Módem DSL

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Un módem de línea de abonado digital ( DSL ) es un dispositivo que se utiliza para conectar una computadora o un enrutador a una línea telefónica que proporciona el servicio de línea de abonado digital (DSL) para la conexión a Internet , que a menudo se denomina banda ancha DSL . El módem se conecta a una sola computadora o enrutador, a través de un puerto Ethernet, un puerto USB o se instala en una ranura PCI de la computadora .

El enrutador DSL más común es un dispositivo independiente que combina la función de un módem DSL y un enrutador , y puede conectar varias computadoras a través de varios puertos Ethernet o un punto de acceso inalámbrico integrado . También llamado puerta de enlace residencial , un enrutador DSL generalmente administra la conexión y el uso compartido del servicio DSL en una red doméstica o de una pequeña oficina.

Diferentes enrutadores y módems DSL admiten diferentes variantes de tecnología DSL: VDSL , SDSL y ADSL .

Un router DSL consiste en una caja con un conector RJ11 para conectarlo a una línea telefónica estándar de abonado. Tiene varios conectores RJ45 para cables Ethernet para conectarlo a computadoras o impresoras, creando una red local. Por lo general, también tiene un conector USB que se puede usar para conectarse a computadoras a través de un cable USB , para permitir la conexión a computadoras sin un puerto Ethernet. Un router DSL inalámbrico también tiene antenas para permitirle actuar como un punto de acceso inalámbrico , por lo que las computadoras pueden conectarse a él formando una red inalámbrica . La energía generalmente se suministra mediante un cable desde un transformador de pared .

Generalmente tiene una serie de luces LED de estado que muestran el estado de partes del enlace de comunicaciones DSL:

• Luz de encendido: indica que el módem está encendido y tiene energía.
• Luces de Ethernet: generalmente hay una luz sobre cada conector Ethernet; una luz fija (o a veces intermitente) indica que el enlace Ethernet a esa computadora o dispositivo está funcionando
• Luz DSL: una luz fija indica que el módem ha establecido contacto con el equipo en la central telefónica local ( DSLAM ), por lo que el enlace DSL a través de la línea telefónica está funcionando; los módems más nuevos que admiten la conexión ADSL2+ tendrán una luz para cada línea ^[1]
• Luz de Internet: una luz fija indica que la dirección IP y el protocolo DHCP están inicializados y funcionando, por lo que el sistema está conectado a Internet.
• Luz inalámbrica: (solo en módems DSL inalámbricos) indica que la red inalámbrica está inicializada y funcionando

Muchos enrutadores proporcionan una página web interna a la red local para la configuración de dispositivos y la generación de informes de estado. La mayoría de los enrutadores DSL están diseñados para que los instale el cliente, para lo cual se suministra un CD o DVD que contiene un programa de instalación. El programa también puede activar el servicio DSL. Al encender el enrutador, pueden pasar varios minutos hasta que la red local y el enlace DSL se inicialicen, lo que generalmente se indica cuando las luces de estado se ponen verdes. También hay módems DSL PCI, que se conectan a una ranura de tarjeta PCI disponible en una computadora.

La red telefónica pública conmutada , la red de centros de conmutación , líneas troncales, amplificadores y conmutadores que transmite llamadas telefónicas de un teléfono a otro, está diseñada para transportar señales de frecuencia de voz y, por lo tanto, está limitada a un ancho de banda de 3,4 kHz. Antes de DSL, los módems de banda de voz transmitían información a través de la red telefónica con frecuencias de audio dentro de ese ancho de banda, lo que los limitaba a una velocidad de datos de aproximadamente 56 kbit/s. Sin embargo, los cables de cobre que conectan los teléfonos con el centro de conmutación local ( central telefónica ), llamado bucle de abonado , en realidad pueden transportar una banda de frecuencias mucho más amplia, hasta varios megahercios . ^[2] Esta capacidad no se utiliza en el servicio telefónico normal. DSL utiliza estas frecuencias más altas para enviar datos digitales entre el módem DSL y el centro de conmutación local, sin interferir con el servicio telefónico normal. En el centro de conmutación local, los datos se transfieren directamente entre la línea telefónica del cliente y las líneas de Internet, por lo que las señales DSL no viajan a través de la propia red telefónica. No es necesario marcar un número de teléfono para iniciar una conexión; La conexión DSL está "activada" siempre que el módem esté encendido.

El dispositivo en el centro de conmutación local que se comunica con el módem DSL se llama Multiplexor de Acceso a Línea de Abonado Digital (DSLAM), que está conectado directamente a Internet. ^[2] El centro de conmutación local debe estar equipado con estos dispositivos para ofrecer servicio DSL.

