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Las Redes de Agregación, como su nombre indica, se utilizan fundamentalmente para reunir el tráfico desde los muchos puntos de presencia del operador de telecomunicaciones de los que cuelgan sus clientes finales, hacia los bastantes menos puntos de presencia donde se ubican equipamiento.

Es decir, las centrales que se utilizan para llegar a los clientes finales, es decir, desde donde parten las Redes de Acceso, son bastante más numerosas que las centrales donde se instala equipamiento del resto de redes. En concreto la Red IP, por costes y escalabilidad, suele tener limitado el número de puntos de presencia, de manera que para llegar desde todas partes a los puntos donde se encuentran los equipos que prestan los servicios se utiliza la red de transporte.

Pero hay que tener en cuenta que no todos los clientes del operador están a la vez conectados, y no todos los que están conectados hacen un uso intensivo de su ancho de banda.  Surge el concepto de multiplexación estadística, se necesita transportar menos ancho de banda que la suma de los anchos de banda que se han vendido. Es decir, hay que agregar el tráfico para transportarlo de manera eficiente. Vamos todos en autobús en vez de ir cada uno en su coche. Gastamos mucho mas dinero si vamos por separado que si vamos todos juntos. Esa es la idea.

Las redes de agregación suelen ser fundamentalmente ATM o Ethernet

El ATM, Modo de transferencia asíncrono es una tecnología que a día de hoy podría considerarse obsoleta. Es una tecnología muy cara y que no alcanza velocidades excesivamente elevadas. Hablar de 10 Gbps en ATM no es lo habitual, normalmente se manejan enlaces de 2.5 Gbps.

El ATM es una tecnología de conmmutación de paquetes, y el tamaño del paquete que maneja, llamado célula, es de 53 Bytes ( 1 Byte=8 bits). Se trata de un tamaño fijo. Fundamentalmente las células ATM lo que transportan son paquetes IP, y éstos no tienen un tamaño fijo, pero el tamaño medio es bastante mas elevado que el de la célula ATM, por lo que en general se necesitan varias células ATM para transportar un paquete IP, y eso lo hace poco eficiente.

Ethernet también es una tecnología de conmutación de paquetes, pero las tramas Ethernet, que es como se llama al paquete en cuestión, tienen un mayor tamaño, 2500 Bytes mas o menos, ya que hay varias implementaciones de Ethernet y cada sabor varía un poco la cabecera del paquete y su correspondiente tamaño.

Ethernet se lleva mucho mejor con IP, además es más barato que ATM y dispone de velocidades mucho mas elevadas. Actualmente 100 Gbps Ethernet.

Al compararlo con Ethernet, ATM es tan caro y tan lento porque implementa una serie de funcionalidades asociadas a la calidad de servicio de las que Ethernet no dispone. Para asegurar que los tráficos que se contratan son los que luego se cursan por la red, ATM es el mejor protocolo con diferencia. Con Ethernet la cosa queda un poco más en el aire, por ello, si un operador de comunicaciones tiene una red Ethernet y quiere prestar sus servicios con calidad, requiere de otro tipo de tecnologías que trabajen simultáneamente con las redes Ethernet. Por supuesto como no, estamos hablando de MPLS. Pero también hay otras alternativas y complementos, como por ejemplo PBB. Dependerá de lo que cada operador ofrezca en su red.

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Los tráficos que se cursan por las redes de telecomunicación son paquetes fundamentalmente. Si bien aún queda un importante porcentaje de tráfico que no está paquetizado, la tendencia natural e inevitable es que este porcentaje vaya disminuyendo progresivamente hasta llegar a cero.

Las grandes operadoras de telecomunicaciones utilizan como alma mater de sus sistemas de transmisión sistemas síncronos, que no se llevan demasiado bien con el mundo de los paquetes. Se enfrentan por lo tanto ante el reto de realizar una migración en sus redes de transmisión, que masivamente disponen de tecnologías SONET/SDH hacia tecnologías alternativas que sean mucho más eficientes con el tratamiento de los paquetes. Es decir, se buscan redes de transmisión de paquetes, y esto según donde lo mires se llama y se hace de una manera o de otra, pero al final se trata de convertir tiempo en paquetes y transportarlos.

