Fibra óptica para el hogar

Es 2020 y los Gernsback se han instalado en su nuevo hogar. Papá está viendo fútbol en la pantalla plana de su sistema de cine en casa, pero no está satisfecho con las transmisiones estándar. El canal Custom SuperView le permite seleccionar cuatro vistas actuales o de repetición instantánea de cualquiera de una docena de cámaras de alta definición ubicadas alrededor del estadio. Mamá está arriba trabajando, usando la telepresencia para controlar un robot que limpia un sitio de desechos tóxicos en Nueva Jersey. Su hijo adolescente está jugando al ajedrez tridimensional con un amigo en París; una supercomputadora en Nueva York calcula los datos utilizados para mostrar las piezas en sus pantallas holográficas digitales. Su hermana, mientras tanto, está practicando con un coro formado por personas que viven en una decena de ciudades de América del Norte y del Sur; una computadora en la Ciudad de México fusiona sus voces y transmite la música a sus computadoras en tiempo real, mientras crea una matriz de sus rostros en una sola pantalla.



En la actualidad, parte de esta tecnología se puede encontrar en laboratorios bien equipados, pero no en los hogares. La superautopista de la información actual carece del ancho de banda para entregar las señales requeridas, y se deteriora hasta convertirse en un sendero embarrado cuando llega a su patio delantero. La mayoría de los hogares se conectan a la red a través de módems que entregan como máximo 56.000 bits por segundo. Los usuarios de alto nivel están cambiando a módems de cable y líneas de abonado digital (DSL) que pueden transportar unos pocos megabits por segundo. Ese es un gran salto adelante, pero apenas lo suficiente para satisfacer a la familia Gernsback: el escenario descrito anteriormente demandaría de 100 a 200 megabits por segundo.

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Llamé a nuestra familia futurista en honor a Hugo Gernsback, un tecnófilo y escritor que publicó la primera revista de ciencia ficción de Estados Unidos en 1926. Pero en solo un par de meses, algunos residentes de Palo Alto, California, probarán estos poderes cuando las casas están conectadas directamente a fibras ópticas. Palo Alto no está solo a la vanguardia de la fibra. El otoño pasado, BellSouth comenzó a tender fibra hasta 400 hogares en Dunwoody, Georgia, un suburbio próspero al norte de Atlanta. A diferencia de otros sistemas de fibra hasta el hogar que se implementaron en el pasado como pruebas de campo, Dunwoody es una instalación permanente. Al norte de la frontera, Futureway Communications, una nueva compañía telefónica canadiense que busca un nicho que ofrezca servicios de alta gama, está conectando fibra a hogares en cinco suburbios de Toronto. Optical Solutions, una joven empresa de Minneapolis, está suministrando a Futureway conexiones de fibra para 20.000 hogares y ha vendido cientos de enlaces domésticos a otras pequeñas empresas telefónicas.





Competir con el cobre

Estos sistemas de vanguardia aún son raros. La mayoría de las empresas de telefonía y televisión por cable confían en la fibra únicamente como tecnología troncal para canalizar señales entre sus propias instalaciones. De hecho, las fibras son los enlaces estándar hacia y desde las oficinas de conmutación que sirven a cada comunidad y, a menudo, se extienden desde allí hasta grandes clientes comerciales o nodos de distribución de vecindarios. Un solo par de fibras ahora puede transportar hasta cientos de gigabits por segundo, y cada fibra transmite señales separadas en docenas de longitudes de onda en una dirección. Sin embargo, el resto de la red de distribución es prácticamente toda de cobre, es una inversión que vale más de $ 100 mil millones y las empresas de telefonía y cable no están ansiosas por abandonarla. A fines del año pasado, la compañía telefónica regional SBC Communications anunció un programa de construcción de fibra de tres años y $ 6 mil millones en su área de servicio en el oeste de Estados Unidos.

Pero la sabiduría convencional sostiene que llevar la fibra hasta el hogar es demasiado costoso, por lo que las fibras de SBC se detendrán en los nodos de distribución que normalmente sirven a cientos de clientes. Los datos todavía llegarán a la casa con cobre antiguo. Es como si un equipo de relevos de velocistas de clase olímpica tuviera que depender de un paciente geriátrico para el tramo final de la carrera, conocida en la jerga de las telecomunicaciones como la última milla.



