Evolucion redes telecomunicaciones

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Evolución de las telecomunicaciones desde redes locales hasta redes wifi en la actualidad.

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  • Septiembre 2004 Evolución de las tecnologías de telecomunicación
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  • Evolucion redes telecomunicaciones

    1. 1. Principales tendenciasen tecnologías de acceso a la Sociedad de la Información Prof. José R. Molina MSC
    2. 2. Situación actual 2
    3. 3. Hacia donde vamos 3
    4. 4. Nuevas aplicaciones Oferta de servicios con plataformas y aplicaciones que prestan voz, datos y vídeo de manera independiente voz, datos y vídeo de manera independiente Oferta de servicios convergentes con plataformas que integran voz, datos y vídeo , – los clientes contratan con operadores servicios que se prestan de forma integrada a través de plataformas que soportan voz, datos y vídeo. – El acceso a los servicios se hace de forma individual a través de sus respectivas interfaces, por ejemplo : operadores de cable ofrecen actualmente servicios de telefonía y acceso a Internet, y operadores de telefonía fija ofrecen servicios de acceso a contenidos. Oferta de aplicaciones convergentes con plataformas que integran voz, datos y video – E l cliente contrata un único servicio a operadores que usan plataformas que integran voz, datos y video. – A las aplicaciones convergentes se accede a través de una única interfaz que permite la simultaneidad de acceso a la información multimedia. 4
    5. 5. Redes integradas e interconectadas Network Management System SS7 Gateway Application Servers SS7 Network Media Gateway Controller IP Media Gateway Media Gateway PSTN 5
    6. 6. Nuevas generaciones deRedes NGN NGN representa la convergencia de múltiples redes independientes incluyendo voz, video y datos dentro de una red única, unificada y de banda ancha. Evolución en telecomunicaciones que combina la confiabilidad y accesibilidad de la red telefónica con el alcance y flexibilidad de Internet. La tendencia actual es integrar todo tipo de servicios en una red de paquetes con infraestructura IP en donde los factores claves son capacidad, calidad de servicio, seguridad y fiabilidad Integración banda ancha, movilidad y ubicuidad 6
    7. 7. ¿Razones para ir a una red IP? Ubicuidad Conectividad  Experiencia  Flexibilidad Integración  Escalabilidad Calidad 7
    8. 8. Redes de nueva generación New Generation Networks NGN Una NGN es una red de paquetes capaz Una NGN es una red de paquetes capaz de proveer servicios de telecomunicaciones y capaz de hacer uso de tecnologías banda ancha y tecnologías de transporte con capacidades de QoS en donde las funciones de servicio son independientes de las tecnologías de transporte. Ofrece acceso no restringido a usuarios de diferentes proveedores de servicio. Soporta movilidad generalizada la cuál permitirá ofrecer servicios permanentes a los usuarios NGN 2004 Project Description. ITU-T. 12 Febrero 2004. 8
    9. 9. Características NGN Transporte basado en paquetes (IP, MPLS, ATM, Ethernet). Control distribuido e independiente del transporte, recursos, sesión y servicios. Independencia de las funciones relacionadas con el servicio de las tecnologías de transporte. Provisión de interfaces abiertas. Capacidades banda ancha con calidad del servicio extremo a extremo y transparencia. Soporte de una amplia gama de servicios, aplicaciones y mecanismos basados en construcción de bloques de servicio (incluyendo tiempo real, streaming y multimedia). 9
    10. 10. Características NGN Interworking con redes heredadas vía interfaces abiertas. Movilidad generalizada. Acceso no restringido a usuarios de diferentes proveedores de servicio. Una variedad de esquemas de identificación que pueden ser definidos con direcciones IP para propósitos de enrutamiento en redes IP Inteligencia de servicios e IP en redes gestionadas IP. Servicios convergentes entre fijo y móvil. Conforme con todos los requisitos regulatorios, por ejemplo los concernientes a las comunicaciones emergentes, seguridad/privacidad, etc. 10
