Acceso Residencial de Banda Ancha
Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y ...
Mercado global de banda ancha Final del 2001  (según GartnerG2) 22% 13% 60% 13.8m 63.0m 105m Estados Unidos 76% 57% 75% 8m...
Características de RBB <ul><li>Acceso con caudal superior a RDSI básico (128 Kb/s). </li></ul><ul><li>Comunicación full dú...
Limitaciones del RBB <ul><li>Compatible con cableado doméstico (par telefónico o cable coaxial de antena de TV). </li></ul...
Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y ...
Fundamentos técnicos de RBB <ul><li>Modelo de referencia </li></ul><ul><li>Medios físicos de transmisión de la información...
Arquitectura de una red RBB <ul><li>Modelo de referencia RBB </li></ul><ul><ul><li>Servidor </li></ul></ul><ul><ul><li>Red...
Arquitectura completa de una red RBB
Medios de transmisión de la información digital <ul><li>Cables  </li></ul><ul><ul><li>Metálicos (de cobre) </li></ul></ul>...
Problemas de las señales de  banda ancha en cables metálicos <ul><li>Atenuación </li></ul><ul><ul><li>Es la reducción de l...
Problemas de las señales de  banda ancha en cables metálicos <ul><li>Factores que influyen en la atenuación: </li></ul><ul...
Atenuación en función de la frecuencia para un bucle de abonado típico (cable de pares) 3,7 Km 5,5 Km Frecuencia (KHz) 0 0...
Constelaciones de modulaciones habituales Amplitud Fase Binaria simple 1 bit/símb. 1 0 2B1Q (RDSI) 2 bits/símb. 2,64 V 0,8...
Modulaciones utilizadas en RBB <ul><li>QPSK: Quadrature Phase-Shift Keying </li></ul><ul><li>QAM: Quadrature Amplitude Mod...
Teorema de Nyquist (1924) <ul><li>El número de baudios transmitidos por un canal nunca puede ser mayor que el doble de su ...
Teorema de Nyquist <ul><li>El Teorema de Nyquist no dice nada de la capacidad en bits por segundo, ya que usando un número...
Ley de Shannon (1948) <ul><li>La cantidad de símbolos (o bits/baudio) que pueden utilizarse dependen de la calidad del can...
Ley de Shannon: Ejemplos <ul><li>Canal telefónico: BW = 3,1 KHz y S/R = 36 dB  </li></ul><ul><ul><li>Capacidad = 3,1 KHz *...
Errores de transmisión <ul><li>Se dan en cualquier medio de transmisión, especialmente en RBB ya que: </li></ul><ul><ul><l...
Errores de transmisión <ul><li>Algunos valores de BER típicos: </li></ul><ul><ul><li>Ethernet 10BASE-5: <10 -8 </li></ul><...
Errores de transmisión <ul><li>Ante los errores se pueden adoptar las siguientes estrategias: </li></ul><ul><ul><li>Ignora...
Control de errores. FEC <ul><li>La TV Digital (y por tanto la RBB) utiliza códigos correctores o FEC. No se puede pedir re...
Control de errores. Interleaving <ul><li>En RBB los errores suelen producirse como consecuencia de interferencias externas...
Interleaving + FEC en errores a ráfagas Orden de transmisión Ráfaga en error Buffer de interleaving Al reordenar los datos...
Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y ...
Redes CATV <ul><li>Evolución histórica y arquitectura HFC </li></ul><ul><li>Nivel físico </li></ul><ul><li>Nivel MAC </li>...
Redes CATV coaxiales (1949-1988) <ul><li>Las redes CATV (Community Antenna TeleVision) nacieron para resolver problemas de...
Receptores y Decodificadores Moduladores y Conversores Contenidos locales CABECERA Arquitectura de una red CATV coaxial Ha...
Redes CATV HFC (1988-  ) <ul><li>Principios de diseño de las redes HFC (Hybrid Fiber Coax): </li></ul><ul><ul><li>Se divid...
Arquitectura de red CATV  HFC Cabecera Regional Cab. local COAX Empalme Conexión Sint. digital -TV Cable módem - ordenador...
Cabecera regional Arquitectura de una red CATV HFC Anillo de fibra (TV simplex, una fibra datos full duplex,  2 fibras, SO...
Comunicación en una red CATV HFC Señal modulada de radiofrecuencia  Ordenador (o hub) Cable módem Red CATV HFC Backbone op...
Red de centros regionales 2,5 Gb/s (SDH) Red metropolitana 622 Mb/s (SDH) Hosting ISP Larga Distancia Red HFC Cabecera red...
Transmisión de datos en CATV <ul><li>Sentido descendente (ida): datos modulados en portadora analógica de un canal de tele...
Reparto de las frecuencias en redes HFC Servicios clásicos (TV) Servicios de datos (Internet) Televisión digital Internet ...
Reparto de frecuencias en redes HFC (estándar DOCSIS) <ul><li>Descendente: 96-864 MHz (Europa), 88-860 MHz (América). S/R ...
Bandas ascendentes utilizables en redes CATV en Europa 5000 KHz 65000 KHz 30000 KHz Bandas no utilizables por coincidir co...
Técnicas de modulación para transmisión de datos en redes CATV <ul><li>QPSK: Quadrature Phase-Shift Keying </li></ul><ul><...
Caudales brutos en redes CATV <ul><li>Debido al overhead introducido por el FEC (Forward Error Correction)  y otros factor...
Capacidad de una red CATV <ul><li>Suponiendo que se utilizara exclusivamente para transmitir datos, la capacidad máxima de...
Esquema de una zona en una red CATV Canal  D escendente   (854 -  862  MHz )   41,7  M b/ s  compartidos por  3  usuarios ...
Funcionamiento de CATV <ul><li>Medio broadcast, canales ascendente y descendente compartidos por cada zona, como una LAN, ...
Protocolo MAC de CATV <ul><li>La red CATV es un medio broadcast: cada cable módem recibe todo el tráfico descendente, vaya...
MAC de CATV <ul><li>En descendente el CMTS es el único que emite, por tanto no hay conflicto. </li></ul><ul><li>En ascende...
Mapa de asignación de mini-slots Un mini-slot: 64 símbolos
Protocolos implicados en la comunicación CM-CMTS (CM externo conectado por Ethernet)
Protocolos implicados en la comunicación CM-CMTS (CM externo conectado por USB)
Esquema funcional de una red CATV DOCSIS Canal descendente 30 Mb/s compartidos Canal ascendente 2,56 Mb/s compartidos CMTS...
Correspondencia de DOCSIS con el modelo OSI OSI DOCSIS Aplicación Transporte Red Enlace Física FTP, SMTP, HTTP, etc. TCP y...
Cable módem <ul><li>El CM se conecta al ordenador normalmente mediante Ethernet (10BASE-T). Así se consigue una interfaz d...
Esquema funcional de un cable módem Sintonizador de RF Lógica de control MAC Demodulador QAM-64/QAM-256 Modulador QPSK/QAM...
Funciones del cable módem <ul><li>Captar/generar señal de Radiofrecuencia </li></ul><ul><li>Modular/demodular los datos </...
Cable módem vs decodificador digital 172 euros 160 euros TOTAL 6 euros 12 euros Licencias de software (Sistema Operativo, ...
Estándares en redes CATV <ul><li>Primeros cable módems y CMTS propietarios. </li></ul><ul><li>Mayo de 1994: el IEEE crea s...
Estándares CATV <ul><li>ITU-T ha adoptado tanto DOCSIS como DAVIC </li></ul><ul><li>DAVIC y DOCSIS coexistieron un tiempo ...
Mejoras DOCSIS 1.1 <ul><li>Fragmenta paquetes grandes para impedir que  un usuario monopolice el canal ascendente. Si coex...
Mejoras DOCSIS 2.0 <ul><li>Mejora capacidad ascendente respecto a DOCSIS 1.x (incorpora 64 QAM y canales de 6,4 MHz) </li>...
Servicios IP en redes CATV <ul><li>Por sencillez, comodidad y seguridad se utiliza DHCP para asignación de direcciones IP ...
Direcciones IP en redes CATV <ul><li>A los ordenadores se les pueden asignar: </li></ul><ul><ul><li>Direcciones privadas R...
Conmutador LAN Router CMTS Cable Módem Servidor DHCP/TFTP Host de Administración Backbone Red CATV HFC 1: Definir y salvar...
Servicio IP sobre CATV <ul><li>Ejemplo: servicio Cable Módem de ONO:  </li></ul>588,96 ?? 4000 84,90 512 1000 69,54 150 10...
 
Grupos y Empresas de redes CATV en España (30.000) 581 Canarias Telec. Canarias 181.236 897 Sevilla , Andalucía I, Andaluc...
Grupos  de facto  de empresas CATV en España AOC: Asociación de Operadores de Cable 1.030.281 14.845 TOTAL 775.681 236.240...
39,00  (con TV) 50,75 (con TV) 99,25 (con TV) 34,26 46,23 27,05, 39,07 39,07, 27,05 (500 MB/mes), 54,09 48,08 (500 MB/mes)...
Usuarios de Cable modem  2º trimestre 2002 (Fuente: McKinsey Quarterly) Estados Unidos 15,100,000 Corea del Sur 8,810,000 ...
Referencias CATV <ul><li>Tutoriales:  </li></ul><ul><ul><li>www.cable - modems.org </li></ul></ul><ul><ul><li>www.cable - ...
Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y ...
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) <ul><li>Justificación </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>A...
Justificación de ADSL <ul><li>Cable de pares: 750 millones de hogares </li></ul><ul><li>Redes CATV bidireccionales: 12 mil...
Fundamentos técnicos de ADSL <ul><li>La limitación de los modems telefónicos (33,6 o 56 Kb/s) no se debe al cable de pares...
Fundamentos técnicos de ADSL <ul><li>ADSL utiliza frecuencias a partir de 25-30 KHz para ser compatible con el teléfono an...
Switch telefónico Red telefónica analógica Internet DSLAM (ATU-C) Splitter Teléfonos analógicos Modem ADSL (ATU-R) Bucle d...
Splitter ADSL Bucle de abonado (2 hilos, de la central) Módem ADSL Teléfono
Esquema de conexión ADSL en una central telefónica Red ATM Internet Red telefónica DSLAM Conmutador ATM Conmutador telefón...
Internet Red telefónica DSLAM Conmutador ATM Conmutador telefónico Central telefónica ISP Usuario ADSL Usuario RTC (RTB o ...
Módems ADSL (ATU-Remote) <ul><li>El módem ADSL puede ser: </li></ul><ul><ul><li>Externo: conectado al ordenador por: </li>...
Splitter A la oficina central Modem ADSL USB (ATU-R) Ordenador con puerto USB Conectores telefónicos (RJ11) Conectores USB...
Conexión de un router/hub ADSL Splitter A la central telefónica Router/Hub ADSL Ethernet Latiguillo Ethernet 10BASET (2 pa...
Bucle de abonado típico Cable de Alimentación Cable de Distribución Empalme Puentes de derivación (instalaciones anteriore...
Relación Caudal/grosor /alcance en ADSL <ul><li>La capacidad depende también de la calidad del cable. Si el bucle de abona...
Atenuación en función de la frecuencia para un bucle de abonado típico 3,7 Km 5,5 Km Frecuencia (KHz) 0 0 100 200 300 400 ...
Problemas de ADSL <ul><li>Algunos usuarios (  10%) se encuentran a más de 5,5 Km de una central telefónica. </li></ul><ul...
1 Km 3 Km 0 dB -20 dB -60 dB Central Telefónica Atenuación de la señal descendente en ADSL A B Atenuación: 20 dB/Km
1 Km 3 Km 0 dB -60 dB Central Telefónica 0 dB -40 dB -20 dB Atenuación de la señal ascendente en ADSL Competencia desigual...
Frecuencias en ADSL <ul><li>ADSL utiliza frecuencias por encima de los 30 o 100 KHz para ser compatible con el teléfono an...
Técnicas de modulación ADSL <ul><li>Se han desarrollado dos técnicas de modulación: </li></ul><ul><ul><li>CAP: sistema más...
Modulación DMT (Discrete MultiTone) <ul><li>256 subcanales (bins) de 4,3125 KHz de anchura (frecuencias 0-1104 KHz). Los b...
Reparto de bins en ADSL DMT 142,3-1104 33-255 Tráfico descendente 25,9-168,2 6-38 Tráfico ascendente 0-25,9 0-5 Teléfono a...
ADSL DMT (ITU G.992.1) Fre c. 0 4 kHz 1.1 04  MHz Canal Descendente Canal Ascendente Teléfono Analógico 30 kHz 138-160 kHz...
Modulaciones utilizadas en una conexión ADSL DMT 4 Ksímbolos/s por bin.  Eficiencia máxima: 16 bits/símbolo Frecuencia Ene...
Proceso de negociación de un módem ADSL. 3: En base a la relación señal/ruido se decide la codificación a emplear en cada ...
Intereferencias externas en ADSL Se muestra aquí la influencia de algunas interferencias en el resultado del proceso de ne...
roglaro#Show dsl int atm0   ATU-R (DS) ATU-C (US) Modem Status:  Showtime (DMTDSL_SHOWTIME) DSL Mode:  ITU G.992.1 (G.DMT)...
Roglaro#Show dsl int atm0   ATU-R (DS) ATU-C (US)   Interleave Fast Interleave   Fast Speed (kbps):   4000   0   512   0 R...
Utilización de bins en el router anterior 1 2 0 3 4 5 6 7 8 9 Bits/símbolo Bin 7 29 38 243 Canal ascendente: bins 7 a 29 2...
ADSL G.Lite (ITU G.992.2) <ul><li>ADSL requiere instalar en casa del usuario un filtro de frecuencias o ‘splitter’ (teléfo...
Red telefónica Internet DSLAM (ATU-C) Modem ADSL (con filtro de bajas frec.) Bucle de Abonado (5,5 Km máx.) Altas Frecuenc...
ADSL G.Lite <ul><li>ADSL G.Lite puede utilizar CAP o DMT. Con DMT solo usa bins 0-127 (0-552 KHz) y modulación 256 QAM com...