MPLS-TP es una adaptación del MPLS para los requisitos del transporte, Transport Profile. Es compatible totalmente con el MPLS, consiste básicamente en un conjunto de herramientas específicas para adecuarse a los requisitos de la red de transporte. Coge del MPLS lo que necesita y ya está definido y añade lo que le falta a MPLS.

MPLS es una tecnología que se consolida por momentos en todos los grandes operadores y en diferentes planos de red. Una red IP seria va acompañada de MPLS, una red Ethernet de un carrier serio debería ir acompañada de MPLS. No parece muy descabellado añadir MPLS también a las redes de transporte. El sueño utópico de un plano de control único multicapa podría estar un pasito más cerca.

MPLS-TP está todavía incipiente en estándares, pero los grandes suministradores de equipos de transmisión lo ven como una amenaza frente a sus equipos Ethernet, ya que la agregación podría realizarse fundamentalmente con otras alternativas.

Para seguir apostando por Ethernet surgen conceptos como el COE, Ethernet Orientado a Conexión, también conocido como Ethernet Tag Switching (Fujitsu). Tag, Label…¿Son dos cosas para decir lo mismo? Pues no. 

COE es un método para convertir redes Ethernet en redes cuyos parámetros de implementación, calidad de servicio y seguridad sean tan eficientes como las tradicionales redes SONET/SDH. Es decir, redes de agregación y transporte que combinan la flexibilidad y escalabilidad de Etherent pero con las prestaciones de seguridad y fiabilidad de las redes SONET/SDH.

Ethernet tag switching  es una implementación similar a la  VLAN Tag Switching  usando el formato de trama QinQ que se define en la especificación IEEE 802.1ad, pero solventando los problemas de escalabilidad asociados a QinQ. Además proporciona implementaciones determinísticas, agregación eficiente y protección con conmutación inferior a 50 ms

Según dicen los que apoyan las soluciones COE, en concreto Fujitsu con su Ethernet tag switching, el OPEX de este tipo de redes es inferior al de redes MPLS-TP, ya que su fuerte es todo lo relacionado con el OAM.  Realiza un estudio centrándose en una serie de aspectos que brillan por su contenido teórico. Cuanto menos son discutibles.

Los ahorros que se plantean de más de un 30% comparando ambas soluciones se basas en pura especulación teórica, ya que no hay redes de ninguno de los dos tipos funcionando en el planeta, ni siquiera hay informes claros acerca del impacto de pasar a este nuevo tipo de infraestructuras. Ni siquiera hay estándares sobre los que basarse.

 Al final, teniendo en cuenta los datos disponibles a día de hoy, puede que no sea más que maniobras propagandísticas que sostienen la lucha entre el IETF, centrado en soluciones MPLS-TP y la ITU-T que parece apostar más por soluciones  centradas en Ethernet, como PBB-TE o Ethernet Tag Switching.

En cualquier caso, el informe no deja de ser interesante, aunque sea como ejercicio de debate. Así que para el que esté interesado en saber más…

http://www.fujitsu.com/downloads/TEL/fnc/whitepapers/Fujitsu-Ethernet-Tag-Switching-vs-MPLS-TP-OpEx-Comparison.pdf

Redes de Acceso

Publicado: 29 junio, 2011 en Tecnología
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Las Redes de Acceso son las que conectan tu casa con la central, que es la ubicación física donde los operadores de telecomunicación tienen sus equipos.

Se pueden dividir en dos grandes grupos: Las redes de acceso cableadas y las inalámbricas.

REDES DE ACCESO CABLEADAS

Entre las Redes de Acceso cableadas tenemos fundamentalmente tres tipos de cables o portadores físicos: el cobre, el coaxial y la fibra óptica.