Las compañías telefónicas y de cable prometen una cura diferente para la espera mundial que sufren los usuarios domésticos de módems de acceso telefónico (consulte la tabla en la última página, Battle of the Last Mile). Los sistemas de cable entregan hasta 36 megabits por segundo a través del mismo cable coaxial que conduce CNN y HBO al televisor. Las compañías telefónicas han ideado el DSL como una estratagema para engañar al cable de cobre ordinario para que se comporte como si fuera una tubería de información más gruesa, que transporta varios megabits por segundo.

Las personas que cambian de conexiones de red ordinarias a módems de cable suelen atravesar un arco de experiencia que comienza con placer: el enlace está siempre encendido, como la electricidad en un enchufe, y la información fluye a velocidades que dejan a los módems de acceso telefónico en el polvo. Luego, los inconvenientes se vuelven evidentes: el ancho de banda del cable se comparte entre un grupo de usuarios, por lo que las conexiones ultrarrápidas que se experimentan al principio comienzan a arrastrarse a medida que más de sus vecinos se conectan. La seguridad es otro tema; si el uso compartido de archivos está habilitado, una configuración predeterminada común, todos los usuarios de una línea de cable módem pueden acceder a sus archivos. DSL tiene un problema diferente. Las frecuencias de señal más altas que transportan los datos digitales de DSL se desvanecen a medida que viajan a través del cable de cobre, lo que restringe estas conexiones a los hogares dentro de unos cinco kilómetros de cable desde una estación de conmutación telefónica. Los sistemas inalámbricos, una alternativa emergente de gran ancho de banda, pueden sufrir bloqueos por el mal tiempo, árboles y edificios.

Si el pasado sirve de guía, además, la demanda de ancho de banda pronto superará la capacidad de estas alternativas manipuladas por el jurado. Los sitios web de hoy con imágenes intensas se rastrean cuando se ven a 56 kilobits / segundo. El video de movimiento completo, por ejemplo, aparece como una imagen entrecortada y de baja resolución en una esquina de la pantalla. Es probable que la necesidad de una mayor capacidad en el hogar se intensifique a medida que las empresas avanzan con el comercio electrónico. ¿Por qué mostrar solo una imagen estática y las especificaciones del producto para un refrigerador si puede hacer que un vendedor destacado entregue una presentación en video mientras lo demuestra en la pantalla? Un objetivo razonable puede ser de 100 megabits / segundo, lo que debería permitir el vídeo en pantalla completa y en movimiento y probablemente satisfaría a los Gernsbacks. Por otra parte, la satisfacción es un objetivo en movimiento. El ancho de banda es una droga; una vez que estás enganchado, solo quieres más. Una sola fibra óptica puede transportar fácilmente más de 600 megabits / segundo a usuarios individuales, mucho más allá de la capacidad de las líneas DSL o de cable. De hecho, los módems de cable y DSL despertarían el apetito de los consumidores dándoles una muestra de ancho de banda que solo la fibra puede satisfacer.

Ahora es el momento de hacer esa inversión, al menos para nuevas instalaciones, argumenta Asim Sabre, presidente de Optical Solutions. Sabre dice que la instalación de fibra costará entre un 15 y un 25 por ciento adicional, pero afirma que la recompensa llegará en unos pocos años a medida que aumente la demanda de ancho de banda. Es mejor, dice, gastar más ahora que verse obligado a romper las aceras en 8 o 10 años para aumentar la capacidad.



¿Diferente esta vez?

No es como si nadie hubiera probado casas con fibra antes. Los escépticos apuntan a pruebas de campo anteriores que no han logrado encontrar gran parte de un mercado interno para el tremendo ancho de banda de la fibra. El Ministerio de Industria y Comercio Internacional de Japón patrocinó el primero, que comenzó a dar servicio a unos 150 hogares en 1978. El experimento consumió la asombrosa cantidad de 80 millones de dólares durante varios años, pero, junto con ensayos similares en Canadá y Francia, no logró identificar nuevos servicios atractivos que justificaría el alto costo de instalación de fibra.

Hace una década, BellSouth y varias otras compañías telefónicas de EE. UU. Pensaron que habían encontrado una actividad de gran ancho de banda por la que los consumidores pagarían: video a pedido. Decenas de hogares se conectaron con sistemas de prueba en todo el país, pero la chispa nunca se encendió: el nivel de interés de los consumidores se consideró insuficiente para justificar la compra de costosos servidores de video y equipos de fibra. Las compañías de cable respondieron rápidamente agregando más canales y servicios de pago por evento a sus cables coaxiales existentes. Pero ha sucedido algo curioso desde la última vez que se enroló la fibra en los domicilios: Internet. El crecimiento explosivo de la World Wide Web ha hecho repentinamente que millones de personas anhelen el ancho de banda, un bien que apenas sabían que existía unos años antes.

