Análisis Comparativo De Calidad De Servicio xdsl Vs Cable Modem. Resumen

Transcripción

1 Resumen El tema tratado en esta tesis es sobre un Análisis Comparativo del Servicio de la Calidad de Xdsl vs. Cable Módem, para lograr este objetivo se hace una breve introducción a las redes y se habla acerca de los servicios de banda ancha en el Ecuador, dentro de estos servicios encontramos características y funcionalidades importantes del tema tratado. Además se profundiza en estas dos tecnologías, viendo la arquitectura de las mismas. Una parte importante de esta tesis es la conceptualización del servicio de calidad adaptado a los parámetros e índices de calidad que presentan cada servicio en el Ecuador. Además de la investigación a través de encuestas planteadas a los usuarios y a las empresas que proveen el servicio como Andinatel, Satnet, Ecuaonline y Impsat. El resultado de esta investigación demuestra que estas tecnologías de banda ancha están entrando ya no sólo a un mercado PYMES si no también al masivo. Existe mucha competitividad especialmente en ADSL, lo cual ha permitido que bajen los precios del servicio y que la calidad sea mejor.

2 Dedicatoria Esta tesis significa el trabajo y esfuerzo de muchas horas de dedicación y entrega para llegar a ser lo que un día me propuse una Ingeniera de Sistemas. Esta profesión la escogí siguiendo los pasos de un gran hombre mi hermano el cual me enseña todos los día a no caerme por las adversidades y a ver las cosas positivas de la vida para utilizarlas a mi favor y lograr ver la vida con objetividad tal como él las hace. Dedico esta tesis a mi padres y hermano Santiago Xavier por el apoyo moral y económico que me han brindado en el transcurso de esta carrera. Además por enseñarme hacer perseverante y a luchar por mis ideales. Agradezco a mi director de Tesis Francisco Rodríguez por el apoyo y la coordinación brindadas para la realización de este gran proyecto.

3 Índice Capitulo I.- Teoría de Redes 1.1 Historia de las Redes Clases de Redes Origen del Internet Tipos de Conexiones con Internet Clasificación de la Redes de Acceso Modelo Tcp/Ip Capa de Aplicación Capa de Transporte Capa de Internet Capa de Acceso a la Red Modelo Osi Niveles del Modelo Osi Wan Definición Normas Wan Encapsulamiento Wan Clases De Tecnologías Wan Tecnología Punto a Punto Tecnología de Nube Clases de redes Wan Redes Dedicadas Redes Conmutadas Redes Conmutadas por paquetes Dispositivos De Red Router Hubs Repetidores Bridges Switchs Multiplexación por División en Frecuencia Multiplexación por División en el Tiempo...26 Capitulo II.- Arquitectura de Xdsl 2.1 Historia Xdsl Definición de Xdsl Modulación b1q cap Dmt Funcionamiento y Características xdsl Características Funcionamiento...33

4 2.5 Tecnologías de Conexión Digital Xdsl Sdsl Hdsl Vdsl Adsl Idsl Radsl Comparación de las distintas técnicas xdsl Tasa de Bits, Frecuencias y Velocidades Máximas Comparación de las Distintas Técnicas Xdsl Ventajas y Desventajas Ámbitos y Aplicaciones Multiplexación Tdm Fdm...51 Capítulo III.- arquitectura de cable módem 3.1 Historia de Cable Módem Definición de Cable Módem Funcionamiento y Características Cable Módem Características Funcionamiento Estructura de un Cable Módem Sintonizador Demodulador Modulador El Cmts y el Cable Módem Downstream Upstream Cable Módem Interno La Capa Física La Capa Mac Red HFC Características de una red hfc Tendido Modulación GAM GPSK Aplicaciones de Cable Módem Los Set-top Box CAPÍTULO IV.- Calidad de Servicio, Estándares y Protocolos 4.1 Calidad De Servicio Definición de Calidad Definición de Servicio Requisitos Técnicos Y Especificaciones De Calidad Para La Prestación De Servicios Portadores De Telecomunicaciones Índices De Calidad...69

5 4.4 Calidad De Servicio En Adsl Y Cable Módem Métricas Generales Algunas medidas de Calidad de Servicio en Cable MODEM Algunas Medidas de Calidad en Xdsl Estándares En Xdsl Y Cable Módem En Xdsl en cable modem Requisitos Para Prestar Servicios Portadores Requisitos Para Prestar Servicios Isp Protocolos En Una Red Definición de protocolo Protocolo de Internet (IP) Capa de Enlace de Datos Nat ACL DHCP DNS (Domain Name System)...90 CAPITULO V.- Organismos Reguladores y Análisis de la investigación del Servicio de Calidad de Adsl y Cable Módem 5.1 CONATEL (Consejo Nacional de Telecomunicaciones) Funciones Principales SENATEL (Secretaría Nacional de Telecomunicaciones) Funciones Principales SUPTEL (SUPERINTENCIA DE TELECOMUNICACIONES) Funciones Principales Empresas Que Ofrecen Servicio Adsl Y Cable Módem Ecuaonline Impsat Satnet Andinanet (ANDINATEL) Análisis De La Investigación Del Servicio De Calidad Población Muestra Plantamiento De Las Encuentas Al Proveerdor Plantamiento De Las Encuentas Al Cliente Análisis De Las Preguntas Diferencias, Limitaciones Y Semejanzas De Xdsl Y Cable Módem Capitulo VI.- Redes Pon 6.1 Arquitectura De Redes Pon Características de los sistemas PON Topología PON Clases de Pon...126

6 6.4.1 APON, BPON y GPON Ethernet PON, EPON Estándares VPON Capitulo VII.- Conclusiones y Recomendaciones 7.1 Conclusiones Y Recomendaciones Conclusiones Recomendaciones...137

