UNIDAD 6.2: Nuevas Tecnologías

NUEVAS TECNOLOGÍAS SDSL Y ADSL

Algunas de las nuevas tecnologías de la ADSL son:

-La 4MB, se trata de una conexión permanente a Internet de banda ancha con un coste inferior al de otras soluciones similares. Este tipo de conectividad es idóneo para aquellas empresas que necesiten un gran ancho de banda a un coste efectivo. Entre las ventajas de este tipo de líneas están el hecho de ser una conexión “always on” o permanente, costes predecibles, existencia de diferentes anchos de banda, la implementación de servicios de interconexión de LAN’s, redes privadas virtuales y un alto acuerdo de nivel de servicio debido a que esta conexión incorpora un servicio de back up permanente a Internet.

La tecnología RADSL (DSL de tasa adaptable) se basa en ADSL. La transmisión se establece de manera automática y dinámica al buscar la velocidad máxima posible en la línea de conexión y al readaptarla continuamente sin ninguna desconexión.

-La RADSL, debe permitir velocidades ascendentes de 128 kbps a 1 Mbps y velocidades descendentes de 600 kbps a 7 Mbps, para un bucle de 5,4 km de longitud máxima.

    RADSL utiliza modulación DMT (como es mayormente el caso para ADSL). Esta tecnología se encuentra en proceso de ser estandarizada por el ANSI.

-La VDSL (DSL de muy alta tasa de transferencia), es la más veloz de las tecnologías DSL y está basada en la RADSL. Puede admitir, con un sólo par trenzado, velocidades descendentes de 13 a 55,2 Mbps y velocidades ascendentes de 1,5 a 6 Mbps o en caso de que se requiera una conexión simétrica, una velocidad de 34 Mbps en ambas direcciones. Por lo tanto, VDSL puede usarse tanto en conexiones simétricas como asimétricas. Esta tecnología fue desarrollada principalmente para el transporte de ATM (Modo de transferencia asíncrono) a altas velocidades en una distancia corta de hasta 1,5 km). Actualmente el estándar está en proceso de ser certificado. Las modulaciones QAM, CAP, DMT, DWMT (Multitono discreto wavelet) y SLC (Código de línea simple) están bajo consideración. Para el transporte de datos, el hardware de VSDL se vincula al intercambio de conexión a través de bucles SDH de fibra óptica a 155 Mbps, 622 Mbps, 2,5 Gbps. El transporte de voz entre el hardware de VDSL y el intercambio también puede ofrecerse a través de bucles de cobre. La tecnología SDSL (DSL de un sólo trenzado o DSL simétrica) es la predecesora de HDSL2 (esta tecnología derivada de HDSL debe proporcionar el mismo rendimiento pero con un solo par trenzado). Está diseñada para una distancia más corta que la que cubre la HDSL (ver tabla más abajo). La tecnología SDSL seguramente desaparecerá en favor de la HDSL2. 

La pionera de las tecnologías SDSL y ADSL y las derivadas de éstas, es la DSL, son las siglas en inglés de (Digital Subscriber Line que significa Línea de abonado digital), este término es utilizado para hacer referencia de forma global a todas las tecnologías que proveen una conexión digital sobre línea de abonado de la red telefónica local (la casica red de teléfono).Esta tecnología utiliza el par trenzado de hilos de cobre convencionales de las líneas telefónicas para la transmisión de datos a gran velocidad.

REDES DE TV POR CABLE (Cable Módem)

El cablemódem (cable-módem o cable módem) es un tipo especial de módem diseñado para modular y demodular la señal de datos sobre una infraestructura de televisión por cable (CATV).

En telecomunicaciones, Internet por cable es un tipo de acceso de banda ancha a Internet. Este término Internet por cable se refiere a la distribución del servicio de conectividad a Internet sobre la infraestructura de telecomunicaciones.

Los cablemódems se utilizan principalmente para distribuir el acceso a Internet de banda ancha, aprovechando el ancho de banda que no se utiliza en la red de televisión por cable. Los abonados de un mismo vecindario comparten el ancho de banda proporcionado por una única línea de cable coaxial. Por lo tanto, la velocidad de conexión puede variar dependiendo de cuántos equipos están utilizando el servicio al mismo tiempo.

