1. ESCUELA POLITCNICA NACIONALESCUELA DE FORMACIN DE TECNLOGOS DECLARACINYo Wellington Mauricio Garca Valdiviezo declaro bajo juramento que el trabajo aqudescrito es de mi autora; que no ha sido previamente presentado para ningn grado oESTUDIO COMPARATIVO TCNICO/ECONMICOcalificacin profesional; y, que he consultado las referencias bibliogrficas que se incluyenENTRE LA TECNOLOGA PLC (POWER LINEen este documento.COMMUNICATIONS) Y LA TECNOLOGA ADSLA travs de la presente declaracin ceder el derecho de propiedad intelectual (ASYMMETRIC DIGITAL SUSCRIBER LINE) PARA ELcorrespondiente a este trabajo, a la Escuela Politcnica Nacional, segn lo establecido porla Ley de Propiedad Intelectual, SERVICIO DE por la normatividad institucionalpor su Reglamento y INTERNET.vigente. PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE TECNLOGO EN ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONES-----------------------------------------------WELLINGTON MAURICIO Garca.Wellington GARCA VALDIVIEZOwgarcia19@hotmail.com DIRECTOR: ING. PABLO LPEZ pwlopezm@hotmail.com Quito, Septiembre 200921

2. CERTIFICACINCertifico que el presente trabajo fue desarrollado por Wellington Mauricio GarcaValdiviezo, bajo mi supervisin.Ing. Pablo Lpez MBA. DIRECTOR DEL PROYECTO3 3. AGRADECIMIENTOSUn sincero agradecimiento a aquellas personas que contribuyeron en mi formacin a lolargo de estos aos como mi familia y mis amigos, quienes de una u otra forma estuvieronah compartiendo mis xitos y fracasos y supieron creer en m.Gracias tambin al Ing. Pablo Lpez que me asesor con su experiencia y conocimientos,para desarrollar este trabajo de investigacin y la culminacin de mi carrera.A Dios por haberme dado la fuerza y las ganas de seguir avanzando en mi vida profesionaly personal, ya que sin su ayuda no hubiera alcanzado este pequeo pero gran logro en mivida. 4 4. DEDICATORIAEste pequeo proyecto va dedicado especialmente a aquellos seres tan maravillosos que mepusieron en este mundo hermoso y hostil, que me ensearon a crecer y a enfrentar la vidacon valenta, con el corazn, hacer el bien y a creer en m, Mauro y Yolanda gracias porhacer de mi el hombre que soy, por darme su apoyo y amor incondicional, mi vida no mealcanzara para agradecerles lo que hacen por m y mis hermanos, pero s que con estepequeo logro en mi vida, les demuestro que tengo todas las ganas del mundo deconvertirme en el gran hombre que esperan que sea y que nunca los defraudar mis amadospadres. 5 5. NDICERESUMEN..1CAPTULO IMARCO TERICO1.1 QU ES INTERNET?................................................................................................................. 31.1.1 INTERNET Y SOCIEDAD... 41.1.2 INTERNET Y SU EVOLUCIN ...51.2 TIPOS DE REDES DE TELECOMUNICACIONES PARA ACCEDER A INTERNET .6 1.2.1 REDES PTICAS PASIVAS ATM (APON)..... 61.2.1.1. Acceso por Fibra ptica... 71.2.1.2. Funcionamiento y Arquitectura de una APON..... 81.2.1.3. Beneficios de la APON....131.2.2 REDES HFC (HYBRID FIBER COAX) ....141.2.2.1. Estndares de la tecnologa HFC 151.2.2.2. Arquitectura de Red 181.2.3 REDES DE ACCESO INALMBRICO... 201.2.3.1. Sistema de Distribucin Local Multipunto LMDS 201.2.3.2. Estandarizacin y normalizacin de la tecnologa LMDS.. 221.2.3.3. Arquitectura de Red ..241.2.3.4. Elementos de red LMDS. 261.3 TECNOLOGAS DE ACCESO EN TELECOMUNICACIONES 281.3.1 TECNOLOGA xDSL. 291.3.1.1. Asymmetric Digita Suscriber Line (ADSL)....301.3.2 Modo de Transferencia Asincrnica (ATM)....321.3.2.1. Descripcin del proceso ATM....321.3.2.2. Formato de las celdas ATM.... 331.3.3 POWERLINE COMMUNICATIONS .....351.3.3.1. Esquema De Funcionamiento DE PLC.. 361.3.3.2. Backbone... 371.3.3.3. Cabecera PLC 371.3.3.4. Head End .371.3.3.5. Repetidor PLC (HG)... 38CAPTULO IIESTUDIO TCNICO2.1 POWERLINE COMMUNICATIONS (PLC) 40 2.1.1. INTRODUCCIN ..40 2.1.2. ARQUITECTURA DE LA TECNOLOGA PLC 422.1.2.1 Naturaleza de las Redes de Acceso. ....422.1.2.2. Funcionamiento de PLC................432.1.2.3. Backbone.. ..442.1.2.4. Cabecera PLC..... 452.1.2.5. Repetidor PLC.. 462.1.2.6. Gateway o mdem PLC ..47 6 6. 2.1.2.7. La Unidad de Acondicionamiento HFCPN (High Fre8uency Conditioned Power Network) ....48 2.1.3. TOPOLOGIA DE LAS REDES PLC. 49 2.1.4. CAMPOS DE APLICACIN DE PLC.. 53 2.1.5. VENTAJAS DE PLC. 54 2.1.6. DESVENTAJAS DE PLC.. 562.2. ASYMMETRIC DIGITAL SUSCRIBER LINE (ADSL). 57 2.2.1. INTRODUCCIN. 57 2.2.2. TECNOLOGAS DE ACCESO A LA RED.. 58 2.2.3. TECNOLOGAS xDSL EN LA RED DE ACCESO.... 59 2.2.4. ORIGEN Y ESTANDARIZACION DE ADSL. 66 2.2.5. ARQUITECTURA GENERAL Y FUNCIONAMIENTO DE UNA RED CON ACCESO ADSL... 682.2.5.1. DSLAM .71 2.2.6. INTEGRACIN DE ATM Y ADSL 712.2.6.1. Modelo para ofrecer servicios 752.2.6.2. Encapsulado de datos ..76 2.2.7. CODIFICACION DE LNEA UTILIZADAD EN ADSL. 782.2.7.1. Funcionamiento del 2B1Q/CAP ....812.2.7.2. Funcionamiento de DMT (Discrete MultiTono).... 822.2.7.3. Ventajas de DMT para ADSL. ...85 2.2.8. LAS ESTRUCTURAS DE LOS BITS EN ADSL. 862.2.8.1. Canales Portadores y Clases de Transporte en ADSL 862.2.8.2. Estructura de la Supertrama y Tramas ADSL.... 89 2.2.9. VENTAJAS DEL xDSL .....92 2.2.10. DESVENTAJAS DEL xDSL ..92 2.2.11. TABLA COMPARATIVA ENTRE LAS TECNOLOGAS DE ACCESO A LA RED. ..93CAPTULO IIIESTUDIO ECONMICO3.1 CONCEPTOS GENERALES DE ESTUDIO DE MERCADO...97 3.1.1 INVESTIGACIN DE MERCADO...973.1.1.1 Definicin del Problema y los Objetivos de la Investigacin....983.1.1.2 Desarrollo del Plan de Investigacin.983.1.1.3 Implementacin del Plan de Investigacin.98 3.1.2 SEGMENTACIN DE MERCADOS..983.1.2.1 Niveles de Segmentacin de Mercados.983.1.2.2 Tipos de Segmentacin de Mercado..993.1.2.3 Determinacin del Mercado Meta1013.2 IDENTIFICACIN Y DEFINICIN DEL PROBLEMA101 3.2.1 PROBLEMA DEL ACCESO A INTERNET DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL USUARIO1013.2.1.1 Puntos de Vista de los Usuarios Residenciales...102 3.2.2 OBJETIVOS DEL ESTUDIO DE MERCADO102 3.2.3 HIPTESIS DEL ESTUDIO DE MERCADO..1023.3 DISEO DE LA INVESTIGACIN1037 7. 3.3.1 IDENTIFICACION DEL UNIVERSO META..1033.3.1.1 Segmentacin de Usuarios Residenciales...103 3.3.2 FUENTES DE INFORMACIN...1053.3.2.1 Fuentes Primarias....1063.3.2.2 Fuentes Secundarias106 3.3.2.2.1 Diseo del Cuestionario.1073.4 RECOPILACION DE DATOS..1083.5 PRESENTACIN Y ANLISIS DE LOS RESULTADOS.109 3.5.1 RESULTADOS Y ANLISIS DE LAS ENCUESTAS APLICADAS A USUARIOS RESIDENCIALES1093.5.1.1 Edad de los usuarios...1093.5.1.2 Sector de residencia de los encuestados.1103.5.1.3 Usuarios que utilizan internet....111 3.5.1.4 Nmero de computadores en el hogar...112 3.5.1.5 Conocimiento de la Tecnologa Broadband PLC..113 3.5.1.6 Lugares de Acceso a internet.1143.5.1.7 Forma de acceso al internet...1153.5.1.8 Principales proveedores de internet...116 3.5.1.9 Nivel de satisfaccin del servicio de acceso a internet.117 3.5.1.10 Causas de insatisfaccin con el servicio de internet118 3.5.1.11 Expectativa por un buen nivel de servicio...119 3.5.1.12 Precio que pagan actualmente por el servicio.120 3.5.1.13 Inters mostrado por el nuevo servicio de acceso a internet...121 3.5.1.14 Expectativa de precio por el nuevo servicio1223.6 TABLA COMPARARTIVA DE COSTOS PARA ACCEDER AL SERVICIO DE INTERNET, COMPARACIN ENTRE ADSL Y PLC..123CAPTULO IVCONCUSIONES Y RECOMENDACIONES4.1 CONCLUSIONES..1294.2 RECOMENDACIONES....130GLOSARIO DE TRMINOS132ANEXOS.............................................................................................................................135 8 8. RESUMENEl presente trabajo de investigacin como es : Estudio Comparativo Tcnico/Econmicoentra la Tecnologa PLC (Powerline Communications) y la Tecnologa ADSL (AsymmetricDigital Suscriber Line) para el servicio de Internet, abarca temas importantes para eldesarrollo del mismo, como son los diferentes tipos de redes de acceso a Internet: Accesopor fibra ptica (Redes APON), acceso por cable coaxial (Redes HFC), acceso inalmbrico(Redes LMDS), acceso por cobre (Redes Telefnicas/ADSL), todas estas con suscaractersticas, tanto estructurales como de funcionamiento, obviamente estos tipos de redesno solo se emplean para el acceso a Internet; como se ve para este caso, sino tambin paraotras aplicaciones como transmisin de datos, comunicaciones, etc, siendo este unimportante punto de partida para el estudio Tcnico propuesto se muestra que existen variasalternativas al momento de acceder al servicio de Internet, en este caso se enfoca en dossistemas que funcionan a travs de redes de cobre ya existentes la telefnica y la elctricapara el acceso mediante ADSL y PLC respectivamente.El acceso a Internet mediante ADSL emplea la red telefnica ya existente en la ciudad deQuito, esta tecnologa no es nueva ya que est implementada hace ya como 10 aos,entonces actualmente esta ampliamente difundida y desarrollada ya que ha alcanzado altosniveles de desarrollo tanto en la parte tcnica como en la parte econmica, con esto serefiere a la amplia acogida que ha tenido en el mercado de las telecomunicaciones. ElADSL bsicamente es una red de alta velocidad (Fibra ptica) que se acopla a una centraltelefnica de un distrito por medio de un DSLAM ( DSL Access Multiplexer) que acopla lared de alta velocidad a la red telefnica para el acceso a Internet, hasta el usuario final, yaque cada uno tiene su propia lnea que no es compartida, entonces se separa la seal deInternet de la del canal de voz por medio de un filtro discriminador que finalmente va alaparato telefnico y al modem, que da acceso a Internet. Esta tecnologa tiene muchasvariantes dependiendo de la aplicacin que se le vaya a dar, obviamente con sus respectivascaractersticas tcnicas.Para el acceso a Internet mediante PLC, se emplea igualmente la red elctrica existente, adiferencia del ADSL que emplea la red telefnica, su funcionamiento es parecido al ADSL,ya que igualmente una red de alta velocidad (Fibra ptica) se acopla a la red de MediaTensin, en una subestacin de transformacin, por medio de un dispositivo llamadoCabecera PLC que inyecta a la red elctrica la seal de datos que proviene de la red de altavelocidad, luego se acopla en la red elctrica un equipo repetidor colocado en losmedidores de energa existentes a todos lo hogares, edificios, etc, este amplifica la seal dedatos que llega atenuada debido al trayecto desde la central, y las condiciones del cableado,9 9. finalmente cada toma corrientes en el domicilio se convierte en un punto de red,conectando el modem PLC que dar acceso a Internet, homologamente al modem ADSL.Con el estudio Econmico, enfocado a nivel de los usuarios finales o abonados, se va adeterminar cunto estn dispuestos a pagar los clientes para acceder al nuevo servicio deacceso a Internet que se est implementando en la ciudad de Quito, basndose en unaencuesta que enfoca principalmente si los clientes que cuentan con el servicio de Xproveedor y si estuviesen dispuestos a pagar por otro servicio que les brinde mayorsatisfaccin en relacin a velocidad de conexin, estabilidad en el servicio, etc, tomando enconsideracin los precios de proveedores de Internet existentes y que en este caso empleanel acceso a Internet por medio del ADSL. Otro punto en consideracin tambin a tomar esen el resultado del estudio Tcnico del PLC, que permite decir que este sistema ofrecemayor confiabilidad, en los aspectos ms importantes para el cliente, velocidad, estabilidad,buen soporte tcnico, etc.Con los resultados obtenidos en el presente estudio Tcnico Econmico, se podr realizaruna comparacin entre las dos tecnologas en cuestin como son ADSL y PLC, establecerpuntos de comparacin concretos tanto de la parte tcnica como de la parte econmica, quepermitir establecer cul de estas dos es la que nos ofrece mayor confiabilidad al momentode contratar un servicio de internet, o en el caso de ya contar con el mismo, presentar unaalternativa a los usuarios del servicio de internet, que cumplan con la expectativa de losclientes, principalmente en la calidad del servicio que satisfaga sus requerimientos tcnicosy en cuanto a los costos, que estn al alcance de sus bolsillos.10 10. CAPTULO IMARCO TERICO1.1 Qu es Internet?