REDES DE COBRE

El cable de cobre lleva con nosotros mucho tiempo, y gracias a él tenemos teléfono. El teléfono fijo ahora está desprovisto por completo de todo glamour e interés, pero indiscutiblemente fue uno de los grandes avances tecnológicos de la humanidad.

La señal de teléfono que va por el cable de cobre es una señal analógica, continua, y de un ancho de banda relativamente pequeño. Con la aparición de la tecnología ADSL cambió completamente la percepción y el uso de un portador que se intuía obsoleto. Línea de Usuario Digital Asimétrica. Es digital, no es continua, son unos y ceros los que se transmiten. Asimétrico porque transmite mucha más información hacia abajo que hacia arriba, teóricamente máximos de 8 Mbps de bajada y 1 Mbps de subida. Teóricos. La realidad suele ser bien distinta porque depende de la longitud de tu par de cobre, y en menor medida del diámetro del cable, del tipo de aislamiento, incluso de las posibles interferencias electromagnéticas del entorno.

 El ADSL es la tecnología que se utiliza sobre el cable de cobre para proporcionar datos con un ancho de banda aceptable, lo que se denomina banda ancha.

Mientras navegas puedes hablar por teléfono, eso significa que está la voz y los datos en el mismo cable, cada uno en su lugar del espectro, es decir, utilizando frecuencias diferentes.

Cuando se habla de ADSL en realidad se está haciendo referencia a la familia DSL, que ha ido evolucionando ganan en ancho de banda tanto de bajada como de subida. Las más comunes en España son el ADSL 2+ que teóricamente incrementa la velocidad de bajada hasta 24 Mbps, manteniendo la velocidad de subida y el VDSL2 que aumenta teóricamente la velocidad de bajada hasta los 50 Mbps y la de subida a 3 Mbps.

Como ya he comentado, la familia DSL tiene el problema fundamental del alcance, si vives demasiado lejos de la central en la que acaba tu par de cobre, la velocidad que alcanzas no es demasiado elevada.

El equipamiento que se instala en la central para terminar la conexión ADSL se denomina DSLAM, Multiplexor de líneas ADSL. Es un equipo que tiene un conjunto de módems parecidos a los que tenemos en casa, uno para cada usuario que se conecte a ese DSLAM. El DSLAM se conecta con las Redes de Agregación

REDES  HÍBRIDAS DE FIBRA ÓPTICA Y COBRE

Cuando se quiere dar cobertura a una zona que está especialmente alejada de la central, se puede utilizar una arquitectura en la red que se denomina FTTN, Fibra hasta el Nodo.

El Nodo es un elemento que se coloca en un armario, en un punto estratégico de la zona que se quiere cubrir, y dentro se instala un DSLAM, pero más pequeño que su equivalente de central ya que normalmente atiende menos usuarios.

La conexión entre el nodo y la central se realiza con fibra óptica, mientras que la conexión entre el nodo y los usuarios se realiza con cobre.

Las prestaciones son equivalentes a la red anterior.

REDES HÍBRIDAS DE FIBRA ÓPTICA Y COAXIAL

También existen las redes híbridas de fibra y coaxial (HFC). De la central del operador de telecomunicaciones sale un cable de fibra óptica y llega hasta un punto determinado donde se coloca un armario y equipamiento dentro. En este caso el equipamiento se llama CMTS, Sistema de Terminación de cable módems.

Desde ese armario hasta cada una de las viviendas se despliega cobre para los servicios de voz y cable coaxial, el de la tele, para los servicios de datos y vídeo. El equipamiento en casa del usuario se denomina cable-módem o módem-cable

En este tipo de redes, la tecnología que se utiliza es DOCSIS, Especificación de Interfaz para Servicios de Datos sobre Cable. Efectivamente esto es lo que se llama redes de cable, aunque no sea del todo correcto, ya que la fibra y el cobre también son cables. DOCSIS fue diseñado pensando en las redes de Televisión por cable, CATV, pero también se prestan servicios de datos, es decir, acceso a Internet.