RADSL (Rate Adaptative DSL) <ul><li>Versión ‘inteligente’ de ADSL que adapta la capacidad dinámicamente a las condiciones ...
Bucle de abonado (conexión ADSL) Red telefónica DSLAM (ATU-C) Router-modem ADSL (ATU-R) Ethernet 10BASE-T Enlace ATM OC-3 ...
Módem-router ADSL típico <ul><li>Conexiones Ethernet (RJ45) y ADSL (RJ11) </li></ul><ul><li>Versiones G.DMT y G.Lite </li>...
Configuration Summary DSL Receive Rate 256000 DSL Transmit Rate 128000 DSL Interface State Up DSL WAN IP Address 192.76.10...
Router Ethernet/ADSL (Cisco 827-4V) Ethernet 10BASE-T (RJ45) Consola (RJ45) ADSL (RJ11) Conexiones telefónicas (RJ11) para...
80.24.166.172/26 147.156.159.1/26 A 0.0.0.0/0 por 147.156.200.149 gordius roglaro Campus de Burjassot Joan Roglá 147.156.1...
roglaro#show conf ! ! router C827-4V ! IOS version 12.1(5) ! interface Tunnel0 bandwidth 512 ip address 147.156.200.150 25...
roglaro#show int ATM0 ATM0 is up, line protocol is up  Hardware is PQUICC_SAR (with Alcatel ADSL Module) MTU 1500 bytes, s...
roglaro#show int ATM0.1 ATM0.1 is up, line protocol is up  Hardware is PQUICC_SAR (with Alcatel ADSL Module) Description: ...
roglaro#show int Ethernet0 Ethernet0 is up, line protocol is up  Hardware is PQUICC Ethernet, address is 0004.27fd.4591 (b...
roglaro#show int Tunnel0 Tunnel0 is up, line protocol is up  Hardware is Tunnel Internet address is 147.156.200.150/30 MTU...
show conf … ! hostname gordius ! interface Loopback0 ip address 147.156.148.113 255.255.255.255 ! interface Tunnel1 descri...
gordius# show int Loopback0 Loopback0 is up, line protocol is up  Hardware is Loopback Internet address is 147.156.148.113...
gordius# show int Tunnel1 Tunnel1 is up, line protocol is up  Hardware is Tunnel Description: Tunel a Joan Rogla ADSL tele...
Aplicación de VoIP ISP2 ISP1 ISP3 ISP4 Internet ADSL CATV RDSI Tarifa Plana Línea dedicada Valencia Zaragoza Pamplona Sala...
Otros tipos de xDSL <ul><li>HDSL: High Speed DSL </li></ul><ul><li>SDSL: Single-line (o Symmetric) DSL </li></ul><ul><li>V...
HDSL (High speed DSL) <ul><li>Ofrece un canal simétrico de 2 Mb/s. Alcance máximo unos 4 Km. </li></ul><ul><li>Se emplea a...
HDSL (High speed DSL) <ul><li>Para reducir la frecuencia de la señal divide el caudal a transmitir entre 2 ó 3 pares. </li...
Equipo HDSL de 2 Mb/s Vista frontal Vista posterior Cable de la central (2 pares) Conexión al router (interfaz G.703)
SDSL (Symmetric o Single-line DSL) <ul><li>Parecido a HDSL (simétrico) , pero usa sólo un par de hilos.  </li></ul><ul><li...
VDSL (Very high speed DSL) <ul><li>Es el ‘super-ADSL’. Permite capacidades muy grandes en distancias muy cortas. </li></ul...
Capacidad del bucle de abonado en función de la distancia 10 60 50 40 30 20 0 0 Capacidad (Mb/s) Distancia (Km) 4 3 2 1 6 ...
VDSL (Very high speed DSL) <ul><li>Utiliza un par de hilos. Compatible con voz </li></ul><ul><li>Aunque capacidad superior...
Comparación de servicios xDSL SI 1,5 13-52/1,6-2,3 ó 13-52/13-52 Por decidir VDSL NO 3,0 2/2 2B1Q ó CAP SDSL NO 4,6 2/2 OP...
Espectro de las diversas modalidades de xDSL
ADSL en España Actualmente se ofrecen cuatro tipos de servicio ADSL: Cada uno de estos servicios se caracteriza por unos v...
ADSL en España <ul><li>Los valores correspondientes a los antiguos servicios ADSL eran los siguientes (las celdas que supe...
Normativas ADSL en España <ul><li>Información institucional: </li></ul><ul><ul><li>www.setsi.mcyt.es </li></ul></ul><ul><u...
Referencias ADSL <ul><li>W. Goralski: ‘Tecnologías ADSL y xDSL’, Osborne McGraw-Hill, 2000. </li></ul><ul><li>J. Lane: ‘Pe...
Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y ...
Sistemas inalámbricos fijos <ul><li>LMDS </li></ul><ul><li>Satélites geoestacionarios </li></ul><ul><li>Satélites de órbit...
LMDS (Local Multipoint Distribution System) <ul><li>Comunicación por microondas de superficie. </li></ul><ul><li>Frecuenci...
Alcance de las ondas de radio en función de la frecuencia Enlace punto a punto (antena direccional) Enlace punto a multipu...
Factores que influyen en el alcance Disponibilidad: Modulación: Pluviometría: 2,5 Km 5’ 99,999 % 5 Km 53’ 99,99 % 14 Km 8 ...
Topología redes LMDS <ul><li>Conexiones punto a punto </li></ul><ul><li>Conexiones punto a multipunto: </li></ul><ul><ul><...
LMDS: Configuración punto a punto <ul><li>Equivalente a enlace dedicado. Puede ser simétrico </li></ul><ul><li>Antenas par...
LMDS: Configuración multipunto Estación base Antena sectorial direccional (60º) Sector (60º) Antena plana direccional (16x...
Arquitectura y topología de una red LMDS <ul><li>Despliegue en estructura celular. </li></ul><ul><li>Cada emisor cubre una...
Topología de una red LMDS NOC (Network Operations Center) 24 15º 16 22,5º 12 30º 8 45º 6 60º 4 90º Sectores por BSU Ángulo...
Comunicación bidireccional entre estación base y usuario NIU (Network Interface Unit) Antena parabólica  TDM TDMA BSU (Bas...
Arquitectura de un sistema LMDS NIU Red telefónica Unidad de provisión de vídeo DCU: Digital Connection Unit Internet BSU:...
Multiplexación en LMDS <ul><li>Enlaces punto a punto: TDM (Time Division Multiplexing) </li></ul><ul><li>Enlaces multipunt...
Protocolo MAC ascendente en LMDS multipunto  TDM BSU NIU 1 NIU 2 NIU 3 FDMA 1 FDMA 2 FDMA 3 Acceso FDMA: Acceso FDMA/TDMA:...
Ventajas/desventajas de LMDS <ul><li>Opción interesante en zonas con densidad de población media (urbanizaciones).  </li><...
Haz 1, Remoto 1 Museo de Historia Natural Haz 1, Remoto 2 Oficina Gestión de Riesgos  HUB o Nodo central Slusher Tower Haz...
Nodo central: Slusher Tower <ul><li>Modulación: 16 QAM </li></ul><ul><li>Canal: 8.33 MHz </li></ul><ul><li>Capacidad: 10,7...
Slusher Tower 5 Kg Museo de Historia Natural <ul><li>Capacidad: 4,608 Mb/s simétricos (3 enlaces T1). </li></ul><ul><li>Vo...
Estandarización de LMDS <ul><li>IEEE creó el comité 802.16 en julio de 1999 </li></ul><ul><li>En abril de 2002 se aprobó e...
LMDS en España <ul><li>Complemento adecuado para las redes de TV por cable. Operadoras de CATV principales interesadas </l...
Sistemas inalámbricos fijos <ul><li>LMDS </li></ul><ul><li>Satélites geoestacionarios </li></ul><ul><li>Satélites de órbit...
Satélites geoestacionarios (GEO) <ul><li>Giran a 36.000 Km de altura (cinturón de Clark). </li></ul><ul><li>Se utilizan de...
Huella Eutelsat
Satélites GEO: Bandas y Frecuencias Para evitar interferencias se usa una banda diferente en subida y bajada (microondas) ...
Satélites GEO: transmisión de datos <ul><li>Cada banda se divide en canales. Cada canal es atendido por un ‘transponder’ (...
Transmisión de datos Satélites GEO <ul><li>Ancho de banda por transponder: de 26 a 72 MHz (DVB-S). Ejemplo Eutelsat: </li>...
Frecuencias y canales de datos en Eutelsat 33 MHz 33 MHz 33 MHz 38 MHz 38 MHz 38 MHz Transponder 1 Transponder 3 Transpond...
Transmisiones digitales de RTVE por Hot Bird 13.0 E Frecuencia: 11.785  ± 19  MHz Polarización: Horizontal Caudal: 27,5 Ms...
Transmisiones digitales de CSD por Astra 19.2 E Frecuencia: 10.877  ± 15  MHz Polarización: Vertical Caudal: 22 Msimb/s FE...
Satélites GEO: transmisión de datos <ul><li>Sentido descendente: medio broadcast compartido en toda la ‘huella’ del satéli...
Problemas de los satélites GEO <ul><li>Interferencia terrestre (banda C) </li></ul><ul><li>Lluvia (banda Ku y Ka) </li></u...
Ej.: Servicio ASTRA-NET (retorno telefónico) <ul><li>Servicio: </li></ul><ul><ul><li>Descendente: CIR desde 64 hasta 400 K...
Servicio ASTRA-NET con retorno telefónico
Servicio ASTRA Broadband Interactive (bidireccional) <ul><li>Servicio: </li></ul><ul><ul><li>Descendente: hasta 38 Mb/s </...
Servicio bidireccional vía satélite
Acceso a Internet vía satélite Fuente:  www.satconxion.com   3000 663 512 2048 3000 167 128 512 Two-Way 3  2250 250 512 20...
Sistemas inalámbricos fijos <ul><li>LMDS </li></ul><ul><li>Satélites geoestacionarios </li></ul><ul><li>Satélites de órbit...
Satélites de órbita baja (LEO) <ul><li>Ventajas de las órbitas de poca altura (750-1500 Km): </li></ul><ul><ul><li>Retardo...
Comparación satélites LEO Satélite 2005 64/2 Mb/s Desc./asc. 1375 288 (24x12) 18,8-19,3 28,6-29,1 Teledesic Satélite 2000 ...
Sistema Teledesic <ul><li>Pensado para transmisión de datos bidireccional con gran capacidad. </li></ul><ul><li>Potencias ...
Funcionamiento de la ‘constelación’ Teledesic
Referencias satélites <ul><li>Geoestacionarios: </li></ul><ul><ul><li>Servicios IP:  www.satconxion.com </li></ul></ul><ul...
Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y ...
Comparación de las diversas tecnologías <ul><li>Necesidad visión directa </li></ul><ul><li>Medio compartido </li></ul><ul>...
