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Carmen Arquitectura de Internet Banda Ancha

 Definición: El término banda ancha comúnmente se refiere al acceso de alta velocidad a Internet. Este término puede definirse simplemente como la conexión rápida a Internet que siempre está activa. Permite a un usuario enviar correos electrónicos, navegar en la web, bajar imágenes y música, ver videos, unirse a una conferencia vía web

y

mucho

 Tipos de Conexión

El acceso se obtiene a través de uno de los siguientes métodos:



Línea digital del suscriptor (DSL)



Módem para cable



Fibra



Inalámbrica



Satélite



Banda ancha a través de las líneas eléctricas (BPL)

 Características:



No es orientado a conexión.



La transmisión se realiza en unidades denominadas datagramas



No corrige errores ni controlar la congestión.

más.



No garantizar la entrega en secuencia



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

-

La necesidad de un sistema de transmisión que optimizara el uso de los medios de transmisión de lata velocidad.

-

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

-

Un diseño que no fuera muy caro.

-

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

-

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

-

Que se asignarán el mayor número de funciones posibles al hardware reduciendo así las asignadas al software, aumentando de esta forma la velocidad.

 Utilidad:

Este tipo de arquitectura nos permite obtener acceso a una amplia gama de recursos, servicios y productos que incluyen: 

Educación, cultura y entretenimiento.



Telesalud y telemedicina.



Desarrollo económico/comercio electrónico.



Gobierno electrónico (E-government).



Seguridad Pública y Seguridad Nacional.



Servicios de comunicaciones de banda ancha (Voip).



Servicios de comunicaciones para personas con discapacidad

 Ventajas El acceso por banda ancha es más rápido que la conexión de acceso telefónico y es diferente por lo siguiente: -

Ofrece velocidad más alta de transmisión de datos – Permite el transporte de más contenido por la “tubería” de transmisión.

-

Ofrece acceso a los servicios de Internet de más alta calidad – medios de comunicación audiovisual por Internet, VoIP (telefonía por Internet), juegos y servicios interactivos.

-

El sistema de banda ancha siempre está activo – No bloquea las líneas telefónicas y no necesita conectarse de nuevo a la red después de terminar su sesión.

-

Menos demora en la transmisión de contenido cuando utiliza el servicio de banda ancha.

1.1 Arquitecturas de IP sobre Atm, IPv4, IPv6

1.1.1 IP Sobre Atm Conociendo las enormes ventajas que ofrece IP para la interconexión, así como las ventajas de ATM para la prestación de servicios con QoS garantizada, podríamos considerar que una red óptima debería ser la combinación de estas dos tecnologías. Para llegar a comprender los últimos avances en este sentido es necesario revisar varios modelos que se vienen usando hasta el momento.

El modelo IP sobre ATM clásico (CLIP). Es una especificación de la IETF (RFC 2255), según la cual IP trata a ATM como otra subred en la que se tienen computadoras (host), así como enrutadores. Múltiples subredes IP, en adelante LIS (Logical IP Subnetwork), componen la red ATM. Una LIS se caracteriza por que todos sus host usan el mismo prefijo de red IP (los mismos números de red y los mismos números de subred).

Características del Modelo clásico IP sobre Atm

-

Se utiliza el encapsulamiento LLC/SNAP para los paquetes IP.

-

La misma unidad máxima de transmisión (MTU) es utilizada para todos los VCs en una LIS (LogicalIP Subnetworkj. El valor del MTU por defecto es de 9188 octetos.

-

La arquitectura de encaminamiento punto-punto de IP permanece invariable.

-

Las direcciones IP son resueltas a direcciones ATM por medio del uso del servicio ATMARP dentro de la LIS.

-

Una subred IP es utilizada por varios servidores y encaminadores. Cada VC conecta directamente dos miembros IP dentro de la misma LIS.

Beneficios IP sobre Atm

Este modelo nos permite observar una cooperación entre la capa IP y ATM. En cierta manera este modelo nos recuerda el establecimiento de una llamada de voz en una red PSTN. El número IP es comparable con el número telefónico marcado. Este número solo se utiliza para que el procesador pueda reservar recursos de conmutación en la red, es decir una ruta a través de muchos nodos (comparable a

un VPI (Virtual Path Identifier)) y un Time-Slot entre cada nodo (comparable a un VCI (Virtual Channel Identifier)). En otras palabras este modelo de IPoATM bien podría reemplazar una red telefónica PSTN en la cual la dirección IP sirve para identificar al usuario final, mientras que ATM permite la conmutación en sí.

Funcionamiento

Se aplica en las siguientes plataformas de Windows orientadas a servidores de: Windows Server 2003, Windows Server 2003 R2, Windows Server 2003 con SP1, Windows Server 2003 con SP2. Las tres etapas generales del funcionamiento de IP/ATM son:

-

Inicio del cliente

-

Registro del cliente

-

Transferencia de datos

Inicio y registro de cliente IP/ATM con una dirección IP estática El ejemplo siguiente describe los pasos para establecer una conexión IP/ATM de un único cliente IP/ATM con una dirección IP estática:

1. El cliente A inicia y obtiene una dirección ATM del conmutador ATM. 2. El cliente A se conecta al servidor ARP/MARS de ATM y se une al grupo de difusión. La asignación de dirección IP a ATM del cliente A se agrega a la base de datos del servidor ARP de ATM.

