TEL029 AVANCES DE LA TRANSMISION DE DATOS EN LA PROVINCIA LAS TUNAS

TEL029 AVANCES DE LA TRANSMISION DE DATOS EN LA PROVINCIA LAS TUNAS MsC. Ing. Elio R. Ávila Rodríguez *. Ing. Elio A. Medina Matamoros **. Ing. Loinel Lozada Fonseca ***. Filial Datos, Gerencia Territorial de ETECSA Las Tunas, Cuba. Email: * eavila@ltu.etecsa.cu, ** medina@ltu.etecsa.cu, lozada@enet.cu. RESUMEN: La Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. (ETECSA) viene desarrollando un amplio programa de inversiones a lo largo de todo el país, con el fin de garantizar el soporte tecnológico necesario para los programas de informatización de la sociedad cubana, enmarcados en la actual Batalla de Ideas que libra el país. Para ello, requiere incorporar tecnologías contemporáneas que le permita brindar soluciones económicas y a la medida, que aprovechen la tecnología existente, y a su vez, que posibiliten una migración gradual hacia las tecnologías de punta, como son las Redes de Nueva Generación (NGN), que integren la voz, los datos y el video (comúnmente llamado triple play de los servicios). En este contexto, se estudian, prueban e introducen un grupo de tecnologías con amplio despliegue y crecimiento a escala mundial, como son: xdsl, WiMAX y PLC. La primera de éstas (xdsl), ha experimentado el mayor crecimiento y constituye una variante factible de implementar en nuestro país, dado el posible aprovechamiento de la planta exterior (pares de cobre) y la red de transporte (backbone ATM/Frame Relay) que actualmente existen y su convergencia al futuro backbone IP/MPLS. El presente artículo recoge los resultados de su implementación en la provincia de Las Tunas en el área de transmisión de datos desde su introducción hasta la fecha, mostrados a partir de la estructura topológica de su red de acceso, el crecimiento obtenido, las tecnologías, equipos, escenarios utilizados y así como una solución práctica de extensión de enlaces Frame Relay a través de PCM Alcatel, aplicada a clientes puntuales de localidades alejadas de los puntos de presencia, que aprovecha la interoperatividad de la tecnología SHDSL (combinación de equipos de las firmas Telindus, Alcatel y RAD), que pueden resultar de interés y utilidad para los profesionales de esta rama. La disponibilidad de la tecnología xdsl en esta provincia ha beneficiado a un gran número de empresas e instituciones del estado. 1.- INTRODUCCIÓN La actual Batalla de Ideas que libra nuestro país abarca todos los sectores de su vida política, económica, social y cultural. Por ello, las Nuevas Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones no se quedan al margen de esta efervescencia y se reafirman como importante elemento entre los esfuerzos por garantizar los medios y recursos imprescindibles para su exitoso desarrollo. Dentro del Programa de Informatización de la Sociedad que lleva a cabo el país, la conectividad social juega un rol estratégico. La misma constituye el soporte tecnológico capaz de garantizar la interconexión de las redes de datos de instituciones del estado, gobierno, etc., tales como: Joven Club, escuelas, hospitales y otras instituciones de la 1

