PDF de programación - Problema de la primera milla

REDES

Área de Ingeniería Telemática

Problema de la primera milla

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

4º Ingeniería Informática



Redes


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La Red hoy en día
•  Data Networking vs Voice Transfer
•  El efecto de la World Wide Web
•  Determinantes:

–  IP
–  WDM
–  Conmutación de altas prestaciones
–  PCs

Resultado


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•  Core network

–  Fibra
–  WDM
–  STM 256 (40Gbps)
–  Alta velocidad
•  Metro network
–  Fibra, WDM
–  Alta velocidad

•  Usuarios

–  PCs de gran potencia

•  Access network

–  Cableada o inalámbrica
–  Unos pocos Mbps

•  (!)


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PSTN como red de acceso

•  Agregación

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64Kbps/128Kbps

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E1

E1

•  Public Switched Telephone

Network

•  Acceso a Internet (!)

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STM-N

 PSTN como red de acceso

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•  Agregación

.
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.
.

E1

E1

E1

•  Public Switched Telephone

Network

•  Acceso a Internet
•  Analógico (56Kbps)
•  Digital (64Kbps, 128Kbps,

2Mbps, 34Mbps, 45Mbps)

E3

. . .

STM-N

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¿Actualizar la red de acceso?
Inicialmente el tráfico con Internet era reducido (e-
mail, un poco de web!)

• 

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•  ¡ Llevó décadas desplegar el cableado telefónico



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actual !

•  ¿Se justifica económicamente cambiarla?
•  La burbuja de las dot-com no ha ayudado

Tecnologías en el acceso

•  Cableadas


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–  Fibra
–  xDSL
–  Cable coaxial
–  PLC
–  PSTN

•  Inalámbricas

–  Satélite
–  Fixed
–  WiFi
–  Celular
–  FSO


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xDSL

•  Sobre par telefónico
•  Puede simultanearse con POTS
•  No soporta un BW elevado
•  Alta atenuación
•  Asimétricos


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Cable

•  R e d C A T V ( C o m m u n i t y

Antenna TeleVision)

•  FDM, canales de TV de 6MHz
•  HFC (Hybrid Fiber Coaxial) (!)
•  ¿ Datos ? : Emplear uno de

esos canales

•  DOCSIS = Data Over Cable

Service Interface Specification

•  Canal de retorno por el mismo

coaxial

•  Encapsulado MPEG
•  Downstream: 30-50Mbps
•  Upstream: 10-30Mbps
•  Permite bonding

CMTS

Head
End

CMTS = Cable Model
Termination System

CableModem

Satélite

•  Normalmente upstream por otra tecnología


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Red de telefonía móvil


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•  GSM

•  GPRS

–  Global System for Mobile communications
–  Datos hasta 9600bps

–  General Packet Radio Service
–  Enhancement to the GSM standard
–  Velocidades de decenas de kbps

•  EDGE

–  Enhanced Data for GSM Evolution
–  También llamado E-GPRS (E=Enhanced)
–  Decenas-centenares de kbps

•  UMTS (3G)
–  CDMA
–  Hasta 2Mbps
•  3.5G, 4G/LTE !

Fixed Wireless


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•  Microondas
•  Varias frecuencias y anchos de banda
•  Velocidad y distancia con relación inversa
•  MMDS = Multichannel Multipoint Distribution Service

•  LMDS = Local Multipoint Distribution Service

–  10Mbps, 55Km

–  150+Mbps, 5Km

•  802.16 WirelessMAN (WiMAX)

–  50Km, decenas de Mbps (70Mbps)

Wi-Fi

•  Wireless LAN (WLAN)
•  Corta distancia
•  Banda ISM (Industrial, Scientific and Medical)


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PLC
•  Power Line Communications
•  Señal eléctrica es de 50-60Hz y gran amplitud
•  Datos en frecuencias superiores


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FSO

•  Free Space Optics

–  BW muy superior (10Mbps a 2.5Gbps)
–  4-6 Km

•  Para distancias más cortas: Infrarrojos


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Fibra

•  FTTX = Fiber To The X
•  Acercar la fibra al abonado
•  FTTH = Fiber To The Home (hasta casa)
•  FTTC = Fiber To The Curb (hasta la acera)
•  FTTB = Fiber To The Building (hasta el edificio)


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¿Ethernet en primera milla?