3. El cliente A se pone en contacto con el cliente B, una estación final ATM conectada a la red, y empieza la transferencia de datos.

helen

1.1.2 Versiones del Protocolo IP

El protocolo IP es un protocolo de comunicación de datos digitales clasificado funcionalmente en la Capa de Red según el modelo internacional OSI. Su función principal es el uso bidireccional en origen o destino de comunicación para transmitir datos mediante un protocolo no orientado a conexión que transfiere paquetes conmutados a través de distintas redes físicas previamente enlazadas según la norma OSI de enlace de datos.

IP versión 4.

IPv4 es la versión 4 del Protocolo de Internet (IP o Inernet Protocol) y constituye la primera versión de IP que es implementada de forma extensiva. IPv4 es el principal protocolo utilizado en el Nivel de Red del Modelo TCP/IP para Internet. Fue descrito inicial mente en el RFC 791 elaborado por la Fuerza de Trabajo en Ingeniería de Internet (IETF o Internet Engineering Task Force) en Septiembre de 1981, documento que dejó obsoleto al RFC 760 de Enero de 1980. IPv4 es un protocolo orientado hacia datos que se utiliza para comunicación entre redes a través de interrupciones (switches) de paquetes (por ejemplo a través de Ethernet).

Características:

✓ Es un protocolo de un servicio de datagramas no fiable (también referido como de mejor esfuerzo).

✓

✓

No

No

✓

proporciona

proporciona

Puede

resultar

ni

garantía

garantías

en

en

la

sobre

paquetes

la

entrega

corrección

duplicados

o

de

de

datos.

los

en

datos.

desorden.

Todos los problemas mencionados se resuelven en el nivel superior en el modelo TCP/IP,

por

ejemplo,

a

través

de

TCP

o

UDP.

El propósito principal de IP es proveer una dirección única a cada sistema para asegurar que una computadora en Internet pueda identificar a otra.

Direcciones

IPv4 utiliza direcciones de 32 bits (4 bytes) que limita el número de direcciones posibles a utilizar a 4,294,967,295 direcciones únicas. Sin embargo, muchas de estas están reservadas para propósitos especiales como redes privadas, Multidifusión (Multicast), etc. Debido a esto se reduce el número de direcciones IP que realmente se pueden utilizar, es esto mismo lo que ha impulsado la creación de IPv6 (actualmente en desarrollo) como reemplazo eventual dentro de algunos años para IPv4.

Redes privadas.

De los más de cuatro mil millones de direcciones permitidas por IPv4, tres rangos están especialmente reservados para utilizarse solamente en redes privadas. Estos rangos no tienen encaminamiento fuera de una red privada y las máquinas dentro de estas redes privadas no pueden comunicarse directamente con las redes públicas. Pueden, sin embargo, comunicarse hacia redes públicas a través de la Traducción de Direcciones de Red o NAT (Network Address Translation).

Anfitrión local (Localhost)

Además de las redes privadas, el rango 127.0.0.0 – 127.255.255.255 o 127.0.0.0/8 en la notación CIDR, está reservado para la comunicación del anfitrión local (localhost). Ninguna dirección de este rango deberá aparecer en una red, sea pública o privada y cualquier paquete enviado hacia cualquier dirección de este rango deberá regresar como

un

paquete

entrante

hacia

la

misma

máquina.

Referencia de sub-redes de IP versión 4.

Algunos segmentos del espacio de direcciones de IP, disponibles para la versión 4, se especifican y asignan a través de documentos RFC (Request For Comments o Solicitud De Comentarios), que son conjuntos de notas técnicas y de organización que se elaboran desde 1969 donde se describen los estándares o recomendaciones de Internet, antes ARPANET. Ejemplos de esto son los usos del Retorno del sistema (loopback, RFC 1643), las redes privadas (RFC 1918) y Zeroconf (RFC 3927) que no están bajo el control de los RIR (Regional Internet Registries o Registros Regionales

de

Internet).

La máscara de sub-red es utilizada para separar los bits de un identificado de una red a partir de los bits identificados del anfitrión.

IP versión 6. IPv6 es un estándar que ha desarrollado el Grupo de trabajo en ingeniería de Internet (IETF), una organización que desarrolla tecnologías de Internet. El IETF, anticipando la necesidad de contar con un mayor número de direcciones IP, ha creado el protocolo IPv6 para dar cabida al creciente número de usuarios y dispositivos

que

acceden

a

Internet.

Permite que un mayor número de usuarios y dispositivos se comuniquen a través de Internet utilizando números de mayor tamaño para crear direcciones IP. En el protocolo IPv4, cada dirección IP se compone de 32 bits, lo que permite la existencia de 4.300 millones de direcciones únicas. Un ejemplo de dirección IPv4 es:

172.16.254.1

En comparación, las direcciones IPv6 se componen de 128 bits, lo que permite la existencia de aproximadamente 340 sextillones de direcciones IP únicas. Un ejemplo de dirección IPv6 es: 2001:db8:ffff:1:201:02ff:fe03:0405

IPv6 ofrece otras ventajas para los sistemas de redes. En la mayor parte de los casos, los ordenadores y las aplicaciones detectarán y aprovecharán las redes y los servicios en los que se encuentre habilitado el protocolo IPv6 sin que el usuario deba realizar ninguna acción. Además, IPv6 resuelve otros problemas de los sistemas de redes que pueden producirse debido al número limitado de direcciones que se encuentran disponibles en el protocolo IPv4. Por ejemplo, IPv6 reduce la necesidad de utilizar la traducción de direcciones de red, un servicio que permite que varios clientes compartan una única dirección IP pero que

no

siempre

es

fiable.

En los últimos años, prácticamente desde que Internet tiene un uso comercial, la versión

de

este

protocolo

es

la

número

4

(IPv4).

