Propuesta de integración de servicios multimedia en la red híbrida fibra – coaxial del polo turístico Cayo Santa María

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(1)Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. Propuesta de Integración de Servicios Multimedia en la Red Híbrida Fibra – Coaxial del Polo Turístico Cayo Santa María. Tesis presentada en opción al título estatal de Master en Ciencias. Autor: Ing. Raúl Eugenio Rodríguez Hernández. Tutor: MSc. Hiram del Castillo Sabido. Santa Clara 2011 "Año 53 de la Revolución".

(2) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. Propuesta de Integración de Servicios Multimedia en la Red Híbrida Fibra – Coaxial del Polo Turístico Cayo Santa María Tesis presentada en opción al título estatal de Master en Ciencias. Autor: Ing. Raúl Eugenio Rodríguez Hernández raul.rodriguezhernandez@etecsa.cu. Tutor: Hiram del Castillo Sabido hiramd1948@uclv.edu.cu. Consultantes: Ing. Armando Moreno Valiño Ing. Omar Pérez Peña Santa Clara "Año 53 de la Revolución".

(3) Hago constar que el presente trabajo en Opción al Título Estatal de Master en Ciencias fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de Maestría en Telemática, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. _____________________ Firma del Autor.

(4) Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del Autor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo.

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(7) i. PENSAMIENTO. En el siglo XXI, las redes de banda ancha asequibles y ubicuas resultarán tan esenciales para la prosperidad económica y social como las redes de transporte, agua y electricidad.. Dr. Hamadoun Touré 2011.

(8) ii. DEDICATORIA. A los que no pueden estar físicamente presentes.

(9) iii. AGRADECIMIENTOS. A los que me han ayudado a llegar hasta aquí.

(10) iv. RESUMEN. En este trabajo se realiza la propuesta de una plataforma de servicios de multimedia, que permite que puedan ser ofertados las prestaciones de datos de banda ancha, incluido Internet de alta velocidad, que es el más demandado y los de IPTV en sus diferentes modalidades como el VoD y PPV por la red HFC existente, actualizada recientemente y que continúa desplegándose, sin afectar la difusión de televisión analógica. La plataforma se implementa haciendo uso del estándar DOCSIS, desarrollado por la empresa CableLabs en su más reciente versión 3.0. Como equipamiento principal se emplea en la cabecera una configuración que integra el M-CMTS con el sistema de servidores a él asociado. En los predios de los clientes se usarán modems de cable compatibles con DOCSIS 3.0. Finalmente se diseña la configuración de la plataforma y se hace un análisis de la factibilidad económica para evaluar la consistencia de la propuesta..

(11) v. TABLA DE CONTENIDOS. PENSAMIENTO .....................................................................................................................i DEDICATORIA..................................................................................................................... ii AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................ iii RESUMEN ............................................................................................................................iv INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................1 Viabilidad ................................................................................................................ 3 Organización del informe ...................................................................................................4 CAPÍTULO 1.. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE ..................................5. 1.1. Tecnologías de acceso de banda ancha.....................................................................5. 1.2. Servicios ...................................................................................................................8. 1.2.1. Video ...............................................................................................................8. 1.2.2. Datos y acceso a Internet..............................................................................12. 1.2.3. Voz ................................................................................................................14. 1.3. Estructura HFC .......................................................................................................17. 1.3.1. Cabecera ........................................................................................................18. 1.3.2. Red troncal ....................................................................................................18. 1.3.3. Red de distribución........................................................................................19. 1.3.4. Red de abonados............................................................................................19.

(12) 1.3.5 1.4. DOCSIS ..................................................................................................................20. 1.4.1 1.5. Canales de transmisión..................................................................................20. Evolución de DOCSIS ..................................................................................22. DOCSIS 3.0 ............................................................................................................24. 1.5.1. Especificaciones ............................................................................................24. 1.6. Implementación de DOCSIS 3.0 ............................................................................34. 1.7. M-CMTS ................................................................................................................37. 1.8. Conclusiones...........................................................................................................39. CAPÍTULO 2.. PROPUESTA DE AGREGACIÓN DE PLATAFORMA DE SERVICIOS. MULTIMEDIA EN CAYO SANTA MARÍA.......................................................................40 2.1. Sobre el turismo......................................................................................................41. 2.2. Estado actual de la red HFC en Cayo Santa María.................................................43. 2.2.1. Nodo óptico ...................................................................................................46. 2.2.2. Cabecera de servicios actual .........................................................................47. 2.3. Estado actual de los servicios ofertados .................................................................50. 2.3.1. Servicio de voz ..............................................................................................50. 2.3.2. Servicio de datos ...........................................................................................51. 2.3.3. Servicio de video...........................................................................................53. 2.4. Implementación de una plataforma de servicios multimedia .................................56. 2.4.1 2.5. CMTS .....................................................................................................................58. 2.5.1 2.6. Basamento y objetivos de la propuesta .........................................................56. Principales características del CM DCM 300 ...............................................61. Propuesta de cabecera.............................................................................................62. 2.6.1. Canal descendente .........................................................................................62. 2.6.2. Canal ascendente ...........................................................................................63.

(13) 2.7. Cobro de los servicios propuestos ..........................................................................65. 2.8. Conexión al proveedor de servicio de Internet .......................................................65. 2.9. Conclusiones...........................................................................................................67. CAPÍTULO 3.. VALORACIÓN DE LA PROPUESTA ....................................................68. 3.1. Resultados esperados ..............................................................................................68. 3.2. Prueba .....................................................................................................................68. 3.2.1. Cálculo de los ingresos..................................................................................70. 3.2.2. Cálculo de los costos .....................................................................................79. 3.2.3. Relación beneficio / costo .............................................................................81. 3.3. Marco regulatorio ...................................................................................................82. 3.4. Conclusiones...........................................................................................................84. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES....................................................................85 Conclusiones.....................................................................................................................85 Recomendaciones .............................................................................................................87 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................89 ANEXOS ..............................................................................................................................94 Anexo I. OECD. Indicadores de cobertura de la banda ancha por cable .....................95. Fuente: (OECD 2009).......................................................................................................95 Anexo II. Características de DOCSIS ...........................................................................96. Anexo III Especificaciones M-CMTS ...........................................................................98 Anexo IV Datos Técnicos. ORA 9022-1G ....................................................................99 Anexo V. Listado de canales analógicos ofertados por Telecable Internacional en el. polo turístico Cayo Santa María .....................................................................................100 Anexo VI Datos Técnicos CMTS C2200.....................................................................101 Anexo VII. Datos Técnicos del DCM 300 ................................................................102.

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(15) INTRODUCCIÓN. 1. INTRODUCCIÓN. En Cayo Santa María, al norte de Villa Clara, Cuba, existe un creciente desarrollo turístico que demanda una mejora en el servicio que se presta en cuanto a tipo, capacidad y penetración, sobre las redes de televisión por cable. En este enclave la operadora Telecable Internacional ha actualizado sus redes hacia híbridas de fibra óptica y cable coaxial para soportar nuevos servicios desde la cabecera hasta todas las habitaciones y lugares específicos de los hoteles e instalaciones de apoyo. El servicio actual está basado únicamente en la difusión lineal de las señales analógicas de televisión. A nivel internacional, las redes de televisión por cable HFC brindan además, toda una gama de servicios multimedia tales como la transmisión de datos de banda ancha y los de IPTV en sus diferentes modalidades, esta falta de valor agregado en el servicio ofertado actualmente en el polo turístico conlleva a una afectación general ya que el mismo carece de la calidad y personalización que los clientes perciben en sus países de origen con consecuencias desfavorables para el desarrollo actual y futuro del turismo y la economía en Cuba. Resulta adecuado, desde el punto de vista económico, analizar la posibilidad de adicionar nuevas opciones mediante el despliegue de una plataforma de servicios de multimedia, que incrementen el estándar de los servicios de telecomunicaciones. Lo anterior significa.

