INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

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1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN TESINA Seminario de Titulación: Las tecnologías aplicadas a las redes de computadoras DES/ESIME-CUL/ /05/2008 IMPLEMENTACIÓN DEL SERVICIO TRIPLE PLAY EN UNA RED LAN A TRAVÉS DE LA TECNOLOGÍA ADSL2+ QUE COMO PRUEBA ESCRITA DE SU EXAMEN PROFESIONAL PARA OBTENER EL TÍTULO DE: Licenciado en Ciencias de la Informática Presenta: Carlos Arturo Gómez Rodríguez. Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica Presentan: Eduardo Antonio Jardines Aguilar Nayeli Yosajandi García Rojas México DF a 17 de Enero de 2009.

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3 AGRADECIMIENTOS Muchas gracias por el apoyo incondicional que me dieron mis padres y a toda mi apreciable familia, por darme el empujón necesario para terminar mis estudios, lo que hoy se ven como una realidad y es un hecho de ser un profesionista. También aclaro que no fue sencillo, pero cuando uno se propone las cosas en esta vida se pueden cumplir los sueños. Por eso doy gracias a la vida de tener unos maravillosos padres que me apoyaron en todas las etapas de mi vida como estudiantes y también se que no me dejaran de apoyar en toda mi vida. También se cuanto han sacrificado por que ya termine mis estudios. EDUARDO ANTONIO Como siempre, agradeceré infinitamente a aquella energía tan especial que muchos llaman Dios, ya que me ha dado siempre la motivación, las bases y los conocimientos a través de mis padres, mis hermanos y de toda mi familia, además de mis amigos, profesores, de mi escuela, el Instituto Politécnico Nacional y de cada persona y circunstancia que al ponerla en mi camino alimentan mi persona de tal manera que puedo ir construyendo paso a paso una carrera que este llena de éxito y de logros en todos los aspectos de mi vida. Porque no agradecer y al mismo tiempo aspirar a que el significado de este fruto, como lo es la obtención del título profesional, pueda impactar positivamente a mis semejantes y a la conservación de nuestro hábitat. NAYELI YOSAJANDI I

4 A DIOS: POR DARME EL MILAGRO DE LA VIDA Y POR HABERME BRINDADO UNA FAMILIA MARAVILLOSA DE LA QUE ME SIENTO ORGULLOSO DE PERTENECER. A MIS PADRES Carlos y Ma. De Lourdes: PORQUE GRACIAS A SUS CONSEJOS HE PODIDO SER TODO LO QUE SOY POR SER ELLOS QUIENES ME INSPIRAN A SEGUIR ADELANTE POR SER ELLOS QUIENES ME ALIENTAN A ESFORZARME DÍA CON DÍA PORQUE ME HAN DADO LA HERENCIA MAS IMPORTANTE QUE SE LE PUEDA DAR A UN HIJO EDUCACIÓN, HUMILDAD Y VALORES. CON AMOR Y ADMIRACIÓN POR SER PROTAGONISTAS DE MI EXISTIR Y POR TODO EL APOYO QUE ME HAN BRINDADO. A MIS HERMANOS Alejandro y Karen: ESPERANDO QUE EL ESFUERZO Y LA DEDICACIÓN PARA LA ELABORACIÓN DE ESTE TRABAJO SIRVAN COMO EJEMPLO DE SUPERACIÓN. A Evelyn: POR SU APOYO INCONDICIONAL Y POR ALENTARME A SEGUIR SUPERÁNDOME DÍA CON DÍA. CON DEDICACIÓN ESPECIAL A MI ABUELITA MARGARITA POR SER UNA DE LAS PERSONAS MAS IMPORTANTES EN MI VIDA Y EJEMPLO DE SUPERACIÓN. CARLOS ARTURO II

5 Objetivo Dar a conocer a todo tipo de usuarios las características, desarrollo, particularidades e información necesaria para la comprensión y aprovechamiento de una red con acceso a Internet demostrando que, a partir de una red LAN se pueden implementar los servicios de voz, datos y video por medio de protocolos de Internet sin tener que conformar toda una nueva infraestructura para cada uno de ellos, sino utilizando la misma red a través de la tecnología ADSL2+. Mostrar cuales son las ventajas que se tienen al unificar los tres servicios utilizando el protocolo de transmisión de datos de Internet TCP/IP. III

6 Justificación Hasta hace algunos años los servicios de telefonía y transmisión de datos y difusión de señales de TV no eran proporcionados por un mismo operador, pero debido al desarrollo de las tecnologías de transmisión y a la creación de regulaciones para el campo de aplicación de los operadores, pueden ofrecerse todos esos servicios por un mismo operador bajo un solo concepto que tiene el nombre de Triple Play. Dado el fuerte crecimiento del servicio de transmisión de datos ofrecido por los operadores de telecomunicaciones, la telefonía ha quedado en segundo término y mientras la transmisión de datos tiende a canalizarse por redes con tecnología IP, la telefonía sigue manejándose por la tradicional red de conmutación de circuitos. La tendencia de los operadores, bajo este nuevo entorno y dadas las ventajas que la red IP tiene sobre las redes tradicionales de telefonía, es integrar todos los servicios en una sola red, dando lugar a lo que se conoce como convergencia tecnológica. IV

7 ÍNDICE Agradecimientos Objetivo Justificación I III IV Capítulo I.- Elementos Del Triple Play Introducción El lenguaje de las redes de datos Transmisión de paquetes Ventajas de TCP/IP Internet Definición Elementos de Internet Ordenadores Enrutador Servidor Velocidades de Transmisión Banda Estrecha Banda Ancha Televisión IP Definición de IPTV Requerimientos Adquisición del contenido 13 V

8 1.3.4 Formatos de video empleados Servidores Telefonía IP Antecedentes 15 Capítulo II.- La Evolución De Las Comunicaciones Internet Aplicaciones de Internet Velocidades de Transmisión Banda Ancha Tecnologías de Banda Ancha Línea de Abonado Digital Asimétrica (ADSL) Mejora de la Velocidad Usando Múltiples Líneas Telefónicas ADSL Redes de Comunicaciones Redes Clasificación de Redes Medios Guiados Medios No Guiados Topologías de Redes 62 VI