    11. 11. ¿Qué hay que cambiar ? Definición de una nueva arquitectura de aplicaciones, basada en XML, Web Services, el Web Semántico, etc. Arquitectura de servicios multimedia definida por IETF y basada en los protocolos RTP/RTCP para envío de flujos de audio y de vídeo a través de Internet utilizando el protocolo de transporte UDP y en los protocolos SIP/SDP para señalización, mensajería instantánea o presencia. Actualización de la arquitectura IP, que incluye el protocolo IPv6, además de una serie de protocolos adicionales para seguridad, autoconfiguración, movilidad IP, calidad y clases de servicios, multicast, anycast, etc.  Arquitectura de seguridad basada en una identidad digital verificable que permita autenticación de interlocutores remotos y cifrado de flujos de información, basada en una infraestructura de claves públicas, IPSec, etc. 11
    12. 12. IPV6 Ampliación de los campos de dirección a 128 bits. Direccionamiento unicast (envío de un paquete a un receptor dentro de un grupo) y multicast (envío de un mismo paquete a un grupo de receptores). Definición de un campo Traffic Class de 4 bits y otro de flow label de 20 bits. Estos sustituyen al campo ToS (Type of Service) de 8 bits en IPv4, con objeto de soportar QoS y clase de servicio. Mecanismos de auto configuración. Esto ofrece una ventaja para el usuario ya que los dispositivos serán plug and play y para el administrador de la red ya que simplifica la gestión. Mecanismos de movilidad. Permite al usuario cambiar físicamente de interfaz de acceso a la red sin perder su identidad. Esta movilidad puede proporcionarse tanto en12 redes fijas como móviles
    13. 13. IPV 6 Cambios en el formato del paquete. Simplificación del encabezado lo que agiliza el enrutamiento (algunos campos del encabezado IPv4 se quitan o se hacen opcionales) . P osibilidad de paquetes con carga útil de más de 65.355 bytes. Soporte Multi-homing. E ste es el mecanismo por el cual un determinado sitio o red puede estar conectado a otros por múltiples caminos por razones de seguridad, redundancia, ancho de banda, balanceo de carga, etc. Adicional a las ventajas anteriores, la introducción de Ipv6 permitirá una asignación jerárquica del espacio de direcciones que permite una red más eficaz, escalable y robusta. Las tablas de direccionamiento de los routers son actualmente de gran tamaño debido a las asignaciones de clases A, B y C realizadas durante los primeros años en Internet. Una asignación jerarquizada reducir á mucho el tamaño de las tablas de encaminamiento, haciendo la conmutación mucho más eficaz. 13
    14. 14. Control de calidad de serviciodirectamente a nivel del protocolo IP Servicios integrados Int-Serv (Integrated Services) Servicios diferenciados Diff-Serv (Differentiated Services) Conmutación por etiquetas multiprotocolo MPLS (MultiProtocol 14 Label Switching)
    15. 15. Seguridad La seguridad en la provisión de servicios es uno de los aspectos claves en la NGN. Los niveles de seguridad se pueden estructurar en dos apartados diferentes siendo sus objetivos principales la integridad, la disponibilidad y la confiabilidad. – Seguridad de red. – Seguridad de clientes e información. Los requerimientos de seguridad van a tener un impacto en la arquitectura de Internet, incluyendo los elementos que la red necesita para administrar la identidad digital PKI (Public Key Infrastructure) , así como los protocolos (SSL/TLS e IPSec) que permiten autenticar usuarios y proteger sus operaciones a través de la red. 15