7 CAPÍTULO I Teoría De Redes 1.1 HISTORIA DE LA REDES En el siglo XX se ha encargado de la recolección, procesamiento y distribución de información. Como es la instalación de redes telefónicas en todo el mundo, luego la invención de la radio, la televisión, los ordenadores y los satélites de comunicación. Evolucionando de una manera rápida en la captura, transporte almacenamiento y procesamiento de información. La industria de ordenadores ha mostrado un progreso avanzado en muy corto tiempo. Teniendo como objetivo conectar un número grande de ordenadores para efectuar el trabajo. Estos sistemas son redes de ordenadores con el fin de intercambiar información. Las primeras redes permitieron la comunicación entre una computadora central y terminales remotas. Se utilizaron líneas telefónicas para transmitir datos. Para lo cual se utilizaron procedimientos y protocolos para establecer la comunicación y se incorporaron moduladores y demoduladores para transformar las señales digitales en analógicas para la transmisión por medio de un módem. En los años 70 fueron creadas las primeras redes para la transmisión de datos, por la excesiva demanda al acceso a las redes. Considerando las ventajas de la comunicación entre computadoras y entre los terminales, debido a que compartían los recursos. La primera red comercial fue la TransCanada TelephoneSystem s Dataroute, siguiendo el Digital DataSystem de AT&T. Estas dos redes se encargaron de reducir el costo y aumentaron la flexibilidad y funcionalidad.

8 Las redes públicas nacieron con la necesidad de interconectar las redes privadas y la demanda potencial de información entre ellas que hicieron posible en un futuro cercano, se explote el desarrollo de las redes públicas. En el pasado había una red especializada para cada servicio, ahora las redes tienen tráfico de datos superando al de voz, aumento de las aplicaciones multimedia, integración de Servicios y Aplicaciones. La integración de las subredes en una infraestructura de información global que podemos denominar red universal, siendo Internet una buena aproximación a esta definición Clases De Redes En el cuadro No.1 observaremos la clasificación de las redes. Red de Acceso Red troncal de transporte Son todos los elementos encargados de llevar los contenidos multimedia hasta el usuario y atender los requerimientos de éste por el canal de retorno, que pueden ser transmitidos en tiempo real, almacenados en grandes bases de datos o entregarlos al sistema de transporte. Es la encarga de posibilitar que la red alcance cualquier extensión geográfica. Red de distribución Se encarga de llevar a cabo las tareas de transmisión de datos y conmutación, multiplexado la información proveniente de diferentes proveedores de servicios o distintos usuarios, permitiendo la adaptación del sistema de transporte con las características específicas del bucle de abonado. Cuadro: 1 Realizado por: Paulina Altamirano Fuente: odosi.shtml

9 1.2 ORIGEN DEL INTERNET El Internet fue diseñado por los Estados Unidos, en el Departamento de Defensa, conocido como el proyecto ARPAnet, la cual fue una red experimental diseñada para investigaciones militares, pretendiendo que red pudiera resistir daños parciales y aún continúe funcionando. ARPAnet la comunicación funciona entre un computador origen y otro destino. Las computadoras que están conectadas son las encargadas de la comunicación establecida. Sólo después de algunos años, las redes LAN y las estaciones de trabajo aparecieron, las cuales utilizaban IP, lo que permitió a las organizaciones conectar al ARPAnet a todas las redes LAN, accediendo así a la red ARPAnet a través de las LANs. NSF decide construir una red sobre tecnología IP en ARPAnet utilizando líneas telefónicas de 56 Kbps y conecta 5 centros, después decide crear redes regionales donde las instituciones interconectadas se unirán a algunos de los cinco centros de cómputos de la NSF en un solo punto. Compartiendo información. En 1987, la empresa Merit Network Ink implemento una red educacional de Michigan apoyados por IBM y MCI. La antigua red fue mejorada sustituyendo las líneas telefónicas por otras más veloces y los computadores de igual forma. Surgiendo un crecimiento y desarrollo en el Internet. En la actualidad el Internet ha desarrollado en pasos gigantescos permitiendo mayores velocidades y mecanismos de conexión, así como también nuevos protocolos que interactúan con IP que la base del Internet. 1.3 TIPOS DE CONEXIONES CON INTERNET En el cuadro No.2 observaremos los tipos de conexiones con Internet. Conexión Remota Conexión permanente Una conexión se puede establecer, mediante telnet, a cualquier ordenador dentro de Internet, utilizando cualquier equipo como si estuviera delante de él. Para realizar este procedimiento se requiere del nombre y la clave (password). Frame Relay La conexión es permanente, debido a que se establece

10 un enlace de comunicación dedicado entre dos localizaciones. El ordenador es conectado directamente con la red actuando como nodo, de igual forma se conecta el proveedor, que da el servicio de Internet. Compartiendo el nodo por los clientes que usan la red. Alcanzando velocidades desde 56 Kbps a 1,5 Mbps. Línea dedicada Una línea dedicada se diferencia de las otras porque la conexión que se establece es de punto a punto, sin existir ningún nodo, sino únicamente una línea que sirva para el tráfico del usuario. Resultando una conexión más rápida, menos fallos y mayor seguridad. La que alcanza una línea dedicada es de 56 Kbps a 4,5 Mbps. Cuadro: 2 Realizado por: Paulina Altamirano Fuente: html 1.4 CLASIFICACIÓN DE LAS REDES DE ACCESO En el cuadro No.3 observaremos la clasificación de las Redes de Acceso. Redes de acceso vía cobre Redes de acceso vía radio Por muchos años se ha trabajado sobre las limitaciones de las redes telefónicas, siendo RSDI un tecnología importante en el avance de las redes de acceso vía cobre funcionando en 192 kbit/s en su acceso básico, después llego una nueva tecnología xdsl la cual, alcanzo mayores velocidades de 10 Mbit/s. Varios motivos importantes han llevado a investigar nuevas tecnologías que permitieran el acceso al servicio de banda ancha sobre los pares trenzados del cobre debido al acceso rápido a contenidos de Internet y la versatilidad de las nuevas aplicaciones multimedia. Esta infraestructura tiene una disminución en el costo y el tiempo de funcionamiento porque cuando la antena es puesta en funcionamiento, la señal llega a todos usuarios de una manera casi inmediata.