Los cablemódems deben diferenciarse de los antiguos sistemas de redes de área local (LAN), como 10Base2 o 10Base5 que utilizaban cables coaxiales, y especialmente diferenciarse de 10Base36, que realmente utilizaba el mismo tipo de cable que los sistemas CATV.

A menudo, la idea de una línea compartida se considera como un punto débil de la conexión a Internet por cable. Desde un punto de vista técnico, todas las redes, incluyendo los servicios de línea de abonado digital (DSL), comparten una cantidad fija de ancho de banda entre multitud de usuarios; pero ya que las redes cableadas tienden a abarcar áreas más extensas que los servicios DSL, deben tener más cuidado para asegurar un buen rendimiento en la red.

UNIDAD 6: Arquitectura de la red Internet Banda Ancha

ARQUITECTURA DE LA RED INTERNET IP/ATM, IPV4 E IPV6.

La arquitectura IP(Internet Protocol), ésta se encarga del direcionamiento de los datagramas de información y de la administración del proceso de fragmentación de dichos datagramas; donde los datagramas se puede definir como la transferencia de unidad que utiliza el IP en algunos casos, para identificar en forma más específica los datagrama internet o datagrama IP. Este protocolo se caracteriza por:

ü  No ser orientado a conexión.

ü  La transmisión en unidades denominadas datagramas.

ü  No corregir errores ni controlar la congestión.

ü  No garantizar la entrega en secuencia.

ü  No contener suma de verificación para el contenido de datos del datagrama, solamente para la información del encabezado. La arquitectura ATM, la dan a conocer al mundo de la red para hacer frente al desarrollo de la gran demanda de capacidad de transmisión para servicios y aplicaciones, además por:

a) La necesidad de un sistema de transmisión que optimizara el uso de los medios de transmisión de alta velocidad.

b) Un sistema que pudiera interactuar con los sistemas existentes sin reducción de su efectividad.

c) Un diseño que no fuera muy caro.

d) Un sistema que fuera capaz de funcionar y admitir las jerarquías de telecomunicaciones existentes.

e) Un Sistema orientado a conexión que asegurara la entrega precisa y predecible.

f) Que se asignarán el mayor número de funciones posibles al hardware reduciendo así las asignadas al software, aumentando de esta forma la velocidad. El ATM tiene como características fundamentales:

ü  Se basa en la transmisión de celdas. Estas son unidades de datos de 53 bytes de tamaño fijo.

ü  Opera en modo orientado a la conexión.

ü  Las celdas incluyen información que permite identificar la conexión a la cual pertenecen.

ü  La utilización de celdas simplifica el hardware de los conmutadores y simplifica el procesamiento necesario en cada nodo.

ü  Reduce el tamaño de los buffers internos de los conmutadores.

ü  Permite una gestión de los buffers más rápida y eficiente.

ü  La transferencia se lleva a cabo en trozos discretos y varias conexiones lógicas pueden multiplexarse sobre una misma interfaz física.

ü  Las conexiones son punto a punto y half-duplex.

ü  Combina las ventajas de la conmutación de circuitos y la conmutación de paquetes.

ü  Proporciona servicio orientado a la conexión, pero no proporciona acuses de recibo.

ü  Si proporciona entrega en orden, y se le da la misma importancia a que las celdas lleguen bien y en orden que al hecho de que las celdas lleguen, la subred ATM puede descartar celdas. La arquitectura ATM está basada en la existencia de 3 capas fundamentales y 3 planos. Las capas son la capa física, la capa ATM, la Capa de Adaptación ATM (AAL), y los planos son: El plano de usuario, de control y de gestión.

Las capas se definen como:

-La capa física: Define las interfaces y los protocolos de las tramas para la red ATM. Las velocidades de transferencia en la capa física van de 25’6Mbps hasta 622’08Mbps. La velocidad más comúnmente usada es a 155’52Mbps.

