{"id":85741,"date":"2020-06-19T01:42:40","date_gmt":"2020-06-18T23:42:40","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/peredacha-dannyh-na-rasstoyanie-do-20-km-po-obychnym-provodam-legko-esli-eto-shdsl"},"modified":"2020-06-19T01:42:40","modified_gmt":"2020-06-18T23:42:40","slug":"peredacha-dannyh-na-rasstoyanie-do-20-km-po-obychnym-provodam-legko-esli-eto-shdsl","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/es\/blog\/administrirovanie\/peredacha-dannyh-na-rasstoyanie-do-20-km-po-obychnym-provodam-legko-esli-eto-shdsl","title":{"rendered":"\u00bfTransmisi\u00f3n de datos a distancias de hasta 20 km a trav\u00e9s de cables convencionales? F\u00e1cil, si se trata de SHDSL\u2026","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

A pesar de la amplia difusi\u00f3n de las redes Ethernet, las tecnolog\u00edas de comunicaci\u00f3n basadas en DSL siguen siendo relevantes hoy en d\u00eda. Todav\u00eda se puede encontrar DSL en las redes de \u00faltima milla para conectar el equipo del abonado con las redes de los proveedores de Internet, y \u00faltimamente la tecnolog\u00eda se utiliza cada vez m\u00e1s en la construcci\u00f3n de redes locales, por ejemplo, en aplicaciones industriales, donde DSL act\u00faa como complemento de Ethernet o de las redes de campo basadas en RS-232\/422\/485. Estas soluciones industriales se aplican activamente en los pa\u00edses europeos y asi\u00e1ticos desarrollados.<\/a><\/noindex><\/p>\n

DSL es una familia de est\u00e1ndares que se ide\u00f3 originalmente para transmitir datos digitales a trav\u00e9s de l\u00edneas telef\u00f3nicas. Hist\u00f3ricamente, fue la primera tecnolog\u00eda de acceso de banda ancha a Internet, sucediendo al DIAL UP y a ISDN. La gran variedad de est\u00e1ndares DSL existentes en la actualidad se debe a que muchas empresas, a partir de la d\u00e9cada de 1980, han intentado desarrollar y promover en el mercado su propia tecnolog\u00eda.<\/p>\n

Todos estos desarrollos se pueden dividir en dos grandes categor\u00edas: tecnolog\u00edas asim\u00e9tricas (ADSL) y sim\u00e9tricas (SDSL). Las asim\u00e9tricas son aquellas en las que la velocidad de la conexi\u00f3n entrante difiere de la velocidad del tr\u00e1fico saliente. En las sim\u00e9tricas, las velocidades de recepci\u00f3n y transmisi\u00f3n son iguales.<\/p>\n

Los est\u00e1ndares asim\u00e9tricos m\u00e1s conocidos y extendidos son, en efecto, ADSL (en su \u00faltima versi\u00f3n, ADSL2+) y VDSL (VDSL2), mientras que los sim\u00e9tricos incluyen HDSL (perfil obsoleto) y SHDSL. Se diferencian por el hecho de que operan en diferentes frecuencias, utilizan diversos m\u00e9todos de codificaci\u00f3n y modulaci\u00f3n en la l\u00ednea de comunicaci\u00f3n f\u00edsica. Tambi\u00e9n se diferencian en los m\u00e9todos de correcci\u00f3n de errores, lo que proporciona diferentes niveles de inmunidad al ruido. Como resultado, cada tecnolog\u00eda tiene sus l\u00edmites en velocidad y distancia de transmisi\u00f3n de datos, que dependen tambi\u00e9n del tipo y calidad del conductor.<\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nPar\u00e1metros l\u00edmites de los diferentes est\u00e1ndares DSL <\/i><\/p>\n

En cualquier tecnolog\u00eda DSL, la velocidad de transmisi\u00f3n de datos disminuye a medida que aumenta la longitud del conductor. A distancias m\u00e1ximas es posible alcanzar velocidades de varios cientos de kilobits, pero al transmitir datos a 200-300 m, se puede obtener la velocidad m\u00e1xima posible. <\/p>\n

