Diapositivas del Bloque 3. Redes de Área Extensa (WANs).

Sistemas
Si
t
dde T
Transporte
t dde D
Datos
t (9186)
Ingeniería en Informática (plan 2001)
Bloque III. Redes de Área Extensa (WANs)
Francisco Andrés Candelas Herías ([email protected])
S ti
Santiago
Puente
P t Méndez
Mé d (([email protected])
t @dfi t
)
Curso 2009
2009-10
10
III. Redes de Área Extensa (WANs)
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Introducción.
R d Digital
Red
Di it l dde S
Servicios
i i IIntegrados
t
d (RDSI)
(RDSI).
Redes Frame Relay.
y
Tecnología ATM.
A
Accesos
de
d datos
d t en redes
d dde ttelefonía.
l f í
Redes de cable ppara transmisión de datos.
Comparación de las distintas tecnologías.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
2
III-10. Introducción



3
Redes públicas de datos.
A li ió dde llas WAN
Aplicación
WAN.
Técnicas de conmutación de datos.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

4
Redes públicas de datos.



Una WAN (Wide Area Network)
Net ork) es una
na red de datos que
q e comunica
com nica
DTEs situados en lugares muy distantes.
H bit l
Habitualmente
t se comunica
i un par dde equipos
i
entre
t sí.í
Se pueden considerar dos tipos de WAN:


Redes públicas. Lo habitual. Hay una red gestionada por una empresa a nivel
regional o nacional, que alquila enlaces (parte del ancho de banda) a usuarios
o a otras empresas de comunicaciones.
comunicaciones Estudiaremos estas
estas.
Redes privadas. Son casos muy particulares de empresas muy grandes.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

5
Redes públicas de datos.

Ha dos formas de abordar el est
Hay
estudio
dio de una
na WAN
WAN:



Funcionamiento Interno…
 Arquitectura
A it t sin
i ttopología
l í concreta.
t
 Niveles de trabajo: físico, enlace y red.
 Normativa: principalmente normas de la ITU
ITU.
Utilización de una WAN.
 Conexión a ISPs para acceso a Internet
Internet.
 Conexión de equipos o redes remotas.
En STD estudiamos las WANs desde la segunda perspectiva
principalmente, aunque veamos las cosas más importantes de su
funcionamiento.
funcionamiento
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

6
Aplicación de las WAN.

Cone ión a ISPs para acceso a Internet
Conexión
Internet.

Estudiamos las tecnologías de acceso que más se usan en la actualidad
(módems telefónicos,
telefónicos RDSI,
RDSI DSL,
DSL cable-módem…).
cable módem )
Servicios WAN
Acceso a
WAN
DTE
DCE
(módem)
Router del
ISP
Nodos de
conmutación
Conexión a
otras redes
III. Redes de Área Extensa (WANs)
Servidores del
ISP
III-10. Interconexión de LANs

7
Aplicación de las WAN.

Cone ión de eq
Conexión
equipos
ipos o redes remotas
remotas.

Se emplea principalmente tecnologías como RDSI, Frame Relay o ATM,
además de las comentadas en el caso anterior
anterior.
Servicios WAN
Acceso a
WAN
N d de
Nodos
d
conmutación
Puente o
Router
LAN privada
Puente o
Router
LAN privada
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

8
Aplicación de las WAN.

Ser icios VPN
Servicios
VPN.


Los puede suministrar un ISP o la organización privada.
S estudia
Se
t di con detalle
d t ll en lla práctica
á ti 22.
Acceso a
WAN
Módem
Servicios WAN
N d de
Nodos
d
conmutación
Router NAS
BBDD de
usuarios
LAN privada
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

9
Técnicas de conmutación de datos.




La forma de encaminar datos a tra
través
és de una
na WAN y los ser
servicios
icios
que las WAN prestan han evolucionado con el paso del tiempo.
El origen
i
dde llas WAN son las
l redes
d dde ttelefonía
l f í conmutada,
t d que
han evolucionado a redes de datos que manejan tanto señales PCM
como datos
d t asíncronos,
í
ofreciendo
f i d di
distintos
ti t titipos dde servicios.
i i
Los servicios están muy relacionados con la forma de encaminar los
datos.
Veremos tecnologías que ofrecen diferentes servicios.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

10
Técnicas de conmutación de datos.

Formas de encaminar los datos en una
na WAN
WAN:

Conmutación de circuitos analógicos.
 Lo
L que hhabía
bí all inicio
i i i del
d l las
l WAN.
WAN Adecuado
Ad
d para ttransmitir
iti señales
ñ l
analógicas.
 Tras una llamada se establece una conexión física entre dos equipos
(teléfonos o módems analógicos).
 La WAN solo p
proporciona
p
un medio físico dedicado de calidad baja
j o
media.
 La WAN requiere reservar enlaces físicos entre los nodos de conmutación
para poder
d establecer
t bl
lla conexión.
ió
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

11
Técnicas de conmutación de datos.

Formas de encaminar los datos en una
na WAN
WAN:

Conmutación de circuitos analógicos.
DTE 4
DTE 1
DTE 2
DTE 3
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

12
Técnicas de conmutación de datos.

Formas de encaminar los datos en una
na WAN
WAN:

Conmutación de paquetes por datagramas.
 WAN adaptada
d t d para enviar
i bloques
bl
de
d datos.
d t Adecuado
Ad
d para transmitir
t
iti
datos asíncronos.
 Los bloques de datos de una conexión no tienen porque seguir el mismo
camino en la red.
 Cada bloque
q de datos lleva una dirección de origen
g y otra de destino. El
mejor ejemplo son los datagramas IP.
 La WAN proporciona un medio de comunicación con los niveles físico, de
enlace
l
y dde red.
d
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

13
Técnicas de conmutación de datos.

Formas de encaminar los datos en una
na WAN
WAN:

Conmutación de paquetes con datagramas.
3
DTE 1
(origen)
6
5
6
5
2
DTE 2
4
1
2
4
3
1
DTE 3
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

14
Técnicas de conmutación de datos.

Formas de encaminar los datos en una
na WAN
WAN:

Conmutación de paquetes con circuitos virtuales.
 WAN de
d datos
d t que soporta
t señales
ñ l digitales.
di it l Adecuado
Ad
d para señales
ñ l
digitales y para datos asíncronos.
 Los bloques de datos de una conexión siguen el mismo camino en la red
(circuito virtual) de forma ordenada.
 Cada bloque
q de datos lleva un identificador de circuito virtual.
 La WAN proporciona un medio de comunicación habitualmente con los
niveles físico y de enlace. También puede ser sólo a nivel físico (tipo
TDM) o incluir
TDM),
i l i además
d á ell nivel
i l dde redd ((aplicaciones
li i
RDSI)
RDSI).
 El nivel físico se basa en TDM, SONET, SDH…
 Lo
L más
á extendido
t did actualmente.
t l
t LLas ttecnologías
l í modernas
d
suelen
l ttrabajar
b j
con circuitos virtuales.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-10. Interconexión de LANs

15
Técnicas de conmutación de datos.

Formas de encaminar los datos en una
na WAN
WAN:

Conmutación de paquetes con circuitos virtuales.
DTE 1
DTE 2
DTE 3
III. Redes de Área Extensa (WANs)
Sistemas
Si
t
dde T
Transporte
t dde D
Datos
t (9186)
Ingeniería en Informática (plan 2001)
Bloque III. Redes de Área Extensa (WANs)
Francisco Andrés Candelas Herías ([email protected])
S ti
Santiago
Puente
P t Méndez
Mé d (([email protected])
t @dfi t
)
Curso 2009
2009-010
010
III. Redes de Área Extensa (WANs)
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Introducción.
R d Digital
Red
Di it l dde S
Servicios
i i IIntegrados
t
d (RDSI)
(RDSI).
Redes Frame Relay.
y
Tecnología ATM.
A
Accesos
de
d datos
d t en redes
d dde ttelefonía.
l f í
Redes de cable ppara transmisión de datos.
Comparación de las distintas tecnologías.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
2
III-11. RDSI






3
Aspectos generales.
I t f
Interfaces
y equipos
i
RDSI
RDSI.
Nivel físico de la RDSI europea.
p
Nivel de enlace.
Ni l dde red.
Nivel
d
Protocolos de usuario.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-11. RDSI

4
Aspectos generales



RDSI (ISDN):
(ISDN) Red Digital de Servicios
Ser icios Integrados.
Integrados
Fue la evolución del sistema telefónico analógico a uno digital, que
además
d á dde voz permite
it ttransmitir
iti ddatos.
t
La red de telefonía (WAN) es digital, y RDSI era el último paso:
acceso digital entre el equipo del usuario y la central.
Acceso RDSI
Red Digital (RDI)
WAN digital
g
Línea telefónica
Equipos de
usuario
III. Redes de Área Extensa (WANs)
Central
III-11. RDSI

5
Aspectos generales

RDSI esta normalizada
normali ada internacionalmente por el ITU
ITU, en varios
arios
documentos (series I)



RDSI está muy relacionada con los estándares de TDM.
Hay dos versiones de RDSI que difieren en el nivel físico:



S definen
Se
d fi
los
l niveles
i l físico,
fí i de
d enlace
l
y de
d redd según
ú lla arquitectura
it t OSI
OSI.
RDSI de EE.UU. y Japón).
RDSI Europea (lo que veremos).
RDSI es una tecnología vieja: se extendió al principio de la década
de los noventa.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-11. RDSI

Aspectos generales

En muchos
m chos países (como España) fue
f e desplazada
despla ada
por ADSL. Pero en algunos países (EE.UU.,
Japón) evolucionó a RDSI de banda ancha
ancha.
Teléfonos públicos RDSI en
p ((NTT-DOCOMO))
Japón

Interés actual de RDSI: accesos ya instalados, centralitas
t l fó i
telefónicas
di
digitales,
it l ttecnologías
l í dderivadas
i d (F
(Frame Relay),
R l ) accesos
de banda ancha (PRI), aplicación en otros ámbitos (V.110 en GSM).
III. Redes de Área Extensa (WANs)
6
III-11. RDSI

7
Aspectos generales

Servicios de RDSI:





Servicio de voz con canales digitales de 64Kbps.
S i i dde ttransmisión
Servicio
i ió dde ddatos
t por circuitos
i it virtuales
i t l o por paquetes.
t
Otros servicios: Fax y video conferencia.
Posibilidad de conectar varios dispositivos independientes a la misma línea
línea.
Tipos de canales de RDSI:




B: canal básico de datos de usuario de 64Kbps.
64Kbps
D: canal de información de control de 16Kbps o 64Kpbs.
H: agrupación de canales B
B. Por ejemplo:
 H11 = 24 B (1536Kbps). Usado en EE.UU.
 H12 = 30 B (1920Kbps).
(1920Kbps) Usado en Europa.
Europa
RDSI Banda ancha: H21 (32Mbps), H22 (45Mbps), H4 (132-240Mbps)...
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-11. RDSI

Aspectos generales

Modos de acceso (según el contrato)
contrato):

BRI (Basic Rate Interface) o Acceso Básico.
 2 canales
l B más
á 1 canall D dde 16Kb
16Kbps.
 Se pueden usar los dos canales B a la vez: 128Kbps.
 Se usa el cable telefónico de dos hilos
hilos.
 Para uso personal o pequeñas y medianas empresas.
 Se pueden contratar varios BRI
BRI.

PRI (Primary Rate Interface) o Acceso Primario.
 30 canales B más 1 canal D de 64Kbps
64Kbps.
 Se requiere instalar un cableado mejor.
 Para grandes empresas.
empresas
 Equivale a un acceso E1 de TDM europea.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
8
III-11. RDSI

9
Interfaces y equipos RDSI

Interfaces y dispositi
dispositivos
os de una
na cone
conexión
ión RDSI
RDSI.
Red
telefónica Proveedor
Función
ET
Función
LT
TE
NT o
PBX
Línea
ET: Exchange Termination. Conexión
del proveedor con otras redes.
Interfaz V
(RDI)
LT: Line Termination. Central y equipos
del pproveedor.
···
NT: Network Termination. Multiplexado
y codificaciones de nivel físico.
TE
PBX: Private Branch Exchange
Exchange.
Centralíta telefónica digital.
Interfaz U
TE: Terminal Equipment. Equipo de
usuario compatible con RDSI.
RDSI
BRI: Usa un cable telefónico con codificación
4B3T. El NT es un pequeño adaptador instalado
por el proveedor.
PRI: Usa un cable de calidad (fibra óptica, coaxial
o trenzado) con codificación TDM. Se dispone de
una PBX con varios interfaces S/T.
Interfaz S/T: Bus con señales de
transmisión, recepción y alimentación
separadas, y conector RJ-45
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-11. RDSI

10
Nivel físico

Acceso BRI sobre el cable telefónico de dos hilos
hilos.
1) Se agrupan los bits de los canales en tramas como esta:
Trama de 12 · 125us
Sincronización
Datos
Control
12 grupos de 18 bits cada uno
···
Grupo 1
Bits:
V =
Vt
8
8
2
B1
B2
D
12(8 + 8 + 2) + 24
III. Redes de Área Extensa (WANs)
12·125μ s
Grupo 12
Se emplean 24 bits para los campos de
Sincronización y Control
= 160 Kbps
Kb
III-11. RDSI

11
Nivel físico

Acceso BRI sobre el cable telefónico de dos hilos
hilos.
2) Se codifican los bits de la trama con 4B3T usando una tabla, para enviarlos
en banda base por la línea telefónica:
F (grupo de 4 bits, estado) → (código de 3 pulsos, nuevo estado)
1011
1001
0010
0011
0101
0001
1110
+V
0
-V
t