-La capa ATM: Define la estructura de la célula ATM y la señalización a través de las conexiones en una red ATM. Esta capa también crea las células ATM y permite el establecimiento y "destrucción" de las conexiones virtuales (VC y VP) en la red.

-La capa de adaptación al medio (AAL): Proporciona la conversión en células de los diferentes tipos de paquetes, necesaria para acomodar la mezcla de tipos de datos en una misma red. La AAL realiza las funciones de segmentación y re ensamblado que componen la información de las capas de niveles superiores.

Los planos se pueden definir:

-Plano de usuario: Permite la transferencia de información de usuario, así como de determinados controles asociados a dicha transferencia como son el control del flujo y de algunos errores.

-Plano de control: Realiza funciones de control de llamada y de control de la conexión. Es realmente el que se encarga del establecimiento y liberación de la conexión.

-Plano de gestión: Se encarga de la gestión de las diferentes capas y planos y se relaciona con la administración de recursos. La arquitectura ATM, tiene la funcionalidad de una capa de red(modeloOSI), comprende enrutamiento, conmutación y circuitos virtuales terminala terminal, se encarga de mover celdas de origen a destino, por lo que se relaciona con protocolos y algoritmos de enrutamiento.

La arquitectura IPv4 (Internet Protocol version 4)

Es la cuarta versión del Protocolo de Internet y es la primera versión del protocolo mundialmente desplegada. IPv4 usa direcciones de 32 bits, limitándola a 232 = 4.294.967.296 direcciones únicas, muchas de las cuales están dedicadas a redes locales (LANs). Por el crecimiento enorme que ha tenido del Internet (mucho más de lo que esperaba, cuando se diseñó IPv4), combinado con el hecho de que hay desperdicio de direcciones en muchos casos (ver abajo), ya hace varios años se vio que escaseaban las direcciones IPv4. Mientras que la arquitectura IPv6, es la nueva versión del Protocolo Internet, diseñado como el sucesor de IP versión 4 (IPv4). IPv6 está destinado a sustituir al IPv4, cuyo límite en el número de direcciones de red admisibles está empezando a restringir el crecimiento de Internet y su uso, especialmente en China, India, y otros países asiáticos densamente poblados. Pero el nuevo estándar mejorará el servicio globalmente; por ejemplo, proporcionará a futuras celdas telefónicas y dispositivos móviles con sus direcciones propias y permanentes. Al día de hoy se calcula que las dos terceras partes de las direcciones que ofrece IPv4 ya están asignadas. Esta limitación ayudó a estimular el impulso hacia IPv6, que está actualmente en las primeras fases de implantación, y se espera que termine reemplazando a IPv4.

NUEVA GENERACIÓN DE REDES TRONCALES: IP SOBRE SHD, IP SOBRE WDM

Existen muchas y nuevas generaciones de redes, entre las que mas destacan son:

IPv6, IPsec, banda ancha, middleware, UWB, WiMAX, 4G, MIPv6, SAP, SDR, SAN, UMTS / GPRS, IMS. Actualmente lanzaron al mercado PANDUIT OPTI-CORE, solución de cable de interconexión y distribución de fibra óptica, está diseñado para soportar la transmisión de datos y los requerimientos de redes futuras. La recién lanzada línea de productos Opti-core incluye cables tipo multimodo OM1 (62.5/125[micrón]), OM2 (50/125[micrón]) y OM3 (50/ 125[micrón] optimizada para 10Gbs). La creación de nuevas tecnologías, permiten suministrar servicios innovadores, mejorar la atención al cliente y adaptarse más rápidamente a las tecnologías de comunicación y de información (TIC), teniendo como referencia la movilidad de las redes inalámbricas, la fiabilidad de la red pública, la seguridad de las líneas privadas, la capacidad de las redes ópticas y la flexibilidad de IP y de MPLS, para la integración de servicios de datos, voz y vídeo. Las tendencias tecnológicas implíca hablar de cuatro vértices formando por un modelo conceptual: Conectividad, convergencia, seguridad e integración/interoperabilidad.