Entre todas las tecnolog\u00edas, SHDSL tiene una ventaja significativa que permite su uso en aplicaciones industriales: alta resistencia a interferencias y la posibilidad de utilizar cualquier tipo de conductor para la transmisi\u00f3n de datos. Esto no est\u00e1 presente en los est\u00e1ndares asim\u00e9tricos, donde la calidad de la conexi\u00f3n depende en gran medida de la calidad de la l\u00ednea utilizada para la transmisi\u00f3n de datos. En particular, se recomienda usar cable telef\u00f3nico trenzado. En este caso, una soluci\u00f3n m\u00e1s fiable que ADSL y VDSL es usar cable \u00f3ptico.<\/p>\n

Cualquier par de conductores aislados entre s\u00ed, ya sean de cobre, aluminio, acero, etc., es adecuado para SHDSL. Como medio de transmisi\u00f3n se puede utilizar cableado el\u00e9ctrico antiguo, l\u00edneas telef\u00f3nicas antiguas, alambres de p\u00faa de cercas, etc.<\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nDependencia de la velocidad de transmisi\u00f3n de datos SHDSL en funci\u00f3n de la distancia y el tipo de conductor<\/i><\/p>\n

Del gr\u00e1fico que muestra la dependencia de la velocidad de transmisi\u00f3n de datos en funci\u00f3n de la distancia y el tipo de conductor, se puede observar que los conductores de mayor secci\u00f3n permiten transmitir informaci\u00f3n a mayores distancias. Gracias a esta tecnolog\u00eda, es posible establecer comunicaci\u00f3n a distancias de hasta 20 km con una velocidad m\u00e1xima de 15.3 Mb\/s para un cable de 2 conductores o 30 Mb para un cable de 4 conductores. En aplicaciones reales, la velocidad de transmisi\u00f3n puede ajustarse manualmente, lo que es necesario en condiciones de fuertes interferencias electromagn\u00e9ticas o mala calidad de la l\u00ednea. En este caso, para aumentar la distancia de transmisi\u00f3n, es necesario reducir la velocidad de funcionamiento de los dispositivos SHDSL. Para calcular con precisi\u00f3n la velocidad en funci\u00f3n de la distancia y el tipo de conductor, se pueden utilizar herramientas de software gratuitas, como el calculador de SHDSL de Phoenix Contact<\/a><\/noindex>. <\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 hace que SHDSL tenga una alta resistencia a interferencias?<\/h3>\n

\nEl principio de funcionamiento del transceptor SHDSL se puede representar en un diagrama de bloques, en el cual se distingue una parte espec\u00edfica e independiente (invariante) desde el punto de vista de la aplicaci\u00f3n. La parte independiente consiste en bloques funcionales PMD (Dependiente del Medio F\u00edsico) y PMS-TC (Capa TC Espec\u00edfica del Medio F\u00edsico), mientras que la parte espec\u00edfica incluye el nivel TPS-TC (Capa TC Espec\u00edfica del Protocolo de Transmisi\u00f3n) y las interfaces de datos del usuario. <\/p>\n

La l\u00ednea de comunicaci\u00f3n f\u00edsica entre los transceptores (STU) puede existir en forma de un solo par o varios pares de cable. En el caso de varios pares de cable, el STU contiene varios bloques PMD independientes, relacionados con un \u00fanico PMS-TC.<\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nModelo funcional del transceptor SHDSL (STU)<\/i><\/p>\n

El m\u00f3dulo TPS-TC depende de la aplicaci\u00f3n en la que se utiliza el dispositivo (Ethernet, RS-232\/422\/485, etc.). Su funci\u00f3n es convertir los datos de usuario en formato SHDSL, realizando la multiplexi\u00f3n\/demultiplexi\u00f3n y la sincronizaci\u00f3n de m\u00faltiples canales de datos de usuario.<\/p>\n

A nivel de PMS-TC se lleva a cabo la formaci\u00f3n de tramas SHDSL y su sincronizaci\u00f3n, as\u00ed como el escrambling y descrambling.<\/p>\n