[1][1]El Internet es una red informtica descentralizada, que para permitir la conexin entrecomputadoras opera a travs de un protocolo de comunicaciones. Para referirnos a ellaadems se utiliza el trmino "web" en ingls, refirindose a una "tela de araa" pararepresentar esta red de conexiones. En palabras sencillas, la Internet es un conjunto decomputadoras conectadas entre si, compartiendo una determinada cantidad de contenidos;por este motivo es que no se puede responder a la pregunta de donde est la Internet,fsicamente est en todas las partes donde exista un ordenador con conectividad a esta red.Se dice entonces que el Internet es la red de redes, por la cual, millones de computadoras sepueden conectar entre s. De esta, se puede extraer informacin a una escala nunca antesvista. Tambin es conocida como la World Wide Web (www, prefijo bastante conocido porlos que la navegan), y su estructura actual data de la dcada de los 90`. Con su aparicin, larevolucin de la informacin termin definitivamente por despegar a escala masiva. Sonmillones las personas, las cuales por medio de un mdem y hoy en da, por medio de labanda ancha, acceden a millones de pginas, que contienen informacin de la ms diversandole. Existen pginas de carcter personal, educativas, y por supuesto orientadas a losnegocios; de hecho, toda empresa lo suficientemente tecnologizada cuenta con una pginaen Internet.Con respecto a los protocolos que se menciona, su utilizacin es completamentetransparente para nosotros como usuarios; la computadora se encarga de utilizarlos alemplear un navegador. El protocolo del que hablamos en un comienzo se le conoce comoTCP/IP (Transmision control protocol, Internet Protocol), imagino de manera simplificadaque es el idioma comn para que las computadoras conectadas a la red se entiendan.Por medio de Internet, tambin se puede desarrollar conversaciones en lnea, como los yafamosos chat. Asimismo, se puede realizar transferencia de archivos , utilizando porsupuesto un leguaje comn para esto (en este caso el protocolo FTP o File TransferProtocol) o enviar correos electrnicos (utilizando el protocolo SMTP o Simple MailTransfer Protocol), los cuales han revolucionado la manera de comunicarse, y han dejadocomo prcticamente obsoleto el antiguo sistema de correo. Con ellos se puede comunicarde manera casi inmediata, con cualquier persona del mundo, independiente de donde seencuentre. De esta manera, muchas empresas, han dejado, incluso, un tanto de lado eltelfono para sus actividades comerciales. Tambin el correo electrnico es altamenteutilizado, dentro de la comunicacin interna de las organizaciones estatales o privadas.Desde hace ya bastante tiempo, existe una aplicacin asociada e estos correos electrnicosconocida como la mensajera instantnea, mediante la cual se puede mantener unaconversacin por medio de texto en lnea. Las ltimas aplicaciones relacionadas con la 11 11. comunicacin, involucran la transmisin de voz, que ha revolucionado adems a laindustria de la telefona, con servicios como Skype; los servicios de mensajera instantneacomo el de Yahoo!, no se quedan atrs y estn ofreciendo un servicio similar.1.1.1 INTERNET Y SOCIEDAD.[1][1][2] 12 12. ____________________________________1. http://es.wikipedia.org/wiki/Acceso_a_InternetPara la gente que est interesada en otras culturas, la red de redes proporciona una cantidadsignificativa de informacin y de una interactividad que sera inasequible de otra manera.Internet entr como una herramienta de globalizacin, poniendo fin al aislamiento deculturas. Debido a su rpida masificacin e incorporacin en la vida del ser humano, elespacio virtual es actualizado constantemente de informacin, fidedigna o irrelevante.1.1.2 INTERNET Y SU EVOLUCIN.[1][1][3]Antes Internet nos serva para un objetivo claro. Se navegaba en Internet para algo muyconcreto. Ahora quizs tambin, pero sin duda alguna hoy nos podemos perder por elinmenso abanico de posibilidades que brinda la red. Hoy en da, la sensacin que produceInternet es un ruido interferencias una explosin cmulo de ideas distintas, de personasdiferentes, de pensamientos distintos de tantas y tantas posibilidades que para una mentepueda ser excesivo.Fig.1.1 Sitios de internet por pases1El crecimiento o ms bien la incorporacin de tantas personas a la Red hace que las callesde lo que en principio era una pequea ciudad llamada Internet se conviertan en todo unInternetextremadamente conectado en el trabajo, el ociosusel conocimiento a nivel mundial.planeta tiene un impacto profundo entre s entre todos y miembros.Gracias a la web, millones de personas tienen acceso fcil e inmediato a una cantidadEl hecho de que Internet haya aumentado tanto implica una mayor cantidad de relacionesextensa y diversa de informacin en lnea. Comparado a las enciclopedias y a lasvirtuales entre personas. Conociendo este hecho y relacionndolo con la felicidad originadabibliotecas tradicionales, la web ha permitido una descentralizacin repentina y extrema depor las relaciones personales, se concluye que cuando una persona tenga una necesidad dela informacin y de los datos. Algunas compaas e individuos han adoptado el uso de losconocimiento popular o de conocimiento no escrito en libros, puede recurrir a una fuenteweblogs, que se utilizan en gran parte como diarios actualizables. Algunas organizacionesms acorde a su necesidad. Como ahora esta fuente es posible en Internet dicha personacomerciales animan a su personal para incorporar sus reas de especializacin en sus sitios,preferir prescindir del obligado protocolo que hay que cumplir a la hora de acercarse acon la esperanza de que impresionen a los visitantes con conocimiento experto ealguien personalmente para obtener dicha informacin y por ello no establecer unainformacin libre.relacin personal sino virtual. Este hecho, implica la existencia de un medio capaz dealbergar soluciones para diversa ndole de problemas.Internet ha llegado a gran parte de los hogares y de las empresas de los pases ricos, en esteComo todaha abierto una brecha digital con una pases pobres,diferentes mtodos deaspecto se gran revolucin Internet augura los nueva era de en los cuales la penetracinresolucin delas nuevas tecnologas es muy limitada para las personas.de Internet y problemas creados a partir de soluciones anteriores. Algunos sienten queInternet produce la sensacin que hemos sentido alguna vez, produce la esperanza que senecesita para conseguir algo. del tiempo se ha venido extendiendo el acceso la tecnologaNo obstante, en el transcurso Es un despertar de intenciones que jams antes a Internet enhaba logrado regiones del mundo, de modo que es relativamente sencillo encontrar por locasi todas las en la poblacin mundial. Para algunos usuarios internet genera una sensacinde cercana, empata, comprensin,en a la vez de confusin, discusin, lucha y conflictosmenos 2 computadoras conectadas y regiones remotas. Desde una perspectiva cultural delque ellos mismos denominan como la vida misma.conocimiento, Internet ha sido una ventaja y una responsabilidad. 13 13. 1.2 TIPOS DE REDES DE TELECOMUNICACIONES PARA ACCEDER AINTERNET. [1][2]La seal de Internet al ser enviada puede ser clasificada segn su magnitud fsica enimpulso elctrico, electromagntico u ptico. Las redes de telecomunicaciones se puedenclasificar de acuerdo al tipo de medio que utilizan para trasmitir la seal, el cual puede ser: ; . de telefona pblica y redes privadas. Se caracteriza por utilizar un medio de transporte hecho de cobre. ; . servicios de televisin por cable, posteriormente fue adaptada para su utilizacin como red de telecomunicacin al soportar telefona y video. La alta capacidad de ancho de banda que permite el medio, hace posible transferir datos en grandes cantidades. ; de los Mbps hasta Gbps a distancias de cientos de kilmetros. En las ciudades, permite enlaces con un radio urbano menor o igual a 50 kilmetros sin la necesidad de instalar un repetidor de seal. Su alto costo asociado a la tecnologa para explotar el medio, las reduce a clientes muy solventes. Se caracteriza por enviar luz a travs del medio. ; , cuales el acceso fsico a travs de un medio en algunos casos es imposible, por los costos asociados o por la geografa presente. Actualmente, la popularidad de esta red ha ido en aumento, al integrarse al mercado nacional la tecnologa Wireless Local Loop (WLL) que ofrece acceso a redes de telecomunicaciones a travs de un enlace inalmbrico.1.2.1 REDES PTICAS PASIVAS ATM (APON, ATM Pasive Optical Network).[1][2][1]En los ltimos aos, se han instalado servicios avanzados en millones de hogares utilizandotecnologa DSL, la mayora mediante el ASAM (Multiplexor de Acceso de Abonado ATM)de Alcatel. Sin embargo, los recientes desarrollos han conducido a un creciente inters porparte de los proveedores, hacia la entrega de servicios de banda ancha sobre fibra. Estosdesarrollos incluyen la implementacin de FTTH (fibra-hasta-el-hogar) con fibra enterradaen nuevas construcciones y, en algunos casos, la instalacin posterior de FTTH utilizandofibra area.El desarrollo de la tecnologa de redes pticas pasivas ATM (APON) es esencial para elxito de la implementacin a gran escala de FTTH. Las distintas plataformas APONpermiten a los proveedores entregar servicios de banda ancha a usuarios residenciales,cubriendo sus necesidades presentes y futuras.14 14. En junio de 1995, cuando se form el consorcio FSAN (Red de Acceso de ServiciosCompletos), formado por ms de 20 operadores de telecomunicaciones de todo el mundo,acometi el desarrollo de una especificacin que definiera un sistema de comunicacincapaz de soportar un amplio rango de servicios. Esta iniciativa facilitara la introduccin alarga escala de las redes de acceso de banda ancha, definiendo un conjunto bsico derequerimientos comunes.En 1998, la especificacin producida por el grupo fue adoptada por la UIT (UninInternacional de Telecomunicaciones) como el estndar G.983.1, que define el accesoptico de banda ancha utilizando la APON.1.2.1.1 Acceso por Fibra ptica.