna todo el espectro durante todo el tiempo a cada usuario (como podemos ver en la figura 1), diferenciado del resto mediante la utilización de códigos ortogonales, los cuales se utilizan para codificar la señal de información a transmitir. El receptor, conociendo estas secuencias, decodifica las señales y regenera los datos originales [3].
Figura 1: Esquema aclaratorio de los diferentes sistemas de multiplexación [1]
En general, en división de código se distinguen dos categorías básicas: CDMA síncrono (mediante códigos ortogonales) y asíncrono (mediante secuencias pseudoaleatorias).
a. CDMA síncrono
Este tipo de CDMA utiliza la ortogonalidad a su favor pues sabiendo que el producto escalar de dos vectores es cero. Utiliza esa propiedad para la selección del código de transmisión en cuestión.
Cada usuario de CDMA síncrono emplea un código único para modular la señal, y los códigos de los usuarios en una misma zona deben ser ortogonales entre sí. En la figura 2 se muestran cuatro códigos mutuamente ortogonales. Como su producto escalar es 0, no provocan interferencias entre sí.
Esto se traduce en que no es necesario ningún tipo de filtrado en frecuencia ni de conmutación temporal para aislar la señal de interés. Sino que basta con procesado digital.
Figura 2: Señales Ortogonales
b. CDMA asíncrono
Debido a la posible variabilidad en los retardos de llegada y posibles fallos en cuanto los elementos a conectar se muevan es necesario otro tipo de CDMA. Surge así el CDMA asíncrono.
Las distintas señales tienen un retardo de llegada variable. Dado que, es imposible crear secuencias de codificación que sean ortogonales en todos los instantes aleatorios en que podría llegar la señal. en los sistemas CDMA asíncronos se emplea la técnica de espectro ensanchado. El cual es una técnica totalmente contraria a la división de frecuencia. Ahora buscamos una ampliación del ancho de banda que se traduce en una resistencia a interferencia, haciendo posible que se comparta el medio con otros usuarios. En la figura 3 tenemos un ejemplo de cómo se generaría una señal de espectro ensanchado. La decodificación de este método implica una circuitería mucho mas compleja que en el caso de la asíncrona. Para poder captar la señal dispersa se necesita receptores con ancho de banda especial que transformen el zumbido recibido en información. Este receptor de banda ancha tiene que disponer del decodificador apropiado para transformar la señal del emisor en información [3].
Figura 3: Generación de una señal CDMA asíncrona
1.2 Técnica de conmutación
Wi-Fi utiliza conmutación de paquetes, conectan origen y destino a través de circuitos virtuales (caminos por los que viajan los datos) o la información viaja por diferentes caminos hasta su destino (datagramas). El tamaño de nuestra zona de cobertura dependerá de las características de la red que usemos: pequeña para las redes Wi-Fi y muy grande para la telefonía móvil.
2. ADSL
La conexión ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) es una tecnología que nos proporciona acceso asimétrico de banda ancha a internet, mediante la línea de abonado digital DSL. Caracterizado por la transmisión de datos a través del par trenzado de cobre por la red telefónica, proporcionando una comunicación fiable siempre y cuando la longitud hasta la central telefónica sea inferior a 10 km y no haya más servicios por el cable [4,5].
2.1 Técnica de multiplexación
A la hora de transmitir, todas las señales se multiplexan por el par trenzado de cobre. La técnica empleada para ello se denomina multiplexación por división en frecuencia (FDM) y se basa en la modulación en frecuencia de las señales de información para asignar una banda de frecuencia a cada canal, de esta manera conseguimos transmitirlo todo por una misma línea física sin necesidad de interferencias y solapamientos.
Es el modem ADSL el encargado de modular las señales enviadas al par trenzado y de demodular aquellas recibidas.
Con la utilización de FDM se asigna una banda de 0 a 4 kHz del espectro de frecuencias para el canal telefónico(PSTN). Para el canal de subida (Upstream) y el canal de bajada (Downstream) se les asignó el rango desde unos 25 kHz hasta 1.1MHz como observamos en la Figura 4. Con esta diferencia de frecuencias, en caso de fallar el modem ADSL, este no afectaría al servicio telefónico.
Una vez dividido el ancho de banda mediante FDM, este después se podía dividir en subcanales mediante la multiplexación por división de tiempo(TDM) lo que permitía acceder al canal y transmitir durante una fracción del tiempo total, permitiendo acceder al ancho de banda total de la línea durante dicho periodo [4,5].
Figura 4: División del espectro de frecuencias del ADSL
2.2 Técnica de conmutación
Cuando nuestro router ADSL quiere transmitir información, este está conectado con la central proveedora de internet a través del DSLAM que consiste en una serie de nodos ATU-C. El DSLAM agrega multitud de conexiones y las gestiona, sincronizandose con nuestro módem ADSL para establecer una tasa de transferencia adecuada y otros parámetros de la conexión. La conexión con la red se realiza mediante la conmutación de paquetes, obteniendo así el mayor aprovechamiento del canal por parte de todos los usuarios al compartirlo y no ser un canal dedicado como era con la conmutación de circuitos de la telefonía tradicional, en la que en el momento de establecer una llamada, el canal era expresamente para el teléfono y se perdía toda conexión a internet hasta la finalización de la llamada [6].
3. Referencias
[1] Wikipedia. Enlace: https://es.wikipedia.org/wiki/Acceso_m%C3%BAltiple_por_divisi%C3%B3n_de_c%C3%B3digo
[7] Apuntes asignatura Sistemas de Comunicación
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