Descripcion y aplicaciones de las Redes Banda Ancha

1. Redes de banda ancha y
ultra ancha
Pedro A. Aranda Gutiérrez [paag@tid.es]
ACCELERATE TO INCREASE
OUR LEADERSHIP
Fecha
Telefónica I+D

2. ACCELERATE TO
INCREASE OUR
LEADERSHIP Introducción
Telefónica I+D
Telefónica I+D
2

3. Introducción
 ¿Qué es la banda ancha?
 ¿Rápida?
 ¿Confiable?
ACCELERATE TO
 ¿?
INCREASE OUR
LEADERSHIP  En el fondo, la banda ancha es una expresión de la
experiencia de utilización de la red
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3

4. Rapidez
 Para algunas aplicaciones es importante, por ejemplo:
 SAN: Acceso a ficheros a través de la red
 ¿Que buscamos?
ACCELERATE TO  Gran capacidad de almacenamiento (mayor que en el PC
INCREASE OUR
LEADERSHIP
con el que trabajo)
 Seguridad (porque alguien gestiona este sistema de
almacenamiento y nos hace copias de seguridad periódicas
 Pero también
 ¿Que sea igual de rápido que el acceso al disco duro local?
 No: simplemente que no notemos la diferencia
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5. Confiabilidad
 Para todas las aplicaciones es importante
 SAN, IP/TV, VoIP, ...
 ¿Qué buscamos?
ACCELERATE TO
INCREASE OUR
 Un nivel de servicio tal que no notemos los cortes
LEADERSHIP  SAN
 el fichero tiene que estar accesible cuando lo necesitemos
 No podemos perder información
 IP/TV
 No me quiero perder el gol
 Quiero ver el balón moviéndose con la misma calidad que
me ofrece la TV tradicional
 VoIP
 Quiero tener al menos la misma calidad que en una llamada
convencional
 Lo que puede significar la calidad que me da el móvil
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6. ¿Qué más?
 Todo se resume en un concepto:
 Calidad de la EXPERIENCIA
 El usuario no se quiere enterar de lo que pasa en la red
ACCELERATE TO  Sólo pretende que
INCREASE OUR
LEADERSHIP
 Sus ficheros estén ahí
 El IP/TV se vea bien
 Cuando utilice Skype, oiga (y vea) a su(s)
interlocutor(a(s)/es) bien
 La calidad de la experiencia ha desbancado a la
calidad de servicio como gran totem de las
telecomunicaciones
 Motivo: con el advenimiento de los móviles, todas las
medidas de calidad fisiológica que se habían hecho
en redes fijas se han ido al garete.
 De hecho, si se aplicasen estos criterios en los
móviles, no había infraestructura que pudiera cubrir la
demanda
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7. Historia (personal)
 ¿Qué teníamos en casa hasta hace (relativamente)
poco?
 1 PC
ACCELERATE TO
 Conexión esporádica a "Internet" con módem
INCREASE OUR
LEADERSHIP  9600 baudios --> 56 kbaudios
 Se quedó corto, pero ¿porqué?
 Tiempo en bajarse una página Web, el correo, etc.
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8. Historia (personal)
 ¿Que tenemos en la actualidad?
 Varios PC's
 Conectados entre sí
ACCELERATE TO  WiFi
INCREASE OUR
LEADERSHIP
 Conexión permanente de banda ancha a Internet
 ADSL
 ADSL2(plus)
 VDSL (En un futuro cercano?)
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9. Historia: cambio de tendencia
 No hace demasiado, la regla de diseño era
 el tráfico que sale fuera de la red de área local supone el
20% del tráfico total de la red de área local
ACCELERATE TO  En la actualidad, la tendencia es a que todo esté en la
INCREASE OUR
LEADERSHIP
red
 No sabemos bien, si red es 'local' o 'remota'
 Si es suficientemente rápido, no me importa bajarme las
cosas de la red.
 Ejemplo: Repositorios de distribuciones Linux
 Debian, Ubuntu (DEB)
 RedHat, Mandrake (RPM)
 Y esto sólo se refiere al PC
 Pensemos en los móviles
 Descargas
 Televisión al móvil
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10. Una visión más amplia
 Incluyamos el móvil, la PDA, el navegador GPS
 ¿Hacia qué modelo vamos?
 Área personal (PAN)
ACCELERATE TO
INCREASE OUR
 Área doméstica (HAN)
LEADERSHIP  Área local (LAN)
 Área metropolitana (MAN)
 Red pública (WAN)
PAN HAN LAN MAN WAN
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11. Modelos de red
 El clásico para un diseñador de redes