(16) INTRODUCCIÓN. 2. desarrollar una infraestructura de equipamiento capaz de aprovechar con mayor eficiencia la capacidad de la red existente. Ampliar y mejorar la calidad de los servicios de televisión e implementar los de datos de banda ancha es una necesidad vital actual. Las empresas Telecable Internacional, ETECSA y la Universidad Central de Las Villas, se han dado a la tarea de analizar y proponer soluciones para lograr este fin. Es necesario tener en cuenta cómo lograr la coexistencia en la red de los servicios de transmisión de televisión analógica actuales con los nuevos servicios de multimedia. Cómo lograr la implementación adecuada de estos servicios de multimedia y comprobar si la estructura propuesta, con las inversiones necesarias, es factible económicamente. Para cumplimentar estas tareas se proponen los siguientes objetivos: Objetivo general: Proponer una estructura capaz de asumir una plataforma de servicios multimedia, que se agregarían al actual servicio de televisión analógica, sobre la red HFC existente en el Polo Turístico Cayo Santa María. Objetivos específicos: 1. Estudiar el estado actual, a nivel internacional de las tecnologías de banda ancha sobre redes HFC. 2. Seleccionar la variante adecuada de equipamiento y servicios a ofrecer. 3. Analizar la factibilidad económica de la estructura propuesta. Posibles resultados Contar con una plataforma capaz de ofrecer los servicios de televisión analógica, IPTV, transmisión de datos y acceso a Internet de banda ancha para la red hotelera del polo..

(17) INTRODUCCIÓN. 3. Impacto posible Ofertar un servicio de telecomunicaciones al nivel internacional actual que incremente notablemente la calidad que se brinda a los clientes del polo turístico y servir como una importante fuente de ingresos en moneda libremente convertible para las empresas implicadas y para la economía de Cuba. Novedad No existen antecedentes en Cuba de aplicación de estas tecnologías o trabajos similares, Cayo Santa María sería el escenario piloto. Aplicabilidad Los resultados de la investigación poseen aplicación teórica y práctica de gran actualidad y trascendencia para los especialistas, investigadores, diseñadores y operadores de redes de cable en Cuba. Es de aplicación nacional en entidades y zonas similares. Viabilidad Existen las condiciones para que sean aplicados a nivel práctico los resultados de la investigación y la estructura propuesta. Están garantizadas actualmente las condiciones materiales imprescindibles. Metodología de Trabajo Para la consecución de los objetivos propuestos se conjugan aspectos teórico–prácticos. Mediante la bibliografía disponible se determinan los requisitos necesarios para la propuesta del diseño de la estructura. ..

(18) INTRODUCCIÓN. 4. Organización del informe El informe se estructura de la siguiente manera: Resumen, Introducción, Desarrollo, Conclusiones, Recomendaciones, Bibliografía. y. Anexos. El Desarrollo se compone de tres capítulos: Capítulo 1: Tecnología de banda ancha por cable Se revisa su actual estado de desarrollo e implantación a nivel internacional de la tecnología de banda ancha alámbrica y los diferentes servicios que puede soportar. Se muestra la estructura y componentes principales de un sistema HFC. Se desarrollan aspectos relacionados con el estándar DOCSIS 3.0 y su implementación en la red así como el equipamiento principal en la cabecera relacionado con el dispositivo CMTS. Capítulo 2: Propuesta de la plataforma de servicios multimedia para Cayo Santa María Se revisan aspectos relacionados con el turismo y su relación con los servicios. Se trata el estado actual de la red y la cabecera así como el servicio distribuido. Son analizadas los objetivos y basamentos que hacen posible la propuesta de los nuevos servicios y las principales características del equipamiento empleado. Finalmente se trata el tema del cobro del servicio y la conectividad al ISP. Capítulo 3: Valoración de la propuesta Se presentan los resultados de una prueba de laboratorio realizada a la configuración propuesta y un análisis de los ingresos y costos y su relación beneficio / costo para evaluar su factibilidad. Por último, es analizado el marco regulatorio al respecto en Cuba..

(19) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. CAPÍTULO 1.. 5. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. En la época actual las personas se hacen cada vez más dependientes de las posibilidades que les ofrecen las nuevas tecnologías de banda ancha. Los operadores de cable han actualizado sus redes y plataformas para integrar los servicios en un paquete conformado por voz, datos y video. En el presente capítulo se realiza un análisis de estos servicios, su implementación a través de la tecnología de banda ancha de modem de cable soportadas sobre las redes HFC —Hibrid Fiber Coaxial. Red híbrida fibra óptica cable coaxial— utilizando el estándar DOCSIS —Data Over Cable Service Interface Specification. Especificación de interfaz sobre servicios de datos por cable— y el equipamiento necesario para ello. Se hace referencia para cada caso de su estado actual de desarrollo e implementación a nivel internacional.. 1.1. Tecnologías de acceso de banda ancha. El término banda ancha hace referencia a los sistemas de comunicaciones avanzados capaces de proveer trasmisiones a altas velocidades de servicios tales como datos, voz y video sobre Internet y otras redes. Tomado de (Stanev 2009)..

(20) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 6. En general, se considera que la banda ancha corresponde a una velocidad de transmisión igual o superior a 256 kbit/s, e incluso algunos operadores denominan la velocidad básica RDSI (144 kbit/s) como un "tipo de banda ancha"… "La expresión "banda ancha" es como un blanco móvil. Las velocidades de acceso a Internet crecen sin cesar. A medida que se perfecciona la tecnología, incluso las velocidades recomendadas por la UIT pronto se considerarán demasiado lentas." (ITU-D 2003). RDSI: Red Digital de Servicios Integrados. UIT: Unión Internacional de Telecomunicaciones Hasta la fecha se han desarrollado diferentes tecnologías para soportar el acceso de banda ancha, clasificadas en dos grandes grupos; alámbricas e inalámbricas, cada una de ellas con sus subdivisiones según muestra la figura 1.1. Dentro del grupo de tecnologías alámbricas se encuentra la tecnología de Modem de Cable correspondiente a las redes HFC.. Figura 1.1. Tecnologías de acceso a banda ancha. (Fuente: (Valeria Jordán 2010))..

(21) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 7. En la tabla 1.1 se muestran los datos de la cantidad de suscriptores de banda ancha alámbrica por tecnologías según la OECD —Organisation for Economic Co-operation and Development. Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico—, con 78,25 millones de suscriptores, la tecnología de Modem de Cable ocupa el segundo lugar por detrás de la de par de cobre con un peso relativo del 29 %.. Tabla 1.1. OECD Suscripciones de banda ancha alámbrica por tecnologías. (Fuente: Elaboración propia. Datos tomados de (OECD 2010). Tecnología. Suscriptores. %. 162,798,177. 60. Modem de Cable. 78,255,562. 29. Fibre + LAN. 24,566,216. 9. Other. 5,514,437. 2. Total. 271,134,392. DSL. Teniendo en cuenta el desarrollo, la importancia y vigencia de las tecnologías de banda ancha…"la UIT y la UNESCO anunciaron el establecimiento de una Comisión de Alto Nivel, la Comisión sobre Banda Ancha para el Desarrollo Digital, que formulará estrategias para acelerar el despliegue de la banda ancha en todo el mundo y examinar aplicaciones.