9 Capítulo III.- Tecnologías Emergentes Protocolos de Comunicación TCP/IP (Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo Internet) TCP (Protocolo de Control de Transmisión) IP (Internet Protocol) Versión Tipos de Redes IP IP (Internet Protocol) Versión Direcciones IP Versión VOZ IP (VoIP) Que es Voz IP? Funcionamiento de Voz IP Elementos de la Voz IP Terminales IP Gatekeepers Gateway Protocolos de Comunicación de VoIP Códecs Códec G Códec G Códec G Televisión IP (IPTV) Que es IPTV? Requerimientos de IPTV Funcionamiento de la IPTV 104 VII

10 3.3.4 Tecnología Streaming Formatos de Video Empleados Medios de Transmisión de la TV Digital 113 Capítulo IV.- Convergencia Tecnológica Triple Play Conclusiones 133 Bibliografía 135 Glosario 137 VIII

11 CAPÍTULO I: ELEMENTOS DEL TRIPLE PLAY 1.1 INTRODUCCIÓN Internet es una red de cobertura mundial compuesta por computadoras que trabajan bajo el concepto cliente/servidor. La red ofrece infinitas posibilidades de información y comunicación de diferente tipo a sus usuarios, por ejemplo: Comercial Cultural Espectáculos Noticias Turismo. Todo disponible a través de la pantalla de la computadora personal. Figura 1.1 Conexión a Internet. 1

12 Los usuarios del Internet pueden establecer comunicación mediante correo electrónico, compartir información de varios tipos, tener sesiones de grupo para discutir sobre diferentes temas o simplemente charlar. Figura 1.2 Comunicación entre usuarios por medio de Internet. Cliente/Servidor En una red de computo que trabaja bajo el sistema cliente/servidor, se tiene un conjunto de computadoras interconectadas en forma tal que pueden compartir información, hardware (una impresora) y un sin fin de programas (software) de aplicación. Dentro de la red, un tipo de computadoras reciben el nombre de computadoras host (huésped), las cuales hospedan contenidos o las aplicaciones, que son utilizadas por otras computadoras, por lo que se les denomina servidores. Esas otras computadoras, pertenecientes a la mayoría de los usuarios de la red, consumen o utilizan los recursos y la información ofrecida por los servidores. A estos equipos se les conoce como computadoras cliente. Figura 1.3 Sistema cliente/servidor utilizado dentro de una red de computo. 2

13 1.1.1 EL LENGUAJE DE LAS REDES DE DATOS Aunque la información que se presenta en la pantalla de la computadora personal puede estar en diferentes idiomas para ser interpretada por cualquier habitante del mundo, las computadoras que forman esta red mundial se comunican entre sí mediante un solo lenguaje conocido como TCP/IP (transmission control protocol / internet protocol) por sus siglas en inglés. El protocolo TCP/IP está formado por dos partes: TCP: Define la manera como la información será transmitida de una computadora a otra. La información que se transmite es de acuerdo a un código de bits que se agrupan en pequeñas cantidades que reciben el nombre de paquetes. IP: Designa a cada paquete de información una dirección denominada dirección IP para indicar el destino, dentro de la red, a donde debe llegar ese paquete. Paquetes Un paquete de datos es una secuencia de bits continua de determinado tamaño que se transmite y conmuta en una red como una unidad. Un tamaño típico del paquete es de 1000 bytes. En algunos casos la totalidad de información puede estar contenida en un solo paquete o en parte de este, pero si la fuente de información tiene mensajes de mayor tamaño para enviar, los mensajes se fragmentan en tantos paquetes como sea necesario y se transmiten en serie. Figura 1.4 Fragmentación del mensaje en paquetes. 3

14 Cada paquete se compone de información útil más un encabezado que contiene datos que la red necesita para control de la transmisión, tales como identificación de origen, identificación de destino, número del paquete dentro de una serie y los de control de errores. Dirección IP Las direcciones IP tienen una longitud máxima de 32 bits divididos en cuatro octetos. Normalmente cada octeto de la dirección se presenta con números decimales y cada uno de estos números se separan por medio de puntos; cada octeto puede tener 256 valores posibles (2^8=256). La dirección IP asignada a cada dispositivo es única y no puede ser repetida. Su formato se compone por las dos partes siguientes: Dirección de red (dirección pública). Identifica la red física en la que está conectado el dispositivo y es única a nivel internacional, por lo que es asignada por el Network Information Center (NIC). Dirección local (dirección privada). Identifica a un dispositivo individual en la red y es asignado por el administrador local. 32 BITS RED DISPOSITIVO bits. 8 bits. 8 bits. 8 bits. Figura 1.5 Ejemplo de una dirección IP. 4

15 1.1.2 TRANSMISIÓN DE PAQUETES Todos los paquetes que van a ser trasmitidos se van conmutando de un nodo a otro de la red desde su punto de origen hasta alcanzar su destino. Cada nodo en el enrutamiento recibe los paquetes, los almacena brevemente y los envía al siguiente nodo. Una de las formas que se utilizan para transmitir paquetes se conoce con el nombre de datagrama. Datagrama En esta forma de transmisión, cada paquete se encamina de manera independiente, es decir sin ninguna referencia del que le antecedió. El nodo de origen, determina para cada paquete recibido, el siguiente nodo que se debe alcanzar para llegar al destino. Cada nodo alcanzado hace lo mismo, de tal manera que la trayectoria entre el nodo de origen y el de destino se va formando mediante saltos. Este proceso se repite para cada uno de los paquetes que componen un mensaje, de tal manera que la trayectoria a seguir no necesariamente será la misma para cada paquete, dependiendo de las condiciones en que se encuentre trabajando la red. Figura 1.6 Enrutamiento de paquetes desde un origen hasta un destino. Nota: Debido a que los paquetes pueden seguir trayectorias diferentes, es posible que lleguen en un orden diferente al de envío, por lo que es necesario re-ordenarlos en el nodo destino para reconstruir toda la información transmitida. 5