    16. 16. Movilidad personal y del terminal El acceso móvil a Internet se ha convertido en uno de los grandes retos de la Internet del futuro Este deberá permitir que los terminales y los usuarios se desplacen por la red estando siempre localizables sin interrupciones de los servicios cuando éstos están en movimiento. Los componentes más importantes son: – Enlaces inalámbricos en el acceso a la red – Protocolos de movilidad terminal – Protocolos de movilidad personal Protocolo MIP (Mobile IP) 16
    17. 17. NIVELES DE NGN
    18. 18. Modelo de referencia Servidores de Gestión Gestión GestiónNivel de Aplicación Aplicaciones INTERNET de de de Softschitch Nivel de Control Red Red Red y y y PSTN Capa de Servicios Servicios Servicios Switch IP AccesoNivel de Transporte Capa de Transito Accesos TDM Accesos IP fijos e 18 inalámbricos
    19. 19. NIVEL DE TRANSPORTE
    20. 20. Transmisión WDM (Wavelength Division Multiplexing) y DWDM (Dense Wave Division Multiplexing). Permiten a los operadores y usuarios dotar de mayor capacidad la fibra ya instalada. Los dispositivos WDM y DWDM eliminan las limitaciones transmitiendo múltiples señales a través del mismo cable de fibra OXC: Optical Cross Connect, OADM: Optical Add Drop Multiplex 20
    21. 21. Transporte heredado vs tendencia convergente Transporte heredado Tendencia Convergencia IP/ETHERNET IP/ETHERNET ATM / FRAME RELAY NGS, PRR SONET / SDH OXC, OADM Dinámicos Fibra, Transporte estático WDM • Jerarquía Multi_nivel: • Jerarquía de Red Convergente: - Planos de control especializados - Capacidades de QoS y enrutamiento IP (MPLS, - Altos costos, baja escalabilidad DiffServ) • Protocolos intermedios: - Control unificado - Mapeos: paquetes – celdas • Mapeos directos IP-WDM - Protocolos y equipos especializados • Nuevos niveles intermedios dinámicos: • Protección/Transporte SONET/SDH - IEEE 802.17 Ethernet RPR - Jerarquía rígida “centrada en voz” - ITU-T GFP (Next Generation Sonet) - Sistemas de gestión especializados • Protección/Transporte Avanzado DWDM - Tendencia a dinámica (híbrido opaco/óptico) 21
    22. 22. ETHERNET EN MAN/WANCost/Mb* TDM TDM, FR, ATM, IP Ethernet cost VC advantage becomes ATM apparent due to savings from DWDM Ethernet cost/Mb picks up at mid to high rate but savings IP Ethernet cost/Mb <<< due to simpler technology and OAM&P Ethernet TDM at low rate SDH WDM Mbps E1 E3 STM-4c 1Gbps 10Gbps “Low-Rate” “Mid-Rate” “High-Rate” “Ultra High-Rate” * average pricing from global carriers Services - sub Services - E3 to Services - STM- Services - 10Gbps, E1 to E3 STM-1 4c/16c, 1Gbps 40Gbps 22 Fuente: Lucent Technologies
    23. 23. Evolucion transporte IP Tendencias evolución transporte IPIP/DWDM Fuente: Actualidad y futuro de las redes ópticas. Universidad Politécnica de Valencia. Enero 2004. 23
    24. 24. Evolución por defecto (modelo “OVERLAY”) Arquitectura basada en OADMs/OXCsIP/DWDM 24
    25. 25. RED GMPLS o integración de latransmisión óptica con la capa IP IP/DWDM 25
    26. 26. Red toda óptica independiente IP/DWDM Arquitectura basada en enrutadores MPLS fotónicosControl Centralizado b. Control Distribuido 26
    27. 27. Esquema del modelado de Canales APLICACIÓN IP ATM / ETHERNET X C C D W W S B W W 3 I I A L D A P U S T L D D G F M T E M M I A E L V C T X L OCobre Cable L. Poder Fibra Espectro Radio Eléctrico ACCESO
    28. 28. DSL (Digital Subscriber Line) Tecnología always-on que cuenta con velocidades que varían de acuerdo con la tecnología y la distancia, permitiendo repotenciar el cobre: – ADSL asimétrica – SDSL simétrica – HDSL alta tasa de datos – IDSL - ISDN DSL – VDSL muy alta tasa de datos DATOS COBRE MÓDEM ADSL VOZ 28
    29. 29. xDSLAlcance y velocidad de transmisión de datos típicos de los sistemas xDSL (un solo par sin regenerador) Mbit/s ascendente (del abonado a la central) 10 si m. 5,0 2,0 1,0 0,5 0,2 SHDSL 1 2 3 4 5 6 7 0,2 Km 0,5 ADSL Alcance del bucle 1,0 HDSL 2,0 5,0 VDSL 10 20 50 asi m. 100 Mbit/s descendente (de la central al abonado) Downstream wid l/xd sl1m 29 Fuente: UIT-D
    30. 30. ADSL2+ - ADSL ADSL2+ Vs ADSLFuente: Lucent Technologies 30