salud, organizaciones de masas, instalaciones culturales y muchas otras. De esta forma se aprovechan las ventajas de la navegación por Internet, el correo electrónico, la transferencia de información en soporte digital, entre otras, que la misma introduce. Por lo anterior, la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. (ETECSA) desarrolla un amplio programa de inversiones en este sentido, dentro del cual se potencia la utilización de la tecnología xdsl en el país, concebida como parte de las tecnologías de acceso que se integrarán en un futuro backbone IP/MPLS de alcance nacional [1]. Línea Digital al Suscriptor o xdsl (Digital Subscriber Line) es una familia de tecnologías de transmisión de datos a alta velocidad por pares de cobre, que interconecta al usuario final con un nodo de red. La x es la letra o acrónimo que los diferencia. Es decir, son soluciones de última milla, cuya principal ventaja radica en que utilizan técnicas de modulación modernas, ayudadas por los avances en el procesamiento digital de señales, para lograr transmitir a altas velocidades sobre el lazo de abonado local, reduciendo así los costos y tiempos de instalación [2]. Esto convierte a xdsl en una tecnología muy utilizada a nivel mundial, con un crecimiento que si bien superaba los 85.3 millones de líneas en el segundo trimestre del 2004 [3], ya a finales del 2005 sobrepasaba los 117 millones de usuarios de banda ancha con esta tecnología. Durante la primera mitad del 2005, de los 24,5 millones de nuevas conexiones a banda ancha 17,7 fueron xdsl [4]. En la Figura 1 se aprecia la popularidad alcanzada por esta tecnología en los últimos años, donde la ADSL muestra un marcado predominio [5]. Figura 1. Tipo de tecnología de banda ancha a nivel mundial (diciembre 2005). xdsl puede ser simétrico o asimétrico. Simétrico indica que la velocidad hacia y desde el usuario es la misma, es decir, es necesario que el ancho de banda se reparta simétricamente en ambas direcciones para acomodar el flujo de datos. Este es el caso del HDSL, muy utilizado en interconexión de redes LAN y redes telefónicas en Cuba y que son capaces de transportar un flujo de 2 Mbps [2]. Asimétrico se refiere a que el suscriptor recibe datos a una velocidad muy alta (denominado downstream, va de la central al cliente alcanzando velocidades hasta 8 Mbps) y transmite a una velocidad más baja (llamado upstream, va del cliente a la central y alcanza velocidades en el entorno de 1 Mbps). Esto se realiza con el fin de aprovechar el ancho de banda en el sentido en que más se necesita. Es decir, ADSL está orientado a usuarios que reciben mucha más información de la que generan. Este es el caso de los usuarios con navegación en la Intranet Nacional e Internet. La diferencia más atractiva entre la técnica de modulación ADSL y las usadas por los módems en banda vocal (V.32 a V.90) es que éstos últimos sólo transmiten en la banda de frecuencias usada en telefonía (300 Hz a 3.400 Hz), mientras que los módems ADSL operan en un margen de frecuencias mucho más amplio que va desde los 24 KHz hasta los 1.104 KHz, aproximadamente. Esto permite la transmisión simultánea y sin interferencia de voz y datos a altas velocidades por el mismo par de cobre [6], [7]. 2

Para separar las señales de baja frecuencia (telefonía) de las de alta frecuencia (ADSL) se requiere colocar, tanto en el extremo del cliente como en el de la central, un dispositivo denominado "splitter". Este dispositivo no es más que un conjunto de dos filtros: uno pasa bajo y otro pasa alto [6], [7]. Tradicionalmente la tecnología xdsl utiliza como soporte el protocolo ATM, aun cuando el servicio final generalmente se relaciona con las aplicaciones IP. Esto es debido principalmente a la fiabilidad y calidad de servicio (QoS) que garantiza ATM de extremo a extremo [8]. En este caso el tráfico se monta sobre ATM antes de entregarlo a la red de transmisión. Por otra parte, si en un enlace xdsl se usa este tipo de protocolo, se pueden definir varios Circuitos Virtuales Permanentes (PVCs) ATM sobre el enlace xdsl. De este modo, sobre una conexión física se pueden definir múltiples conexiones lógicas, cada una de ellas dedicadas a un servicio diferente. Por ello, ATM sobre un enlace xdsl brinda gran potencialidad a este tipo de acceso, al añadir flexibilidad para múltiples servicios a un gran ancho de banda. La tendencia contemporánea de xdsl es un marcado interés por simplificar el proceso, eliminando las conversiones necesarias sobre ATM a partir de un backbone IP [9]. El éxito alcanzado por ADSL ha hecho posible su utilización para ofrecer líneas de voz múltiples y para un mayor número de servicios dirigidos a mercados específicos. Esto se ha logrado principalmente por el gran ancho de banda intrínseco de ADSL, así como por los resultados obtenidos en la compresión de la voz, la cancelación de eco y las Figura 2. Arquitectura de VoDSL. tecnologías de procesamiento de señales digitales. Las técnicas empleadas para transportar voz y datos de manera integrada sobre DSL, ya sea ADSL o SHDSL, se conocen como Voz sobre DSL (VoDSL). VoDSL requiere de un equipamiento adicional para el manejo de los requerimientos de los servicios de voz. En la Figura 2 se muestran todos los componentes de VoDSL, en la que se asume que el transporte de voz se realiza utilizando AAL2/ATM [8]. Con el fin de satisfacer la demanda actual de conectividad social que requiere el país, desde el 2004 ETECSA se suma a la tendencia internacional del uso de la tecnología xdsl al concebir la conexión tanto de DSLAMs (Multiplexores de Acceso DSL) de la firma Alcatel, como de CN4 de la firma Telindus en los distintos municipios del país, soportados éstos primeramente sobre su ampliado backbone ATM/Frame Relay, que garantiza una robusta infraestructura de transporte. Actualmente se trabaja en la instalación de DSLAMs soportados totalmente sobre IP. 3