16 1.1.3 VENTAJAS DE TCP/IP Conformar la información en paquetes y transmitirlos de acuerdo a datagramas permite un uso más eficiente de la red y asegura que la información llegue a su destino con un grado de calidad que puede establecerse de acuerdo a necesidades específicas, ya que a unos paquetes se les puede asignar una prioridad mayor para transmitirse que a otros. Así los paquetes que llevan información que deba manejarse en tiempo real tendrán mayor prioridad que los de tiempo diferido. 1.2 INTERNET DEFINICIÓN Internet es una gran red internacional de ordenadores, dicho de otra forma, una red de redes en la cual, como todas las redes, podemos compartir recursos mediante el ordenador, establecer una comunicación inmediata con cualquier parte del mundo para obtener información sobre un tema que nos interesa. Por lo tanto nos permite establecer vínculos comunicativos con millones de personas de todo el mundo, bien sea para fines académicos o de investigación, o personales. Una red informática puede ser establecida entre dos ordenadores. No es necesario, para ser considerada "red", más que dos o más ordenadores comunicados, de modo que puedan compartir recursos. Es lo que se llama una LAN: Local Área Network, o Red de Área Local ELEMENTOS DE INTERNET Gracias a la integración de redes y provisión de accesos hacia cualquier recurso en todo momento, aumenta también la necesidad de transmisiones de información garantizada y segura. Para que la comunicación entre las computadoras de una red se lleve a cabo será necesaria la presencia de una serie de componentes, a continuación mencionaremos los elementos más importantes de Internet que hacen posible la comunicación entre ordenadores. 6

17 Ordenadores Un ordenador es una máquina programable electrónica capaz de recibir información (un conjunto de instrucciones) y ejecutarla realizando cálculos sobre los datos numéricos. Las dos características principales de un ordenador son: 1. Responde a un sistema específico de instrucciones de una manera bien definida. 2. Puede ejecutar una lista de instrucciones pregrabadas (un programa). Los ordenadores modernos son electrónicos y digitales. La maquinaria real, cables, transistores, y circuitos, se llaman hardware; las instrucciones y los datos se llaman software. Todos los ordenadores de uso general requieren los siguientes componentes de hardware: Memoria: Permite almacenar datos y programas al ordenador, por lo menos temporalmente. Dispositivo de almacenamiento masivo (mass storage device): Permite que el ordenador conserve cantidades grandes de datos permanentemente. Los discos duros son un ejemplo de dispositivo de almacenamiento masivo. Dispositivos de entrada (input devices): Generalmente teclado y ratón, el dispositivo de entrada es el conducto a través del cual los datos y las instrucciones se introducen en un ordenador. Dispositivos de salida (output devices): La pantalla de visualización, la impresora, o cualquier otro dispositivo que te deja ver el resultado de lo que ha hecho el ordenador. La unidad de proceso central (CPU): Es el cerebro del ordenador, es el componente que realmente ejecuta las instrucciones. Generalmente los ordenadores se pueden clasificar por tamaño y potencia de la siguiente forma, aunque hay un solapamiento considerable: Ordenador personal (personal computer): Un ordenador pequeño, para un sólo usuario basado en un microprocesador. Además del microprocesador, un ordenador 7

18 personal tiene un teclado para introducir datos, un monitor para mostrar la información, y un dispositivo de almacenamiento para guardar datos. Estación de trabajo (Workstation): Una computadora de gran potencia para un sólo usuario. Una estación de trabajo es como un ordenador personal, pero tiene un microprocesador más potente y un monitor de mejor calidad. Miniordenador (minicomputer): Un ordenador para varios usuarios capaz de soportar centenares de usuarios simultáneamente. Chasis (mainframe): Una computadora multiusuario de gran potencia capaz de soportar miles de usuarios simultáneamente. Superordenador (supercomputer): Un ordenador extremadamente rápido que puede realizar cientos de millones de instrucciones por segundo Enrutador Es un dispositivo hardware o software de interconexión de redes de computadoras que opera en la capa tres (nivel de red) del modelo OSI. Este dispositivo interconecta segmentos de red o redes enteras. Hace pasar paquetes de datos entre redes tomando como base la información de la capa de red. El enrutador (Router) toma decisiones lógicas con respecto a la mejor ruta para el envío de datos a través de una red interconectada y luego dirige los paquetes hacia el segmento y el puerto de salida adecuados. Sus decisiones se basan en diversos parámetros. Una de las más importantes es decidir la dirección de la red hacia la que va destinado el paquete (En el caso del protocolo IP esta sería la dirección IP). Otras decisiones son la carga de tráfico de red en las distintas interfaces de red del Router y establecer la velocidad de cada uno de ellos, dependiendo del protocolo que se utilice. 8

19 Servidor En informática, un servidor es un tipo de software que realiza ciertas tareas en nombre de los usuarios. El término servidor ahora también se utiliza para referirse al ordenador físico en el cual funciona ese software, una máquina cuyo propósito es proveer datos de modo que otras máquinas puedan utilizar esos datos. Un servidor sirve información a los ordenadores que se conecten a él. Cuando los usuarios se conectan a un servidor pueden acceder a programas, archivos y otra información del servidor. Algunos servidores manejan solamente correo o solamente archivos, mientras que otros hacen más de un trabajo, ya que un mismo ordenador puede tener diferentes programas de servidor funcionando al mismo tiempo VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN A lo largo del tiempo las velocidades de transmisión y recepción de información ha tenido grandes modificaciones, ya que en un inicio el acceso a la red era a través de la línea telefónica convencional limitando la velocidad de navegación y utilizando solo un servicio a la vez (banda estrecha). Actualmente, las conexiones por banda estrecha están siendo sustituidas por modernas conexiones de mayor ancho de banda (llamadas conexiones de banda ancha). El hecho de no tener que utilizar el espacio de frecuencias de voz hace que la capacidad pueda ser de 128 Kbps o superior. Además, las conexiones de banda ancha permiten mantener la conexión a Internet al mismo tiempo que la línea telefónica es utilizada. Las conexiones de banda ancha más populares son el ADSL y las de Cable módem. 9

