¿Cuáles son los límites de velocidad de la fibra óptica?

La fibra ya es una realidad en España y hemos dejado de lado, salvo contadas excepciones, el ADSL. Hay más de cincuenta millones de accesos instalados según los datos de mediados del año 2020 si nos referimos a fibra FTTH pero también millones de accesos usando HFC. Pero, ¿cuáles son los límites de la fibra? ¿Dónde está el límite o qué nos permite?

Sabemos, según estudios, que la máxima velocidad que nos ofrece (o nos ofrecía) el ADSL son 20 megas o 30 megas en caso de utilizar tecnologías como VDSL. Pero, ¿qué nos permite la fibra? ¿De qué dependen los límites? ¿Qué nos ofrecen los operadores? Resolvemos las principales dudas.

Diferencias entre FTTH y HFC

Conviene que tengamos en cuenta la diferencia  entre FTTH y HFC. Solemos hablar de fibra en términos generales pero no basta, en realidad, con denominar fibra óptica como generalización sino que existen diferentes. FTTH es Fiber to the home y HFC significa Hybrid Fiber Coaxial o lo que es lo mismo: fibra óptica hasta el hogar o híbrido de fibra-coaxial respectivamente.

¿Qué diferencia hay entre ellas? Muy resumidamente, la principal distinción entre ambas es que en el primer caso el cable de fibra entra hasta nuestra casa y en el segundo caso no entra sino que la fibra se queda en el nodo y se utiliza un cable coaxial hasta nuestra casa, lo que permite la conexión a Internet. La fibra FTTH tiene ventajas como inmunidad a las interferencias o que la velocidad apenas disminuye mientras alcanza varios kilómetros pero, en cambio, el coste más elevado. Por su parte, las tecnologías HFC tienen un cable coaxial más resistente y más económico y se trata de una instalación menos costosa o menos delicada pero tiene un inconveniente importante: la velocidad puede ser menor según la longitud del cableado así que aquí encontraríamos una tecnología más limitada (aunque, obviamente, mejor que el ADSL convencional que teníamos hasta hace algunos años)

FTTx

Velocidad máxima España

Movistar ofrece desde enero de 2021 un total de 1 Gb para todos los usuarios que tenían contratados previamente 600 Mbps. También hay opciones de contrato de 100 Mb y de 600 Mb pero el máximo del operador de Telefonica sería de 1 Gbps para todos los usuarios que busquen la mayor velocidad. No es el único que ofrece ya esta velocidad: Vodafone incluye en algunas de sus tarifas la posibilidad de contratar fibra óptica de 1 GBps además de la fibra de 300 Mbps o de 600 Mbps que suele ser habitual en todos los operadores. Hasta 1 GBps también ofrecen otros operadores: Orange y Yoigo ya comercializan los 1.000 Mbps que es, actualmente, el límite más alto.

¿Qué nos permite la fibra de 1 Gbps?

Movistar será el último de los cuatro grandes en alcanzar 1 Gbps pero, ¿merece la pena apostar por esta velocidad? ¿realmente lo necesitamos o es suficiente tener 600 Mbps en nuestra casa? El proveedor de servicios Fastmetrics ha hecho cálculos sobre las diferencias de velocidades en tareas diarias según lo que tendríamos contratado. Según estos datos, lo que nos permitiría la fibra de 1000 Mbps (o 1 Gbps) sería lo siguiente:

Podríamos descargar una canción de unos cuatro minutos en 0,03 segundos frente a los 0,3 segundos de la fibra óptica de 100 Mbps. Por su parte, una película de dos horas en HD que ocupe unos 4,5 GB aproximadamente podríamos tenerla en sólo 25 segundos. Según este proveedor americano para conseguir descargar el mismo archivo, en HD, con 100 Mbps tendríamos que esperar alrededor de cuatro minutos y medio. Un programa de televisión en HD de unos 45 minutos apenas tardaría 5 segundos frente a los 50 segundos con fibra de 100 Mbps. Esto supondría una reducción notable de tiempo en prácticamente todo. En cuestión de uno o dos minutos podrías descargar temporadas completas de Netflix o Disney+ para llevar offline en tu teléfono móvil o en tu tablet si quieres viajar. O listas de reproducción de Spotify que se descargarían, en casa, en menos de un minuto (ten en cuenta que cada canción tardaría apenas 0,03 segundos en descargarse)

Los límites

La capacidad de la infraestructura es finita, tanto por la velocidad de transferencia de datos por factores físicos, en cuanto a las limitaciones de la tecnología óptica, como por el consumo energético asociado. Si nos centramos en las limitaciones de la tecnología, la transferencia de información utilizando el soporte de fibra óptica tiene que ver con la luz y su reacción con el silicio, que es el material con que está fabricada la fibra óptica actual. Aunque la luz alcanza los 300.000 km/s en el vacío, sobre la fibra óptica se alcanzan «tan solo» 200.000 km/s, luego ya tenemos una primera limitación por el soporte, lo que resulta en una velocidad de transferencia de 1,5 Tbps según los últimos avances, y esta velocidad se consigue combinando canales de 40 Gbps.