A diferencia del ADSL, en los sistemas DOCSIS el ancho de banda es compartido por todos los usuarios cuyos coaxiales cuelgan del mismo nodo. El ancho de banda que puede ofrecer esta tecnología depende de cómo la implemente cada operador. El máximo ancho de banda conseguido con DOCSIS 3.0 fue publicado en Marzo de 2011 por Cisco y hablaba de 1.6Gbps  a compartir entre un número de clientes que también decide el operador que despliega las redes HFC. En cualquier caso estas velocidades son de laboratorios, las velocidades reales se mueven en el entorno de los 400 Mbps.

REDES DE FIBRA

Por último en las redes cableadas estarían las redes de acceso de fibra óptica.

Este tipo de redes se denomina FTTH, Fibra hasta el Hogar, y a día de hoy es la única apuesta de futuro que garantice una buena inversión a futuro. La fibra se puede desplegar de varias formas. La fibra punto a punto sería equivalente a la red de cobre, es decir habría una fibra óptica para cada cliente. Pero este despliegue es muy caro, y sólo se realiza para clientes importantes, es decir, empresas de mayor o menor tamaño. Para llegar al usuario residencia lo que se realiza es una arquitectura punto a multipunto, es decir, que con una fibra óptica que sale de la central, la distribuyo entre un número determinado de clientes que depende del operador que despliega la fibra.

La tecnología que se despliega masivamente en las fibras multipunto es GPON, Red Óptica Pasiva Gigabit. El GPON proporciona en la fibra 2.5 Gbps de bajada y 1.25 Gbps de subida, este ancho de banda se tiene que compartir con el número de usuarios que cuelgan de cada fibra. Además, GPON proporciona un camino adicional para la distribución de señal de Televisión, sólo de bajada.

El equipo que se coloca en la central para terminar las fibras se denomina OLT, Terminación de Línea Óptica, y en tu casa hay que poner otro equipo que también termina la fibra y que se llama ONT, Terminación de Red Óptica, también ONU, Usuario de Red Óptica.

 REDES INALÁMBRICAS

Las redes inalámbricas no utilizan ningún portador físico para su transmisión. El canal que emplean es el aire. Se trata de redes de radio que utilizan diferentes frecuencias y tecnologías para transmitir la información. Por regla general, cuanto mayor sea la frecuencia que utiliza un sistema, menor será su alcance, es decir, el área de cobertura alrededor de la cual se puede prestar el servicio. Aunque la modulación que se utiliza también determina la cobertura, si bien en menor medida.

Esto presenta grandes ventajas y algún inconveniente. El acceso inalámbrico es imprescindible para permitir la movilidad del usuario, pero también hay soluciones inalámbricas para acceder siempre desde un mismo lugar. Por contrapartida, las redes inalámbricas suelen ser menos robustas que las cableadas debido fundamentalmente a las posibles intereferencias electromagnéticas producidas no sólo por otros sistemas eléctricos de comunicaciones sino por las condiciones climáticas del entorno, como la lluvia o las tormentas eléctricas, incluso la radiación solar.

Ojo, estamos hablando de tecnologías para acceder a las redes del operador. WiFi no está en estas categorías. La tecnología WiFi la utilizas dentro de tu casa, o del bar o de donde sea, pero es el módem router de ADSL por ejemplo con el que te conectas. Y para salir a Internet se usaría la red de cobre que hemos visto en primer lugar.

REDES DE ACCESO FIJO: LMDS y WIMAX

LDMS significa Sistema de Distribución Multipunto Local, WIMAX Wireless Medium Acces. Se tratan de sistemas que el operador despliega cuando las zonas que quiere cubrir con los servicios se encuentran demasiado lejos de cualquiera de sus centrales, o puntos de presencia.

LMDS es más antigüa y por tanto tiene menos prestaciones. El ancho de banda es relativamente bajo, 8 Mbps en la antena, con lo que acceder a internet resulta un tanto farragoso. Además es una tecnología que necesita visibilidad directa entre la antena que se pondría en la vivienda y la antena que cubre la zona, con lo que se dificulta e incrementa el coste en las zonas montañosas o los centros de ciudades donde hay edificios de diferentes alturas.