(22) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 8. capaces de hacer que las redes de banda ancha perfeccionen su prestación de una amplia gama de servicios sociales"… (UIT 2010). —UNESCO: United Nations Educational,Scientific and Cultural Organization. Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura—. 1.2. Servicios. Los servicios de CATV —Cable Television. Televisión por cable— han evolucionado, desde la difusión de los servicios de televisión puramente analógicos sobre RF —Radio Frecuencia— en sus inicios, hasta soportar diferentes servicios digitales en la actualidad. La tecnología HFC es capaz de ofrecer eficientemente a sus usuarios, a través de un único operador de cable, el paquete de servicios multimedia conocido también como triple play o servicios de multimedia —video, datos y voz—, requisito básico a nivel mundial para poder competir en el mercado de las telecomunicaciones. 1.2.1. Video. La distribución del contenido de video ha constituido el objetivo principal de las redes de CATV desde sus inicios. La figura 1.2, muestra las diferentes modalidades posibles de distribución de video..

(23) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 9. Figura 1.2. Modalidades de distribución de video. (Fuente: Elaboración propia).. ♦ Difusión —broadcast—: Las señales son moduladas con diferentes portadoras y enviadas a todos los suscriptores simultáneamente, es un método efectivo para que gran número de usuarios simultáneamente observen la programación. Dentro de la difusión de video se distinguen dos categorías: . Analógico: Es el método tradicional de transmisión de canales de. programación que dio origen al surgimiento de las redes CATV. Los canales disponibles son continuamente enviados sobre la red en canales multiplexados en frecuencia, alrededor de 78 programas pueden ser difundidos. En nuestra región geográfica cada canal tiene 6 MHz de ancho de banda —norma americana—, con un espectro de frecuencias similar al NTSC —National Television System Committee. Comisión nacional de sistema de televisión—, las señales de video son moduladas en Banda Lateral Vestigial y las de audio con modulación de frecuencias. En esta modalidad, el usuario permanece como un elemento pasivo ante la programación difundida por el operador. . Digital: Con los progresos en la implementación de la codificación, la. compresión de imágenes y la modulación QAM —Quadrature Amplitude.

(24) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 10. Modulation. Modulación de amplitud en cuadratura— de diferentes niveles, pueden implementarse sistemas de transmisión de señales de video digitales aprovechando la ventaja de un menor ancho de banda requerido, tanto para las transmisiones como para su almacenamiento, manteniendo la calidad de la señal, ubicando múltiples programas digitales en el mismo ancho de banda utilizado para su similar analógico. Otra ventaja es el uso de una potencia de transmisión menor. Son empleados los estándares DVB-C —Digital Video Broadcasting Cable. Difusión de video digitalcable— y DVB-C 2. ♦ IPTV —Internet Protocol Televisión. Televisión con protocolo de Internet—.. La Unión Internacional de Telecomunicaciones define el concepto de IPTV de la siguiente manera: Servicios multimedios tales como televisión, vídeo, audio, texto, gráficos y datos que se suministran por redes IP—Internet Protocol. Protocolo de Internet—, las cuales se han configurado para ofrecer el nivel necesario de QoS/QoE, seguridad, interactividad y fiabilidad. (Lee 2009). QoS/QoE: —Quality of Service. Calidad del servicio/Quality of Experience. Calidad de experiencia—. Ya no se transmite la misma programación para todos los usuarios, se ofrece por solicitud, es decir, IPTV permite la personalización de contenidos para cada usuario, los cuales pueden seleccionarse desde la Guía Electrónica de Programa. Se emplea un flujo de programación de multidifusión —multicast— que estará disponible sólo para aquellos usuarios asociados al grupo de multidifusión correspondiente. Es un ejemplo de comunicación punto-multipunto..

(25) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 11. Otra forma de distribución de la televisión IP es la modalidad unidifusión —unicast— que constituye un ejemplo de comunicación punto a punto, tal es el caso del servicio VoD —Video on Demand. Video bajo demanda—. Donde el usuario recibe un flujo de video único y específico para él, podrá manipular la programación no sólo para almacenarla y verla cuando lo desee, sino que además podrá hacer pausa, adelantarla, regresarla o saltar a otra parte del programa como si fuera la reproducción de un CD —Compact Disk. Disco compacto—. Para visualizar los contenidos, en los predios del usuario tiene que ser ubicado un decodificador, en este caso con características avanzadas llamado IP STB —Internet Protocol Set top Box. Internet protocolo para la caja que se coloca encima del TV—. Se han desarrollado CPEs —Customer Premises Equipment. Equipamiento en el local del cliente— integrales, que permiten al usuario ver la TV en todas sus variantes: analógica, digital e IPTV y disfrutar del servicio de acceso de datos y telefonía indistintamente. La figura 1.3 muestra, a manera de pronóstico, la potencialidad de este servicio con respecto al número de usuarios, como se aprecia, el número de los mismos mantiene un crecimiento sostenido de año en año,…el número global de suscriptores IPTV crecerá de 41.2 millones al final del 2010 a 101.7 millones en el 2014, con una razón de crecimiento anual del 25.3 %. (MRG 2010)..

(26) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 12. Figura 1.3. Pronóstico global de suscriptores IPTV. (Fuente : (MRG 2010)).. 1.2.2. Datos y acceso a Internet. En la medida que en las computadoras han aumentado las capacidades de procesamiento y de almacenamiento ha crecido la demanda de los datos, se desarrollan nuevas aplicaciones como los video juegos y la descarga de videos que requieren un ancho de banda mucho mayor. Por tal motivo las actualizaciones de las redes HFC (como DOCSIS 3.0) están siendo desplegadas. (Conner 2008), página 3. Así surgió una nueva idea: utilizar la televisión por cable para apoyar el acceso a Internet de alta velocidad y evitar el bucle local de las compañías telefónicas. Por lo tanto, la tecnología de Modem de Cable cambió la forma de hacer negocios en el futuro.(Bates 2002), página 199. Los usuarios pueden estar conectados 24 horas al día sin interferir los servicios de la televisión por cable o los de voz. Teniendo en cuenta (Bates 2002), página 204, algunos de estos servicios son: De información: Acceso a compras, mapas de tiempo, pago de las facturas de los hogares, etc. Acceso a Internet: Correo electrónico, grupos de discusión y la World Wide Web..

(27) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 13. Aplicaciones empresariales: Interconexión de redes LAN —Local Network Area. Redes de área local—. Cablecommuting: Soporte a la ya popular idea de trabajar desde la casa. Educación: Permite tener acceso a los recursos educativos desde el hogar. Los servicios de datos y acceso a Internet han sido ofrecidos tradicionalmente por los operadores de compañías telefónicas. Para los operadores de cable constituye actualmente el segundo servicio en importancia, después de los de distribución de video. Para lograr una transmisión eficiente HSD —High Speed Data. Datos de alta velocidad— la red tuvo que evolucionar hasta hacerse bidireccional a la vez que se diseñaron específicamente el CMTS —Cable Modem Termination System . Sistema de terminación de modem de cable— y los CM —Cable Modem. Modem de Cable— que constituyen los dispositivos más importantes que se manejan dentro del acceso a Internet de banda ancha en las redes de cable, así como la implementación y el desarrollo de DOCSIS. Para proporcionar el servicio de HSD el operador conecta su cabecera a la red Internet mediante enlaces de datos de alta capacidad de un ISP —Internet Service Provider. Proveedor de servicios de Internet—. Hasta la fecha, el método más exitoso y rentable para proporcionar el servicio de datos de alta velocidad. es a través de modems de cable compatible con las especificaciones. DOCSIS. (Laboratories 2008). La figura 1.4 presenta la disponibilidad de los servicios de modem de cable en la comunidad OECD reflejando el porcentaje de hogares con disponibilidad de servicios de modem por cable —porcentaje de hogares cubiertos por cable que permite el acceso de.

