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Descripcion y aplicaciones de las Redes Banda Ancha

Descripcion y aplicaciones de las Redes Banda Ancha

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  • 1. Redes de banda ancha yultra anchaPedro A. Aranda Gutiérrez [paag@tid.es] ACCELERATE TO INCREASE OUR LEADERSHIPFechaTelefónica I+D
  • 2. ACCELERATE TOINCREASE 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 Telefónica I+D 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 PCINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 5. Confiabilidad  Para todas las aplicaciones es importante  SAN, IP/TV, VoIP, ...  ¿Qué buscamos?ACCELERATE TOINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 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 redACCELERATE TO  Sólo pretende queINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 7. Historia (personal)  ¿Qué teníamos en casa hasta hace (relativamente) poco?  1 PCACCELERATE TO  Conexión esporádica a "Internet" con módemINCREASE OUR LEADERSHIP  9600 baudios --> 56 kbaudios  Se quedó corto, pero ¿porqué?  Tiempo en bajarse una página Web, el correo, etc. Telefónica I+D
  • 8. Historia (personal)  ¿Que tenemos en la actualidad?  Varios PCs  Conectados entre síACCELERATE TO  WiFiINCREASE OUR LEADERSHIP  Conexión permanente de banda ancha a Internet  ADSL  ADSL2(plus)  VDSL (En un futuro cercano?) Telefónica I+D
  • 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 localACCELERATE TO  En la actualidad, la tendencia es a que todo esté en laINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 10. Una visión más amplia  Incluyamos el móvil, la PDA, el navegador GPS  ¿Hacia qué modelo vamos?  Área personal (PAN)ACCELERATE TOINCREASE OUR  Área doméstica (HAN) LEADERSHIP  Área local (LAN)  Área metropolitana (MAN)  Red pública (WAN) PAN HAN LAN MAN WAN Telefónica I+D
  • 11. Modelos de red  El clásico para un diseñador de redesACCELERATE TOINCREASE OUR LEADERSHIP Acceso Acceso Acceso Acceso Agregación Agregación Acceso Acceso Núcleo Acceso Acceso Agregación Agregación Acceso Acceso Acceso Acceso Telefónica I+D
  • 12. Modelos de red  Por densidad de población  Fuente: WiMAX Forum Zona residencialACCELERATE TO Zona urbanaINCREASE OUR LEADERSHIP Zona rural/verdes Zona periférica Telefónica I+D
  • 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 Telefónica I+D
  • 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 ForumINCREASE OUR LEADERSHIP Telefónica I+D
  • 15. ACCELERATE TOINCREASE OUR LEADERSHIP Redes fijas Telefónica I+D Telefónica I+D 15
  • 16. Clasificación  Vamos a proceder sistemáticamente  Red de área local  Red troncalACCELERATE TO  AccesoINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 17. Redes de área local  Basadas en Ethernet  Históricamente  CSMA/CDACCELERATE TO  Acceso Múltiple al Medio con Detección de ColisionesINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 18. Redes de área local  Basada en cable coaxialACCELERATE TOINCREASE OUR LEADERSHIP T M M M M T T M M M M T Telefónica I+D
  • 19. Redes de área local  Basada en cable de par trenzadoACCELERATE TOINCREASE OUR LEADERSHIP Telefónica I+D
  • 20. Evolución  Posteriormente aparecieron las redes FastEthernet  Solución para la creación de redes troncales a nivel localACCELERATE TO  Sobre cableado Cat5: 100BaseTINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 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 elACCELERATE TO coaxialINCREASE OUR LEADERSHIP  Dentro de lo que es la red  Hubs con conmutación  Detectan los equipos que tienen a ambos lados  Sólo conmutan los paquetes que los atraviesan  Necesidad de detección de bucles  Spanning tree Telefónica I+D
  • 22. Ethernet en la red pública  Redes metropolitanas (MAN)  Principio: extender la LAN Ethernet a varios edificios  Conexiones 10BaseT para entornos residencialesACCELERATE TO  Conexiones 100BaseT para entornos empresarialesINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 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 Telefónica I+D
  • 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 aACCELERATE TOINCREASE OUR mejorar el ancho de banda LEADERSHIP  ADSL2plus  VDSL Telefónica I+D
  • 25. ADSL: Utilización  principalmente en operadoras con planta de cobre desplegada  el acceso a la planta puede ser una ventajaACCELERATE TO  acceso a los clientes ya está desplegadoINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 26. ACCELERATE TOINCREASE OUR LEADERSHIP Redes inalámbricas Telefónica I+D Telefónica I+D 26
  • 27. Redes inalámbricas  Nos adentramos en el mundo del IEEE  En la actualidad utilizan el  espectro infrarrojoACCELERATE TO  muy pocoINCREASE 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. Telefónica I+D
  • 28. IEEE: una sopa de letras  802.11: Wifi  802.11b: acceso radio de alta velocidad en la banda de 2.4GHzACCELERATE TO  802.11g: extensión de 802.11bINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 29. IEEE: una sopa de letras (2)  802.16: WiMAX – Acceso inalámbrica de banda ancha  Hay dos modos  802.16e: WiMAX móvilACCELERATE TO  Permite nomadismoINCREASE 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 29
  • 30. WiMAX  ¿Cómo de avanzado está WiMAX?  Según los planes del WiMAX Forum (http://www.wimaxforum.org/home)ACCELERATE TOINCREASE OUR LEADERSHIP Telefónica I+D
  • 31. HSDPA  HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)  optimiza UMTS(WCDMA)  nuevo canal compartido en el enlace descendenteACCELERATE 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) Telefónica I+D
  • 32. ACCELERATE TOINCREASE OUR LEADERSHIP Tendencias Red Fija Telefónica I+D Telefónica I+D 32
  • 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 deACCELERATE 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 ópticosACCELERATE TO de la redINCREASE OUR LEADERSHIP  Una única gestión común  encaminamiento de la información unificado Telefónica I+D
  • 35. PostIP  ¿Qué vamos a hacer cuando el modelo IP se agote?  ¿Cuando se agota el modelo IP?  Menos alarmista: Future InternetACCELERATE TOINCREASE 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 computacionalACCELERATE TO  Las redes tienen que tender a realizar de maneraINCREASE 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. Telefónica I+D
  • 37. Redes auto-...  Redes que se organizan solas (self-organising network)  Descubrimiento de la posición/función del nodo en laACCELERATE TO redINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 38. ACCELERATE TOINCREASE OUR LEADERSHIP Tendencias Redes inalámbricas Telefónica I+D Telefónica I+D 38
  • 39. Ultra Wide Band  Objetivo  Comunicaciones con anchos de banda significativamente superiores a los que se alcanzan en la actualidad con WiMAXACCELERATE TO  Algo equivalente a la Gigabit EthernetINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 40. Pulsers  Web: www.pulsers.eu  Reto  conjugar movilidad con anchos de banda muy altosACCELERATE TOINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 41. ACCELERATE TOINCREASE OUR LEADERSHIP Conclusiones Telefónica I+D Telefónica I+D 41
  • 42. Conclusiones  En la red fija se está produciendo un claro proceso convergente  IPACCELERATE TO  Todo sobre IPINCREASE 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 Telefónica I+D
  • 43. •Conclusiones  En la red móvil hay varias tendencias  Tecnología unificadora  Ethernet: IEEE 802.xACCELERATE TO  Internet de cosas frente a una Internet de ordenadoresINCREASE OUR LEADERSHIP  Redes de sensores  Aumentar el ancho de banda  UWB Telefónica I+D