IP sobre SHD

Se puede decir que IP/SDH puede proporcionar un servicio similar teniendo en cuenta que la velocidad de los modernos routers IP, usando MPLS, se aproxima a la de los conmutadores ATM. Aunque una red IP tiene normalmente un “jitter” mayor que una red ATM, este efecto es despreciable si la red tiene interfaces de alta velocidad y ancho debanda suficiente. En relación a los Paquetes enviados sobre SDH, con la ampliación de capacidades del IP vía MPLS es posible enviar los datagramas IP directamente a SDH   Eliminando el over head de ATM.  SDH forma un enlace Punto a punto entre los enrutadores IP por lo que Utiliza el protocolo PPP el cual proporciona las siguientes funciones:

 •   Encapsula y transfiere paquetes desde múltiples capas de red sobre un mismo enlace físico

 •  Establece, configura y monitorea la conexión del nivel de enlace

•  Determina y configura los protocolos de nivel de red

•  No hay encabezado ATMEl inconveniente es que SDH solo puede operar en el modo de punto a punto

•  No hay circuitos virtuales

•  No hay ingeniería de tráfico

•  La ruta del tráfico es manejada por el IP

Aunque la tecnología IP sobre SDH es viable su aplicación es reducida al envío de datos en alta capacidad, ATM por el otro lado es una plataforma multiservicios pero tiene el inconveniente de tener demasiado over head. Se abre la puerta para otra tecnología, la cual pretende eliminar  las   dos   capas  ATM  y   SDH   para  que  el  protocolo   IP  sea   enviado directamente sobre la capa óptica, se está hablando de  IP sobre WDM o DWDM.

Ip sobre WDM

La red de telecomunicaciones tradicional se considera formada por cuatro capas: IP, ATM, SDH y WDM. Esta estructura es muy robusta porque el nivel IP es portador de la inteligencia; la capa de  ATM, por su parte, garantiza la calidad de servicio (QoS); SDH asegura   la  fiabilidad  pues   contiene   los   mecanismos   para   la  recuperación  ante  fallas, mientras que WDM añade una alta capacidad de transporte. Sin embargo, la estructura tradicional de cuatro capas consume un mayor ancho debanda por lo que se han desarrollado un importante trabajo investigativo para simplificar este modelo.

Unidad 5.2: Arquitecturas y tecnologías de las Redes satélitales

Topologías de Redes Satelitales

Básicamente, la comunicación satelital utiliza los mismos métodos utilizados en las redes terrestres. Ante esta posibilidad se establecen las siguientes topologías:

Topologías Punto a Punto

En este tipo de arreglo, dos estaciones se comunican entre sí para la transferencia de información. El mismo es adecuado para servicios de backbone de redes de media y alta velocidad.

Topología Estrella

En este tipo de enlaces se establece una comunicación entre una estación Principal o HUB y una serie de estaciones terrenas distantes o remotas que son las VSAT propiamente dichas.

Topología Malla

Las redes en estrella pueden utilizarse para el establecimiento de enlaces unidireccionales y bidireccionales entre el HUB y las VSATs. Las redes VSAT en malla establecen interconexiones directas entre las VSAT distantes, puede seguir siendo necesario tener una estación terrena central para asignar, conectar y desconectar la comunicación.

Arquitectura de Red Satelital

Puede ser definida en función del tipo de canal de retorno desde los usuarios hacia la red, de manera que en función de dicho enlace predomina un estándar de transmisión y recepción. Así de esta forma podemos definir tres tipos de arquitectura de red básica:

Redes Unidireccionales. Son redes sin canal de retorno. Sólo permiten servicios de difusión, por ejemplo distribución de TV. Son los esquemas y arquitecturas clásicas empleadas durante los años 80 y principios de los 90 cuando únicamente se tenía acceso a contenidos sin interacción con el proveedor.

Redes Híbridas. Son redes con canal de retorno, permitiendo la interacción con la cabecera y el servidor del servicio, pero con un canal de retorno a través de otra red diferente a la satelital, tradicionalmente red telefónica conmutada RTB o RDSI. Se basan en el estándar de transmisión DVB-S (Digital Video Broadcasting), solo en el segmento de transmisión por el enlace satelital, sin retorno por el mismo. Este tipo de redes permiten prestar servicios interactivos asimétricos, por ejemplo navegación por la Web en Internet o redes VSAT de capacidad limitada y terminal sin capacidad de transmisión.