Para que los dispositivos se conecten a la red, necesitan una dirección IP. Cuando se diseñó IPv4, casi como un experimento, no se pensó que pudiera tener tanto éxito comercial, y dado que sólo dispone de 2^32 direcciones (direcciones con una longitud de 32 bits, es decir, 4.294.967.296 direcciones), junto con el imparable crecimiento de usuarios y dispositivos, implica que en pocos meses estas direcciones se

agotarán.

Por este motivo, y previendo la situación, el organismo que se encarga de la estandarización de los protocolos de Internet (IETF, Internet Engineering Task Force), ha trabajado en los últimos años en una nueva versión del Protocolo de Internet, concretamente la versión 6 (IPv6), que posee direcciones con una longitud de

128

bits,

es

decir

2^128

posibles

direcciones

(340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456), o dicho de otro modo, 340 sextillones.

El despliegue de IPv6 se irá realizando gradualmente, en una coexistencia ordenada con IPv4, al que irá desplazando a medida que dispositivos de cliente, equipos de

red, aplicaciones, contenidos y servicios se vayan adaptando a la nueva versión del protocolo

de

Internet.

Por ello, es importante que entendamos cómo se realiza el despliegue del nuevo protocolo de Internet, tanto si somos usuarios residenciales, como corporativos, proveedores de contenidos, proveedores de servicios de Internet, así como la propia administración

pública.

Gustavo Características ✓ Dispone de direcciones de 128 bits, 16 octetos, que se pueden estructurar jerárquicamente para simplificar la delegación de direcciones y el encaminamiento. ✓ Simplifica la cabecera principal IP, pero define muchas cabeceras de extensión opcionales. De esta forma se pueden incorporar las nuevas funciones de intercomunicación

cuando

lo

necesiten.

✓ Dispone de autenticación, integridad de datos y confidencialidad en el nivel de IP.

✓ Introduce flujos, que se pueden utilizar para disponer de nuevos tipos de requisitos

de

transmisión,

como

el

vídeo

en

tiempo

real.

✓ Facilita el encapsulado de otros protocolos y proporciona un mecanismo de control

de

congestión

cuando

transporta

protocolos

extraños.

✓ Proporciona nuevos métodos de autoconfiguración automática de direcciones e

incorpora

una

comprobación

de

que

las

direcciones

son

únicas.

✓ Mejora el descubrimiento del encaminador y la detección de encaminadores fuera de servicio o vecinos inalcanzables por el enlace.

La versión 6 realiza ciertos cambios de nomenclatura con respecto a la versión 4 e introduce nuevos términos:

a)

Un

b)

paquete Un

es

nodo

una

cabecera

es

de

IPv6

cualquier

más

una

sistema

carga

con

útil. IPv6.

c) Un enrutador es un nodo que reenvía paquetes de IPv6 que no son para él. d) Un enlace es un medio por el que se comunican los nodos usando la capa de enlace.

El término paquete es uno de los que más se ha abusado en el mundo de las redes. La gente lo usa para describir las unidades de datos del protocolo (PDU) de la capa de

enlace,

hasta

la

capa

de

aplicación.

Una de las innovaciones de IPv6 es que se puede utilizar para transportar tráfico de otros muchos protocolos y por tanto, su carga útil puede que no fuese una PDU del grupo TCP/IP. Cuando la PDU es de IP, sigue siendo apropiado el término datagrama. Aquí seguiremos la terminología empleada en los documentos actuales de IPv6 por tanto

se

Direcciones de IPv6

empleará

el

término

paquete.

Las direcciones de IPv6 tienen 16 octetos (128 bits). Se usa una notación bastante compacta, para escribirlas. Se representan como ocho números hexadecimales separados por dos puntos. Cada número en hexadecimal representa 16 bits. Por ejemplo:

41BC:0:0:0:5:DDE1:8006:2334

Asignación de Direcciones Con un espacio de direcciones de 128 bits hay sitio para muchos tipos diferentes de direcciones, como:

1. Proveedores jerárquicos de servicios según una dirección de unienvío global.

2. Direcciones geográficas jerárquicas de unienvío globales.

3. Direcciones privadas para uso exclusivo de una organización.

4. Direcciones locales y globales de unienvío.

La versión 6 no usa difusión, sino que confía en el multienvío para funciones de control como la resolución de direcciones y el arranque. La razón para ello es que la difusión de un mensaje interrumpe a todos los dispositivos de enlace.

Asignación completa de direcciones

La Autoridad de Asignación de Números de Internet (IANA – Internet Assigned Numbers Authority) tiene la tarea de delegar trozos de espacio de direcciones IPv6 a las organizaciones regionales de registro repartidas por el mundo. Estas últimas pueden, a su vez, trasladar bloques de direcciones a menores regiones, a registros nacionales

o

a

Proveedores

de

servicios.

Se usa un gran bloque para el direccionamiento a través de proveedores de servicios. Existen bloques para LAN independientes o lugares completos que no estén conectados a Internet, de manera que pueden asignarse sus propias direcciones.Se han asignado bloques para la direcciones IPX y para las direcciones de Puntos de acceso al servicio de red de OSI (NSAP).

Se ha reservado un bloque para las direcciones geográficamente distribuidas. En la actualidad, casi las tres cuartas partes del espacio de direcciones no tienen asignado ningún

1.2

uso.