•  802.3ah (ya es parte de 802.3)
•  EFMC: Ethernet in First Mile for voice-grade Copper
•  EFMF: Ethernet in First Mile using point-to-point Fiber topology
•  EFMP: Ethernet in First Mile using point-to-multipoint topology,

based on Passive optical networks (PONs)

http://metroethernetforum.org/PDFs/EFMA/efm%20optical%20tutorial%20v3.pdf


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Sobre Cobre

•  Punto-a-punto, solo full-duplex
•  Voice grade copper
• 

Los interfaces de ambos extremos son diferentes (CO side y CPE side) pero
velocidad simétrica
2BASE-TL: 2Mb/s@2700m, mínimo 192Kb/s, máx 5.7Mb/s, basado en SHDSL
10PASS-TS: 10Mb/s@750m, basado en VDSL

• 
• 
•  Son mínimos, equipos comerciales suelen soportar valores superiores
•  Conectables a otras Ethernet mediante puentes
•  Puede usar bonding

http://metroethernetforum.org/PDFs/EFMA/efm%20copper%20tutorial%20v2.pdf

Sobre Fibra

–  Una SMF
–  Diferente " cada sentido (10km)

•  1000BASE-LX10:

–  Dos SMF (10km) o dos MMF


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Punto-a-punto:
•  100Mb/s y 1000Mb/s
•  100BASE-LX10:
–  Dos SMF (10km)
•  100BASE-BX10:

(550m)

•  1000BASE-BX10:
–  Una SMF (10km)



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Sobre Fibra

•  O L T c o n t r o l a c u á n d o
pueden transmisir las ONUs

•  MAC

–  Modificado para p2mp
–  No CSMA/CD
–  MPCP (Multi-Point Control

Protocol)

EPON:
•  Punto-a-multipunto pasiva
•  Full-duplex
•  Diferente " uplink y downlink
•  Los interfaces extremos son
diferentes (CO side y CPE
side)

•  1000BASE-PX10:
–  Monomodo, 10km
•  1000BASE-PX20:
–  Monomodo, 20km

•  Al menos 1:16

IEEE 802.3

Downstream

Sobre Fibra
Upstream
•  TDMA


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•  Discovery processing: of ONUs
•  Report procesings: BW requests

from ONU to OLS

•  Gate processing: asignación de

tiempos para transmitir en uplink


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10G-EPON

•  802.3av-2009
•  Modificación a 802.3-2008
•  Extiende EPON:

– 10Gbps simétricos
– 10Gbps downstream y 1Gbps upstream
– Compatible con 1Gbps EPON: Cambia
capa física, no MAC
– Al menos 10 y 20Km (según velocidad)
– Split ratio de 1:16 y 1:32

B-PON


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•  Broadband PON
•  G.983.x
•  Downstream line rates: 155.52, 622.08 y 1244.16

Mbps

diplex)

•  Upstream line rates: 155.52 y 622.08 Mbps
•  Simétricos o asimétricos (todas las combinaciones

con downtream # upstream)

•  Fibra monomodo (un par o una sola con WDM -

•  Split ratio de al menos 1:16 ó 1:32
•  Upstream TDMA
•  Frame es básicamente un conjunto de celdas ATM

(mayor número a mayor velocidad)


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G-PON

•  Gigabit-capable Passive Optical Networks
•  G.984.x
•  Downstream 2.4 Gbps
•  Upstream 1.2 ó 2.4 Gbps (simétrico o asimétrico)
•  Máxima distancia de 10-20 Km (aceptaría hasta 60 Km)
•  Considera split-ratio de 1:64 ó 1:128
•  Empleando una fibra única o un par
•  Upstream TDMA
•  GEM

–  G-PON encapsulation method (no ATM)
–  Transporte orientado a conexión
–  Tramas de tamaño variable
–  Soporta fragmentación
–  Varias clases de servicio

•  Puede transportar flujos TDM (de varias formas)


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XG-PON

•  10-Gigabit-capable Passive Optical Network
•  G.987.x (aprobada 2010-10-07)
•  Downstream 10 Gbps
•  Upstream 2.4 Gbps
•  Compatible con G-PON (diferentes wavelengths)
•  Hasta 60 Km