    31. 31. Banda ancha a través de la red de TV por suscripciónCableModem 31
    32. 32. PLC (Power Linecommunication) 32
    33. 33. Acceso alambrico Comparación tecnologías de acceso alámbricasCaracterísticas Cobre Línea Fibra Poder EoVDSL SHDSL ADSL VDSL PLC CWDM 15 Mbps 12 Mbps GbpsCapacidad 2.3 Mbps 6/0.64 Mbps 52/6 Mbps 1.3 Kmmáxima/Alcance 3.2 Km 4 Km 300 mAlcance 6.3 Km 6 Km 1.5 Km 1.5Km 500-300 m < 50 Kmmáximo/capacidad 384 Kbps 1.5/0.256 13/3.2 5Mbps entre sin Mbps Mbps repetidores Amplificado rSimétrico/ Simétrico Asimétrico Ambos Simétrico Simétrico AmbosAsimétricoDuplex Full Full duplex Full duplex Full Half duplex Full duplex duplex duplexEstándar Si Si Si No No SiMadurez Baja Alta Baja Baja Baja Media 33
    34. 34. APLICACIÓN IP ATM / ETHERNET X C C D W W S B W W 3 I I A L D A P U S T L D D G F M T E M M I A E L V C T X L OCobre Cable L.elect. Fibra Espectro Radio Eléctrico
    35. 35. ACCESO INALAMBRICO Wi-Fi Wi-Max Permite que varios equipos compartan una sola conexión de alta velocidad a Internet a una distancia de unos 150 metros También puede utilizarse para poner en red varios PC sin utilizar cables Velocidad hasta 11 Mbps 2.4GHz 35
    36. 36. IEEE 802.11 Estándar DescripciónIEEE 802.11b 11 Mbps, cobertura de celda de 100m, opera en la banda de 2,4 Ghz.IEEE 802.11a Evolución del 802.11b, a mayor velocidad, 54 Mbps en la banda de 5,7 Ghz.IEEE 802.11d Versión del 802.11b, con translación de frecuencia para aquellos países en donde la banda 2,4 Ghz esta siendo utilizada.IEEE 802.11e Añade al estándar 802.11 a, b y g calidad del servicio (priorización).IEEE 802.11f Añade al estándar 802.11b factores de movilidad, similares a los usados en las redes móviles.IEEE 802.11g Equivalente al 802.11a (velocidades hasta 54 Mbps) pero trabajando en la banda de 2,4GhzIEEE 802.11h Ofrece mejoras en la potencia de transmisión y en la selección de canales en el estándar 802.11aIEEE 802.11i Aporta elementos de seguridad agregando nuevos métodos de encriptación y autenticación al estándar básico a, b y g.IEEE 802.11j Permite la coexistencia del 802.11a y el estándar europeo HiperLAN2 36
    37. 37. WMAN Fixed (?) broadband wireless access system IEEE 802.16 Air Interface Standard – Opera entre 2 y 11 GHz – Orientada a cubrimiento metropolitano MAN – 30 millas de alcance – Tasas de 70 Mbps compartido WiMAX: Consorcio Worldwide Interoperability for Microwave Access 37
    38. 38. WMAN IEEE802.16: utiliza especto licenciado en el rango de 10 a 66 GHz, necesita línea de visión directa, con una capacidad de hasta 134Mbps en celdas de 1 a 3 millas. Soporta calidad de servicio. IEEE 802.16a: Trabaja en el rango de 2 a 11 Ghz, su principal ventaja es la de no necesitar línea de vista, trabajando en celdas de 4 a 6 millas, con alcances de hasta 31 millas. Soporta calidad de servicio. IEEE 802.16e: En febrero de 2003, IEEE creó el grupo de trabajo 802.16e con el fin de dotar de movilidad a las WMAN. IEEE 802.20: Movilidad – Banda 3.5GHz – 1 Mbps – Alcance 15 Km – 250 Km/h 38
    39. 39. Otras tecnologías LMDS y MMDS PAN – Blueetooh – IEEE 802.15: interoperabilidad de las redes inalámbricas LAN con las redes tipo PAN Home RF: alternativa a 802.11b Home Networks Satélites 39
    40. 40. Temas en desarrollo Ultra-Wide band (UWB) - 802.11n Antenas Inteligentes (Smart Antenas) Mesh Networks – Red de área local donde cada dispositivo en la red se conecta y se comunica simultáneamente con los demás dispositivos Software-defined radio SDR – Agile Radios: uso de los periodos de inactividad en una amplia gama del espectro 40
    41. 41. MOVILES
    42. 42. ESTÁNDARES MÓVILES 3G 2G 2.5G Cdma2000 W-CDMA 144 Kbps CDMA 9.6-14.4 KbpsBandwidth EDGE CDMA GPRS 64-384 Kbps 43–115 Kbps TDMA HSCSD 38.4-57.2 Kbps 4G ?? GSM CDPD Mobitex, IDEN… 2003 42 2001 2002