11 Redes de acceso vía fibra óptica En la actualidad se están desarrollando tecnologías como: WLL(Wireless Local Loop), MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System) y el LMDS (Local Multipoint Distribution System). La fibra óptica dispone de un gran ancho de banda para el funcionamiento de aplicaciones en y de servicios para encontrar diversas soluciones técnicas como: Redes Híbridas Fibra-Coaxial (HFC) La red de acceso HFC está formada por elementos de red que son dispositivos específicos para cada servicio que el operador conecta en los puntos de origen y en los puntos de acceso al servicio. La infraestructura HFC encontramos para fibra óptica los transmisores ópticos, los nodos ópticos, los amplificadores de radiofrecuencia, taps y elementos pasivos. Para cable coaxial la box, cable módems y unidades para terminales de usuario set para integrar el servicio telefónico. Como se dispone de un gran ancho de banda en está tecnología se ofrece varios servicios analógicos y digitales, como también un soporte de servicios conmutados y de difusión. Redes Ópticas Pasivas (PON) Se utilizada la multiplexación por división en longitud de onda WDM (Wavelength División Multiplexing) y la configuración punto a punto. Se conecta a un anillo de distribución SDH que permite velocidades de Mbit/s. Al ser toda la infraestructura de fibra óptica, se proporciona una transmisión muy segura y libre de errores, con una alta capacidad de transferencia empleando ATM. 1.5 TCP/IP Cuadro: 3 Realizado por: Paulina Altamirano Fuente:

12 El Internet es una colección de redes. Estas redes conectan diferentes tipos de ordenadores y se comunican mediante el protocolo TCP/IP, para garantizar que los ordenadores pueden trabajar juntos. Un protocolo es un conjunto de reglas que determina cómo debe llevar a cabo una tarea. TCP (Transmission Control Protocol) e IP (Internet Protocol) son los protocolos más importantes del modelo TCP/IP. TCP es el encargado de dividir la información en paquetes, que tienen un número de secuencia y la dirección del destinatario, además de información para el control de errores. Estos paquetes son enviados a la red, donde IP transporta hasta el equipo de origen, en el otro extremo TCP recibe los paquetes y verifica los errores en caso de haberlos, y luego basándose en los números de secuencia reconstruye la información. Los datos son partidos en paquetes, debido a que permite usar las líneas de comunicación a varios usuarios simultáneamente en Internet y cuando ocurre un error, sólo se retransmite el paquete, en vez de toda la información, permitiendo mayores velocidades. Por lo tanto TCP/IP es la base del Internet Capas De Tcp/Ip TCP/IP tiene cuatro capas que son las siguientes: - Aplicación - Transporte - Internet - Acceso de red En la figura No.1 veremos las Capas de Tcp/Ip. Figura: 1 Título: Capas TCP/IP Fuente:

13 Capa de aplicación Es la última capa, está maneja protocolos de alto nivel y se encarga de la representación, codificación, control del diálogo y transferencia de archivos como: TFTP, FTP, NFS y SMTP. La figura No.2 muestra los protocolos que se utilizan en la Capa de aplicación. Figura: 2 Título: Capa de Aplicación Fuente: Capa de transporte Sirve para transportar desde un host de origen a un host de destino, proporcionando una conexión lógica entre los dos extremos de la red. Se encarga de regular el flujo de información y proporcionar un transporte confiable para asegurar que los datos lleguen sin errores, y en secuencia. Los datos son segmentados para enviar a la dirección de destino, donde se añade información adicional a cada paquete, además se incluye el código de identificación para saber cuál es el que envía o recibe, al igual la suma de verificación para comprobar los errores Capa Internet Se encarga de la comunicación de una máquina a otra. La capa Internet sirve para la entrega de datagramas que deben procesarse de manera local o ser transmitidos utilizando ruteo. Cuando hay un error la capa Internet envía los mensajes ICMP para el control de errores. El objetivo de está capa es determinar la mejor ruta y la conmutación de paquetes Capa de acceso a red

14 Sirve para que los paquetes IP creen un enlace físico con el medio de la red como tecnología LAN y WAN. En la figura No.3 observaremos la Capa de Acceso a red. Figura: 3 Título: Capa de acceso a la red Fuente: Modelo OSI La organización ISO (Organización Internacional de Estándares) creo en 1977 el modelo de referencia OSI con el objetivo de desarrollar estándares de comunicación que permitan acceso y comunicación universal entres los diferentes dispositivos de los fabricantes Niveles del Modelo OSI En la figura No.4 muestra los Niveles del Modelo OSI.

15 Figura: 4 Título: El modelo OSI Fuente: Nivel Físico Controla el medio por donde se transmite la información. Tiene las siguientes características. - Define las conexiones físicas. - Se preocupa la instalación, aspecto eléctrico y mecánico de la interfase física. - Se define la velocidad de transmisión y el tipo de la misma Nivel Enlace de Datos El nivel de enlace de datos hace grupos lógicos de información y funciona como: - Controla los errores en el nivel físico. - Establece detección de errores para las retransmisiones o reconfiguraciones de la red. - Ayuda a la transferencia de datos a través del enlace físico. - Crea bloques de datos para el control necesario Nivel de Red El nivel tres de la capa OSI controla el enrutamiento y el envío de de paquetes a las diferentes redes. Se encarga de: - Se encarga de establecer, mantener y terminar las conexiones. - Enruta los mensajes. - Conmuta y controla los paquetes en una subred Nivel de Transporte

16 El nivel cuatro del Modelo OSI tiene las siguientes características: - Disecciona físicamente a cada dispositivos de la red. - Se encarga de asignar una dirección única de transporte que utiliza a cada usuario. - Soportar múltiples conexiones. - Controla la conexión de nodos Nivel Sesión Ayuda a la sincronización de la información y el intercambio de datos. Sus funciones son: - Controla el flujo de la información de destino (usuario). - Establece el inicio y termino de la sesión. - Establece y recuperación la sesión Nivel Presentación En la capa de presentación del modelo OSI ayuda a la traducción de los formatos y tiene las siguientes funciones: - Presenta los datos sin determinar una semántica definida. - Coordina todos los procesos de la capa de aplicación y facilita el intercambio de datos y visualización Nivel Aplicación El nivel de aplicación del modelo OSI es donde se encuentran los programas que interactúan con el usuario, además es donde se maneja archivos como ftp. 1.7 WAN Definición