(28) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 14. banda ancha— o el porcentaje de población que vive en hogares con disponibilidad de los mismos. Canadá, después de Estados Unidos ocupa el segundo lugar con un 93,4 % de cobertura. Una información más detallada al respecto se presenta en el Anexo 1.1. Figura 1.4. Disponibilidad de los servicios de modem de cable. OECD (Fuente: (OECD 2009)).. 1.2.3. Voz. Los operadores de cable introdujeron los servicios de voz. para hacer frente a la. competencia con los operadores de telecomunicaciones de líneas fijas a la vez que constituyen nuevas fuentes de ingresos. Los clientes de las compañías telefónicas son atraídos hacia las de cable mediante las ofertas de paquetes combinados (Chung 2010), que los operadores de cable les ofertan, donde los servicios de voz son suministrados sin costo.

(29) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 15. alguno o con un costo relativamente bajo, los cobros se obtienen generalmente de las llamadas de fijo a móvil y del servicio internacional manteniendo como complemento el resto de los servicios de banda ancha del cable. El servicio de voz suele caracterizarse por tener un ancho de banda bastante reducido. La migración de la telefonía fija hacia la móvil ha llevado a que algunos operadores de cable comiencen a incluir servicios móviles de voz dentro de sus paquetes. La fuerza impulsora de las comunicaciones inalámbricas en el sector de las telecomunicaciones significa que los operadores de cable sigan siendo atraídos por la posibilidad de obtener mayores ingresos y aprovechar el móvil como una pantalla adicional a su contenido de video. (Chung 2010). La tabla 1.2 muestra, a manera de ilustración, la correlación de los ingresos de los segmentos de negocios del paquete triple play en la Unión Europea entre los años 2000 y 2007. A pesar que la televisión disminuye su peso, en gran medida continúa siendo, por mucho, el principal segmento de negocios del paquete y crece 9,6 veces entre ambos años. El servicio de Internet es el único servicio que crece en cuanto a peso pasando de un 3% en el año 2000 al 23,4 % en el año 2007, mientras que sus ingresos tuvieron un incremento superior a 15 veces entre ambas fechas, pasando a ocupar el segundo lugar en importancia del servicio en ambos aspectos..

(30) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 16. Tabla 1.2. Ingresos totales de cable en la Unión Europea. (Fuente: Elaboración propia. Basada en datos de (Chung 2010)). Ingresos (billones de €) Segmento de Negocios Año 2000. Peso %. Año 2007. Peso %. Televisión. 6.14. 76.6. 10.51. 58.7. Telefonía. 1.61. 20. 3.18. 17.8. Internet. 0.27. 3. 4.20. 23.4. Total. 8.02. 100. 17.90. 100. La figura 1.5 muestra el pronóstico de las ganancias para los tres servicios vistos para el área de América del Norte hasta el año 2013. Como se aprecia, los servicios de voz tienden a disminuir, los de video mantienen su importancia y tienen un ligero incremento, mientras que el servicio de datos manifiesta un incremento sostenido. Además de las proporciones entre los servicios se observa que la cifra de las ganancias totales para el año 2013 asciende al significativo valor de 300 000 millones de USD, solamente para esta región..

(31) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 17. Figura 1.5. Pronóstico de ganancias. Proveedores de Servicios: Voz Residencial, Video y Servicios de Datos en Norte América. (Fuente: (Myers 2009)). 1.3. Estructura HFC. A finales de los años 80, empezaron a implementarse a nivel mundial las redes CATV del tipo HFC. La figura 1.6 muestra, de forma simplificada, los principales componentes de la misma.. Figura 1.6. Estructura simplificada de una red HFC. (Fuente: Elaboración propia)..

(32) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 18. Básicamente el sistema está compuesto por cuatro partes: . Cabecera. . Red troncal. . Red de distribución. . Red de abonados o acometida. 1.3.1. Cabecera. Se encarga de supervisar y monitorear la red, es el órgano central de administración del sistema y donde se realizan las funciones de tarificación y control de los servicios prestados. En ella convergen las señales de televisión y radio obtenidas de diferentes sistemas de distribución como satélites, microondas, enlaces con otras cabeceras, estudios de televisión o generadas localmente. Las señales de voz se conectan a la cabecera a través de una Pasarela —Gateway— que actúa como interfaz con la RTCP —Red Telefónica Conmutada Pública—. La conexión a Internet se realiza mediante un ruteador conectado al ISP. 1.3.2. Red troncal. Representa un paso importante en la evolución de la primaria red CATV, toda coaxial, de los años 40, hacia la actual red HFC. Se realiza la sustitución del antiguo troncal de cable coaxial por conexiones de fibra óptica con la consecuente eliminación de las largas cascadas de amplificadores de RF. Además, se conecta la cabecera mediante la fibra óptica, con los nodos ópticos. Puede estar conformada por un par de fibras que soportan el canal descendente y el ascendente por separado en cada una de ellas o por una sola fibra.

(33) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 19. empleando, entonces, WDM —Wavelength Division Multiplexing. Multiplexación por división en longitudes de onda—. Para aumentar la confiabilidad, esta red se implementa, generalmente, con una estructura en forma de anillos redundantes de fibra óptica que une al grupo de nodos ópticos primarios. El nodo óptico es el dispositivo utilizado en esta tecnología como enlace entre la red troncal de fibra óptica y la red de distribución a cable coaxial. Tiene, entre otras, como función principal la conversión de la señal óptica a eléctrica —O/E— en el canal descendente y el proceso inverso —E/O— en el canal ascendente. 1.3.3. Red de distribución. Transporta las señales entre el nodo óptico y las proximidades del abonado. Es una red con estructura de árbol-ramas de cable coaxial. Soporta las señales de RF multiplexadas en frecuencia en ambas direcciones de transmisión y adapta el sistema de transporte a las características específicas del lazo de abonado. Generalmente, el tipo de cable utilizado es el estándar RG-500. Las características de atenuación y respuesta en frecuencia del cable coaxial son compensadas en la red con la inclusión de amplificadores bidireccionales. 1.3.4. Red de abonados. Corresponde a la última milla, realiza la conexión entre los derivadores y la base de conexión de abonado. El tipo de cable coaxial más utilizado es el estándar RG-6 debido a que presenta mejores características físicas y mecánicas para su instalación dentro de los locales..

(34) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 1.3.5. 20. Canales de transmisión. Para lograr la interactividad de los servicios se implementa el canal de retorno, conocido también como canal ascendente o upstream —US— haciendo uso de la zona baja del espectro de frecuencias. Para el canal de sentido contrario, descendente, de bajada o downstream —DS— se emplea la gama consecutiva superior de frecuencias. La figura 1.7 muestra el espectro y empleo de ambos canales.. Figura 1.7 Distribución de frecuencias en ambos canales. (Fuente: Elaboración propia).. El uso de las diferentes bandas de frecuencias, tanto para el canal descendente como para el de retorno, puede variar en dependencia de la región y el país en cuestión.. 1.4. DOCSIS. Los operadores de cable han evolucionado los servicios a ofrecer a los usuarios a través de sus redes HFC, desde la primaria distribución lineal de la televisión analógica —la cual en.

(35) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 21. la mayoría de los casos es mantenida aún— hasta la integración de varios servicios digitales tales como el acceso a Internet de alta velocidad HSI —High Speed Internet—, el servicio de VoIP —Voice over IP. Voz sobre IP— y la televisión interactiva, que requieren de una plataforma integrada con un mecanismo de transmisión y administración adecuado. Hasta la fecha, el método más eficiente para lograrlo es a través de los modems de cable compatibles con las especificaciones DOCSIS. (CableLabs 2008). El estándar DOCSIS es desarrollado para realizar transferencias de datos de alta velocidad en un sistema de televisión por cable posibilitando el acceso a Internet sobre una infraestructura HFC. DOCSIS es quizás el más importante estándar dentro del ámbito de las redes de cable, prueba de ello es su aceptación como tal por ITU —International Telecommunication Union.. Unión. Internacional. Telecommunications. Standards. de. Telecomunicaciones—,. Institute.. Instituto. Europeo. ETSI de. —European Normas. de. Telecomunicaciones— y SCTE—Society of Cable Telecommunications Engineers. Sociedad de Ingenieros de Telecomunicaciones por Cable—. (Desconocido 2006). DOCSIS es desarrollado por CableLabs con la participación de varios proveedores de equipamiento de cable para hacer frente a la demanda emergente de banda ancha y a la competencia de las compañías telefónicas. En Europa, paralelamente se ha desarrollado un homólogo de DOCSIS que responde al nombre de EuroDOCSIS según su correspondiente versión, la diferencia principal entre ambos radica en que el segundo toma como ancho de banda de canal 8 MHz y la versión americana emplea 6 MHz..

