Diseño de la ampliación de ancho de banda para la empresa (conectar)

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(1)DISEÑO DE LA AMPLIACIÓN DE ANCHO DE BANDA PARA LA EMPRESA (CONECTAR). DELGADO RAMOS DEISY TATIANA VALLEJO SANTACRUZ DANIEL FELIPE. MONOGRAFIA DE GRADO. ASESOR: FABIAN BLANCO GARRIDO. UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE TELECOMUNICACONES SECCIONAL BOGOTÁ D.C. AGOSTO – 2019 i.

(2) AGRADECIMIENTOS Esta monografía es dedica a nuestros padres y profesores que han sido los mentores para poder estar adquiriendo nuevos conocimientos y creciendo profesionalmente quienes nos brindaron su apoyo en todo el proceso de formación, que estuvieron en todos los momentos difíciles y felices de mi carrera, gracias por sus ganas de salir adelante y enseñarme que al tener pasión y convicción para cambiar y mejorar.. ii.

(3) TABLA DE CONTENIDO Pág. Resumen. 7. Introducción. 8. Capítulo I: Esquematización del Tema. 12. 1.1 Descripción del tema. 12. 1.2 Descripción del Problema. 12. 1.3 Justificación. 12. 1.4 Objetivos. 12. 1.4.1 General. 12. 1.4.2 Específicos. 12. Capítulo II: Esquematización Teórica. 13. 2.1 Marco Teórico. 13. 2.1.1 REDES. 13. 2.1.2 ESTRUCTURA DE UNA RED DE TELECOMUNICACIONES. 14. 2.1.3 PROCESO DE TRANSMISIÓN. 14. 2.1.4 El SERVICIO TELEFONICO. 15. 2.1.5 Diseño de Redes. 16. 2.1.6 Diseñando la red física. 16. 2.1.7 Punto a punto. 17. 2.1.8 Punto a multipunto. 18. 2.1.9 Use la tecnología adecuada. 18. 2.1.10 La red lógica. 18. 2.1.11 El Modelo TCP/IP. 19. 2.1.12 Redes Internet. 22. 2.1.13 Direccionamiento de redes. 23. 2.1.14 Enrutamiento. 24. 2.1.15 MPLS. 25. 2.1.16 DOCSIS 3.0. 25. 2.1.17 Cuáles son las ventajas de DOCISIS 3.0. 25. 2.1.18 REDES HFC. 26. 2.1.19 LÍNEAS ADSL. 27. 2.1.20 CMTS. 28 iii.

(4) CAPITULO III. Esquematización Ingenieril. 29. 3.1 Análisis del Proyecto. 29. 3.2 Estructura Temática. 29. 3.3 Análisis y definiciones de Requerimientos. 30. 3.3.1 Levantamiento de información. 31. 3.3.2 Ampliación de frecuencias para señales portadoras (Down). 25. 3.3.3 Liberación de espacio de la banda UHF. 31. 3.3.4 Cambio de modulación para trafico up. 31. 3.4 Diseño del proyecto 3.4.1 Requerimientos. 31 31. Conclusiones. 33. Bibliografía. iv.

(5) TABLA DE FIGURAS Pág. Figure 1// Estructura de una Red Fuente: https://sites.google.com/site/unidad4pricipiosderedes/4-4-estructura-fisica-de-una-redlocal. 13. Figure 2// Diagrama de servicios Triple play Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Triple_play#/media/Archivo:Internet_Connectivity_TriplePlay.svg. 16. Figure 3// Modelo de Redes TCP/IP Fuente: http://contenidos.sucerman.com/nivel3/redes/unidad3/leccion2.html. 19. Figure 4//AP, Clientes y nodos AD HOC Fuente: https://es.slideshare.net/Diegofer88/05introduccion-alasredeswifiesv23. 22. Figure 5//Redes internet Fuente: https://accelmanuel.wordpress.com/2015/01/30/36/ 23 Figure 6//Diagrama detallado de la topología DOCSIS Fuente: http://profesores.elo.utfsm.cl/~agv/elo322/1s08/project/JuanCartajena.pdf. 26. Figura 7// ADSL Fuente: http://www.dit.upm.es. 27. Figura 9// Estadísticas Requerimientos Fuente: https://x.x.x.x/graph_view.php?action=tree&tree_id=1&leaf_id=27. v. 33.