 
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Accesoresidencial[1]

1,154 views

Published on

Acceso recidencial

  • Be the first to comment

Accesoresidencial[1]

  1. 1. Acceso Residencial de Banda Ancha
  2. 2. Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y xDSL </li></ul><ul><li>Sistemas inalámbricos: LMDS y satélite </li></ul><ul><li>Comparación de las diversas tecnologías </li></ul>
  3. 3. Mercado global de banda ancha Final del 2001 (según GartnerG2) 22% 13% 60% 13.8m 63.0m 105m Estados Unidos 76% 57% 75% 8m 10.5m 14m Corea 2% 9% 8% Penetración Banda Ancha en hogares Internet 1% 3% 2% Penetración Banda Ancha 34% 27% 18% Penetración Internet .2m 1.0m .5m Hogares con Banda Ancha 8.8m 10.3m 4.5m Hogares con Internet 27.7m 37.7m 24.8m Total de hogares Reino Unido Alemania Francia
  4. 4. Características de RBB <ul><li>Acceso con caudal superior a RDSI básico (128 Kb/s). </li></ul><ul><li>Comunicación full dúplex (puede ser asimétrica) </li></ul><ul><li>Precio moderado </li></ul><ul><li>Usuario inmóvil (conexión por cable o por medios inalámbricos) </li></ul><ul><li>Normalmente conexiones permanentes (tarifa plana) </li></ul>
  5. 5. Limitaciones del RBB <ul><li>Compatible con cableado doméstico (par telefónico o cable coaxial de antena de TV). </li></ul><ul><li>Bajo costo de mantenimiento (25 – 50 Euros/mes) </li></ul><ul><li>Bajos costes de instalación. </li></ul><ul><li>Instalable por el usuario final (autoconfiguración y autoprovisionamiento). </li></ul><ul><li>Manejo sencillo. </li></ul>
  6. 6. Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y xDSL </li></ul><ul><li>Redes basadas en fibra: FTTC y FTTH </li></ul><ul><li>Sistemas inalámbricos: LMDS y satélite </li></ul><ul><li>Comparación de las diversas tecnologías </li></ul>
  7. 7. Fundamentos técnicos de RBB <ul><li>Modelo de referencia </li></ul><ul><li>Medios físicos de transmisión de la información digital. </li></ul><ul><li>Límites en la capacidad de transmisión de la información digital. Teorema de Nyquist y Ley de Shannon </li></ul><ul><li>Control de errores </li></ul>
  8. 8. Arquitectura de una red RBB <ul><li>Modelo de referencia RBB </li></ul><ul><ul><li>Servidor </li></ul></ul><ul><ul><li>Red del proveedor de contenidos (ATM, enlaces Punto a Punto, Frame Relay, etc.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Red de transporte (ATM, Packet Over SONET) </li></ul></ul><ul><ul><li>Red de acceso RBB (CATV, ADSL, etc.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Terminador de red (Ethernet, USB) </li></ul></ul><ul><ul><li>Cliente </li></ul></ul>
  9. 9. Arquitectura completa de una red RBB
  10. 10. Medios de transmisión de la información digital <ul><li>Cables </li></ul><ul><ul><li>Metálicos (de cobre) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Coaxial: CATV (redes de TV por cable) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Par trenzado: ADSL </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Fibra óptica monomodo: redes de transporte, FTTC (Fibre To The Curb), FTTH (Fibre To The Home) </li></ul></ul><ul><li>Aire (microondas): Satélites, LMDS </li></ul>
  11. 11. Problemas de las señales de banda ancha en cables metálicos <ul><li>Atenuación </li></ul><ul><ul><li>Es la reducción de la potencia de la señal con la distancia. </li></ul></ul><ul><ul><li>Motivos: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Resistencia del cable (calor) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Emisión electromagnética al ambiente </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>La atenuación es el principal factor limitante de la capacidad de transmisión de datos. </li></ul></ul>
  12. 12. Problemas de las señales de banda ancha en cables metálicos <ul><li>Factores que influyen en la atenuación: </li></ul><ul><ul><li>Grosor del cable : menor atenuación cuanto más grueso (a menos resistencia menos pérdida por calor) </li></ul></ul><ul><ul><li>Frecuencia: a mayor frecuencia mayor atenuación (proporcional a la raíz cuadrada) </li></ul></ul><ul><ul><li>Tipo de cable : menor atenuación en coaxial que en par trenzado (menos emisión electromagnética) </li></ul></ul><ul><ul><li>Apantallamiento (solo en coaxial): a mas apantallamiento menor atenuación (menos emisión electromagnética) </li></ul></ul>
  13. 13. Atenuación en función de la frecuencia para un bucle de abonado típico (cable de pares) 3,7 Km 5,5 Km Frecuencia (KHz) 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 120 100 80 60 40 Atenuación (dB)
  14. 14. Constelaciones de modulaciones habituales Amplitud Fase Binaria simple 1 bit/símb. 1 0 2B1Q (RDSI) 2 bits/símb. 2,64 V 0,88 V -0,88 V -2,64 V 00 01 10 11 QAM de 32 niveles (Módems V.32 de 9,6 Kb/s) 5 bits/símbolo 11111 11000 01101 00011 00100 QAM de 4 niveles 2 bits/símb. 01 00 10 11 Portadora
  15. 15. Modulaciones utilizadas en RBB <ul><li>QPSK: Quadrature Phase-Shift Keying </li></ul><ul><li>QAM: Quadrature Amplitude Modulation </li></ul>ADSL Hasta 16 Hasta 65536 n-QAM CATV desc. 8 256 256QAM CATV asc., desc. 6 64 64QAM CATV asc., LMDS 4 16 16QAM CATV asc., satélite, LMDS 2 4 QPSK (4QAM) Utilización Bits/símbolo Símbolos Técnica
  16. 16. Teorema de Nyquist (1924) <ul><li>El número de baudios transmitidos por un canal nunca puede ser mayor que el doble de su ancho de banda (dos baudios por hertzio). </li></ul><ul><li>En señales moduladas estos valores se reducen a la mitad (1 baudio por hertzio). Ej: </li></ul><ul><ul><li>Canal telefónico: 3,1 KHz  3,1 Kbaudios </li></ul></ul><ul><ul><li>Canal ADSL: 1 MHz  1 Mbaudio </li></ul></ul><ul><ul><li>Canal TV PAL: 8 MHz  8 Mbaudios </li></ul></ul><ul><li>Recordemos que se trata de valores máximos </li></ul>
  17. 17. Teorema de Nyquist <ul><li>El Teorema de Nyquist no dice nada de la capacidad en bits por segundo, ya que usando un número suficientemente elevado de símbolos podemos acomodar varios bits por baudio. P. Ej. para un canal telefónico: </li></ul>3,1 KHz 3,1 KHz 3,1 KHz Anchura 31 10 1024 9,3 3 8 3,1 1 2 Kbits/s Bits/Baudio Símbolos
  18. 18. Ley de Shannon (1948) <ul><li>La cantidad de símbolos (o bits/baudio) que pueden utilizarse dependen de la calidad del canal, es decir de su relación señal/ruido. </li></ul><ul><li>La Ley de Shannon expresa el caudal máximo en bits/s de un canal analógico en función de su ancho de banda y la relación señal/ruido : </li></ul><ul><ul><li>Capacidad = BW * log 2 (1 + S/R) </li></ul></ul><ul><li>donde: BW = Ancho de Banda </li></ul><ul><li>S/R = Relación señal/ruido </li></ul><ul><li>Este caudal se conoce como límite de Shannon. </li></ul>
  19. 19. Ley de Shannon: Ejemplos <ul><li>Canal telefónico: BW = 3,1 KHz y S/R = 36 dB </li></ul><ul><ul><li>Capacidad = 3,1 KHz * log 2 (3982) † = 37,1 Kb/s </li></ul></ul><ul><ul><li>Eficiencia: 12 bits/Hz </li></ul></ul><ul><li>Canal TV PAL: BW = 8 MHz y S/R = 46 dB </li></ul><ul><ul><li>Capacidad = 8 MHz * log 2 (39812) ‡ = 122,2 Mb/s </li></ul></ul><ul><ul><li>Eficiencia: 15,3 bits/Hz </li></ul></ul><ul><ul><li>† 10 3,6 = 3981 </li></ul></ul><ul><ul><li>‡ 10 4,6 = 39811 </li></ul></ul><ul><li>Regla ‘nemotécnica’ de Shannon: </li></ul><ul><ul><li>Cada 10 dB de S/R equivalen a 3,3 bits/Hz </li></ul></ul>
  20. 20. Errores de transmisión <ul><li>Se dan en cualquier medio de transmisión, especialmente en RBB ya que: </li></ul><ul><ul><li>Se utilizan cables de cobre (coaxial en CATV y de pares en ADSL) </li></ul></ul><ul><ul><li>Se cubren distancias grandes </li></ul></ul><ul><ul><li>El cableado no se diseñó para datos y esta expuesto a ambientes hostiles (interferencias externas) </li></ul></ul><ul><li>Los errores se miden por la tasa de error o BER (Bit Error Rate). El BER es la probabilidad de error al transmitir un bit </li></ul>
  21. 21. Errores de transmisión <ul><li>Algunos valores de BER típicos: </li></ul><ul><ul><li>Ethernet 10BASE-5: <10 -8 </li></ul></ul><ul><ul><li>Ethernet 10/100/1000BASE-T: <10 -10 </li></ul></ul><ul><ul><li>Ethernet 10/100BASE-F, FDDI: < 4 x10 -11 </li></ul></ul><ul><ul><li>Fiber Channel, SONET/SDH:<10 -12 </li></ul></ul><ul><ul><li>GSM, GPRS: 10 -6 - 10 -8 </li></ul></ul><ul><ul><li>CATV, ADSL, Satélite: < 10 -5 - 10 -7 </li></ul></ul><ul><li>La TV digital (flujos MPEG-2) requiere BER < 10 -10 -10 -11 para que la imagen no tenga defectos apreciables </li></ul>
  22. 22. Errores de transmisión <ul><li>Ante los errores se pueden adoptar las siguientes estrategias: </li></ul><ul><ul><li>Ignorarlos </li></ul></ul><ul><ul><li>Detectarlos y descartar la información errónea . Requiere un código detector de errores, por ejemplo el CRC (Cyclic Redundancy Code). Introduce un overhead pequeño. </li></ul></ul><ul><ul><li>Detectarlos y pedir retransmisión . Introduce retardo. El overhead depende de la tasa de errores. </li></ul></ul><ul><ul><li>Detectarlos y corregirlos en recepción . Requiere un código corrector de errores también llamado código FEC (Forward Error Correction), que tiene un overhead mayor que el CRC pues necesita más redundancia. </li></ul></ul>
  23. 23. Control de errores. FEC <ul><li>La TV Digital (y por tanto la RBB) utiliza códigos correctores o FEC. No se puede pedir retransmisión por varias razones: </li></ul><ul><ul><li>La comunicación es simplex (no hay canal de retorno) </li></ul></ul><ul><ul><li>La emisión es broadcast (de uno a muchos) </li></ul></ul><ul><ul><li>Se funciona en tiempo real (el reenvío no llegaría a tiempo, aunque con un buffer grande sí) </li></ul></ul><ul><li>Los códigos FEC usados en RBB se llaman Reed-Solomon (RS) </li></ul><ul><li>El overhead del FEC Reed-Solomon es del 8-10% </li></ul>
  24. 24. Control de errores. Interleaving <ul><li>En RBB los errores suelen producirse como consecuencia de interferencias externas de corta duración, de entre 1 y 100  s (p. ej. arranque de un motor). Esto provoca errores a ráfagas </li></ul><ul><li>El FEC no puede corregir muchos errores juntos, funciona mejor si se encuentran repartidos </li></ul><ul><li>Para mejorar la eficacia del FEC se hace Interleaving , es decir el FEC se calcula sobre una secuencia modificada de los bits, que no corresponde a la transmitida; si hay un grupo de bits erróneos en la secuencia original quedarán repartidos en la modificada y el FEC los podrá corregir. </li></ul><ul><li>El interleaving aumenta el retardo. Ej. en CATV se corrigen ráfagas de error de hasta 220  s introduciendo un retardo de 4 ms. </li></ul>
  25. 25. Interleaving + FEC en errores a ráfagas Orden de transmisión Ráfaga en error Buffer de interleaving Al reordenar los datos para calcular el FEC los errores se reparten 20 12 4 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 17 9 1 18 10 2 19 11 3 21 13 5 22 14 6 23 15 7 24 16 8
  26. 26. Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y xDSL </li></ul><ul><li>Sistemas inalámbricos: LMDS y satélite </li></ul><ul><li>Comparación de las diversas tecnologías </li></ul>
  27. 27. Redes CATV <ul><li>Evolución histórica y arquitectura HFC </li></ul><ul><li>Nivel físico </li></ul><ul><li>Nivel MAC </li></ul><ul><li>Cable Modems </li></ul><ul><li>Estándares </li></ul><ul><li>Redes CATV en España </li></ul><ul><li>Referencias </li></ul>
  28. 28. Redes CATV coaxiales (1949-1988) <ul><li>Las redes CATV (Community Antenna TeleVision) nacieron para resolver problemas de recepción en zonas de mala cobertura. </li></ul><ul><li>La antena se ubicaba en sitio elevado con buena recepción. La señal se enviaba a los usuarios hacia abajo (downstream). </li></ul><ul><li>Cable coaxial de 75  (normal de antena TV) </li></ul><ul><li>Amplificadores cada 0,5-1,0 Km. Hasta 50 en cascada. </li></ul><ul><li>Red unidireccional. Señal solo descendente. Amplificadores impedían transmisión ascendente. </li></ul>
  29. 29. Receptores y Decodificadores Moduladores y Conversores Contenidos locales CABECERA Arquitectura de una red CATV coaxial Hasta 50 amplificadores en cascada Empalme Amplificador unidireccional Cable Coaxial (75  ) Muchos miles de viviendas
  30. 30. Redes CATV HFC (1988- ) <ul><li>Principios de diseño de las redes HFC (Hybrid Fiber Coax): </li></ul><ul><ul><li>Se divide la ciudad en zonas de 500-2000 viviendas </li></ul></ul><ul><ul><li>Se envía la señal a cada zona por fibra, se distribuye en coaxialsolo dentro de la zona </li></ul></ul><ul><ul><li>Se limita a un máximo de 5 el número de amplificadores en cascada. </li></ul></ul><ul><li>Ventajas: </li></ul><ul><ul><li>La reducción drástica en el número de amplificadores simplifica y abarata el mantenimiento y mejora la calidad de la señal </li></ul></ul><ul><ul><li>La red puede ser bidireccional, se instalan amplificadores para tráfico ascendente (monitorización, pago por visión, interactividad y datos) </li></ul></ul><ul><ul><li>Cada zona puede tener canales independientes </li></ul></ul><ul><li>La mayoría de las redes CATV actuales son HFC </li></ul>
  31. 31. Arquitectura de red CATV HFC Cabecera Regional Cab. local COAX Empalme Conexión Sint. digital -TV Cable módem - ordenador 8 MHz TV1 C9 TV3 Cab. local Cab. local Anillo SONET/SDH Nod o fibra Nod o fibra Nod o fibra Nod o fibra Nod o fibra Nod o fibra Nod o fibra Nod o fibra Nod o fibra
  32. 32. Cabecera regional Arquitectura de una red CATV HFC Anillo de fibra (TV simplex, una fibra datos full duplex, 2 fibras, SONET/SDH) Cabecera local Receptor y Modulador Internet Nodo de fibra (500-2000 viviendas) Empalme Fibra monomodo Cable Coaxial (75  ) Amplificador bidireccional 125-500 viviendas pasadas Red bidireccional 3-5 amplificadores máx. Conversor fibra-coaxial Cable módem Ethernet (10BASE-T) STM-1 POS STM-16 POS Fibra multimodo Sint. digital
  33. 33. Comunicación en una red CATV HFC Señal modulada de radiofrecuencia Ordenador (o hub) Cable módem Red CATV HFC Backbone operador Internet CMTS (Cable Módem Termination System) Ethernet 10BASE-T Domicilio del usuario Cabecera local Router Cabecera regional Proveedor de contenidos
  34. 34. Red de centros regionales 2,5 Gb/s (SDH) Red metropolitana 622 Mb/s (SDH) Hosting ISP Larga Distancia Red HFC Cabecera red CATV HFC Red telefónica Datos Voz Ambos Arquitectura de una red CATV moderna
  35. 35. Transmisión de datos en CATV <ul><li>Sentido descendente (ida): datos modulados en portadora analógica de un canal de televisión de 6 MHz (NTSC) u 8 MHz (PAL) </li></ul><ul><li>Para el retorno: </li></ul><ul><ul><li>Redes HFC (bidireccionales): zona de bajas frecuencias (no usada normalmente en CATV). Canales de anchuras diversas, de 0,2 a 6,4 MHz </li></ul></ul><ul><ul><li>Redes coaxiales (unidireccionales) línea telefónica (analógica o RDSI). </li></ul></ul>
  36. 36. Reparto de las frecuencias en redes HFC Servicios clásicos (TV) Servicios de datos (Internet) Televisión digital Internet desc. Televisión analógica Frecuencia Internet asc. Varios sintonizadores permiten acceder simultáneamente a los canales de TV y de datos. Cable módem 28-65 MHz S/R 25 dB 96-606 MHz 606-750 MHz 750-862 MHz S/R 34-46 dB Sintonizador digital
  37. 37. Reparto de frecuencias en redes HFC (estándar DOCSIS) <ul><li>Descendente: 96-864 MHz (Europa), 88-860 MHz (América). S/R > 34 dB (típica 46 dB) </li></ul><ul><li>Ascendente: 5-65 MHz (Europa), 5-42 MHz (América). S/R > 25 dB </li></ul><ul><li>Sentido ascendente más problemático: </li></ul><ul><ul><li>Banda de RF más ‘sucia’ (interferencias, emisiones de onda corta, radioaficionados, etc.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Ruido e interferencia introducido por todos los usuarios de la zona (efecto ‘embudo’). Esto obliga a limitar el número máximo de usuarios y amplificadores en cascada en cada zona </li></ul></ul>
  38. 38. Bandas ascendentes utilizables en redes CATV en Europa 5000 KHz 65000 KHz 30000 KHz Bandas no utilizables por coincidir con frecuencias de emisoras comerciales, radioaficionados, etc.