El m\u00f3dulo PMD realiza funciones de codificaci\u00f3n\/decodificaci\u00f3n de la informaci\u00f3n, modulaci\u00f3n\/demodulaci\u00f3n, supresi\u00f3n de eco, ajuste de par\u00e1metros en la l\u00ednea de comunicaci\u00f3n y establecimiento de la conexi\u00f3n entre los transceptores. Es a nivel de PMD donde se realizan las operaciones principales que garantizan una alta inmunidad al ruido en SHDSL, incluyendo la codificaci\u00f3n TCPAM (Codificaci\u00f3n Trellis con modulaci\u00f3n anal\u00f3gica-pulsada), un mecanismo de codificaci\u00f3n y modulaci\u00f3n conjunta que mejora la eficiencia espectral de la se\u00f1al en comparaci\u00f3n con el m\u00e9todo separado. El principio de funcionamiento del m\u00f3dulo PMD tambi\u00e9n puede representarse en un diagrama funcional.<\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nDiagrama de bloque del m\u00f3dulo PMD<\/i><\/p>\n

La base del TC-PAM es el uso de un codificador convolucional que genera una secuencia de bits redundante en el lado del transmisor SHDSL. En cada ciclo de operaci\u00f3n, a cada bit que ingresa al codificador se le asigna un par de bits (dibit) en la salida. As\u00ed, a costa de una redundancia relativamente peque\u00f1a, se mejora la inmunidad a interferencias de la transmisi\u00f3n. El uso de modulaci\u00f3n Trellis permite reducir el ancho de banda utilizado para la transmisi\u00f3n de datos y simplificar la parte de hardware, manteniendo la relaci\u00f3n se\u00f1al\/ruido.<\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nPrincipio de funcionamiento del codificador Trellis (TC-PAM 16)<\/i><\/p>\n

Un bit doble se forma como resultado de una operaci\u00f3n l\u00f3gica de suma m\u00f3dulo 2 (exclusivo \u00abo\u00bb) basada en el bit de entrada x1(tn) y los bits x1(tn-1), x1(tn-2), etc. (pueden ser hasta 20), que han ingresado al codificador previamente y se han almacenado en los registros de memoria. En el siguiente ciclo de trabajo del codificador tn+1, ocurrir\u00e1 un desplazamiento de los bits en las celdas de memoria para realizar la operaci\u00f3n l\u00f3gica: el bit x1(tn) se mover\u00e1 a la memoria, desplazando toda la secuencia de bits almacenada all\u00ed.<\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nAlgoritmo del codificador convolucional<\/i><\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nTablas de verdad de la operaci\u00f3n de suma m\u00f3dulo 2<\/i><\/p>\n

Para mayor claridad, es \u00fatil utilizar un diagrama de estado del codificador convolucional, a partir del cual se puede observar en qu\u00e9 estado se encuentra el codificador en momentos t_n, t_n+1, etc., dependiendo de los datos de entrada. En este caso, el estado del codificador se refiere a un par de valores del bit de entrada x1(t_n) y el bit de la primera celda de memoria x1(t_n-1). Para construir el diagrama, se puede emplear un grafo en el que los v\u00e9rtices son los estados posibles del codificador, y las transiciones de un estado a otro est\u00e1n marcadas por los bits de entrada correspondientes x1(t_n) y los dibits de salida $inline$y ₀y ₁(t ₀)$inline$.<\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n \"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nDiagrama de estados y grafos de transici\u00f3n del codificador convolucional del transmisor<\/i><\/p>\n

En el transmisor, a partir de los cuatro bits obtenidos (dos bits de salida del codificador y dos bits de datos), se forma un s\u00edmbolo, cada uno de los cuales corresponde a una amplitud espec\u00edfica de la se\u00f1al moduladora del modulador anal\u00f3gico-pulsado. <\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nEstado de 16 bits del AIMP en funci\u00f3n del valor del s\u00edmbolo de cuatro bits<\/i><\/p>\n

Del lado del receptor de la se\u00f1al, ocurre el proceso inverso: demodulaci\u00f3n y extracci\u00f3n de la secuencia de bits de entrada necesarios del c\u00f3digo redundante (dobles bits y0y1(tn)) del codificador x1(tn). Esta operaci\u00f3n es realizada por el decodificador de Viterbi.<\/p>\n