[1][2][3]La tecnologa de fibra ptica ofrece virtualmente ancho de banda ilimitado, y esampliamente considerada como la solucin fundamental para enviar acceso de banda anchaa la ltima milla, parte de la red donde se encuentra principalmente el cuello de botella queprovoca el envo de servicios de baja velocidad, aunque hay que tener en cuenta que nuevastecnologas como las xDSL, han logrado aumentar el ancho de bando disponible en lainfraestructura de cobre existente.No obstante, se necesita una nueva infraestructura de red que soporte las nuevasaplicaciones que van surgiendo y las que se prevn en el futuro. Esta infraestructura deberpermitir primeramente ms ancho de banda, rpido aprovisionamiento de servicios, ygarantas de QoS a un costo efectivo y de manera eficiente.Las topologas que extienden la fibra ptica a travs de la arquitectura de acceso local talescomo, FTTH, FTTB, FTTCab, y FTTC ofrecen un mecanismo que habilita suficiente anchode banda para el envo de nuevos servicios y aplicaciones. La tecnologa APON puedeincluirse en todas estas arquitecturas, como se muestra en la Figura 1.2. 15 15. ______________________________________2. www.monografias.com/Redes pticas Pasivas ATM-APONEl componente principal de una PON es el dispositivo divisor ptico (splitter) que,dependiendo de la direccin del haz de luz, divide el haz entrante y lo distribuye haciamltiples fibras, o los combina en la direccin opuesta dentro de una sola fibra. Cuando laPON se incluye en una arquitectura FTTH/B, la fibra va desde la CO (Central ptica) hastaun divisor ptico ubicado dentro de la casa del abonado o negocio. En la arquitecturaFTTCab, la fibra va desde la CO hasta el divisor ptico que se ubica en un gabinete en lavecindad atendida tpicamente a una distancia alrededor de los 300 m del abonado. En laFTTC se llega con fibra hasta un gabinete ms cercano al abonado, situado alrededor de 20m de ste.La PON puede ser comn a todas estas arquitecturas. Sin embargo, solo en lasconfiguraciones FTTH/B se eliminan todos los componentes electrnicos activos de laplanta exterior, por lo que en stas la PON es ms eficiente, al eliminar todos los procesosde procesamiento de seal y codificacin.Los puntos finales del enlace estn referidos como terminal de lnea ptico OLT (OpticalLine Terminal) en la CO y terminal de red ptico ONT (Optical Network Termination) enlado del cliente. Se abordarn los mismos en la seccin siguiente.1.2.1.2 Funcionamiento y Arquitectura de una APON.[1][2][4]La APON est constituida fundamentalmente por la OLT, ONT, la fibra que soporta loscomponentes pticos y un sistema de gestin de red.La OLT reside tpicamente en la central, mientras que la ONT se ubica en las instalacionesdel usuario. La planta externa (fibra y componentes pticos) es totalmente pasiva. Unanica fibra conecta un puerto OLT con mltiples ONTs, utilizando filtros pticos. Unanica APON puede equiparse hasta con 64 ONTs, aunque tpicamente el rango est entre32 y 48. La OLT puede estar hasta 20 Km de distancia de las ONTs, permitiendo a unaAPON cubrir una extensa rea geogrfica. Una OLT puede soportar mltiples APONs, loque, combinando con la capacidad de filtrado de las APONs, significa que una OLT puedesoportar una gran nmero de usuarios.Las tcnicas WDM (Wavelength Division Multiplex) que utilizan tres longitudes de ondadistintas, permiten transmitir datos bidireccionales y distribucin de video en fibra. En ladireccin de bajada, los datos se distribuyen a 1490 nm, utilizando el protocolo TDM (TimeDivision Multiplex); en la direccin de subida, se utilizan 1310 nm en conjuncin con elprotocolo TDMA a fin de soportar el medio de conexin compartido multipunto a punto.La tercera longitud de onda a 1550 nm sobre las arquitecturas FTTx.video desde la OLT aFig.1.2 APON transporta la distribucin de (2) 16 16. las ONTs, constituyendo un mtodo eficiente en coste para entregar un gran nmero decanales de video analgicos y/o digitales a los usuarios.Para el transporte de comandos, control e informacin de estado se utilizan celdas ATMespeciales en ambas direcciones. De acuerdo con el estndar G.983, la APON puede operara dos velocidades: 155 Mbps simtrico y 622 Mbps descendentes/155 Mbps ascendentes(asimtrico). El ancho de banda puede asignarse individualmente a las ONTs congranularidad por debajo de 4 Kbps.Todas las ONTs de una APON reciben la difusin completa de bajada de la OLT. CadaONT supervisa la corriente de datos extrayendo solamente las celdas destinadas a ella,basndose en el valor del campo VPI/VCI de la celda ATM, que identifica a cada ONT demanera unvoca.Antes de la transmisin desde la OLT, los datos se encriptan, utilizando un proceso llamadovariacin, para asegurar la seguridad en la APON. Durante la variacin cada ONTtransmite una clave de encriptacin a la OLT para que la utilice en el proceso de variaciny cuya finalidad es asegurar que los datos destinados a esa ONT no estn disponibles paralas dems. En la direccin de subida, cada ONT slo transmite datos a la OLT tras recibirun mensaje de cesin por parte de sta, cedindole un nmero de ciclos de tiempo(timeslots) en la APON.Puesto que cada ONT puede estar a una distancia significativa de las dems, y de la OLT,se utiliza un procedimiento llamado ranging para determinar la distancia entre cada ONTy la OLT, a fin de ajustar la asignacin de los ciclos y maximizar as la eficiencia de laAPON.Una APON proporciona funcionalidades FTTH completas, incluyendo datos a altavelocidad, voz en paquetes y una capa de video para servicio de video equivalente alsistema de cable, todo en una nica fibra.17 17. La OLT acta como un multiplexor para todo el trfico de la APON y, al mismo tiempo,proporciona interfaces de la parte de red al usuario. Una nica OLT puede soportar hasta 72puertos APON.Cada interfaz de la OLT soporta una divisin de 1:64, proporcionando una alta densidad deabonados. La OLT soporta las interfaces OC-3 y OC-123 con el ncleo de red, mientras quelas interfaces de la APON hacia el usuario operan a 622 a 155 Mbps, y a 155 Mbps desdeel usuario.Terminacin de red pticaLa ONT puede ubicarse en un bastidor resistente a las condiciones atmosfricas. Se instalacomo un Dispositivo Interfaz de Red (NID) a la intemperie, en la casa del abonado, aunquetambin puede instalarse en el interior o en conjuncin con una pasarela, si lo requiere laimplementacin de la red. La ONT est equipada con una interfaz para la fibra APON, unainterfaz para par trenzado para datos y voz derivada, y una interfaz coaxial de 75 ohm paraproporcionar servicio de video de cable equivalente.La Figura 1.4 muestra otra forma de cmo funciona la APON.El acceso al ancho de banda pudiera obtenerse a travs de distintos mtodos, incluyendoTDMA, WDMA, CDMA. TDMA en sentido ascendente y TDM en sentido descendentefueron los escogidos por el grupo FSAN y adoptados por la ITU como estndar, teniendoen cuenta su simplicidad y efectividad en el costo. Fig.1.3 APON para FTTH. [1][2][5]Terminacin de lnea ptica18 18. _________________________________3. Interfaz de Modo ptico simple a 4 MBFig.1.4 Terminacin de red ptica para FTTH.[1][2][6]19 19. interferir con otras ONTs. La OLT entonces enviar mensajes de concesin a travs de lasceldas de capa fsica de operacin, administracin y mantenimiento (PLOAM) paraproporcionar los slots TDMA que son asignados a la ONT. La ONT, adapta la interfaz deservicio a ATM, y la enva hacia la PON usando el protocolo TDMA.Ethernet y T1s son dos ejemplos de lo que puede ser transportado sobre la APON. Como laAPON es independiente del servicio, todos los servicios heredados y futuros pueden serfcilmente transportados.Como ejemplo del formato de trama bsico entre la OLT y la ONT, se muestra en la Figura26 el del caso simtrico con velocidades de 155 Mbps. La versin asimtrica es similar.Fig.1.5 Funcionamiento de la APON.[1][2][7]La divisin pasiva de la informacin requiere acciones especiales para lograr la privacidady la seguridad. A su vez, el protocolo TDMA es necesario en la direccin ascendente. Eluso de divisores pticos en la arquitectura de una PON permite a los usuarios compartir elancho de banda, y de esta forma dividir los costos, permitiendo a su vez reducir el nmerode dispositivos opto-electrnicos necesitados en la OLT.Los sistemas APON usan una arquitectura de doble estrella. La primera en la OLT, dondela interfaz WAN se divide lgicamente y se conmuta hacia la interfaz APON. La segundaocurre en el divisor donde la informacin es pasivamente dividida y enviada a cada ONT.La OLT es la interfaz entre el sistema de acceso y los puntos de servicios en la red delproveedor. La OLT se comporta como un conmutador ATM de extremo con interfacesAPON en el lado del cliente, e interfaces ATM-SONET en el lado de la red.La ONT filtrar las celdas entrantes y solo recuperar aquellas que estn direccionadas aella. Haciendo uso del campo de direccin de 28 bits VPI/VCI que presenta cada celda.Primeramente la OLT enviar un mensaje a la ONT para indicarle que acepte celdas concierto valor de VPI/VCI.Debido al uso de TDMA en la direccin de subida, cada ONT est sincronizada en tiempocon todas las otras ONT. Esto se logra por medio de un proceso de determinacin dedistancia, donde cada OLT debe determinar la distancia a la que se encuentra cada ONT, detal forma que le sea asignada los slots de tiempo ptimos en los cuales pueda transmitir sin 20 20. consecutivas para prevenir colisiones con celdas de otras ONT. La longitud de este campoes de hecho programable por la OLT. Un campo Prembulo es usado para sincronizacinde bit y recuperacin de la amplitud. El campo Delimitador es un patrn nico que indica elcomienzo de la celda ATM, que puede utilizarse para efectuar la sincronizacin de octeto.Las celdas ATM son directamente convertidas a formato ptico y enviadas a la PON.Debido a la naturaleza de difusin de la PON, se emplean tcnicas de encriptacin porcuestiones de seguridad. En direccin ascendente, la ONT, que usa el protocolo TDMAconvierte tambin las celdas a formato ptico para su transporte sobre la PON.1.2.1.3 Beneficios de la APONLa APON proporciona numerosas ventajas a los operadores y usuarios finales desde lospuntos de vista operacional y de servicio. Los beneficios se detallan a continuacin: . general, la planta de fibra requiere menos mantenimiento que la planta de cobre. La vida esperada de la fibra es ms larga que la del cobre desde el punto de vista fsico y de la capacidad, por lo que los portadores se benefician al reducir sus costos, permitiendo bajar los precios a los abonados. , es alta y los costes de mantenimiento bajos. 