20 Banda Estrecha En el mundo de las conexiones a Internet, las conexiones de banda estrecha hacen referencia a un tipo de conexión que utiliza un ancho de banda muy reducido. La conexión más típica de banda estrecha que existe es la conexión por módem telefónico (Dialup). Un módem adapta las señales informáticas producidas por la computadora a otro tipo de señal que se puede introducir por la línea telefónica; así mismo, convierte la señal que llega a través de la línea telefónica en información comprensible para el ordenador. Los módems telefónicos realizan la comunicación en el espacio de frecuencias disponible para una llamada telefónica. Ese espacio es muy reducido, lo que provoca que la velocidad de conexión no supere los 56 Kbps (kilobits por segundo). Debido a la baja velocidad que desarrollan, este tipo de conexión recibe el nombre de banda estrecha Banda Ancha Se conoce como banda ancha a la transmisión de datos en el cual se envían simultáneamente varias piezas de información, con el objeto de incrementar la velocidad de transmisión efectiva. En ingeniería de redes este término se utiliza también para los métodos en donde dos o más señales comparten un medio de transmisión. Algunas de las variantes de los servicios de línea de abonado digital (del inglés Digital Subscriber Line, DSL) son de banda ancha en el sentido de que la información se envía sobre un canal y la voz por otro canal, pero compartiendo el mismo par de cables. Es una tecnología de módems que permite que el tráfico de datos se realice a una velocidad extraordinaria a través de una línea telefónica convencional. Además se puede mantener una conversación por teléfono mientras se está navegando por Internet. Como resultado del incremento de las velocidades de transmisión es posible la implementación de un mayor número de servicios a través del Internet entre los cuales destacan los siguientes: 10

21 Correo Electrónico La ventaja del Correo Electrónico frente al correo ordinario es fundamentalmente la rapidez. El e- mail llega a su destino en pocos segundos (si la red es lenta, y como caso extremo, pueden ser horas), en lugar de tardar varios días. Es mucho más fiable que el correo ordinario: un coreo electrónico no puede "perderse": si por cualquier razón no ha llegado a su destino, se devuelve a quien lo envió con las causas que ocasionaron el error. En el correo electrónico no es necesario que los dos ordenadores (emisor y receptor) estén en funcionamiento simultáneamente. Al llegar el mensaje a su destino, si no está conectado el ordenador, el correo se almacena, como en un buzón, hasta que el ordenador se conecta y el buzón se vacía. FTP (protocolo de transferencia de archivos) Esta herramienta posibilita acceder a documentos y ficheros de un ordenador remoto, y traerlos a nuestro ordenador. Un programa, un texto, una foto,... cualquier cosa que esté en el ordenador con el que hemos conectado, mediante unos comandos, se instala en nuestro ordenador (es lo que los Internautas llaman "bajar" de la red). IRC IRC (Internet Relay Chat) es un protocolo de comunicación en tiempo real basado en texto entre varias personas simultáneamente. Se conecta con un servidor (un ordenador especializado en dar este servicio), y se elige un canal. Un canal es el lugar donde se habla de determinados problemas, según el interés de cada cual. World Wide Web World Wide Web permite acceder a toda la información y a todas las herramientas de Internet de un modo sencillo. Desde Web se puede establecer una conexión Telnet, (enlace remoto) se puede acceder a archivos vía FTP, se puede consultar el IRC, mandar un etc. 11

22 Una de las ventajas de utilizar la banda ancha es que, además de los servicios mencionados es posible incorporar el empaquetamiento de servicios y contenidos audiovisuales (voz, banda ancha y video), en el mismo canal de comunicación gracias a la utilización de protocolos de Internet y que a continuación se mencionan. 1.3 TELEVISIÓN IP La TV se ha convertido en un medio al alcance del público, ocupa un lugar relevante entre los medios de comunicación más extendidos como la prensa o la radio; hoy son millones que encienden, día tras día, sus televisores para entretenerse e informarse. La TV ha impulsado el uso de tecnologías para la distribución de señal televisiva de alta calidad, por cable (CATV), satélite (DBS) y a través IPTV o Televisión sobre el protocolo IP DEFINICIÓN DE IPTV IPTV no es un protocolo en sí mismo. El IPTV o Televisión sobre el protocolo IP, ha sido desarrollado basándose en el video-streaming. Esta tecnología transformará en un futuro próximo la televisión actual, aunque para ello son necesarias unas redes mucho más rápidas que las actuales, para poder garantizar la calidad en el servicio. A diferencia de la situación actual, el proveedor no emitirá sus contenidos esperando que el espectador se conecte, sino que los contenidos llegarán solo cuando el cliente los solicite. La clave está en la personalización del contenido para cada cliente de manera individual. Esto permite el desarrollo del Pay per view o pago por evento o el video bajo demanda. El usuario dispondrá de un aparato receptor conectado a su ordenador o a su televisión y a través de una guía podrá seleccionar los contenidos que desea ver o descargar para almacenar en el receptor y de esta manera poder visualizarlos tantas veces como desee. 12

23 La IPTV gracias a sus características permitirá almacenar los contenidos para verlos las veces que se desee, pero además permitirá realizar pausas, avanzar, retroceder etc. como si de una cinta de video o DVD se tratase REQUERIMIENTOS Para que la IPTV (televisión IP) pueda desarrollarse de una manera completa es necesario aumentar la velocidad de las conexiones actuales. Podemos diferenciar dos tipos de canal: de definición estándar SDTV o de alta definición HDTV. Para un canal del primer tipo sería necesario tener una conexión mayor a 1.5 Mbps y para un canal del segundo tipo 8 Mbps. Si tenemos varios canales distintos (por tener varios receptores de televisión por ejemplo) necesitaremos más ancho de banda. A este ancho de banda hay que sumar el necesario para la conexión a Internet ADQUISICIÓN DEL CONTENIDO El contenido se puede obtener a través de Internet de algún proveedor de contenidos o de un distribuidor de señales de televisión. Se utilizan unos dispositivos llamados codificadores para digitalizar y comprimir el video analógico obtenido. Este dispositivo llamado códec, habilita la compresión de video digital habitualmente sin pérdidas. La elección del códec tiene mucha importancia, porque determina la calidad del video final, la tasa de bits que se enviarán, la robustez ante las pérdidas de datos y errores, el retraso por transmisión etc FORMATOS DE VIDEO EMPLEADOS Los formatos empleados por IPTV más usualmente son: 1. H.261: Se utilizó para videoconferencia y video telefonía y sirve como base para otros. 2. MPEG-1: Logra calidad similar a VHS y además es compatible con todos los ordenadores y casi todos los DVD. 13