(6) LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Elementos de cableado estructurado ¡Error! Marcador no definido. Tabla 2. Cotización tarjetas QAM Tabla 2. Total compra de licencias de QAM Tabla 4. Cotización de personal para trabajo externo Tabla 5. Cotización de móvil de transporte Tabla 6. Presupuesto total de trabajos externo. vi. 31 32 32 32 32.

(7) RESUMEN. En este documento se hablará de una solución que se va a implementar en la empresa de telecomunicaciones CONECTAR (ISP) la cual necesita realizar ampliación de ancho de banda con el fin de poder mantener e incrementar sus usuarios, se desea realizar una ampliación de los diferentes paquetes que actualmente están en operación. Los que tiene 3Mbps pasaran a 5Mbps, los de 6Mbps pasaran a 10Mbps, los de 10Mbps pasaran a 12Mbps, con estos cambios Se realizaron un análisis en el cual se requiere ampliar las portados QAM que son las encargadas de procesar los datos en bajada (DOWN), para esto fue necesario solicitar espacio en el espectro de la banda UHF de la grilla de canales análogos que actualmente se tiene en operación con esto se daría solución a la ampliación de los paquetes en bajada de los usuarios finales. En cuanto a los paquetes de subida se realizó una configura ración los equipos (CMTS) que son los encargados de enrutar el tráfico del cable modem, los mismos que actualmente están en operación de tal forma que duplique la capacidad de ancho de banda en el paquete de subida de datos (up) con esta configuración es necesario tener una red HFC (híbridos, fibra, coaxial) o red externa ya que de lo contrario el ruido de la red entraría afectar la trasmisión de los datos..

(8) INTRODUCCIÓN. El objetivo principal de este escrito es dar a conocer la importancia que tiene la conectividad a internet y su infraestructura; la cual hoy en día sea desarrollado en todos los niveles tanto jurídico como natural, la tendencia del uso del internet a lo largo de estos últimos años sigue en constante crecimiento; según diferentes fuentes de información ha habido avances notables en la ampliación del acceso a internet gracias al aumento de la disponibilidad de banda ancha. Por lo cual la conectividad digital ha desempeña un papel crucial, pues abre la puerta a oportunidades educativas, laborales y financieras sin precedentes para miles de millones de personas en todo el mundo, La tasa de crecimiento del tráfico de Internet está en torno al 100 % anual, y hay una demanda creciente de aplicaciones que necesitan capacidades superiores a las de los servicios, exigiendo una mayor previsibilidad en la red. Entre estas aplicaciones podemos citar: Redes Privadas Virtuales de Nivel 3, Intranets, Extranet, Voz sobre IP, alquiler de aplicaciones, etc. La estructura ISP que damos a conocer sigue una categoría que permite desarrollar las redes por capas esto representa la ventaja de la modalidad en el diseño, Las redes IP más simples están formadas por unos pocos routers de propósito general interconectados por enlaces propios o alquilados. A medida que las redes se vuelven más complejas, con un número mayor de elementos, se requiere más estructura. Los elementos se especializan en sus aplicaciones, la gestión y la seguridad adquieren mayor importancia, la localización física es un factor a tener en cuenta, y la capacidad de manejar altas densidades de clientes es crítica. La demanda de ancho de banda o consumo de datos aumenta cada día de forma notable ya que varias tareas de la vida cotidiana se están virtual izando, es por eso que se deben actualizar las tecnologías de las empresas prestadoras de servicio (ISP) en este caso CONECTAR está buscando una solución para poder mantener y ofrecer su servicio a nuevos usuarios de conexión a internet, debido a que se ve obligada a subir los paquetes que actualmente ofrece como servicio, en este documento se llevara a cabo el proceso y una solución para la respectiva ampliación de ducho ancho de banda. 8.