ACCELERATE TO
INCREASE OUR
LEADERSHIP
Acceso Acceso
Acceso Acceso
Agregación Agregación
Acceso Acceso
Núcleo
Acceso Acceso
Agregación Agregación
Acceso Acceso
Acceso Acceso
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12. Modelos de red
 Por densidad de población
 Fuente: WiMAX Forum
Zona residencial
ACCELERATE TO
Zona urbana
INCREASE OUR
LEADERSHIP
Zona rural/verdes Zona periférica
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13. Comunicaciones aplicadas a las
tecnologías de la salud o e-HEALTH
 ¿Que equipos colocamos en cada uno de los
ámbitos?
 Area personal: sensores de constantes vitales (ECG,
ACCELERATE TO tensión arterial, etc.)
INCREASE OUR
 Area doméstica: detectores de condiciones de entorno
LEADERSHIP
(presencia, movimiento, humo/incendios, etc.)
 Area local: terminales para entretenimiento inteligente
(info-tainment , consulta remota, teleasistencia, etc.)
 Red pública: servicios de entretenimiento inteligente
 La frontera más evidente está en el punto de conexión
de la red de area local a la red pública
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14. El reto de la banda ancha
 Adaptación a los patrones de tráfico
 Durante la jornada laboral la gente está en el trabajo
 El resto del tiempo ???
ACCELERATE TO  Fuente. WiMAX Forum
INCREASE OUR
LEADERSHIP
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15. ACCELERATE TO
INCREASE OUR
LEADERSHIP Redes fijas
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16. Clasificación
 Vamos a proceder sistemáticamente
 Red de área local
 Red troncal
ACCELERATE TO  Acceso
INCREASE OUR
LEADERSHIP  Todavía vemos que la principal tendencia es
 Todo sobre IP
 IP sobre todo
 Apoyado en una gran tecnología unificadora
 Ethernet
Acceso Acceso
Acceso Acceso
Agregación Agregación
Acceso Acceso
Núcleo
Acceso Acceso
Agregación Agregación
Acceso Acceso
Acceso Acceso
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17. Redes de área local
 Basadas en Ethernet
 Históricamente
 CSMA/CD
ACCELERATE TO  Acceso Múltiple al Medio con Detección de Colisiones
INCREASE OUR
LEADERSHIP  Coaxial
 Transceptores o MAU (Medium Access Unit)
 Terminaciones en los dos extremos de la red
 10Base2 (Thin)
 Segmentos de menos de 180 m
 Separación entre tomas: 0,5 m
 10Base5 (Thick)
 Segmentos de menos de 500 m
 Separación entre tomas: 2,5 m
 10BaseT: Sobre par trenzado
 Red punto a punto tipo hub and spoke
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18. Redes de área local
 Basada en cable coaxial
ACCELERATE TO
INCREASE OUR
LEADERSHIP
T M M M M T
T M M M M T
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19. Redes de área local
 Basada en cable de par trenzado
ACCELERATE TO
INCREASE OUR
LEADERSHIP
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20. Evolución
 Posteriormente aparecieron las redes FastEthernet
 Solución para la creación de redes troncales a nivel
local
ACCELERATE TO  Sobre cableado Cat5: 100BaseT
INCREASE OUR
LEADERSHIP  Interconexión mediante fibras ópticas pasivas:
100BaseF
 Al abaratarse la tecnología, pasó a formar parte del PC
 y en la troncal empezaron a aparecer tecnologías de 1
GBit/s
 Eléctricas: 1000BaseT
 Ópticas: 1000BaseF
 Y ojo, porque ahora, la mayoría de los portátiles
nuevos están equipados con interfaces de tipo
1000BaseT
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21. Principio de diseño de redes de área
local Ethernet
 'Acceso'
 Coaxial como medio compartido por varios equipos
 Par trenzado sobre un Hub sin inteligencia que emula el
ACCELERATE TO coaxial
INCREASE OUR
LEADERSHIP
 Dentro de lo que es la red
 Hub's con conmutación
 Detectan los equipos que tienen a ambos lados
 Sólo conmutan los paquetes que los atraviesan
 Necesidad de detección de bucles
 Spanning tree
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22. Ethernet en la red pública
 Redes metropolitanas (MAN)
 Principio: extender la LAN Ethernet a varios edificios
 Conexiones 10BaseT para entornos residenciales