WiMAX es más moderna y tiene más ancho de banda. Sobre 100 Mbps para compartir entre todos los clientes que se conecten a la Estación Base, que es como se suele llamar a los equipos de Acceso inalámbrico, es decir, las antenas y algo mas.

REDES DE ACCESO MÓVIL  2G: GSM, 3G: UMTS,4G: LTE

Actualmente están desplegados sistemas 2G y 3G, en algunos paises se está empezando a desplegar la cuarta generación, pero todavía no es algo masivo y generalizado.

Las tecnologías de radio móviles han ido evolucionando para incrementar los anchos de banda disponibles.

El GSM es el sistema más antigüo y por lo tanto el de menor velocidad. Para habilitar un acceso interesante a internet en redes GSM, se utiliza otras tecnologías como el GPRS y el Edge.

La tercera generación de móviles ya ofrece un acceso mucho mejor a internet, sobre todo con tecnologías HSPA+ que incrementan considerablemente la velocidad con la que se puede acceder. Podemos hablar de hasta 42 Mbps en el aire, a compartir.

La cuarta generación, LTE, Evolución a Largo Plazo proporcionará velocidades aún mayores, rondando el Gigabit por segundo…siempre en el aire a compartir por los usuarios que estén conectados simultáneamente.

Estás en tu casa tan ricamente disfrutando de una conexión de banda, mas o menos ancha gracias a la cual puedes entrar en el maravilloso mundo de Internet.

A casi casi todos los internautas nos suena ADSL, nos suena Fibra y nos suena IP. Pero pocos conocen cómo realmente se consigue la conectividad entre tu casa y el mundo. Veámoslo de manera muy simplificada y esquemática.

Lo primero que debe haber es una Red de Acceso . Las redes de acceso son las que te conectan con alguna central del operador con el que tienes contratado el servicio, en principio. En estos emplazamientos se ubican los elementos de red o nodos, equipos de telecomunicaciones que tienen diferentes funcionalidades según para lo que se utilicen. Pueden ser físicas como el ADSL o lógicas, como la red de los móviles.

Las redes de acceso se conectan a lo que se denominan Redes de Agregación. Agregar tiene un significado claro, unir o añadir una parte a un todo. Se trata de agrupar el tráfico de los millones de usuarios que queremos acceder a internet de manera más eficiente. Es como llenar los coches para llegar a un mismo sitio, en lugar de que cada uno utilice su propio coche. Mucho más barato y eficiente. Fundamentalmente se utilizan dos tecnologías en la agregación de tráfico: El ATM y el Ethernet. También se siguen usando protocolos más antigüos como Frame Relay y X.25.

Las redes de Agregación hacen de puente entre las redes de Acceso y las Redes IP, y éstas a su vez son las que están conectadas con otras redes IP del planeta que conforman lo que se conoce como Internet. Aunque se llamen redes IP, el protocolo IP no está solo en este tipo de redes, sino que funciona conjuntamente con una serie de protocolos que le ayudan a hacer las cosas de manera más eficiente y controlada.

Por último, para que se establezca la comunicación entre unas redes y otras y entre los distintos nodos de cada red normalmente se utiliza la Red de Transporte, que es la que lleva la información de un punto a otro. Tecnologías asociadas a las redes de Transporte son el SDH, WDM, OTN…y algunas más.

Además de todas redes que proporcionan la conectividad, es decir el camino físico y la inteligencia para decidir ese camino físico, también estarían otro tipo de equipos que dan los servicios y que estarían conectados directamente a las redes sobre las que presta el servicio. Por ejemplo, para navegar por internet necesitas una dirección IP, y hay una serie de servidores y elementos de red que te la facilitan, o los correos electrónicos, que también necesitan de servidores específicos. En ambos casos estos servidores estarían conectados a la red IP.

No todos los operadores y proveedores de servicio tienen desplegadas todas las redes, o no en todas las zonas donde prestan sus servicios. Se alquilan infraestructura unos a otros.