El algoritmo del decodificador se basa en el c\u00e1lculo de la m\u00e9trica de errores para todas las posibles configuraciones supuestas del codificador. La m\u00e9trica de errores se entiende como la diferencia entre los bits recibidos y los bits supuestos para cada posible camino. Si no hay errores en la recepci\u00f3n, la m\u00e9trica de errores del camino verdadero ser\u00e1 0, ya que no hay discrepancias en los bits. Para caminos falsos, la m\u00e9trica ser\u00e1 diferente de cero, aumentar\u00e1 constantemente y despu\u00e9s de un tiempo el decodificador dejar\u00e1 de calcular el camino err\u00f3neo, dejando solo el verdadero.<\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n \"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nDiagrama de estados del codificador, calculada por el decodificador Viterbi del receptor<\/i><\/p>\n

Pero, \u00bfc\u00f3mo asegura este algoritmo la resistencia a interferencias? Si asumimos que el receptor recibi\u00f3 datos con errores, el decodificador continuar\u00e1 calculando dos caminos con m\u00e9trica de error 1. El camino con m\u00e9trica 0 ya no existir\u00e1. Pero la determinaci\u00f3n de cu\u00e1l es el camino correcto la har\u00e1 m\u00e1s tarde bas\u00e1ndose en los siguientes pares de bits recibidos.<\/p>\n

Al aparecer un segundo error, habr\u00e1 varios caminos con m\u00e9trica 2, pero el camino correcto se identificar\u00e1 m\u00e1s tarde mediante el m\u00e9todo de m\u00e1xima verosimilitud (es decir, la m\u00e9trica m\u00ednima).<\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nDiagrama de estados del codificador, calculada por el decodificador Viterbi, al recibir datos con errores <\/i><\/p>\n

En el caso descrito anteriormente, se consider\u00f3 el algoritmo de un sistema de 16 bits (TC-PAM16), que permite la transmisi\u00f3n de tres bits de informaci\u00f3n \u00fatil en un solo s\u00edmbolo y un bit adicional para la protecci\u00f3n contra errores. En TC-PAM16, se logra una velocidad de transmisi\u00f3n de datos de 192 a 3840 kbit\/s. Al aumentar la resoluci\u00f3n a 128 (los sistemas modernos funcionan con TC-PAM128), se transmiten seis bits de informaci\u00f3n \u00fatil en cada s\u00edmbolo, y la velocidad m\u00e1xima alcanzable oscila entre 5696 kbit\/s y 15,3 Mbit\/s.<\/p>\n

El uso de modulaci\u00f3n por impulso anal\u00f3gico (PAM) hace que SHDSL se asemeje a varios est\u00e1ndares de Ethernet populares, como el gigabit 1000BASE-T (PAM-5), el 10-gigabit 10GBASE-T (PAM-16) o el prometedor Ethernet industrial de par \u00fanico 10BASE-T1L (PAM-3) para el 2020.<\/p>\n

SHDSL en redes Ethernet<\/h3>\n

\nSe diferencian los m\u00f3dems SHDSL gestionados y no gestionados, pero en esta clasificaci\u00f3n hay poco en com\u00fan con la divisi\u00f3n habitual entre dispositivos gestionados y no gestionados, que existe, por ejemplo, para los conmutadores de Ethernet. La diferencia radica en los medios de configuraci\u00f3n y monitoreo. Los m\u00f3dems gestionados se configuran a trav\u00e9s de una interfaz web y se pueden diagnosticar mediante SNMP, mientras que los no gestionados lo hacen a trav\u00e9s de software adicional mediante un puerto de consola (para Phoenix Contact, este es el programa gratuito PSI-CONF y la interfaz mini-USB). A diferencia de los conmutadores, los m\u00f3dems no gestionados pueden trabajar en una red con topolog\u00eda de anillo.<\/p>\n

En todo lo dem\u00e1s, los m\u00f3dems gestionados y no gestionados son absolutamente id\u00e9nticos, incluyendo la funcionalidad y la posibilidad de trabajar bajo el principio de Plug&Play, es decir, sin ninguna configuraci\u00f3n previa.<\/p>\n

Adem\u00e1s, los m\u00f3dems pueden tener funciones de protecci\u00f3n contra sobretensiones con la capacidad de diagn\u00f3stico. Las redes SHDSL pueden formar segmentos muy extensos, y los conductores pueden pasar por lugares donde es posible la formaci\u00f3n de sobretensiones (diferencia de potencial inducida, causada por descargas el\u00e9ctricas o cortocircuitos en l\u00edneas de cable cercanas). La tensi\u00f3n inducida puede causar el paso de corrientes de descarga de varios kiloamperios. Por lo tanto, para proteger el equipo de tales fen\u00f3menos, los m\u00f3dems incorporan dispositivos de protecci\u00f3n contra sobretensiones en forma de una placa extra\u00edble, que puede ser reemplazada si es necesario. Es a la terminal de esta placa donde se conecta la l\u00ednea SHDSL.<\/p>\n