24 3. MPEG-2: Es el usado en los DVD y permite imagen a pantalla completa con buena calidad. 4. H.263: Permite bajas tasas con una calidad aceptable. Usado en especial para videoconferencia y videotelefonía. 5. MPEG-4 parte 2: Calidad mejorada respecto a MPEG MPEG-4 parte 10: También llamado H264. Es el más usado actualmente por una gran variedad de aplicaciones. 7. WMV: Se utiliza tanto para video de poca calidad a través de Internet con conexiones lentas, como para video de alta definición. Mientras que MPEG-4 está respaldado por JVT el formato WMV es un formato de compresión de video propietario de Microsoft SERVIDORES Se tratan de servidores IP basados en los sistemas operativos que permiten enviar distintos flujos de video a la vez. La red de transporte ha de ser de alta capacidad para permitir el flujo bidireccional de datos, controlar los datos de sesiones, la facturación de los clientes etc. Entre las principales funciones de los servidores se encuentran las siguientes: 1. Almacenamiento y respaldo de los contenidos 2. Gestión del video bajo demanda 3. Streaming de alta velocidad Lo más importante es la alta capacidad de transferencia para poder ofrecer buena calidad a los clientes. En la red del proveedor del servicio se usan estándares como Giga bit Ethernet. La red de acceso es el punto donde termina la red del proveedor y comienza el equipo del usuario. En esta interfaz hay un dispositivo encargado de decodificar la información para poder verla en un televisor convencional. El software se encarga de proporcionar al usuario los servicios a través de un sistema de menús en la pantalla de su televisor. Permite la interacción entre el cliente y el sistema. 14

25 1.4 TELEFONÍA IP VoIP proviene de Voice Over Internet Protocol. Como dice el término VoIP intenta permitir que la voz viaje en paquetes IP y por consecuencia a través de Internet. Voz sobre Protocolos de Internet, también llamado Voz sobre IP, VoIP, Telefonía IP, Telefonía por Internet, Telefonía Broadband y Voz sobre Broadband es el enrutamiento de conversaciones de voz sobre Internet o a través de alguna otra red basada en IP. La voz IP, por lo tanto, no es en sí mismo un servicio, sino una tecnología que permite encapsular la voz en paquetes para poder ser transportados sobre redes de datos sin necesidad de disponer de los circuitos conmutados convencionales PSTN ANTECEDENTES El servicio de telefonía en México ha tenido grandes cambios ya que sus orígenes se remontan desde los años 1878, se realizó en México la primera prueba telefónica exitosa entre la ciudad de México y la entonces remota población de Tlalpan. En 1924 se inauguró en México la primera central automática, que si bien reducía la necesidad de conectar manualmente las líneas en un tablero, conservaba el gran tamaño, alto costo y bajo rendimiento de los sistemas telefónicos de la época. En 1926, Teléfonos Ericsson inició el servicio de larga distancia, y al año siguiente la Compañía Telefónica y Telegráfica de México inauguró el servicio de larga distancia a Estados Unidos y Canadá. La empresa Telefónica y Telegráfica Mexicana, S.A., el 29 de septiembre de 1927, enlazó la primera conferencia telefónica entre México y Estados Unidos. El 14 de mayo de 1963 se llevó a cabo la primera transmisión televisiva desde Cabo Cañaveral, E.U., hacia México, con la intención de cubrir el lanzamiento al espacio del astronauta estadounidense Gordon Cooper. Telmex transmitió el acontecimiento a través del sistema de 15

26 microondas, entonces equipado con dos canales, uno de operación y otro de reserva con 21 estaciones repetidoras. El acontecimiento más importante de 1968 fue la transmisión de los Juegos Olímpicos, ya que para ello se debió instalar una red subterránea con una longitud de 284 Km. de ductos, Km. de conductores y teléfonos en cables y el primer cableado coaxial en el mundo para tróncales urbanos. La telefonía digital sustituyó y perfeccionó el sistema analógico a través de la codificación de la voz en forma binaria, esto se logró gracias a la computación que permitía el uso de la información con rapidez. Durante la IX Reunión Anual de Planeación Corporativa de Teléfonos de México, el 26 de septiembre de 1988, en San Juan del Río, Qro., se llevó a cabo la primera videoconferencia telefónica entre funcionarios de Telmex y del Banco Nacional de México. Se puso en servicio la central de Red Digital de Servicios Integrados (RDSI), el cual permite que los usuarios utilicen en forma simultánea una solo línea telefónica digital y transmitir los servicios de voz, datos y vídeo. Uno de los primeros desarrollos IP que vieron la luz del día (en marzo de 1997) fue el de la compañía MCI, de los Estados Unidos: un proyecto de 100 millones de dólares llamado VAULT. Esta nueva arquitectura de red permite interconectar y combinar las redes tradicionales de telefonía con redes de datos. El sistema "empaqueta" las conversaciones (es decir, las transforma en bloques de información manejables por una red de datos) y las envía vía Internet. MCI está utilizando la tecnología de VAULT en sus call centers de atención al usuario: el cliente puede hablar con un agente (a través de su PC) y recibir información de su billing simultáneamente, incluso hasta modificar su perfil de cliente en las bases de datos, utilizando sólo la Web. 16