(9) GLOSARIO. TÉRMINOS. DESCRIPCIÓN. 802.11a. Estándar IEEE para redes LAN inalámbricas que funciona en una banda de 5 Ghz, utiliza multiplicación por división de frecuencia ortogonal de 52 subportadoras con una velocidad máxima de datos sin procesar de 54 Mbps. 802.11b. Primer estándar de networking inalámbrico ampliamente aceptado. Como funciona en la banda de 2,4 Ghz, otros dispositivos que utilizan la misma banda pueden generar interferencias. 802.11g. Extensión del estándar 802.11. Se aplica a LAN inalámbricas y proporciona hasta 54 Mbps. Como funciona en la banda de 2,4 Ghz, otros dispositivos que utilizan la misma banda pueden generar interferencias. 802.11n. Nueva extensión propuesta para el estándar 802.11. Se aplica a LAN inalámbricas y proporciona hasta 540 Mbps en la banda de 2,4 o 5 Ghz. ACK. Acuse de resivo. Mensaje de reconocimiento.. ACK. Acuse de resivo. Mensaje de reconocimiento.. Administración dentro de banda. Se utiliza para monitorear y realizar cambios en la configuración de un dispositivo de red a través de una conexión de red. Para que un equipo se conecte con el dispositivo y ejecute tareas de administración dentro de banda, es necesario que al menos una de las interfaces de red en el dispositivo esté conectada con la red y que esté en funcionamiento. 9.

(10) Administración fuera de banda. Requiere que un equipo esté conectado directamente al puerto de consola o al puerto auxiliar (AUX) del dispositivo de red que se está configurando. Este tipo de conexión no requiere de conexiones de red local para que el dispositivo permanezca activo.. AES. Estándar de encriptación avanzada. Cifrado de bloques de 128 bits simétricos que reemplaza al cifrado DES. El algoritmo debe utilizarse con tamaños de clave de 128 bits, 192 bits o 256 bits, de acuerdo con los requisitos de seguridad de la aplicación. Ah-hoc. La manera más simple de red inalámbrica se crea al conectar dos o más clientes inalámbricos en una red punto a punto. Una red inalámbrica establecida de esta manera se conoce como red ad-hoc y no incluye AP. Todos los clientes dentro de una red adhoc son iguales. El área cubierta por esta red se conoce como conjunto de servicios básicos independientes (IBSS, Independent Basic Service Set). Una red ad-hoc simple puede utilizarse para intercambiar archivos e información entre dispositivos sin el gasto ni la complejidad de comprar y configurar un AP.. Amplitud. El valor máximo de una señal en un intervalo. Analizador de cables. Se usan para buscar diferentes fallas de cableados, como hilos que por error se asignan al pin equivocado, cables cortos o aberturas en el cable. Ancho de banda. Se refiere al rango de frecuencias que abarca una señal. También se utiliza para referirnos al rango de frecuencias que se pueden transmitir por un canal determinado (par trenzado, coaxial, etc.). Se supone que cuanto mayor ancho de banda tenga el canal se podría conseguir mayor velocidad de transmisión. En ciertos contextos este término se utiliza para referirnos a la velocidad de transmisión.. 10.

(11) Antenas. Las antenas se clasifican según la manera en que irradian la señal. Las antenas direccionales concentran la potencia de la señal en una dirección. Las antenas omnidireccionales están diseñadas para emitir de igual manera en todas las direcciones.. AP. Controla todas las comunicaciones y garantiza que todas las STA tengan igual acceso al medio. 11.

(12) Capítulo I: Esquematización del Tema. 1.1 Descripción del Tema La empresa Conectar (ISP), la cual ofrece servicios de internet y televisión necesita una solución para ampliar y mejorar su capacidad en ancho de banda ya que en el momento los equipos en operación están al borde de saturarse y se está teniendo problemas con los usuarios actuales. 1.2 Descripción del problema La empresa Conectar es un proveedor de servicio de internet (ISP) ubicada en la ciudad de Bogotá, actualmente cuenta con 50000 usuarios en operación con distintos paquetes de servicio de datos (3Mbps,5Mbps,10Mbps), esta gran cantidad de usuarios aumento el consumo de ancho de banda en muy poco tiempo y de forma considerable, ya que la red actual no estaba proyectada para esta demanda de usuarios con todo esto la funcionalidad de su red está empezando a tener bastantes inconvenientes y fallas muy frecuentes, en el último trimestre según las estadísticas de los indicadores internos se tuvo una deserción muy alta de usuarios siendo uno de los motivos según los usuarios no tener por completo el ancho de banda contratado en horas pico (17:00-21:00) la cantidad de tráfico en este espacio de tiempo es cuando más consumo presenta ya que los usuarios y suscriptores están haciendo uso del servicio es por este motivo que el usuario persiste más la falla en este espacio de tiempo. 1.3 Justificación Se debe realizar la mejora del ancho de banda de manera inmediata, de lo contrario al no realizarse aumentaría la deserción de los usuarios y/o clientes con esto una posible disminución de ingresos de la empresa y evitar llegar al recorte de personal o en definitivo liquidar la empresa. 1.4 Objetivos 1.4.1 Objetivo Genera Diseñar la ampliación de ancho de banda para la empresa (conectar) 1.4.2 Objetivo Específicos   . Recopilar la información del funcionamiento actual Diagnosticar las problemáticas que se presentan actualmente Determinar los requerimientos para la ampliación del ancho de banda 12.