Nueva Generación de Redes Troncales

Una red troncal (o backbone) es una red utilizada para interconectar otras redes, es decir, un medio que permite la comunicación de varias LAN o segmentos. Suelen ser de alta capacidad y permiten un mayor rendimiento de las conexiones LAN de una empresa. Para interconectar varios segmentos de red a un troncal, son necesarios dispositivos adicionales que permitan adaptar las diferentes señales, conectores, cableados,

protocolos,

etc.

El Backbone existe principalmente como un conducto que permite a los segmentos

comunicarse entre si. Una configuración para un edificio de muchos pisos necesita de un segmento horizontal que conecte todas las estaciones de trabajo en cada piso y un Backbone en forma vertical desde la parte superior del edificio hasta la planta baja que conecte todos los segmentos.

Quiénes lo implementan

La redes de backbones suelen implementarlas entes comerciales, educativos o gubernamentales, como redes militares. Algunas grandes compañías que proporcionan conectividad backbone son UUnet (ahora una división de Verizon), British

Telecom,

Telefónica,

Global

Crossing,

Hurricane

Electric,

Cogent

Communications, AT&T, Sprint Nextel, OVH, France Télécom, BSNL, Teleglobe, Qwest y Savvis. En América Latina, entre otros, se puede encontrar IMPSAT, TELECOM

y

G&DCOM.

Tipos de Backbone

Existen 2 tipos: cascada (cascadeado) y colapsado. En el primero, todos los puestos de trabajo (host, terminales) están conectados a un enlace troncal con el cuarto de equipos (ER); esta arquitectura es casi obsoleta y genera mucho tráfico innecesario en la red. En el colapsado existen varios tramos que salen del ER, permitiendo una mejor distribución de servicios, sin saturar ningún sector de la red y dando una mejor

calidad

de

señal

a

los

tramos

lejos

al

ER.

en

paquetes

Características

a)

La

transferencia

estará

basada

b) Las funciones de control están separadas de las capacidades de portador, llamada/sesión,

y

aplicación/servicio

c) Desacoplamiento de la provisión del servicio del transporte, y se proveen interfaces

abiertas

d) Soporte de una amplia gama de servicios, aplicaciones y mecanismos basados en construcción de servicios por bloques (incluidos servicios en tiempo real/de flujo continuo

en

tiempo

no

real

y

multimedia).

e) Tendrá capacidades de banda ancha con calidad de servicio (QoS) extremo a extremo,

entre

otras.

Estas características, se enfocan en la necesidad de tratar al usuario como un cliente potencial, cuya demanda debe ser atendida a través de nuevas herramientas tecnológicas, que le reporten beneficios en términos de costos, calidad de los servicios

prestados

y

diversidad

de

servicios.

Luisana Arquitectura

NGN

(New

Generation

Networks).

En una red clásica con tráfico de aplicaciones de datos y de valor agregado como la voz o el video, existe una frontera definida que separa dos dominios diferentes:

✓ Dominio de sistemas TDM

✓ Dominio de sistemas IP.

Los sistemas TDM constituyen el grupo de centrales de conmutación que agregan tráfico

desde

los

abonados

hacia

el

resto

de

las

etapas.

Los sistemas IP constituyen el grupo de centrales de conmutación que también agregan tráfico desde los abonados cuyo elemento básico es el paquete de datos hacia el resto de las etapas en lo que es conocido como capa de transporte.

Cuando ambos sistemas funcionan en forma simultánea y autónoma tendremos los sistemas independientes para los servicios digitales básicos de voz (o de voz y video digitalizados en las redes ISDN) y otro para los servicios digitales de datos. Cuando ambos sistemas interactúan mutuamente mediante dispositivos denominados routers con interfases PSTN tenderemos los servicios de datos sobre redes conmutadas

públicas.

En estas redes clásicas se tienen algunos servicios pero cada sistema que lo compone maneja una arquitectura propia e independiente, que impide el tratamiento

y

administración

global

de

EL sistema NGN está concebido para tratar tanto sea paquetes de voz, como de datos o de video en forma totalmente transparente en una arquitectura única de extremo

a

extremo.

Adicionalmente, la facturación, la asignación y gestión de servicios, el manejo de la calidad de servicio y la planificación de la red se realiza sobre un sistema completo

único

para

el

dominio.

La arquitectura puede descomponerse en varias capas: conectividad de núcleo, acceso (access) y equipo del local del cliente (Customer Premise Equipment = CPE), y gestión (management).

Beneficios

Entre los beneficios para el usuario, se pueden destacar: una red básica de acceso independiente y una red para voz y datos que permite servicios multimedia integrados. Lo anterior evidencia que la convergencia de red y servicios, es un aspecto central de las NGN, que permite establecer redes de acceso al usuario final a gran escala, que exige la creación de una nueva gama de actividades en las cuales las empresas antes no tenían ingerencia, y que crea una nueva cultura empresarial.

1.3 IP sobre SDH.

Es protocolos de nivel 1 basados en multiplexado de tiempo (TDM: Time Division Multiplexing) para transferencia de datos sobre fibra óptica usando LEDs o ILDs. Están estandarizados por el ANSI y el ITU-T respectivamente y son compatibles, aunque una se utiliza sobre T3 y la otra sobre E3 -o sobre fibra-. Ofrece circuitos permanentes full-dúplex y se comporta como un medio físico de transmisión de bits. Se utilizan principalmente como nivel físico de ATM, PoS o 10GbE (Ethernet a 10 Gb).

Comunicación

Las funciones principales de las redes SDH las podemos integrar en dos grandes grupos: ✓ Transporte de la información entre 2 puntos de forma eficiente y segura.

✓ Gestión total de los servicios. (configuración, mantenimiento, evaluación de la performance,

etc.).

