Banda ancha
Concepto de transmisión de datos
Suscripciones a banda ancha fija (por cada 100 personas)

En telecomunicaciones , la banda ancha o alta velocidad es la transmisión de datos de gran ancho de banda que explota señales en una amplia gama de frecuencias o en varias frecuencias simultáneas diferentes, y se utiliza en el acceso rápido a Internet . El medio de transmisión puede ser cable coaxial , fibra óptica , Internet inalámbrico ( radio ), cable de par trenzado o satélite .

Originalmente utilizado para significar 'utilizar una frecuencia amplia' y para servicios que eran analógicos en el nivel más bajo, hoy en día en el contexto del acceso a Internet , 'banda ancha' se utiliza a menudo para significar cualquier acceso a Internet de alta velocidad que aparentemente está siempre 'activo' y es más rápido que el acceso telefónico a través de servicios analógicos tradicionales o ISDN PSTN . [1]

La red de telecomunicaciones ideal tiene las siguientes características: banda ancha , multimedia , multipunto , multivelocidad e implementación económica para una diversidad de servicios (multiservicios). [2] [3] La Red Digital de Servicios Integrados de Banda Ancha (B-ISDN) fue planificada para proporcionar estas características. El Modo de Transferencia Asíncrono (ATM) fue promovido como una tecnología objetivo para cumplir con estos requisitos. [3]

Descripción general

Se han aplicado diferentes criterios para "amplio" en diferentes contextos y en diferentes momentos. Su origen está en la física, la acústica y la ingeniería de sistemas de radio, donde se había utilizado con un significado similar a " banda ancha ", [4] [5] o en el contexto de los sistemas de reducción de ruido de audio , donde indicaba un diseño de sistema de banda única en lugar de múltiples bandas de audio del compander . Más tarde, con la llegada de las telecomunicaciones digitales , el término se utilizó principalmente para la transmisión a través de múltiples canales . Mientras que una señal de banda de paso también se modula de modo que ocupa frecuencias más altas (en comparación con una señal de banda base que está ligada al extremo más bajo del espectro, consulte codificación de línea ), sigue ocupando un solo canal. La diferencia clave es que lo que normalmente se considera una señal de banda ancha en este sentido es una señal que ocupa múltiples bandas de paso (sin enmascaramiento, ortogonales ), lo que permite un rendimiento mucho mayor en un solo medio pero con una complejidad adicional en los circuitos del transmisor/receptor.

El término se popularizó durante la década de 1990 como un término de marketing para el acceso a Internet más rápido que el acceso telefónico (el acceso telefónico generalmente está limitado a un máximo de 56 kbit/s). Este significado está apenas relacionado con su significado técnico original.

Desde 1999, el acceso a Internet de banda ancha ha sido un factor de política pública . En ese año, en la Conferencia Bianual de la Organización Mundial del Comercio denominada “ Soluciones Financieras a la Brecha Digital ” en Seattle, se introdujo el término “Banda Ancha Significativa” ante los líderes mundiales, lo que llevó a la activación de un movimiento para cerrar la brecha digital . Aspectos fundamentales de este movimiento son plantear que la distribución equitativa de la banda ancha es un derecho humano fundamental. [6]

La informática personal facilitó el acceso, la manipulación, el almacenamiento y el intercambio de información y exigió una transmisión fiable de los datos. La comunicación de documentos mediante imágenes y el uso de terminales con gráficos de alta resolución proporcionaron un modo de interacción humana más natural e informativo que la voz y los datos por sí solos. La videoconferencia mejora la interacción grupal a distancia. El vídeo de entretenimiento de alta definición mejora la calidad de las imágenes, pero requiere velocidades de transmisión mucho más altas.

Estos nuevos requisitos de transmisión de datos pueden requerir nuevos medios de transmisión distintos del actual espectro radioeléctrico, que está saturado. [7] [8] Una red de telecomunicaciones moderna (como la red de banda ancha) debe proporcionar todos estos diferentes servicios ( multiservicios ) al usuario.

Diferencias con la telefonía antigua

Comunicación telefónica convencional utilizada:

  • el medio de voz solamente,
  • conectaba sólo dos teléfonos por llamada telefónica , y
  • Se utilizan circuitos con tasas de bits fijas.