Ventajas de 4B3T:


Nivel de continua nulo.
Reduce diafonía.
Se separa mejor la señal emitida de la recibida.
3
3
Vm = Vt = 160 Kbps = 120 Kbaudios
4
4
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-11. RDSI

12
Nivel físico

Acceso BRI sobre el cable telefónico de dos hilos
hilos.
3) Se usa un circuito cancelador de eco en el NT para poder enviar y recibir
datos por la misma línea en modo duplex:
Circuito de
control del bus
S/T
Bus T/S
Codificador de
Transmisión
Decodificador de
recepción
Adaptador de
nivel
C
Cancelador
l d dde eco
III. Redes de Área Extensa (WANs)
Transformador
híbrido
Línea
III-11. RDSI

13
Nivel físico

Acceso PRI con TDM.
TDM


Los 30 canales B se multiplexan en una trama E1 de TDM Europea (32 bytes
con Vt=2
Vt=2,048
048 Mbps)
Mbps).
De los 2 bytes de control de la trama E1, parte se usa para el canal D de
control de 64Kbps
p del BRI,, y otra pparte ppara control a nivel físico de la trama.
1 trama de 125μs
31
0
1
Sincronización
2
3
4
15 16 17
Señalización
29 30 31
0
Dato de 8 bits
(ranuras 1-15, 17-31)
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-11. RDSI

Nivel de enlace

F nciones principales (según modelo OSI)
Funciones
OSI):






Transmisión sin errores. Detección de errores y recuperación de tramas.
Control de flujo con ventana deslizante
deslizante.
Control de las conexiones y desconexiones que solicita el nivel de red.
Establecimiento y liberación de circuitos virtuales entre usuario y central.
Direccionamiento de los equipos de usuario.
Se utiliza LAP-D ((Link Access Protocol for D channel).
)


Aplicación de HDLC en modo asíncrono balanceado extendido (ABME).
Las tramas de LAP-D se envían por el canal D, y los datos de usuario por los canales
B LAP-D
B.
LAP D no transporta
t
t datos
d t dde usuario.
i
III. Redes de Área Extensa (WANs)
14
III-11. RDSI

15
Nivel de enlace

Trama de LAP
LAP-D:
D
1 byte
2 bytes
2 bytes
Flag
Dirección
Control
Información
2 bytes
1 byte
CRC
Flag
0111 1110
0111 1110
Paquete de control de nivel de red
Tipo de trama: I, U o S.
Secuencia de emisión.
 Secuencia de recepción.


Bit:
0
1er byte
5
SAPI (6 bits)
TEI (7 bits)
2º byte
6
7
C/R
EA:0
EA:1
SAPI: SAP Id
SAPI
Identifier.
tifi Tipo
Ti de
d servicio
i i que ofrece
f
la trama (llamada, asignar TEI, datos…)
 TEI: Terminal Equipment Identifier. Identifica y
direcciona los equipos TE del usuario
usuario.
 C/R: Command/Response. Indica el sentido de
la trama en la conexión usuario-red

III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-11. RDSI

Nivel de red

Funciones principales (según modelo OSI):







Establecer una conexión (circuito virtual) con un equipo destino identificado
por un Nº
N de teléfono y asociarla a un canal B
B.
Identificar los circuitos virtuales de los bloques de datos en los canales B.
Liberar las conexiones
conexiones.
Avisar al destino de que recibe una llamada.
Aceptar o rechazar una llamada.
Suministrar información del otro equipo de la conexión.
Usa un formato de paquete sin datos:


Se envía en el campo de Información de LAP-D.
Los datos de usuario van por un canal B
B.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
16
III-11. RDSI

17
Nivel de red

Paq ete de control de ni
Paquete
nivel
el de red
red:
Bit:
Bit
1 byte:
0
Discriminador de protocolo
1 byte:
0 0 0 0
1 o 2 bytes:
1 byte:
y
7
Longitud del VRL
Valor de Referencia de Llamada
0
Longitud
variable:
Tipo
p de mensaje
j
Información asociada al mensaje
En el paquete de red no hay
protocolos de nivel superior
ni hay datos de usuario
Identifica el protocolo usado para los datos en el
canal B.
Identifica el circuito virtual asociado a un canal
B, por el que intercambian datos el equipo de
usuario y la central. Cada conexión para un
canal B tiene su VRL.
Función del mensaje: establecer conexión,
liberar conexión, aviso de llamada, aceptar
llamada, desconectar…
Información necesaria según el tipo de
mensaje. Por ejemplo, el número de teléfono
d ti en un mensaje
destino
j dde establecer
t bl
conexión.
ió
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-11. RDSI

Protocolos de usuario
a) Conmutación de circuitos para enviar señales digitales
digitales.
Protocolos de usuario desde el nivel de enlace.
S pone
po e eel nivel
e físico.
s co
RDSI
III. Redes de Área Extensa (WANs)
18
III-11. RDSI

19
Protocolos de usuario
b) Retrasmisión de tramas con circuitos virtuales de enlace
enlace.
Protocolos de usuario desde el nivel de red.
S pone
po e los
os niveles
e es físico
s co y de eenlace.
ace
RDSI
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-11. RDSI

Protocolos de usuario
c) Conmutación de paquetes con datos en paquetes de red (como IP).
IP)
Protocolos de usuario desde el nivel de transporte.
S pone
po e los
os niveles
e es físico,
s co, de eenlace
ace y de red.
ed
RDSI
III. Redes de Área Extensa (WANs)
20
II. Redes de Área Extensa (WANs)
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
21
Introducción.
R d Digital
Red
Di it l dde S
Servicios
i i IIntegrados
t
d (RDSI)
(RDSI).
Redes Frame Relay.
y
Tecnología ATM.
Ot métodos
Otros
ét d dde acceso a redes
d públicas.
úbli
Redes de cable ppara transmisión de datos.
Comparación de las distintas tecnologías.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay






Aspectos generales.
F
Formato
t dde llas ttramas.
Gestión de circuitos virtuales.
Control de admisión.
C t l dde congestión.
Control
tió
IP sobre Frame Relay.
y
III. Redes de Área Extensa (WANs)
22
III-12. Frame Relay

23
Aspectos generales





Frame Relay:
Rela Retransmisión de tramas
tramas.
Define solo un nivel de enlace muy simple, cuyas funciones se
alejan
l j un poco del
d l modelo
d l OSI
OSI.
Basado en conmutación de circuitos virtuales
Transmisión a media/alta velocidad.
Supone
p
qque los medios físicos son de calidad:





Muy pocos errores en los datos.
Protocolos sencillos.
Equipos sencillos y más baratos.
Los protocolos ofrecen mejor rendimiento.
Las aplicaciones pueden enviar a mayor velocidad.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

Aspectos generales

Características
Características:





Nivel de enlace derivado del LAP-D de RDSI.
N define
No
d fi nivel
i l fífísico.
i S
Se usa uno como TDM
TDM-E1.
E1
El nivel de enlace es muy simple:
 Básicamente empaqueta tramas y detecta errores.
errores
 No tiene numeración, ni reconocimientos.
 No recupera tramas erróneas
erróneas.
Las funciones anteriores deben realizarla los protocolos de usuario si son
deseables.
Se basa en circuitos virtuales a nivel de enlace.
 Normalmente se contratan C.V. p
permanentes ((PVC).
)
III. Redes de Área Extensa (WANs)
24
III-12. Frame Relay

25
Aspectos generales

Normativa:




Derivada de las normas RDSI de la ITU.
Forum Frame Relay: constituido por varias empresas de comunicaciones
comunicaciones.
Se definen dos tipos de interfaces:
 LMI ((Local Management
g
Interface):
) Cómo se comunica el usuario con un
nodo de la red.
 NNI (Network Network Interface): Cómo se comunican los nodos de la red
entre sí.
sí
Aplicaciones:


Permite enviar datos a varios Mbps
Mbps, y tráfico de señales digitales
digitales.
Uso principal: interconectar LANs remotas a través de una WAN.
 A nivel de enlace,, con p
puentes transparentes
p
remotos.
 A nivel de red, con routers.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

26
Aspectos generales

Utili ación típica de enlaces Frame Rela
Utilización
Relay:
LMI
WAN
NNI
E1 Mux
E1 Mux
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

27
Formato de la trama:

Tramas de tamaño variable
ariable basadas en LAP
LAP-D.
D
1 byte
2 bytes
Flag
Dirección
7
6
Máximo 16000 bytes
y
Típico: 1500 bytes
Datos
5
4
3
2
DLCI
DLCI





FECN
DLCI (Data Link Connection Identifier)
EA: Extended Address.
CR: Comando/Respuesta (como RDSI).
BECN, FECN: Para control de flujo y congestión.
DE: Discard Eligibility. Para control de admisión
BECN
2 bytes
1 byte
CRC
Flag
1
0
CR
EA=00
EA
DE
EA=1
Gestionan el control de flujo, en lugar de usar
ventana deslizante u otros algoritmos.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

Gestión de circuitos virtuales.





Un DLCI (Data Link Connection Identifier) indica el número de
circuito virtual en un enlace entre dos nodos de la red o entre un
nodo de la red y el usuario
usuario.
En un mismo enlace físico hay varios circuitos virtuales, cada uno
con su DLCI.
DLCI
Los nodos de la red enrutan las tramas según sus tablas y los
DLCI (encaminamiento
DLCIs
(
i
i
de
d nivel
i l dde enlace).
l )
Un DLCI tiene 10 bits  210 =1024 circuitos virtuales por nodo.
Con PVC, los DLCIs se establecen en el contrato.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
28
III-12. Frame Relay

29
Gestión de circuitos virtuales.
DLCI 20
DTE 1
DLCI 16
DLCI 16
DLCI 17
DLCI 50
DTE 2
DLCI 35
DLCI
16
DLCI 18
DTE 3
Red de conmutación
d circuitos
de
i it virtuales
it l
DLCI
USO
0
Establecimiento de C.V. y control (señalización)
1 a 15
Reservados
16 a 1007
Circuitos de usuario
1008 a 1023
Reservados
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

Control de admisión.



Técnica implementada en el LMI
LMI.
Regula el tráfico que el usuario puede enviar a la red.
Utiliza varios parámetros:
CIR (Committed Information Rate), CIR= Bc/Tc:
Velocidad de transmisión media a la que el usuario envía datos a la red.
La red puede eliminar tramas para evitar congestión si la velocidad de transmisión es mayor que el
CIR.
Bc (Committed Burst Size):
Número de bits de datos que la red asegura aceptar en un período Tc.
Tc (Committed time):
Tiempo en el que se evalúa la información de usuario. Normalmente 1s.
Be (Exceeded Burst size):
Número de bits de datos que el usuario puede sobrepasar el valor Bc en un tiempo Tc.
No se asegura su envío por la red si está congestionada.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
30
III-12. Frame Relay

31
Control de admisión.

Transmisión a una
na velocidad
elocidad qquee no ssupera
pera el CIR
Tasa de transmisión
(bps)
Pico de velocidad
superior al CIR
Bc+ Be
Tc
Bc
= CIR
Tc
Tasa media de
transmisión
X bits en Tc
Tasa real de
transmisión (bps)
X
Tc
t
Tc
En Tc: X ≤ Bc → bps < CIR
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

32
Control de admisión.

Ejemplo de unn acceso con
con:




Bc = 32Kb.
T = 1s.
Tc
1
Be = 32Kb.
CIR = 32Kbps
32Kbps.
Velocidad de
transmisión (bps)
La red encaminará las tramas que envía el usuario.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
Bc+ Be
Tc
32K
Bc
= CIR
Tc
32Kb
32Kb
Tc
64K
Tc
t
III-12. Frame Relay

33
Control de admisión.

Transmisión a una
na velocidad
elocidad qquee sí ssupera
pera el CIR
Tasa de transmisión
(bps)
Bc+ Be
Tc
Tasa media de
transmisión
X
Tc
Tasa real de
transmisión (bps)
X bits en Tc
Bc
= CIR
Tc
t
Tc
En Tc: Bc < X ≤ Bc+Be → bps > CIR
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

34
Control de admisión.

Ejemplo de unn acceso con
con:




Bc = 32Kb.
T = 1s.
Tc
1
Be = 32Kb.
CIR = 32Kbps
32Kbps.
V l id d de
Velocidad
d
transmisión (bps)
64K
32Kb
40Kb
Tc
40Kb
Tc
La red no asegura que pueda transmitir todas las tramas que envía el
usuario.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
t
Bc+ Be
Tc
Bc
= CIR
Tc
III-12. Frame Relay

35
Control de admisión.




Aquellas tramas que lleven el bit DE a 1 pueden ser eliminadas por
la red si hace falta.
El usuario asigna inicialmente el valor 0 al bit DE
DE.
El bit DE toma el valor 1 si un nodo de la red detecta que el tráfico
generado por el usuario supera el CIR
CIR.
Si un nodo tiene un enlace de salida congestionado, puede eliminar
las tramas dirigidas a ese enlace que tienen el bit DE a 11.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

36
Control de admisión.
Procesar
trama
Se recibe
trama
¿Trama
válida?
NO
Descartar
trama
SI
¿DLCI
DLCI
válido?
NO
SI
Guardar y
procesar
Usuario → Primer nodo de la red
III. Redes de Área Extensa (WANs)
NO
¿Bps ≤
CIR?
SI
¿Hay
congestión?
SI
¿Bit DE = 1?
NO
SI
DE = 1
Descartar
trama
NO
Enviar
trama
Nodo de la red → Nodo de la red
III-12. Frame Relay

37
Control de admisión.

Cuando
C
ando se utiliza
tili a Frame
Frame-Relay
Rela ha
hay qquee proc
procurar
rar qquee el tráfico
importante no supere el CIR. Este control se llama “Control de
Calidad de Servicio”
Servicio (QoS).
(QoS)

Los routers tienen funciones para controlar el QoS y gestionar los anchos de
banda.
banda
Router
C. Virtual
QoS
LMI
LAN


NNI
F. Relay
El router clasifica el tráfico y controla que se supere o no el CIR según interese.
La importancia de los datos se puede determinar según diferentes características:
direcciones protocolos
direcciones,
protocolos, aplicaciones
aplicaciones, campos específicos para QoS en los
protocolos (QoS signaling)…
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

38
Control de admisión.




Para no superar el CIR hay dos técnicas:
 Encolar los paquetes de baja importancia: “Traffic Shaping”.
 Eliminar paquetes de baja importancia: “Policing
Policing Shaping”
Shaping .
También se puede aplicar a interfaces que no son Frame Relay para limitar el
ancho de banda de un determinado tráfico.
Permite evitar la congestión en los interfaces.
Se suele usar un algoritmo basado en el “leaky bucket”:
Paquetes eliminados
al llenarse la cola
Tráfico que cumple A
Tráfico que llega al
i t f de
interfaz
d salida
lid
Clasificación
Tráfico que
cumple B
Criterios No cumple
A ni B
III. Redes de Área Extensa (WANs)
Colas con tráfico clasificado
clasificadas (buckets)
CIR 1
X bps
CIR 2
Y bps
Cola de salida
Salida a la
interfaz física
III-12. Frame Relay

39
Control de congestión.

No ha
hay control de flflujo
jo usuario-red,
s ario red pero la red req
requiere
iere de unn
método para protegerse en caso de congestión.