Con ADSL, el módem y el DSLAM se comunican mediante un protocolo llamado modulación multitono discreta (DMT), que es una forma de multiplexación por división de frecuencia . ^[2] El módem solo utiliza frecuencias superiores a 8 kHz, para evitar interferir con el servicio telefónico normal. El ancho de banda de la línea entre 8 kHz y aproximadamente 1 MHz se divide en 247 canales separados, cada uno de 4 kHz de ancho. ^[2] Una señal portadora separada transporta información en cada canal. Por lo tanto, el sistema actúa como 247 módems separados que operan simultáneamente. Los bits de los datos digitales entrantes se dividen y se envían en paralelo a través de los canales. Cada flujo de datos se envía utilizando un código de corrección de errores para permitir que los errores de bits menores debidos al ruido se corrijan en el extremo receptor. La mayoría de los canales son unidireccionales, y transportan datos de descarga desde el DSLAM al módem, pero algunos en el extremo de baja frecuencia son bidireccionales, para transportar la menor cantidad de tráfico de carga. El módem monitorea constantemente la calidad de transmisión en cada canal y, si está demasiado deteriorada, cambiará la señal a otros canales. El módem cambia constantemente datos entre canales en busca de las mejores velocidades de transmisión. ^[2] Por lo tanto, las interferencias o las líneas de mala calidad generalmente no interrumpirán la transmisión, sino que solo provocarán una degradación de la velocidad de datos del módem.

Por ejemplo, al descargar una página web, los paquetes de datos de la página web viajan a través de líneas de Internet de fibra óptica desde el servidor directamente al DSLAM en la central telefónica local . En el DSLAM se dividen en hasta 247 flujos de datos paralelos. Cada uno se modula en una señal portadora separada y se envía a través de un canal de frecuencia separado a través de la línea telefónica del abonado al módem DSL. El módem demodula la portadora, extrayendo el flujo de datos de cada señal portadora, realiza la corrección de errores , vuelve a juntar los datos en el orden correcto y los envía al ordenador a través de la línea Ethernet o, en el caso de una red inalámbrica ( Wi-Fi ), mediante señales de radio.

La mayoría de las líneas DSL de consumo utilizan una de las diversas variedades de DSL asimétrico (ADSL). ^[2] El término "asimétrico" significa que una mayor parte del ancho de banda de la línea está dedicado a datos de bajada (descarga) que a datos de subida (carga), por lo que las velocidades de descarga son más rápidas que las de carga, porque la mayoría de los usuarios descargan cantidades de datos mucho mayores que las que cargan. Como las líneas telefónicas nunca fueron diseñadas para transportar señales de frecuencia tan alta, el DSL es sensible a la distancia. Cuanto más lejos del centro de conmutación se encuentre el módem, más largos serán los cables telefónicos, más débil será la señal y menor será la velocidad de datos que puede alcanzar el módem. Los usuarios de las ciudades, cerca de los centros de conmutación, pueden tener acceso a un servicio de mayor velocidad, de hasta 24 Mbit/s. ^[2] El límite de distancia para el ADSL es de 18 000 pies (5,5 km o 3,4 millas). ^[2] Sin embargo, otros dispositivos instalados en las líneas telefónicas por la compañía telefónica, como bobinas de carga y derivaciones de puente , bloquean la señal y pueden descalificar una determinada línea telefónica del servicio DSL.

Para evitar que la señal DSL entre en las líneas telefónicas y llegue a teléfonos, contestadores automáticos, faxes y otros dispositivos en los que podría causar interferencias, los módems DSL cuentan con filtros de paso bajo que deben enchufarse a las líneas telefónicas que van a todos los dispositivos de banda de voz de la misma línea. El filtro bloquea todas las frecuencias superiores a 4 kHz, por lo que bloquea la señal DSL y permite el paso de las señales de frecuencia de voz. No se debe insertar un filtro en la línea telefónica que va al módem DSL, ya que bloquearía la comunicación entre el módem y el centro de conmutación.

Un módem DSL modula tonos de alta frecuencia para transmitirlos a un multiplexor de acceso a línea de abonado digital (DSLAM), y los recibe y demodula desde el DSLAM. Básicamente, cumple la misma función que el módem de banda de voz que fue un pilar a fines del siglo XX, pero se diferencia de él en aspectos importantes.