La función de adaptación es el proceso mediante el cual se adapta una información de capa para ser transportada por la red de la capa servidora. La adaptación intercapas

cuenta

✓ Codificación

✓ Modificación de la velocidad

✓ Alineación

✓ Justificación

✓ Multiplexación

con

los

siguientes

procesos:

Características

✓

Velocidad

básica

155Mb/s

(STM-1)

✓ Velocidades de transmisión Los modernos sistemas SDH logran velocidades de 10 Gbit/s. ✓ Alta disponibilidad y grandes posibilidades de ampliación, La tecnología SDH permite a los proveedores de redes reaccionar rápida y fácilmente frente a las demandas

de

sus

clientes.

✓ Función simplificada de inserción/extracción, ahora es mucho más fácil extraer o insertar canales de menor velocidad en las señales compuestas SDH de alta velocidad. ✓ Fiabilidad, Las modernas redes SDH incluyen varios mecanismos automáticos de protección

y

recuperación

ante

posibles

fallos

del

sistema.

✓ A través del puntero, se puede acceder a cualquier canal de 2Mb/s.

✓ Posee gran cantidad de canales de overhead que son utilizados para supervisión, gestión,

y

Aplicaciones de SONET/SDH.

control

de

la

red.

Como toda evolución, debe realizarse gradualmente. Los equipos de telefonía y de datos antiguos deben cambiarse poco a poco. La clave del SONET/SDH es que permite interfaces con fuentes asíncronas por lo que los equipos existentes pueden ser sustituidos o soportados por la red SDH. De esta forma las transiciones se pueden

realizar

gradualmente.

De este modo, teniendo en cuenta que IP se convertirá en la base de todos los servicios de telecomunicaciones y WDM en la tecnología de transporte más utilizada, ha habido un interés creciente en la integración de IP sobre las redes fotónica.

La tecnología SONET/SDH estaba inicialmente optimizada para el transporte de tráfico de voz, pero la aparición del estándar PoS (Packet Over SONET), estandarizado en la RFC 2615 del IETF, la ha convertido también en una alternativa muy eficiente para el tráfico de datos. El esquema de una red de este tipo puede ser el de gigarouters IP que simplemente utilizan el formato de trama SONET/SDH para entramar los paquetes IP encapsulados para su transmisión directa sobre WDM, o también es posible transportar el paquete IP entramado mediante SONET/SDH sobre una red de ADMs SONET/SDH junto a otro tipo de tráfico, que utilizará luego enlaces

WDM.

1.4 IP sobre WDM

Teniendo en cuenta que IP se convertirá en la base de todos los servicios de telecomunicaciones y WDM en la tecnología de transporte más utilizada, ha habido un interés creciente en la integración de IP sobre las redes fotónicas. Esta

integración pasa por: conseguir un plano de control común que permita una administración de la red más sencilla y una provisión más rápida y sencilla del ancho de banda ofrecido por WDM para el tráfico IP, y encontrar un mecanismo eficiente para

el

transporte

de

los

paquetes

IP

sobre

WDM.

Comunicaciones

El principio de funcionamiento de WDM (Wavelength Division Multiplexing) y DWDM (Dense WDM), se basa en el transporte de varios flujos de información, cada uno codificado sobre una longitud de onda distinta y multiplexados dentro de una única fibra. De esta manera se logrando incrementar de manera considerable la capacidad

de

las

redes

de

fibra

óptica

silyet Características ✓ Emplea 2 tipos de fibra, monomodo y multimodo.

✓ Incrementando el número de longitudes de onda incluidas en una fibra y, con ello, el número de canales transportados por la misma. ✓ Aumentando la velocidad de transmisión soportada por cada una de las longitudes de onda. A esto contribuye la fabricación de unas fibras de cada vez mayor calidad, pero existe un límite físico determinado por su dispersión. Actualmente se trabaja con valor es de 2,5 Gbit/s (STM-16 / OC-48), llegando en algunos

Protocolos

casos

a

10

Gbit/s

(STM-64

/

OC-192).

Esta forma de comunicación basada en el protocolo IP. WDM añade una alta capacidad de transporte. Esto implica una mayor eficiencia para la transmisión de datos, ya que al trabajar bajo fibra óptica se aprovecha mejor el ancho de banda, permitiendo

así

la

escalabilidad

de

las

redes

2 Nuevas Tecnologías

2.1 Nuevas Tecnologías

Las nuevas tecnologías se centran en los procesos de comunicación y las agrupamos en tres áreas: la informática, el vídeo y la telecomunicación, con interrelaciones y desarrollos

a

más

de

un

área.

Existe una confusión en identificar las nuevas tecnologías con la informática por la presencia de microprocesadores en casi todos los nuevos aparatos y por la función que tiene ésta en la sociedad actual. Hacen referencia también al desarrollo tecnológico

en

el

diseño

de

procesos,

programas

y

aplicaciones.

El resultado del contacto de las personas con estos nuevos avances es el de expandir la capacidad de crear, compartir y dominar el conocimiento. Son un factor principal en el desarrollo de la actual economía global y en la producción de cambios rápidos en la sociedad. En las últimas décadas, las nuevas herramientas de las TIC han cambiado fundamentalmente el procedimiento en el cual las personas se comunican y realizan negocios. Han provocado transformaciones significantes en la industria, agricultura, medicina, administración, ingeniería, educación y otras muchas áreas.