64 APON, proporcionando de este modo importantes ahorros de coste. , , que reduce el nmero de interfaces pticas requeridas en la OLT en un factor de hasta 64, en comparacin con los sistemas punto a punto. inherente. Solamente cuando una ONT tiene datos para enviar, requiere tiempo de transmisin a la OLT. Debido a la distribucin estadstica del trfico de datos, esta tcnica permite a los usuarios acceder a un mayor ancho de banda cuando lo Fig.1.6 Formatos de trama APON. [1][2][8] necesitan del que sera posible con implementaciones TDM. 1, de QoS queden a disposicin de servicios como voz, transporte de redes de reaComo se observa en la esto de1.6 la capacidad de carga til en de servicio (SLAs). An ms, local, y video, figura acuerdo a los acuerdos de nivel sentido descendente esreducida a capacidad entre la OLT las celdas PLOAM. ser proporcionada por software. Esto la 149.97 Mbps debido a y cada ONT puede Estas celdas son responsables de la significa que cuando los requerimientos de un usuario cambian, la oferta deasignacin de ancho de banda a travs de las celdas de concesin, sincronizacin, control servicios puede modificarse sin necesidad de enviar un tcnico al domicilio delde errores, seguridad, determinacin de distancia, y mantenimiento. usuario para actualizar el servicio. , En sentido ascedente la brindar el ancho de banda extremo a extremo,aahorrando en completamente capacidad es reducida a 149.19 Mbps debido que hay 3 bytes deoverhead por celda ATM. En adicin aAdems, si la por celda, existen tambin celdas de operaciones y mantenimiento. estos 3 bytes interfaz de servicios es una LANPLOAM, donde la tasacomo 10/100Base-T, donde el circuito ATM constituye el factor alta velocidad de las mismas est definida por la OLT para cada ONT,dependiendo de la funcionalidad requerida. La tasabanda se de celdas PLOAM en el tiempo limitante al ancho de banda, este ancho de mnima podr incrementar en estadireccin es una celda cada 100 ms.interfaz fsica ATM. Por ejemplo, si655negocio pequeo hasta las limitaciones de la Esto equivale a una PLOAM cada un tramas, lo cualresulta despreciable. Los 3 bytes capacidad y en futuro requerir 2 Mbps, entonces el con necesita solo 1 Mbps de de overhead contienen un campo Periodo de guardaun mnimo de 4 bits para proveer la distancia suficiente en tiempo entre dos celdas21 21. proveedor slo proporcionar una tasa mayor al ATM PVC, en vez de establecerms lneas T1 sobre cobre (como se hace an en la actualidad). , virtualmente cualquier servicio deseado. Los operadores pueden enviar todos susservicios heredados, tales como lneas T1 y T3, as como servicios LANtransparentes (TLS) sobre la red ptica.22 22. Las redes CATV clsicas, poseen una topologa de rbol, en donde a partir de un nodo decabecera, se recopilan todos los canales (el origen de estos puede ser va satlite, TAT(Televisin Analgica Terrestre) y TDT (Televisin Digital Terrestre.), transmisionesterrenales de microondas, redes de distribucin de fibra ptica a transmitir a travs de lared. Desde la cabecera surge el trocal de la red encargado del transporte de los contenidoshacia la red de distribucin de cada zona. La red de distribucin se encarga del transportede los contenidos desde la cabecera hasta los puntos de distribucin o acometida donde seconectan los abonados de la red.Fig.1.7 LAN Transparente sobre la APON. [1][2][9]Actualmente, los proveedores de servicio sirven a los pequeos negocios a travs de nodosen anillo SONET, los cuales son muy costosos comparados con las ONTs de la APON, porlo que constituye una posibilidad real la sustitucin de los mismos.1.2.2 REDES HFC (Hybrid Fiber Coax). [1][3]Las redes HFC, son redes de acceso cableadas terrestres, basados es sistemas hbridos quecombinan fibra ptica y cable coaxial. El primero es usado para el transporte de loscontenidos y el coaxial para el cableado de acometida hasta los usuarios.El origen de las actuales redes HFC se remonta a los aos 60 en los EEUU, cuando sedesarrollaron las redes CATV (Community Antenna Televisin o tambin denominadasCable Televisin). Estas redes, se empleaban para la transmisin de seales de TVanalgica, usando como soporte de transmisin el cable coaxial, permitiendo poder tenervarios canales de televisin de manera simultnea y a mejor calidad que la transmisinterrestre de TV, debido al ancho de banda del coaxial.23 23. En la actualidad existen diferentes estndares de normalizacin asociados a los servicios deacceso de datos en las redes HFC. Estos servicios, son principalmente los de datos y accesoa Internet. Los mismos estn basados en los cablemdems, que son los equipos encargadosde ser pasarela que permita convertir las redes de cable en redes transparentes para latransmisin de datos de alta velocidad. En la actualidad existen tres tipos denormalizaciones diferentes: DOCSIS, EuroDOCSIS y DVB-RCC. Alrededor de 1997 tresestndares salieron. DAVIC/DVB fue el primero junto con el estndar Europeo, por detrsfue seguido por MCSN con el estndares Estadounidense (DOCSIS). IEEE vino despuscon la 802.14, y claramente perdi la primera de las iniciativas de estandarizacin. Aqudestacamos los estndares que estn siendo operativos o lo han sido en el mercado europeo.DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification)El DOCSIS es un estndar definido por la industrias de la TV por cable para permitir lainteroperabilidad entre cablemdems y las cabeceras de las redes. Existen diferentesnormalizaciones, como son:-DOCSIS 1.0 :Servicio Best Effort de alta velocidad para acceso a Internet y datos.-DOCSIS 1.1 :Mltiples clases de servicio y QoS para los servicios sensibles al retardo,como la telefona. Sistema con doble velocidad (canal de retorno) y de bajo coste.Fig.1.8 Topologa redes CATV en rbol. [1][3][1]-DOCSIS CATV fueron pensadas para el transporte y distribucincon seales analogas deLas redes 1.2: Usa tecnologa S-CDMA( Syncrhronous CDMA), de mayores tasas detransferencia yactualidad estas redesinterferencias.TV, pero en la tolerancia al ruido e han evolucionado hacia sistemas integrados quepermiten soportar seales de voz, datos e imagen, bajo grandes requerimientos de ancho de-DOCSIS 2.0: Introduce ha conseguido gracias a la introduccin dePunto a Punto (PPP),banda y calidad. Esto se soporte a servicios Simtricos y servicios la fibra ptica en elservicios IP multicast y mayor inmunidad al ruido y la interferencia. Es un sistemalatroncal de la red de cable, permitiendo gracias a su alta capacidad de transmisin, abierto,compatible con los DOCSIS 1.0 y 1.1 Existen 200 precisan mdems dedonde certificadosposibilidad de servicios interactivos, servicios que tipos de de una red cable lacon DOCSIS, de los cuales 40 sonno solo en 1.1. Actualmente la tendencia de la tecnologacomunicacin sea bidireccional y DOCSIS el sentido del usuario final.es a integrar bajo un mismo equipo el puerto de voz, el cable mdem y tambin eldecodificador. dejando de ser redes difusin y pasando a ser sistemas globales. EstaAs las redes hanevolucin de la tecnologa ha permitido que el mbito de las redes CATV se extienda areas metropolitanas cada vez ms extensas beneficios Estndar Prestaciones Servicios y e interconectadas. DOCSIS 1.0 5 Mbps Especificaciones Alta velocidad de datos.As, las redes HFC han evolucionado desde estas redes de distribucin de TV, a redes de u/s estndar Acceso a Internetbanda ancha de larga distancia y alta capacidad, gracias aDoble capacidad u/s la fibra DOCSIS 1.010 Mbps Calidad de servicio. la incorporacin deptica. sta ha permitido mayor capacidad de transmisin, distancias de coste y servicios u/s (retorno) Seguridad(retorno). Bajo accesoasociados. Advanced PHY.30Servicios simtricos. Punto a S-CDMA Mbps u/s (retorno) Punto. Busines-to- A-TDMA1.2.2.1. Estndares 2.0la tecnologa HFC. [1][3][2] DOCSIS debusienes(B2B) Tabla 1.1 Estndares para redes HFC. [1][3][3] 24 24. DOCSIS suplementa los servicios de televisin analgicos, y cumple tambin losestndares de televisin analgica de Amrica y los Estados Unidos. Estos poseen un canalde retorno de entre los 5-42 MHz, con canales de televisin de 6 MHz. EstndaresEuropeos de TV. EuroDOCSIS. Fig 1.9 Versiones DOCSIS. [1][3][4]DVB-RCCDVB-RCC (Return Channel Cable), fue definido para los STBs y extendido para facilitar alos cablemdems y Cabeceras (INA- Interactive Network Adapter) la compatibilidad conlos Set-Top Box DVB desplegados hasta ese momento (basados en el estndar DVB-C).As este estndar es atractivo para el mercado europeo, ya que muchos de los operadoreshan desplegado activamente unidades basadas en DVB, con la consiguiente necesidad deadaptar sus redes a los nuevos servicios de datos. El estndar se ha definido para ser soportede clases de servicio best effort y higher-grade (baja latencia). El estndar ademscomplementa los servicios de TV, cumpliendo los estndares de TV europea. 25 25. Fig.1.11 Estndares Europeos de TV. EuroDOCSIS. [1][3][6]1.2.2.2. Arquitectura de RedTras el xito de las redes CATV, gracias a la introduccin de la fibra en el troncal de red, seha conseguido configurar redes con mayor capacidad, y mayor longitud. En la parte final dela red se mantiene la red de coaxial por ser mucho ms econmica que una red completa defibra. Adems permite obtener una red global con grandes capacidades de escalado enfuncin de las necesidades que sean demandadas. Estas son las denominadas redes HFC.Estas redes, presentan un Esquema de red mejorado como consecuencia de la existencia defibra ptica. Mediante la introduccin de esta, se produce una reduccin del nmero deamplificadores en cascada necesarios en la red, reducindose el ruido y distorsin en lasseales transportadas. La fibra aumenta el ancho de banda de la red, lo cual la dota de unamayor flexibilidad y capacidad de servicio.Las redes HFC estn configuradas en forma de anillos multipunto, con diferentes jerarquasorganizativas, estando formado por un anillo primario de transporte, del que se despliegananillos secundarios de fibra, y de los que salen las acometidas de la red de coaxial. Enmuchas ocasiones esta configuracin o topologa en anillo es ms lgica que fsica, nocerrndose de manera real sino configurndose en enlaces bidireccionales que simulan losanillos.Fig.1.10 Europeos de TV. DVB-RCC. [1][3][5]EuroDOCSISEl EuroDOCSIS es un estndar nacido como extensin de DOCSIS, con el objetivo decumplir los estndares europeos de televisin, y adaptarse as a las exigencias de estos. Fuecreado con el objeto de que los operadores europeos de cable pudieran explotar los altosvolmenes de productos DOCSIS, que se comercializan desde 1998. As los costesasociados a estos no se dispararan por problemas de compatibilidades y estandarizacin.Este estndar provee de servicios y rendimientos similares a los prestados por DVB-RCC,si bien el nivel de integracin con los STBs es ligeramente inferior. As la adaptacin esdebida a que los estndares de TV europeos contemplan un canal de retorno de entre 5-62MHz, y unos canales con un ancho de banda de 8MHz.26 26. CablemodemsAhora se describe el elemento clave que permite que las redes HFC sean redes detransmisin bidireccional transparentes, el cablemdem (CM).La funcin del mdem de cable es convertir la red de cable CATV, en una va transparentepara el transporte de datos a alta velocidad e Internet, ofreciendo hacia el usuario y haciaotras redes desde cabecera, interfaces estndar. Los cablemdems se conectan a la red HFCmediante un conector de cable coaxial de tipo F, y al PC a travs de una interfaz Ethernet10BaseT. El PC ha de disponer, por tanto, de una tarjeta de red. Hacia el usuario se ofreceun estndar 10BaseT y a partir de la cabecera es posible escoger varios estndaresdisponibles: 10BaseT, 100baseT, Gigabit Ethernet, SDH, ATM, etc. Los mdemsfuncionan como gateways o puerta de enlace, pasando de un protocolo Ethernet alprotocolo particular de la red de cable. En cabecera se har el proceso inverso, se convierteel protocolo del cable en algunos de los estndares disponibles, adems de realizar ciertasfunciones de control sobre el sistema. Los sistemas de mdems de cable no suelen requeriruna topologa de red concreta, sino simplemente que se cumplan ciertas normas de calidaden la comunicacin de extremo a extremo. Sin embargo, en la prctica puede