27 Por su parte, la australiana Telstra anunció, en enero 2002 pruebas públicas para comunicar Sídney y Londres mediante un servicio teléfono a teléfono. En este caso, la red Internet es el vínculo, pero tanto en el origen como en el destino existen Gateway (dispositivos de conversión) que se encargan de llevar la información desde la red de telefonía a la Internet, y viceversa. La solución está basada en tecnología IP. A fines del año 2000 había 300 millones de usuarios de Internet y 200 millones de computadoras de la red. Y en el 2005 la red tenía el mismo tamaño que el sistema telefónico de hoy. 17

28 CAPÍTULO II: LA EVOLUCIÓN DE LAS COMUNICACIONES La necesidad de comunicación del hombre lo ha llevado a buscar diversas maneras para poder lograrlo. Probablemente el siglo XX pase a la historia como aquel que permitió grandes avances en materia de investigación atómica, científica, médica, tecnológica, etc. En la actualidad resulta muy común escuchar términos como e- mail o correo electrónico, chat o conversación en línea como los principales medios de comunicación, pero no debemos olvidar que es gracias a tantos los avances científicos y tecnológicos que se han logrado, que hemos pasado de la comunicación a base de señales gestuales en un principio hasta lo que hoy en día conocemos como la maravilla de comunicación denominada Internet. 2.1 INTERNET Resulta complicado definir Internet debido a sus múltiples factores y funciones, y a los distintos conceptos que se tienen de él. Incluso podríamos afirmar que existen tantas definiciones de Internet como usuarios existan en la red. Sin embargo, describiremos algunas definiciones para después complementarlas y elaborar una sintesis. En cuanto al origen de la palabra <<Internet>>, tenemos que es una apócope de Interwork System (Sistema e Intercomunicación de redes). Para algunos técnicos, sin embargo, el término <<Internet>> es una contracción de Internacional NET. Según el doctor Víctor Rojas Amando, <<Internet es un sistema maestro de diversas redes de comunicación que cumple dos funciones básicas: medio de comunicación y medio de información >>. 18

29 Por su naturaleza descriptiva podemos definir qué: Internet es la red de computadoras más extendida del planeta, que conecta y comunica millones de personas. Su estructura técnica se basa en millones de computadoras que ofrecen todo tipo de información. Estas computadoras, encendidas las 24 horas, se llaman servidores y están interconectadas entre sí en todo el mundo a través de diferentes mecanismos de líneas dedicadas, sin importar que tipo de computadoras son y que, para comunicarse utilizan el protocolo TCP/IP. Teniendo en cuenta estas definiciones, podemos concluir que: Internet es un sistema de comunicación compuesto por un conjunto de computadoras-servidores. Estas se encuentran interconectadas e interactúan dentro de un medio llamado red, mediante el empleo de un protocolo común, al cual tienen acceso otras computadoras llamadas usuarios. Ofrece una serie de aplicaciones que permite a los usuarios comunicarse y tener acceso a todo tipo de información. Por lo anterior, Internet cuenta con las siguientes características: Sistema de Comunicación Tiene por objeto la comunicación y el acceso a la información. Está formado por un conjunto de computadoras que se relacionan entre sí de acuerdo con protocolos establecidos. En otras palabras, existe una lógica y un orden en el funcionamiento de Internet. Esta lógica, como se ha mencionado, está incorporada en el protocolo TCP/IP. Medio de tecnología subyacente La existencia y el funcionamiento de Internet están en íntima relación con otros medios tecnológicos. Se trata del Software y el Hardware necesarios para la efectiva conexión a la red. Red abierta Internet es un medio de comunicación, una red a la cual tienen acceso las personas que tengan los medios tecnológicos adecuados (software y hardware). Se trata de un medio de comunicación de libre acceso, abierto y público; no es un medio cerrado. 19

30 Sistema estandarizado Puesto que se trata de una red abierta de comunicaciones e información, Internet requiere de protocolos, tecnologías y lenguajes comunes para un funcionamiento eficiente. En cuanto a los protocolos, como se ha señalado, el más usado es TCP/IP. La tecnología, es decir el software y el hardware, es múltiple y cambiante. Sin lugar a dudas definir Internet no es una tarea sencilla, la definición estará en función de los diferentes puntos de vista de cada usuario de este, lo que sí podemos definir de una manera más apropiada son las diferentes aplicaciones con las que cuenta y que son las que hacen del uso de Internet una herramienta muy poderosa. A continuación describiremos algunas de las aplicaciones más importantes de Internet. 2.2 APLICACIONES DE INTERNET Como hemos indicado, Internet permite la comunicación y el acceso a la información mediante diversas funciones, llamadas aplicaciones. Las más comunes y las más utilizadas son las siguientes. World Wide Web (WWW) Es la aplicación más utilizada de Internet. Es un sistema de información en línea, basado en los enlaces de hipertexto (las páginas web están entrelazadas por medio de palabras o imágenes que permiten acceder a otros documentos. Estos enlaces integran una gama de información de diversas categorías, que puede contener desde un simple texto hasta imágenes, video, sonidos, etc. El funcionamiento de la World Wide Web está vinculado estrechamente al uso de páginas web y del hipertexto. Páginas web. Son lugares donde se visualiza la información. Han sido diseñados de una forma accesible, para que el usuario pueda leer su contenido fácilmente. Están instaladas en servidores web, que son computadoras conectadas directamente a Internet y que permiten a los usuarios acceder a una gama de recursos. 20