De esta forma se han extendido los puntos de presencia de su red de acceso para la transmisión de datos a todos los municipios del país [10]. Para la última milla del par de cobre del usuario se ha decidido la utilización de Equipos Terminales de Datos (DTE) SHDSL y ADSL de varios fabricantes, los que se tratarán brevemente más adelante. El presente artículo se estructura de la siguiente forma: luego de esta necesaria introducción, se muestra el esquema topológico de la red pública de datos de ETECSA en Las Tunas y se hace un análisis comparativo del crecimiento experimentado desde el 2000 hasta la fecha. Seguidamente se comenta sobre los DTE de tecnología xdsl empleados para el programa de conectividad social y sus escenarios típicos de instalación. Posteriormente se describe una de las soluciones prácticas con este equipamiento, que aprovecha la interoperatividad de la tecnología SHDSL y emplea la combinación de equipos de las firmas Telindus, Alcatel y RAD. Finalmente se recogen las conclusiones y las referencias bibliográficas. 2.- RED PÚBLICA DE DATOS DE ETECSA EN LAS TUNAS Desde el segundo semestre del año 2005 la Unidad de Negocios Datos de la Gerencia de ETECSA en Las Tunas viene enfrascada en la consecución de su principal objetivo estratégico: la extensión de los puntos de presencia a todos sus municipios, garantizando de esta forma la infraestructura tecnológica para acometer el ambicioso programa de conectividad social que desarrolla el país y la ocupación gradual de las puertas disponibles con los enlaces comprendidos en esta etapa primaria del proyecto. Lo anterior se constata al comparar cómo de los dos puntos de presencia existentes a inicios del 2004, que eran los nodos Newbridge 3600 y 3630 instalados en la cabecera provincial y el municipio Puerto Padre, respectivamente, hoy cuentan con DSLAM y/o CN4 todos los municipios de la provincia. Figura 3. Esquema topológico de la red pública de datos de ETECSA en Las Tunas. 4

En la Figura 3 se muestra el esquema topológico de la situación actual de la red pública de datos de ETECSA en Las Tunas. Tipo de servicio 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Pto. a Pto. 7 23 10 17 47 9 1 X25 0 0 0 4 3 0 0 X28 1 2 0 0 0 0 0 IP 0 0 0 7 0 0 0 ATM/FR 2 7 9 12 13 37 130 Flujo Satelital 0 0 0 0 1 0 1 Total en cada Año 10 32 19 40 64 46 132 Total por Años 10 42 61 101 165 211 380 Tabla 1. Incremento de los servicios de datos en ETECSA Las Tunas desde el año 2000 hasta la fecha. Por su parte, la Tabla 1 recoge el incremento gradual que han experimentado los servicios de transmisión de datos de ETECSA Las Tunas desde el año 2000 hasta el momento de elaboración de este artículo. En la misma se puede apreciar cómo en el 2005 y el 2006 los servicios ATM/Frame Relay ocupan el mayor incremento, hecho dado por las inversiones que se desarrollan en este sector ya comentadas anteriormente. Se observa además cómo hasta el mes de octubre de 2006 el incremento en este tipo de servicio supera con creces al que tuvo lugar en todo el período anterior, cifra que está en constante aumento. 3.- EQUIPAMIENTO UTILIZADO Y ESCENARIOS TÍPICOS DE INSTALACIÓN En la Figura 4 se muestran los escenarios típicos de instalación, utilizando tanto los DSLAM como los CN4. Los primeros soportados sobre la red ATM y los segundos sobre la red Frame Relay. Con ellos se garantiza una poderosa estructura que satisface la actual demanda de conectividad social, ya sea orientada a los servicios de navegación que oferta ETECSA a través de su Proveedor de Servicios de Internet (ISP) representados por Infocom, como a Redes de Área Amplia (WAN) de ministerios e instituciones del estado. Para el extremo final del cliente se cuenta con una variada gama de Equipos Terminales de Datos (DTE) que poseen interfaces estándares Ethernet y/o V35, los cuales completan de esta forma el equipamiento necesario para cubrir las necesidades actuales. Con aquellos provistos de Ethernet es posible conformar soluciones que se conectan directamente a sus Redes de Área Local (LAN), mientras que los que poseen V35 facilitan la conexión tanto a routers propiedad de los clientes que cuenten con este tipo de interfase, como a diversos equipos de transmisión, siendo este el caso de la utilización de canales a través de Multiplexores por División en Tiempo (TDM), conformando estructuras varias. 5

