PDF de programación - La primera milla

REDES

Área de Ingeniería Telemática

La primera milla

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Redes

4º Ingeniería Informática


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Temario

Introducción a las redes

1. 
2.  Encaminamiento
3.  Transporte extremo a extremo
4.  Arquitectura de conmutadores de paquetes
5.  Tecnologías para redes de área local
6.  Tecnologías para redes de área extensa y última

milla

7.  Conmutación de circuitos


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Temario

Introducción a las redes

1. 
2.  Encaminamiento
3.  Transporte extremo a extremo
4.  Arquitectura de conmutadores de paquetes
5.  Tecnologías para redes de área local
6.  Tecnologías para redes de área extensa y última

milla

7.  Conmutación de circuitos


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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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•  Core network

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

Cuello de botella
First mile problem

–  PCs de gran potencia

•  Usuarios

Resultado

•  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

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•  Public Switched Telephone

Network

•  Acceso a Internet (…)

E3

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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

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) (…)


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Splitter

Head
End

Tap

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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

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


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Satélite

•  Normalmente upstream por otra tecnología


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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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FSO

•  Free Space Optics

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

•  Para distancias más cortas: Infrarrojos


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Ethernet en la 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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PONs

Passive Optical Network
•  FTTX = Fiber To The X (H=Home, C=Curb=acera, B=Building)
•  E-PON: Ethernet PON (802.3ah)
• 
•  B-PON: Broadband PON (G.983)
•  G-PON: Gigabit PON (G.984)
•  XG-PON: 10G PON (G.987, aprobada 2010-10-07)

10G-EPON: Ethernet PON 10Gbps (802.3av)

OLTU = Optical Line Terminal Unit
ONU = Optical Network Unit

OLTU

Splitter

ONUs


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xDSL
•  xDSL: x-type Digital Subscriber Line
•  Alta velocidad de datos
•  Sobre par trenzado telefónico (voice grade) (last/first mile)
•  Bucle diseñado para 4KHz
•  Algunas tecnologías basadas en modems
•  Cierta compatibilidad hacia atrás con telefonía vocal
•  Otras emplean CSU/DSU (transmisión digital)
•  No requiere un nuevo cableado al usuario (diferencia con HFC)


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Dónde encaja

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PSTN

ATM

PSTN


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Tipos

HDSL = High bit-rate DSL G.991.1
SHDSL = Single-Pair HDSL = G.991.2 (similar a ETSI SDSL)
•  Popular como alternativa para transporte de T1/E1
•  No requiere repetidores (T1/E1 sí)
•  Compatibilidad con otros DSLs en el mismo mazo
• 
•  Empleado también dentro de edificio con cableado telefónico

La central puede alimentar el CSU/DSU del abonado

Máx. Velocidad

Distancia

Medio

Tecnología
HDSL
SHDSL
ADSL

ADSL2

ADSL2+

VDSL

3,66Km
T1/E1
Hasta 5.6Mbps ↑↓ 3,66Km
1.5-6,1Mbps ↓
5,5Km
16-640Kbps ↑
8-12 Mbps ↓
0,8-1Mbps ↑
24,5Mbps ↓
1Mbps ↑
13-55Mbps ↓
15-30Mbps ↑

2,5Km

2,4Km

2-3 pares Digital
1-2 pares Digital
1 par
Analog.

1 par

Analog.

1 par

Analog.

300m-1,4Km 1 par

Analog.


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Tipos

ADSL = Asymmetric DSL (G.992.1)
•  Diferente velocidad en cada sentido
•  Puede sincronizar ambos extremos con diferentes velocidades
•  Máxima velocidad de bajada permite más de 1 canal de TV
•  Con POTS o RDSI
•  Emplea hasta 1.1MHz
•  Varios bearers downstream y upstream

Máx. Velocidad

Distancia

Medio

Tecnología
HDSL
SHDSL
ADSL

ADSL2

ADSL2+

VDSL

3,66Km
T1/E1
Hasta 5.6Mbps ↑↓ 3,66Km
1.5-6,1Mbps ↓
5,5Km
16-640Kbps ↑
8-12 Mbps ↓
0,8-1Mbps ↑
24,5Mbps ↓
1Mbps ↑
13-55Mbps ↓
15-30Mbps ↑

2,5Km

2,4Km

2-3 pares Digital
1-2 pares Digital
1 par
Analog.

1 par

Analog.

1 par

Analog.

300m-1,4Km 1 par

Analog.


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Tipos

ADSL2 = Asymmetric DSL (G.992.3, 07/2002)
•  Soporta modo digital (sin POTS/RDSI), eso añade 256Kbps al

upstream

•  Mejores resultados para líneas largas
•  Mínimo 8Mbps downstream y 800Kbps upstream
•  Hasta 12Mbps downstream y 1Mbps upstream
•  Negociación inicial más rápida
•  Soporta Bonding (8xn Mbps sobre n pares) empleando IMA
•  Soporta PTM:

–  Packet Transfer Mode
–  ADSL solo soportaba STM o ATM (que ADSL2 sigue soportando)
–  Encapsulado tipo HDLC o 64/65-octetos como 802.3ah

•  READSL2 (Anexo L)

–  Downstream hasta 8Mbps, Upstream hasta 1Mbps
–  RE = Reach Extended (5Km aún 1Mbps downstream)

•  EUADSL2 (Anexo M)

–  EU = Extended Upstream (hasta unos 3Mbps)
– 

Incrementa el BW usado en el upstream a costa del downtream

Tipos

ADSL2+ = Asymmetric DSL 2 plus (G.992.5)
•  Amplía el BW hasta 2,2MHz
• 
•  Mínimo de 16Mbps downtream y 800Kbps upstream
•  Máxima velocidad solo en menos de 2,4Km

Incrementa la velocidad de bajada a más de 20Mbps (hasta 24,5Mbps)


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Distancia

Medio

Tecnología
HDSL
SHDSL
ADSL

ADSL2

ADSL2+

VDSL

3,66Km
T1/E1
Hasta 5.6Mbps ↑↓ 3,66Km
1.5-6,1Mbps ↓
5,5Km
16-640Kbps ↑
8-12 Mbps ↓
0,8-1Mbps ↑
24,5Mbps ↓
1Mbps ↑
13-55Mbps ↓
15-30Mbps ↑

2,5Km

2,4Km

2-3 pares Digital
1-2 pares Digital
1 par
Analog.

1 par

Analog.

1 par

Analog.

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Analog.


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Tipos

VDSL = Very high speed DSL (G.993.1)
•  Velocidades simétricas o asimétricas
•  Decenas de Mbps (downstream 55Mbps, upstream 15Mbps)