resultarcomplicado, e incluso imposible, cumplir esas condiciones con una red enteramentecoaxial.Clases de MdemEn principio los mdems de cable fueron pensados para implementar los niveles fsicos yde control de acceso MAC, siendo una va transparente de comunicacin de datos tipo redde rea local. Algunos mdems implementan funciones de red y de transporte permiten queconstruir distintos tipos de aplicaciones sobre ellos. Podemos clasificarlos segn esto entres clases: , como simples puentes, dejando a eleccin del usuario el utilizar cualquier tipo de protocolo sobre ellos. . objetivo el transportar trfico IP de forma transparente entre los usuarios y cabecera, donde se instala un router que lo encaminar hacia un canal descendente o hacia otro destino en una red diferente. . (53 Bytes) y utilizan los protocolos de sealizacin para proporcionar diferentes clases de servicios. Este tipo de mdems proporcionan: plataformas multiservicio, gestin de calidad de servicio, soporte VLANs, CATV. [1][3][7] y voz sobre Fig.1.12 Arquitectura de una red integracin datos ATM, acceso Ethernet en el mdem y comportamiento de bridge transparente.27 27. Aunque los mdems de cable sirven para el transporte de datos con diversos fines, lamayora de los sistemas se emplean para proporcionar acceso a Internet.1.2.3 REDES DE ACCESO INALAMBRICO. [1][4]Las tecnologas de acceso inalmbrico han tenido su principal uso en lugares inaccesiblesdonde la instalacin de cableado no es posible o resulte totalmente inadecuado; pero tienenla desventaja de ser vulnerables a la interferencia, al ruido y al desvanecimiento de la sealdebido a efectos atmosfricos. Pueden utilizar tecnologa de radio terrestre fija (LMDS).1.2.3.1 Sistema de Distribucin Local Multipunto (LMDS)LMDS (Local Multipoint Distribution System) es un sistema de comunicaciones punto amultipunto inalmbrico para transmisiones sobre banda ancha, permite transmitir serviciosde voz, datos, internet y video en las frecuencias sobre los 25 GHz. En comparacin con lastecnologas basadas en cable, los sistemas LMSD se pueden instalar muy rpidamente, elsistema modular de su arquitectura permite una ampliacin progresiva en funcin de lasnecesidades y del aumento de la demanda de usuarios; requiere lnea de vista. Fig.1.13 Servicios Transmitidos en LMDS. [1][4][1]LMDS aparece como una prometedora tecnologa en el marco de las comunicacionesinalmbricas de banda ancha. Su destacado papel se debe a varias causas, perofundamentalmente a tres razones: Facilidad de despliegue, acceso de alta velocidad y redacceso a coste asumible. Los sistemas LMDS permiten un rpido despliegue encomparacin con las tecnologas homlogas basadas en cable e incluso con relacin a sushomlogas inalmbricas, a lo que se suma su carcter celular, que le dota de elevada 28 28. escalabilidad. LMDS permite el acceso a Internet de alta velocidad, tanto para el sectorresidencial (aun no, en la actualidad por su elevado coste de tarificacin) como para elempresarial, gracias a las tcnicas digitales. Finalmente, esta tecnologa presenta unimportante potencial como tecnologa de acceso (especialmente compatible con las redes defibra ptica, redes HFC (Hybrid Fiber Coax) para nuevos operadores que no dispongan degrandes recursos financieros, as como para los CLEC (Competitive Local ExchangeCarrier).LMDS es una tecnologa que posee un corto recorrido desde su nacimiento en los aos 70 y80. Desde su nacimiento ha sufrido muchos cambios tanto a nivel fsico como de serviciosy capacidad de transmisin. Inicialmente la tecnologa nace para dar servicios de difusin,utilizando la banda de 2 GHz. Posteriormente se convirti el servicio en bidireccional, y seampli la anchura de banda disponible utilizando la banda de los 3 GHz, dando lugar alservicio conocido bajo las siglas MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Service).Con el paso del tiempo, la capacidad del sistema se vio superada no cubriendo lasnecesidades del servicio en cuanto a anchura de banda, y comenz a utilizarse la banda de23-25 GHz, dando lugar al servicio designado por las siglas LMDS (Local MultipointDistribution Service). En la actualidad, la tecnologa contina evolucionando, y se estndiseando sistemas que funcionan en las bandas de 35 GHz e incluso 42 GHz, ampliandoconsiderablemente la capacidad efectiva disponible para los usuarios. Estos avances secomplementan adems con tcnicas adaptativas en modulacin y deteccin y correccin deerrores que incrementan el caudal efectivo disponible para los usuarios, la transicin a lossistemas digitales que ha conseguido la integracin total de los servicios en el estndar deacceso fijo inalmbrico LMDS.Dadas sus enormes posibilidades en banda ancha, el potencial de LMDS en el escenario delas telecomunicaciones inalmbricas, se compara en algunos sectores con la ruptura quesupuso en su momento la fibra ptica en el mundo del cableado; de hecho, se le confiere elcarcter de fibra ptica virtual. En LMDS, cuando se establece una transmisin, esa"llamada" no puede transferirse desde una clula a otra como ocurre en el caso de latelefona celular convencional; es por lo que LMDS se inscribe en el contexto de lascomunicaciones fijas. En definitiva, el sistema LMDS se puede contemplar, desde un puntode vista global, como un conjunto de estaciones base (o hubs, segn autores)interconectadas entre s, y con el emplazamiento de usuario, a travs de seales son de altafrecuencia y donde el transporte de esas seales tiene lugar de forma bidireccional,desde/hacia un nico punto (el hub o estacin base) hacia/desde mltiples puntos ( losemplazamientos de usuario), en base siempre a distancias cortas de varios Km. Enconsecuencia, se puede decir que LMDS es celular debido a su propia filosofa. As ladistancia entre la estacin base y el emplazamiento de usuario viene limitada por la elevadafrecuencia de la seal y por la estructura punto-multipunto, lo cual genera de formaautomtica una estructura basada en clulas. 29 29. 1.2.3.2. Estandarizacin y normalizacin de la tecnologa LMDS. [1][4][2]En 2002 se publicaron dos estndares para las redes LMDS: el estndar 802.16,desarrollado por el IEEE, e Hiperaccess, desarrollado por ETSI.IEEE 802.16El estndar IEEE 802.16 Wireless MAN (Air Interface for Fixed Broadband WirelessAccess Systems) define los niveles fsico y de acceso al medio, MAC para un accesoinalmbrico de banda ancha. 802.16 admite dos mtodos de duplexin: en el dominio de lafrecuencia y en el dominio del tiempo. En el primer caso se utilizan dos portadorasdiferentes, una para el enlace ascendente y otra para el descendente, ambas de 28 MHz,mientras que en el segundo caso, ambos enlaces comparten una nica portadora, con unaanchura de canal igualmente de 28 MHz.Para el caso de duplexin en el dominio de la frecuencia, y para facilitar el abaratamientode los equipos terminales, se contempla el caso de terminales semidplex (que no puedentransmitir y recibir simultneamente), no as para la estacin base, que necesariamente debepresentar un comportamiento dplex. El sistema contempla un esquema flexible detransmisin, con modulacin y codificacin adaptativas en funcin de las condiciones deenlace que cada terminal ve de forma independiente. Esto significa que un terminalprximo a la estacin base, con unas buenas condiciones de transmisin, no se va a verafectado por un terminal mucho ms alejado, para el que las condiciones de transmisin novan a ser tan ptimas.Fig.1.14 Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA). [1][3][4]Puesto que el sistema es punto a multipunto, el sistema incorpora un mecanismo de accesomltiple al enlace ascendente (el compartido por todas las estaciones terminales). Elesquema utilizado es TDMA (Time Division Multiple Access). La organizacin de dichoenlace ascendente viene determinado por la estacin base, que lo propaga a todas lasestaciones terminales mediante el enlace descendente. Por el contrario, al enlace 30 30. descendente slo accede la estacin base, por lo que no es necesario ningn mecanismo deacceso mltiple. El enlace descendente se organiza mediante mltiplex por divisin en eltiempo, agrupando los mensajes dirigidos a terminales con el mismo esquema detransmisin. La organizacin de dicho enlace descendente se propaga en la misma trama,utilizando el esquema de transmisin ms robusto (el apto para las peores condiciones detransmisin), de forma que todos los terminales puedan acceder a dicha estructura.La capa de control de acceso al medio incorpora los mecanismos necesarios para el accesocompartido al enlace ascendente, incluyendo mecanismos de resolucin de contiendas enaquellas situaciones previstas en la norma: el registro de los equipos terminales y larespuesta a un sondeo de difusin. El MAC es orientado a conexin, de forma que cadacomunicacin establecida entre la estacin base y un equipo terminal lo hace por unaconexin determinada. Adems, en el momento en que un equipo terminal se registra en laestacin base, est establece una serie de conexiones predefinidas, que permiten tanto lagestin del equipo terminal, como la solicitud de anchura de banda por parte de ste.Incorpora tambin mecanismos de control de la calidad de servicio, permitiendo asignaranchura de banda a los equipos terminales en funcin de las necesidades de los abonadosque conectan. El estndar tiene definidos cuatro mtodos de solicitud de reserva de anchurade banda, para cuatro tipos de servicio diferentes: Servicio garantizado no solicitado: la estacin base asigna peridicamente espaciodisponible en el enlace ascendente para cada conexin de este tipo que se haya establecido. Servicio con sondeo en tiempo real: diseado para el soporte de conexiones en tiempo realque generan paquetes de tamao variable segn intervalos de tiempo constantes. Servicio con sondeo en tiempo diferido: diseado para el soporte de conexiones que nopresenta requisitos de tiempo real. Servicio mejor esfuerzo: pensado para el trfico de este tipo, como podra ser el acceso aInternet.Como complemento a la 802.16 Wireless MAN, IEEE ha publicado otro estndar, el802.16.2, que contempla prcticas recomendadas para la coexistencia de sistemas fijos deacceso inalmbrico de banda ancha. El grupo de trabajo 802.16 sigue desarrollando trabajosen el entorno de las redes de acceso inalmbrico. Actualmente tiene abiertas varias lneasde trabajo: La 802.16a, que pretende extender el mbito de aplicacin del estndar 802.16 para quetambin incorpore las bandas (con y sin licencia) de 2 a 11 GHz. La 802.16c, para facilitar las especificaciones de interoperabilidad. La 802.16.2a, que incorpora las bandas de 2 a 11 GHz, as como los sistemas punto apunto. En marzo de 2002 se cre un grupo de estudio para el acceso mvil inalmbrico de bandaancha (MBWA). 