Durante la próxima década, los observadores de fibra en los Estados Unidos querrán centrar su atención en el sureste. BellSouth, la compañía telefónica que atiende a la región, está liderando la carga en América del Norte por la fibrilación del hogar, dice Richard Mack, vicepresidente de KMI, una firma de investigación de mercado con sede en Newport, Rhode Island. El interés por las nuevas tecnologías refleja el rápido crecimiento de su área de servicio. La mayoría de las comunidades nuevas quieren servicios públicos enterrados, y es mucho más barato colocar fibras adicionales para futuras expansiones ahora que regresar años después para excavar calles y patios para reemplazar cables obsoletos.

Los residentes de Dunwoody seguirán recibiendo el servicio telefónico de voz a través de las líneas de cobre existentes y se ofrecerán a los clientes dos nuevos servicios a través de fibra. Una es la transmisión de datos de grado DSL por entre 50 y 60 dólares al mes. El segundo es un servicio de video que ofrece 120 canales digitales y 70 analógicos. El próximo año, la compañía espera que estos sistemas de fibra se conviertan en estándar para las grandes subdivisiones nuevas. Para entonces, los clientes con conexiones de fibra en sus hogares podrían instalar el equipo ellos mismos. No tenemos que rodar un camión en absoluto, dice Dan Spears, director de investigación de BellSouth Science & Technology.

BellSouth admite que la instalación del sistema de fibra Dunwoody cuesta más que el cobre, pero dice que el objetivo es ganar experiencia con la tecnología. A medida que baje el costo de la fibra para el hogar, BellSouth la implementará en situaciones de construcción nueva, ya que ahora estamos implementando fibra en la acera, dice Dave Kettler, vicepresidente de BellSouth Science & Technology.

Están apareciendo corrientes dispersas de interés en las conexiones de fibra doméstica en las ciudades prósperas de EE. UU. En Concord, Mass., El Comité de Infraestructura de Comunicaciones de Concord, un panel asesor de la ciudad, ha sugerido que la ciudad construya su propia red de fibra digital para los hogares. Los módems de cable aún no han llegado a la ciudad, muchos hogares están fuera del alcance de DSL y ambos tienen un espacio limitado para la expansión, se queja Marc Daigle, ingeniero y miembro del comité.

El ayuntamiento de Palo Alto ya aprobó gastar $ 380,000 para construir una red de fibra que atiende a casi 700 hogares en un área más antigua cerca del centro de la ciudad. Los residentes obtendrán conexiones a 10 o 100 megabits por segundo. Pagarán alrededor del 70 por ciento del costo, incluidos los cargos mensuales más las tarifas de instalación de $ 1,200 o $ 2,400, según la tarifa de datos. Más de 70 personas se inscribieron antes de que la ciudad estableciera un precio firme, dice Manuel Topete, quien administra el sistema de fibra para el departamento de servicios públicos de la ciudad.

El sistema ofrecerá transmisión de datos a una velocidad inalcanzable. La prueba se basa en la entrega por Internet, dice Michael Eager, un consultor de Palo Alto activo en el proyecto. No creo que la gente se hubiera interesado mucho si solo estuviéramos hablando de 500 canales de televisión.

Optical Solutions también ha suscitado un gran interés. La compañía ha vendido equipos de fibra hasta el hogar a una docena de operadores en siete estados, dice el presidente Asim Sabre, más el pedido de Futureway en Concorde, Ontario, de hardware para servir a 20,000 hogares en cinco suburbios de Toronto. Fundada en 1994, Optical Solutions aceleró su crecimiento de 13 empleados a fines de 1998 a 65 un año después; Sabre espera un recuento de 120 personas a finales de esta primavera. El año pasado Optical Solutions, que apuesta su futuro por la fibra hasta el hogar, también consiguió una inversión de 16 millones de dólares en una colocación privada.

Futureway representa un mercado nuevo pero prometedor para las soluciones ópticas: nuevas compañías telefónicas que compiten por los negocios ofreciendo servicios de alta gama que no están disponibles en las grandes empresas establecidas. Empresas similares están comenzando a surgir en otros lugares. En diciembre, WideOpenWest de Littleton, Colorado, anunció planes para construir sistemas de fibra hasta la acera en las áreas de Denver y Portland, Oregon. Los otros clientes de Optical Solutions son compañías telefónicas independientes que buscan ofrecer servicios de banda ancha en áreas rurales. Rye Telephone de la ciudad de Colorado, Colorado, está instalando fibra en 500 hogares en una extensa comunidad de 80 kilómetros cuadrados llamada Hatchet Ranch. DSL no puede manejar esas distancias y las compañías de cable generalmente evitan áreas tan extensas.