Se utilizan
S
tili
llos bit
bits BECN (Back
(B k Explicit
E li it C
Congestion
ti N
Notification)
tifi ti ) y FECN
(Forward Explicit Congestion Notification).
Hay dos tipos de control:


Control implícito: Un usuario que nota que la red va mal debe reducir el
número de tramas que envía.
envía
Control explícito:
 Hacia delante: Un receptor que recibe tramas con el bit FECN activado
debe decirle a su emisor que no envíe tramas con los protocolos
superiores.
 Hacia atrás: Un emisor que recibe tramas con el bit BECN activado debe
dejar de enviar tramas.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

40
Control de congestión.

Ejemplo
Ejemplo:
Enlace congestionado
1
DTE 1
Debe dejar de en
enviar
iar
tramas a nivel de red.
8
FECN=00
FECN
BECN=0
3
2
FECN=1
FECN=1
DTE 2
BECN=1
7
6
BECN=1
WAN Frame-Relay
Debe dejar de enviar
tramas a nivel de enlace.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
5
Debe avisar a su
emisor de dejar de
enviar tantas tramas.
FECN=0
BECN=0
4
Protocolo de red
III-12. Frame Relay

41
IP Sobre Frame Relay.




FR ofrece una
na cone
conexión
ión WAN entre dos eextremos,
tremos y no es unn medio
de difusión tipo LAN.
P eso, no se puede
Por
d usar ARP,
ARP y en principio
i i i IP no podría
dí
funcionar sobre FR.
Solución: realizar una correspondencia entre direcciones IP destino,
y los DLCI de los circuitos virtuales que encaminan a esos destinos.
La correspondencia se configura manualmente en los routers
interconectados por FR mediante sus comandos, y se mantiene en
una tabla paralela a la de ARP.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-12. Frame Relay

42
IP Sobre Frame Relay.
LAN 2
10.2.0.0/16
WAN Frame Relay
DLCI 18
DLCI 16
10 9 0 2
10.9.0.2
DLCI 17
10.1.0.1
Router 1
10.9.0.1
10.2.0.2
Router 2
10.9.0.0/16
10.9.0.3
DLCI 16
LAN 1
10.3.0.3
Router 3
10.1.0.0/16
LAN 3
Tabla de encaminamiento del Router 1
Destino
10.1.0.0/16
10.9.0.2/32
10.9.0.3/32
10.2.0.0/16
10.3.0.0/16
P. Enlace
Directo (10.1.0.1)
Directo (10.9.0.1)
Directo (10.9.0.1)
10.9.0.2
10.9.0.3
III. Redes de Área Extensa (WANs)
10 3 0 0/16
10.3.0.0/16
Correspondencia IP-C.V. para
el Router 1
Destino
10.9.0.2/32
10.9.0.3/32
DLCI
16
17
Con enlaces punto a punto
no se usa ARP, sino una
correspondencia directa
Sistemas
Si
t
dde T
Transporte
t dde D
Datos
t (9186)
Ingeniería en Informática (plan 2001)
Bloque III. Redes de Área Extensa (WANs)
Francisco Andrés Candelas Herías ([email protected])
S ti
Santiago
Puente
P t Méndez
Mé d (([email protected])
t @dfi t
)
Curso 2009
2009-10
10
II. Redes de Área Extensa (WANs)
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Introducción.
R d Digital
Red
Di it l dde S
Servicios
i i IIntegrados
t
d (RDSI)
(RDSI).
Redes Frame Relay.
y
Tecnología ATM.
A
Accesos
de
d datos
d t en redes
d dde ttelefonía.
l f í
Redes de cable ppara transmisión de datos.
Comparación de las distintas tecnologías.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
2
III-13. ATM







3
Redes multimedia.
C
Características
t í ti
dde ATM
ATM.
Estructura de la red.
Niveles y servicios de ATM.
G tió dde llos circuitos
Gestión
i it virtuales.
it l
Formato de las celdas.
IP sobre redes ATM.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

Redes multimedia.

Deben soportar dos tipos de datos
datos:



Datos asíncronos (tasa de bits variable).
S ñ l di
Señales
digitales
it l o ddatos
t síncronos
í
(fl
(flujo
j dde ddatos
t continuo).
ti )
Hay dos formas de que una red soporte los dos tipos:


Separar las fuentes
S
f
y los flujos
f
de información
f
de cada tipo, y emplear los
protocolos adecuados a cada caso:
 Datos.
Datos Tramas de longitud variable.
variable Datagramas o circuitos virtuales a
nivel de enlace o red.
 Señales. Tramas de tamaño fijo, multiplexadas por división de tiempo.
Canales de nivel físico o circuitos virtuales a nivel de enlace.
Sistema de transmisión independiente del tipo de información:
 Multiplexación y conmutación de celdas.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
4
III-13. ATM

5
Redes multimedia.

M ltiple ación y conm
Multiplexación
conmutación
tación de celdas
celdas:


Los datos de cada fuente, sea del tipo que sea, se empaquetan en pequeñas
tramas de tamaño fijo llamadas celdas
celdas.
Los flujos de las celdas de distintas fuentes se combinan mediante
multiplexación
p
ppor división de tiempo
p estadística.
bps
Fuentes de datos
Datos 1
F1
bps
Datos 2
Empaquetamiento y multiplexación
celdas
F1
Flujos
j de celdas multiplexadas
bps
Audio 192Kbps
F1
bps
Voz 64Kbps
F1
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

6
Redes multimedia.

M ltiple ación y conm
Multiplexación
conmutación
tación de celdas
celdas:




Con la multiplexación estadística no se fijan unas ranuras de tiempo concretas
para los canales,
canales como en TDM
TDM, SONET o SDH
SDH.
Usando celdas pequeñas de tamaño fijo se simplifica la gestión de la red y se
mejora
j su rendimiento.
Los flujos de celdas se envían por circuitos virtuales en una red de
conmutadores.
A la multiplexación estadística de celdas se la denomina
Asynchronous Transfer
f Mode ((ATM).
)
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

7
Características de ATM.





ATM surgió
s rgió en el ámbito de las telecomunicaciones,
telecom nicaciones como base
para las redes RDSI-RDI de banda ancha.
E t tecnología
Esta
t
l í está
tá regulada
l d principalmente
i i l
t por ell ITU y ell ATM
Forum.
Las primeras normas surgen a principios de los 90.
Actualmente Gigabit Ethernet, junto con las tecnologías MPEG y
VoIP, está ganando terreno a ATM en las LANs y los accesos WAN.
Los pprotocolos de ATM son simples:
p
están diseñados ppara obtener
un buen rendimiento sobre medios físicos de calidad.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

Características de ATM.



Los niveles
ni eles de la arquitectura
arq itect ra ATM no se corresponden con los
niveles del modelo de arquitectura OSI.
L protocolos
Los
t l dde ttecnologías
l í convencionales
i l (IP
(IP, RDSI
RDSI, LAN
LAN…))
pueden usar ATM como tecnología de transmisión de datos
multimedia
lti di dde nivel
i l iinferior.
f i
No se especifica un nivel físico, y utilizan los de otras tecnologías:



TDM, SDH o SONET (lo original).
Nivel físico de FDDI.
Tecnologías DSL como ADSL.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
8
III-13. ATM

9
Estructura de la red.


Topología en malla formada por enlaces entre pares de
conmutadores.
U conmutador
Un
t d se conecta
t a:





Otros conmutadores.
Los equipos de usuarios.
Multiplexores y desmultiplexores de canales.
LLa redd conecta pares dde aplicaciones
li i
dde usuario
i mediante
di
circuitos
i i
virtuales.
No hay un medio compartido: los circuitos virtuales proporcionan
enlaces de comunicación dedicados.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

10
Estructura de la red.
Codificador de video
LANs
10-100
Mbps
Decodificador de video
Red ATM
C. ATM
C. ATM
C. ATM
C. ATM
C
C. ATM
C
C. ATM
C
Router
25100Mbps
100-600
Mbps
Concentrador/
Estaciones Multiplexor
multimedia
III. Redes de Área Extensa (WANs)
150-1200
Mbps
PBX
Centralita
telefónica
Routers o
Pasarelas
Internet
LAN ATM
III-13. ATM
Niveles y servicios de ATM.

ATM define dos niveles:
ni eles


ATM: Creación y conmutación de celdas por circuitos virtuales.
AAL (ATM Ad
t ti LLayer):
) Of
ti t servicios
i i a llos protocolos
t l dde
Adaptation
Ofrece di
distintos
usuario. Se divide en:


CS (Convergence Sublayer):
Diferentes servicios.
SAR: Segmentation, Assembly
and Reassembly. Separa o junta
los bytes de datos en las celdas.
Protocolos de usuario
CS (1)
CS (3)
AAL
L

11
CS (4)
CS (5)
SAR
ATM
Físico
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

12
Niveles y servicios de ATM.

Se definen dos tipos de interfaces entre equipos:
eq ipos


UNI: User–Network Interface. Conexión usuario – conmutador.
NNI Network–Network
NNI:
N t k N t k Interface.
I t f
Conexión
C
ió entre
t conmutadores.
t d
Other Networks
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

13
Niveles y servicios de ATM.


Los conmutadores
conm tadores solo trabajan con el ni
nivel
el ATM
ATM.
El nivel AAL comunica el par de equipos de usuario.
…
…
AAL
UNI
ATM
ATM
NNI
ATM
NNI
ATM
UNI
AAL
ATM
Físico
Físico
Físico
Físico
Físico
Usuario
Conmutador
Conmutador
Conmutador
Usuario
Red ATM
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

Niveles y servicios de ATM.

Ser icios qquee ofrece el ni
Servicios
nivel
el AAL
AAL:




AAL 1. Tasa de bits constante entre AAL y el usuario. Temporización origendestino Detecta errores y pérdidas en las celdas
destino.
celdas. Ordena las celdas con
número de secuencia. (señales digitales de voz y vídeo)
AAL 2. Transmisión de señales con tasa de bits variable. Es una
especificación incompleta que no define protocolos para CS.
AAL 3/4. Servicio de datos de tasa de bits variable, sin temporización origendestino:
 AAL 3: modo flujo. Con conexión. (RDSI)
 AAL 4:
4 modo
d mensaje.
j Siempre
Si
conectado.
t d Con
C recuperación
ió de
d celdas.
ld
(LANs).
AAL 55. Servicio de datos básico
básico. Más ligero que AAL 3/4
3/4. Adecuado para
protocolos que no requieren un nivel inferior fiable. (IP, Frame-Relay).
III. Redes de Área Extensa (WANs)
14
III-13. ATM

15
Gestión de los circuitos virtuales.


Cada circuito
circ ito virtual
irt al representa unn flujo
fl jo de celdas bidireccional entre
dos equipos de usuario.
H dos
Hay
d clases
l
dde circuitos
i it virtuales:
it l
Con conexión y desconexión, según lo requieran los equipos de usuario. La
red dispone de un equipo llamado SCP (Signalling Control Point) que atiende
las peticiones de conexión por unos circuitos virtuales preestablecidos.
Permanentes (PVC)
(PVC). Garantizan la conexión continua entre un par de equipos
de usuario.