31 HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Es el protocolo de transferencia de hipertexto, utilizado por la World Wide Web. El HTTP define la manera en que los mensajes son enviados y reciben un formato, y qué acciones deben tomar los servidores web o los navegadores en respuesta a los comandos. Los documentos de hipertexto se pueden encontrar enlazados mediante palabras o símbolos. Cuando en el texto aparece una nueva palabra o un nuevo concepto, el hipertexto hace posible dirigirse a un documento que ofrezca más detalles sobre el tema. Suele aparecer señalado con un subrayado o con un color azul. Al colocar sobre él el apuntador del mouse se activa un cambio. Navegadores Para tener acceso a las páginas web es necesario contar con un software que permita facilitar este trabajo. Se trata de los navegadores (browsers). Los más utilizados son Netscape Navigator e Internet Explorer. Además, mediante los navegadores se puede acceder a otros servicios, como correo electrónico o listas de interés. Se les conoce también como puntos de inicio (start points); es decir, un conjunto de enlaces que nos ubican en determinados temas. Portales o Buscadores Los portales son una especie de motores de búsqueda, pero contienen información específica para usuarios determinados. En otras palabras, enfocan su contenido a regiones o países, o bien clasifican a sus usuarios por profesiones o gustos. El aumento de la información en Internet es una de las razones de su surgimiento, y la comercialización regional ha permitido su incorporación. Correo Electrónico ( ) El correo electrónico o (abreviatura de electronic mail) es una de las aplicaciones más utilizadas e importantes de Internet. Se usa como un valioso recurso de comunicación, por medio del cual cada día millones de mensajes son enviados a algún lugar del mundo y llegan a su destino en segundos o minutos en casos extremos. El correo electrónico se utiliza para transferir en forma sencilla y económica todo tipo de información, como textos, gráficos, videos, sonido, software, etc. Incluso se puede enviar archivos anexos (attachments). Basta con conocer la dirección electrónica del destinatario. 21

32 Para usarlo es necesario estar conectado a Internet y contar con un programa de administración de correo, como Outlook de Microsoft. Otra alternativa es tener una cuenta de correo en un servidor destinado para ello, como Hotmail, Yupi o Yahoo. Estos últimos se pueden utilizar en forma gratuita. El fue concebido para que tuviera el mayor parecido posible con el correo convencional o postal, a fin de que se pudiera usar con la misma facilidad pero con un importante ahorro de tiempo. El usuario debe contar con una dirección personal para recibir la correspondencia. Esta dirección electrónica permite que los mensajes lleguen a su destino sin importar el lugar donde se encuentre el usuario. Entre sus ventajas están la rapidez en el envío y en la recepción de mensajes, la comodidad de poder verificar la correspondencia electrónica en cualquier momento y el ahorro que implica, tanto en tiempo como en estampillas postales, papel, etc. Además, se puede mandar un mismo mensaje a varios destinatarios a la vez e incluso confirmar si lo han recibido. Telnet Este servicio permite acceder a una computadora en forma remota, de manera que el usuario pueda controlarla aunque este a kilómetros de distancia. Para usar Telnet es necesario contar con la autorización de la computadora, ya que está protegida por claves de acceso y sistemas de seguridad para evitar accesos no autorizados. Actualmente este servicio es utilizado principalmente por los administradores de redes, quienes ingresan en forma remota a los servidores que tienen a su cargo para realizar cambios sin necesidad de estar físicamente cerca. FTP (Protocolo de Transferencia de Archivos) El protocolo de transferencia de archivos (File Transfer Protocol por sus siglas en ingles), es una versión reducida de Telnet. Sirve para transferir archivos de una computadora a otra, de una manera rápida y eficaz. Por lo general se utiliza para actualizar las páginas web instaladas en servidores de uso público y que, mediante una clave de autorización, permiten al usuario enviar actualizaciones de la información que contiene el sitio, como archivos, datos e imágenes, entre otros. 22

33 Videoconferencia Se trata de un sistema que permite mantener comunicaciones con imagen y sonido en tiempo real entre dos o más personas que se encuentran en lugares distintos. Los interlocutores pueden verse y hablarse como si se encontraran en la misma sala de reuniones. Esta utilidad hace posible, entre otras cosas, intercambiar datos, información, gráficos o diapositivas etc. IRC (Internet Relay Chat o Charla Mantenida por Internet) Mediante este servicio se pueden mantener conversaciones interactivas de forma textual mediante el teclado del ordenador, escribiendo al mismo tiempo sin que los mensajes de un ordenador a otro se mezclen. También se puede utilizar como una vía para transferir ficheros directamente. El acceso a este servicio puede realizarse mediante un cliente específico o bien mediante el navegador, en los denominados Web chats. Para utilizar el servicio, el usuario se conecta a un servidor de IRC, dentro del cual encontrará canales a los cuales acceder, cuyo tema, en un principio, está especializado en alguna materia. Cuando el usuario accede debe elegir un Nickname que le identificará en la conversación. Estas aplicaciones se han popularizado tremendamente en los últimos años. Quizás el servicio más conocido en esta categoría es el Instant Messenger (aunque existen otros similares, como el ofrecido por Yahoo), ofrecido por Hotmail y usado en combinación con el servicio de correo electrónico ofrecido en este sitio web. Esta aplicación permite hablar en tiempo real, da a conocer la dirección de correo electrónico e identifica si está conectado o no, siempre y cuando sea también usuario de esta misma aplicación. Sin lugar a dudas, la funcionalidad de las aplicaciones de Internet ha hecho de este la herramienta de comunicación más importante en la actualidad, y ha crecido de tal manera que es capaz de soportar servicios que anteriormente sólo eran proporcionados por tecnologías separadas (Voz IP y Video IP) y que ahora pueden ser utilizadas bajo los protocolos de internet como el IP. El surgimiento de nuevas tecnologías y la gran cantidad de información que los medios de comunicación son capaces de transmitir hoy en día han facilitado la incorporación de nuevas aplicaciones como lo son la Voz IP y el Video IP, aplicaciones que en conjunto con la transmisión de datos hacen de Internet la herramienta de comunicación más eficaz y eficiente de la actualidad. 23