Si la luz viaja por el silicio a menor velocidad que por el vacío perfecto, la solución pasa por aplicar cambios sobre el silicio… ¿no? Y eso es tan fácil, según demuestran algunas investigaciones, como modificar el cableado para que, entre las fibras de silicio, existan algunos túneles huecos por donde puedan viajar los fotones. Y este avance lo que permite es alcanzar 299.910 km/s en las transferencias, es decir, hasta 73,7 Tbps combinando 96 canales de 256 Gbps.

Los límites del hardware

La transferencia de datos por fibra óptica puede seguir creciendo a nivel de velocidad, pero requiere de hardware que lo soporte, y entramos en términos de router, tarjeta de red, unidades de almacenamiento y demás. De nada servirá que contrates una tarifa de 1 Gbps con tu operador si tu ordenador es viejo o tu tarjeta de red no es capaz de estar a la altura, por ejemplo. Tampoco tendría sentido si apostásemos por un router obsoleto y antiguo. Por lo tanto, aunque el ritmo de la fibra óptica fuese favorable, la evolución del hardware tiene que acompañar al mismo ritmo de forma necesaria, siempre y cuando se pretenda alcanzar el máximo de velocidad de transferencia que permita la fibra óptica en cada momento. Sería lo lógico en cuanto a hardware de los propios operadores (routers, repetidores…) pero no siempre acompañaría en caso de ordenadores instalados, etc.

Límites en tecnología e instalación

Visto lo anterior, la velocidad de transferencia de que disfruta el usuario final no depende sólo de las posibilidades de la tecnología, sino también de las limitaciones que el resto de la infraestructura imponen. Así, también hay que considerar la tecnología entre el OLT y el ONT y la capacidad de los splitter para «repartir» los datos que se transfieren en estos haces de luz. Y no son los únicos componentes de la infraestructura que pueden limitar, en mayor o menor medida, la capacidad máxima de la fibra óptica.

Tampoco podemos olvidar los intereses de los proveedores de Internet que, según la demanda y la competencia, entre otros factores, despliegan nuevas tecnologías y habilitan máximos de transferencia más elevados. Por lo tanto, este último es también otro «tope» que juega en contra de los límites de la fibra óptica que, estando mucho más allá de lo que disfrutamos, no deja de ser poco más que una utopía.

Pruebas de velocidad y fibra

Durante los últimos años hemos visto continuas pruebas de fibra para saber cuál es la velocidad que puede alcanzar, el máximo que permite esta tecnología. Cada año, cada pocos meses vemos un nuevo estudio que nos indica cómo “vuela” la fibra. Por ejemplo, en 2018 la operadora australiana Telstra y la empresa Ericsson consiguieron demostrar que la fibra óptica podía ir a 30,4 Tbps. “La mayor eficiencia espectral por par de fibra jamás conseguida en un entorno real, permitiendo anchos de banda de 30,4 Tbps”, explicaban ambas compañías  en un estudio dentro del programa “Redes del futuro”. Según esta prueba, el equivalente sería la emisión de 1,2 millones de vídeos 4K Ultra HD en streaming emitidos de forma simultánea.

Pero el récord no queda ahí y siguen haciéndose pruebas y mejorándose continuamente las tecnologías. A mediados de 2020 una nueva prueba demostró que aún podíamos ir más allá. Una prueba en agosto de 2020 en Japón demuestra que se podía alcanzar una velocidad de 178 Tbps, una cifra que equivaldría a enviar 22,25 TB por segundo. ¿Qué significa esto? Según las pruebas realizadas, podríamos descargar prácticamente toda la biblioteca de Netflix en menos de un segundo. Se trata de un sistema bautizado como Geometric Shaping y “combina patrones de señal que alteran la fase, el brillo y la polarización de las ondas”. Esto haría que si los cables de fibra óptica actuales tienen un ancho de banda de hasta 4.5 THz (o 9 THz en algunos casos) utilizando una nueva forma de modular la luz se podría triplicar la velocidad consiguiendo frecuencias de 16,8 Hz.

Eel límite marcado está en 1 petabit por segundo en la fibra óptica. Una transmisión conseguida a finales del año 2020, en diciembre de dicho año, en el que el NICT de Japón y Bell Labs de Nokia, entre otras empresas, consiguieron la primera transmisión del mundo que superó la velocidad de 1 petabit por segundo en una fibra óptica multimodo de un solo núcleo. Aunque los avances son continuos y será cuestión de meses, en 2021, que sigamos avanzando y alargando un poco más los límites de la fibra hasta conseguir comprobar hasta dónde es capaz. Lo que está claro es que aún nos queda mucho camino para poder aprovecharla al máximo.