31 31. HiperaccessHIPERACCESS (High Performance Radio Access) es la denominacin del proyecto que laETSI est desarrollando, bajo el auspicio del Broadband Radio Access Networks ETSIProject (EP-BRAN), en el campo del acceso fijo inalmbrico. Actualmente estnpublicados los estndares correspondientes al nivel fsico A finales de 2002 fueron publicla especificacin de la capa de convergencia para el soporte de diferentes tipos de redes (IP,ATM,...). El estndar se centra en sistemas punto a multipunto bajo licencia, en frecuenciaspor encima de los 11 GHz, haciendo especial hincapi en las bandas de frecuenciacandidatas para la prestacin del servicio de Acceso Fijo Inalmbrico (26/28 GHz, 32 GHzy 40 GHz).1.2.3.3. Arquitectura de Red. [1][3][5]Bsicamente, las infraestructuras asociadas a LMDS, consisten en el segmento de laestacin base y el segmento de usuario. Este ltimo est conformado por una serie deantenas/transceivers de baja potencia situadas en cada emplazamiento de usuario. Lasantenas reciben las seales emitidas por la estacin base al mismo tiempo que emitenseales hacia esa estacin base. El segmento de usuario comprende tambin el STB, y losinterfaces para implementar la integracin en el marco del sistema de comunicaciones delusuario. Ello permite realizar de manera integral y trasparente la interconexin con WANs(Wide Area Network), enlaces con la central telefnica para generar lneas telefnicas,cabeceras de televisin por cable, una interfaz Ethernet para conectar ordenadores, etc. Estainterfaz de red, conocida como NIU (Network Interface Unit) o IDU (InDoor Unit),constituye una interfaz estandarizada para todos los equipos existentes en el emplazamientode usuario.El sistema LMDS se basa o est configurado en funcin de una filosofa modular, de formaque se pueda realizar el despliegue para prcticamente cualquier nmero de circuitos porsector. En lneas generales, se puede afirmar que la capacidad de estos sistemas LMDS esrealmente notable; en la literatura existente se encuentran datos relativos a esta capacidadtales como que una sola estacin base proporciona lneas telefnicas y de datos para darservicio a aproximadamente 80.000 abonados. Como podemos observar la viabilidadtecnolgica, de transmisin o escalabilidad parece asegurada en LMDS, al ser un sistemaintegrado multiservicios de alta capacidad. Solo el mercado determinara su triunfo ofracaso. En la actualidad es aun un sistema minoritario solo al alcance de empresas, no deusuarios residenciales, porque pese a que el equipamiento no ofrece problemas, sus costesson elevados y aun no parecen asumibles por el sector residencial.El LMDS (Local Multipoint Distribution System) es un sistema de comunicacin de puntoa multipunto que utiliza ondas radioelctricas a altas frecuencias, en torno a 26, 28 40GHz, en las que existen bandas de frecuencia de unos 2 GHz con atenuacin mnima(conocidas como "ventanas espectrales") ante los agentes atmosfricos. Dada la anchura de 32 32. banda disponible, el LMDS puede ser el soporte de una gran variedad de serviciossimultneos: televisin multicanal), telefona, datos, servicios interactivos multimedia(teleeducacin, telemedicina) acceso a Internet en banda ancha, etc.En los sistemas LMDS, el territorio a cubrir se divide en clulas de varios kilmetros deradio (15-10 Km. en la banda 3,5 GHz, 3-9 Km. en la banda de 28 GHz, 1-3 Km. en labanda de 40 GHz). El usuario recibe la seal mediante una de estas tres posibles vas: desdeel emisor principal de la clula, si existe visibilidad directa entre ste y el receptor; desdeun repetidor, en zonas de sombra; mediante un rayo reflejado en alguna superficie plana(paredes de edificios, reflectores / repetidores pasivos, etc.). La antena receptora puede serde dimensiones muy reducidas como antenas planas, con capacidad de emisin en bandaancha o de banda estrecha. En definitiva, se trata del acceso al bucle local va radio. Estanueva tecnologa presenta una serie de ventajas hasta ahora inalcanzables a travs de lasconexiones va cable: alta capacidad de transmisin, despliegue e instalacin muy rpidos,crecimiento inmediato y simplicidad en el mantenimiento.33 33. interconectadas con fibra ptica. Adems el equipamiento puede verse en forma separada laparte del operador y la de los clientes o CPE (Equipamiento de la Instalacin del Cliente).En el diseo de sistemas LMDS son posibles varias arquitecturas de red distintas. Lamayora de los operadores de sistemas utilizarn diseos de acceso inalmbrico puntomultipunto, a pesar de que se pueden proveer sistemas punto-a-punto y sistemas de difusinde TV con el sistema LMDS. Es de esperar que los servicios del sistema LMDS sean unacombinacin de voz, datos y video. La arquitectura de red LMDS consiste principalmenteen cuatro partes: Centro de operaciones y administracin de la Red o Cabecera. Backbone. Estacin Base. Equipamiento del Cliente, CPE. Fig.1.15 Estructura de una red punto a multipunto. [1][3][6]Las redes de acceso inalmbricas se caracterizan por una estructura punto a multipunto: unaestacin base, ubicada en un lugar apropiado, ofrece cobertura a un conjunto de estacionesde abonado, que entran dentro de su zona de cobertura. As la estructura de una red deacceso inalmbrica coincide con la de cualquier red de tipo celular; pero con las ventajaspropias de que los terminales a los que hay que proporcionar servicio no son mviles, sinofijos. Ello implica que los mismos pueden tener mayor tamao y consumo mayor, pudiendofuncionar a frecuencias ms altas, de mayor anchura de banda y capacidad, aunquenecesitan lnea de visin directa entre la estacin base y las estaciones de abonado. Una redinalmbrica como LMDS tiene normalmente opciones de acceso cableado, en la prcticapor medio de fibra ptica. Por ello en muchas ocasiones se denomina LMDS como unaredes acceso HFR, es decir Hbrida Fibra Radio, ya que las estaciones base se encuentran34 34. Las partes ms generales del equipamiento son por lo general, Antenas, Transmisores yreceptores de RF, equipos terminales IDU y adaptadores.- Antena, tipo disco de reducido dimetro (10-15 cm de dimetro banda de 26 GHz) cuadrada y plana (25x25 cm banda 3,5 GHz).- Receptor / Transmisor RF: equipo que transmite y recibe la informacin. Paraaplicaciones simtricas de trfico, como telefona, datos e Internet.- Receptor RF: equipo que transmite y recibe seales, denominado LNB (Low NoiseBlock). Usado para aplicaciones asimtricas, recepcin de TV mediante difusin- Equipamiento adaptador: adapta las seales RF para su recepcin descodificada por elterminal del usuario, siendo un interfaz a la red de acceso inalmbrica. Es el caso de la TV,es el Set Top Box, la tarjeta red 10/100baseT para el PC y el splitter o mdem radio pareatelefona.Sin embargo no tiene que existir un equipo por usuario, los equipos terminales (IDU,InDoor Unit) son los elementos a los que se conectan los diferentes abonados de formacomn. La estructura de una red de acceso inalmbrica no exige que exista un equipoterminal por abonado, sino que un mismo equipo terminal puede dar servicio a un nmeroelevado de abonados, actuando como multiplexor de acceso.Fig.1.16 Esquema de red LMDS. [1][3][7]1.2.3.4. Elementos de red LMDS. [1][3][8]Equipamiento del Cliente CPEEl CPE puede variar bastante segn el proveedor, el fabricante y dependen incluso de lasnecesidades del cliente, pero la mayora de ellos incluyen una serie de elementos quesoporten las caractersticas del estndar LMDS IEEE 802.164. Las funciones delequipamiento del cliente, son dotar al usuario de un canal bidireccional de datos, y de uninterfaz que posibilite la integracin de todos los servicios, bajo un nico enlace fijo varadio._____________________________________4. Estndar de conexin para acceso inalmbrico, IEEE35 35. - 10/100 baseT Ethernet- POTS- Conexiones a centrales PBX.- Conexiones Frame Relay y ATMQu interfaces en concreto presenta un equipo terminal suele ser un parmetro configurablede los mismos, siendo ste un aspecto muy dependiente del fabricante en cuestin. Dentrode esta estructura general, y considerando que, a pesar de ser un servicio que utiliza elespectro radioelctrico, debe ser tan fiable (con disponibilidad prcticamente igual a la delos servicios ofrecidos por cable), lo normal es que a un mismo equipo terminal se ofrezcaservicio desde ms de una estacin base. A modo de resumen y en trminos muy generales,en el segmento de usuario la antena capta la seal emitida por la estacin base y la unidadde interfaz de red la convierte en voz, vdeo y datos, y la distribuye por todos los cablesexistentes en la planta del edificio, segn sea su origen y su aplicacin.1.3 TECNOLOGAS DE ACCESO EN TELECOMUNICACIONES. [1][4]La red de acceso abarca los elementos tecnolgicos que soportan los enlaces detelecomunicaciones entre los usuarios finales y el ltimo nodo de la red. A menudo sedenomina lazo de abonado o simplemente la ltima milla. Sus principales componentesson: los medios de transmisin y los elementos que realizan la adecuacin de la seal a losmismos.La necesidad de un mayor ancho de banda ha determinado que numerosas tecnologashayan aparecido y otras a su vez se hayan fortalecido. A pesar de las enormes diferenciasentre estas tecnologas, todas ellas se caracterizan por el aumento de la velocidad detransferencia de datos al usuario final en un orden de magnitud muy superior encomparacin con las soluciones de banda estrecha que les precedieron.Las redes de acceso pueden clasificarse por el tipo de medio utilizado para el transporte dela informacin, pueden ser medios guiados como el cobre, la fibra ptica, el cable coaxial ymedios no guiados que utilizan el espectro radioelctrico. Fig.1.17 Red de acceso LMDS a nivel funcional. [1][3][9]-( )- RED DE ACCESOEstos equipos terminales proporcionan diferentes interfaces a los usuarios finales, como (Par de Cobre, Coaxial, Fibra, NODOCENTRALpueden ser: Radio, Satlite, Telefona Mvil)DE CONMUTACION USUARIO- Circuitos dedicados E1/T1- Circuitos dedicados de n x 64 Kbps Fig.1.18 Red de Acceso. [1][4][1] 36 36. 1.3.1 TECNOLOGA xDSL (xDIGITAL SUSCRIBER LINE). [1][4][2]La tecnologa xDSL, surge por la necesidad de aumentar la capacidad de transmisin delpar de cobre. Hace referencia a toda la familia DSL las cuales utilizan tcnicas demodulacin modernas ayudadas por los avances en el procesamiento digital de seales paralograr transmitir a altas velocidades sobre el lazo de abonado local. En la siguiente tabla semuestra un resumen comparativo entre algunas de las tecnologas xDSL. Velocidad Velocidad Simtrico/Distancia deDescendent AscendenteTipo de DSLla lnea (m)e (Mbps) Asimtrico (Mbps)IDSL Simtrico 5400 0.128 0.128SDSL Simtrico 3000 1.544 1.544HDSL (2 Simtrico 3600 1.544 1.544pares) Simtrico (1 par) 1800 2.312 2.312SHDSL Simtrico (2 1800 4.624 4.624 pares)ADSL G.lite Asimtrico 5400 1.5 0.512ADSL Asimtrico 3600 8 0.928 Asimtrico 300 52 6 Simtrico 300 26 26VDSL Asimtrico 1000 26 3 Simtrico 1000 13 13 Tabla1.2 Tabla comparativa entre algunos tipos de xDSL. [1][4][3]La cantidad de abonados DSL ha venido aumentado a una gran velocidad, a finales deltercer cuatrimestre del pasado ao ya haba ms de 30 millones de usuarios individuales yde negocios servidos por DSL, y se esperaba que el ao concluyera con ms de 36 millonessi se mantena la tasa de crecimiento mensual de 1.67 millones de accesos. 