(13) CAPITULO II. Esquematización Teórica. Marco Teórico 2.1.1 REDES (Moya, 2006) Según se establece en el anexo de la Ley 32/2003 (ley general de telecomunicaciones): “Una red de telecomunicaciones está formada por los sistemas de transmisión y, cuando proceda, los equipos de computación y demás recursos que permitan definirnos mediante cable, medios ópticos o de otra índole”, que también, define lo que es una red de acceso: “El conjunto de elementos que permite conectar a cada abonado con la central local que de que depende. Está constituida por los elementos que proporcionan al abonado de la disposición permanente de una conexión desde el punto de terminación de la red, hasta la central local, incluyendo los de planta exterior y los específicos”. La red de acceso es una porción, perfectamente identificada, de la red de telecomunicaciones, y como tal será considerada, entendiendo que las centrales locales a que se refieren son, en el presente caso, nodos de conmutación de circuitos. Las redes de telecomunicaciones, como es obvio se constituyen con el objetivo de prestar servicios de comunicaciones, de muy diversa naturaleza, a los usuarios que se conecta a ella y, así, muchas de las redes que hoy existen pueden ofrecer voz, datos e imágenes con la calidad de servicios deseada, en base a incorporar en la misma una combinación de tecnologías que hacen posible disponer de un gran ancho de banda y una alta capacidad de conmutación. Tradicionalmente, las redes de telecomunicaciones, sean públicas o privadas, se han dividido en redes de voz y redes de datos, pero cada vez menos este modelo sigue siendo válido ya que la digitalización hace que la información se trate igual con independencia de su origen, y así la voz y la imagen se pueden transportar por redes de datos (ejemplo, es de la voz sobre IP) y los datos por redes diseñadas para dar servicio de voz (módems conectados por RTC). La integración de redes y la convergencia de servicios es un hecho que hace que el usuario no se tenga que preocupar de a dónde o como se está conectando, ya que esta red en combinación con su terminal, la que se encargue de establecer la conmutación adecuada para acceder al servicio buscado. No obstante, todavía existen ciertas limitaciones impuestas por el propio terminal y por la infraestructura de la red existente en la que se convierte tecnologías ya maduras con otras de recién creación.. 13. Figure 1// Estructura de una Red Fuente: https://sites.google.com/site/unidad4pricipiosderedes/4-4-estructura-fisica-de-una-red-local.