Todas las celdas de un mismo circuito virtual llevan el mismo
identificador (PCI: Protocol Connection Identifier) al pasar por el
mismo enlace.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

16
Gestión de los circuitos virtuales.

Cada conmutador
conm tador dispone de una
na tabla qquee asocia ppuertos
ertos con
identificadores de circuitos virtuales.
1
1
C. ATM A
C. ATM B
1
4
4
3
2
2
2
Tabla del conmutador B
Entra (sale) por
Sale (entra) por
Puerto
PCI
Puerto
PCI
1
1
2
2
3
4
1
2
III. Redes de Área Extensa (WANs)
Circuitos Virtuales
(bidireccionales)
2
2
PCI
III-13. ATM

17
Gestión de los circuitos virtuales.

El PCI se desglosa en dos campos
campos:



VPI: Virtual Path Identifier.
VCI Virtual
VCI:
Vi t l Channel
Ch
l Identifier.
Id tifi
Para un conjunto de circuitos virtuales del mismo origen y destino se
mantiene
ti
ell mismo
i
VPI en un enlace,
l
y se modifica
difi ell VCI
VCI.
VPI: 10
VCI 1
VCI:
VPI: 14
VCI: 2
VPI: 10
VCI 2
VCI:
U1
VPI: 11
VCI: 3
VPI:14
VCI: 3
C1
C1
VPI: 11
VCI: 1
VPI: 11
VCI: 2
U2
VPI: 12
VCI: 1
VPI: 12
VCI: 4
VPI: 11
VCI: 4
VPI: 12
VCI: 5
C1
VPI: 12
VCI: 2
U3
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM
Formato de las celdas.
8 bit
bits
48 bbytes
5 bytes
CFG
VPI
VPI
8 bit
bits
VPI
VCI
VCI
PT CLP
PT CLP
HEC
HEC
Payload
Payload
Celda ATM-UNI
Celda ATM-NNI
III. Redes de Área Extensa (WANs)
53 bytes

18
GFC: Generic Flow Control. Para control de
flujo usuario-red y establecimiento de
conexiones.
VPI: Virtual Path Identifier.
VCI: Virtual Channel Identifier.
y
Type.
yp Indica el tipo
p de la
PT: Payload
información en el campo Payload. Usado
para control de QoS.
CLP: Congestion Loss Priority. Similar al bit DE
de Frame Relay: indica las tramas que se
pueden eliminar si hay congestión en la
red.
HEC: Header Error Control. Detección y
corrección de errores en la cabecera
mediante un código Hamming
Hamming-BCH
BCH de
distancia 4.
Payload: Datos de los protocolos de usuario.
III-13. ATM

19
Formato de las celdas.


¿Por
Por qué
q é 53 bytes?
b tes?

Ventajas de un tamaño de celda pequeño y fijo:
 Compatible
C
tibl con redes
d dde voz di
digital
it l (SDH
(SDH, TDM
TDM, DQDB
DQDB…))
 En caso de querer retransmitir una trama errónea, se requiere reenviar
menos datos
datos.
 Las celdas se procesan muy rápido.
 Resulta fácil estimar el tamaño de los buffers de memoria.

Europa solicitaba 32 bytes de datos, y EE.UU. optaba por utilizar 64 bytes. Al
final se decidió usar la media: 48 bytes
y de datos, más la cabecera de 5 bytes.
y
Las celdas son usadas ppor el nivel ATM; los niveles SAR y CS
definen formatos propios de PDUs más completos.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

20
Formato de las celdas.

Para el control de errores se definen dos estados de
funcionamiento:



Presincronización.
P
i
i ió E
Estado
t d ttemporal.l
 Un equipo espera a recibir Δ celdas con el campo HEC válido (sin
errores) y pasa a “Sincronizado”
errores),
Sincronizado .
Sincronizado. Estado normal de funcionamiento.
 Un equipo permanece en este modo si recibe cabeceras con el campo
HEC válido, o con errores que se pueden corregir.
 Si se recibe una ráfaga de más de α celdas con errores no corregibles se
pasa a “Presincronización”.
Δ y α se ajustan según la calidad del medio físico.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

21
IP sobre redes ATM.


Problema: ATM usa
Problema
sa circ
circuitos
itos virtuales
irt ales (no es de dif
difusión)
sión) y no
funciona el protocolo ARP original.
E i t diversos
Existen
di
métodos
ét d para conectar
t equipos
i
o LAN
LANs con ell
protocolo IP a través de una red ATM:


CLIP (Classical
C
(C
IP over ATM),
) LANE (LAN
(
Emulation),) MPOA
O (Multiprotocol
(
Over ATM), IP Multicast, PPP over ATM…
Solución CLIP:
Definida en la RFC 2225: Classical IP and ARP over ATM.
Se establece un PVC entre cada par de equipos que usan IP
IP.
Un equipo especial en la red ATM actúa como “servidor ATMARP”, y tiene la
correspondencia entre direcciones IP y circuitos virtuales.
En los equipos con IP, se usa ATMARP en vez de ARP.
ATMARP ppregunta
g
al servidor el C.V. qque debe usar ppara cada IP destino.





III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

22
IP sobre redes ATM: CLIP
LAN
10.2.0.0 / 16
Tabla de ATMARP
10.1.0.3
PCI: 2
10.1.0.1
Equipo IP
Router IP
Eq ipo IP
Equipo
q p IP
Equipo
C1
Red
ed ATM
PCI 3
PCI:
10 1 0 2
10.1.0.2
Destino IP
P. Enlace
10.1.0.1/32
Directo
10.1.0.3/32
Directo
10.2.0.0/16
10.1.0.1
C3
PCI: 4
C2
Tabla de
encaminamiento
Equipo IP
PCI: 1
III. Redes de Área Extensa (WANs)
C4
Origen IP
Destino IP
PCI
10.1.0.1
10.1.0.2
4
10.1.0.2
10.1.0.1
3
10 1 0 2
10.1.0.2
10 1 0 3
10.1.0.3
1
10.1.0.3
10.1.0.2
2
…
…
…
C5
C.V.
C
V usados por
ATMARP
A la subred IP 10.1.0.0/16 creada se le
llama LIS (Logical IP Subnetwork).
ATMARP
Server
III-13. ATM

23
IP sobre redes ATM: CLIP


Configurando
C
fi
d otros
t servidores
id
ATMARP se pueden
d tener
t
otras
t LIS.
LIS
Las LIS se pueden interconectar con routers.
IP Host
IP Host
IP Host
ost
LIS 1
10.1.0.0 / 16
LIS 2
10 2 0 0 / 16
10.2.0.0
ATMARP
Server
IP Host
IP Host
Router IP
Red ATM
ATMARP
Server
Router IP
ATMARP
Server
LIS 3
10.3.0.0 / 16
IP Host
IP Host
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-13. ATM

24
IP sobre redes ATM.

RFC 2684:
2684 Multiprotocol
M ltiprotocol Encapsulation
Encaps lation oover
er AAL 5


Se usa LLC 802.2 para transportar IP sobre ATM, de forma que IP vea un
nivel de enlace de LAN por debajo (encapsulación LLC/SNAP).
LLC/SNAP)
LLC proporciona a IP el campo de “tipo” de Ethernet que sirve para diferenciar
pprotocolos como ARP ((tipo
p 806Hex)) e IP (tipo
( p 800Hex).
)
…
IP
LLC
AAL 5
ATM
Físico
Usuario
ATM
AAL5
LLC
ATM
Físico
IP
LLC
AAL 5
ATM
Físico
ATM
Físico
Conmutador
Router
Conmutador
(800Hex)
III. Redes de Área Extensa (WANs)
IP
…
Red ATM
…
IP
LLC
AAL 5
ATM
Físico
Usuario
Sistemas
Si
t
dde T
Transporte
t dde D
Datos
t (9186)
Ingeniería en Informática (plan 2001)
Bloque III. Redes de Área Extensa (WANs)
Francisco Andrés Candelas Herías ([email protected])
S ti
Santiago
Puente
P t Méndez
Mé d (([email protected])
t @dfi t
)
Curso 2009
2009-10
10
III. Redes de Área Extensa (WANs)
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Introducción.
R d Digital
Red
Di it l dde S
Servicios
i i IIntegrados
t
d (RDSI)
(RDSI).
Redes Frame Relay.
y
Tecnología ATM.
A
Accesos
de
d datos
d t en redes
d dde ttelefonía.
l f í
Redes de cable ppara transmisión de datos.
Comparación de las distintas tecnologías.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
2
III-14. Accesos de datos en redes de telefonía




3
ADSL
ADSL2 y VDSL
FTTH
Redes GPRS, UMTS y 3,5G.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL

4
DSL.

Digital S
Subscriber
bscriber Line (línea de abonado digital)
digital).
Línea
Digital
Usuario
(abonado)



Red telefonía y datos
WAN Digital
(C.C.V. / C. Paquetes)
Puede funcionar sobre los cables ya instalados.
instalados
Un cable telefónico puede llegar a transmitir un espectro de más de
1MHz y para las conexiones analógicas solo se usa en el espectro
1MHz,
de la voz (4KHz).
La primera implantación con éxito fue ADSL (Asymmetric DSL)
DSL),
aunque ya existen más variantes.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL

5
ADSL.


Asimétrico: mayor
Asimétrico
ma or capacidad en el sentido de la red al usuario
s ario qquee
del usuario a la red.
T
Tecnología
l í bbase: llos ddatos
t se modulan
d l como una señal
ñ l analógica
ló i
mediante:
FDM (Multiplexación
(
por División en Frecuencia).
)
DMT (MultiTono Discreto).




Proporciona
P
i
solamente
l
un nivel
i l fífísico.
i
Permite enviar simultáneamente por el cable telefónico convencional
dos señales:
Datos digitales modulados.
Señal de voz analógica (RDSI lo envía todo como datos).



Normativa: ANSI/ETSI T1.413 (1998) e ITU-T G.992.1/2.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL

6
FDM.

El ancho de banda del cable se di
divide
ide con FDM
FDM:
TELEFONÍA
BÁSICA
0




ENLACE
ASCENDENTE
20 25
200 250
ENLACE
DESCENDENTE
1000
f (KHz)
Las frecuencias inferiores se utilizan para el canal de la señal de voz analógica
ya existente.
E medio
En
di está
tá ell espectro
t ddedicado
di d all enlace
l
ascendente
d t ((upstream)
t
) o ddell
usuario a la red.
En las frecuencias superiores
p
está el enlace descendente ((downstream)) o
desde la red al usuario.
Es incompatible con RDSI debido al solapamiento de frecuencias.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL

7
FDM.

Con la “cancelación de eco” se logran mejoras
mejoras:


Permite solapar el enlace ascendente y el descendente.
El descendente
d
d t esta
t en ffrecuencias
i más
á bbajas.
j
 A frecuencias menores, la atenuación es menor.
 Aumenta la capacidad del enlace descendente
descendente.
TELEFONÍA
BÁSICA
Á
ENLACE
ASCENDENTE
0 20 25
200
ENLACE
DESCENDENTE
250
1000
f (KHz)
Cancelación
de eco
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL

8
FDM.

Cancelación de eco
eco:




Técnica que permite enviar y recibir a la vez por la misma línea, usando el
mismo espectro de frecuencias
frecuencias.
Problema añadido: la gran potencia de la señal emitida dificulta interpretar la
señal recibida de ppotencia débil.
Se resta la señal emitida a lo que se recibe antes de que llegue al receptor.
Se realiza mediante software en pprocesadores digitales
g
de señales ((DSPs).
)
Transmisor
Adaptador
de nivel
Receptor
Cancelador de eco
III. Redes de Área Extensa (WANs)
Transformador
Línea
III-14. ADSL

9
DMT.




El acho de banda disponible se di
divide
ide en canales más peq
pequeños
eños de
4KHz cada uno.
E cada
En
d canall se modula
d l una señal
ñ l dde ddatos.
t
Un módem DMT realiza un test del cable para determinar qué
canales son mejores y cuáles peores para enviar datos, en función
de la atenuación.
A la hora de enviar datos se envían más bits por los canales
mejores y menos bits por los peores.
Enviado
f
Cable
Recibido
4KHz
f
f
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL

10
DMT.


Los datos se dividen
di iden en sec
secuencias
encias de bits qquee se en
envían
ían en
paralelo por los distintos canales.
L secuencias
Las
i dde bit
bits dde cada
d canall se convierten
i t a señales
ñ l
analógicas con modulación multinivel QAM.
QAM
x1(t)
α1·R bps
p1(t)=2π
(t)=2π·ff1·tt
QAM
Entrada binaria
x(t) R bps
Conversor
serieparalelo
0 ≤ αi ≤ 1
Σ αi = 1
fi+1 = fi + 4KHz
((i = 1 ... n))
III. Redes de Área Extensa (WANs)
x2(t)
α2·R bps
p2(t)=2π·f2·t
pn(t)=2π·fn·t
xn(t)
αn·R bps
QAM
Σ
Salida
DMT
y(t)
III-14. ADSL

11
DMT.







Cada canal envía
en ía de 0 a 60Kbps según ssu calidad
calidad.
Los diseños ADSL usan 256 canales de 4KHz cada uno
(d
(descendente)
d t ) lo
l que iimplica
li unos 15Mb
15Mbps.
Normalmente las líneas no tienen mucha calidad y se trabaja en el
rango de 1,5 a 9 Mbps.
La velocidad final depende de la calidad del cable y de su distancia.
ADSL puede soportar enlaces E1/T1.
DMT y OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) son
esencialmente lo mismo: modulación multiportadora.
Tradicionalmente en ADSL se habla de DMT
DMT, mientras que en
tecnologías inalámbricas o en PLC se habla de OFDM.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL

12
Estructura de un acceso ADSL
Teléfono
Cables de pares telefónicos
(no trenzados)
Equipo de
usuario
Mód
Módem
Central con servicio ADSL
Splitters
DSLAM
Router / Switch ATM
S litt
Splitter
Teléfono
Datos
Equipo de
usuario
Voz (PCM -TDM)
Router
Módem
Backbones (ATM,
SONET/SDH
SONET/SDH,
Gigabit Ethernet)
Splitter
LAN
Splitter: Filtro que separa las señales telefónicas analógicas de
l señales
las
ñ l dde ddatos
t moduladas,
d l d según
ú sus anchos
h de
d banda.
b d
Redes de los operadores de telecomunicaciones
DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer. Equipo con un gran número de módems ADSL que se
conecta a un enlace de gran capacidad. Funciona a nivel de enlace, como un conmutador.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL

13
Encapsulación de protocolos sobre ADSL


Diferentes proveedores
pro eedores ofrecen diferentes opciones de protocolos
sobre una conexión ADSL.
PPP E Point-to-Point
PPPoE:
P i t t P i t Protocol
P t l over Ethernet
Eth
t (RFC 2516)



Protocolo de túnel para enviar tramas PPP sobre Ethernet .
Algunos proveedores de ADSL
S usan como nivel de enlace Ethernet por su
simplicidad, capacidades de direccionamiento y conmutación.
Pero Ethernet no es orientado a conexión
conexión, y también se desea tener las
ventajas de un nivel de enlace punto-punto con conexión como PPP:
 Control individual de cada cliente.
 Autentificación del cliente.
 Configuración
g
de IP
 Posibilidad de túneles seguros.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL

14
Encapsulación de protocolos sobre ADSL

PPPoE Point-to-Point
PPPoE:
Point to Point Protocol oover
er Ethernet


Es más fácil usar Ethernet y PPP juntos que definir nuevos protocolos, ya que
estos protocolos son soportados por mucho hardware y software
software.
Entre el módem y el proveedor se encapsulan las tramas IEEE 802.3 sobre
ATM con AAL5,, según
g RFC 2684.
…
IP
PPP
PPPoE
IEEE 802.3
(Ethernet)
Físico Eth.
PC cliente
IEEE
802 3
802.3
LAN
802.3
802 2
802.2
AAL 5
ATM
F. Eth.
ADSL
Módem ADSL
III. Redes de Área Extensa (WANs)
ADSL
ATM
ATM
ADSL
SDH
DSLAM ADSL
WAN
…
IP
PPP
PPPoE
802.3
LLC (802
(802.2)
2)
AAL 5
ATM
SDH
Router ISP
III-14. ADSL

15
Encapsulación de protocolos sobre ADSL

RFC 2684 (RFC 1483):
1483) Multiprotocol
M ltiprotocol Encapsulation
Encaps lation over
o er AAL 5
Define cómo enviar paquetes de protocolos de enlace sin conexión (LANs
IEEE 802
802.x,
x IEEE 802
802.11 BPDUs,
BPDUs IP,
IP ARP) sobre ATM.
ATM
Se plantean dos métodos para poder enviar diferentes protocolos (o diferentes
flujos
j de datos del mismo pprotocolo)) sobre un mismo acceso con ATM:
 “LLC Encapsulation”: permite multiplexar diferentes protocolos sobre un
único circuito virtual de ATM. Las tramas de cada protocolo se distinguen
gracias a una cabecera LLC (IEEE 802.2) entre AAL-5 y esos protocolos.
La cabecera LLC incorpora un campo de identificador o tipo de protocolo.
 “VC
VC Multiplexing”
Multiplexing (VC-MUX).
(VC MUX) Las tramas de cada protocolo se envían por
un circuito virtual ATM diferente.


ATM
AAL 5
LLC: IEEE
LLC
802.2
Tipo: 1 ó 7
Ti
(para 802.3)
IEEE
802.3
PPP E
PPPoE
PPP
IP
…
RFC 2684 con LLC Encapsulation aplicada a IEEE 802.3 sobre AAL5
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL

16
Encapsulación de protocolos sobre ADSL

PPPoA Point-to-Point
PPPoA:
Point to Point Protocol oover
er ATM (RFC 2364)





Define cómo enviar tramas PPP sobre ATM-AAL5, sin Ethernet.
S l i
Soluciona
ell problema
bl
de
d que PPPoE
PPP E tiene
ti
un MTU menor que Ethernet.
Eth
t
No se requiere el software cliente de PPPoE en el equipo cliente.
También soporta las encapsulaciones VC
VC-MUX
MUX y LLC de PPPoE.
PPPoE
Usado para niveles físicos de ADSL y de cable-módem.
…
…
IP
IP
Ethernet
Ethernet
Físico Eth.
PC cliente
F. Eth.
LAN
PPP
PPP
LLC
LLC
AAL 5
AAL 5
ATM
ATM
ATM
ATM
ADSL
ADSL
SDH
SDH
Módem ADSL
III. Redes de Área Extensa (WANs)
ADSL
DSLAM ADSL
WAN
Router ISP
III-14. ADSL

17
Encapsulación de protocolos sobre ADSL

Ejemplos de configuraciones
config raciones de pro
proveedores:
eedores
Proveedor
Tipo de IP
Protocolo
VPI/VCI Encapsulación
Arrakis
Dinámica
PPPoA
0/35
VC-MUX
Auna
Dinámica
PPPoA
8/35
VC-MUX
Comunitel
Dinámica
PPPoA
0/33
VC-MUX
Eresmas
Dinámica
PPPoA
8/35
VC-MUX
Jazztel
Dinámica
PPPoA
8/35
VC-MUX
Jazztel
Dinámica
ADSL2+ /
g g
Desagregado
PPPoE
8/35
LLC-BRIDGING
OpenforYou Dinámica
PPPoA
8/32
VC-MUX
Tele2
Dinámica
PPPoA
8/35
VC-MUX
Telefónica
(España)
Dinámica
PPPoE
8/32
LLC/SNAP
Proveedor
Tipo de IP
Protocolo
VPI/VCI
Encapsulación
Telefónica
(España)
Fija
RFC 1483
8/32
LLC/SNAP
Terra
Dinámica
PPPoE
8/32
LLC/SNAP
Terra
Fija
RFC 1483
8/32
LLC/SNAP
Uni2
Dinámica
PPPoA
1/33
VC-MUX
Orange
Dinámica
PPPoA
8/35
VC-MUX
Orange 20
O
Megas
Dinámica
PPPoE
8/35
LLC-BRIDGING
Orange
Fija
RFC 1483
8/32
LLC/SNAP
Ya.com
Dinámica
PPPoE
8/32
LLC/SNAP
Ya.com
Fija
RFC 1483
8/32
LLC/SNAP
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

18
ADSL2 (ITU-T ITU G.992.3/4).








Mejora la codificación y la mod
modulación
lación de la señal con QAM de más
niveles.
Utili detección
Utiliza
d t ió y corrección
ió dde errores.
Permite supervisar el estado de la conexión.
Incluye gestión de energía para reducir el gasto si no se está
utilizando la conexión.
Permite definir estrategias QoS.
Mejora el rendimiento con congestión.
congestión
Permite utilizar el ancho de banda reservado para telefonía.
Reduce el tiempo de conexión inicial de 10s a 3s
3s.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

19
ADSL2+ (ITU-T ITU G.992.5):





Utilizaa unn ma
Utili
mayor
or espectro del cable de cobre
cobre.
Requiere un cableado con una cierta calidad mínima.
Puede alcanzar hasta los 24Mbps.
A más de 3Km la diferencia con ADSL es marginal.
g
ENLACE usadas por
ENLACE
Rango TELEFONÍA
de
frecuencias
canal:
BÁSICA
ASCENDENTE
DESCENDENTE
0 4
25
500 550
2200
f (KHz)
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

20
Comparativa ADSL, ADSL2 y ADSL2+:
ADSL
ADSL2
ADSL2+
0,5 - 1 MHz
1,1 MHz
2,2 MHz
Velocidad Máx. Ascendente
1 Mbps
1 Mbps
1,2 Mbps
Velocidad Máx. Descendente
8 Mbps
12 Mbps
24 Mbps
Distancia
5 5 Km
5,5
2 5 Km
2,5
2 5 Km
2,5
Tiempo Sincronización
10-30s
3s
3s
Corrección de Errores
No
Sí
Sí
Ancho de banda usado
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

21
VDSL.

VDSL (ITU-T
(ITU T G
G.993.1):
993 1) Very
Ver High Speed DSL
DSL.




Mismo servicio que ADSL pero a una velocidad mucho mayor.
R i nuevos cables,
Requiere
bl mejores
j
y más
á cortos
t (300
(300m)) que proporcionen
i
más
á
ancho de banda.
Puede ofrecer RDSI en vez de telefonía básica analógica
analógica.
Soporta
Ethernet Full-duplex
para
distancias de 1Km.
TELEFONÍA
ENLACE
ENLACES DESCENDENTE Y
RDSI
BÁSICA
0 4
80 300
ASCENDENTE
700 1000
ASCENDENTE
10000
f (KHz)
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

22
VDSL.

VDSL2 (ITU-T
(ITU T G
G.993.2):
993 2)






Velocidad máxima teórica de 200Mbps, pero a más de 1,5Kms ofrece un
rendimiento similar a ADSL2+
ADSL2+.
Puede funcionar con distancias mucho más largas (4-5Kms) que ADSL2 y
VDSL,, ppero con un comportamiento
p
similar a ADSL.
Puede utilizar múltiples pares de hilos para aumentar el ancho de banda
(tecnología MIMO cableada).
El mayor ancho de banda se distribuye entre los enlaces ascendente y
descendente sin necesidad de solapar señales en las mismas frecuencias.
T l fó i oferta
Telefónica
f t en E
España
ñ VDSL2
VDSL2-50Mbps
50Mb ddesde
d mediados
di d dde 2007
2007, y está
tá
ampliando el número de nodos que soportan esta tecnología. En Alicante hay
varios nodos VDSL2 (cobertura en www.adslzone.net).
Jaszztel comenzó a hacer pruebas de 50Mbps desde verano de 2007.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

23
VDSL.

VDSL2 (ITU-T
(ITU T G
G.993.2):
993 2)



Los 50Mbps se alcanzan para 200-300m (10% usuarios).
P 800-900m
Para
800 900 se tienen
ti
25Mb
25Mbps (40% usuarios).
i )
Ofertas típicas en España: 25Mb/5Mb, 30Mb/1Mb y 30Mb/3Mb.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

24
VDSL.

Comparati a ADSL versus
Comparativa
ers s VDSL
VDSL:
Ancho de banda
máximo considerado
Velocidad máxima
Modo
Pares de cobre
Distancia máxima
sobre
b UTP
Modulación
III. Redes de Área Extensa (WANs)
ADSL2+
ADSL2
VDSL
VDSL2
2,2 MHz
10MHz
30MHz
Desc: 24 Mbps
Asc: 1,2 Mbps
Desc: 52 Mbps / 26Mbps
Asc: 12 Mbps / 26 Mbps
200Mbps
Asimétrico
Asimétrico o
Simétrico
Asimétrico o
Simétrico
1
1
1 o más
2,5
, Km
300m: 52Mbps
1 2K 10M
1,2Km:
10Mps
0,5Km: 100Mbps
1K 50 Mb
1Km:
Mbps
DMT
QAM
DMT (más común)
DMT-MIMO
III-14. ADSL2 y VDSL

25
Estudio velocidad www.adslnet.es y www.adslzone.es (I).



Marzoo 2007
Mar
En la práctica no se alcanza la velocidad contratada.
A medida que aumenta la velocidad contratada, el decremento
porcentual de velocidad es mayor.
Accesos ADSL 20Mbps más rápidos en España:
Velocidad contratada
Velocidad Real
1Mbps
80-85%
80
85%

Jazztel Navarra: 12.336Kbps
3-4Mbps
70-80%

Euskatel País Vasco: 12.081Kbps
6Mbps
50-60%
10Mbps (solo Telefónica)
77%
General (sin 20Mbps)
75-85%
20Mbps (ADLS2
(ADLS2+))
30-45%
30
45%
Acceso ADSL 20Mbps más rápido en general:

Jazztel: 9.078Kbps de media
Acceso ADSL 20Mbps más lento en general:

Tele2: 5.076Kbps de media
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

26
Estudio velocidad www.adslnet.es y www.adslzone.es (II).







El ADSL2+ de 20 megas no termina de despegar en España
España.
En 1 y 3 Mbps, Telefónica consigue 843/234Kpbs y 2.315/226Kbps.
En 6Mbps, Orange consigue 4.463/395Kbps.
En 10Mbps,
p Telefónica consigue
g 7.654 /221Kbps.
p
En 20Mbps, Jazztel consigue 9.350/697 Kbps. El resto ofrecen
% con velocidades de subida de 400-600Kbps.
p
menos del 40%
Cable de Ono. 6Mbps: 4.567/187Kbps. 12Mbps: 7.802/370 Kbps.
25Mbps: 11.345/514Kbps.
11 345/514Kbps Va bien en distancias grandes
grandes.
ADSL rural de 512Kbps: más caro que el convencional, pero se
queda en una tercera parte de lo ofertado
ofertado. Mejor LMDS o WiMax
WiMax.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

27
FTTH (Fiber To The Home).







Tecnología qquee despliega la fibra óptica hasta el usuario.
s ario
Se solucionan los problemas de distancia con un nuevo cableado.
Desarrollo promovido por el FTTH Council: www.ftthcouncil.eu/.
Ha tenido mucho éxito en Japón
p y EE.UU. Ahora empieza
p
a
extenderse en Europa.
El pproveedor instala un terminal de fibra óptica
p
((ONT: Optical
p
Network Terminal) en el hogar, con una conexión Ethernet.
Se suele usar una única fibra sobre la que se multiplexan por
longitud de onda (WDM) los haces de canales de subida y bajada.
Existen muchos tipos de arquitecturas FTTH
FTTH, en función de cómo se
distribuya el cableado, que se pueden englobar en tres básicos.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

FTTH P2P (Point To Point).