Flexibilidad estandarizada

Para que la fibra óptica se infiltre en un número significativo de hogares, las compañías telefónicas deben establecer estándares técnicos. Ese esfuerzo está en marcha. Representantes de 20 empresas, incluidas British Telecom, BellSouth, France Telecom, Nippon Telegraph and Telephone, GTE y SBC, se han unido para diseñar una Red de Acceso de Servicio Completo (FSAN) que va desde las instalaciones de las compañías telefónicas hasta los hogares y las empresas. FSAN ya ha sido aceptado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones y podría acelerar el despliegue de fibra en el hogar al proporcionar un conjunto de estándares para equipos de transmisión de producción masiva. La arquitectura FSAN cubre una variedad de usos de fibra, desde la transmisión de señales a los nodos del vecindario y los clientes comerciales hasta el servicio de hogares individuales. Por lo tanto, FSAN podría permitir que la fibra se infiltre en la red pieza por pieza.

Eso es importante, porque la fibra avanza poco a poco hacia el hogar. El Proyecto Pronto de $ 6 mil millones de SBC Communications traerá más de 20,000 kilómetros de cable de fibra nuevo, extendiendo la red óptica a 2.7 kilómetros de la mayoría de los hogares a los que sirve la compañía. SBC no está solo; US West está colocando fibra a 1,2 kilómetros y Bell Canada a 900 metros, dice Claude Roman, analista de la firma de investigación de mercado RHK en el sur de San Francisco.

E incluso antes de Dunwoody, BellSouth distribuía fibra de forma rutinaria en todas las calles de nuevos desarrollos. A fines del año pasado, la empresa había instalado un servicio híbrido de fibra / cobre para medio millón de hogares. Los cables de fibra enterrados van a las cajas de servicio que se asientan como gruesas bocas de incendio cuadradas a lo largo de la acera, y los cables de cobre se abren en abanico desde cada caja hasta varias casas. En Dunwoody, la compañía está superponiendo tendidos de fibra en paralelo con cables de cobre existentes a los hogares.

FSAN facilita esta expansión con un diseño llamado red óptica pasiva. La idea es mantener componentes activos costosos y sensibles, como transmisores y receptores, en los extremos del sistema. En lugar de dirigir las señales a través de interruptores intermedios, el sistema simplemente divide la luz entre hasta 32 fibras de salida. Ningún componente entre el interruptor central y el extremo de la fibra requiere energía eléctrica, lo que ayuda a reducir los costos de construcción y mantenimiento.

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Las actualizaciones a un sistema FSAN deben ser sencillas y, por lo general, implican cambios solo del equipo en los extremos de la fibra. Las velocidades de datos se pueden aumentar dividiendo la capacidad de la fibra entre menos clientes. A largo plazo, cada fibra puede transportar un canal de longitud de onda por cliente, una técnica conocida como multiplexación de longitud de onda (consulte Multiplexación por división de longitud de onda, TR marzo / abril de 1999).

Las empresas que desarrollaron el estándar FSAN -entre ellas Lucent Technologies, NEC y Hewlett-Packard- destacan su adaptabilidad. Algunos ya están diseñando productos. Estamos desarrollando un sistema que proporcionará acceso de fibra de bajo costo para pequeñas y medianas empresas porque creemos que ahí es donde la prueba más obvia es para la fibra hasta los clientes, dice Ed Harstead, quien administra la fibra hasta el -Investigación a domicilio en Lucent. De hecho, las ventas de fibra a la empresa ayudarán a reducir los precios del hardware para aplicaciones más sensibles a los costos, una clave para lanzar sistemas de fibra domésticos. British Telecom y France Telecom, dos de las compañías detrás del estándar, están ansiosas por aplicar FSAN a suscriptores comerciales; BT planea llevar fibras a distritos comerciales, y las fibras se ramifican entre las empresas como lo harían entre los hogares. Nippon Telegraph and Telephone, que ha probado la fibra hasta el hogar y está cooperando con BellSouth, ahora también se concentra en los clientes comerciales. Desde un punto de vista técnico, es difícil distinguir la fibra para el negocio de la fibra para el hogar, dice Kenji Okada, supervisor de NTT Access Network Service Systems Labs.