(14) 2.1.2 ESTRUCTURA DE UNA RED DE TELECOMUNICACIONES (Moya, 2006) En general, la estructura de una red típica de telecomunicaciones, y en concreto la de la red telefónica, se puede dividir en tres partes diferenciadas claramente en la mayor parte de los casos son:   . Red de transporte Red de comunicación Red de acceso. Alrededor de las cuales gira una estructura para la gestión y administración, que resulta fundamentalmente para la provisión de servicios y el mantenimiento operativo de la red. Si se tratase de una red pública de telecomunicaciones, al hablar de acceso, hay que tener en cuenta el denominado punto de terminación de Red (PTR), que es el conjunto de conexiones físicas y radio eléctricas y sus especificaciones técnicas de acceso que se necesita para tener acceso a la misma y a los servicios que la utilizan como soporte. En este pinto es donde terminan las obligaciones de los operadores de redes y servicios y es al que pueden conectarse los equipos terminales de telecomunicaciones, actuando de alguna manera como frontera entre el lado del usuario y el lado del operador. 2.1.3 PROCESO DE TRANSMISIÓN (Figueiras, 2002) El proceso de trasmisión es el que se sigue para hacer llegar el mensaje desde la fuente al consumidor. Se descompone de un gran número de subprocesos, cuyo conjunto tiene como objetivo el mejor aprovechamiento de los medios disponible para él envió (radio o cable); naturalmente, garantizando las debidas calidad y accesibilidad. Unas palabras sobre los medios facilitaran la posterior consideración de estos subprocesos; las diremos sintéticamente, para este fin, pero haciendo notar que otro capítulo de esta obra se dedica íntegramente al tema. Las transmisiones radio se basan en la propiedad de ciertas escrituras, las antenas, de tomar energía de una fuente de excitación y convertirla en radiación (electromagnética) que se propaga por la atmosfera o el espacio libre; o al revés, en la recepción. Las dimensione y la forma física de las antenas se adecuan al margen de frecuencias a cubrir y la forma de radicación deseada: omnidireccional (para la radiodifusión clásica. ej.) o directiva (para cubrir una ruta de transporte con un radio enlace o para enlaces tierra-satélite-tierra. eje.). Las diferentes bandas de frecuencia presentan diferentes características de propagación, lo que supone diferentes alcances; además obviamente, la capacidad es mayor ara frecuentarías altas (recuerde el principio de la modulación),muchos textos técnicos dedicados a la radio presentan la tabla de denominaciones, características y servicios típicos; no se presentaran aquí por razones de espacio, aunque si diremos que la radiodifusión comercial FM se contiene en la banda MF (0,3-3MHz), mientras que la telefonía móvil digital comercial 14.

(15) (800MHz y 1800MHz) es parte de la UHF(300-3.000MHz), en donde también opera, así como en VHF (30-300MHz) la radiodifusión terrena de TV; los alcances son limitados, lo que permite la distribución geográfica de las emisoras de radiodifusión (una mayor cobertura se consigue mediante la retransmisión en cadena, enviando el mensaje a transmitir a un conjunto de emisoras a través de otro medio) y el uso de pequeñas antenas en recepción, así como el acceso de muchos abonados a la telefonía móvil cubriendo celda geográficas con una antena base cada una, y asignando frecuencias iguales a abonados distintos en celdas separadas. Dentro de las comunicaciones radio van ganando importancia la vía satélite. Concebidas a partir de una idea original del famoso novelista de ciencia-ficción A.C. Clarke, dieron, tras varios experimentos iniciales, en los sistemas de satélites geoestacionarios (GEO: geostationary Earth Orbit): situados a gran altura 36.500 km sobre la superficie terrestre y en órbita ecuatorial, su giro síncrono con el de la tierra les otorga una aparente inmovilidad que los hace adecuados para servir de <<repetidores>> en comunicaciones a muy larga distancia (intercontinentales). Tres de estos satélites bastan para cubrir razonablemente la superficie de la tierra (con dificultades al irse aproximado a los polos). La enorme longitud de los vanos a cubrir fuerza el empleo de antenas terrenas de gran tamaño (en realidad, lo tiene los reflectores parabólicos que se precisan para obtener altas ganancias y directividades). Además, supone grandes tiempos de propagación entre las emisiones y la recepción de las señales; lo que ha requerido soluciones AD HOC para evitar el efecto disruptivo que producen los ecos eléctricos de gran retardo sobre las conversaciones telefónicas: los canceladores de ecos, que se analizaran más adelante. 2.1.4 El SERVICIO TELEFONICO (Figueiras, 2002) Los servicios más usados por las personas son: el eléctrico, el del agua corriente, el de transportes y el telefónico. Para encender una bombilla o una cocina para abrir un grifo, subir a un autobús o al tren, no se requiere ninguna formación ni capacitación profesional ni habilidad especial. Se puede ser analfabeto y usarlo. Todos ellos son indispensables para la vida social en el hogar, e el trabajo y en la ciudad. Lo mismo ocurre con el servicio telefónico: es una forma de comunicación personal de funcionamiento muy fácil, eficaz y amigable que no requiere de ninguna cualificación especial por parte de los usuarios; tan solo capacidad de hablar y oír. ¿Qué diferencia, pues, el servicio telefónico de los anteriores mencionado? Precisamente, su carácter de comunicación entre otras personas, intercambio de información que van acompañadas de sensaciones, por la comunicación personal directa y presencial. Es por ello por lo que el telefónico es el servicio universal por excelencia y está por ver si la reciente expansión de internet superara a la telefonía, sea esta fija o móvil. Está Claro, pues, que la extensión del servicio telefónico radica en la sencillez de su uso en la personalización del mensaje y en su accesibilidad económica. Por el contrario, el servicio telegráfico no es un servicio personal. Como se vio anteriormente, su utilización requería conocimientos y adiestramientos: solo podía ser operado por técnicos preparadas. Era un servicio que requería intermediación y la comunicación no era, ni mucho menos, instantánea.. 15.