Los servicios modernos pueden ser:

Estos aspectos se examinan individualmente en las tres subsecciones siguientes. [9]

Multimedia

Una llamada multimedia puede comunicar audio, datos, imágenes fijas o video de movimiento completo , o cualquier combinación de estos medios. Cada medio tiene diferentes demandas de calidad de comunicación, como:

El contenido de información de cada medio puede afectar la información generada por otros medios. Por ejemplo, la voz podría transcribirse en datos mediante reconocimiento de voz, y los comandos de datos pueden controlar la forma en que se presentan la voz y el video. Estas interacciones ocurren con mayor frecuencia en los terminales de comunicación, pero también pueden ocurrir dentro de la red. [3] [7]

Multipunto

Las llamadas de voz tradicionales son predominantemente llamadas entre dos partes, que requieren una conexión punto a punto utilizando únicamente el medio de voz. Para acceder a la información gráfica en una base de datos remota se necesitaría una conexión punto a punto que envíe consultas de baja tasa de bits a la base de datos y video de alta tasa de bits desde la base de datos. Las aplicaciones de video de entretenimiento son en gran medida conexiones punto a multipunto, que requieren una comunicación unidireccional de video en movimiento completo y audio desde la fuente del programa a los espectadores. La videoconferencia implica conexiones entre muchas partes, que comunican voz, video y datos. Por lo tanto, ofrecer servicios futuros requiere una gestión flexible de las solicitudes de conexión y medios de una llamada de comunicación multimedia multipunto. [7] [8]

Multifrecuencia

Una red de servicios multifrecuencia es aquella que asigna de forma flexible la capacidad de transmisión a las conexiones. Una red multimedia tiene que soportar una amplia gama de velocidades de bits demandadas por las conexiones, no sólo porque existen muchos medios de comunicación, sino también porque un medio de comunicación puede ser codificado por algoritmos con diferentes velocidades de bits. Por ejemplo, las señales de audio pueden ser codificadas con velocidades de bits que van desde menos de 1 kbit/s hasta cientos de kbit/s, utilizando diferentes algoritmos de codificación con una amplia gama de complejidad y calidad de reproducción de audio. De manera similar, las señales de vídeo de movimiento completo pueden ser codificadas con velocidades de bits que van desde menos de 1 Mbit/s hasta cientos de Mbit/s. Por lo tanto, una red que transporta señales de vídeo y audio puede tener que integrar tráfico con una gama muy amplia de velocidades de bits. [7] [9]

Una única red para múltiples servicios

Tradicionalmente, los diferentes servicios de telecomunicaciones se transportaban a través de redes separadas: voz en la red telefónica, datos en redes informáticas como las redes de área local , videoconferencia en redes corporativas privadas y televisión en redes de radio o cable.

Estas redes fueron diseñadas en gran medida para una aplicación específica y no son adecuadas para otras aplicaciones. Por ejemplo, la red telefónica tradicional es demasiado ruidosa e ineficiente para la comunicación de datos en ráfagas. Por otro lado, las redes de datos que almacenan y reenvían mensajes mediante computadoras tenían una conectividad limitada, por lo general no tenían suficiente ancho de banda para señales de voz y video digitalizadas y sufrían demoras inaceptables para las señales en tiempo real. Las redes de televisión que utilizaban radio o cables eran en gran medida redes de transmisión con instalaciones de conmutación mínimas. [3] [7]

Era deseable tener una red única para proporcionar todos estos servicios de comunicación para lograr la economía de la compartición. Esta economía motiva la idea general de una red de servicios integrados. La integración evita la necesidad de muchas redes superpuestas, lo que complica la gestión de la red y reduce la flexibilidad en la introducción y evolución de los servicios. Esta integración fue posible gracias a los avances en las tecnologías de banda ancha y el procesamiento de información de alta velocidad de la década de 1990. [3] [7]

Si bien múltiples estructuras de red eran capaces de soportar servicios de banda ancha, un porcentaje cada vez mayor de proveedores de banda ancha y MSO optaron por estructuras de red de fibra óptica para satisfacer los requisitos de ancho de banda presentes y futuros.

CATV (televisión por cable), HDTV (televisión de alta definición), VoIP (voz sobre protocolo de Internet) e Internet de banda ancha son algunas de las aplicaciones más comunes que hoy en día son compatibles con las redes de fibra óptica, en algunos casos directamente hasta el hogar (FTTh – Fiber To The Home). Este tipo de redes de fibra óptica incorporan una amplia variedad de productos para soportar y distribuir la señal desde la oficina central hasta un nodo óptico y, en última instancia, hasta el abonado (usuario final).

Tecnologías de banda ancha

Telecomunicaciones

En telecomunicaciones , un método de señalización de banda ancha es aquel que maneja una amplia banda de frecuencias. “Banda ancha” es un término relativo, entendido según su contexto. Cuanto más amplio (o más amplio) sea el ancho de banda de un canal, mayor será la capacidad de transporte de datos, dada la misma calidad del canal.