  39. 39. Técnicas de modulación para transmisión de datos en redes CATV <ul><li>QPSK: Quadrature Phase-Shift Keying </li></ul><ul><li>QAM: Quadrature Amplitude Modulation </li></ul>10,9 > 33 dB 8 Desc. 256 QAM 8,3 > 25 dB 6 Asc./Desc. 64 QAM 8 > 24 dB 4 Asc. 16 QAM 7 > 21 dB 2 Asc. QPSK Bits/símb. Shannon S/R mínima Bits/símb. Sentido Modulación
  40. 40. Caudales brutos en redes CATV <ul><li>Debido al overhead introducido por el FEC (Forward Error Correction) y otros factores los caudales netos son aproximadamente un 10-15% menores que los brutos </li></ul>Asc. Desc. 30720 15360 7680 3840 1920 960 Caudal 64 QAM (Kb/s) 15360 10240 5120 6400 10240 5120 2560 3200 5120 2560 1280 1600 2560 1280 640 800 1280 640 320 400 640 320 160 200 Caudal 16 QAM (Kb/s) Caudal QPSK (Kb/s) Ksímb/s Anchura (KHz) 55616 41712 6952 8 (PAL) 42888 5361 6 (NTSC) 30342 5057 6 (NTSC) Caudal 256 QAM (Kb/s) Caudal 64 QAM (Kb/s) Ksímb/s Anchura (MHz)
  41. 41. Capacidad de una red CATV <ul><li>Suponiendo que se utilizara exclusivamente para transmitir datos, la capacidad máxima de una red CATV sería: </li></ul><ul><ul><li>Descendente: 96 canales de 55,6 Mb/s: 5,338 Gb/s </li></ul></ul><ul><ul><li>Ascendente: 261 canales de 960 Kb/s: 250,6 Mb/s </li></ul></ul><ul><li>Esta capacidad estaría disponible para cada zona de la red HFC. </li></ul>
  42. 42. Esquema de una zona en una red CATV Canal D escendente (854 - 862 MHz ) 41,7 M b/ s compartidos por 3 usuarios (1) (2) (3) Un canal ascendente – (29,7–31,3 MHz) 2,56 Mb/s compartidos por 3 usuarios (3) (1) (2) Dos canales ascendentes (29,7-31,3 y 31,3-32,9 MHz) 2,56 Mb/s compartidos por usuarios 1 y 3 2,56 Mb/s dedicados al usuario 2
  43. 43. Funcionamiento de CATV <ul><li>Medio broadcast, canales ascendente y descendente compartidos por cada zona, como una LAN, pero : </li></ul><ul><ul><li>Canal descendente: solo el CMTS puede transmitir, todos los cable módems reciben. </li></ul></ul><ul><ul><li>Canal ascendente: todos los cable módems pueden transmitir, pero solo el CMTS recibe. </li></ul></ul><ul><li>Dos cable módems no pueden hablar directamente (aunque estén en la misma zona); solo pueden comunicarse a través del CMTS del que dependen . </li></ul>
  44. 44. Protocolo MAC de CATV <ul><li>La red CATV es un medio broadcast: cada cable módem recibe todo el tráfico descendente, vaya o no dirigido a él. </li></ul><ul><li>Cada cable módem (y el CMTS) recibe una dirección MAC IEEE 802 globalmente única (48 bits) que le identifica. </li></ul><ul><li>Está prevista la posibilidad de encriptar el tráfico (DES 56 bits) por razones de seguridad. La encriptación es opcional </li></ul><ul><li>Es posible realizar emisiones multicast. </li></ul>
  45. 45. MAC de CATV <ul><li>En descendente el CMTS es el único que emite, por tanto no hay conflicto. </li></ul><ul><li>En ascendente los cable módem comparten el canal. Cuando un cable módem quiere transmitir pide permiso al CMTS que le da ‘crédito’ para que emita una cantidad de bits, de acuerdo con la disponibilidad y el perfil que tiene asignado el cable módem. </li></ul><ul><li>Se puede producir una colisión solo cuando el cable módem manda el mensaje de petición (pero no cuando esta usando su ‘turno de palabra’). </li></ul>
  46. 46. Mapa de asignación de mini-slots Un mini-slot: 64 símbolos
  47. 47. Protocolos implicados en la comunicación CM-CMTS (CM externo conectado por Ethernet)
  48. 48. Protocolos implicados en la comunicación CM-CMTS (CM externo conectado por USB)
  49. 49. Esquema funcional de una red CATV DOCSIS Canal descendente 30 Mb/s compartidos Canal ascendente 2,56 Mb/s compartidos CMTS Red HFC CM2 A B C D CM3 CM1 Internet Main { NetworkAccess 1; ClassOfService { ClassID 1; MaxRateDown 128000; MaxRateUp 64000; PriorityUp 0; GuaranteedUp 0; MaxBurstUp 0; PrivacyEnable 0; } 128 Kb/s 1024 Kb/s 256 Kb/s 512 Kb/s 64 Kb/s 128 Kb/s Router por defecto 136.87.154.1/24 136.87.154.2/24 136.87.154.3/24 136.87.154.5/24 136.87.154.4/24
  50. 50. Correspondencia de DOCSIS con el modelo OSI OSI DOCSIS Aplicación Transporte Red Enlace Física FTP, SMTP, HTTP, etc. TCP y UDP IP IEEE 802.2 MAC DOCSIS HFC 5-65 MHz 96-864 MHz (8 MHz/canal) ITU-T J.83 Anexo A Ascendente TDMA (mini-slots) Descendente TDM (MPEG) Mensajes de control DOCSIS Aplicac. basadas en MPEG, ej. Video, TV digital
  51. 51. Cable módem <ul><li>El CM se conecta al ordenador normalmente mediante Ethernet (10BASE-T). Así se consigue una interfaz de alta velocidad a bajo costo y una clara separación usuario-red. </li></ul><ul><li>Puede actuar como puente transparente o como router IP. </li></ul><ul><li>Se pueden conectar varios PCs a través de un mismo CM (algunos CM llevan hub incorporado). </li></ul><ul><li>Hay cable módems conectables por USB y también (aunque muy raros) módems internos </li></ul>
  52. 52. Esquema funcional de un cable módem Sintonizador de RF Lógica de control MAC Demodulador QAM-64/QAM-256 Modulador QPSK/QAM-16 Emisor de RF Cable módem Decodificador TV digital Caja de empalmes
  53. 53. Funciones del cable módem <ul><li>Captar/generar señal de Radiofrecuencia </li></ul><ul><li>Modular/demodular los datos </li></ul><ul><li>Generar/verificar la información de control de errores (FEC) </li></ul><ul><li>Encriptar/desencriptar la información (opcional) </li></ul><ul><li>Respetar protocolo MAC en Upstream </li></ul><ul><li>Gestión y control del tráfico (limitación de caudal, número de ordenadores conectados, etc.) </li></ul>
  54. 54. Cable módem vs decodificador digital 172 euros 160 euros TOTAL 6 euros 12 euros Licencias de software (Sistema Operativo, encriptación, comunicaciones) 6 euros No aplicable Interfaces analógicas e infrarrojas 30 euros 30 euros Chasis, fuente de alimentación, montaje final, PCB y prueba No aplicable 6 euros Ethernet/ ATM 25 Mb/s No aplicable 12 euros Chip MAC 30 euros No aplicable Chips MPEG, gráficos y proc . de sonido 40 euros 40 euros Elementos de transmisión (sintonizador, ecualizador, modulador, FEC) 60 euros 60 euros Microprocesador, 4 MB RAM, memoria Flash Decodif. digital Cable módem Función
  55. 55. Estándares en redes CATV <ul><li>Primeros cable módems y CMTS propietarios. </li></ul><ul><li>Mayo de 1994: el IEEE crea subcomité 802.14 para redes CATV. Borrador en septiembre de 1998. Nunca se implementó en productos ni se aprobó el estándar. Subcomité disuelto en 2000. </li></ul><ul><li>En 1995 el DAVIC (Digital Audio Visual Council) empieza a desarrollar estándares para CATV. DAVIC 1.2 se publica en diciembre de 1996. </li></ul><ul><li>Enero de 1996: cuatro operadores crean MCNS (Multimedia Cable Network System) para desarrollar estándares DOCSIS (Data-Over-Cable Service Interface Specification). DOCSIS 1.0 se publica en marzo de 1997. </li></ul>
  56. 56. Estándares CATV <ul><li>ITU-T ha adoptado tanto DOCSIS como DAVIC </li></ul><ul><li>DAVIC y DOCSIS coexistieron un tiempo en el mercado. Actualmente DOCSIS es el estándar de facto. DAVIC ha caído en desuso </li></ul><ul><li>DOCSIS: desarrollo original 100% USA. Caso europeo (Euro-DOCSIS) contemplado a posteriori (solo cambia nivel físico) </li></ul><ul><li>Actualmente hay DOCSIS 1.0, 1.1 y 2.0 </li></ul>
  57. 57. Mejoras DOCSIS 1.1 <ul><li>Fragmenta paquetes grandes para impedir que un usuario monopolice el canal ascendente. Si coexisten cable módems DOCSIS 1.0 y 1.1 los primeros no fragmentan y se comportan como ‘malos ciudadanos’. </li></ul><ul><li>Incorpora funciones de priorización (QoS). </li></ul><ul><li>Permite utilizar VoIP (telefonía) gracias a la QoS y la fragmentación </li></ul><ul><li>La mayoría de los CMs ctuales están ya preparados para DOCSIS 1.1, normalmente mediante un upgrade de firmware. </li></ul>
  58. 58. Mejoras DOCSIS 2.0 <ul><li>Mejora capacidad ascendente respecto a DOCSIS 1.x (incorpora 64 QAM y canales de 6,4 MHz) </li></ul><ul><li>Llega a 30 Mb/s en asc. permitiendo servicios simétricos </li></ul><ul><li>Mejora corrección de errores (interleaving y FEC más robusto). Un CMTS 2.0 consigue mejorar también el rendimiento de cable módems 1.x </li></ul><ul><li>Orientado a ofrecer servicios de gran capacidad a entornos empresariales. </li></ul><ul><li>Actualmente en pruebas piloto </li></ul>
  59. 59. Servicios IP en redes CATV <ul><li>Por sencillez, comodidad y seguridad se utiliza DHCP para asignación de direcciones IP </li></ul><ul><li>El CM actúa como un puente MAC transparente (IEEE 802.1D) entre dos LANs (la del CM y la del CMTS). También puede funcionar como un router, aunque no es lo habitual. </li></ul><ul><li>Se puede restringir el número de direcciones MAC que pueden acceder a través de un CM. </li></ul>
  60. 60. Direcciones IP en redes CATV <ul><li>A los ordenadores se les pueden asignar: </li></ul><ul><ul><li>Direcciones privadas RFC 1918 (10..., 172.16-31..). Requiere el uso de NAT (Network Address Translation) en el router o un servidor proxy. </li></ul></ul><ul><ul><li>Direcciones públicas estáticas (‘vendidas’). Útil para servidores </li></ul></ul><ul><ul><li>Direcciones públicas dinámicas (‘alquiladas’) </li></ul></ul><ul><li>Lo mas aconsejable es utilizar direcciones públicas dinámicas (DHCP) </li></ul><ul><li>Los cable módems también necesitan una dirección IP para que se les pueda gestionar remotamente por SNMP. Esta puede (y debe) ser privada. </li></ul>
  61. 61. Conmutador LAN Router CMTS Cable Módem Servidor DHCP/TFTP Host de Administración Backbone Red CATV HFC 1: Definir y salvar la configuración del CM 2: Cargar fichero de configuración (protocolo de acceso DOCSIS) 3: Solicitar asignación de identificador Administración y mantenimiento de una red CATV El equipo del usuario se debe configurar de forma automática (autoprovisionamiento)
  62. 62. Servicio IP sobre CATV <ul><li>Ejemplo: servicio Cable Módem de ONO: </li></ul>588,96 ?? 4000 84,90 512 1000 69,54 150 1000 69,54 ?? 600 62,90 ?? 300 Profesional Residencial Tipo de servicio 39,95 ?? 1024 35,90 ?? 600 29,90 ?? 150 Tarifa mensual (euros) Caudal asc. (Kb/s) Caudal desc. (Kb/s)
  63. 64. Grupos y Empresas de redes CATV en España (30.000) 581 Canarias Telec. Canarias 181.236 897 Sevilla , Andalucía I, Andalucía II, Andalucía III, Almería Supercable 33.233 574 Aragón Able 159.710 2.748 Cataluña Menta Auna (Retevisión, Eresmas, Amena) Grupo 32.215 330 Navarra, Rioja Retena, Reterioja 2.408 (26) Vélez-Málaga Atcom (42.000) 774 País Vasco Euskaltel 236.240 1.929 Comunidad de Madrid Madritel (1.450) (30) Sanlúcar de Barrameda TDC-Sanl. 17.772 431 Asturias Telecable (30.000) 581 Canarias Cabletelca 37.621 1.268 Castilla y León Retecal 43.275 1.113 Galicia Mundo-r 216.979 4.200 Comunidad Valenciana , Andalucía IV, Murcia , Palma de Mallorca, Cantabria , Cádiz, Huelva, Albacete, Puerto de Santa María Ono Inversión (MPts) Viviendas (miles) Comunidades , regiones o ciudades Empresa
  64. 65. Grupos de facto de empresas CATV en España AOC: Asociación de Operadores de Cable 1.030.281 14.845 TOTAL 775.681 236.240 181.236 159.710 43.275 (42.000) 33.233 32.215 (30.000) 17.772 9.377 1.929 897 2.748 1.113 774 574 330 581 431 Comunidad de Madrid, Sevilla , Andalucía I, II y III, Almería, Cataluña, Galicia, País Vasco, Aragón Navarra, Rioja Canarias Asturias AOC: Madritel Supercable Menta Mundo-r Euskaltel Able Retena, Reterioja Cabletelca Telecable 37.621 1.268 Castilla y León Retecal 216.979 4.200 Comunidad Valenciana , Andalucía IV, Murcia , Palma de Mallorca, Cantabria , Cádiz, Huelva, Albacete, Puerto de Santa María Ono Inversión (MPts) Viviendas (miles) Comunidades , regiones o ciudades Grupo
  65. 66. 39,00 (con TV) 50,75 (con TV) 99,25 (con TV) 34,26 46,23 27,05, 39,07 39,07, 27,05 (500 MB/mes), 54,09 48,08 (500 MB/mes) 38,46, 120,20, 83,54 31,25 (1.500 MB/mes), 62,20 (2.000 MB/mes), 118,70 (3.500 MB/mes) 14,40 33,00 5.400, 7.400, 17.400 21,04, 30,00, 28,55 30,00 70,00 24,01, 36,03, 156,23, 300,45 588,96 6.450 (500 MB/mes), 14.450 (1.500 MB/mes) Precio mensual (Euros) ? ? Opción BIT BIT Avanzado BIT Superior Cable orilla Cable orilla AVE 128 AVE 256 Cable IP ABLE negocio 128 Cable IP ABLE Negocio 256 Cable IP Cable IP Cable IP [email_address] [email_address] Pro Xtra [email_address] Pro Max (En pruebas) Modem de cable prof. Si Super 128, Super 256, Super 128 empresas Super 256 empresas Super 512 empresas Internet ONO alta vel. Int. ONO alta v. sin l. Alta vel. Alta vel. Alta vel. Si Cable módem ? www.atcom.es www.telecable.es www.cabletelca.es www.retena.es www.reterioja.es www.able.es www.retecal.es www.euskaltel.es www.mundo-r.com www.menta.es www.supercable.es www.ono.es www.madritel.es Web 128/?, 256/? Retena, Reterioja Atcom 64/64 128/?, 128/128 256/? 256/128, 256/256, 512/256 Able 512/512 Euskaltel 128/? 256/? 128/64 256/128 512/256 Supercable 777/777 Madritel TDC-Sanl. 128/? 256/? 512/? Telecable 128/? 256/? Cabletelca 256/128, 512/128, 1000/256 Retecal 150/? Mundo-r 256/128, 512/256, 1024/512 Menta 128/64, 300/150, 512/256, 1000/500, 4000/2000 Ono Veloc. desc./asc. Grupo