ACCELERATE TO  Conexiones 100BaseT para entornos empresariales
INCREASE OUR
LEADERSHIP
 Aplicaciones/Servicios
 Residencial: IP/TV, acceso Internet
 Empresarial: Acceso Internet, interconexión de oficinas
 En el sector residencial, habilitan servicios de
teleasistencia con 'contenidos ricos'
 Videoconferencia con la consulta médica
 Muy extendido en países nórdicos
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23. •Ethernet en la red pública
 Las grandes troncales de jerarquía digital síncrona
 STM-1 (155 Mbit/s)
 STM-4 (622 Mbit/s)
ACCELERATE TO  STM-16 (2.4 Gbit/s)
INCREASE OUR
LEADERSHIP  STM-64 (10 Gbit/s)
 Métodos de transporte de Ethernet sobre JDS
 Generic Frame Procedure
 Permite transportar tramas Ethernet directamente en
redes JDS
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24. ADSL
 Menor ancho de banda que los accesos Ethernet
 Por lo demás, se pueden ofrecer los mismos servicios
 Mejoras en el futuro cercano van encaminadas a
ACCELERATE TO
INCREASE OUR
mejorar el ancho de banda
LEADERSHIP  ADSL2plus
 VDSL
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25. ADSL: Utilización
 principalmente en operadoras con planta de cobre
desplegada
 el acceso a la planta puede ser una ventaja
ACCELERATE TO  acceso a los clientes ya está desplegado
INCREASE OUR
LEADERSHIP  y un lastre
 cables viejos
 malas características radioeléctricas
 menor ancho de banda
 Coste de mantenimiento del par de cobre
 Impulso al despliegue
 Par de cobre desagregado
 En el fondo, no hay tanta diferencia entre el acceso
Ethernet y el ADSL
 Siempre se trata de manejar paquetes IP
 En muchos casos se utiliza PPPoE y PPPoA en ADSL y
lo que se transmiten son tramas Ethernet
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26. ACCELERATE TO
INCREASE OUR
LEADERSHIP
Redes inalámbricas
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27. Redes inalámbricas
 Nos adentramos en el mundo del IEEE
 En la actualidad utilizan el
 espectro infrarrojo
ACCELERATE TO  muy poco
INCREASE OUR
LEADERSHIP  Espectro radioeléctrico banda de 2.4GHz
 La mayoría
 ¿Porqué la banda de 2.4GHz?
 Es la zona donde hay más absorción por agua
 No se puede utilizar en comunicaciones por satélite
 No se requiere licencia para esta zona del espectro
 Pero es la que utiliza el microondas...
 En el futuro
 También la banda de 5GHz
 hay una zona que no necesita licencia en EE.UU.
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28. IEEE: una sopa de letras
 802.11: Wifi
 802.11b: acceso radio de alta velocidad en la banda de
2.4GHz
ACCELERATE TO  802.11g: extensión de 802.11b
INCREASE OUR
 802.11h: acceso radio de alta velocidad en la banda de
LEADERSHIP
5GHz
 802.11n: investigan si se puede llegar a un throughput
de 100Mbit/s
 802.15: Bluetooth – redes de área personal
inalámbricas (WPAN)
 P802.15.3™ - 20+ Mb/s High Rate WPAN for Multimedia
and Digital Imaging
 P802.15.3a™ - 110+ Mb/s Higher Rate Alternative PHY for
802.15.3
 P802.15.4™ - 200 kb/s max for interactive toys, sensor
and automation needs
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29. IEEE: una sopa de letras (2)
 802.16: WiMAX – Acceso inalámbrica de banda ancha
 Hay dos modos
 802.16e: WiMAX móvil
ACCELERATE TO  Permite nomadismo
INCREASE OUR
 Tolerancia al doppler, handoffs entre estaciones base, etc.
LEADERSHIP
 Puede ser utilizado como tecnología para crear
infraestructura de acceso por las operadoras
 802.16-2004 (802.16d). WiMAX fija
 Para equipos de cliente (CPE) tanto en hogar como a la
intemperie y tarjetas de interface de PC
 Existe equipamiento desde finales 2005/principios de 2006
 El acceso radioeléctrico se realiza en dos bandas
 3.5 GHz
 5.8 Ghz
 Canales con diversos anchos de banda
 Permite anchos de banda de 3MHz, 7.5 Mhz, 10 Mhz
Telefónica I+D
Telefónica I+D
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30. WiMAX
 ¿Cómo de avanzado está WiMAX?
 Según los planes del WiMAX Forum
(http://www.wimaxforum.org/home)
ACCELERATE TO
INCREASE OUR
LEADERSHIP
Telefónica I+D