(36) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 1.4.1. 22. Evolución de DOCSIS. Teniendo en cuenta los criterios de (CableLabs 2008), podemos describir los principales aspectos de cada una de las versiones de DOCSIS: DOCSIS 1.0. Es la primera versión del estándar. Provee una plataforma para la entrega de HSD basada en los CM, lo que posibilita la conectividad de banda ancha con Internet para uno o más CPE. Permite la interoperabilidad de la tecnología de cable para los operadores y usuarios al realizar la estandarización de los CM lo que, además, en su momento provocó la caída de los precios de los mismos. DOCSIS 1.1. Incrementa los mecanismos de seguridad y de la calidad del servicio. Facilita el servicio de VoIP y de juegos interactivos. DOCSIS 2.0. Incrementa el rendimiento de la capacidad del canal ascendente hasta 30 Mbps permitiendo una mayor simetría de los servicios y facilita la entrega de HSD. DOCSIS 3.0. Es la última versión desarrollada hasta el momento. Provee un número de características importantes tales como: soporte para IPv4 e IPv6 indistintamente, soporte para IPTV y la unión de canales —channel bonding— que permite a los operadores, de forma flexible, aumentar significativamente la velocidad de transmisión del canal descendente a un mínimo de 160 Mbps y de 120 Mbps para el canal ascendente. Desarrolla mecanismos asociados para la mejora de la QoS y perfecciona los mecanismos de seguridad en la red. Esta versión posibilita la competencia directa de los operadores de cable frente a los servicios ofrecidos por DSL —Digital Subscriber Line. Línea de abonado digital— y FTTx —Fiber to the x. Fibra hasta x— de las empresas de telecomunicaciones. Provee una plataforma para la evolución del video hacia los servicios de IP-VoD y servicios de multidifusión de IPTV a sus usuarios..

(37) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 23. Cada nueva versión de DOCSIS incrementa el rendimiento de las características de la anterior a la vez que introduce nuevas funciones manteniendo la compatibilidad entre los múltiples proveedores y de las versiones entre ellas. El Anexo 1.2 muestra una tabla con las características principales, en forma comparativa, para las diferentes versiones de DOCSIS. La Unión Internacional de Telecomunicaciones en su sector de estandarización de las Telecomunicaciones —UIT-T— especifica la serie J de sus Recomendaciones como: Redes de cable y transmisión de televisión, programas de sonido y otras señales multimedia. En la tabla 1.3 se relacionan las Recomendaciones de la UIT-T definidas para las diferentes versiones de DOCSIS..

(38) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 24. Tabla 1.3. Recomendaciones UIT-T relacionadas con DOCSIS. (Fuente: Elaboración propia).. Versión DOCSIS. Emitida Recomendación UIT-T. DOCSIS 1.0. 1997. J.112 / 1998 / Anexo B. DOCSIS 1.1. 1999. J.112 / 2001 / Anexo B. Nombre. Sistema de transmisión para servicios interactivos de televisión por cable Sistema de transmisión para servicios interactivos de televisión por cable Segunda generación de sistemas de. DOCSIS 2.0. 2000. J.122 / 2002. transmisión para servicios interactivos de televisión por cable. Modems de cable IP. J.222.1 / 2007 DOCSIS 3.0. 2006. J.222.2 / 2007 J.222.3 / 2007. 1.5 1.5.1. Tercera. generación de sistemas de. transmisión para servicios interactivos de televisión por cable. Modems de cable IP. DOCSIS 3.0 Especificaciones. La versión DOCSIS 3.0 se publica en agosto de 2006 y constituye, como hemos visto, la cuarta versión del estándar, es descrita en 5 documentos principales emitidos por CableLabs disponibles de forma pública en el sitio:.

(39) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 25. http://www.cablelabs.com/cablemodem/specifications/specifications30.html Conocidos como Especificaciones. Las Especificaciones definen como objetivo principal del sistema DOCSIS el permitir una transferencia de forma transparente, en ambos sentidos de transmisión, del tráfico IP entre la cabecera y los CPE a través de toda la red de cable. Especificación de Seguridad. SP-SECv3.0 (CableLabs 2010) Esta especificación define los requerimientos de seguridad. Describe los mecanismos de seguridad necesarios para realizar la comunicación entre los diferentas dispositivos en un sistema basado en DOCSIS 3.0 teniendo como objetivos principales: . Prevenir que usuarios no autorizados tengan acceso a los servicios RF MAC —Media Access Control. Control de acceso al medio— de la red.. . Proporcionar a los usuarios de los CM la seguridad de los datos en la red de cable.. DOCSIS 3.0, con respecto a sus versiones anteriores, introduce nuevas características de seguridad, tales como: . Encriptación de tráfico AES —Advanced Encryption Standard. Estándar de encriptación avanzada— de 128 bits.. . Verificación de la dirección IP de origen: Cualquier paquete en la red originado por un dispositivo cuya dirección IP no haya sido asignada por el proveedor de servicios es descartado.. . Autenticación y encriptación tempranas —EAE, Early Authentication and Encryption. Autenticación y encriptación temprana—..

(40) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. . 26. El sistema empleado para proteger los paquetes en la red de cable está basado en el BPI+ —Baseline Privacy Plus. — que responde por la autenticación de los CM, el intercambio de claves y el establecimiento de las sesiones de tráfico encriptado entre los CM y el CMTS.. Durante la etapa de aprovisionamiento inicial de los CM, mediante los procesos de autenticación, solicitud de validación y autorización del servicio, los mismos adquieren un nivel de protección y seguridad adecuado para proveer el servicio de datos a los suscriptores. (CableLabs 2010). Especificación Interfaz Modem de Cable a Equipamiento en las Instalaciones del Cliente. SP-CMCIv3.0 (CableLabs 2008) Esta especificación define los requerimientos de la interfaz para los servicios de datos de alta velocidad sobre redes de cable HFC, o puras coaxial, entre el CM y el CPE que puede incluir computadoras personales, estaciones de trabajo, redes de computadoras y cualquier otro equipamiento electrónico. Define los estándares y protocolos necesarios para implementar dicha interfaz y los requerimientos y parámetros de las comunicaciones de datos que serán comunes a todas las unidades. Especifica dos interfaces externas para los CPE: . Ethernet —RJ 45—.. . Bus Serie Universal —USB, Universal Serial Bus—.. Especificación de la Capa Física. SP-PHYv3.0 (CableLabs 2010) Describe las características relacionadas con la capa física del sistema. En la primera parte del documento se presentan los detalles de la implementación de la tecnología para los.