Dentro de estos equipos, los módems-routers Telindus 1421 son uno de los más empleados por su compatibilidad tanto con los DSLAM como con los CN4 empleando tecnología SHDSL, así como por soportar variados protocolos de enlace (de capa 2), como lo son: ATM, FR, PPP y HDLC. Esto los hace muy flexibles (aunque disponen solo de interfase Ethernet), al poder concebir soluciones muy diversas. Otros muy utilizados son los RAD LA-110, los cuales se conectan con los DSLAM (protocolo de enlace ATM), de ellos existen 2 modelos, uno que posee los dos tipos de interfase ya mencionadas (Ethernet y V35) y el otro solo Ethernet, lo que aumenta su espectro de aplicación. Un caso similar resultan los Telindus 1431, los que cuentan por defecto con interfase Ethernet y tienen la posibilidad de incorporar varios tipos de módulos, como es el caso de V35 y G703. Como opciones alternativas se tienen los módems Telindus SHDSL para los CN4, que Figura 4. Equipamiento utilizado y escenarios típicos de instalación. 6

admiten interfase modular V35, y los SpeedTouch 960s para los DSLAM, estos últimos cuentan con Ethernet, pero solo es posible configurarla en modo Bridge. Para el caso de la tecnología ADSL se cuenta con los SpeedTouch 530v5 y 530v6, los cuales terminan en interfase Ethernet. Esta variante es una solución a la demanda insatisfecha de facilidades de planta exterior (entiéndase disponibilidades insuficientes de asignación de pares telefónicos), por su posibilidad de transmitir voz y datos por un mismo par de cobre. La tendencia actual de la conectividad social concibe redes con una estructura topológica en estrella. Estas cuentan típicamente con una puerta principal en la cabecera provincial configurada con varios Circuitos Virtuales Permanentes (PVCs). Por lo general se conecta aquel PVC de mayor ancho de banda contra la representación en La Habana o al ISP de ETECSA (por ser este el de mayor tráfico, debido a que soporta el generado desde y hacia toda la provincia), mientras que el resto de los PVCs se conectan con sus sedes municipales. Una de las posibles variantes para garantizar lo anterior es la definición de una estructura para la red provincial con direcciones privadas clase C, como se muestra en la Figura 5, la que ha sido escogida en nuestro caso por su sencillez, facilidad de implementación y posibilidades de estandarización. Ante la limitación de los DSLAM Alcatel con que contamos a 16 PVCs posibles de configurar por puerta, la variante anterior no ha sido la única de las empleadas. En aquellos casos en que el número de PVCs excede esa cifra se ha requerido la implementación de otras estructuras, como es el caso de redes estrella-estrella con enlaces redundantes aplicado a los Joven Club y Sindicatos de la CTC. Figura 5. Ejemplo de direccionamiento. 7