Un cable óptico entre cada usuario y la central
central. Simple
Simple, gran ancho de banda por
usuario, pero costoso de instalar y mantener. En la central, el proveedor dispone
de un terminal óptico por cada línea (OLT: Optical Line Terminal)
III. Redes de Área Extensa (WANs)
28
III-14. ADSL2 y VDSL

29
FTTH conmutada activa.

Facilita el cableado
cableado, pero requiere una gran inversión en los centros que contienen
los conmutadores electrónicos (OSP: OutSide Plant). En los OSP se requiere una
conversión óptica-eléctrica.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

FTTH PON (Passive Optical Network):.

La más extendida
extendida. No se requiere electrónica adicional y se usan unos
derivadores-concentradores ópticos llamados spliters. Los spliters son pequeños
y de bajo mantenimiento. Hay variantes como BPON (Broadband PON), EPON
(Ethernet PON) y GPON (Gigabit PON).
III. Redes de Área Extensa (WANs)
30
III-14. ADSL2 y VDSL

31
FTTH. Estándares y protocolos.



El nivel
ni el físico se basa en transmisión óptica y en m
multiplexión
ltiple ión por
longitud de onda (WDM).
S usan protocolos
Se
t l dderivados
i d dde ATM o Eth
Ethernet.t
Hay distintas normativas





BPON: Broadband PON, 622/155Mbps, (ITU-T G.983,) Usa ATM.
EP2P: Ethernet over P2P, 100Mbps (IEEE 802.3ah).
EPON y Gigabit EPON (GE-PON): Ethernet PON, 1/1Gbps (IEEE 802.3ah).
GPON: Gigabit PON, 1,5/1,25Gbps (ITU-T G.984) ATM y Ethernet.
BPON es típico de EE.UU., mientras que en Asía se usa EPON o
GE-PON. GPON se usa en EE.UU. y Europa.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

32
FTTH en España.






FTTH es la única alternativa
alternati a que
q e puede
p ede competir con la evolución
e ol ción
del cable-módem con DOCSIS 3.0.
S estima
Se
ti que una gran parte
t dde llos usuarios
i dde accesos a IInternet
t
t
con ADSL se desplazarán a FTTH.
En España hay operadoras regionales que comercializan FTTH.
Telefónica dispone de licencia a nivel nacional desde 2008, pero a
finales de 2009 anunció que disminuía el despliegue de FTTH para
centrarse en VDSL.
Aunque se anuncia que muchas ciudades ya disponen de centrales
con soporte FTTH, el despliegue de los cables es muy reducido.
FTTH requiere una instalación comunitaria además de la individual.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. ADSL2 y VDSL

33
FTTH en España.

Ejemplos de ofertas:
ofertas


Adamo (Asturias). 100Mbps / 20Mbps Sobre la red Asturcón, financiada
públicamente.
públicamente
 Alta: 0€ si se contrata teléfono, 40€ sin teléfono (ONT, instalación).
 Cuota: 40€/mes con teléfono
teléfono, 34€/mes sin teléfono
teléfono.
 Extras: 100Mbps de subida por 20€/mes.
Telefónica. 30Mbps/1
30Mbps/1-3Mbps
3Mbps Oferta anunciada en 2008 y 2009, pero en la
práctica ha estado disponible en muy pocas zonas.
 Alta: 140€ (ONT, router, instalación).
 Cuota: 70-100€/mes, según servicios.
 Cuota de línea: 13€.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. Accesos de datos en redes de telefonía

34
Redes GPRS, UMTS y 3,5G.

GSM (2G).
(2G) Global System
S stem for Mobile Communications.
Comm nications






Bandas de radio en UHF a microondas (850MHz y 1.900MHz en América y
Asia 900MHz y 11.800MHz
Asia,
800MHz en Europa,
Europa África,
África Oceanía
Oceanía…)) .
Orientado a señales digitales de telefonía. Se tarifica por conexiones
establecidas.
Basado tramas de canales TDM o CDMA, moduladas con PSK y QPSK de
diferentes niveles.
Permite datos a 9600bps. Este es el canal básico de los SMS.
Es la tecnología de comunicación móvil más extendida y con más cobertura.
Normalizada por el ETSI (European Telecommunications Standards Institute)
y el grupo de asociaciones de telecomunicaciones 3GPP (3rd Generation
Partnership Project).
Project)
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. Accesos de datos en redes de telefonía

35
Redes GPRS, UMTS y 3,5G.

CDMA Code Division
CDMA:
Di ision M
Multiple
ltiple Access
Access.

Técnica de Secuencia Directa y Espectro Extendido (DSSS) que transmite
una secuencia de pulsos (minibits o chips) por cada grupo de bits a enviar
enviar.
Bits
Pulsos
Tchip
t
Tb





t
Modulación
Secuencia (Td)
A cada
d equipo
i ttransmisor
i se lle asignan
i
secuencias
i dif
diferentes.
t
Las secuencias de equipos diferentes son ortogonales: se pueden mezclar en
el medio y luego separar en los destinos
destinos.
Un equipo destino solo interpreta las secuencias del origen correspondiente.
Se consigue realizar múltiples transmisiones por un mismo canal de radio.
Hay diferentes versiones de CDMA (IS95 en GSM, CDMA-2000 y W-CDMA
en 3G…).
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. Accesos de datos en redes de telefonía

36
Redes GPRS, UMTS y 3,5G.

CDMA Code Division
CDMA:
Di ision M
Multiple
ltiple Access
Access.



TDM (o TDMA): Varios interlocutores hablan el mismo lenguaje en el mismo
tono pero del forma alternada,
tono,
alternada no simultánea.
simultánea
FDM (o FDMA): Varios interlocutores hablan el mismo lenguaje a la vez, pero
en diferentes tonos
CDMA: Varios interlocutores hablan a la vez en el mismo tono, pero con
diferentes lenguajes.
Td = Tiempo
asignado a una
transmisión
TTDMA= Tiempo
de trama
Tchip = Tiempo
de minibit
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. Accesos de datos en redes de telefonía

37
Redes GPRS, UMTS y 3,5G.

GPRS (2.5G).
(2 5G) General Packet Radio Service.
Ser ice




Complementa a GSM ofreciendo servicio mejorado de datos en países donde
se ha retrasado la expansión de 3G
3G. Normalizado por ETSI y 3GPP
3GPP.
Orientado a enviar paquetes de datos en contraste con las conexiones de
circuitos virtuales de voz digital.
g Se tarifica ppor bytes
y enviados.
Aunque soporta varios protocolos se suele usar de dos modos:
 Transparente:
p
IPv4 sobre GPRS y asignación
g
ppor DHCP. Lo típico
p si se
accede desde el móvil (WAP, SMS y MMS).
 No transparente. Se usa IPv4 – PPP – GPRS, ya que con PPP se puede
configurar
fi
ell equipo
i ddell usuario.
i Si ell móvil
ó il se usa como módem.
ód
Máximo sobre 170Kbps descarga, 10Kbps subida.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. Accesos de datos en redes de telefonía

38
Redes GPRS, UMTS y 3,5G.

GPRS (2.5G).
(2 5G) General Packet Radio Service.
Ser ice



Hay tres tipos de dispositivos GSM+GPRS:
 Clase
Cl
A.
A Puede
P d realizar
li trasmisiones
t
i i
GSM y GPRS simultáneamente.
i ltá
t
 Clase B. Admite conexiones GSM y GPRS, pero no simultáneas: una
conexión GSM suspende temporalmente una conexión GPRS activa.
activa
 Clase C. Manualmente hay que especificar si se emplea GSM o GPRS.
Nivel físico: modulaciones PSK adaptativas según calidad de canales.
Control de acceso al medio: canales de subida y bajada separados por FDM y
compartidos por varios usuarios con TDM estadístico y reservas:
 Un mismo canal de TDM puede ser usado por paquetes de diferentes
terminales de usuario.
 Un terminal puede utilizar hasta 4 canales para enviar y 2 para recibir sus
paquetes.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. Accesos de datos en redes de telefonía

39
Redes GPRS, UMTS y 3,5G.

GPRS (2.5G).
(2 5G) General Packet Radio Service
Ser ice
…
…
PPP/IP
PPP/IP
SNDCP
LLC
LLC
SNDCP
GTP
GTP
LLC
UDP/TCP
UDP/TCP
RLC
RLC
BSSGP
BSSGP
IP
IP
MAC
MAC
F.Relayy
F.Relayy
ATM
ATM
PLL
PLL
Físico
Físico
SDH
SDH
GSM
GSM
Móvil
Radio
Estación base
PLL: Physical Link Layer
MAC: Media Access Control
RLC: Radio Link Control
LLC: Link Layer Control
Red
Nodo GPRS
WAN
Gateway
SNDCP: Subnetwork Dependent Convergence Protocol
BSSGP: Base Station System GPRS Protocol.
GTP: GPRS Tunneling Protocol
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. Accesos de datos en redes de telefonía

Redes GPRS, UMTS y 3,5G.

EDGE (2
(2,5G)
5G) . Enhanced Data rates for GSM of Evolution.
E ol tion





Evolución de GPRS también conocida como EGPRS.
Má i sobre
Máximo
b 380Kb
380Kbps de
d descarga.
d
Modulación como GPRS pero con más niveles, y codificación más robusta
que permite corregir errores en recepción.
recepción
Para los operadores es una forma más fácil de aumentar el ancho de banda
qque aplicar
p
UMTS, pporque
q se apoya
p y sobre tecnología
g GSM y GPRS.
Las últimas versiones se consideran en el estándar IMT-2000 (International
Mobile Telecommunications-2000) del ITU y 3GPP, que define las
características
t í ti
que ddeben
b ttener llas redes
d 3G
3G.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
40
III-14. Accesos de datos en redes de telefonía

41
Redes GPRS, UMTS y 3,5G.

UMTS (3G).
(3G) Universal
Uni ersal Mobile Telecommunications
Telecomm nications S
System.
stem






Banda de microondas: 2.100MHz (en algunos países 850MHz o 950MHz) .
B d en WCDMA (Wideband
Basado
(Wid b d CDMA).
CDMA)
Considerado en el estándar IMT-2000 de redes 3G.
Máximo sobre 2Mbps de descarga con dispositivo estacionario
estacionario.
Velocidades de 144 Kbps en movimiento rápido (vehículos) y al menos
380Kbps en movimientos lentos (andando).
HSDPA (3G). High-Speed Downlink Packet Access.


Mejora de UMTS – WCDMA:
 Nuevas modulaciones QAM-16, en función de la calidad del medio.
 Procesamiento y encaminamiento más rápido de los paquetes en la red
red.
Velocidades de 1.8 a 14.4Mbps de descarga, según la modulación. Subida de
hasta 384 Kbps.
p
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-14. Accesos de datos en redes de telefonía

Redes GPRS, UMTS y 3,5G.

Cobert ra en España:
Cobertura
España




Actualmente se promocionan mucho los módems USB 3G o 3,5G, que están
preparados para velocidades de 77,2Mbps
2Mbps / 2 Mbps
Mbps.
Telefónica y Vodafone solo soportan actualmente 3,6Mbps / 1,4Mbps y
Orange
g 3,6Mbps
,
p / 384 Kbps.
p
Cobertura:
 Orange:
g 83% ppoblación ((no del territorio)) en 3G, 78% en 3,5G.
 Vodafone: 85% en 3G y 3,5G
 Telefónica: poblaciones de más de 15.000 habitantes para 3G y más de
20.000 para 3,5G.
 GPRS: más amplia, pero no tanto como GSM.
Las ofertas 3G y 3,5G limitan el número de bytes a descargar al mes. Si te
pasas es más caro o se baja la velocidad.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
42
Sistemas
Si
t
dde T
Transporte
t dde D
Datos
t (9186)
Ingeniería en Informática (plan 2001)
Bloque III. Redes de Área Extensa (WANs)
Francisco Andrés Candelas Herías ([email protected])
S ti
Santiago
Puente
P t Méndez
Mé d (([email protected])
t @dfi t
)
Curso 2009
2009-10
10
II. Redes de Área Extensa (WANs)
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Introducción.
R d Digital
Red
Di it l dde S
Servicios
i i IIntegrados
t
d (RDSI)
(RDSI).
Redes Frame Relay.
y
Tecnología ATM.
A
Accesos
de
d datos
d t en redes
d dde ttelefonía.
l f í
Redes de cable ppara transmisión de datos.
Comparación de las distintas tecnologías.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
2
III-15. Redes de cable para transmisión de datos







3
Estándares.
C
Características
t í ti
generales.
l
Estructura de la red.
Modulación y codificación.
A it t de
Arquitectura
d niveles.
i l
Resumen de especificaciones.
p
DOCSIS 3.0 en España.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

Estándares

Los de más éxito
é ito eran originalmente propietarios
propietarios:

DOCSIS 1.0,1.1, 2.0, 3.0 (1997,1999, 2002, 2006): Data Over Cable Service
Interface Specification.
Specification
 Normativa para Norteamérica principalmente.

DVB/DAVIC 1.2-1.5
1 2 1 5 (1996
(1996-1999):
1999): Digital Video Broadcasting / Digital Audio
Visual Council.
 Normativa para televisión por cable en Europa principalmente
principalmente.