17 La WAN es geográficamente extensa, se diferencia de una LAN debido a que utiliza enlaces de datos para acceder al Internet y conectar varios sitios de diferentes organizaciones, con servicios externos y con usuarios remotos. Las WAN transportan varios tipos de tráfico como: Voz, datos y vídeo. El equipo terminal del abonado (CPE) son los dispositivos del suscriptor para proveer servicios. Un cable de cobre o fibra se conectan al CPE conocido como bucle local, o última milla. Se establece una llamada marcada para conectarse de forma local a otros bucles locales o de forma no local por medio de un troncal a un centro. Después se manda a un centro de sección y luego a un centro de operación internacional o regional. Para que los datos sean transportados del bucle local, se utiliza un módem, el cual prepara los datos para su transmisión. Terminando el circuito con el dispositivo DCE (equipos de comunicación de datos), que sirven para colocar los datos en el bucle local. Los dispositivos del cliente se llaman DTE (equipo terminal de datos). El objetivo general del DCE es de proveer una interfaz para el DTE en el enlace de comunicación de una nube WAN. DTE y DCE utiliza varios protocolos, que se encuentran en la capa física como: HSSI (la Interfaz serial de alta velocidad) y V.35 que son utilizados para establecer códigos y parámetros eléctricos para la comunicación entre los dispositivos. Los enlaces WAN son medidos por bits por segundo (bps) Normas Wan Las Capas 1 y 2 del modelo OSI son utilizados en la WAN Los protocolos de capa física establecen las conexiones eléctricas, mecánicas, operativas y funcionales en los servicios del proveedor de comunicaciones. Los protocolos de la capa de enlace encapsulan los datos para su transmisión a lugares remotos. Teniendo varias tecnologías como: ISDN, Frame Relay o ATM. Estos protocolos tienen los mismos estándares ISO, HDLC (control de enlace de datos de alto nivel) y la misma encapsulación Encapsulamiento Wan

18 En la capa de red los datos se envían a la capa de enlace de datos para lograr la transmisión en un enlace físico. La capa de enlace es la encargada de crear una trama alrededor de los datos de capa de red con el objetivo de controlar y verificar los datos. Cada tipo de conexión WAN utiliza un protocolo de Capa 2 dependiendo de la tecnología WAN y del equipo. Siendo estándar HDLC. El entramado HDLC mantiene una entrega confiable de datos, al igual que los mecanismos de señalización para el control de flujo y errores. La trama comienza y termina tiene 8 bits como señaladores, teniendo un patrón de bits de Sin embargo el patrón puede coincidir con datos, por lo cual HDLC siempre inserta un bit 0 después de cada cinco 1s en el campo de datos, por lo tanto la secuencia de señaladores sólo se encuentra en los extremos de la trama. Luego son quitados los bits insertados para transmitir las tramas, sirviendo el señalador del final de la primera trama como señalador de inicio de la trama siguiente. El campo de dirección no es utilizado en los enlaces WAN, debido a que son siempre punto a punto. El campo de control indica el tipo de trama, que puede ser de de información, las cuales transportan datos de la capa de red. Las tramas de supervisión controlan el flujo de tramas de información y peticiones de retransmisión de datos si hubiera algún error y las tramas sin enumerar transportan mensajes de configuración de la línea. Los campos de control y de dirección se conocen como encabezado de la trama. El dato encapsulado sigue el campo de control. Donde FCS la secuencia de verificación de trama utiliza CRC (mecanismo de verificación por redundancia cíclica). 1.8 CLASES DE TECNOLOGÍAS WAN Tecnología Punto a Punto Un enlace Punto a Punto es una línea de comunicación dedicada entre dos enlaces escogidos, provee un gran cantidad de ancho de banda, con una velocidad constante. Estas líneas punto a punto son muy costosas cuando se mantiene una topología de malla completa, en esta topología todos los dispositivos de acceso tiene un enlace de punto a punto Tecnología de Nube

19 La Tecnología de nube proporciona conectividad de una forma menos directa. Las nubes hacen que los equipos que están conectados se muestren transparentes entre dos puntos cualesquiera que sean. Las Tecnologías nube son: X.25, ISDN y Frame Relay. Algunas ventajas de la Tecnología Nube son: - Puede ser colocado bridge o router son tener la necesidad de tener líneas arrendadas para cada dispositivo. - El ancho se banda de la nube es compartido por los usuarios que lo utilizan. - Es menos costoso de juntarse a una nube Wan. - El administrador de la red tendrá menos trabajo porque sólo tiene que dar mantenimiento a una línea de acceso. Una desventaja de la Tecnología Nube es que cuando se satura la red, no se puede encontrar conexión en otro punto. 1.8 CLASES DE REDES WAN En la figura No.5 se muestra las Clases de Redes Wan

20 Figura: 5 Título: WAN Fuente: REDES DEDICADAS Líneas Alquiladas En la figura No.6 se muestra Líneas Alquiladas. Figura: 6 Título: Líneas alquiladas Fuente: Las líneas alquiladas son utilizadas en conexiones dedicadas permanentes que tienen capacidad de hasta 2.5 Gbps. Las líneas punto a punto son alquiladas a una operadora de servicios de telecomunicaciones y se denominan líneas alquiladas, teniendo distintas anchos de banda y distancias entre los dos