Los estándares técnicos como FSAN no pueden superar todos los obstáculos que pueden impedir la fibrización de los hogares. BellSouth tiene la ventaja de servir a una región que está experimentando un rápido crecimiento económico y demográfico. Eso significa muchos desarrollos de vivienda nuevos, cada uno de ellos una oportunidad relativamente fácil para la fibrización porque el terreno ya está excavado para instalar todo tipo de infraestructura de energía y telecomunicaciones. Esa no es la situación en la mayor parte de los Estados Unidos, donde instalar fibra significa construcción nueva. Por no hablar de los dolores de cabeza en Europa. Spears, de BellSouth, dice que un colega de Telecom Italia se quedó asombrado con una foto de un paisaje desnudo por un desarrollador. Spears recuerda que el italiano le dijo: Cuando vayamos a Roma y empecemos a cavar en la calle, es posible que nos encontremos con algún artefacto, y ellos pusieron una cerca alrededor y detuvieron la construcción hasta que los arqueólogos hagan su trabajo.

El mercado de la fibra para el hogar es joven y los analistas evitan pronosticar su crecimiento. Es difícil hacer proyecciones basadas en servicios que aún no existen, dice Jeff Kagan, analista de la industria en Marietta, Georgia. A corto plazo, el mayor interrogante es cómo responderán los consumidores y operadores de cable de EE. UU. A la alta definición digital. televisión, que devorará ancho de banda como nada que hayamos visto hasta ahora. A largo plazo, el crecimiento continuo de Internet impulsará al alza la demanda digital. Las imágenes estáticas comunes en muchas páginas web se cargan lentamente a 56.000 bits / segundo, lo que impulsa la demanda de módems de cable y DSL en el rango de megabits / segundo. A medida que un número cada vez mayor de diseñadores de sitios web cede a la tentación de mostrar imágenes en movimiento, incluso estas conexiones relámpago pueden comenzar a sentirse lentas.

Extrapolando el crecimiento de 20 veces en el ancho de banda de la década de 1990, los módems saltaron de 2.400 a 56.000 bits / segundo, a una proyección de que para 2020, 100 megabits / segundo serán una rutina. Y eso puede ser conservador. Adel Saleh, arquitecto jefe de redes en Corvus en Columbia, Maryland, dice que 100 megabits / segundo podrían llegar a los hogares en 2005. Saleh predice que para 2010, los sistemas multiplexados de longitud de onda proporcionarán un ancho de banda del orden de 1.000 megabits / segundo. Con ese tipo de capacidad, el mayor problema será descubrir cómo aprovechar nuestro Gernsback interno.

Batalla de la última milla

Tecnología Cómo funciona Capacidad (Mbit / s) Ventaja Limitaciones Fibra al hogar La fibra transporta datos a los hogares. También podría transmitir video, ya sea en la misma señal o en otras longitudes de onda. Varios cientos, hasta 1,000 Velocidad más alta Costo de construcción Línea de abonado digital (DSL) Transmite datos digitales en líneas telefónicas a frecuencias más altas que las utilizadas para voz. Las frecuencias se separan en el hogar. Los hogares individuales obtienen líneas dedicadas. Aguas abajo: 6-8
Upstream: hasta 1.5 Puede usar líneas telefónicas existentes No hay servicio para hogares a más de 5.5 km del nodo de conmutación de teléfono Velocidades máximas posibles solo en líneas cortas No disponible para todos los clientes de telefonía Módem de cable Los datos viajan a casa por cable de TV (coaxial) en una frecuencia banda utilizada para un canal de video. La transmisión ascendente se realiza a una frecuencia más baja o por cables telefónicos. Aguas abajo: típicamente ~ 1
Upstream: típicamente 0,1-0,5 Utiliza cable coaxial existente Caídas de velocidad de datos individuales con el número de usuarios Seguridad deficiente No disponible en todos los sistemas de cable Inalámbrico (terrestre) Antena local transmite microondas, recogido por la antena doméstica. Emite señales de video y puede transmitir datos. Comparable con DSL Sin instalación de cable Interferencia de múltiples rutas de edificios Los árboles, el terreno y la lluvia pueden bloquear las señales Posible interferencia de otras celdas Las señales viajan una distancia limitada (como un teléfono celular) Inalámbrico (satélite) Emite señales de datos por satélite; los receptores individuales recogen su señal. Podría agregarse al servicio de transmisión directa por satélite o al servicio móvil de órbita terrestre baja como Teledesic. Por definir Sin cable, sin antenas de transmisión local Mejor adaptado para transmisión debido a la gran área de cobertura de satélite Probablemente velocidades de datos limitadas

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