(16) Figure 2// Diagrama de servicios Triple play Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Triple_play#/media/Archivo:Internet_Connectivity_Triple-Play.svg. 2.1.5 Diseño de Redes (Creative Commons AttributionShareAlike 2.5., 2006) Antes de adquirir equipamiento o decidirse por una plataforma de soporte físico, se debe tener una clara idea de la naturaleza de sus problemas de comunicación. En realidad, si usted está leyendo este libro es porque necesita conectar sus redes de computadoras para compartir recursos y en última instancia acceder a Internet. El diseño de red que elija para implementarlo debe concordar con los problemas de comunicaciones que está tratando de resolver. ¿Necesita conectar un lugar remoto a una conexión de Internet en el centro de su campus? ¿Es probable que su red crezca para incluir varios lugares alejados? ¿La mayoría de los componentes de su red van a estar instalados en locaciones fijas, o se va a expandir para incluir cientos de computadoras portátiles itinerantes y otros dispositivos? Cuando resolvemos un problema complejo, a menudo es útil hacer un dibujo de sus recursos y problemas. En este capítulo, veremos cómo otras personas han construido redes inalámbricas para resolver sus problemas de comunicación, incluyendo diagramas de la estructura esencial de la red. Vamos a cubrir los conceptos que definen TCP/IP, el principal lenguaje de programación hablado actualmente en Internet. Mostraremos varios métodos sencillos para hacer que la información fluya eficientemente por su red y por la del resto del mundo. 2.1.6 Diseñando la red física Puede parecer raro que hablemos de la red “física” cuando construimos redes inalámbricas. Después de todo ¿dónde está la parte física de la red? En estas redes, el medio físico que utilizamos para la comunicación es obviamente la energía electromagnética. Pero en el contexto de este capítulo, la red física se refiere al tema mundano de dónde poner las cosas. ¿Cómo va a organizar el equipamiento de forma que pueda alcanzar a sus clientes 16.

(17) inalámbricos? Sea que deba llegar hasta una oficina en un edificio o extenderse a lo largo de muchas millas, las redes inalámbricas son organizadas en estas tres configuraciones lógicas:   . Enlaces punto a punto Enlaces punto a multipunto Nubes multipunto a multipunto. El diseño de la red física que elija va a depender de la naturaleza del problema que esté tratando de resolver. Si bien diferentes partes de su red pueden aprovechar las tres configuraciones, los enlaces individuales van a estar dentro de una de esas topologías. La aplicación de estas topologías se describe mejor mediante un ejemplo. 2.1.7 Punto a punto Los enlaces punto a punto generalmente se usan para conectarse a Internet donde dicho acceso no está disponible de otra forma. Uno de los lados del enlace punto a punto estará conectado a Internet, mientras que el otro utiliza el enlace para acceder al mismo. Por ejemplo, una Universidad puede tener una conexión Frame Relay o una conexión VSAT dentro del campus, pero difícilmente podrá justificar otra conexión de la misma índole a un edificio muy importante fuera del campus. Si el edificio principal tiene una visión libre de obstáculos hacia el lugar remoto, una conexión punto a punto puede ser utilizada para unirlos. Ésta puede complementar o incluso remplazar enlaces discados existentes. Con antenas apropiadas y existiendo línea visual, se pueden hacer enlaces punto a punto seguros de más de treinta kilómetros. Por supuesto, una vez hecha una conexión punto a punto, se pueden añadir otras para extender la red aún más. Si en nuestro ejemplo, un edificio alejado se encuentra en la cima de una gran colina, puede ser posible ver otras locaciones importantes que no pueden ser vistas directamente desde el campus central. Mediante la instalación de otro enlace punto a punto hacia el lugar remoto, se puede unir a la red otro nodo y hacer uso de la conexión central a Internet. Los enlaces punto a punto no necesariamente tienen que estar relacionados con el acceso a Internet. Supongamos que debe desplazarse hasta una estación de monitoreo meteorológico alejada, ubicada en lo alto de una colina para recolectar los datos que ella toma. Podría conectar el lugar con un enlace punto a punto, logrando la recolección y el monitoreo de datos en tiempo real, sin tener que ir hasta el lugar. Las redes inalámbricas pueden proveer suficiente ancho de banda como para transmitir grandes cantidades de datos (incluyendo audio y video) entre dos puntos, aún en ausencia de conexión a Internet.. 17.