En la radio , por ejemplo, una banda muy estrecha transmitirá el código Morse , una banda más ancha transmitirá el habla y una banda aún más amplia transmitirá la música sin perder las altas frecuencias de audio necesarias para una reproducción de sonido realista . Esta banda ancha suele dividirse en canales o "contenedores de frecuencia" utilizando técnicas de banda de paso para permitir la multiplexación por división de frecuencia en lugar de enviar una señal de mayor calidad.

En comunicaciones de datos, un módem de 56k transmitirá una velocidad de datos de 56 kilobits por segundo (kbit/s) a través de una línea telefónica de 4 kilohercios de ancho (banda estrecha o banda de voz ). A fines de la década de 1980, la Red Digital de Servicios Integrados de Banda Ancha (B-ISDN) utilizó el término para referirse a una amplia gama de velocidades de bits , independientemente de los detalles de modulación física. [10] Las diversas formas de servicios de línea de abonado digital (DSL) son de banda ancha en el sentido de que la información digital se envía a través de múltiples canales. Cada canal tiene una frecuencia más alta que el canal de voz de banda base , por lo que puede soportar el servicio telefónico tradicional en un solo par de cables al mismo tiempo. [11] Sin embargo, cuando esa misma línea se convierte en un cable de par trenzado sin carga (sin filtros telefónicos), se vuelve de cientos de kilohercios de ancho (banda ancha) y puede transportar hasta 100 megabits por segundo utilizando técnicas de línea de abonado digital de tasa de bits muy alta ( VDSL o VHDSL). [12]

Las redes modernas deben transportar tráfico integrado , compuesto de voz, vídeo y datos. La Red Digital de Servicios Integrados de Banda Ancha (B-ISDN) fue diseñada para estas necesidades. [13] Los tipos de tráfico que soporta una red de banda ancha se pueden clasificar según tres características: [14]

  • El ancho de banda es la cantidad de capacidad de red necesaria para soportar una conexión.
  • La latencia es la cantidad de retraso asociada con una conexión. Solicitar una latencia baja en el perfil de calidad de servicio (QoS) significa que las celdas deben viajar rápidamente de un punto de la red a otro.
  • La variación del retardo celular (CDV) es el rango de retrasos que experimenta cada grupo de células asociadas. Una variación baja del retardo celular significa que un grupo de células debe viajar a través de la red sin alejarse demasiado unas de otras.

Las redes celulares utilizan varios estándares para la transmisión de datos, incluido 5G , que puede admitir un millón de dispositivos separados por kilómetro cuadrado.

Requisitos de los tipos de tráfico

Los tipos de tráfico que se encuentran en una red de banda ancha (con ejemplos) y sus respectivos requisitos se resumen en la Tabla 1.

Tabla 1: Tipos de tráfico de red y sus requisitos [14]
Tipo de tráficoEjemploAncho de banda requeridoRetraso celularEstado latente
ConstanteVoz, emulación de circuitos garantizadaMínimoBajo
VariableVídeo comprimidoGarantizadoVariableBajo
DisponibleDatosNo garantizadoAmpliamente variableVariable

Redes de computadoras

Muchas redes de computadoras utilizan un código de línea simple para transmitir un tipo de señal utilizando el ancho de banda completo de un medio utilizando su banda base (desde cero hasta la frecuencia más alta necesaria). La mayoría de las versiones de la popular familia Ethernet reciben nombres, como el 10BASE5 original de la década de 1980 , para indicar esto. Las redes que utilizan módems de cable en la infraestructura de televisión por cable estándar se denominan banda ancha para indicar la amplia gama de frecuencias que pueden incluir múltiples usuarios de datos, así como canales de televisión tradicionales en el mismo cable. Los sistemas de banda ancha generalmente utilizan una frecuencia de radio diferente modulada por la señal de datos para cada banda. [15]

El ancho de banda total del medio es mayor que el ancho de banda de cualquier canal. [16]

La variante de banda ancha 10BROAD36 de Ethernet se estandarizó en 1985, pero no tuvo éxito comercial. [17] [18]

El estándar DOCSIS se puso a disposición de los consumidores a fines de la década de 1990, para brindar acceso a Internet a los clientes residenciales de televisión por cable. Las cosas se complicaron aún más por el hecho de que el estándar 10PASS-TS para Ethernet, ratificado en 2008, utilizaba tecnología DSL, y tanto los módems de cable como los de DSL suelen tener conectores Ethernet.