Euro-DOCSIS: European DOCSIS.
 Convergencia entre DOCSIS y DAVIC.
DAVIC
 DOCSIS adaptada a los canales de televisión de Europa.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
4
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

5
Estándares



El ITU ha adoptado las normas DOCSIS y DAVIC.
DAVIC
Se inició el desarrollo de una norma IEEE 802.14 (1998), pero el
comité
ité ffue di
disuelto
lt por ell ééxito
it dde DOCSIS y DAVIC
DAVIC.
Las diferencias entre las nomas de Norteamérica y las de Europa
vienen de los sistemas tradicionales de televisión analógica:


NTSC (National Television System Committee)
Committee).
 Canales de televisión de 6MHz de ancho de banda.
 Norteamérica y Japón
Japón.
PAL (Phase Alternating Line) y SECAM (Séquentiel Couleur à Mémoire)
 Canales de televisión de 8MHz de ancho de banda.
 Europa, África, Asia, Oceanía, Suramérica.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

Estándares

Uso de los sistemas de televisión
tele isión analógicos tradicionales
tradicionales.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
6
III-15. Redes de cable para transmisión de datos
7
Características generales


El acceso de datos es asimétrico por la nat
naturaleza
rale a del medio físico
físico.


El flujo downstream (proveedor a usuario) siempre va por el cable.
El flujo
fl j upstream
t
(
(usuario
i a proveedor)
d ) puede
d iir por cable
bl coaxial
i l o por un
par telefónico.
Head End
Head-End
Us ario
Usuario
Red de TV por
cable
Módem
Módem
DTE
DOCSIS 1.0
Red
telefónica
Head-End
Usuario
Red de TV por
cable
Módem
Módem
DTE
DOCSIS 1.1,
2.0, 3.0
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

Características generales
Proveedor WAN
ISP
Usuario
Módem
ADSL
DSLAM
Usuarios
Router
Internet
DTE
DTE
DTE
DTE
DTE
MAC
MAC
MAC
MAC
hub / conmutador
Usuarios
DTE
DTE
DTE
Cablemódem
ód
Cablemódem
ód
Cablemódem
ód
DTE
DTE
DTE
Cablemódem
Cablemódem
Cablemódem
CMTS
Proveedor de
cable
III. Redes de Área Extensa (WANs)
8
Acceso ADSL2:
- 12Mbps / 1Mbps Asimétrico
- 2 Km
- Enlace dedicado para un solo usuario
- Comunicación DTE-ISP
DTE ISP
- Transmisión con modulación
LAN Ethernet:
- 100Mbps / 1Gbps Simétrico
- 1Km
- Medio de difusión o conmutado compartido por varios DTEs
- Comunicación entre dos DTEs
- Transmisión digital en banda base
Red de cable:
- 50Mbps / 3Mbps Asimétrico
- 100 Km
- Medio de difusión repartido en downstream
- Medio de difusión compartido en upstream
- Comunicación DTE-CMTS
- Transmisión con modulación y TDM
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

9
Estructura de la red
Usuario
Recepción vía radio o cable
Head-End
Servicios TV
por cable
CMTS
·
·
·
Modulador
Downstream
Switch
Ethernet
(MAC)
Router
DTE
Canales
de TV
Procesado
de Vídeo
USB / Eh
Ehernett
FDM
Sintonizador
N·51Mbps
Demodulador
Upstream
Interfaz
Demodulador
Downstream
MAC
N·3Mbps
Rx
Modulador
Upstream
Tx
Fibra Óptica o
Coaxial
MAN (Fibra
óptica)
Ethernet,
USB ó PCI
CABLE / MODEM
Terminal de
distribución
G
Datos modulados
Coaxial
Señal TV
Splitter
Filtro
Decodificador
TV
Vídeo
· · ·
Otros HeadEnd
WAN
Comunidad de usuarios
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

10
Estructura de la red



Head-end.
Head
end Central del pro
proveedor
eedor de cable qquee recibe los canales de
TV del satélite o de otra red y los reenvía a los usuarios.
CMTS (C
(Cable
bl Modem
M d Termination
T i ti S
System).
t ) Si
Sistema
t
que posibilita
ibilit ell
envío y recepción de datos por la red.
FDM. Multiplexor por división de frecuencia que combina los canales
de televisión en una señal analógica en el cable.


Los datos se envían modulados en uno o más canales de TV.
Los canales de TV tienen bastante ancho de banda (6 u 8MHz).
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

11
Estructura de la red




El Splitter separa los canales de datos upstream
pstream y do
downstream
nstream de
los canales de TV.
El filt
filtro evita
it que llos canales
l dde ddatos
t provoquen iinterferencias
t f
i en
los receptores de TV. Junto con el Splitter, suele estar incorporado
en ell módem
ód y ell ddecodificador
difi d dde TV
TV.
El sintonizador del módem escoge el canal de TV que tiene los
d
datos
ddownstream para ell usuario,
i y llo ddesplaza
l
a ffrecuencias
i bbajas
j
para ser demodulado.
Este tipo de red se conoce también como FHC (Hybrid FibreCoaxial), porque la red de cable emplea dos medios:


Red troncal de F.O. hasta los terminales de distribución.
Enlaces de cable coaxial desde los terminales de distribución a los usuarios.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

12
Estructura de la red

El cable-módem
cable módem req
requiere
iere unn MAC con varias
arias funciones:
f nciones




Compensar las atenuaciones y los retardos de la señal de cable entre varios
usuarios.
usuarios
Sincronizar los usuarios distantes, y facilitar el control de acceso al medio para
los canales upstream.
p
Control de acceso al medio de todos los usuarios para el canal upstream. Se
usa TDM (o TDMA: TDM Access), pero con la posibilidad de que varios
usuarios compitan por un mismo canal (hay mas usuarios que canales).
Configuración en el módem de usuario de las frecuencias portadoras, técnicas
de modulación,
modulación y sintonización del canal downstream
downstream, según las velocidades
contratadas.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

13
Modulación y codificación

Di isión del espectro de frecuencias:
División
frec encias
Canales
upstream
···
···
5
DOCSIS 1.0, 1.1: 3,2 MHz
DOCSIS 2.0, 3.0: 6,4 MHz
Canales
downstream
Canales de T.V.
···
550
DOCSIS: 42 MHz
E-DOCSIS: 65 MHz
···
750
MHz
DOCSIS: 6 MHz
E-DOCSIS: 8 MHz
Se pueden
S
d combinar
bi digitalmente
di it l
t varios
i canales
l de
d TV en un solo
l flujo
fl j MPEG para
proporcionar más canales de TV.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

14
Modulación y codificación

Mod lación
Modulación:
Datos

Reed
Solomon
QPSK /
QAM 16 /
QAM-16
QAM-64
D/A
A/D
QAM-64 /
QAM 256
QAM-256
Reed
Solomon
Señal upstream al
CMTS
De-modulación:
De
modulación:
Señal downstream
desde el CMTS
Datos
R d Solomon:
Reed
S l
•
•
•
Códigos de detección-corrección más complejos que los CRC.
Pueden corregir hasta 6 errores en una trama de 204 bytes (DOSCIS 2.0).
Se usan en Cable-módem, DSL, Telefonía móvil, DVD…
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

15
Modulación y codificación

Alternati as de modulación
Alternativas
mod lación
Downstream
Upstream
B
QAM-64
QAM-256
B
QPSK
QAM-16
QAM-64 *
6 MHz
30,34 (27)
42,88 (38)
0,2 MHz
0,32 (0,3)
0,64 (0,6)
1,28 (1,2)
8 MHz
40,44 (36)
57,20 (51)
0,4 MHz
0,64 (0,6)
1,28 (1,2)
1,92 (1,7)
0,8 MHz
1,28 (1,2)
2,56 (2,3)
3,84 (3,4)
1,6 MHz
2,56 (2,3)
5,12 (4,6)
7,68 (6,8)
3,2 MHz
5,12 (4,6)
10,24 (9,0)
15,36 (13,5)
6,4 MHz *
10,24 (9,0)
20,48 (18,0)
30,72 (27)
X (Y):
X Mbps de nivel físico
Y Mbps datos de la trama de
nivel de enlace
(*) Los canales de 6,4MHz y la modulación QAM-64
son soportadas solo por DOCSIS 2.0 y 3.0
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

Modulación y codificación

Alternati as de modulación
Alternativas
mod lación



DOCSIS 3.0: Permite agregación de canales o “channel bonding”, tanto en
upstream como downstream
downstream, con lo que se puede sobrepasar 100Mbps en
cada sentido.
La velocidad downstream de un usuario final se limita en función de su
contrato y no alcanza la máxima de la modulación usada.
 Para ello, un cable-modem solicita la configuración adecuada al CMTS
usando el protocolo TFTP cuando el equipo se inicia.
Aprovechando lo anterior, los proveedores habitualmente asocian varios
usuarios a un mismo canal de downstream
downstream.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
16
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

17
Arquitectura de niveles
OSI
DOCSIS
...
Aplicación
Transporte
TCP / UDP
Red
IPv4 / IPv6
E l
Enlace
MAC
Upstream
TDM
QPSK / QAM-16 /QAM 54
Físico



Mensajes de control DOCSIS
Downstream
TDM/MPEG/ATM
QAM 16 / QAM 256
Los niveles de enlace y de red soportan control de QoS
QoS.
Las técnicas de modulación y codificación de nivel físico dependen de la
normativa utilizada (DOCSIS ó Euro-DOCSIS)
Euro DOCSIS) y su versión.
DOCSIS 3.0 permite usar IPv6 en el nivel de red.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

18
Resumen de especificaciones
Características
Upstream
Downstream
Dirección
Usuario → CMTS
CMTS → Usuario
Espectro
DOCSIS: 55-42
DOCSIS
42 MH
MHz
E-DOCSIS: 5-65 MHz
DOCSIS: 42
DOCSIS
42-850
850 MH
MHz
E-DOCSIS: 65-850 MHz
Ancho de banda de un
canal
Máximo 66,4
4 MHz
DOCSIS: 6MHz
E-DOCSIS: 8MHz
Modulación
QPSK (4 niveles) /
QAM 16 / Q
Q
QAM 64
QAM 64 niveles ó
QAM 256
Q
Vt total máxima
0,3 - 27 Mbps
27-51 Mbps - 2x51 Mbps
Vt típica para un usuario
0,3 - 1 Mbps
3-12 Mbps
Control de acceso al
medio
TDM por contienda en acceso a
los canales
Difusión constante de tramas a todos
los usuarios y uso de sintonizadores
Trama MAC
DOCSIS: Ráfaga de tamaño fijo
E-DOCSIS: Celdas ATM
DOCSIS: MPEG
E-DOCSIS: Celdas ATM
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-15. Redes de cable para transmisión de datos

19
DOCSIS 3.0 en España

Enlaces basados en DOCSIS 33.00 comerciali
comercializados
ados por Ono
Ono:




S requiere
Se
i un cable-módem
bl ód compatible
tibl con DOCSIS 3.0.
30


Para sacar provecho a un acceso de 100Mbps, el módem/router debe ser
bueno con una interfaz 802
bueno,
802.11n
11n o Gigabit Ethernet (precio: 60
60-200
200 €).
€)
Actualizar la red de cable coaxial a DOCSIS 3.0 es diez veces más
barato que instalar accesos FTTH (ADSLZone
(ADSLZone, 55-3-2010).
3 2010)


30 Mbps / 1Mbps (+ teléfono: 52€). Anunciado para mayo de 2010.
50 Mbps
Mb / 3 Mb
Mbps (+ tteléfono:
léf
60€
60€.)) Oferta
Of t más
á común,
ú cobertura
b t lilimitada.
it d
100 Mbps / 5 Mbps (+ tel.: 80€). Desde oct. de 2008. Cobertura muy limitada.
Básicamente, solo hay que actualizar módulos en los head-ends.
Ono anunció
O
ió a comienzos
i
dde 2010 que paraba
b ell ddespliegue
li
dde
DOCSIS 3.0 para disminuir costes.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
II. Redes de Área Extensa (WANs)
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Introducción.
R d Digital
Red
Di it l dde S
Servicios
i i IIntegrados
t
d (RDSI)
(RDSI).
Redes Frame Relay.
y
Tecnología ATM.
Ot métodos
Otros
ét d dde acceso a redes
d públicas.
úbli
Redes de cable ppara transmisión de datos.
Comparación de las distintas tecnologías.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
20
III-16. Comparación de las distintas tecnologías

21
A tener en cuenta…





Accesos como ADSL y cable
cable-módem
módem son asimétricos
asimétricos.
Los anchos de banda que un proveedor de cable-módem puede
ofrecer
f
all usuario
i ddependen
d ddell número
ú
dde usuarios
i a llos que
atiende con un mismo CMTS.
Los anchos de banda reales de tecnologías ADSL dependen mucho
de la calidad del cableado y de la distancia del usuario a la central.
E cable
En
bl módem
ód lla di
distancia
i no afecta
f
tanto.
El rendimiento de los accesos de ADSL2+ en España es bastante
limitado. Ya se oferta VDSL2 y se comienza a ofertar FTTH.
Las tecnologías de cable-módem obedecen a diversos estándares,
y dependen del país y proveedor.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16. Comparación de las distintas tecnologías

22
A tener en cuenta…





Aunque
A
nq e RDSI ofrece m
muy bbuenos
enos ser
servicios,
icios los accesos BRI
BRI, qquee
son los asequibles, han quedado desplazados por otras tecnologías
en aplicaciones de datos
datos.
Si se desea un enlace de banda ancha para ofrecer servicios, hay
que recurriri a accesos específicos
ífi
titipo F
Frame-Relay,
R l ATM,
ATM RDSIRDSI
PRI, que requieren nuevo cableado y tienen costes altos.
F
Frame
Relay
R l es adecuado
d
d para conectar LAN remotas.
ATM también se usa junto con otras tecnologías, como por ejemplo
ADSL.
Gigabit Ethernet se está extendiendo como tecnología para redes
troncales, compitiendo con ATM.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16. Comparación de las distintas tecnologías