Los roles más importantes en la educación han sido la transformación en tres aspectos que ha sufrido el proceso de la enseñanza:

1) su naturaleza; 2) el lugar y la forma donde se realiza; 3) el papel a desempeñar por los estudiantes y los profesores en tal proceso.

Desarrollo Base en Telecomunicación

Los dos grandes desarrollos en el campo de la comunicación son los satélites y el cable

de

fibra

óptica.

✓ Los satélites están siendo utilizados desde hace tiempo. Los cables ópticos sustituyen a los metálicos que transmitían señales eléctricas. Transmiten impulsos luminosos, aumenta la cantidad de información por transmitir y disminuyen las pérdidas. El cable ha permitido desarrollos educativos a través del vídeotexto, su desarrollo posibilitará

Los

sistemas

los

de

T.V.

sistemas

clásica

se

de

enseñanza

aplican

educativamente

abierta.

al

teletexto.

El gran cambio educativo en el s. XXI se verá más influenciado por el desarrollo de los

sistemas

Características de las nuevas tecnologías

de

telecomunicaciones.

❖ Conjunto de herramientas poderosas a utilizar en el proceso de aprendizaje de los estudiantes: inmaterialidad, interactividad, elevados parámetros de calidad de imagen y sonido, instantaneidad, digitalización, interconexión, diversidad e innovación

(ATTES,

2003).

❖ Los elevados parámetros de calidad de imagen y sonido no tratan sólo de manejar información de manera más rápida y transportarla a lugares alejados, sino también de

que

la

calidad

y

confiabilidad

de

la

información

sea

elevada.

❖ La información se recibe en las mejores condiciones técnicas posibles y en el menor tiempo permitido, preferentemente en tiempo real, por medio de la instantaneidad. ❖

La

digitalización

consiste

en

transformar

la

información

codificada

analógicamente en códigos numéricos, que permiten la manipulación y la distribución

más

fácilmente.

❖ A través de la interconexión, se forma una nueva red de comunicación de manera que se refuercen mutuamente, y eso lleva a un impacto mayor que el de las tecnologías

utilizadas

individualmente.

2.1.1 Que es SDSL

SDSL (Línea de abonado digital simétrica) es de alta velocidad de servicios de acceso

a Internet con velocidades de datos correspondiente aguas arriba y aguas abajo. Es decir, los datos pueden ser enviados a la Internet desde la máquina cliente o recibida de la Internet con la disponibilidad de ancho de banda igual en ambas direcciones. Normalmente, DSL servicio es asimétrica (ADSL), con la mayor parte del ancho de banda reservado para la recepción de datos, no se envía.

El servicio requiere un módem especial, normalmente suministrado por el proveedor de servicios de Internet, y el equipo es a menudo privativo. El módem SDSL es probable que requiera del mismo proveedor del equipo en la LAN o DSL chipsets

comunes.

Usabilidad

Normalmente, SDSL es utilizado por las empresas con presencia en la Web, VPN, extranet o intranet necesidades. En estos casos, el servidor de cliente puede ser requerido para cargar grandes secuencias de datos a la Internet sobre una base regular. ADSL sería lenta e inadecuada para este propósito, ya que el ancho de banda disponible para la carga es normalmente menos de 1 megabit por segundo (Mbps). SDSL ancho de banda puede ser tan alta como 7 Mbps en ambas direcciones.

Un servicio de Internet que ofrece SDSL proveedor puede ofrecer diferentes calidades para diferentes precios. Cuanto más rápida la velocidad de datos, el más caro el servicio. Por lo general, contratos a largo plazo son necesarios para el servicio,

Anchos de Banda.

independientemente

del

grado

elegido.

La tecnología SDSL es una variante de la DSL y se trata de una línea simétrica permanente con anchos de banda de 400Kbps, 800Kbps, 1.200Kbps y 2.048Kbps.

Beneficios del SDSL

❖

Acceso

a

Internet

de

banda

ancha

simétrica.

❖ Proporciona una conexión dedicada punto a punto y no comparte el ancho de banda ❖

con

Proporciona

otros

una

❖

❖

❖

usuarios

conexión

de

“always

la

on”

o

Costes

Diferentes

red.

permanente.

predecibles.

anchos

de

Interconexión

de

banda.

LAN’s:

❖

IP

VPN

IPSec.

❖

IP

VPN

MPLS.

❖ SLA (Acuerdo de Nivel de Servicio): easynet garantizará una disponibilidad anual por

circuito

de

un

99,85%.

subillaga 2.1.2 Que es ADSL

Es una tecnología de acceso a Internet de banda ancha, lo que implica una velocidad superior a una conexión por módem en la transferencia de datos, ya que el módem utiliza la banda de voz y por tanto impide el servicio de voz mientras se use y viceversa. Esto se consigue mediante una modulación de las señales de datos en una banda de frecuencias más alta que la utilizada en las conversaciones telefónicas convencionales (300-3400 Hz), función que realiza el enrutador ADSL. Para evitar distorsiones en las señales transmitidas, es necesaria la instalación de un filtro (llamado splitter o discriminador) que se encarga de separar la señal telefónica convencional de las señales moduladas de la conexión mediante ADSL.

Se denomina asimétrica debido a que la capacidad de descarga (desde la red hasta el usuario) y de subida de datos (en sentido inverso) no coinciden. Está diseñada para que la capacidad de bajada (descarga) sea mayor que la de subida, lo cual se corresponde con el uso de internet por parte de la mayoría de usuarios finales, que reciben más información de la que envían (o descargan más de lo que suben).

En una línea ADSL se establecen tres canales de comunicación, que son el de envío de datos, el de recepción de datos y el de servicio telefónico normal.