(41) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 27. sistemas implementados en Norte América basados en un ancho de banda de canal de 6 MHz, en la segunda parte, en el anexo B, se hace similar presentación para los sistemas desarrollados en Europa que toman como ancho de banda del canal 8 MHz. Se definen los espectros de frecuencia a utilizar para el canal de bajada —50-1002 MHz— y para el canal de retorno —5 a 42 u 85 MHz—. Detalla las características eléctricas y las operaciones para el procesamiento de las señales en el canal de retorno. Se definen dos métodos primarios para obtener el acceso al medio en dicho canal; TDMA —Time Division Multiple Access. Acceso múltiple por división en tiempo— y S-CDMA —Synchronous-Code Division Multiple Access. Acceso múltiple por división de código sincrónico—. En dependencia de estos métodos de acceso y de la dirección de transmisión del tráfico se emplean diferentes esquemas de modulación. (Driscoll 2008), (CableLabs 2010). Especificación MAC y la interfaz de la capa superior de protocolos. SP-MULPIv3.0 (CableLabs 2010) Define los protocolos para la capa MAC de DOCSIS 3.0 y los requerimientos de los mismos para las capas superiores tales como IP —Internet Protocol. Protocolo de Internet— y DHCP —Dynamic Host Configuration Protocol. Protocolo de configuración dinámica de host—. Ofrece una visión técnica informativa de las características DOCSIS 3.0, mejoradas con respecto a sus versiones anteriores: Estructura de trama avanzada. DOCSIS 3.0 desarrolla nuevas formas de utilización de la trama MAC, utilizada como unidad de transferencia de datos en la comunicación entre el CM y el CMTS a nivel de la capa de enlace de datos. Transmisión mediante la unión de canales con múltiples canales receptores. Es un nuevo concepto que introduce DOCSIS 3.0 referido a la capacidad, a nivel de la capa.

(42) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 28. MAC, de transmitir simultáneamente paquetes pertenecientes a un mismo servicio a través de múltiples canales que serán recibidos y procesados por múltiples canales de recepción ubicados en los CM de manera tal que varios canales físicos son unidos para formar un canal lógico cuyo ancho de banda resultante corresponde a la suma del ancho de banda de cada canal que lo conforma. De esta forma se logra un aumento significativo de la tasa máxima de datos que puede ser proporcionada a un solo modem de cable. La administración y localización del grupo de canales es controlado por el CMTS. Este mecanismo es empleado para la transmisión de datos tanto en el canal descendente como en el de retorno. IPv6. DOCSIS 3.0 introduce un soporte integrado para el Protocolo de Internet en su versión 6. Los CM DOCSIS 3.0 pueden ser habilitados indistintamente con direcciones IP de gestión tanto para IPv4 como para IPv6 o ambas. Además, los CM pueden proporcionar transparencia a la conectividad IPv6 para los dispositivos conectados a ellos con soporte completo para QoS. Multidifusión. Mediante esta técnica se transmite una única copia de la señal de video simultáneamente a múltiples usuarios finales, pertenecientes a un grupo determinado, con lo que se reduce la cantidad de ancho de banda requerido para la distribución multicanal de los servicios de televisión por pago a la vez que la complejidad de procesamiento del servidor de contenido puede ser relativamente baja ya que sólo tiene que transmitir una copia del flujo de video por unidad de tiempo. DOCSIS 3.0 le permite a los operadores de cable el uso de la multidifusión IP para el suministro del servicio de IPTV a sus abonados. Para la distribución y replicación del contenido IPTV mediante multidifusión con tráfico IPv4 se hace uso del protocolo IGMP —Internet Group Management Protocol. Protocolo.

(43) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 29. de administración de grupos de Internet— el cual le permite a los CPE abandonar o unirse a una dirección IP de grupo de multidifusión. Para el caso que el tráfico existente corresponda a IPv6 se emplea el protocolo MLDv2 —Multicast Listener Discovery Protocol— especificado en la RFC 3810. Inicialización y aprovisionamiento de los CM. Un CM trabajará en la red si previamente ha sido autorizado por el CMTS y configurado adecuadamente mediante los parámetros suministrados por el Servidor de Aprovisionamiento. Esto se realiza en el proceso de inicialización del CM en la red HFC que ocurre de forma automática y transparente para el usuario mediante un número de pasos cuya secuencia general es la siguiente: . Resolución de la tipología e inicialización de la capa física.. . Autenticación e inicialización de la encriptación.. . Registro —inicialización de la capa MAC—. Un CM queda autorizado a retransmitir tráfico a la red una vez que haya sido inicializado, autenticado y configurado.. Después de concluido este proceso de inicialización el CM pasa a ser un elemento gestionado y administrado por la red IP del operador. Especificación Interfaz Sistema Soporte de Operaciones. SP-OSSIv3.0 (CableLabs 2009) Esta especificación define, de forma mejorada con respecto a las anteriores versiones de DOCSIS, los requisitos para los siguientes mecanismos: Gestión de fallos. Hace uso del protocolo de conjunto con otros mecanismos de grabación y registro de eventos. SNMP —Simple Network Management Protocol. Protocolo de.

(44) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 30. gestión de red simple— un protocolo de la capa de aplicación que permite a los operadores monitorear y recibir información del estado de diversos dispositivos componentes de la red tales como ruteadores, conmutadores y servidores en cuanto a alertas o alarmas, situación actual y estadísticas. Gestión de la Configuración. Tiene como objetivo mantener actualizados los parámetros de configuración para un correcto funcionamiento de la red. Gestión del Rendimiento. Mediante la utilización de los protocolos SNMP o IPDR — Internet Protocol Detail Record. Registro de información del protocolo de Internet— se recopilan los datos de los diferentes eventos y errores en las capas IP, MAC y física para servir como base en el análisis del estado de funcionamiento de la red por el personal correspondiente. Gestión de la Seguridad. Protege varios tipos de datos, en particular el acceso al tráfico SNMP con lo que se reduce el riesgo de que los piratas informáticos empleen SNMP como un mecanismo para provocar daños en la infraestructura de red. Gestión de la Contabilidad. Responsable de la facturación de los diferentes servicios ofrecidos en la red. DOCSIS especifica una Arquitectura de Referencia para Datos sobre Cable (CableLabs 2008), página. 10. En la figura 1.8 se representa la misma según (Networks 2009), página 2..

(45) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 31. Figura 1.8. Arquitectura de referencia para datos sobre cable. (Fuente: (Networks 2009), página 2).. Desarrollada en este caso para los CMTS Modulares —M-CMTS—. Se muestran las diferentes interfaces que son descritas detalladamente en las Especificaciones de CableLabs y en las Recomendaciones de la UIT. En el Anexo 1.3 se relacionan las Especificaciones emitidas por CableLabs para los MCMTS. El CMTS puede trabajar la retransmisión de datos a nivel de capa 3 realizando las funciones de enrutamiento y conmutación de IP del tráfico. El CM es un elemento de la red DOCSIS que realiza la función de puente del tráfico a nivel de capa 2 entre la RFI —RF interface. Interfaz RF— y uno o más CPE (ITU-T 2007) como se representa en la figura 1.9..

(46) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 32. Figura 1.9. Retransmisión de datos a través del CM y el CMTS. (Fuente: (UIT-T 1998)).. Un sistema DOCSIS consta básicamente de un CMTS ubicado en la cabecera que conecta las redes externas de diferentes suministradores de servicios con la red HFC y los CM que conectan la red HFC con la red residencial en la que se encuentran los CPE que pueden usar direccionamiento IP tanto para IPv4 como IPv6 indistintamente. Además, realizan la comunicación en ambos sentidos de transmisión con el CMTS ubicado en la cabecera, como se observa en la figura 1.10..

(47) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 33. Figura 1.10. Red DOCSIS. (Fuente: Elaboración propia. Basada en (Driscoll 2008)).. Al CMTS están conectados los Sistemas de Aprovisionamiento y de Administración de la Red. El Sistema de Aprovisionamiento comprende el siguiente grupo de servidores: Servidor DHCP: Suministra a los CM la información de la configuración inicial incluyendo su dirección IP. Servidor de configuración de ficheros: TFTP —Trivial File Transfer Protocol. Protocolo de transferencia de archivos trivial—. Descarga a los CM los ficheros para su configuración en el proceso de inicialización de los mismos. Servidor de descarga de software: Descarga el software para la actualización de los CM. Servidor de protocolos de temporización: Suministra los servicios de tiempo en el sistema. El Sistema de Administración de la Red provee el monitoreo y la administración de servicios de toda la arquitectura de trabajo. Mediante el SNMP administrador el operador puede configurar y monitorear los agentes SNMP, típicamente el CM y el CMTS. El.