21 puntos conectados. Los enlaces punto a punto son más caros que los servicios compartidos como Frame Relay. Las líneas dedicadas no tienen problemas de latencia. Las líneas dedicadas tienen algunas desventajas que la capacidad es fija y el tráfico es variable. Además, cada punto necesita una interfaz en el router que aumentaría los costos de equipos. Otro problema es que cualquier cambio en la línea alquilada, requiere que el proveedor haga una visita al establecimiento para cambiar la capacidad Tipos de Enlace y Anchos de Banda Wan En el cuadro No.4 se muestra los Tipos de Enlace y Anchos de Banda Wan. Tipo de líneas Estándar Velocidad 56 DSO 56 Kbps 64 DSO 64 Kbps T1 DS1 1,544 Mbps E1 ZM 2,048 Mbps E3 M3 34,064 Mbps J1 Y1 2,048 Mbps T3 DS3 44,736 Mbps OC-1 SONET 51,84 Mbps OC-3 SONET 155,54 Mbps OC-9 SONET 466, Mbps OC-12 SONET 622,08 Mbps OC-18 SONET 933,12 Mbps OC-24 SONET 1244,16 Mbps OC-36 SONET 1866,24 Mbps OC-48 SONET 2488,32 Mbps Cuadro: 4 Título: De Enlace Y Anchos De Banda Wan. FUENTE: Academia de Networking de cisco System: Guía del Segundo año, segunda edición, REDES CONMUTADAS Redes Conmutadas por Circuito En la figura No.7 se muestra una Red Conmutada por Circuito.

22 Figura: 7 Título: Redes Conmutadas por circuito Fuente: Las redes conmutadas por circuito son conocidas así porque requieren una conexión física durante el transcurso de la transmisión. Este es un canal dedicado, a cual se le conoce como circuito. El circuito esta basado de dos puntos por el tiempo que dura la llamada, el cual tiene un ancho de banda determinado, según la necesidad del usuario Ventajas - Las Redes conmutadas por circuito son muy utilizadas para aplicaciones de tiempo real tal como la voz y el video. - No existen retrasos porque las señales están viajando en un circuito orientado. - No hay congestión porque se trabaja en una línea dedicada de transmisión Desventajas - Mal funcionamiento en la conectividad de las redes LAN, debido a los altos tiempos de llamada. - No se maneja bien el tráfico por las frecuentes retransmisiones, debido al bando de ancha que es fijo.

23 - El tiempo de espera para que se produzca el circuito de conexión es bastante largo. Hay dos tipos de transmisión por conmutación de circuito que son: analógica y digital Analógica La transmisión analógica se realiza en las redes telefónicas convencionales, en donde se usa un módem. El cual convierte los datos digitales transmitidos por los ordenadores en pulsos analógicos. Cuando se convierte la señal de analógica a digital se llama modulación y de digital a analógica demodulación. En la figura No.8 se muestra una Transmisión Analógica. Figura:8 Título: Usando la red telefónica de conmutación. Fuente: Módem En las redes conmutadas por circuito el módem juega un papel importante en la tasa de transmisión útil, además la técnica de modulación usada y la tasa de transmisión de datos dependen del tipo de módem Digital En la transmisión digital se necesita de un DSU para transmitir los datos en lugar de un módem DSU El DSU es un dispositivo de red que se encarga de convertir las señales digitales unipolares que salen del computador en digitales bipolares. Las señales digitales tienen un mejor rendimiento y exactitud que las señales analógico porque las señales digitales son regeneradas, mientras que las analógicas son amplificadas.

24 En la figura No.9 se muestra una Transmisión Digital Figura: 9 Titulo: Usando transmisión de conmutación digital. Fuente: link Conexión RTC RTC significa red telefónica conmutada. Es una comunicación analógica. El proceso consiste que la señal del ordenador que es digital, se convierte en analógica a través del módem. Obteniendo una red de menor velocidad y calidad. Cuando la información es recibida se produce la desmodulación o cambio de la señal analógica a digital. No es permitido en el mismo momento comunicarse con Internet, teléfono o fax en este sistema. Sin embargo es económica Conexión RDSI RDSI significa Red Digital de Servicios Integrados, está red envía la información digital codificada, se utiliza un adaptador de red o módem RDSI. Tiene más alta calidad y es más rápida. Existen dos tipos de acceso a la red y son las siguientes: El acceso se realiza mediante la división de la línea telefónica, la cual se divide en tres canales dos B (portadores),los cuales sirven para transportar la información con una velocidad de 64 kbps, y un canal D que gestiona la conexión con una velocidad de 16 kbps. Con este tipo de conexión permite mantener una conexión paralela, haciendo posible utilizar el teléfono y utilizar Internet Conexión ADSL

25 ADSL significa línea de abonado digital asimétrica, la que tiene dos salidas, en la primera consta de línea telefónica y en la segunda un módem ADSL, el cual incrementa la velocidad de transmisión. Esta posibilidad de conexión ya es posible en las ciudades más importantes de Ecuador y con más de una compañía que ofrecen este servicio. ADSL divide en tres canales su conexión, el primero un canal telefónico (RTC), y dos canales de velocidad alta, uno para el envío y otro de recepción de datos, siendo el más rápido el de la recepción. Permitiendo tener un acceso rápido a la información y descargas. Las velocidades máximas que se pueden alcanzar son hasta de 8 Mbps de recepción y de 1 Mbps en el envío de datos. La velocidad de transmisión es dependiente de la distancia del módem a la central y cuando la distancia excede a 3 kilómetros no se obtiene una buena calidad en la transmisión de datos. Los datos son transmitidos a través de un módem ADSL, luego pasan por el spitter que funciona como un filtro porque permite la utilización de RTC y ADSL Conexión Cable Módem En Cable Módem no se utiliza las líneas telefónicas tradicionales, el Cable módem llega directamente al usuario. Utiliza una tecnología diferente que ADSL que establece una conexión directa o punto a punto con el proveedor, mientras que Cable Módem establece conexiones multipunto en los cuales muchos usuarios comparten el mismo cable. Cada nodo o punto de red provee de servicio entre 500 a 200 usuarios y la distancia máxima es de 500 metros. Las tasa de transmisión máxima de bajada es de 30 Mbps, sin embargo los módems tiene una capacidad de 10 Mbps y 2 de subida Redes Conmutadas por paquetes