Funcionamiento:

El ADSL es una técnica de modulación de la señal que permite una transmisión de datos a gran velocidad a través de un par de hilos de cobre (conexión telefónica). La primera diferencia entre la modulación de los módems de 56K y los de ADSL es que

esto modulan a un rango de frecuencias superior a los normales [24... 1.104] KHz para los ADSL y [300... 3.400] Hz para los normales la misma que la modulación de voz, esto supone que ambos tipos de modulación pueden estar activos en un mismo instante

ya

que

trabajan

en

rangos

de

frecuencia

distintos.

Características:

✓

Acceso

✓

Conexión

✓

a

internet

dedicada

No

de

(en

alta

línea)

velocidad

las

consume

24

(banda

horas

pulsos

ancha).

del

día.

telefónicos

✓ No ocupa línea telefónica, se puede hablar y navegar al mismo tiempo.

✓ Tipo de enlace asimétrico, canal de bajada de información superior al de subida.

✓

Ancho

de

banda

escalable

desde

256

kbps

hasta

4096

kbps

Ancho de Banda (Dedicado)

El ancho de banda que se ofrece en sentido red-usuario y usuario-red no es compartido, sino que cada usuario disfrutará de un ancho de banda dedicado en el acceso. Cuando el acceso es compartido como ocurre en otras tecnologías, las prestaciones se degradan a medida que el número de usuarios que acceden

simultáneamente sobre ese medio compartido aumenta. Esto no ocurre en ADSL donde el ancho de banda en el acceso es proporcionado a cada usuario en exclusividad.

Ventajas ❖ Ofrece la posibilidad de hablar por teléfono al mismo tiempo que se navega por Internet ❖ Utiliza una infraestructura existente (la de la red telefónica básica).

❖ Ofrece una velocidad de conexión mucho mayor que la obtenida mediante marcación telefónica a Internet, de hecho no se necesita el "marcado" tal como lo conocemos sino que se conecta independientemente de la conexión tradicional de voz. ❖ Cada circuito entre abonado y central es único y exclusivo para ese usuario, es decir el cable de cobre que sale del domicilio del abonado llega a la central sin haber sido agregado, y por tanto evita cuellos de botella por canal compartido.

Desventajas

❖ No todas las líneas telefónicas pueden ofrecer este servicio, debido a que las exigencias de calidad del par, tanto de ruido como de atenuación, por distancia a la central, son más estrictas que para el servicio telefónico básico. De hecho, el límite teórico para un servicio aceptable equivale a 5,5 km de longitud de línea; el límite real

suele

ser

del

orden

de

los

3

km.

❖ Debido a los requerimientos de calidad del par de cobre, el servicio no es económico en países con pocas o malas infraestructuras, sobre todo si lo comparamos con los precios en otros países con infraestructuras más avanzadas. ❖ La calidad del servicio depende de factores externos, como interferencias en el cable o distancia a la central, al no existir repetidores de señal entre ésta y el módem

del

usuario

final.

❖ Sus capacidades de transmisión son muy inferiores a otras tecnologías como Cablemódem o fibra óptica.

2.2 Redes de TV por Cable (Cable Modem) 2.2.1 Redes CATV

Es un sistema de servicios de televisión prestado a los consumidores a través de señales de radiofrecuencia que se transmiten a los televisores fijos a través de fibras ópticas o cables coaxiales. Usualmente se distribuyen a lo largo de la ciudad compartiendo el tendido con los cables de electricidad y teléfono; en oposición al método a través del aire que se utiliza en la radiodifusión televisiva tradicional (a través de ondas de radio) en la que se requiere una antena de televisión. Los programas de radio FM, la Internet de alta velocidad, la telefonía y otros servicios similares no televisivos también pueden ser proporcionados por este sistema, en los que la central de cable reciba estos otros tipos de señal. Emite, dependiendo de cable, desde 22 hasta 60 canales, generalmente llegando a la frecuencia número 99.

Arquitectura de una Red CATV

Aunque existen diversas topologías de red a continuación se describe, de forma esquematizada, una que incluye los elementos principales de una red CATV. A fin de simplificar, no se describe la posibilidad de interactividad a través de la propia red, en sentido ascendente, para servicios del tipo pay per view o incluso para facilitar conexión a Internet. Los

elementos

componentes

de

la

red

descrita

son:

Cabecera

La Cabecera es el centro de la red encargado de agrupar y tratar los diversos contenidos que se van a transmitir por la red. En la Figura 1, se puede ver como se aplica a una matriz de conmutación señales de vídeo de procedencia muy diversa.

Así tenemos receptores de programas vía satélite, otros de televisión terrestre o señales de vídeo procedentes de un centro de producción local. Por razones de simplificación solo se representan nueve señales de entrada a la matriz, pero su número puede ser mucho mayor, tantas como canales facilite el operador de la red.

Después de pasar por la matriz, las señales de vídeo son moduladas para colocar a cada una de ellas en un canal distinto y poder agruparlas en el combinador para formar la señal compuesta que se enviará al Terminal Cabecera de Red situado en la misma localidad de la Cabecera. Otras señales son inyectadas a codificadores

analógico/digitales para ser enviados mediante tramas de la red SDH o ATM a cabeceras remotas de redifusión situadas en otras poblaciones distintas de la Cabecera

principal.

Henrry Terminal Cabecera de Red.

El Terminal Cabecerade Red es el encargado de recibir la señal eléctrica generada en la Cabecera y transformarla en señal óptica para su envío por fibra a los diversos centros

de

distribución

repartidos

por

la

población.