Topolog\u00edas<\/h3>\n

\nCon SHDSL en Ethernet es posible construir redes con cualquier topolog\u00eda: punto a punto, l\u00ednea, estrella y anillo. Dependiendo del tipo de m\u00f3dem, se pueden utilizar l\u00edneas de comunicaci\u00f3n de 2 o 4 hilos para la conexi\u00f3n.<\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nTopolog\u00edas de red Ethernet basadas en SHDSL<\/i><\/p>\n

Tambi\u00e9n es posible construir sistemas distribuidos con topolog\u00eda combinada. Cada segmento de la red SHDSL puede contar con hasta 50 m\u00f3dems y, considerando las capacidades f\u00edsicas de la tecnolog\u00eda (distancia entre m\u00f3dems de 20 km), la longitud del segmento puede alcanzar hasta 1000 km. <\/p>\n

Si en el extremo de cada segmento se instala un m\u00f3dem gestionado, se puede diagnosticar la integridad del segmento mediante SNMP. Adem\u00e1s, tanto los m\u00f3dems gestionados como los no gestionados son compatibles con la tecnolog\u00eda VLAN, lo que permite dividir la red en subredes l\u00f3gicas. Tambi\u00e9n son capaces de trabajar con los protocolos de transmisi\u00f3n de datos utilizados en los modernos sistemas de automatizaci\u00f3n (Profinet, Ethernet\/IP, Modbus TCP, etc.). <\/p>\n

\"\u00bfTransmisi\u00f3n
\nReservas de canales de comunicaci\u00f3n con SHDSL<\/i><\/p>\n

SHDSL se utiliza para crear canales de comunicaci\u00f3n de respaldo en la red Ethernet, siendo m\u00e1s com\u00fanmente \u00f3pticos.<\/p>\n

SHDSL y la interfaz serie<\/h3>\n

\nLos m\u00f3dems SHDSL con interfaz serie permiten superar las limitaciones de distancia, topolog\u00eda y calidad del conductor que existen para los sistemas de cable tradicionales basados en transceptores as\u00edncronos (UART): RS-232 \u2014 15 m, RS-422 y RS-485 \u2014 1200 m.<\/p>\n

Existen m\u00f3dems con interfaces seriales (RS-232\/422\/485) tanto para aplicaciones generales como especializadas (por ejemplo, para Profibus). Todos estos dispositivos se clasifican como \"no gestionados\", por lo que se configuran y diagnostican mediante software especializado. <\/p>\n

Topolog\u00edas<\/h3>\n

\nEn redes con interfaz serial, mediante SHDSL es posible construir redes con topolog\u00edas punto a punto, l\u00ednea y estrella. En la topolog\u00eda lineal, se pueden conectar hasta 255 nodos en una sola red (para Profibus, 30). <\/p>\n

En sistemas construidos \u00fanicamente con dispositivos que utilizan la interfaz RS-485, no hay restricciones en el protocolo de transmisi\u00f3n de datos utilizado, pero las topolog\u00edas de tipo l\u00ednea y estrella son at\u00edpicas para RS-232 y RS-422, por lo que el funcionamiento de dispositivos finales en una red SHDSL con dichas topolog\u00edas es posible solo en modo semiduplex. Al mismo tiempo, en sistemas con RS-232 y RS-422, la direcci\u00f3n de los dispositivos debe garantizarse a nivel de protocolo, lo cual no es caracter\u00edstico de las interfaces m\u00e1s com\u00fanmente utilizadas en redes punto a punto.<\/p>\n

Al conectar a trav\u00e9s de SHDSL dispositivos con diferentes tipos de interfaz, es necesario tener en cuenta la ausencia de un mecanismo \u00fanico para establecer la conexi\u00f3n (apret\u00f3n de manos) entre los dispositivos. Sin embargo, organizar el intercambio en este caso sigue siendo posible, siempre que se cumplan las siguientes condiciones:<\/p>\n