  66. 67. Usuarios de Cable modem 2º trimestre 2002 (Fuente: McKinsey Quarterly) Estados Unidos 15,100,000 Corea del Sur 8,810,000 Japón 4,580,000 Canadá 3,000,000 Alemania 2,230,000 China 1,050,000 Francia 767,000 Holanda 722,000 Reino Unido 619,000 España 570,000 Suecia 560,000 Bélgica 539,000 Italia 409,000 Brasil 340,000 Suiza 238,000 Australia 206,000
  67. 68. Referencias CATV <ul><li>Tutoriales: </li></ul><ul><ul><li>www.cable - modems.org </li></ul></ul><ul><ul><li>www.cable - modem.net / tt / primer.html </li></ul></ul><ul><li>CATV CyberLab: www.catv.org </li></ul><ul><li>Actualidad: http:// cabledatacomnews.com </li></ul><ul><li>Estándares MCNS/DOCSIS: </li></ul><ul><ul><li>Cable Television Laboratories: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>www.cablemodem.com </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>www.cablelabs.com </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>www.opencable.com </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>www.packetcable.com </li></ul></ul></ul><ul><li>Estándares DVB/DAVIC: </li></ul><ul><ul><li>Digital Audio Visual Council: www.davic.org </li></ul></ul><ul><ul><li>Digital Video Broadcasting Project: www.dvb.org </li></ul></ul><ul><ul><li>European Cable Communications Association: www.eurocablelabs.com </li></ul></ul>
  68. 69. Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y xDSL </li></ul><ul><li>Sistemas inalámbricos: LMDS y satélite </li></ul><ul><li>Comparación de las diversas tecnologías </li></ul>
  69. 70. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) <ul><li>Justificación </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>ADSL G.Lite </li></ul><ul><li>RADSL </li></ul><ul><li>Otros tipos de xDSL. VDSL </li></ul><ul><li>ADSL en España </li></ul><ul><li>Referencias </li></ul>
  70. 71. Justificación de ADSL <ul><li>Cable de pares: 750 millones de hogares </li></ul><ul><li>Redes CATV bidireccionales: 12 millones </li></ul><ul><li>En barrios de oficinas el par telefónico a menudo es la única alternativa (CATV se ha implantado sobre todo en barrios residenciales). </li></ul><ul><li>Existe un mercado para accesos de alta velocidad, fundamentalmente motivado por Internet </li></ul>
  71. 72. Fundamentos técnicos de ADSL <ul><li>La limitación de los modems telefónicos (33,6 o 56 Kb/s) no se debe al cable de pares sino al canal de 3,1 KHz. </li></ul><ul><li>RDSI mejor algo, pero solo consigue 64 Kb/s (también usa red telefónica). </li></ul><ul><li>El bucle de abonado es capaz de velocidades mayores, si prescindimos del sistema telefónico. </li></ul><ul><li>ADSL utiliza solo el bucle de abonado de la red telefónica; a partir de la central emplea una red paralela para transportar los datos. </li></ul>
  72. 73. Fundamentos técnicos de ADSL <ul><li>ADSL utiliza frecuencias a partir de 25-30 KHz para ser compatible con el teléfono analógico. Hay una versión compatible con RDSI que utiliza frecuencias por encima de 80 KHz. </li></ul><ul><li>Comunicación es full dúplex. Para evitar problemas de ecos e interferencias se asigna un rango de frecuencias distinto en ascendente y descendente. </li></ul><ul><li>Se reserva mayor anchura al canal descendente que al ascendente. La comunicación es asimétrica. </li></ul><ul><li>Para reducir el crosstalk (diafonía) se pone el canal ascendente en las frecuencias mas bajas. </li></ul>
  73. 74. Switch telefónico Red telefónica analógica Internet DSLAM (ATU-C) Splitter Teléfonos analógicos Modem ADSL (ATU-R) Bucle de Abonado (5,5 Km máx.) Ordenador Altas Frecuencias Bajas Frecuencias Configuración de una conexión ADSL Central Telefónica Domicilio del abonado Splitter DSLAM: DSL Access Multiplexor ATU-C: ADSL Transmission Unit - Central ATU-R: ADSL Transmission Unit - Remote
  74. 75. Splitter ADSL Bucle de abonado (2 hilos, de la central) Módem ADSL Teléfono
  75. 76. Esquema de conexión ADSL en una central telefónica Red ATM Internet Red telefónica DSLAM Conmutador ATM Conmutador telefónico Central telefónica ISP Oficina Principal de la Empresa Hogar Pequeña Oficina Splitters
  76. 77. Internet Red telefónica DSLAM Conmutador ATM Conmutador telefónico Central telefónica ISP Usuario ADSL Usuario RTC (RTB o RDSI) Splitter Comparación Conexión a Internet mediante ADSL y por red telefónica conmutada
  77. 78. Módems ADSL (ATU-Remote) <ul><li>El módem ADSL puede ser: </li></ul><ul><ul><li>Externo: conectado al ordenador por: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ethernet 10BASE-T. Normalmente actúa como router ADSL/Ethernet </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Puerto USB </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Interno, conectado al bus PCI del ordenador </li></ul></ul>
  78. 79. Splitter A la oficina central Modem ADSL USB (ATU-R) Ordenador con puerto USB Conectores telefónicos (RJ11) Conectores USB Conexión ADSL por módem USB Bucle de abonado Bucle de abonado Cable USB Cable telefónico
  79. 80. Conexión de un router/hub ADSL Splitter A la central telefónica Router/Hub ADSL Ethernet Latiguillo Ethernet 10BASET (2 pares) Conector RJ45 Conector RJ11 Par telefónico Bucle de abonado
  80. 81. Bucle de abonado típico Cable de Alimentación Cable de Distribución Empalme Puentes de derivación (instalaciones anteriores) 1600 m 0,5 mm 1200 m 0,4 mm 200 m 0,4 mm 1300 m 0,4 mm 1100 m 0,4 mm 60 m 0,4 mm 150 m 0,4 mm Central Telefónica Abonado
  81. 82. Relación Caudal/grosor /alcance en ADSL <ul><li>La capacidad depende también de la calidad del cable. Si el bucle de abonado tiene muchos empalmes la capacidad se reduce. </li></ul><ul><li>En ADSL los caudales que se especifican son siempre netos, es decir ya está descontado el overhead debido a la corrección de errores (FEC). </li></ul>2,7 0,4 6,1 3,7 0,5 6,1 4,6 0,4 2 5,5 0,5 2 Distancia max. (Km) Grosor (mm) Caudal Desc. (Mb/s)
  82. 83. Atenuación en función de la frecuencia para un bucle de abonado típico 3,7 Km 5,5 Km Frecuencia (KHz) 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 120 100 80 60 40 Atenuación (dB)
  83. 84. Problemas de ADSL <ul><li>Algunos usuarios (  10%) se encuentran a más de 5,5 Km de una central telefónica. </li></ul><ul><li>A veces (  5%) a distancias menores no es posible la conexión por problemas del bucle (empalmes, etc.). </li></ul><ul><li>No es posible asegurar a priori la disponibilidad del servicio, ni el caudal máximo disponible. Hay que hacer pruebas para cada caso. </li></ul><ul><li>ADSL sufre interferencias por emisiones de radio de AM (onda media y onda larga). </li></ul>
  84. 85. 1 Km 3 Km 0 dB -20 dB -60 dB Central Telefónica Atenuación de la señal descendente en ADSL A B Atenuación: 20 dB/Km
  85. 86. 1 Km 3 Km 0 dB -60 dB Central Telefónica 0 dB -40 dB -20 dB Atenuación de la señal ascendente en ADSL Competencia desigual A B A B Atenuación: 20 dB/Km
  86. 87. Frecuencias en ADSL <ul><li>ADSL utiliza frecuencias por encima de los 30 o 100 KHz para ser compatible con el teléfono analógico (4 KHz) o RDSI (80 KHz). </li></ul><ul><li>La comunicación es full dúplex. Se asigna un rango de frecuencias distinto en ascendente y descendente. </li></ul><ul><li>La comunicación es asimétrica. Se reserva una anchura mayor al descendente (1000 KHz) que al ascendente (100 KHz). El canal ascendente se sitúa en las frecuencias mas bajas. </li></ul>
  87. 88. Técnicas de modulación ADSL <ul><li>Se han desarrollado dos técnicas de modulación: </li></ul><ul><ul><li>CAP: sistema más antiguo, sencillo y de costo inferior. Menor rendimiento. Poco utilizada actualmente </li></ul></ul><ul><ul><li>DMT: sistema mas reciente, sofisticado y más caro. Mayor rendimiento. Es el más extendido. Estandarizado por el ANSI y la ITU-T. </li></ul></ul>
  88. 89. Modulación DMT (Discrete MultiTone) <ul><li>256 subcanales (bins) de 4,3125 KHz de anchura (frecuencias 0-1104 KHz). Los bins más bajos se reservan para la voz, los siguientes se asignan al tráfico ascendente y el resto al descendente. </li></ul><ul><li>Los datos se envían repartidos entre todos los bins </li></ul><ul><li>Cada bin tiene una atenuación relativamente constante. </li></ul><ul><li>En cada bin se usa la técnica de modulación óptima según su relación señal/ruido. </li></ul><ul><li>La necesidad de distribuir el tráfico en los bins requiere que el módem tenga un procesador muy potente. </li></ul>
  89. 90. Reparto de bins en ADSL DMT 142,3-1104 33-255 Tráfico descendente 25,9-168,2 6-38 Tráfico ascendente 0-25,9 0-5 Teléfono analógico Rango frecuencias (KHz) Bins Uso
  90. 91. ADSL DMT (ITU G.992.1) Fre c. 0 4 kHz 1.1 04 MHz Canal Descendente Canal Ascendente Teléfono Analógico 30 kHz 138-160 kHz Bin 0 32 37 255 7 Amplitud
  91. 92. Modulaciones utilizadas en una conexión ADSL DMT 4 Ksímbolos/s por bin. Eficiencia máxima: 16 bits/símbolo Frecuencia Energía 0 MHz 1 MHz Sin Datos QPSK 16 QAM 64 QAM 64 QAM 64 QAM 64 QAM 16 QAM Bin
  92. 93. Proceso de negociación de un módem ADSL. 3: En base a la relación señal/ruido se decide la codificación a emplear en cada bin, y con ello la cantidad de bits por segundo enviados en cada uno Frecuencia (KHz) Eficiencia (bits/s/bin) 2: A partir de los resultados obtenidos se determina la relación señal/ruido para el enlace a cada una de las frecuencias que se van a utilizar Frecuencia (KHz) Relación señal/ruido (dB) 1: Se envía una señal de prueba en toda la gama de frecuencias para determinar la calidad de cada bin Frecuencia (KHz) Señal de prueba
  93. 94. Intereferencias externas en ADSL Se muestra aquí la influencia de algunas interferencias en el resultado del proceso de negociación. Como antes se envía una señal de prueba en toda la gama de frecuencias para determinar la calidad de cada bin En este caso tenemos una derivación debida a un cable no retirado de una instalación anterior. Esto produce una pérdida de calidad de la señal en una determinada frecuencia. También hay una interferencia de emisora de AM Frecuencia (KHz) Frecuencia (KHz) Relación señal/ruido (dB) Señal de prueba Emisora de onda media (AM) Derivación Como consecuencia de estos problemas los módems han decidido reducir la eficiencia en el bin correspondiente a la derivación, e inhabilitar por completo el bin correspondiente a la frecuencia de la emisora de onda media Frecuencia (khZ) Eficiencia (bits/s/bin) Bin deshabilitado
  94. 95. roglaro#Show dsl int atm0 ATU-R (DS) ATU-C (US) Modem Status: Showtime (DMTDSL_SHOWTIME) DSL Mode: ITU G.992.1 (G.DMT) ITU STD NUM: 0x01 0x01 Vendor ID: 'ALCB' 'GSPN' Vendor Specific: 0x0000 0x0007 Vendor Country: 0x00 0x00 Capacity Used: 59% 68% Noise Margin: 20.5 dB 5.0 dB Output Power: 20.0 dBm 0.5 dBm Attenuation: 30.5 dB 18.0 dB Defect Status: None None Last Fail Code: Message error Selftest Result: 0x00 Subfunction: 0x02 Interrupts: 673 (1 spurious) Activations: 5 Init FW: embedded Operartion FW: embedded SW Version: 3.9.19 FW Version: 0x1A04 Parámetros físicos de la línea ADSL de un router
  95. 96. Roglaro#Show dsl int atm0 ATU-R (DS) ATU-C (US) Interleave Fast Interleave Fast Speed (kbps): 4000 0 512 0 Reed-Solomon EC: 774 0 3 0 CRC Errors: 6 0 1 0 Header Errors: 4 0 0 0 Bit Errors: 0 0 BER Valid sec: 0 0 BER Invalid sec: 0 0 LOM Monitoring : Disabled DMT Bits Per Bin 00: 0 0 0 0 0 0 0 5 6 6 7 7 7 8 8 8 10: 8 8 8 8 9 9 8 8 8 7 7 6 6 6 0 0 20: 0 0 0 0 0 0 5 5 6 6 6 7 7 7 8 8 30: 8 8 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 40: 0 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 7 7 7 7 7 50: 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 2 8 8 8 60: 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 9 8 8 9 70: 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 80: 8 8 8 8 8 8 8 8 7 7 7 7 7 7 7 7 90: 7 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 5 5 5 5 5 A0: 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 B0: 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 4 C0: 5 5 5 5 5 5 5 5 4 4 4 3 3 4 4 4 D0: 5 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 E0: 4 4 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 F0: 0 0 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Training log buffer capability is not enabled yet. Parámetros físicos de la línea ADSL de un router (cont.)