Televisión y vídeo

Una antena de televisión puede describirse como "de banda ancha" porque es capaz de recibir una amplia gama de canales, mientras que, por ejemplo, una antena de VHF baja es "de banda estrecha" ya que recibe solo de 1 a 5 canales. La norma federal estadounidense FS-1037C define "banda ancha" como sinónimo de banda ancha . [19] "Banda ancha" en la distribución de video analógico se utiliza tradicionalmente para referirse a sistemas como la televisión por cable , donde los canales individuales se modulan en portadoras a frecuencias fijas. [20] En este contexto, banda base es el antónimo del término , que se refiere a un solo canal de video analógico, normalmente en forma compuesta con audio de banda base separado . [21] El acto de demodular convierte el video de banda ancha en video de banda base. La fibra óptica permite que la señal se transmita más lejos sin repetirse. Las compañías de cable utilizan un sistema híbrido que utiliza fibra para transmitir la señal a los vecindarios y luego cambia la señal de luz a frecuencia de radio para transmitirse por cable coaxial a los hogares. Al hacerlo, se reduce el uso de tener múltiples cabeceras. Una cabecera reúne toda la información de las redes de cable locales y los canales de películas y luego envía la información al sistema.

Sin embargo, en el contexto de la transmisión de vídeo por Internet, el término "vídeo de banda ancha" se refiere a archivos de vídeo con velocidades de bits lo suficientemente altas como para requerir acceso a Internet de banda ancha para su visualización. El término "vídeo de banda ancha" también se utiliza a veces para describir el vídeo IPTV a la carta . [22]

Tecnologías alternativas

Las líneas eléctricas también se han utilizado para diversos tipos de comunicación de datos. Aunque algunos sistemas de control remoto se basan en señalización de banda estrecha , los sistemas modernos de alta velocidad utilizan señalización de banda ancha para lograr velocidades de datos muy altas. Un ejemplo es el estándar ITU-T G.hn , que proporciona una forma de crear una red de área local de hasta 1 Gigabit/s (que se considera de alta velocidad a partir de 2014) utilizando el cableado doméstico y comercial existente (incluidas las líneas eléctricas, pero también las líneas telefónicas y los cables coaxiales ).

En 2014, investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea realizaron avances en la creación de instrumentos ópticos de banda ancha ultra superficial . [23]

Banda ancha de Internet

En el contexto del acceso a Internet , el término "banda ancha" se utiliza de manera imprecisa para significar "acceso que está siempre activo y es más rápido que el acceso telefónico tradicional". [24] [25]

En ocasiones se han establecido una serie de definiciones más precisas de velocidad, entre ellas:

El servicio de Internet de banda ancha en los Estados Unidos fue tratado o administrado efectivamente como un servicio público por las reglas de neutralidad de la red [30] [31] [32] [33] [34] hasta que la FCC las revocó en diciembre de 2017. [35]

Calificadores de velocidad

Varios reguladores nacionales e internacionales categorizan las conexiones de banda ancha según las velocidades de carga y descarga, expresadas en Mbit/s ( megabits por segundo ).

TérminoRegulador(es)Velocidad mínima de descarga
(Mbit/s)		Velocidad mínima de subida
(Mbit/s)		Notas
Fibra completa / FTTP/H [36]Ofcom1001
Gigabite [37]UE10001
Ultrarrápido [38]Ofcom3001
Ultrarrápido / Gfast [39] [37]UE , Gobierno del Reino Unido1001
Rápido [37]UE30
Superrápido [40]Ofcom301
Superrápido [40]Gobierno del Reino Unido241
Banda ancha [41]Comisión Federal de Comunicaciones (FCC)10020
Banda ancha [42]Ofcom101
Banda ancha [43]CRTC5010

En Australia, la Comisión Australiana de Competencia y Consumo también exige a los proveedores de servicios de Internet que indiquen la velocidad durante la noche y las horas punta [44].

Concentración global del ancho de banda

Concentración global del ancho de banda: 3 países tienen casi el 50% entre ellos; 10 países casi el 75%. [45]

Históricamente, el ancho de banda ha estado distribuido de manera muy desigual en todo el mundo, con una concentración cada vez mayor en la era digital. Históricamente, solo 10 países han albergado entre el 70 y el 75% de la capacidad mundial de telecomunicaciones (véase el gráfico circular de la figura de la derecha). [45] En 2014, solo tres países (China, Estados Unidos y Japón) albergan el 50% del potencial de ancho de banda de telecomunicaciones instalado a nivel mundial. Estados Unidos perdió su liderazgo mundial en términos de ancho de banda instalado en 2011, siendo reemplazado por China, que alberga más del doble de potencial de ancho de banda nacional en 2014 (29% frente al 13% del total mundial). [45]

Véase también

Específico por nación:

Referencias

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  • Medios relacionados con Banda ancha en Wikimedia Commons
  • La definición del diccionario de banda ancha en Wikcionario
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