26 En la figura No.10 se muestra las Redes Conmutadas por paquetes. Figura: 10 Título: Redes Conmutadas por paquetes Fuente: Las Redes Conmutadas por paquetes son conocidas así porque los datos son divididos en pequeñas unidades llamados paquetes, los cuales contienen los datos e información del direccionamiento de la red para llevar el paquete al destino. Esta red no forma circuitos dedicados, todos los recursos de la red son compartidos, lo que crea son conexiones lógicas en el cual se estable un circuito virtual, asignado el ancho de banda que se necesita para transmitir los datos Ventajas - Los PSNs soportan el tráfico de la LANs porque el ancho de banda es suministrado para cada circuito lógico. - El ancho de banda es compartido y hay menos demora en el tiempo debido a que varios paquetes pueden ocupar el mismo circuito físico. - Los dispositivos pueden operar en varias velocidades porque no se establece una conexión física end to end al final de cada circuito virtual. - Se utiliza una tecnología de malla que provee los PSNs por un menor costo que los enlaces dedicados Desventajas

27 - La conmutación de redes por paquetes hace una reserva de recursos durante el establecimiento de la conexión, pero se utiliza multiplexación es TDM asíncrona, significa que los canales están bajo la demanda de los datos que se almacenan en el buffer del conmutador y esto se lo hace de una manera virtual. Se encuentran retardos debido al buffer que está en el conmutador Frame Relay En la figura No.11 observamos una ilustración de Frame Relay Figura: 11 Título: Frame Relay Fuente: Frame Relay permite tener una menor latencia y un mayor ancho de banda, alcanzando velocidades de hasta 4 Mbps porque funciona a nivel de la capa de enlace de datos, no realiza ningún control de errores o flujo. La simplificación de las tramas es una reducción en la latencia. Ofrece una conectividad permanente y compartida en el ancho de banda X.25 X.25 tiene una baja velocidad de transmisión que puede ser conmutada o permanente. X.25 es un protocolo de capa de red. Se establecen circuitos virtuales a través de la red con paquetes de petición de llamadas en la dirección destino. Los paquetes de datos identificados con el número del canal se envían a la dirección correspondiente. Se establece una sola conexión para varios canales. X.25 es económica debido que se calcula la cantidad de datos enviados, lo cual va establecer la tarifa y sin tomar en cuenta el tiempo de conexión ni la distancia. Las redes X.25 tienen poca velocidad alcanzando un máximo 48 kbps.

28 Redes Conmutadas por celdas En la figura No.12 se muestra las Redes Conmutadas por celdas. Figura: 12 Título: Redes Conmutadas por celdas Fuente: Las Redes conmutadas por celdas es una tecnología que utiliza celdas, las cuales son paquetes pequeños entre 16 a 256 octetos, permitiendo mayores velocidades para transmitir datos, operan desde 45 Mbps a 1.2 Gbps. ATM (Modo de transferencia asíncrona) es una red conmutada por celdas, está utiliza celdas pequeñas de 53 octetos, siendo 48 octetos de datos y 5 para información de encabezado Ventajas - Permite obtener velocidades altas en donde funcionan aplicaciones de datos, voz y video, donde los datos fluyen de una forma uniforme con un retardo mínimo. - Las celdas de longitud fija y las cabeceras facilitan la conmutación de alta velocidad Red Atm En la figura No.13 se muestra una Red ATM.

29 Figura: 13 Título: Red ATM Fuente: ATM (asyncronous transfer mode) fue desarrollado en 1980, se quería un protocolo que transporte datos, audio y voz de una manera efectiva. El estándar ATM utiliza conmutación de paquetes con canales virtuales, también ATM abastece a la red en aplicaciones distribuidas. Características de ATM: - El estándar ATM utiliza varios protocolos para la comunicación en todos los niveles del modelo OSI. - Usa TMD asíncrono. - Es un protocolo orientado a conexión. - ATM utiliza celdas de longitud fija de 53 bytes, en los cuales 5 bytes son destinados para la cabecera y 48 bytes de datos. - Los errores son corregidos mediante un conmutador que los detecta e intenta corregirlos mediante el código de corrección de errores, si no lo corrige desecha la celda y no hay retransmisión. - ATM funciona sobre cualquier medio, siendo la más óptima fibra óptica alcanza velocidades de 155,52 Mbps hasta 622 Mbps. - Transmite información sensible a retardos como voz, imágenes digitales y datos.

30 1.10 DISPOSITIVOS DE RED Router Un router es un dispositivo de red que se utiliza para dirigir y filtrar el tráfico de una red debido a que conoce las direcciones todas y puede transmitir los datos al lugar de destino. Sus principales características son: - Funciona parecido a un puente solo que es multipuerto - Funciona al nivel de red del modelo OSI, utiliza direcciones IP. - Se utiliza para redes Lan y Wan. - Son dispositivos que pueden elegir la ruta más eficiente por donde el paquete debe ir. - Funciona de manera que cuando el paquete llega al router, éste examina la dirección de destino y lo envía a través de una ruta predeterminada. Si la dirección destino está dentro del mismo segmento de red envía el paquete. En otro caso, se envía el paquete al router más próximo la dirección destino. Para saber el camino por el que el router debe enviar un paquete recibido, hace una verificación en la tabla de enrutamiento Hubs Sirven para conectar hosts en una red LAN. Sus características son: - Es un dispositivo multipuerto. - Centraliza las conexiones.

31 - Funciona como un anillo o como un bus lógico. Hubs activos: Abarcan distancias hasta de 609 metros, tienen de 8 y 12 puertos y al mismo tiempo son amplificadores y repetidores de la señal. Hubs pasivos: Abarcan distancias hasta de 30 metros. Tienen de 8 y 12 puertos. Centralizan la conexión de los hosts Repetidores Las características son: - Trabaja en la capa física del Modelo OSI, este conecta dos intranets, y ayuda a regenerar la señal cuando existe atenuación, permitiendo la amplitud del cable que soporta la red. - Como trabajan en la capa inferior permite que las dos intranets tengan las misma dirección y trabajen con los mismos protocolos Bridges Las características son: - Se resuelve limitación de distancia, al igual que la limitación de nodos de red. - Funciona al nivel de enlace del modelo OSI - Une segmentos diferentes de red, al igual que reduce el tráfico - Puede unir redes con la misma topología y que tengan una un mismo medio de acceso o diferentes. - Su función es direccionar el paquete a hacia el lugar de destino cuando se tratan de redes iguales. - Cuando un puente une redes diferentes funciona como traductor entre las tramas - Los segmentos de red tienen direcciones de red diferentes el bridges, no entiende las direcciones IP y realizan las siguientes funciones:

32 - Reenvio de tramas: Es una forma de filtrado. El bridges envía los paquetes a un sólo segmento de red y no los traspasa previo a una verificación de la dirección física de destino, que se encuentra guardada en forma de una tabla, determinado sí el paquete debe atravesar el bridge. - Técnicas de aprendizaje: La función principal de los bridges es construir tablas de dirección que describen las rutas, utilizando dos métodos puenteado transparente o encaminamiento fuente Switchs Las características son: - Es un dispositivo que opera en la capa de enlace del modelo OSI. - Su principal función es resolver problemas de rendimiento en la red porque agrega un mayor ancho de banda, acelera la salida de los paquetes, reduce el tiempo de espera. - Se base a la dirección MAC. - El switch segmenta la red en dominios de colisión Multiplexación por División en Frecuencia En multiplexación por división en frecuencia se usa circuitos con ancho de banda extenso, estos a su vez son divididos en subcanales de frecuencia. Con el uso de FDM en la multiplexación de circuitos de conversaciones de voz se alcanza velocidades mayores que 3 Khz. Cuando está en el destino, otro FDM hace el proceso inverso de multiplexación, así se cambia la el spectrum de frecuencia. Al principio FDM sólo permitía conversaciones de voz simultáneamente en un único circuito común enrutado entre dos oficinas portadoras. Ahora se conoce un estándar conocido como CCITT que tienen canales asignados como el 12, 60 y 30 (canales de voz derivados) Multiplexación por División en el Tiempo

33 TDM tiene como principio la utilización de circuitos que son compartidos en el tiempo. TDM trabaja con datos digitales y se utiliza una técnica llamada modulación por código de pulso (PCM) en la cual una conversación de voz analógica es codificada en un flujo de datos digitales de 64 kbps para la transmisión da datos digitales. Cuando se efectúa la llamada se digitaliza la información y se transmite al usuario, el flujo de datos digital es de 64 kbps se convierte en una señal analógica y viceversa al proveedor. Los datos son digitalizados y multiplexados usando un equipo TDM. Para la transmisión en la multiplexación se usa T-portadora que sirve para la conversión de los datos. CAPÍTULO II Arquitectura De Xdsl 2.1 HISTORIA XDSL El dial up e ISDN son tecnologías que ofrecen poca velocidad 56Kbps y 64 a 128Kbps respectivamente. Por lo que no disponen de un ancho de banda necesario como para transmitir vídeo con una buena calidad.

34 Es así que aparece la tecnología XDSL, que es un nombre genérico para una variedad de tecnologías de DSL. Esta fue desarrollada en la década de 1980, funcionando en las líneas de teléfono convencionales. Sin embargo xdsl se limita a las pruebas de campo. La tecnología carece de normas o estándares para la industria. La primera tecnología xdsl fue definida en 1987 por Bell Communications Research (Bellcore), quien inventó la RDSI. En ese tiempo xdsl fue diseñado para abastecer vídeo y aplicaciones de TV interactiva. En el año 1989 fue desarrollada la tecnología conocida como ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Se llama asimétrica porque la velocidad de transmisión es diferente de la recepción. La tecnología DSL tuvo éxito en 1999 debido a que las compañías telefónicas poseían el cable de cobre sobre el que DSL opera. Las tecnologías de DSL su mayor ventaja es que ofrecen velocidades de subida de 32Mb y velocidad de bajada de 1Mb, siendo un éxito para quien quiere acceder al Internet a alta velocidad. En la actualidad son pocas las compañías telefónicas que han tenido que cambiar la plataforma para ofrecer servicio de xdsl. Las compañías telefónicas son capaces de crear WANs de xdsl. 2.2 DEFINICIÓN DE XDSL En la figura No.14 se muestra una ilustración de Xdsl Figura: 14 Título: Definición de XDSL Fuente:

35 XDSL es una tecnología que convierte las líneas analógicas en digitales, posibilitando el servicio de banda ancha en el domicilio de los usuarios, tomando ventaja de la red de cobres existentes, tomando en cuenta los requisitos de la calidad del circuito y distancia. XDSL es un grupo de tecnologías que abastecen de un gran ancho de banda utilizando medios de cable de cobre, sin necesidad de repetidores entre la conexión del cliente y el primer nodo de la red. Son tecnologías de acceso punto a punto utilizando la red pública, al igual el flujo de la información puede ser simétrico como asimétrico, alcanzando altas velocidades. La tecnología XDSL permite transportar información multimedia a mayores velocidades, que las que se obtienen actualmente vía módem (dial up), utilizando las líneas telefónicas convencionales. Aunque la red telefónica tiene grandes limitaciones como es el ancho de banda que es de 4Khz. Estas tecnologías son de acceso punto a punto a través de la red telefónica pública, no utiliza amplificadores ni repetidores de señal a lo largo de la ruta del cableado, manteniendo un gran ancho de banda entre la conexión del cliente y el primer nodo de la red, permitiendo una gran velocidad sobre el bucle de abonado. XDSL necesita un dispositivo módem xdsl, terminal en cada extremo del circuito de cobre para que acepte el flujo de datos en formato digital y lo superponga a una señal analógica de alta velocidad. 2.3 MODULACIÓN Hay tres técnicas de modulación que son usadas en la actualidad en la tecnología xdsl, siendo: - 2B1Q (2 Bit, 1 Quaternary) - CAP (carrier-less amplitude phase modulation) - DMT (discrete multitone modulation) b1q