4.- EJEMPLO DE APLICACIÓN QUE UTILIZA TECNOLOGÍA SHDSL La Figura 6 ilustra una de las soluciones prácticas que aprovechan las potencialidades de los equipos y tecnologías SHDSL con que contamos. Esta se aplica a clientes puntuales alejados de los puntos de presencia, los que por su importancia y connotación social requieren del servicio de transmisión de datos y existe soporte de transmisión hasta sus localidades. Figura 6. Extensión de enlace Frame Relay con tecnología SHDSL. La solución consiste en la extensión de un enlace Frame Relay hasta un punto alejado del nodo al que se interconecta. Para ello se utiliza primeramente SHDSL entre uno de los 4 módems de una QUAD, ubicada en un CN4 del nodo de transmisión de datos, y un módem Telindus SHDSL ubicado en el local del CMT. La velocidad mínima posible a implementar es de 192 Kbps, teniendo en cuenta que los módem Telindus SHDSL admiten velocidades de línea desde 192 Kbps hasta 2.3 Mbps, configurada en fracciones de 64 Kbps (N x 64 Kbps, con N=1 36). Posteriormente se inserta a un canal de transmisión por un PCM Alcatel utilizando tarjetas Nx64, que se encuentra sincronizado al reloj de la red. El canal se configura con la opción V35 como lazo transparente y requiere la correspondencia del número de ranuras de tiempo definidas con la velocidad del enlace Frame Relay. Finalmente se emplea la tecnología SHDSL desde el CMT del extremo remoto hasta el local del cliente, a partir de la combinación de los equipos Telindus 1431 RAD LA-110. Al estar soportado este último enlace sobre ATM, en el 1431 se realiza la traslación de Frame Relay a ATM y viceversa (service interworking). 7.- CONCLUSIONES En el trabajo se muestran los avances que en materia de transmisión de datos se han logrado en la provincia de Las Tunas desde el segundo semestre del pasado año hasta la fecha. Del mismo podemos extraer las siguientes conclusiones: 1. La introducción de la tecnología de acceso xdsl en nuestra provincia aprovecha convenientemente los recursos disponibles del fiable backbone ATM/Frame Relay como soporte de transmisión, insertándose de forma positiva a los equipos y tecnologías de transporte ya instaladas. 8

2. La variada gama de equipos de acceso y terminales de datos interoperables con que contamos brindan una infraestructura tecnológica poderosa, capaz no solo de asimilar la actual demanda de conectividad social en esta etapa primaria del proyecto, sino que permite conformar arquitecturas complejas, posibles de utilizar en soluciones diversas. 3. La adecuada asimilación y explotación de la técnica instalada ha permitido brindarle servicio a un gran número de empresas e instituciones del estado, en un período relativamente corto desde su puesta en funcionamiento, beneficiándose hasta la fecha 166 de éstas. 4. La tecnología instalada se utiliza exclusivamente para servicios de transmisión de datos, pudiendo ser una solución integradora que incluya además servicios de telefonía (Voz sobre DSL). 5. La técnica instalada admite una migración gradual hacia las nuevas tecnologías y plataformas en las que actualmente se trabaja, como es el futuro backbone IP/MPLS. 8.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Hernández, D. y Magrans, A., "Redes de acceso y su impacto en los servicios universales y en la conectividad social", Memorias Informática 2005, marzo, 2006. [2] Rodríguez, O., "Mediciones y equipos para seleccionar el par de cobre para tecnologías xdsl", Telemática, Año IV, No. 18, marzo, 2006. Disponible en el sitio web: http://www.cujae.edu.cu/revistas/telematica/articulos/305.htm [3] Blanco, A. y Moliner, C., Servicios ADSL, desarrollo y panorámica actual, Memorias Informática 2005, marzo, 2006. [4] DSL Forum, Booming broadband adds more than 24 million - DSL dominates growth. Disponible en el sitio web: http://www.dslforum.org/pressroom/q205dslsubscriberfigures.pdf [5] Centro de Predicción Económica (CEPREDE), N-Economía: Perspectivas económicas y empresariales, junio, 2006. Disponible en el sitio web: http://www.neconomia.com/informes_documentos/perspectivas_eco_emp/pdf/inf_neconomia_pee_jun06.pdf [6] Tutorial de tecnología ADSL. Disponible en el sitio web: http://www.softdownload.com.ar [7] Berrocal, J. et al. Redes de Acceso de Banda Ancha, Arquitectura, Prestaciones Servicios y Evolución, Centro de Publicaciones del Ministerio de Ciencia y Tecnología, España, 2003 [8] http://www.bandaancha.es/nr/rdonlyres/402f70c4-643a-43b2-abf8-517fcb0abc0a/0/librotaba28_1_de_3.pdfblanco, A., Tecnologías de acceso de banda ancha y su integración con ATM. Disponible en el sitio web: http://www.monografias.com/trabajos14/acceso-atm/acceso-atm.shtml#i3 [9] Brindando servicios de banda ancha sobre redes IP. Disponible en el sitio web: http://www.teledata-networks.com/data/sip_storage/files/6/246.pdf [10] Del Sol, A., "La apuesta de Cuba, Boletín Electrónico de CubaSí.cu, Clic.Internet, Edición Nro.167. Disponible en el sitio web: http://clicinternet.cubasi.cu/esp/ampliacion.asp?id_especial=1525 9