    43. 43. Evolución a 3G 1xEV-DO - Data Optimized. Mejora el volumen de transmisión de datos yalcanza velocidades pico de 2,4Mbps (700 Kbps promedio), sin requerirmás de 1,25MHz de ancho de banda. Soporta aplicaciones como MP3 y videoconferencia. 1xEV-DV - Data and Voice Optimized. CDMA2000 1xEV-DV provee voz ydatos en tiempo real (multimedia). Paquetes a velocidades de hasta 3.09 Mbps. 43
    44. 44. LA IMPORTANCIA DE LOS DATOS 44FUENTE: ANALYSYS
    45. 45. SMSMensajes SMSenviadospor mes 45 Fuente: GSM Association
    46. 46. MMS ( Multimedia Messaging Service ) Este estándar de mensajería aprovecha la facilidad de uso y la universalización de los SMS e introduce nuevos elementos que permiten ser enviados: imagen, texto, etc. El mensaje consiste en al menos tres diferentes elementos, como texto, imagen y sonido sincronizados. Esta siendo actualizado. En la práctica, por lo menos se necesita GPRS para el funcionamiento de MMS. 46
    47. 47. NIVEL DE CONTROL
    48. 48. NIVEL DE CONTROL El nivel de control es la capa intermedia del nuevo modelo de red y se encarga de asegurar el interfuncionamiento entre las otras dos: nivel de transporte y nivel de servicios. Debe interpretar la señalización del nivel de transporte y desencadenar los mecanismos oportunos para llevar a cabo la provisión de los servicios. Otra de sus funciones principales es la de efectuar la traducción entre la señalización de diferentes redes de transporte. Esta tarea es imprescindible, sobre todo a corto plazo, durante el periodo en el que las futuras redes de paquetes sigan conviviendo con las actuales redes de circuitos 48
    49. 49. Protocolos de control de llamada Establecimiento, control y liberación de las conexiones que soportan la provisión de los servicios – H.323  Componentes, protocolos y procedimientos que permiten proveer servicios de comunicaciones multimedia (audio, vídeo y datos) en tiempo real sobre redes de paquetes – SIP (Session Initiation Protocol) – SIGTRAN (Transporte de Señalización) – BICC (Bearer Independent Call Control) – SIP-T (SIP‑telefonía) – SDP (Session Description Protocol) 49
    50. 50. PROTOCOLOS DE CONTROL DE PASARELAS (GATEWAYS) MEGACO/H.248 (MEdia GAteway COntrol protocol) Softswitch – Pasarela física MG (Media Gateway). – Controlador de pasarela MGC (Media Gateway Controller). Network Management System – Pasarela de señalización SG (Signaling Gateway SS7 Gateway Application Servers SS7 Network Media Gateway Controller IP Media Gateway Media Gateway PSTN 50
    51. 51. NIVEL DE APLICACION
    52. 52. Tendencias en el nivel d e aplicaciones Arquitectura multimedia IP – RTP (Real Time Transport Protocol) – RTCP (Real Time Control Protocol) – RTSP (Real Time Streaming Protocol) – RSVP (Resource Reservation Protocol) 52
    53. 53. NIVEL DE GESTION
    54. 54. Tendencias en nivel de gestión Las tendencias en la gestión de red se basan en: – Agentes inteligentes distribuidos – Sistemas de gestión basados en Web – Gestión en servicios de comunicación personales – Gestión en redes de banda ancha. Los métodos clásicos han sido centralizados: Telecommunications Management Network (TMN) y Simple Network Management Protocol (SNMP) 54
    55. 55. CONCLUSIONES
    56. 56. RESUMEN IEEE COMMUNICATIONS MAGAZINE Investigaciones Acceso Última Milla: DSL Cable Fibra Investigaciones Ópticas: Transmisión Switching Software Investigaciones sobre Integraciones IP/Ethernet punto a punto con otros estándares a diferentes niveles Investigaciones en Redes Inalámbricas: Optimización de uso del espectro IP Networking 56
    57. 57. Conclusiones Las telecomunicaciones son un sector de importancia primordial para el desarrollo del país, así lo demuestra su cada vez más importante participación en el PIB nacional El crecimiento del mercado de las telecomunicaciones estará concentrado en: – Móviles – Acceso banda ancha – IP Ante la llegada de nuevos actores con alta capacidad de inversión y experiencia, se plantean nuevos retos para la innovación y la ingeniería 57
    58. 58. GRACIAS !

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