36 La modulación 2B1Q (dos bits, 1 cuarteto), es una secuencia de dos bits que se transmite como un pulso de señal de cuatro niveles. Este tipo de codificación es en línea, donde los pares de bits binarios son codificados de 1 a 4 niveles para la transmisión. Esta modulación es utilizada en la tecnología IDSL Cap La modulación CAP (Carrierless amplitude and phase), es propietario Globespan Semiconductor. CAP es similar al algoritmo QAM, siendo CAP más eficiente que QAM. El receptor de QAM requiere la misma señal de entrada entre el espectro y fase que la señal transmitida. Sin embargo en xdsl se debe incluir equalizadores adaptativos que ayudarán a disminuir la distorsión en el par trenzado, debido a que las líneas telefónicas no garantizan la calidad en la recepción. El algoritmo CAP se encarga de dividir la señal modulada en pequeños segmentos para almacenarlos en la memoria. La señal portadora es anulada debido a que no contiene información. Se transmite la onda y esta pasa por los segmentos entre dos filtros digitales transversales que tienen igual longitud, defiriendo en la fase en pi/2. En la recepción se reconstruyen todos los segmentos y la señal modulada. Consiguiendo la misma señal que en QAM Ventajas - Los picos de voltaje son más bajos que DTM. Los emisores y receptores operaran a más bajo voltaje que DMT porque no requieren tener la capacidad de la señal de pico. - CAP está instalado en los módems y estos son fabricados por varios fabricantes. - No tiene una estándar preestablecido por ningún organismo Dmt Es un tipo de modulación multiportadora, que no permite las altas frecuencias, las cuales aumentan el ruido en las líneas de cobre. La modulación DMT (Discrete MultiTone), es una

37 técnica de código de línea, patentada por AT&T Bell Labs hace 20 años, está técnica no fue implementada. La modulación DMT es un método donde se divide las frecuencias en 256 canales de 4.3 KHz cada uno, que son comprobados para determinar su capacidad portadora. Está utiliza el algoritmo FFT (Fast Fourier Transform), donde DMT es un modulador y demodulador. Cuando divide el espectro en varias frecuencias DMT funciona mejor con una fuente interferencias de radio AM, logrando transmitir voltajes sobre los espectros fragmentados para enviar datos Proceso de Modulación - En la modulación DMT se aplica la transformada discreta de Fourier para modular y demodular cada una de las 256 canales individuales, dividiendo así el ancho de banda en pequeños unidades. - Se somete a una comprobación para conocer la banda de frecuencias posibles y los bits que serán transmitidos por cada unidad del ancho de banda. - Los bits son codificados en el transmisor con el algoritmo de la transformada rápida de Fourier inversa y después pasan por un conversor analógico y digital. - Cuando recibe la señal, es transformada rápidamente con Fourier para decodificar la trama de bits recibidos Ventajas - DMT es estandarizado por ANSI, ETSI e ITU. - Tiene un soporte de Intel y Microsoft Desventajas - El algoritmo de Fourier cuando se introducen armónicos adicionales que no transportan información, hacen uso de ancho de banda innecesarios - Tiene un elevado costo en la implementación. - Tiene una gran complejidad en el uso de está modulación.

38 2.4 FUNCIONAMIENTO Y CARACTERÍSTICAS XDSL Características - XDSL tienes varias tecnologías, las cuales permiten tráfico voz y datos simultáneamente por un medio de cobre sobre las líneas telefónicas convencionales, dentro de un área limitada. Lo cual abarata costos de implementación al utilizar esta infraestructura. - Es una tecnología fácilmente escalable - El hardware utilizado es un splitter, cual se encarga de dividir la señal telefónica en los datos al final del bucle - La infraestructura es full Duplex por naturaleza. - Se encuentra ciertas limitantes como la calidad de las líneas telefónicas, la distancia máxima es entre 5 a 9 kilómetros desde la Central Telefónica, debido a que el principal problema de la transmisión de datos es la atenuación de la señal, que simplemente es la perdida de la fuerza de la señal eléctrica. A mayor distancia y frecuencia, mayor atenuación. - El par telefónico es muy susceptible a ruido, pero en el trayecto desde la central hacía el abonado, viaja por cables multipares desde 25 a 400 pares en rollos recubiertos y blindados con su respectivo aterrizaje de carga. - Los proveedores de servicio pueden proporcionar velocidades de datos de múltiples megabits mientras dejan intactos los servicios de voz, todo en una sola línea, coexistiendo en el circuito con el servicio de voz. Por lo tanto se incluye el de voz existente, video, multimedia y servicios de datos pueden ser transportados sin el desarrollo de nuevas estrategias de infraestructura. - XDSL tiene estándares establecidos como T1 que funciona a Mbps y E Mbps Funcionamiento En la figura No.15 se muestra un del Funcionamiento de Xdsl.

39 MPLS/IP CPE (modem/r outer) DSLAM Switch ATM Red Operador Figura: 15 Título: Funcionamiento Fuente: RETEVISION%20-%20Javier%20Agudin.ppt XDSL funciona con un módem digital o router que se encuentra en un CO (Central Office) de la telefonía local, donde debe estar instalado un DSLAM que traduce las señales de DSL. La señal es transmitida desde la línea telefónica de cobre (red backbone) hasta el router del servidor DSL, donde se da el acceso a la red y al servicio de Internet, previo a su verificación. XDSL utiliza frecuencias superiores al ancho de banda de las líneas telefónicas que son usadas para los servicios POTS (plain old telephone service). Las frecuencias son de 300Hz a 3,200Hz. Esto de hace instalando los equipos xdsl en ambos terminales y un cable de cobre entre ellos debe ser capaz de sostener las altas frecuencias para completar la ruta. Por lo tanto, las limitaciones del ancho de banda entre los dispositivos deben ser evitadas. En los servicios xdsl, el envío y recepción de datos se realiza estableciendo un módem xdsl, dependiendo de la clase de tecnología utilizada, estos datos pasan por un splitter, permitiendo la utilización simultánea del servicio telefónico básico y del servicio xdsl. El splitter se utiliza delante de los módems del usuario y de la central. Este tiene dos filtros, uno paso bajo y otro paso alto, para separar las señales transmitidas por el canal en señales de alta frecuencia (datos) y señales de baja frecuencia (Telefonía). La transmisión de voz se hace a través de ancho de banda base 4 KHz y los canales de datos de salida y de entrada utilizan un espectro más alto. Coexistiendo los dos servicios.