Sistemas bidireccionales. Son redes completas, ya que es posible la comunicación en ambos sentidos a través del satélite. Normalmente la capacidad disponible en el sentido de bajada es mayor que en el de subida, lo que los presenta como arquitecturas de red simétricas. Generalmente son empleados crear redes privadas virtuales VPN’s para empresas con muchas sucursales, en particular si están situadas en áreas rurales y de difícil acceso.

ENLACES TERMINAL HUB Y HUB TERMINAL

El HUB es una estación más dentro de la red pero con la particularidad de que es más grande (la antena típicamente es 4 a 10 metros y maneja más potencia de emisión -PIRE-). Habitualmente el HUB está situado en la sede central de la empresa que usa la red o en su centro de cálculo.

El HUB está compuesto por:

-       Unidad de RF: La unidad de RF se encarga de transmitir y recibir las señales. Su diagrama de bloquescompleto seria similar al de la ODU de terminal VSAT.

-       Unidad interna: A diferencia de la IDU del VSAT, aqui esta unidad puede estar conectada a la computadora que se encarga de administrar la red corporativa. Esta conexión puede ser directa o bien a través de una red pública conmutada o una línea privada dependiendo de si el HUB es propio o compartido.

METODOS DE ACCESO MULTIPLES

Métodos de acceso múltiple

Múltiple acceso está definido como una técnica donde más de un par de estaciones terrenas pueden simultáneamente usar un transponder del satélite. La mayoría de las aplicaciones de comunicaciones por satélite involucran un número grande de estaciones terrenas comunicándose una con la otra a través de un canal satelital (de voz, datos o vídeo). El concepto de múltiple acceso involucra sistemas que hacen posible que múltiples estaciones terrenas interconecten sus enlaces de comunicaciones a través de un simple transponder.

Frecuency-división multiple access (FDMA)

El acceso múltiple por división de frecuencias. Este tipo de sistemas canalizan el transponedor usando múltiples portadoras, donde a cada portadora le asigna un par de frecuencias. El ancho de banda total utilizado dependerá del número total de portadoras.

Time-division multiple access (TDMA)

El Acceso múltiple por división de tiempo está caracterizado por el uso de ranuras de tiempo asignadas a cada portadora. Existen otras variantes a este método, el más conocido es DAMA (Demand Assigned Multiple Access), el cual asigna ranuras de tiempo de acuerdo a la demanda del canal. Una de las ventajas del TDMA con respecto a los otros es que optimiza del ancho de banda.

Code-division multiple access (CDMA)

El Acceso múltiple por división de código mejor conocido como Spread Spectrum (Espectro esparcido) es una técnica de modulación que convierten la señal en banda base en una señal modulada con un espectro de ancho de banda que cubre o se esparce sobre una banda de magnitud más grande que la que normalmente se necesita para transmitir la señal en banda base por sí misma. 

Unidad 5: Redes de datos por satélite

Son redes que utilizan como medios de transmisión satélites artificiales localizados en órbita alrededor de la tierra. En este tipo de redes, los enrutadores tienen una antena por medio de la cual pueden enviar y recibir. Todos los enrutadores pueden oír las salidas enviadas desde el satélite y en algunos casos pueden también oír la transmisión ascendente de los otros enrutadores hacia el satélite.

La tecnología de redes satelitales, representada por satélites poderosos y complejos y el perfeccionamiento de las estaciones terrenas están revolucionando el mundo. Así por ejemplo, la necesidad de interconectar terminales remotos con bases de datos centralizadas, de una manera veloz y eficiente, han conducido a una nueva tecnología conocida como 'Very Small Apertura Terminal (VSAT)".

REDES SATELITALES

¿Qué es un satélite?