(48) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 34. servidor IPDR le permite al operador obtener múltiples estadísticas de manera eficiente. (ITU-T 2007). La firma alemana Kathrein ha desarrollado un software de Aprovisionamiento y Administración optimizado para los CMTS DOCSIS 3.0 de Casa Systems. Compuesto por diferentes módulos; el módulo de Software Básico posibilita la integración de las funciones de servidores como el de TFTP y DHCP, realiza la administración de los usuarios, registro de los modems en la red, determinación de perfiles de QoS, etc. El módulo de Facturación define las tarifas, diferentes formas y tipos de facturación. El módulo Monitoreo supervisa los datos operacionales de los CMTS Kathrein y Casa Systems y de los modems. Posee otros módulos, el de Integración de los servicios ISP, VoIP, a través de los protocolos SIP —Session Initiation Protocol. Protocolo de inicio de sesión— o MGCP —Media Gateway Control Protocol— y el de Monitoreo de Componentes Activos en la Red. El software puede ser operado prácticamente en cualquier PC —Personal Computer. Computadora personal— conectada en red que tenga ‘’web browser’’. (Kathrein 2008).. 1.6. Implementación de DOCSIS 3.0. La versión DOCSIS 3.0 aún no ha sido asumida totalmente por los operadores a nivel global, su implementación es una tarea del presente y del futuro inmediato como lo corrobora la conferencia internacional Cable Next-Gen Broadband Strategies: Docsis 3.0, Wireless, Fiber & Beyond celebrada el 24 de febrero de 2011 en la ciudad de Denver, E.U. que tuvo entre sus objetivos: ‘’tener una visión integral de la expansión en la industria del cable con la potente tecnología de banda ancha Docsis 3.0” y donde uno de los temas específicos a debatir es ‘’Equipos de cable, software y soluciones de los proveedores que.

(49) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 35. están desarrollando productos que permiten a los operadores de cable actualizar sus redes HFC y puesta en marcha de Docsis 3.0 …” (Reading 2011). Otras informaciones demuestran el desarrollo e implementación actual a nivel mundial de la plataforma DOCSIS 3.0: Más de dos docenas de operadores internacionales de cable están iniciando el despliegue de DOCSIS 3.0 en el resto del mundo —incluyendo a los operadores de cable más grande en el oeste de Europa y Asia, los cuatro mayores operadores de sistemas múltiples en Canadá, y el proveedor de cable más grande en América Latina—… (CableLabs 2009). Están previstos lanzamientos de DOCSIS 3.0 en otro número de naciones para principios del próximo año —2010. N. del A.—, entre ellos Alemania, Irlanda, Polonia, Rumania, la República Checa, Dinamarca, Rusia, Noruega, Eslovaquia y Eslovenia. (CableLabs 2009). La figura 1.11 muestra el pronóstico del despliegue de DOCSIS 3.0 para la región de América del Norte, para el año 2012 se arribará a la cifra de 90 millones de casas pasadas, con una razón de crecimiento de 6,43 con respecto al año 2008 que representan un 70 % del total de las casas pasadas..

(50) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 36. Figura 1.11. Despliegues de DOCSIS 3.0 de los operadores en Norte América. (Fuente: (Reading 2008)).. En América Latina, según (Consulting 2009), la implementación de DOCSIS 3.0 es la siguiente: VTR Globalcom en Chile, Telmex de Argentina y GVT en Brasil hacen énfasis para invertir en redes DOCSIS 3.0. Telmex Colombia es el principal candidato a lanzar DOCSIS 3.0 en los próximos 12 a 18 meses. De manera general, la región es un ejemplo de la brecha digital en el desarrollo de la banda ancha con esta tecnología. En Cuba no existen antecedentes de aplicación de la plataforma DOCSIS, a partir del año 2008 comienzan los análisis y estudios para su implementación por parte de la empresa Telecable Internacional. Como se aprecia, los operadores de cable de América del norte, Europa y Asia están en pleno despliegue de la tecnología DOCSIS 3.0 y su versión europea EuroDOCSIS 3.0 con el objetivo de satisfacer la demanda de servicios de Internet de banda ancha y en actualizar la red basada en IP para soportar los servicios de IPTV sobre la misma..

(51) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 1.7. 37. M-CMTS. Según (ITU-T 2007), se establecen dos variantes de dispositivos CMTS, los CMTS integrados, conocidos como I-CMTS o simplemente CMTS que implementa directamente los puertos NSI —Network Side Interface. Interfaz lado red— y RFI —RF Interface. Interfaz RF— en un único elemento de red, como se aprecia en la figura 1.12 A, y su evolución; los CMTS Modulares —M-CMTS—, con una estructura representada en la figura 1.12 B que implementan las interfaces NSI y URFI —Upstream RFI. Interfaz RF de retorno— en el elemento de red M-CMTS Core y la interface DRFI —Downstream RFI. Interfaz RF descendente— en el elemento M-CMTS EQAM. El contenido del canal descendente es encapsulado en un túnel DEPI —Downstream External PHY Interface Specification. Interfaz física externa descendente— hacia el EQAM donde será modulado y transmitido por el puerto RF descendente. El modulador EQAM —Edge QAM— es definido por (CableLabs 2008) como un dispositivo que recibe los paquetes de video digital o de datos del operador de la red, los empaqueta de nuevo, tanto el video como los datos en un flujo de transporte MPEG —Moving Picture Experts Group. Grupo de expertos en imágenes en movimiento—, MPEG TS —MPEG transport stream— que son modulados digitalmente en el canal descendente mediante una portadora de RF. (CableLabs 2010). La Arquitectura M-CMTS: . Permite a los operadores desplegar de forma independiente una cantidad escalable de canales DOCSIS descendentes sin cambiar el dominio MAC o la cantidad de canales DOCSIS de retorno..

(52) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. . 38. Disminuye el costo de la entrega del servicio de video sobre DOCSIS al implementar una nueva generación de tarjetas solo para canal descendente en las unidades CMTS existentes ya que al independizar los canales de ambos sentidos de transmisión no es necesario adicionar un canal de retorno por cada canal descendente que se despliegue.. Esto proporcionaría la flexibilidad necesaria para satisfacer las crecientes demandas de rendimiento. (Networks 2009), página. 3.. Figura 1.12. A: CMTS Integrado. B: CMTS Modular. (Fuente: Elaboración propia del autor. Modificada de (Systems 2008), página. 10).. En la figura 1.13 se observa un crecimiento en conjunto de los ingresos pronosticados para el año 2014 con valores cercanos a los 1400 millones USD. Se observa la tendencia al decrecimiento de los CMTS mientras hay un incremento importante para los Edge QAM..

(53) CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE BANDA ANCHA DE CABLE. 39. Figura 1.13. Pronóstico de ingresos mundiales para dispositivos CMTS y Edge QAM (Fuente: Infonetics (Research 2010).. Según datos de (Research 2011), en reporte dado a conocer el 24 de febrero del presente año 2011, el 2010 terminó como el mejor año en los ingresos por ventas tanto de CMTS como de Edge QAM. El reporte hace referencia a los principales fabricantes de estas tecnologías: ARRIS, BigBand, Casa Systems, Cisco Systems, Ericsson, GoBack TV, Harmonic, LiquidXStream, Motorola, RGB Networks, Sumavision, Teleste, y Vecima.. 1.8. Conclusiones. Existe una fuerte competencia en el desarrollo y por el mercado de las tecnologías de banda ancha a nivel mundial en general con el objetivo de desplegar las diferentes plataformas de servicios multimedia con énfasis marcado en los servicios HSD e IPTV, la de Modem de Cable ocupa el segundo lugar dentro de las alámbricas. Las redes de cable han evolucionado a su actual estructura HFC, se ha desarrollado el estándar DOCSIS que ha posibilitado el acceso a la Internet de alta velocidad. Con la más reciente versión, DOCSIS 3.0, y el empleo de los M-CMTS; es posible añadir los servicios de IPTV eficientemente, lo que sitúa en una posición ventajosa a los operadores de cable que utilizan esta tecnología actualmente a nivel internacional..