34 2.3 VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN Es indudable que el surgimiento de nuevas y mejores tecnologías en la comunicación facilita el intercambio de información entre los diferentes usuarios con acceso a Internet, no obstante esto no podría llevarse a cabo si los medios de transmisión (Cable coaxial, Par trenzado, Fibra Óptica, Microondas, etc.) no tuvieran la capacidad de transmitir grandes volúmenes de información. Es por ello que en esta sección abordaremos los diferentes tipos de medios de transmisión que existen, y la ventaja en la utilización de cada uno de ellos. Red Telefónica Conmutada (RTC) La Red Telefónica Conmutada (RTC) también llamada Red Telefónica Básica (RTB) es la red original y habitual (analógica). Por ella circula habitualmente las vibraciones de la voz, las cuales son traducidas en impulsos eléctricos que se transmiten a través de dos hilos de cobre. A este tipo de comunicación se denomina analógica. La señal del ordenador, que es digital, se convierte en analógica a través del módem y se transmite por la línea telefónica. Es la red de menor velocidad y calidad. La conexión se establece mediante una llamada telefónica al número que le asigne su proveedor de internet. Este proceso tiene una duración mínima de 20 segundos. Puesto que este tiempo es largo, se recomienda que la programación de desconexión automática no sea inferior a 2 minutos. Su costo es el de una llamada local, aunque también hay números especiales con tarifa propia. Para acceder a la Red sólo necesitaremos una línea de teléfono y un módem, ya sea interno o externo. La conexión en la actualidad tiene una velocidad de 56 kbits por segundo y se realiza directamente desde un PC o en los centros escolares a través de router o proxy. 24

35 Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) envía la información codificada digitalmente, por ello necesita un adaptador de red, módem o tarjeta RDSI que adecúa la velocidad entre el PC y la línea. Para disponer de RDSI hay que hablar con un operador de telecomunicaciones para que instale esta conexión especial que, lógicamente, es más cara pero que permite una velocidad de conexión digital a 64 kbit/s en ambos sentidos. El aspecto de una tarjeta interna RDSI es muy parecido a un módem interno para RTC. Figura Tarjeta Interna RDSI La RDSI integra multitud de servicios, tanto transmisión de voz, como de datos, en un único acceso de usuario que permite la comunicación digital entre las terminales conectadas a ella (teléfono, fax, ordenador, etc.) Sus principales características son: Conectividad digital punto a punto. Conmutación de circuitos a 64 kbits/s. Uso de vías separadas para la señalización y para la transferencia de información (canal adicional a los canales de datos). La conexión RDSI divide la línea telefónica en tres canales: dos B o portadores, por los que circula la información a la velocidad de 64 Kbps, y un canal D, de 16 Kbps, que sirve para gestionar la conexión. Se pueden utilizar los dos canales B de manera independiente (es posible hablar por teléfono por uno de ellos y navegar por Internet simultáneamente), o bien utilizarlos de manera conjunta, lo que proporciona una velocidad de transmisión de 128 Kbps. Así pues, una conexión que utilice los dos canales (p.e. videoconferencia) supondrá la realización de dos llamadas telefónicas. 25

36 Línea de Abonado Digital Asimétrica (ADSL) ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line por sus siglas en inglés, ó Línea de Abonado Digital Asimétrica) es una tecnología que, basada en el par de cobre de la línea telefónica normal, la convierte en una línea de alta velocidad. Permite transmitir simultáneamente voz y datos a través de la misma línea telefónica. En el servicio ADSL el envío y recepción de los datos se establece desde el ordenador del usuario a través de un módem ADSL. Estos datos pasan por un filtro (splitter), que permite la utilización simultánea del servicio telefónico básico (RTC) y del servicio ADSL. Es decir, el usuario puede hablar por teléfono a la vez que está navegando por Internet, para ello se establecen tres canales independientes sobre la línea telefónica estándar: Dos canales de alta velocidad (uno de recepción de datos y otro de envío de datos). Un tercer canal para la comunicación normal de voz (servicio telefónico básico). Figura Frecuencias de transmisión en ADSL Los dos canales de datos son asimétricos, es decir, no tienen la misma velocidad de transmisión de datos. El canal de recepción de datos tiene mayor velocidad que el canal de envío de datos. 26

37 Esta asimetría, característica de ADSL, permite alcanzar mayores velocidades en el sentido red - usuario, lo cual se adapta perfectamente a los servicios de acceso a información en los que normalmente, el volumen de información recibido es mucho mayor que el enviado. ADSL permite velocidades de hasta 8 Mbps en el sentido red-usuario y de hasta 1 Mbps en el sentido usuario-red. La velocidad de transmisión también depende de la distancia del módem a la centralita, de forma que si la distancia es mayor de 3 Kilómetros se pierde parte de la calidad y la tasa de transferencia empieza a bajar. Figura Esquema de conexión ADSL. Cable Normalmente se utiliza el cable coaxial que también es capaz de conseguir tasas elevadas de transmisión pero utilizando una tecnología completamente distinta. En lugar de establecer una conexión directa, o punto a punto, con el proveedor de acceso, se utilizan conexiones multipunto, en las cuales muchos usuarios comparten el mismo cable. 27

38 Las principales consecuencias del uso de esta tecnología son: Cada nodo (punto de conexión a la Red) puede dar servicio a entre 500 y 2000 usuarios. Para conseguir una calidad óptima de conexión la distancia entre el nodo y el usuario no puede superar los 500 metros. No se pueden utilizar los cables de las líneas telefónicas tradicionales para realizar la conexión, siendo necesario que el cable coaxial alcance físicamente el lugar desde el que se conecta el usuario. La conexión es compartida, por lo que a medida que aumenta el número de usuarios conectados al mismo nodo, se reduce la tasa de transferencia de cada uno de ellos. Esta tecnología puede proporcionar una tasa de 30 Mbps de bajada como máximo, pero los módems normalmente están fabricados con una capacidad de bajada de 10 Mbps y 2 Mbps de subida. De cualquier forma, los operadores de cable normalmente limitan las tasas máximas para cada usuario a niveles muy inferiores a estos, sobre todo en la dirección de subida. La velocidad de navegación, los costos en comparación con otras tecnologías y la infraestructura, con la que la mayoría de los usuarios de Internet cuentan, hacen que el uso de la tecnología DSL y sus variantes resulten la mejor opción con la que se cuenta para obtener el servicio de banda ancha y de esta forma, se pueden implementar los servicios adicionales de Voz y Video bajo los protocolos de transmisión de datos de Internet. Por lo anterior, la banda ancha es uno de los aspectos más importantes en el desarrollo de las nuevas tecnologías por el hecho de ser ésta, la responsable de soportar la transmisión de grandes cantidades de información. A continuación, se presentan las ventajas del uso de la Banda Ancha y su aplicación en la implementación del servicio de Triple Play. 28