31. HSDPA
 HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)
 optimiza UMTS(WCDMA)
 nuevo canal compartido en el enlace descendente
ACCELERATE TO (downlink)
INCREASE OUR
 Capacidad de 14 Mbps
LEADERSHIP
 Teóricamente soporta tasas de throughput promedio
cercanas a 1 Mbps.
 Se considera 3.5G
 Mejora de la telefonía móvil de tercera generación (3G)
 No es todavía cuarta generación (4G)
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32. ACCELERATE TO
INCREASE OUR
LEADERSHIP
Tendencias
Red Fija
Telefónica I+D
Telefónica I+D
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33. MPLS
 Es la tecnología unificadora del momento:
 Llevar (casi) todos los servicios sobre una única
infraestructura de red
 IP, redes privadas virtuales, servicios Ethernet, servicios de
ACCELERATE TO
voz, etc.
INCREASE OUR
LEADERSHIP
 En realidad... es una tecnología de conmutación de
paquetes más
 Se basa en el principio de mapear una etiqueta (número)
con un interface de salida
 al no tener las máscaras como en IP, la conmutación es
más fácil, rápida y barata
 Por debajo, la selección de rutas se basa en los
protocolos de encaminamiento de IP.
Telefónica I+D

34. GMPLS
 Es el siguiente salto dentro de la tendencia a la
unificación
 Utilizar también la información de los caminos ópticos
ACCELERATE TO de la red
INCREASE OUR
LEADERSHIP  Una única gestión común
 encaminamiento de la información unificado
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35. PostIP
 ¿Qué vamos a hacer cuando el modelo IP se agote?
 ¿Cuando se agota el modelo IP?
 Menos alarmista: Future Internet
ACCELERATE TO
INCREASE OUR
 Iniciativas en Europa, EEUU y Asia (China, Corea,
LEADERSHIP Japón)
 Dos tendencias
 Seguir parcheando
 Tabula rasa
Telefónica I+D

36. Redes auto-...
 Otro tema del que se habla mucho
 Los nodos tienen cada vez mayor capacidad
computacional
ACCELERATE TO
 Las redes tienen que tender a realizar de manera
INCREASE OUR
LEADERSHIP autónoma todo lo que puedan
 Cada vez son más complejas
 Cada vez resulta más complicado gestionarlas como se
han gestionado de toda la vida
 Cada vez hay más dependencia entre las decisiones de
los distintos gestores de red
 Ejemplo: 'BGP-Wedgies'
 Constelaciones de proveedores de servicios en Internet
 Las políticas aplicadas al tráfico en cada uno de ellos hacen
que la red no se pueda recuperar ante un fallo.
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37. Redes auto-...
 Redes que se organizan solas (self-organising
network)
 Descubrimiento de la posición/función del nodo en la
ACCELERATE TO red
INCREASE OUR
 Adoptar las funciones que le correspondan
LEADERSHIP
 Redes que se gestionan solas (self-managing
networks)
 Minimizar el número de operaciones que hay que realizar
sobre la red una vez está funcionando
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38. ACCELERATE TO
INCREASE OUR
LEADERSHIP
Tendencias
Redes inalámbricas
Telefónica I+D
Telefónica I+D
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39. Ultra Wide Band
 Objetivo
 Comunicaciones con anchos de banda significativamente
superiores a los que se alcanzan en la actualidad con
WiMAX
ACCELERATE TO
 Algo equivalente a la Gigabit Ethernet
INCREASE OUR
LEADERSHIP  Retos
 Las comunicaciones inalámbricas son especialmente
significativas en entornos con movilidad
 Actuaciones
 Comisión Europea: 6º Programa Marco, Tecnologías para la
Sociedad de la Información (IST-FP6)
 Grupos de trabajo del IEEE
 802.15.3a
 802.15.4a
 Varias iniciativas dentro de Telefónica I+D
 Pulsers
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40. Pulsers
 Web: www.pulsers.eu
 Reto
 conjugar movilidad con anchos de banda muy altos
ACCELERATE TO
INCREASE OUR
 Solución que están explorando
LEADERSHIP  Separar la transmisión de los datos de la localización del
terminal móvil
 Otros retos
 Reducción del consumo eléctrico
 Reducción de costes de fabricación
 Gran número de componentes afectados
 Transmisores
 Receptores
 Antenas
 Compatibilidad radioeléctrica
 No solo terrestres, sino también con satélites
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41. ACCELERATE TO
INCREASE OUR
LEADERSHIP
Conclusiones
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Telefónica I+D
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42. Conclusiones
 En la red fija se está produciendo un claro proceso
convergente
 IP
ACCELERATE TO  Todo sobre IP
INCREASE OUR
 IP sobre todo
LEADERSHIP
 Ethernet
 De LAN para dentro: sobre par trenzado
 En la MAN: directamente sobre fibra
 En la WAN: sobre SDH
 Reto
 No morir de éxito debido a IP
 Iniciativas
 IPv6: superar el agotamiento de direcciones
 Post IP: otros conceptos de diseño
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43. •Conclusiones
 En la red móvil hay varias tendencias
 Tecnología unificadora
 Ethernet: IEEE 802.x
ACCELERATE TO  Internet de cosas frente a una Internet de ordenadores
INCREASE OUR
LEADERSHIP
 Redes de sensores
 Aumentar el ancho de banda
 UWB
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