Si vas pinchan en los diferentes enlaces que te has encontrado, conocerás algo más de detalle sobre los distintos tipos de red. Espero que te sea útil

Seguro que much@s habeis oido hablar de IP, incluso de Ethernet. Son los dos protocolos famosos por excelencia, universalmente conocidos. Porque en tu casa tienes Ethernet en forma de cables, tarjetas de red…y la Internet es IP, o por lo menos eso te suena. Ya los más aventajados hasta saben que es TCP/IP.

Cuando sólo teníamos teléfono en casa, el mundo era sencillo. El servicio teléfonico es lo que se llama un servicio de conmutación de circuitos. Físicamente había un circuito que conectaba tu casa con la casa del individuo al que estabas llamando. Bueno , vale, en algunos caso podía ser un circuito lógico que no físico. Pero en cualquier caso había un circuito.

Si hablamos de voz, la conmutación de circuitos es estupenda, yo levanto el teléfono y marco, se establece un circuito, hablo y cuando cuelgo se libera el circuito. Pero los datos son otra cosa. Las aplicaciones de datos, especialmente la de comunicación entre máquinas tienen necesidades muy diferentes y por eso pasamos al mundo de los paquetes. Sigue habiendo conmutación de circuitos, para la voz, pero poca y cada vez menos. Está abogada a la extinción, como los dinosaurios, sólo que en este caso el meteorito asesino es la conmutación de paquetes.

Básicamente, conmutar paquetes significa que hay una serie de circuitos previamente establecidos, que siempre están ahí uniendo los elementos de las diferentes redes, unos con otros. Pero la información que se genera en la red está en pequeños trozos diferenciados, y de ellos lo que mas importa es de donde vengo y a donde voy. El camino que utilizo para llegar pasa a ser cuasi irrelevante, y cada uno de los trozos que componen mi información, aunque todos vayan al mismo sitio, pueden, de hecho van, por diferentes caminos.

Esto significa que protocolos como el Ethernet y el IP, conmutación de paquetes, conforman un mundo de caos pseudoabsoluto. Especialmente el IP, que manda los paquetes pero le importa poco que lleguen. Sólo se preocupa de mandarlo por el mejor camino posible. Por eso está ahí su amigo de aventuras, el TCP, para chivarle de los paquetes que no llegan a su destino, de manera que estos sean reenviados.

Las grandes redes Ethernet e IP que están dispersas en el mundo, en realidad no están solas. Tienen un amigo inestimable que garantiza cierto orden en las comunicaciones. Lo que se conoce como Calidad de Servicio e Ingeniería de Tráfico, dos conceptos que vienen a decir que puedo hacer con el tráfico mas o menos lo que me interesa para garantizar los servicios y tener las redes tooo guapas. Este gran jugador en la sombra es el MPLS, tan desconocido como relevante.

MPLS significa MultiProtocol Label Switching, que significa conmutación de etiquetas multiprotocolo. Es multiprotocolo porque puedo poner una etiqueta a lo que me de la gana. Le puedo poner una etiqueta MPLS a una trama Ethernet, y le puedo poner una etiqueta MPLS al paquete IP. Al poner etiquetas a las cosas puedo establecer cierto orden y cierto control en mi enmarañado mundo de bits. Gracias al MPLS podemos disfrutar de servicios IP con garantía.

Pero ojo, cuando salimos a Internet, MPLS desaparece dentro de los dominios de cada operador de telecomunicaciones que lo implemente, que son la gran mayoria. En Internet sigue siendo el modelo TCP/IP, que aunque da mas garantías que el IP a secas, sigue siendo un mundo descontrolado y caótico, como muchas veces percibimos cuando navegamos por el mundo.

El MPLS es el hijo aventajado del ATM, gran protocolo ya en obsolescencia inminente. ATM ha dado paso a una nueva generación que conmuta etiquetas, que en realidad no deja de ser una conmutación de circuitos, virtuales, pero circuitos.

Al final tanto lio para volver a los conceptos originales…