(54) CAPÍTULO 2. PROPUESTA DE AGREGACIÓN DE PLATAFORMA DE SERVICIOS MULTIMEDIA EN CAYO SANTA MARÍA. CAPÍTULO 2.. 40. PROPUESTA DE AGREGACIÓN DE PLATAFORMA DE SERVICIOS MULTIMEDIA EN CAYO SANTA MARÍA. Cayo Santa María, al norte de la región central de Cuba es un importante polo turístico en pleno crecimiento, con un incremento sostenido en el número de arribantes en cuyos países de origen, por lo general, hay un gran desarrollo de los servicios de multimedia. La empresa Telecable Internacional ha desplegado una reciente red HFC con un alto grado de cobertura, que continúa en expansión según se amplía el número de instalaciones turísticas. En la actualidad se oferta solamente el servicio de difusión lineal de la televisión analógica y un servicio de transmisión de datos con pocos puntos de presencia y bajas velocidades de transferencia que no satisfacen las expectativas de los huéspedes ni de los directivos de los hoteles, por lo que es necesario promover una mejora en el servicio que se presta en cuanto a tipo, capacidad y penetración de las redes de televisión por cable. En este enclave, la red HFC de la operadora Telecable Internacional, está recién actualizada con una amplia zona de cobertura y la posibilidad de continuar con su despliegue según se requiera, lo que presupone dar un salto cualitativo pasando a desarrollar una plataforma que, contando con el equipamiento adecuado en la cabecera y en el entorno de los usuarios finales, permita la oferta de los servicios de transmisión de datos de banda ancha, el acceso a Internet de alta velocidad y los de IPTV, consecuente con el desarrollo internacional en esta esfera..

(55) CAPÍTULO 2. PROPUESTA DE AGREGACIÓN DE PLATAFORMA DE SERVICIOS MULTIMEDIA EN CAYO SANTA MARÍA. 2.1. 41. Sobre el turismo. En Cuba el organismo rector del Sistema del Turismo es el Ministerio del Turismo (MINTUR) el cual elabora la política y controla su aplicación en las entidades que administran directamente las propiedades del sector. Uno de los objetivos estratégicos fundamentales a lograr en el futuro inmediato es introducir y desarrollar hasta los niveles más avanzados la informática y los sistemas de comunicaciones de este importante campo. (CubaIndustria 2010). En la XXXI Feria Internacional de Turismo de Madrid, desarrollada en enero de 2011, José Manuel Bisbé, Director Comercial del Ministerio cubano de Turismo expresó que sobre las perspectivas de la llamada industria sin chimeneas, en la nación antillana se trabaja en la incorporación de nuevas habitaciones hoteleras en destinos como Cayo Santa María, en la central provincia de Villa Clara. (Rodríguez-Baz 2011).. Figura 2.1. Principales emisores del turismo en Cuba. Disponibilidad de Modem de Cable en sus países. (Fuente: Elaboración propia. Datos de (OECD 2009) y (Rodríguez-Baz 2011))..

(56) CAPÍTULO 2. PROPUESTA DE AGREGACIÓN DE PLATAFORMA DE SERVICIOS MULTIMEDIA EN CAYO SANTA MARÍA. 42. La figura 2.1 presenta en su parte izquierda el comportamiento de los principales países emisores del turismo hacia Cuba en la etapa enero a noviembre de 2010, como se aprecia, Canadá ocupa, por mucho, el primer lugar con un 37 % del total de la cantidad de arribantes. La parte derecha muestra la disponibilidad de la tecnología de banda ancha de Modem de Cable en 2009 para estos mismos países. Canadá presenta, en gran medida, el país con mayor despliegue de esta tecnología. De lo anterior podemos concluir que hay plena coincidencia en que la mayor cantidad de turistas que viajan a Cuba tienen en su país el mayor despliegue de la tecnología de Modem de Cable. Para el resto de los países analizados hay un comportamiento similar con excepción de Italia, donde no hay prácticamente ninguna implementación de esta tecnología. La opción de diseñar redes Hibridas Fibra óptica-Coaxial (HFC) en hoteles se ha convertido en un buen argumento a la hora de ofrecer una alta calidad y una gran capacidad para soportar la nueva demanda de televisión HDTV, voz sobre IP (VoIP), Internet sobre coaxial, video bajo demanda, etc. (España 2009). Los huéspedes de las instalaciones turísticas generalmente están acostumbrados a una experiencia de visualización de televisión avanzada y más aún de disfrutar del servicio de Internet de alta velocidad en sus hogares, los operadores de dichas instalaciones, están comprometidos con ofertar paquetes de telecomunicaciones capaces de cumplir y superar tales expectativas, diferenciándose de sus competidores, impulsando los ingresos y atrayendo y manteniendo la fidelidad de los clientes. La empresa Telecable Internacional, de conjunto con el Grupo de Turismo Gaviota SA —Gaviota— está aplicando una encuesta a los huéspedes de los diferentes hoteles.

(57) CAPÍTULO 2. PROPUESTA DE AGREGACIÓN DE PLATAFORMA DE SERVICIOS MULTIMEDIA EN CAYO SANTA MARÍA. 43. donde se indaga, entre otros aspectos, lo relacionado a los intereses de los clientes sobre el peso que le otorgan a los servicios de multimedia que pudieran recibir en sus habitaciones. Este proceso aun no ha concluido pero sus resultados parciales son los siguientes: . Servicio de Internet: 70,18 %. . Servicio de VoD: 57,89 %. . Servicio de PPV —Pay per View. Pago por ver— : 22,81 %. . Servicio de Video Juegos: 8,77 %. Como se observa, existe una gran demanda del servicio de Internet, más de la mitad de los clientes desean el servicio de VoD. El servicio de Video Juegos manifiesta una baja prioridad. 2.2. Estado actual de la red HFC en Cayo Santa María. En la figura 2.2 están representados los diferentes cayos que componen el Polo Turístico Cayo Santa María perteneciente al municipio Caibarién, provincia de Villa Clara. Como se aprecia, el mismo tiene una distribución geográfica estrecha y alargada. En este enclave existe una infraestructura de red de cable HFC que cubre el 90 % de los locales en uso y donde se prevé un crecimiento durante los próximos 9 años a razón de 1000 habitaciones anuales. (Moreno 2011)..

(58) CAPÍTULO 2. PROPUESTA DE AGREGACIÓN DE PLATAFORMA DE SERVICIOS MULTIMEDIA EN CAYO SANTA MARÍA. 44. Figura 2.2. Polo Turístico Cayo Santa María. (Fuente Telecable Internacional).. El despliegue de la estructura de planta de la red de cable en todo el cayo ha sido planificado para dos etapas. En este momento se realiza la ejecución final de la etapa 1. Esta etapa comprende la conectividad a los siguientes Hoteles: (Peña 2008). 1. Hotel Ensenachos 2. Hotel Punta Madruguilla 3. Hotel Dunas 1 4. Hotel Dunas 2 5. Pueblo Las Dunas 6. Hotel Dunas 3 y 4 7. Hotel Dunas 5 8. Clínica Internacional 9. Hotel La Estrella 1.