37 37. La tcnica ADSL, por su carcter asimtrico, se adapta mejor al mercado residencial por loque ha sido la ms extendida a nivel mundial. sta va a ser objeto de anlisis al igual queVDSL, que se puede emplear tanto en el sector residencial como en el corporativo.1.3.1.1. Asymmetric Digital Suscriber Line (ADSL). [1][4][4]Las lneas ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) son unas lneas de banda anchapara transmisin de datos sobre par de cobre y en simultaneidad con el servicio telefnicobsico (Si tienes lnea de telfono en casa puedes instalar ADSL siempre que tu centraltelefnica local lo permita). La lnea de telfono normal funciona sobre un cable de cobrede 2 hilos llamado par de cobre, desde la central telefnica hasta nuestra casa. La bandavocal utilizada por el servicio telefnico convencional se sita entre los 300 Hz y los 3400Hz cualquier seal fuera de esta banda es filtrada por los equipos que usan esta lnea. Estono quiere decir que la lnea no pueda soportar otras frecuencias. ADSL utiliza un ancho debanda por encima del requerido para el servicio telefnico concretamente entre 25kHz y1,1Mhz. La banda de frecuencias utilizadas por el ADSL se subdivide a su vez en 2 partes: 25 150 150 1,1 38 38. Fig.1.20 Funcin del Splitter5Como podemos ver el splitter se encarga de separar las lneas de voz de las de datos tantoen la casa como en la central telefnica. En esta todos los abonados de ADSL van a parar aun concentrador o PA (Punto Acceso) el cual va a parar a otro punto llamado PAI (PuntoAcceso Intermedio) donde se conectan los distintos PSI. Las conexiones entre los PA y losPAI son ATM de 155 Mb. Los PSI y el PAI pueden unirse por nodos de 34Mb o 155 Mbdependiendo del PSI. Evidentemente no todos los PSI estn conectados a todos los PAI nitodos los PAI estn conectados entre s. Fig.1.19 Bandas de Frecuencia para ADSL. [1][4][5]Esta caracterstica se adapta perfectamente a las necesidades de Internet, el trfico debajada siempre es mayor que el de subida. Para la instalacin de una lnea ADSL en unalnea telefnica solo hay que conectar un filtro o splitter en una casa otro igual en la centraltelefnica y habilitar el servicio claro. En el siguiente grfico muestro cmo quedara lainstalacin de una lnea ADSL. 39 39. ATM es un protocolo de comunicaciones que permite el transporte de informacin desde elusuario final hasta el PSI creando un canal virtual para cada usuario.1.3.2. Modo de Transferencia Asincrnica (ATM). [1][2][10]El Modo de Transferencia Asncrona es una tecnologa de telecomunicacin desarrolladapara hacer frente a la gran demanda de capacidad de transmisin para servicios yaplicaciones.1.3.2.1. Descripcin del proceso ATMCon esta tecnologa, a fin de aprovechar al mximo la capacidad de los sistemas detransmisin, sean estos de cable o radioelctricos, la informacin no es transmitida yconmutada a travs de canales asignados en permanencia, sino en forma de cortos paquetes(celdas ATM) de longitud constante y que pueden ser enrutadas individualmente medianteel uso de los denominados canales virtuales y trayectos virtuales.Fig.1.20 Punto de Acceso y Punto de Acceso Inmediato. [1][4][6]________________________________________5. El Splitter es un filtro que instalado en el punto de terminacin de red, permite laconcentracin de la seal de voz y la seal de datos. 40 40. En el terminal transmisor, la informacin es escrita byte a byte en el campo de informacinde usuario de la celda y a continuacin se le aade la cabecera.En el extremo distante, el receptor extrae la informacin, tambin byte a byte, de las celdasentrantes y de acuerdo con la informacin de cabecera, la enva donde sta le indique,pudiendo ser un equipo terminal u otro mdulo ATM para ser encaminada a otro destino.En caso de haber ms de un camino entre los puntos de origen y destino, no todas las celdasenviadas durante el tiempo de conexin de un usuario sern necesariamente encaminadaspor la misma ruta, ya que en ATM todas las conexiones funcionan sobre una base virtual.1.3.2.2. Formato de las celdas ATM. [1][2][12]Son estructuras de datos de 53 bytes compuestas por dos campos principales:1. Header, sus 5 bytes tienen tres funciones principales: identificacin del canal,informacin para la deteccin de errores y si la clula es o no utilizada.Eventualmente puede contener tambin correccin de errores y un nmero desecuencia.2. Payload, tiene 48 bytes fundamentalmente con datos del usuario y protocolos AALque tambin son considerados como datos del usuario.Dos de los conceptos ms significativos del ATM, Canales Virtuales y Rutas Virtuales,estn materializados en dos identificadores en el header de cada clula (VCI y VPI) ambosdeterminan el enrutamiento entre nodos. El estndar define el protocolo orientado aconexin que las transmite y dos tipos de formato de celda:NNI (Network to Network Interface o interfaz red a red), el cual se refiere a laconexin de Switches ATM en redes privadasUNI (User to Network Interface o interfaz usuario a red) este se refiere a laconexin de un Switch ATM de una empresa pblica o privada con un terminal ATMde un usuario normal, siendo este ltimo el ms utilizado. Fig.1.21 Descripcin del Proceso ATM. [1][2][11]En la figura 1.21 se ilustra la forma en que diferentes flujos de informacin, decaractersticas distintas en cuanto a velocidad y formato, son agrupados en el denominadoMdulo ATM para ser transportados mediante grandes enlaces de transmisin avelocidades (bit rate) de 155 o 622 Mbit/s facilitados generalmente por sistemas SDH.41 41. 42 42. que siguen las celdas entre dos enrutadores ATM pero este camino puede tener varioscanales virtuales (VC).En el momento de establecer la comunicacin con una calidad de servicio deseada y undestino, se busca el camino virtual que van a seguir todas las celdas. Este camino no cambiadurante toda la comunicacin, as que si se cae un nodo la comunicacin se pierde. Durantela conexin se reservan los recursos necesarios para garantizarle durante toda la sesin lacalidad del servicio al usuario.Cuando una celda llega a un encaminador, ste le cambia el encabezado segn la tabla queposee y lo enva al siguiente con un VPI y/o un VCI nuevo.La ruta inicial de encaminamiento se obtiene, en la mayora de los casos, a partir de tablasestticas que residen en los conmutadores. Tambin podemos encontrar tablas dinmicasque se configuran dependiendo del estado de la red al comienzo de la conexin; ste es unode los puntos donde se ha dejado libertadde celda UNI y NNI. [1][2][13]Fig.1.22 Diagramas para los fabricantes. Gran parte del esfuerzo queestn haciendo las compaas est dedicando a esta rea, puesto que puede ser el puntofundamental que les permita permanecer en el mercado en un futuro. Simbologa:1.3.3. POWERLINE COMMUNICATIONS. [1][5] ( , , 4 ): originariamente reserv el campo GFC para labores de gestin de trfico, peroLa idea de transmitir datos a travs del tendido elctrico no es nueva, desde hace ya varios en la prctica no es utilizado. Las celdas NNI lo emplean para extender elaos, los cientficos de grandes compaas, y personas independientes, han buscado laforma de hacerlo, yVPI a 12 bits. cantidad de problemas inherentes de un medio altamente campo sortear la granhostil. La (United Utilities, y el , 8 ) compaa britnica , fabricante de telecomunicaciones (Identificador de Circuito Virtual, Virtual Circuit Identifier, 16 bits): Se utilizancanadiense Nortel, anunciaron en 1997, que eran capaces de transmitir seales de datos a 1Mbps a travs del segmento de de destino o de las redes elctricas con una tecnologa para indicar la ruta baja tensin final de la celula.propia llamada Digital , , 3 ): joint venture, ( Powerline. Posteriormente ambas empresas crearon un datos de la celda (de datos del usuario o de control).llamado NorWeb para continuar desarrollando la tecnologa. Esta revolucionaria tecnologaha tomado cada(, , 1 ): vez ms fuerza, y la posibilidad de utilizar este medio como ltima milla,para el acceso a los usuarios esta activo 23 Marzo del 2001, esta congestionadaRWE AG celda, si este bit finales. El cuando la red ATM el holding alemn la celdapresent en puede ser descartada. la feria informtica CeBit de Hannover Alemania, la tecnologa llamadaPOWERNET para acceder a Internet por circuito elctrico domstico. , 8 la ( el , Un portavoz de ):empresa elctrica sealcdigo de deteccin de llevado a cabo cubre zona de Essen, en el contiene un que el proyecto piloto error que slo en la la cabecera (no laestado de Renania al Norte de Westfalia en Alemania, ha demostradonmerotecnologa ha informacin de usuario), y que permite detectar un buen que la de erroresmadurado lo suficiente como para ser lanzada al mercado. En la fase inicial, varios miles mltiples y corregir errores simples.de hogares estarn conectados a Internet por un enchufe del toma corriente elctrica yATM ofrece un servicio orientado a conexin, en el cual no hay un desorden en la llegadapodrn recibir datos a una velocidad de 2 Mbps.de las celdas al destino. Esto lo hace gracias a los caminos o rutas virtuales (VP) y loscanales o circuitos virtuales (VC). Los caminos y canales virtuales tienen el mismosignificado que los Virtual Channel Connection (VCC) en X.25, que indica el camino fijoque debe seguir la celda. En el caso de ATM, los caminos virtuales (VP), son los caminos 43 43. 1.3.3.1. Esquema De Funcionamiento DE PLCLa seal de Powerline Communications puede coexistir en el mismo medio del tendidoelctrico con la seal de energa, gracias a la diferencia de frecuencia por donde es enviadala seal de Internet y la energa elctrica. Mientras que la energa elctrica llega a loshogares en la frecuencia de entre los 50-60 Hz, la seal de Internet viaja en frecuenciasmuy superiores, esto posibilita, que ninguna de ellas se interfiera, la tecnologa PLC viajaen la frecuencia de 1.6 a 18 Mhz (outdoor ) y de 18 a 36 Mhz (indoor ).Para que el envo y recepcin de las seales operen de forma ptima, se debe contar conuna serie de dispositivos a lo largo del tendido elctrico que mantengan la seal viva, nosufra grandes interferencias ni interrupciones, y pueda viajar en ambos sentidos porgrandes distancias. Para ello es requerido que existan 4 componentes en la red PLC:44 44. 