Comprueba tu velocidad  – Testvelocidad

¿Qué velocidad tienes tú? Estamos lejos de poder descargar la biblioteca entera de Netflix pero sí cerca de poder descargar una película en un segundo. Para comprobar qué velocidad tienes basta con que vayas a la página web testdevelocidad.es y toques sobre el botón que verás en pantalla: Iniciar test de velocidad. Automáticamente la página web te mostrará qué velocidad tienes en bajada y qué velocidad tienes en subida en Internet en casa, cuántos Mb por segundo. Así podrás comprobar si es acorde a lo que tienes contratado.

Test

Límites de velocidad de otras tecnologías (ADSL, HFC…)

ADSL hasta 24 Mbps

La tecnología ADSL habilitaba la transmisión digital de datos a través de las líneas telefónicas y los cables de cobre. Sus diferentes estándares han marcado la velocidad máxima que ofrecían. En 1998 se aprobó el ANSI T1.413-1998 Issue 2 con una velocidad de bajada de 8 Mbps y una velocidad de subida de 1 Mbps. Más tarde, con la llegada del año 2000, conocimos ITU G.992.1 Annex A con 12 Mbps de velocidad de descarga y 1,3 Mbps de velocidad de subida.

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Esta tecnología aún ha evolucionado algo más. Entre 2003 y 2005 se empezó a utilizar lo que se conoce como ITU G.992.5 o ADSL2+. A buen seguro que muchos estáis familiarizados con esta tecnología, que comercialmente se vendió como ADSL hasta 20 megas. Su límite teórico era de 24 Mbps de bajada y 1,4 Mbps de subida. Más tarde, en el año 2008, se mejoró la subida hasta los 3,3 Mbps gracias al Anexo M.

VDSL hasta 300 Mbps

El VDSL o Very-high-bit-rate digital subscriber line se desarrolló para extender los límites de velocidad del ADSL. El estándar ITU G.993.1 del año 2001 prometía una velocidad de descarga teórica de 55 Mbps y 3 Mbps de subida. En España no se ha popularizado demasiado esta tecnología, aunque sí ha tenido presencia en el mercado. Sin embargo, otros países europeos la han explotado mucho mejor. Sin ir más lejos, Telefónica ofrece VDSL en Alemania con 100 Mbps de bajada y 40 Mbps de subida.

Aquí hablamos ya de VDSL2, la siguiente evolución que fue aprobado en el año 2006 bajo el estándar ITU G.993.2. Este permite 100 Mbps de subida y bajada, aunque no es el tope de esta tecnología. En 2015 se aprobó el ITU G.993.2 Amendment 1 o VDSL2 Annex Q con velocidades máximas de bajada de 300 Mbps y de subida de 100 Mbps. Como sucede en todas las tecnologías basadas en el cable de cobre, la distancia a la central o nodo hace disminuir fuertemente la intensidad de la señal y, con ello, la velocidad.

G.fast, hasta 1 Gbps

¿De 300 Mbps a 1 Gbps? Sí, esa es la evolución a la que se enfrenta actualmente el cable de cobre, aunque es necesario realizar algunas matizaciones. Es cierto que se han probado varias tipologías de red y tecnologías xDSL pero ninguna con el potencial de G.fast. El G.fast es la última bala para la tecnología DSL de cable de cobre permitiendo velocidades gigabit en distancias cortas, con un máximo de 500 metros.

Ayer mismo nos hacíamos eco de los diferentes proyectos de G.fast por todo el mundo que hará que 29 millones de personas tengan esta tecnología en 2021. Los países de Europa son los más interesados en aplicar esta mejora sobre sus redes. En combinación la fibra o el cable HFC, permite ahorrar costes de despliegues al aprovechar el último tramo de cobre para llevar la alta velocidad a los hogares.

El estándar G.9700 and G.9701 permite velocidades de entre 500 Mbps y 1 Gbps en distancias inferiores a 100 metros, algo especialmente valioso para explotar la configuración de red FTTB. En distancias de 500 metros, la velocidad cae hasta los 100 Mbps. Sin embargo, existen mejoras sobre este concepto que permiten llevarlo mucho más lejos.

XG-FAST, hasta 10 Gbps

Sin embargo, la tecnología más prometedora para el último tramo del despliegue es XG-FAST. Bells Labs, el laboratorio especializado de Nokia, ha conseguido velocidades agregadas de 8 Gbps utilizando 30 metros de una antigua línea de cobre. Pese a ello, todavía se trata de una tecnología en pañales que tardará unos años en llegar.

Según lo presentado hasta el momento, se podrían conseguir hasta 10 Gbps en distancias cortas con un simple cable de par trenzado de cobre. El XG-FAST busca ser la solución definitiva para llevar a todos los lugares la ultra banda ancha sin tener que invertir demasiado dinero. Y es que, como ya sabemos, el tramo final en el interior de los edificios es el más costoso en todos los aspectos.

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