  96. 97. Utilización de bins en el router anterior 1 2 0 3 4 5 6 7 8 9 Bits/símbolo Bin 7 29 38 243 Canal ascendente: bins 7 a 29 21,875 – 93,75 KHz 168 bits/simbolo = 672 Kb/sBin Canal descendente: bins 38 a 243 118,75 – 762,5 KHz 1241 bits/simbolo = 4964 Kb/sBin Caudal contratado: 512/4000 Kb/s
  97. 98. ADSL G.Lite (ITU G.992.2) <ul><li>ADSL requiere instalar en casa del usuario un filtro de frecuencias o ‘splitter’ (teléfono de ADSL). </li></ul><ul><li>El splitter aumenta el costo de instalación y limita el desarrollo. </li></ul><ul><li>ADSL G.Lite suprime el splitter. También se llama ADSL Universal o ADSL ‘splitterless’. </li></ul><ul><li>Sin splitter hay más interferencias, sobre todo a altas frecuencias. </li></ul>
  98. 99. Red telefónica Internet DSLAM (ATU-C) Modem ADSL (con filtro de bajas frec.) Bucle de Abonado (5,5 Km máx.) Altas Frecuencias Bajas Frecuencias Configuración de ADSL G.Lite o ‘splitterless’ Central Telefónica Domicilio del abonado Altas y bajas Frecuencias Switch telefónico Teléfonos analógicos Splitter
  99. 100. ADSL G.Lite <ul><li>ADSL G.Lite puede utilizar CAP o DMT. Con DMT solo usa bins 0-127 (0-552 KHz) y modulación 256 QAM como máximo (8 bits/símbolo). </li></ul><ul><li>Rendimiento máximo: 1-1,5 Mb/s en desc. y 100-200 Kb/s en asc. (suficiente para la mayoría de aplicaciones actuales). </li></ul><ul><li>Hay DSLAMs que pueden interoperar con módems ADSL o ADSL G.Lite. </li></ul>
  100. 101. RADSL (Rate Adaptative DSL) <ul><li>Versión ‘inteligente’ de ADSL que adapta la capacidad dinámicamente a las condiciones de la línea, como los módems V.34 (28,8 Kb/s) de red telefónica conmutada. </li></ul><ul><li>Permite obtener un rendimiento óptimo en todas las condiciones. </li></ul><ul><li>Esta disponible actualmente en la mayoría de las implementaciones de ADSL y ADSL G.Lite (CAP y DMT). </li></ul>
  101. 102. Bucle de abonado (conexión ADSL) Red telefónica DSLAM (ATU-C) Router-modem ADSL (ATU-R) Ethernet 10BASE-T Enlace ATM OC-3 (155 Mb/s) Red ATM Arquitectura de una red ADSL Internet VPI 18, VCI 23, PCR 256/128 Kb/s VPI 18, VCI 31, PCR 512/256 Kb/s VPI 18, VCI 37, PCR 2048/300 Kb/s Circuito permanente ATM 192.76.100.1/25 192.76.100.7/25 192.76.100.12/25 192.76.100.15/25
  102. 103. Módem-router ADSL típico <ul><li>Conexiones Ethernet (RJ45) y ADSL (RJ11) </li></ul><ul><li>Versiones G.DMT y G.Lite </li></ul><ul><li>Hasta 8 Mb/s desc. y 800 Kb/s asc. </li></ul>......Banda Ancha ResidencialADSLEfficient Networks Products - World Leader in CPE Solutions.htm
  103. 104. Configuration Summary DSL Receive Rate 256000 DSL Transmit Rate 128000 DSL Interface State Up DSL WAN IP Address 192.76.100.7 DSL WAN Subnet Mask 255.255.255.128 Ethernet LAN IP Address 192.96.110.1 Ethernet LAN Subnet Mask 255.255.255.192 Default IP Gateway 192.76.100.1 VPI/VCI 18/23 Encapsulation Protocol R1483 Currently Configured Connections (Virtual Circuits) VPI 18 VCI 23 Type R1483 Mux LLC PCR Max IP Address 192.76.100.7 Netmask 255.255.255.128 IP Routing Table Type Destination Netmask Gateway Flags Interface Network 0.0.0.0 0.0.0.0 192.76.100.1 GU rr0 1483 Routed Network 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 U lo0 Loopback Network 192.96.110.0 255.255.255.192 192.96.110.1 U cpm0 Ethernet Network 192.76.100.0 255.255.255.128 192.76.100.1 U rr0 1483 Routed Configuración de un router ADSL usando RFC 1483 Caudal descendente (bits/s) Caudal ascendente (bits/s) Interfaz ADSL Interfaz Ethernet Números de circuito ATM asignados por el operador (Virtual Path Identifier y Virtual Circuit Identifier) Ruta por defecto (por la ADSL) Indica la forma como se transportan los paquetes IP en celdas ATM (según RFC 1483)
  104. 105. Router Ethernet/ADSL (Cisco 827-4V) Ethernet 10BASE-T (RJ45) Consola (RJ45) ADSL (RJ11) Conexiones telefónicas (RJ11) para aplicaciones de voz sobre IP
  105. 106. 80.24.166.172/26 147.156.159.1/26 A 0.0.0.0/0 por 147.156.200.149 gordius roglaro Campus de Burjassot Joan Roglá 147.156.159.0/26 Conexiones RDSI en UV ADSL 4000/512 Kb/s Cisco 7500 Red UV (147.156.0.0/16) 147.156.148.113/32 (Interfaz loopback) RedIRIS Terra Internet 147.156.200.149/30 147.156.200.150/30 Cisco 827 A 147.156.159.0/26 por 147.156.200.150
  106. 107. roglaro#show conf ! ! router C827-4V ! IOS version 12.1(5) ! interface Tunnel0 bandwidth 512 ip address 147.156.200.150 255.255.255.252 tunnel source ATM0.1 tunnel destination 147.156.148.113 tunnel mode ipip ! interface Ethernet0 ip address 147.156.159.1 255.255.255.192 ip helper-address 147.156.1.1 ip tcp adjust-mss 1412 ! interface ATM0 no ip address no atm ilmi-keepalive pvc 0/16 ilmi ! bundle-enable dsl operating-mode auto ! interface ATM0.1 point-to-point description ADSL telefono 963692769 bandwidth 512 ip address 80.24.166.172 255.255.255.192 pvc 8/32 vbr-nrt 512 512 1 encapsulation aal5snap ! ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 147.156.200.149 ip route 147.156.148.113 255.255.255.255 ATM0.1 Config. router roglaro con túnel VPN IP en la subred ADSL (asignado por operador) No. Circuito ATM (asignado por operador) Caudal ascendente (para métrica de routing) Ruta host para que haga el túnel por ATM0.1 Subinterfaz ATM Interfaz física ADSL/ATM Ruta por defecto: enviar todo por Tunnel0 Caudal ascendente (SCR/PCR para gestión de tráfico) Interfaz virtual túnel Caudal ascendente (para métrica de routing) Dirección del servidor BOOTP/DHCP Tamaño de MSS para evitar fragmentación
  107. 108. roglaro#show int ATM0 ATM0 is up, line protocol is up Hardware is PQUICC_SAR (with Alcatel ADSL Module) MTU 1500 bytes, sub MTU 1500, BW 640 Kbit, DLY 80 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation ATM, loopback not set Keepalive not supported Encapsulation(s): AAL5, PVC mode 11 maximum active VCs, 6 current VCCs VC idle disconnect time: 300 seconds Last input 00:01:20, output 00:00:00, output hang never Last clearing of &quot;show interface&quot; counters never Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 Queueing strategy: Per VC Queueing 5 minute input rate 1000 bits/sec, 1 packets/sec 5 minute output rate 1000 bits/sec, 2 packets/sec 3943859 packets input, 1658086649 bytes, 0 no buffer Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 180 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort 4398435 packets output, 365844776 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out ‘ show int’ interfaz ATM/ADSL en roglaro Máximo caudal ascendente en ADSL
  108. 109. roglaro#show int ATM0.1 ATM0.1 is up, line protocol is up Hardware is PQUICC_SAR (with Alcatel ADSL Module) Description: ADSL telefono 963692769 Internet address is 80.24.166.172/26 MTU 1500 bytes, BW 512 Kbit, DLY 80 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation ATM 2683632 packets input, 965306323 bytes 1197390 packets output,203244806 bytes 0 OAM cells input, 0 OAM cells output AAL5 CRC errors : 0 AAL5 Oversized SDUs : 0 ‘ show int’ subinterfaz ATM en roglaro
  109. 110. roglaro#show int Ethernet0 Ethernet0 is up, line protocol is up Hardware is PQUICC Ethernet, address is 0004.27fd.4591 (bia 0004.27fd.4591) Internet address is 147.156.159.1/26 MTU 1500 bytes, BW 10000 Kbit, DLY 1000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation ARPA, loopback not set Keepalive set (10 sec) ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 Last input 00:00:13, output 00:00:02, output hang never Last clearing of &quot;show interface&quot; counters never Queueing strategy: fifo Output queue 0/100, 0 drops; input queue 0/32, 0 drops 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 904569 packets input, 167942808 bytes, 0 no buffer Received 79590 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 0 input packets with dribble condition detected 1699392 packets output, 785528237 bytes, 0 underruns(223/314/0) 4 output errors, 537 collisions, 1 interface resets 0 babbles, 0 late collision, 2151 deferred 4 lost carrier, 0 no carrier 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out ‘ show int’ interfaz Ethernet en roglaro
  110. 111. roglaro#show int Tunnel0 Tunnel0 is up, line protocol is up Hardware is Tunnel Internet address is 147.156.200.150/30 MTU 1514 bytes, BW 512 Kbit, DLY 500000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation TUNNEL, loopback not set Keepalive set (10 sec) Tunnel source 80.24.166.172 (ATM0.1), destination 147.156.148.113 Tunnel protocol/transport IP/IP, key disabled, sequencing disabled Checksumming of packets disabled, fast tunneling enabled Last input 00:00:00, output 00:00:00, output hang never Last clearing of &quot;show interface&quot; counters never Queueing strategy: fifo Output queue 0/0, 0 drops; input queue 0/75, 0 drops 5 minute input rate 1000 bits/sec, 2 packets/sec 5 minute output rate 2000 bits/sec, 2 packets/sec 2553453 packets input, 879756948 bytes, 0 no buffer Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort 1193881 packets output, 232043971 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 0 interface resets 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out ‘ show int’ interfaz túnel en roglaro Específico de interfaces Túnel
  111. 112. show conf … ! hostname gordius ! interface Loopback0 ip address 147.156.148.113 255.255.255.255 ! interface Tunnel1 description Tunel a Joan Rogla (ADSL) telefono 963692769 bandwidth 4000 ip address 147.156.200.149 255.255.255.252 tunnel source Loopback0 tunnel destination 80.24.166.172 tunnel mode ipip ! ip route 147.156.159.0 255.255.255.192 Tunnel1 ! … end Configuración router gordius (extremo remoto túnel VPN) Interfaz virtual Loopback0 Interfaz virtual Tunel1 IP asignada al acceso ADSL de cidero por el operador Caudal descendente (4 Mb/s) IP en el otro lado del túnel (como si fuera una línea serie) Ruta hacia la LAN del router ADSL
  112. 113. gordius# show int Loopback0 Loopback0 is up, line protocol is up Hardware is Loopback Internet address is 147.156.148.113/32 MTU 1514 bytes, BW 8000000 Kbit, DLY 5000 usec, rely 255/255, load 1/255 Encapsulation LOOPBACK, loopback not set Last input 00:00:02, output never, output hang never Last clearing of &quot;show interface&quot; counters never Queueing strategy: fifo Output queue 0/0, 0 drops; input queue 0/75, 0 drops 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 0 packets input, 0 bytes, 0 no buffer Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort 518778 packets output, 144741480 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 0 interface resets 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out ‘ show int’ interfaz loopback gordius