Elementos encargados de la distribución y reparto, que se describen a continuación:

Centro de distribución

En el Centro de Distribución, la señal óptica se convierte nuevamente en eléctrica y se divide para aplicarla a los distribuidores. En cada distribuidor tenemos un amplificador para elevar el nivel de la señal, atenuada por la división. A continuación la convertimos nuevamente en óptica y mediante fibra se encamina hasta la proximidad de los edificios a servir, es lo que se denomina fibra hasta la acera, aunque esto no sea enteramente exacto. Estas fibras terminan en las denominadas Terminaciones de Red Óptica.

Terminación de Red Óptica

La Terminación de Red Óptica es el último eslabón de la red. Colocadas, generalmente, en zonas comunes de los edificios, como garajes o cuartos de contadores, sirven de terminal de las fibras hasta la acera (Fiber Deep) que portan las señales ópticas que van a ser convertidas nuevamente en eléctricas y aplicadas a un distribuidor para, mediante cables coaxiales, llevar la señal de televisión a los domicilios

de

los

abonados

al

servicio.

Características

HFC es una tecnología de telecomunicaciones en la cual el cable de fibra óptica y el cable coaxial se utilizan en diversos tramos de la red para transportar el contenido de

banda

ancha

(tales

como

vídeo,

datos,

y

voz).

Las redes de cable se diseñaron originalmente para la transmisión de vídeo. Las compañías de cable proporcionaban vídeo que era transmitido hasta los usuarios. Sin embargo, con el desarrollo de las redes, los nuevos equipos han hecho posible enviar datos en ambos sentidos sobre la red de cable, haciendo así posible el acceso a

Internet

sobre

estas

infraestructuras.

Una red de acceso HFC está constituida por tres partes principales:

1. Elementos de red: dispositivos específicos para cada servicio que el operador conecta tanto en los puntos de origen de servicio como en los puntos de acceso al servicio.

2. Infraestructura HFC: incluye la fibra óptica y el cable coaxial, los transmisores ópticos, los nodos ópticos, los amplificadores de radiofrecuencia, taps y elementos

pasivos.

3. Terminal de usuario: set-top-box, cablemodems y unidades para integrar el servicio

telefónico.

Una cifra típica de transmisión puede ser una tasa binaria de 30 Mbps con un retorno variable de 128 kbps a 10 Mbps (dependiendo del sistema) [compartidos].

Ventajas ✓ Redes muy fiables, de muy alta capacidad y capaces de prestar todo tipo de servicios

interactivos.

✓ Redes atractivas desde el punto de vista de negocio para entornos urbanos densos. ✓ Ventajas derivadas del cableado: seguridad, robustez, resistencia a interferencias y

no

compartición

de

espectro

con

otros

operadores.

✓ Escalabilidad: oportunidad de aumentar la capacidad ofrecida al usuario acercando la fibra óptica al hogar a medida que crece la demanda de ancho de banda

y

bajan

los

costes

de

los

equipos

ópticos.

Limitaciones ✓ Complicaciones importantes en la en obra civil (zanjas, permisos, etc.) que implican

elevados

costes.

✓ Baja rentabilidad económica en zonas rurales y poblaciones muy dispersas.

✓

Gran

inversión

inicial

en

infraestructura.

✓ Canal de retorno, a través de la propia red de cable tiene altos niveles de ruido e interferencias. Se requieren modulaciones poco eficientes pero robustas, códigos de corrección

de

errores

y

monitorización

de

canales.

✓ La incorporación de nuevos usuarios condiciona el despliegue de red (hogares pasados).

2.2.2 Cable módem

Un cable módem o cable módem es un tipo especial de módem diseñado para modular la señal de datos sobre una infraestructura de televisión por cable. El término Internet por cable (o simplemente cable) se refiere a la distribución de un servicio

de

conectividad

a

Internet

sobre

esta

infraestructura

de

telecomunicaciones. El cable modem no deben confundirse con antiguos sistemas LAN como 10base2 o 10base5 que utilizaban cables coaxiales -- y especialmente con 10base36, el cual realmente utiliza el mismo tipo de cable que los sistemas CATV. El cable modem se utilizan principalmente para distribuir el acceso a Internet de banda ancha, aprovechando el ancho de banda que no se utiliza en la red de TV por cable.

Características del cable modem

Una conexión del tipo "cable módem" está a caballo entre una conexión por modem tradicional y una conexión LAN. Las velocidades que suele alcanzar están entre los 3 y 50 Mbps y la distancia de aplicación alrededor de los 100 Km. y quizá más. Existe una terminal central (nodo) donde están conectados todos los módems y que se

comunican

entre

si

a

través

de

ella.

Ventajas

➢ Mientras que el Cable módem confiere una mayor sencillez para los usuarios, el ADSL nos exige configurar en el ordenador nuestros datos privados de acceso a la conexión. ➢ El ancho de banda es prácticamente ilimitado si se lo compara con el ADSL.

➢ No tiene límite de distancia y puede ser amplificada la señal sin ningún problema.

Desventajas ➢ Los usuarios en una comunidad comparten la capacidad disponible que provee un solo cable coaxial, por lo tanto, la velocidad del servicio puede variar dependiendo de la cantidad de personas que usen el servicio al mismo tiempo. ➢ Muchos proveedores de Internet por cable prefieren ofrecer el acceso al Internet

junto con suscripciones de televisión por cable. Esto lo hacen al cobrar tarifas más altas por el servicio de Internet solamente, comparadas con tarifas especiales de ambos

servicios

juntos.