1.3.3.2. BackboneSe denomina Backbone, a la infraestructura de una red de alta velocidad basada entecnologa 100% ATM. El Backbone es una plataforma que permite brindar todo tipo deservicios, como transmisin de datos, voz, interconexin de redes de alta velocidad yaplicaciones multimedia que exijan calidad de servicio. De modo ms simple de explicar, elBackbone ser el proveedor de acceso a Internet o ISP, que se acoplar a la subestacin detrasformacin, quien pondr a disposicin de la tecnologa PLC, un enlace dedicado defibra ptica de un mnimo de 10 Mbps, para que sea distribuido a travs de la red de bajatensin a los usuarios que utilicen dicho servicio.1.3.3.3. Cabecera PLCLa seal de Internet, tiene como inicio a un proveedor de servicio de Internet (ISP) quienrecibe la seal y la enva a un punto de distribucin en la red de baja tensin, donde seencuentra instalado una cabecera PLC. La seal es enviada a este punto de distribucin, atravs de un enlace de fibra ptica de 10 Mbps. El punto de distribucin, se encuentrafsicamente instalado muy prximo a una unidad transformadora de energa elctrica demedia a baja tensin. Junto a la cabecera PLC, se encuentra una unidad Transceiver, que esun adaptador desarrollado especialmente para permitir la conversin de la seal de redesbasado en hilos de fibra ptica a cables de hilos de cobre, y viceversa. Mediante latecnologa de fibra ptica se puede conectar dispositivos a distancias mnimas de 50kilmetros en modo Full-duplex.Una vez que la seal es convertida (desde la red de fibra ptica a red Ethernet) entra a lacabecera PLC, llamada HE (Head End) a travs de una puerta Ethernet. La seal esprocesada en el interior del HE e inyectada a la red de baja tensin a travs de un acopladorde seal. En este momento, la seal de Internet ha sido introducida a la red de baja tensinen una frecuencia llamada outdoor, con un ancho de banda que va desde los 1.6 a 18 Mhz.El HE es un Gateway de alta velocidad, que opera entre la red Powerline y la red de fibraptica.1.3.3.4. Head End (HE) Fig.1.23 Esquema De Funcionamiento DE PLC. [1][5][1]1. Backbone;EL sistema DS2, utiliza la arquitectura maestro-esclavo, con utilizacin del protocolo de2. Cabecera PLC (Head End); de Acceso al Medio). Un equipo HE, es el equipo maestro,comunicacin M.A.C (Controlmientras que un CPE (mdem PLC) es3. Repetidor PLC (Home Gateway), y un equipo esclavo. La transmisin de datos desde elequipo HE hacia el equipo CPE, es llamada transmisin downstream, mientras que la4. Mdem PLC (CPE).transmisin desde el equipo CPE hacia el equipo HE, es llamada transmisin upstream. Laarquitectura Maestro-Esclavo proporciona un sistema de alta seguridad y eficacia de datos.Este sistema tambin permite que la QoS (Quaility of Service, calidad de servicio) seacontrolado, asegurando el ancho de banda y el estado latente de los servicios crticos, talescomo transferencias de datos garantizadas, telefona IP, vdeo a pedido. El sistema DS245 45. asegura en forma implcita la autentificacin del usuario y permite solamente que losusuarios autorizados utilicen la red. A travs del software administrador es posible,restringir, ampliar, fijar, modificar, el ancho de la banda que se ofrece y en forma remota.Estas operaciones se pueden hacer a travs de Internet.1.3.3.5. Repetidor PLC o Home Gateway (HG)El HG (Home Gateway), tambin llamado repetidor, es un dispositivo que regenera la sealPLC en aquellos lugares donde ella se ha deteriorado por la distancia, para ello, cambia lafrecuencia de la seal. La seal viene desde el HE en una frecuencia de 1.6 a 18 Mhz, elrepetidor toma esta seal, y eleva la seal a la frecuencia de 18 a 36 Mhz. De esta forma, seestablece una separacin de frecuencias, para que los dispositivos conversen entre ellos. Esas como un HE se entiende con un HG en la frecuencia de outdoor, y un HG conversa conun mdem PLC en la frecuencia indoor. En este caso, el sistema maestro esclavo seestablece de la siguiente forma: , . , .Un HG, es instalado al interior de una vivienda, a continuacin del medidor de energaelctrica. Su utilizacin est relacionada con la cantidad de equipos mdem PLC que estninstalados en el interior de la vivienda o edificio, como tambin la distancia que exista entreel HE y el mdem PLC, teniendo en cuenta que la distancia mxima requerida para utilizarun repetidor es de 300 metros.Un HG, puede ser utilizado para expandir la cobertura de la red PLC, o mejorar el ancho debanda disponible. Si se desea implementar una red LAN (Local Area Network). al interiorde un hogar, es requisito disponer de un HG, para que este cumpla funciones de Router. Elcosto notoriamente ms alto de un HG con respecto de un HE, est dado por suequipamiento de 2 chips DS2 Powerline. Un chip cumple una funcin de esclavo del HE, yel otro cumple una funcin de maestro de los mdem PLC que debe atender. Estos chipsson los encargados de efectuar la modulacin de los datos, para ser volcados a la red debaja tensin.46 46. BIBLIOGRAFA CAPTULO IPginas web:[1][1],[1]-[3]. http://www.monografias.com/trabajos14/acceso-atm/acceso-atm.shtml?monosearch[1][2],[1]-[13].http://www.monografias.com/trabajos14/acceso-atm/acceso-atm2.shtml?monosearch[1][3],[1]-[9].http://www.unavarra.es/organiza/etsiit/cas/estudiantes/pfc/redaccna/Tecnologias%20de%20Acceso/HFC/index_HFC.htm[1][4],[1]-[6].http://www.monografias.com/trabajos13/guiadeim/guiadeim.shtml[1][5],[1]-[2].http://es.wikipedia.org/wiki/Power_Line_Communications47 47. CAPTULO IIESTUDIO TCNICO2.1 POWERLINE COMMUNICATIONS (PLC). [2][1]2.1.1. INTRODUCCIONEn la actualidad, es cada vez ms crtica la necesidad de contar con un acceso rpido yconveniente a la informacin. Las empresas esperan y exigen contar con capacidades decomunicacin de datos y acceso a Internet de alta velocidad. La posibilidad de ofreceracceso a Internet de banda ancha le proporcionar a usted una ventaja competitiva,ayudndole a prestar servicios que incrementarn la satisfaccin de sus clientes.La Banda Ancha sobre lnea de energa (abreviada BPL por Broadband over Power Lines)representa el uso de tecnologas PLC que proporcionan acceso de banda ancha a Internet atravs de lneas de energa ordinarias. En este caso, una computadora (o cualquier otrodispositivo) necesitara solo conectarse a un "modem" BPL enchufado en cualquier toma deenerga en una edificacin equipada para tener acceso de alta velocidad a Internet.A primera vista, la tecnologa BPL parece ofrecer ventajas con respecto a las conexionesregulares de banda ancha basadas en cable coaxial o en DSL: la amplia infraestructuradisponible permitira que la gente en lugares remotos tenga acceso a Internet con unainversin de equipo relativamente pequea para la compaa de electricidad. Tambin, taldisponibilidad ubicua hara mucho ms fcil para otros dispositivos electrnicos, tal comotelevisiones o sistemas de sonido, el poderse conectar a la red.Sin embargo, las variaciones en las caractersticas fsicas de la red elctrica y la carenciaactual de estndares por parte de IEEE significan que el suministro del servicio est lejos deser un proceso estandarizado y repetible, y que el ancho de banda que un sistema BPLpuede proporcionar comparado con sistemas de cable e inalmbricos est en duda. Algunosobservadores de la industria creen que la perspectiva de BPL motivar a las empresasoperadoras de DSL y de cable a suministrar ms rpidamente el servicio de acceso a bandaancha a las comunidades rurales.Los mdems PLC transmiten en las gamas de media y alta frecuencia (seal portadora de1,6 a 30 MHz). La velocidad asimtrica en el mdem va generalmente desde 256 kbit/s a2,7 Mbit/s. En el repetidor situado en el cuarto de medidores (cuando se trata del suministroen un edificio) la velocidad es hasta 45 Mbit/s y se puede conectar con 256 mdems PLC. 48 48. En las estaciones de voltaje medio, la velocidad desde los centros de control de red ("headend") hacia Internet es de hasta 135 Mbit/s. Para conectarse con Internet, las empresas deelectricidad pueden utilizar una "espina dorsal" de fibra ptica o enlaces inalmbricos.Las diferencias en los sistemas de distribucin de energa elctrica en Amrica y Europaafectan la puesta en prctica de la tecnologa BPL. En el caso de Norteamrica,relativamente pocos hogares estn conectados con cada transformador de distribucin,mientras que en la prctica europea puede haber centenares de hogares conectados con cadasubestacin. Puesto que las seales de BPL no se propagan a travs de los transformadoresde distribucin elctrica, solo se necesita equipo adicional en el caso norteamericano. Sinembargo, ya que la anchura de banda es limitada, esto puede aumentar la velocidad a lacual cada casa puede conectarse, debido a los pocos usuarios que comparten la misma lnea.El sistema tiene un nmero de problemas complejos, siendo el primero que las lneas deenerga intrnsecamente constituyen ambientes muy ruidosos. Cada vez que un dispositivose enciende o apaga, introduce voltajes transitorios en la lnea. Los dispositivos ahorradoresde energa introducen a menudo armnicos ruidosos en la lnea. El sistema se debe disearpara ocuparse de estas interrupciones naturales de las seales y de trabajar con ellas.Las tecnologas de banda ancha sobre lneas elctricas se han desarrollado ms rpidamenteen Europa que en Estados Unidos debido a una diferencia histrica en las filosofas dediseo de sistemas de energa. Casi todas las grandes redes elctricas transmiten energa aaltos voltajes para reducir las prdidas de transmisin, despus en el lado de los usuarios seusan transformadores reductores para disminuir el voltaje. Puesto que las seales de BPLno pueden pasar fcilmente a travs de los transformadores (su alta inductancia los haceactuar como filtros de paso bajo, bloqueando las seales de alta frecuencia) los repetidoresse deben unir a los transformadores. En Estados Unidos, es comn colocar untransformador pequeo en un poste para uso de una sola casa, mientras que en Europa, esms comn para un transformador algo ms grande servir a 10 o 100 viviendas. Parasuministrar energa a los clientes, esta diferencia en diseo es pequea, pero significa quesuministrar el servicio BPL sobre la red de energa de una ciudad tpica de los EstadosUnidos requerir ms repetidores en esa misma proporcin, que los necesarios en unaciudad europea comparable. Una alternativa posible es utilizar los sistemas BPL comoredes de retorno para las comunicaciones inalmbricas, por ejemplo colocando puntos deacceso Wi-Fi o radio bases de telefona celular en los postes de energa, permitiendo as quelos usuarios finales dentro de cierta rea se conecten con los equipos que ya poseen. En unfuturo prximo, los BPL se pudieran utilizar tambin como redes de retorno para las redesde WiMAX.El segundo problema principal de BPL tiene que ver con la intensidad de la seal junto conla frecuencia de operacin. Se espera que el sistema utilice frecuencias en la banda de 10 a30 MHz, que ha sido utilizada por dcadas por los radio aficionados, as como por emisoras 49 49. radiales internacionales en onda corta y por diversos sistemas de comunicaciones (militar,aeronutico, etc.). Las lneas de energa carecen de blindaje y pueden actuar como antenaspara las seales que transportan, y tienen el potencial de eliminar la utilidad de la banda de10 a 30 MHz para los propsitos de las comunicaciones en onda corta.Los sistemas modernos de BPL utilizan la modulacin OFDM (Orthogonal FrecuencyDivision Multiplexing) que permite minimizar la interferencia con los servicios de radiomediante la remocin de las frecuencias especficas usadas. Un estudio de 2001conjuntamente realizado por la ARRL (American Radio Relay League) y HomePlugdemostr que los mdems usando esta tcnica en general eso con la separacin moderadade la antena de la estructura que contena la seal de HomePlug que interferencia eraapenas perceptible y sucedi interferencia solamente cuando la antena estaba fsicamentecerca de las lneas de energa.Las transmisiones de datos a velocidades mucho ms altas usan las frecuencias demicroondas transmitidas mediante un mecanismo recientemente descubierto depropagacin superficial de ondas, denominado E-Line el cual ha sido demostrado usandosolamente una sola lnea de energa. Estos sistemas han demostrado el potencial para lascomunicaciones simtricas y de Full Duplex a velocidades mayores a 1 Gbit/s en cadadireccin. Mltiples canales de WiFi con seales simultneas de televisin analgica en lasbandas sin licencia de 2,4 y 5,3 GHz han sido demostrados operando sobre una lneasencilla de voltaje medio. Adems, debido a que puede funcionar en la banda de 100 MHz a10 GHz, esta tecnologa puede evitar completamente los problemas de interferenciasasociados con el uso de un espectro compartido mientras