  113. 114. gordius# show int Tunnel1 Tunnel1 is up, line protocol is up Hardware is Tunnel Description: Tunel a Joan Rogla ADSL telefono 963692769 Internet address is 147.156.200.149/30 MTU 1514 bytes, BW 4000 Kbit, DLY 500000 usec, rely 255/255, load 1/255 Encapsulation TUNNEL, loopback not set, keepalive set (10 sec) Tunnel source 147.156.148.113 (Loopback0), destination 80.24.166.172 Tunnel protocol/transport IP/IP, key disabled, sequencing disabled Checksumming of packets disabled, fast tunneling enabled Last input 00:00:29, output 00:00:03, output hang never Last clearing of &quot;show interface&quot; counters never Queueing strategy: fifo Output queue 0/0, 5 drops; input queue 0/75, 0 drops 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 1824957 packets input, 292212805 bytes, 0 no buffer Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort 4009304 packets output, 1685693027 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 0 interface resets 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out ‘ show int’ interfaz túnel gordius Específico de interfaces Túnel
  114. 115. Aplicación de VoIP ISP2 ISP1 ISP3 ISP4 Internet ADSL CATV RDSI Tarifa Plana Línea dedicada Valencia Zaragoza Pamplona Salamanca Red telefónica Llamadas gratis entre oficinas Coste urbano en llamadas desde cualquier oficina hacia teléfonos de Pamplona
  115. 116. Otros tipos de xDSL <ul><li>HDSL: High Speed DSL </li></ul><ul><li>SDSL: Single-line (o Symmetric) DSL </li></ul><ul><li>VDSL: Very high speed DSL </li></ul><ul><li>En todos los casos sólo se utiliza de la red telefónica el bucle de abonado, empleando una red específica para datos a partir de allí. </li></ul>
  116. 117. HDSL (High speed DSL) <ul><li>Ofrece un canal simétrico de 2 Mb/s. Alcance máximo unos 4 Km. </li></ul><ul><li>Se emplea actualmente para líneas punto a punto de 2 Mb/s, en vez de los sistemas tradicionales. </li></ul><ul><li>Ventajas sobre una línea 2 Mb/s convencional: </li></ul><ul><ul><li>Mayor alcance sin repetidores </li></ul></ul><ul><ul><li>Frecuencias menores  menor interferencia </li></ul></ul><ul><ul><li>Posibilidad de poner varias líneas de 2 Mb/s en un mismo mazo de cables. </li></ul></ul>
  117. 118. HDSL (High speed DSL) <ul><li>Para reducir la frecuencia de la señal divide el caudal a transmitir entre 2 ó 3 pares. </li></ul><ul><li>Es inapropiado para RBB por varias razones: </li></ul><ul><ul><li>Utiliza dos o tres pares de hilos (reparte la señal) </li></ul></ul><ul><ul><li>Incompatible con la voz (utiliza las frecuencias bajas) </li></ul></ul><ul><li>Emplea el mismo rango de frecuencias para cada sentido, por lo que es mas sensible a eco e interferencias que ADSL. </li></ul>
  118. 119. Equipo HDSL de 2 Mb/s Vista frontal Vista posterior Cable de la central (2 pares) Conexión al router (interfaz G.703)
  119. 120. SDSL (Symmetric o Single-line DSL) <ul><li>Parecido a HDSL (simétrico) , pero usa sólo un par de hilos. </li></ul><ul><li>Alcance menor que HDSL (unos 3 Km) ya que transmite toda la información por un par. El caudal varía entre 2 Mb/s y 160 Kb/s según las condiciones de la línea. </li></ul><ul><li>Incompatible con la voz (no reserva la parte baja de frecuencias). </li></ul><ul><li>Aun no esta estandarizado. </li></ul>
  120. 121. VDSL (Very high speed DSL) <ul><li>Es el ‘super-ADSL’. Permite capacidades muy grandes en distancias muy cortas. </li></ul><ul><li>Las distancias y caudales en sentido descendente son: </li></ul><ul><ul><li>300 m 51,84 – 55,2 Mb/s </li></ul></ul><ul><ul><li>1000 m 25,92 – 27,6 Mb/s </li></ul></ul><ul><ul><li>1500 m 12,96 – 13,8 Mb/s </li></ul></ul><ul><li>En ascendente se barajan tres alternativas: </li></ul><ul><ul><li>1,6 – 2,3 Mb/s </li></ul></ul><ul><ul><li>19,2 Mb/s </li></ul></ul><ul><ul><li>Igual que en descendente (simétrico) </li></ul></ul>
  121. 122. Capacidad del bucle de abonado en función de la distancia 10 60 50 40 30 20 0 0 Capacidad (Mb/s) Distancia (Km) 4 3 2 1 6 5 Ámbito de VDSL Ámbito de ADSL
  122. 123. VDSL (Very high speed DSL) <ul><li>Utiliza un par de hilos. Compatible con voz </li></ul><ul><li>Aunque capacidad superior a ADSL técnicamente mas simple ( al reducir la distancia es mas fácil conseguir elevada capacidad). </li></ul><ul><li>Actualmente en proceso de estandarización y pruebas. </li></ul><ul><li>Ya existe algún servicio comercial de VDSL. </li></ul><ul><li>No esta claro que haya una demanda para este tipo de servicios. </li></ul>
  123. 124. Comparación de servicios xDSL SI 1,5 13-52/1,6-2,3 ó 13-52/13-52 Por decidir VDSL NO 3,0 2/2 2B1Q ó CAP SDSL NO 4,6 2/2 OPTIS HDSL SI 5,5 1,5/0,2 CAP ó DMT ADSL G.Lite SI 5,5 8/1 CAP ó DMT ADSL Compatible con voz Distancia Max. (Km) Capacidad desc./asc. (Mb/s) Modulación Servicio
  124. 125. Espectro de las diversas modalidades de xDSL
  125. 126. ADSL en España Actualmente se ofrecen cuatro tipos de servicio ADSL: Cada uno de estos servicios se caracteriza por unos valores de los parámetros PCR, CDVT, SCR y MBS en la categoría de servicio VBR de ATM. El caudal nominal corresponde con el PCR 150,57 512 4000 Premium 120 300 2000 Avanzado 74,98 300 1000 Class 39,07 128 512 Básico Caudal desc. (Kb/s) Cuota mensual (euros) Caudal asc. (Kb/s) Tipo de servicio
  126. 127. ADSL en España <ul><li>Los valores correspondientes a los antiguos servicios ADSL eran los siguientes (las celdas que superan el SCR no se descartan sino que se marcan con CLP=1): </li></ul>(*) 3 ms con interfaz de 34 Mb/s, 0,7 ms con interfaz de 155 Mb/s 32 celdas 64 celdas 32 celdas 32 celdas 32 celdas 32 celdas MBS 4 ms 300 Kb/s Ascendente 10 ms 128 Kb/s Ascendente 10 ms 128 Kb/s Ascendente Descendente Descendente Descendente Sentido 200 Kb/s 3 ó 0,7 ms (*) 2 Mb/s Premium 51,2 Kb/s 3 ms 512 Kb/s Class 25,6 Kb/s 5 ms 256 Kb/s Básico SCR CDVT PCR Tipo de servicio
  127. 128. Normativas ADSL en España <ul><li>Información institucional: </li></ul><ul><ul><li>www.setsi.mcyt.es </li></ul></ul><ul><ul><li>Incluye información sobre normativas, coberturas, tarifas, etc. </li></ul></ul><ul><li>Información diversa de tipo práctico: www.internautas.org </li></ul>
  128. 129. Referencias ADSL <ul><li>W. Goralski: ‘Tecnologías ADSL y xDSL’, Osborne McGraw-Hill, 2000. </li></ul><ul><li>J. Lane: ‘Personal Broadband Services: DSL and ATM’, 1998. http://www.protocols.com/papers/pdf/virata_dsl2.pdf (Muy bueno en ADSL, flojo en ATM). </li></ul><ul><li>Web del ADSL forum: www.dslforum.org </li></ul><ul><li>Web de Speedtouch sobre ADSL: www.speedtouchdsl.com </li></ul><ul><li>‘ Digital Subscriber Line’: www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/dsl.htm (Artículo bastante completo que describe toda la familia de tecnologías xDSL). </li></ul>
  129. 130. Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y xDSL </li></ul><ul><li>Sistemas inalámbricos: LMDS y satélite </li></ul><ul><li>Comparación de las diversas tecnologías </li></ul>
  130. 131. Sistemas inalámbricos fijos <ul><li>LMDS </li></ul><ul><li>Satélites geoestacionarios </li></ul><ul><li>Satélites de órbita baja </li></ul>
  131. 132. LMDS (Local Multipoint Distribution System) <ul><li>Comunicación por microondas de superficie. </li></ul><ul><li>Frecuencias muy altas (27,5-42,5 GHz). Grandes anchos de banda </li></ul><ul><li>Alcance típico 3-5 Km (max. 15 Km). Depende de la frecuencia, modulación, clima, etc. </li></ul><ul><li>Necesaria visión directa. Comunicación interrumpida por hojas, etc. </li></ul><ul><li>Rápida atenuación de la señal. Alcance afectado seriamente por lluvia </li></ul><ul><li>Modulación QPSK (2 b/s) o 16-QAM (4 b/s). Raramente 64-QAM (6 b/s) </li></ul>
  132. 133. Alcance de las ondas de radio en función de la frecuencia Enlace punto a punto (antena direccional) Enlace punto a multipunto (antena omnidireccional) Alcance (Km) Alcance (Km)
  133. 134. Factores que influyen en el alcance Disponibilidad: Modulación: Pluviometría: 2,5 Km 5’ 99,999 % 5 Km 53’ 99,99 % 14 Km 8 h 45’ 99,9 % Alcance Tiempo fuera de servicio al año Disponibilidad 2,5 Km 6 64-QAM 5 Km 4 16-QAM 10 Km 2 QPSK Alcance Bits/símbolo Modulación Oviedo Valencia Ejemplo 3 Km 1250 mm/año 5 Km 400 mm/año Alcance Pluviometría
  134. 135. Topología redes LMDS <ul><li>Conexiones punto a punto </li></ul><ul><li>Conexiones punto a multipunto: </li></ul><ul><ul><li>Bidireccional: retorno vía radio. Antena parabólica muy direccional </li></ul></ul><ul><ul><li>Unidireccional: retorno telefónico. Antena plana direccional. Bajo costo. </li></ul></ul>
  135. 136. LMDS: Configuración punto a punto <ul><li>Equivalente a enlace dedicado. Puede ser simétrico </li></ul><ul><li>Antenas parabólicas altamente direccionales </li></ul><ul><li>Alta frecuencia, alcance limitado </li></ul><ul><li>Buen reaprovechamiento de canales sin interferencia </li></ul><ul><li>La capacidad se reparte por TDM </li></ul>TDM TDM
  136. 137. LMDS: Configuración multipunto Estación base Antena sectorial direccional (60º) Sector (60º) Antena plana direccional (16x16 cm) solo recepción Retorno telefónico Retorno vía radio Parabólica 30 cm muy direccional Red telefónica (analógica o RDSI) TDM TDMA FDMA
  137. 138. Arquitectura y topología de una red LMDS <ul><li>Despliegue en estructura celular. </li></ul><ul><li>Cada emisor cubre una zona que suele abarcar de 2.000 a 6.000 viviendas. </li></ul><ul><li>Se suelen crear varias zonas mediante sectorización desde una misma estación base </li></ul><ul><li>La polarización permite reutilizar las mismas frecuencias en zonas adyacentes. </li></ul><ul><li>Arquitectura y funcionamiento parecidos a una red CATV HFC (la red de cable ‘sin cable’) </li></ul>
  138. 139. Topología de una red LMDS NOC (Network Operations Center) 24 15º 16 22,5º 12 30º 8 45º 6 60º 4 90º Sectores por BSU Ángulo por sector Fibra óptica BSU (Base Station Unit) H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H Polarización horizontal V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V Polarización vertical
  139. 140. Comunicación bidireccional entre estación base y usuario NIU (Network Interface Unit) Antena parabólica TDM TDMA BSU (Base Station Unit) Unidad exterior V V V H H H
  140. 141. Arquitectura de un sistema LMDS NIU Red telefónica Unidad de provisión de vídeo DCU: Digital Connection Unit Internet BSU: Base Station Unit NOC: Network Operations Center CPE: Customer Premises Equipment
  141. 142. Multiplexación en LMDS <ul><li>Enlaces punto a punto: TDM (Time Division Multiplexing) </li></ul><ul><li>Enlaces multipunto: </li></ul><ul><ul><li>Descendente: TDM (Time Division Multiplexing) </li></ul></ul><ul><ul><li>Ascendente (retorno vía radio): </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>FDMA (Frequency Division Multiple Access) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>TDMA (Time Division Multiple Access). Requiere protocolo MAC </li></ul></ul></ul>
  142. 143. Protocolo MAC ascendente en LMDS multipunto TDM BSU NIU 1 NIU 2 NIU 3 FDMA 1 FDMA 2 FDMA 3 Acceso FDMA: Acceso FDMA/TDMA: TDM NIU 1 NIU 2 NIU 3 FDMA 1 TDMA (compartido) BSU
  143. 144. Ventajas/desventajas de LMDS <ul><li>Opción interesante en zonas con densidad de población media (urbanizaciones). </li></ul><ul><li>Despliegue rápido </li></ul><ul><li>Bajo costo de las infraestructuras (comparado con HFC). </li></ul><ul><li>La inversión se desplaza al CPE; menor riesgo inicial para operadoras (en el despliegue de la red) </li></ul><ul><li>Retorno vía radio: equipo caro (CPE) </li></ul><ul><li>Retorno telefónico: lento, conexión permanente inviable </li></ul>