• Los módems DSL transfieren datos a una velocidad que es al menos 10 a 20 veces mayor que la de un módem de banda de voz.
• El DSL no interfiere con las llamadas telefónicas normales en la línea telefónica y no requiere marcar un número de teléfono para iniciar una conexión, ya que siempre está "activado". Un módem de banda de voz marca un número de teléfono para iniciar una conexión y, mientras está conectado, la línea telefónica no se puede utilizar para el servicio telefónico normal.
• Los enrutadores DSL, la forma más común de módem DSL, son externos a la computadora y se conectan al puerto Ethernet de la computadora o a su puerto USB , mientras que los módems de banda de voz suelen ser dispositivos internos instalados en la propia computadora en una ranura de interfaz PCI en la parte posterior. Los módems DSL internos son poco comunes, pero están disponibles.
• Microsoft Windows y otros sistemas operativos consideran a los módems de banda de voz como parte del hardware del ordenador y, de forma similar a otras partes del hardware del ordenador, como el ratón o el disco duro , se configuran a través del Panel de control de Windows . Por el contrario, los enrutadores DSL se consideran nodos separados en la LAN ( red de área local ). Los módems DSL rara vez requieren configuración o atención manual, pero cuando lo hacen, se puede acceder a ellos mediante el navegador de Internet . Los enrutadores suelen tener una página web , a la que se accede escribiendo una dirección IP proporcionada en el manual del enrutador en la barra de direcciones del navegador, con la que se pueden realizar varios cambios técnicos, como cambiar la contraseña de la red inalámbrica y ajustar el firewall del enrutador .
• Para los módems DSL externos conectados por USB , Microsoft Windows y otros sistemas operativos generalmente los reconocen como un controlador de interfaz de red .
• Para los módems DSL internos, Microsoft Windows y otros sistemas operativos proporcionan interfaces similares a las que se ofrecen para los módems de banda de voz. Esto se basa en el supuesto de que en el futuro, a medida que aumente la velocidad de la CPU, los módems DSL internos pueden volverse más comunes.
• Los módems DSL utilizan frecuencias de 25 kHz a más de 1 MHz (consulte Línea de abonado digital asimétrica ) para no interferir con el servicio de voz, que es principalmente de 0 a 4 kHz. Los módems de banda de voz utilizan el mismo espectro de frecuencia que los teléfonos comunes e interferirán con el servicio de voz: normalmente es imposible hacer una llamada telefónica en una línea que está siendo utilizada por un módem de banda de voz. Debido a que una sola línea telefónica suele transmitir DSL y voz, se utilizan filtros DSL para separar los dos usos.
• Los módems DSL varían en velocidad de datos desde cientos de kilobits por segundo a muchos megabits, mientras que los módems de banda de voz son nominalmente módems de 56K y en realidad están limitados a aproximadamente 50 kbit/s.
• Los módems DSL intercambian datos únicamente con el DSLAM al que están conectados, que a su vez los conecta a Internet, mientras que la mayoría de los módems de banda de voz pueden marcar directamente a cualquier parte del mundo.
• Los módems DSL están diseñados para protocolos específicos y a veces no funcionan en otra línea, incluso de la misma compañía, mientras que la mayoría de los módems de banda de voz utilizan estándares internacionales y pueden "retroceder" para encontrar un estándar que funcione. ^{[ cita requerida ]}

La mayoría de estas diferencias tienen poco interés para los consumidores, excepto la mayor velocidad del DSL y la posibilidad de utilizar el teléfono incluso cuando el ordenador está conectado.

A medida que avanza la tecnología, las funciones que proporcionan varios chips se pueden integrar en un solo chip. Los niveles más altos de integración han beneficiado a DSL, al igual que a otros equipos informáticos. Un módem DSL requiere lo siguiente para su funcionamiento; lo que hay exactamente en la tarjeta de circuito y cómo está dispuesto puede cambiar a medida que la tecnología mejora:

• Fuente de alimentación
• Circuito de conexión de datos y alimentación (por ejemplo, USB, Ethernet, PCI)
• Bomba de datos digitales DSL
• Chip analógico DSL y controlador de línea
• Microcontrolador
• Filtrar

Además de conectarse a un servicio DSL, muchos módems ofrecen funciones integradas adicionales, formando una puerta de enlace residencial :

• Un punto de acceso inalámbrico 802.11n o 802.11ac
• Almacenamiento en caché de DNS (sistema de nombres de dominio), un caché DNS de retransmisión o proxy que consulta servidores DNS en Internet
• Servidor de Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP)
• Funcionalidad de enrutador que incluye traducción de direcciones de red (NAT) para compartir una única dirección IPv4 .
• Un conmutador integrado (normalmente 4 puertos)
• Funcionalidad de voz sobre protocolo de Internet, incluida la calidad del servicio (control de prioridad para los flujos de datos entre usuarios)
• Terminación de la red privada virtual

• Red doméstica
• Puerta de enlace residencial
• Gato registrado

Medios relacionados con los módems ADSL en Wikimedia Commons