23
Penetración de la banda ancha en la UE
Penetración en países
de la Unión Europa en
% (enero 2008)
EE.UU.: 22,1%
,
Fuente: ABC 20-3-2008, en
base a informe anual de la
Comisión Europea.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16. Comparación de las distintas tecnologías

Penetración de la banda ancha en la UE




Cobertura
Cobert
ra ADSL
ADSL: 90% urbana,
rbana 86 % rrural.
ral
Cobertura cable-módem: 48% urbana, 11% rural.
En España, 4 de cada 5 accesos son ADSL.
Sigue
g el cable-módem con 20% del total.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
24
III-16. Comparación de las distintas tecnologías

25
Informe anual CMT sobre la Banda Ancha para 2008*:



Velocidad media 22-10Mbps
10Mbps (72,4%
(72 4% líneas):
líneas)
 Oferta más barata en España (Ya.com 3Mbps): 33,3€.
 Media de la UE: 29,8 €.
Velocidades superiores
p
a 10Mbps:
p
 Oferta más barata en España: 36,6€.
 Media de la UE: 37
37,44 €
Número de usuarios:
 ADSL Telefónica:
T l fó i 4.601.875.
4 601 875
 Otras ADSL (Jazztel, Orange, Ya.com...): 1.892.281.
 Operadores de cable (ONO, Euskaltel...): 1.656.119.
*Ú
Últimoo informe
o e anual
a ua de laa Co
Comisión
s ó de
del Mercado
e cado de las
as Telecomunicaciones
e eco u cac o es ((http://www.cmt.es/)
p //
c es/)
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16. Comparación de las distintas tecnologías

Informe CMT tercer trimestre 2009 (marzo 2010):
III. Redes de Área Extensa (WANs)
26
III-16. Comparación de las distintas tecnologías

27
Informe CMT tercer trimestre 2009 (marzo 2010):
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16. Comparación de las distintas tecnologías

Informe CMT tercer trimestre 2009 (marzo 2010):
III. Redes de Área Extensa (WANs)
28
III-16b. Tecnología PLC

29
Características


Power
Po
er Line Communication.
Comm nication Com
Comunicaciones
nicaciones de datos por la red
eléctrica de media y baja tensión.
Ot ddenominaciones:
Otras
i i



Aplicaciones:



PLT: Powerline Telecommunications (ETSI).
BPL: Broadband over PowerLine (nombre
(
habitual en EE.UU.).
)
Interconexión de los equipos privados a modo de LAN (Indoor). También
usado para domótica.
A
Acceso
a ISPs
ISP y redes
d públicas
úbli
de
d datos
d t (Outdoor).
(O td ) En
E España
E ñ está
tá parada
d su
comercialización.
En PLC se abordan principalmente las características del nivel
físico, pero también funciones de MAC.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

30
Características

Ventajas
Ventajas:






Todo el cableado desde los proveedores hasta el usuario ya está instalado: la
red eléctrica.
eléctrica
La cobertura de la red eléctrica es mucho mejor que el de otras redes: casi el
100% de las zonas habitadas en ppaíses desarrollados.
Cualquier toma eléctrica de la casa u oficina se convierte en un punto de red.
Gran ancho de bada ppara el usuario ((Mbps),
p ) y pposibilidad de acceso simétrico.
Ofrece un servicio de calidad a buen precio.
La conversión de una red eléctrica a PLC es rápida, y se puede ajustar bien a
l ddemanda.
la
d
Tecnología fácilmente escalable y actualizable.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

31
Características

Incon enientes
Inconvenientes:





Todavía no hay estándares aceptados por todos los proveedores. Diferentes
proveedores pueden emplear diferentes tecnologías
tecnologías.
Hay poca competencia.
A veces el cableado eléctrico es de baja calidad
calidad, con derivaciones o
empalmes malos, lo que perjudica la señal.
El cableado eléctrico es impredecible.
p
Es difícil conocer la carga
g exacta
conectada a una red, y la potencia que hay que utilizar.
Las señales de alta frecuencia que transportan los datos pueden generan
b t t iinterferencias
bastantes
t f
i electromagnéticas,
l t
éti
y llos cables
bl eléctricos
lé t i
actúan
tú
como buenas antenas que las difunden.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

Características

Problemas de las interferencias:
interferencias






Afectan a las comunicaciones por radio (radioaficionados).
E algunos
En
l
países
í
puede
d hhaber
b problemas
bl
con regulaciones
l i
dde emisiones
i i
electromagnéticas.
En España no hay una legislación clara sobre este tema
tema.
Las señales de alta frecuencia se pueden captar por radio, lo que implica
pproblemas de seguridad.
g
Se pueden atenuar con
 Modulaciones adecuadas (de espectro expandido)
 Filtros en los equipos problemáticos.
Las modulaciones de espectro expandido y los filtros disminuyen el ancho de
banda para datos.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
32
III-16b. Tecnología PLC

33
Topología de la red y equipos.

PLC en MT y BT
BT.
Red eléctrica
AT (200-400KV)
Ámbito de PLC: “Última Milla”
Red PLC BT
(220-380V)
Operador de
Telecomunicaciones
Anillo PLC
MT (20-50KV)
250Kbps - 2Mbps
I t
Internet
t
45200Mbps
Fibra Óptica o
Satelite
200Mbps
HOGAR
CT: Centros de
transformación
ACCESO
AREA URBANA
Gateway con
red WAN
HE (Head-end):
Cabecera
RED METROPOLITANA
O NACIONAL
Repetidor
CPE (Customer Premises
Equipment ): Módem PLC
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

34
Topología de la red y equipos.

PLC sólo en BT
BT.
Operador de
Telecomunicaciones
(MAN o WAN)
Internet
Red PLC BT
130Mbps
250Kbps
- 2Mbps
Red MT
HOGAR
Centros de
transformación
Gateway con
red WAN
III. Redes de Área Extensa (WANs)
ACCESO
HE (Head-end):
Cabecera
AREA URBANA
Repetidor
CPE (Customer Premises
Equipment ): Módem PLC
III-16b. Tecnología PLC

35
Topología de la red y equipos.

PLC indoor
na LAN Ethernet usando
sando
indoor. Típicamente se establece una
como medio físico el cable eléctrico y la modulación PLC.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

36
Codificación y modulación.

El medio físico empleado es m
muy impredecible
impredecible.


Nivel físico basado en modulación:




Presenta conexiones, derivaciones, diferentes secciones, fusibles, contadores,
interruptores diferencias de carga
interruptores,
carga…
Los datos se modulan sobre una portadora analógica de alta frecuencia (1,5
(1 5 a
34MHz) para enviarlos por el cable, junto con la señal de potencia de baja
frecuencia ((50 o 60Hz).
)
Los canales de subida y de bajada de los usuarios usan bandas de frecuencia
diferentes que no se solapan (FDM).
PLC puede ser simétrico: igual ancho de banda para los canales de subida y
de bajada.
Se emplean
S
l
diferentes
dif
tecnologías
l í de
d modulación
d l ió y codificación,
difi ió
pero destaca OFDM y variantes.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

37
Codificación y modulación.
A (Vrms)
Espectro de frecuencias
de una línea con PLC
230V
A (V)
Señal eléctrica típica
325 V
f
50 Hz
Datos
1,5 – 34
MHz
OFDM
(QAM)
f
A (V)
Datos
modulados
Señal eléctrica con PLC
325 V
f
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

38
Estándares y organizaciones.

Homepl g Powerline
Homeplug
Po erline Aliance
Aliance.





Desde marzo de 2000. Es la más avanzada. Incluye a más de 65 compañías.
M extendida
Muy
t did en dispositivos
di
iti
iindoor
d para iimplementación
l
t ió dde LAN
LANs.
Define especificaciones de hasta 200 Mbps.
También tiene especificaciones para transmisión de video HDTV y VoIP
(Homeplug AV) y para instalaciones de domótica.
Opera: Open PLC European Research Alliance.
Alliance




Fundada por la Unión Europea, universidades y compañías del sector.
Modos indoor y outdoor,
outdoor de forma que sean compatibles
compatibles.
Actualmente se trabaja en Opera 2: acceso outdoor hasta 200Mbps.
Varias compañías españolas trabajan en este proyecto (Iberdrola lidera
Opera) y esperan ofrecer accesos en los próximos años.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

39
Estándares y organizaciones.

UPA Universal
UPA:
Uni ersal PowerLine
Po erLine Association.
Association



IEEE P1901
P1901.




Asociación internacional de compañías del sector que también busca
estándares para PLC en el ámbito europeo
europeo.
Promueve la cooperación entre compañías eléctricas.
En desarrollo desde mediados de 2005.
Abarca toda la red outdoor y el modelo indoor
indoor.
Incluye HomePlug Powerline Alliance, OPERA, UPA y otras normas.
ETSI PLT
PLT.


Estándares para modelos indoor y outdoor, niveles de trabajo y QoS, cuyo uso
todavía no se ha extendido
extendido.
Las pruebas realizadas en Europa han dado buen resultado, y han generado
mínimas interferencias.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

40
Pruebas en España.

Iberdrola
Iberdrola:



Endesa.



Servicio en Madrid (2003), Murcia, y Comunidad Valenciana. Accesos
simétricos de 200Kbps (24€) o 2Mbps (39€) en 2006.
2006
En 2007 anunció el cese del servicio PLC, por la competencia. Pero Iberdrola
no ha abandonado y apoya
p y el pproyecto
y
Opera
p de PLC-II.
Realizó las primeras pruebas en España en 2001
2001, y ha ofrecido servicios en
zonas de Zaragoza, Barcelona, Sevilla y Cádiz.
A comienzos de 2006 abandonó esta tecnología por problemas en las
relaciones con Auna, que ofrecía la red de distribución.
Otras empresas.

Por ejemplo Epresa (Cádiz): 3Mbps/3Mbps por 33€.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

41
Pruebas en España.





El despliegue
desplieg e comercial de PLC se ha parado por la poca demanda
ante la competencia de ADSL y cable-modem.
E generall las
En
l iinterferencias
t f
i no afectan
f t a comunicaciones
i i
por radio
di
modernas y solo a la onda corta. Iberdrola asegura que las
d
denuncias
i dde iinterferencias
t f
i se resolvieron
l i
satisfactoriamente.
ti f t i
t
En la práctica se ha llegado a ofrecer enlaces simétricos que
muchas
h veces rinden
i d más
á que otros asimétricos
i é i
ADSL dde mayor
velocidad. La relación calidad precio ha sido buena.
En contraste, la Unión Europea apoya PLC: está definiendo
normativas, y apoyando proyectos.
Se han realizado pruebas de Opera 2 en zonas Soria y Madrid,
donde no hay cobertura ADSL, con servicios de datos y TV.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

Pruebas en España.


Problema añadido:
añadido no se ha contemplado legalmente la
desagregación del bucle de datos de PLC del proveedor eléctrico,
como se hizo con ADSL respecto a las líneas de Telefónica.
Telefónica
Algunos analistas opinan que PLC ha perdido su oportunidad por:



Las ofertas
f
comerciales han ido por detrás de otras tecnologías.
Ha faltado interés de la compañías eléctricas y de los sectores sociales.
O
Otros
apuestan por ell resurgiri dde PLC apoyándose
á d
en:



El apoyo de la Unión Europea en esta tecnología para aumentar la
competencia
t i en llas ttelecomunicaciones.
l
i i
Las mejores características de una segunda generación de PLC (más
velocidad menos interferencias)
velocidad,
interferencias).
Buena satisfacción de los usuarios que ya han utilizado PLC.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
42
III-16b. Tecnología PLC

43
Alternativa indoor.



Hay varias
Ha
arias empresas españolas especializadas
especiali adas en PLC qquee ofrecen
servicios de diseño, implementación y mantenimiento de soluciones
indoor de banda ancha sobre PLC para pequeñas y medianas
empresas.
S comercializan
Se
i li
muchos
h di
dispositivos
iti
iindoor
d para iinstalar
t l una LAN
sobre el cableado eléctrico, que pueden ofrecer mejor rendimiento
que WiFi en determinados casos.
casos Velocidades de hasta 200Mbps
200Mbps.
Habitualmente se sigue el estándar Homeplug :



HomePlug (June 2001). La base. Hasta 14 Mbit/s.
HomePlug 1.0 Turbo, No oficial. Hasta 85 Mbit/s.
H
HomePlug
Pl AV (2005).
(2005) Soporta
S
t HDTV y VoIP.
V IP Hasta
H t 189 Mbit/s.
Mbit/
III. Redes de Área Extensa (WANs)
III-16b. Tecnología PLC

Alternativa indoor.

Características habituales:
habit ales







Conexión IEEE 802.3 / 802.3u (10/100) con otros dispositivos.
C t l de
Control
d acceso CSMA/CA y/o
/ TDM
TDM.
Encriptaciones DES o AES-128.
Control de calidad de servicio
Modulaciones OFDM, QAM, QPSK, BPSK…
Modulaciones con adaptación al ancho de banda del cable
cable.
Modulaciones en 2MHz a 28MHz.
III. Redes de Área Extensa (WANs)
44
III-16b. Tecnología PLC

45
Alternativa indoor.

Se suele
s ele emular
em lar Ethernet sobre el enlace de PLC
PLC, y el conjunto
conj nto de
dispositivos PLC de la vivienda actúa como un puente con el que se
forma una LAN
LAN.
…
…
IP
IP
802.3
Físico 802.3
PC
802.3
802.3
802.3
802.3
MAC
PLC
MAC
PLC
OFDM
OFDM
LAN Dispositivo PLC
III. Redes de Área Extensa (WANs)
Red eléctrica
802.3
802.3
802.3
Físico 802.3
Dispositivo PLC LAN
Router