  144. 145. Haz 1, Remoto 1 Museo de Historia Natural Haz 1, Remoto 2 Oficina Gestión de Riesgos HUB o Nodo central Slusher Tower Haz 2, Remoto 3 Edif. Sist. Información Andrews Ejemplo: Virginia Tech (www.lmds.vt.edu)
  145. 146. Nodo central: Slusher Tower <ul><li>Modulación: 16 QAM </li></ul><ul><li>Canal: 8.33 MHz </li></ul><ul><li>Capacidad: 10,752 Mb/s simétrico </li></ul><ul><li>Anchura de haz: 30º </li></ul><ul><li>Interfaces: OC-3 y 10Base-T </li></ul>44 cm 21 Kg 27 cm 30 cm Unidad Interior 12 Kg 4 Kg Unidad Exterior
  146. 147. Slusher Tower 5 Kg Museo de Historia Natural <ul><li>Capacidad: 4,608 Mb/s simétricos (3 enlaces T1). </li></ul><ul><li>Voz, datos y vídeo sobre un solo enlace </li></ul>Unidad Exterior Remota
  147. 148. Estandarización de LMDS <ul><li>IEEE creó el comité 802.16 en julio de 1999 </li></ul><ul><li>En abril de 2002 se aprobó el estándar ‘Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems” </li></ul><ul><li>La arquitectura es más compleja que en otros estándares 802. La seguridad forma parte integral del diseño </li></ul>
  148. 149. LMDS en España <ul><li>Complemento adecuado para las redes de TV por cable. Operadoras de CATV principales interesadas </li></ul><ul><li>Posibilidad de despliegue muy rápido </li></ul><ul><li>Actualmente se ofrecen servicios de enlaces punto a punto para caudales desde 256 Kb/s hasta 2-8 Mb/s </li></ul>
  149. 150. Sistemas inalámbricos fijos <ul><li>LMDS </li></ul><ul><li>Satélites geoestacionarios </li></ul><ul><li>Satélites de órbita baja </li></ul>
  150. 151. Satélites geoestacionarios (GEO) <ul><li>Giran a 36.000 Km de altura (cinturón de Clark). </li></ul><ul><li>Se utilizan desde hace 30 años </li></ul><ul><li>Solución interesante cuando: </li></ul><ul><ul><li>Se quiere despliegue rápido </li></ul></ul><ul><ul><li>La densidad de población es baja o muy baja </li></ul></ul><ul><ul><li>La distancia a cubrir es grande. </li></ul></ul><ul><li>El área de cobertura de un satélite se denomina huella </li></ul><ul><li>Su reciente uso en RBB ha sido posible gracias al abaratamiento de componentes producido por la TV digital vía satélite (estándar DVB-S) </li></ul>
  151. 152. Huella Eutelsat
  152. 153. Satélites GEO: Bandas y Frecuencias Para evitar interferencias se usa una banda diferente en subida y bajada (microondas) Teledesic (LEO) Lluvia, costo 27,5-30,5 17,7-21,7 3-4 Ka Ku C Banda Astra, Eutelsat, Hispasat, Intelsat, Telecom Lluvia 13,0-15,0 10,7-12,75 2,0 Intelsat,Telecom Interfer. terrestre 5,92-6,42 3,7-4,2 0,5 Ejemplos Problemas F. Subida (GHz) F. Bajada (GHz) Anchura (GHz)
  153. 154. Satélites GEO: transmisión de datos <ul><li>Cada banda se divide en canales. Cada canal es atendido por un ‘transponder’ (repetidor) con 50-100 W de potencia. </li></ul><ul><li>Para evitar interferencia entre canales contiguos se usa polarización (vertical/horizontal o circular derecha/circular izquierda) </li></ul><ul><li>Un satélite lleva de 16 a 28 transponders. Para cubrir toda la banda se pueden usar varios satélites (constelaciones) ej. Astra 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G y 1H (120 transponders). </li></ul>
  154. 155. Transmisión de datos Satélites GEO <ul><li>Ancho de banda por transponder: de 26 a 72 MHz (DVB-S). Ejemplo Eutelsat: </li></ul><ul><ul><li>Anchura canal: 38 MHz (33 efectivos) </li></ul></ul><ul><ul><li>Caudal símbolos: 27,5 Msímbolos/s </li></ul></ul><ul><ul><li>Modulación QPSK: 2 bits/símbolo </li></ul></ul><ul><ul><li>Caudal: 55 Mb/s </li></ul></ul><ul><li>La relación señal/ruido desaconseja usar modulaciones superiores a QPSK </li></ul><ul><li>Al caudal ‘en bruto’ hay que restar un 10-12% de overhead FEC </li></ul><ul><li>Para datos el caudal del transponder se divide en canales (típicamente de 2 y 6 Mb/s). </li></ul>
  155. 156. Frecuencias y canales de datos en Eutelsat 33 MHz 33 MHz 33 MHz 38 MHz 38 MHz 38 MHz Transponder 1 Transponder 3 Transponder 2 Canales de 6 MHz Canales de 2 MHz Banda de guarda (5 MHz)
  156. 157. Transmisiones digitales de RTVE por Hot Bird 13.0 E Frecuencia: 11.785 ± 19 MHz Polarización: Horizontal Caudal: 27,5 Msimb/s FEC: 3/4 3555 Libre REE-Radio Exterior de España 3547 Libre Radio 5 Todo Noticias 3539 Libre Radio 3 3531 Libre Radio Clásica 3523 Libre Radio 1 3578 3577 Libre Test Card 3570 3569 Libre Canal 24 Horas 3562 3561 Codificado Nostalgia 3554 3553 Libre TVE Internacional Asia-Africa 3546 3545 Codificado Hispavision 3538 3537 Codificado Teledeporte 3530 3529 Codificado Canal Clásico 3522 3521 Libre TVE Internacional PID audio PID vídeo Acceso Programa
  157. 158. Transmisiones digitales de CSD por Astra 19.2 E Frecuencia: 10.877 ± 15 MHz Polarización: Vertical Caudal: 22 Msimb/s FEC: 5/6 121 170 Codificado National Geographic (ingles) 109 167 Codificado Canal+…30 (original) 132 173 Codificado Eurosport News 128 172 Codificado Canal + Deporte 2 120 170 Codificado National Geographic 116 169 Codificado Meteo 112 168 Codificado Fox News 108 167 Codificado Canal+…30 104 166 Codificado Golf + 100 165 Codificado 40 Latino 84 161 Codificado Canal + Deporte 1 PID audio PID vídeo Acceso Programa
  158. 159. Satélites GEO: transmisión de datos <ul><li>Sentido descendente: medio broadcast compartido en toda la ‘huella’ del satélite. </li></ul><ul><li>Sentido ascendente: </li></ul><ul><ul><li>Retorno telefónico. Bajo costo, equipo sencillo, no requiere protocolo MAC. </li></ul></ul><ul><ul><li>Retorno vía satélite: requiere equipo transmisor (caro) y protocolo MAC (específicos para redes vía satélite). </li></ul></ul>
  159. 160. Problemas de los satélites GEO <ul><li>Interferencia terrestre (banda C) </li></ul><ul><li>Lluvia (banda Ku y Ka) </li></ul><ul><li>Retardo elevado: </li></ul><ul><ul><li>Retorno telefónico: > 240 ms </li></ul></ul><ul><ul><li>Retorno satélite: > 480 ms </li></ul></ul><ul><ul><li>Necesidad de usar TCP con ventana extendida para flujos de más de 1-2 Mb/s. </li></ul></ul><ul><li>Costo elevado del satélite: puesta en órbita, seguro, imposibilidad de reparar, vida limitada, etc. </li></ul><ul><li>Retorno telefónico limita rendimiento y encarece conexiones permanentes </li></ul>
  160. 161. Ej.: Servicio ASTRA-NET (retorno telefónico) <ul><li>Servicio: </li></ul><ul><ul><li>Descendente: CIR desde 64 hasta 400 Kb/s </li></ul></ul><ul><ul><li>Ascendente: 33,6 ó 64 Kb/s (analógico o RDSI) </li></ul></ul><ul><li>Equipamiento: </li></ul><ul><ul><li>Antena parabólica de 50 cm </li></ul></ul><ul><ul><li>Tarjeta PCI para recepción de satélite </li></ul></ul><ul><ul><li>Módem o tarjeta RDSI </li></ul></ul><ul><ul><li>PC con Windows </li></ul></ul>
  161. 162. Servicio ASTRA-NET con retorno telefónico
  162. 163. Servicio ASTRA Broadband Interactive (bidireccional) <ul><li>Servicio: </li></ul><ul><ul><li>Descendente: hasta 38 Mb/s </li></ul></ul><ul><ul><li>Ascendente: desde 144 Kb/s hasta 2 Mb/s </li></ul></ul><ul><li>Equipamiento: </li></ul><ul><ul><li>Antena parabólica de 65 a 130 cm (depende de velocidad ascendente) </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipo completo transmisor/receptor del satélite acoplado en tarjetas especiales en un PC que actúa como router. </li></ul></ul>
  163. 164. Servicio bidireccional vía satélite
  164. 165. Acceso a Internet vía satélite Fuente: www.satconxion.com 3000 663 512 2048 3000 167 128 512 Two-Way 3 2250 250 512 2048 2250 22 64 128 SmartBand 3000 3000 35 35 35 Alta+equipamiento(euros) 299 64 4096 75 64 512 Two-Way 1 230 Modem telef. 1024 115 Modem telef. 512 58 Modem telef. 256 One-Way Mensualidad (euros) Caudal asc. (Kb/s) Caudal desc. (Kb/s) Servicio
  165. 166. Sistemas inalámbricos fijos <ul><li>LMDS </li></ul><ul><li>Satélites geoestacionarios </li></ul><ul><li>Satélites de órbita baja </li></ul>
  166. 167. Satélites de órbita baja (LEO) <ul><li>Ventajas de las órbitas de poca altura (750-1500 Km): </li></ul><ul><ul><li>Retardos pequeños (<10 ms) </li></ul></ul><ul><ul><li>Menor potencia de emisión (aparatos y antenas menores) </li></ul></ul><ul><ul><li>Huellas más pequeñas (menos usuarios a repartir) </li></ul></ul><ul><li>Desventajas: </li></ul><ul><ul><li>No estacionarios. Necesidad de crear ‘constelaciones’ para cobertura permanente (y mundial). </li></ul></ul>
  167. 168. Comparación satélites LEO Satélite 2005 64/2 Mb/s Desc./asc. 1375 288 (24x12) 18,8-19,3 28,6-29,1 Teledesic Satélite 2000 4,8 Kb/s 750 66 (11x6) 1,616-1,625 1,616-1,625 Iridium Tierra 2000 9,6 Kb/s 1414 48 (6x8) 2,483-2,5 1,61-1,626 Globalstar Conmu- tación Puesta en marcha Caudal max. Órbita (Km) Nº Satel. Frec. Desc. (GHz) Frec. Asc. (GHz)
  168. 169. Sistema Teledesic <ul><li>Pensado para transmisión de datos bidireccional con gran capacidad. </li></ul><ul><li>Potencias de emisión de 0,01 a 4,7 W </li></ul><ul><li>Antenas de 16 cm a 1,8 m, según velocidad y potencia. </li></ul><ul><li>Red de conmutación de paquetes entre satélites con routing dinámico. Auténtica ‘Internet en el espacio’. </li></ul><ul><li>Células cuadradas de 53 Km de lado. Capacidad prevista 64 Mb/s por célula. </li></ul>
  169. 170. Funcionamiento de la ‘constelación’ Teledesic
  170. 171. Referencias satélites <ul><li>Geoestacionarios: </li></ul><ul><ul><li>Servicios IP: www.satconxion.com </li></ul></ul><ul><ul><li>Astra: www.ses-astra.com </li></ul></ul><ul><ul><li>Eutelsat: www.eutelsat.com </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipos de acceso a Internet por satélite con tecnología DVB: www.mds.fr (MDS) </li></ul></ul><ul><li>De órbita baja: </li></ul><ul><ul><li>Teledesic: www.teledesic.com (Ver también www.isoc.org /inet97/ proceedings /F5/F5_2.HTM ). </li></ul></ul>
  171. 172. Sumario <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Fundamentos técnicos </li></ul><ul><li>Redes CATV </li></ul><ul><li>ADSL y xDSL </li></ul><ul><li>Sistemas inalámbricos: LMDS y satélite </li></ul><ul><li>Comparación de las diversas tecnologías </li></ul>
  172. 173. Comparación de las diversas tecnologías <ul><li>Necesidad visión directa </li></ul><ul><li>Medio compartido </li></ul><ul><li>Disponibilidad/Fiabilidad </li></ul><ul><li>Costo CPE </li></ul><ul><li>Rapidez despliegue </li></ul><ul><li>Densidad media </li></ul>LMDS <ul><li>Costo (o retorno telefónico) </li></ul><ul><li>Medio compartido </li></ul><ul><li>Disponibilidad/Fiabilidad </li></ul><ul><li>Despliegue inmediato </li></ul><ul><li>Densidad baja </li></ul><ul><li>Amplia cobertura </li></ul><ul><li>Independiente distancia </li></ul>Satélites GEO <ul><li>Disponibilidad/Fiabilidad </li></ul><ul><li>¿Costo? </li></ul><ul><li>Despliegue inmediato </li></ul><ul><li>Densidad baja </li></ul><ul><li>Amplia cobertura </li></ul>Satélites LEO <ul><li>Limitación distancia (5 Km) </li></ul><ul><li>Disponibilidad incierta (5 %) </li></ul><ul><li>Incompatible RDSI </li></ul><ul><li>Ubicuidad (cable de pares) </li></ul><ul><li>Medio dedicado </li></ul><ul><li>Estándares consolidados </li></ul>ADSL <ul><li>Cobertura limitada </li></ul><ul><li>Medio compartido </li></ul><ul><li>Requiere densidad elevada </li></ul><ul><li>Fuerte inversión inicial </li></ul><ul><li>Estándares en evolución </li></ul><ul><li>Capacidad </li></ul><ul><li>Fiabilidad </li></ul>CATV Inconvenientes Ventajas Tecnología

×