Un satélite puede definirse como un repetidor radioeléctrico ubicado en el espacio, que recibe señales generadas en la tierra, las amplifica y las vuelve a enviar a la tierra, ya sea al mismo punto donde se originó la señal u otro punto distinto.

¿Qué es una red satelital?

Una red satelital consiste de un transponder (dispositivo receptor-transmisor), una estación basada en tierra que controlar su funcionamiento y una red de usuario, de las estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para transmisión y recepción del tráfico de comunicaciones, a través del sistema de satélite.

FUNDAMENTOS DE LA COMUNICACIÓN POR SATÉLITE

Básicamente un enlace vía microondas consiste en tres componentes fundamentales: El Transmisor, El receptor y El Canal Aéreo. El Transmisor es el responsable de modular una señal digital a la frecuencia utilizada para transmitir, El Canal Aéreo representa un camino abierto entre el transmisor y el receptor, y como es de esperarse el receptor es el encargado de capturar la señal transmitida y llevarla de nuevo a señal digital.

El factor limitante de la propagación de la señal en enlaces microondas es la distancia que se debe cubrir entre el transmisor y el receptor, además esta distancia debe ser libre de obstáculos. Otro aspecto que se debe señalar es que en estos enlaces, el camino entre el receptor y el transmisor debe tener una altura mínima sobre los obstáculos en la vía, para compensar este efecto se utilizan torres para ajustar dichas alturas.

La distancia cubierta por enlaces microondas puede ser incrementada por el uso de repetidoras, las cuales amplifican y redireccionan la señal, es importante destacar que los obstáculos de la señal pueden ser salvados a través de reflectores pasivos. Las siguientes figuras muestran cómo trabaja un repetidor y como se ven los reflectores pasivos.

SATÉLITE EN TIERRA Y ESPACIO

    Una vez que el satélite ha captado la imagen para que pueda ser procesada e interpretada es necesario bajarla a tierra. En los satélites con sensores electrónicos esto se hace vía radio. La imagen es captada por las estaciones de recepción de imágenes. Para que la transmisión de los datos se pueda realizar el satélite y la antena se tienen que estar viendo. En el caso de satélites geoestacionarios bastaría con tener una sola estación de recepción. Para satélites no geoestacionarios de una forma muy simplificada podemos decir que una antena de recepción es capaz de recibir imágenes que corresponda a puntos de la superficie terrestre que no estén a más de 2500 km. Esto quiere decir que en un principio para obtener imágenes de cualquier punto de la tierra se necesita contar con una red de estaciones de recepción. Esto no es así en todos los casos pues los satélites suelen contar con una memoria interna en la que pueden almacenar varias imágenes y transmitirlas cuando se encuentran con una antena en su trayectoria. Esto permite subsanar la deficiencia de estaciones de recepción pero conlleva una disminución de rendimiento en la captura de imágenes del satélite.

   La estación de recepción además de recibir la imagen, la descodifica, determina su calidad, determina la presencia de nubes, obtiene un quick-look (imagen reducida de la imagen original que se utiliza para determinar la validez o no de la imagen para un estudio concreto, debido a su reducido tamaño es fácil de transmitir), actualiza la base de datos de imágenes existentes y la archiva.

ESTACIONES FIJAS

Hoy en día las estaciones fijas conforman un parte muy importante en las redes corporativas, permitiendo mantener una red totalmente privada en la cual se puede integrar servicios de voz, datos, internet, videoconferencia televisión vía satélite, telemedicina en zonas rurales y en algunos casos para operaciones bancarias. Así mismo se tiene la presencia en redes públicas, para la interconexión entre los carriers a nivel internacional, así como para llegar a municipios o zonas rurales donde aún no es accesible la llegada de la fibra óptica.

Micro-terminales Para Sistemas VSAT

La gran demanda por toda clase de usuarios de servicios de comunicaciones por satélite y la plena operatividad del sistema español HISPASAT ha hecho necesario el impulso de la fabricación y comercialización de micro-terminales para comunicaciones por satélite.

Los sistemas VSAT están considerados como un medio muy atractivo de llevar algunos de los servicios de la RDSI a las zonas menos desarrolladas y con menos posibilidades económicas del país.