(18) 2.1.8 Punto a multipunto La siguiente red más comúnmente encontrada es el punto a multipunto donde varios nodos están hablando con un punto de acceso central, esta es una aplicación punto a multipunto. El ejemplo típico de esta disposición es el uso de un punto de acceso inalámbrico que provee conexión a varias computadoras portátiles. Las computadoras portátiles no se comunican directamente unas con otras, pero deben estar en el rango del punto de acceso para poder utilizar la red. La red punto a multipunto también puede ser aplicada a nuestro ejemplo anterior en la universidad. Supongamos que el edificio alejado en la cima de una colina está conectado con el campus central con un enlace punto a punto. En lugar de colocar varios enlaces punto a punto para conexión a Internet, se puede utilizar una antena que sea visible desde varios edificios alejados. Este es un ejemplo clásico de conexión de área extendida punto (sitio alejado en la colina) a multipunto (muchos edificios abajo en el valle). Existen algunas limitaciones con el uso de punto a multipunto en distancias muy grandes, que van a ser tratadas más adelante en este capítulo. Estos enlaces son útiles y posibles en muchas circunstancias, pero no cometamos el clásico error de instalar una torre de radio de gran potencia en el medio de un pueblo esperando ser capaces de servir a miles de clientes, como podría hacerlo con una estación de radio FM. Como veremos, las redes de datos se comportan de forma muy diferente a las emisoras de radiodifusión. 2.1.9 Use la tecnología adecuada Todos estos diseños de redes pueden ser usados para complementarse unos con otros en una gran red y, obviamente, también se pueden suplementar con técnicas tradicionales de cableado de redes. Es una práctica común, por ejemplo, usar un enlace inalámbrico de larga distancia para proveer acceso a Internet a una ubicación remota, y luego armar un punto de acceso en ese lugar para proveer acceso local. Uno de los clientes de este punto puede también actuar como nodo mesh, permitiendo que la red se disperse orgánicamente entre usuarios de computadoras portátiles quienes compartirán el enlace original de acceso a Internet punto a punto. Ahora que tenemos una idea más clara de la configuración de las redes inalámbricas, podemos comenzar a entender cómo se realiza la comunicación en dichas redes. 2.1.10 La red lógica La comunicación es posible sólo cuando los participantes hablan un lenguaje común. Pero una vez que la comunicación se torna más compleja que una simple radiodifusión, los protocolos se vuelven tan importantes como el lenguaje. Todas las personas en un auditorio pueden hablar inglés, pero sin un conjunto de reglas que establezca quién tiene el derecho a usar el micrófono, la comunicación de las ideas individuales a todo el auditorio es casi imposible. Ahora imagine un auditorio tan grande como el mundo, lleno de todas las 18.

(19) computadoras que existen. Sin un conjunto común de protocolos de comunicación que regulen cuándo y cómo cada computador puede hablar, Internet sería una cacofonía, con cada máquina intentando hablar al mismo tiempo. TCP/IP comprende el conjunto de protocolos que permiten que sucedan las conversaciones en Internet. Entendiendo TCP/IP, usted puede construir redes que virtualmente pueden crecer a cualquier tamaño, y en última instancia formar parte de la Internet global. 2.1.11El Modelo TCP/IP Las redes de datos se describen a menudo como construidas en muchas capas. Cada capa depende de la operación de todas las capas subyacentes antes de que la comunicación pueda ocurrir, pero sólo necesita intercambiar datos con la capa superior o la inferior. El modelo de redes TCP/IP2 comprende 5 capas, como se muestra en este diagrama:. Figure 3// Modelo de Redes TCP/IP Fuente: http://contenidos.sucerman.com/nivel3/redes/unidad3/leccion2.html. En la sección anterior sobre el diseño de redes se describió la capa uno: la capa física. Este es el medio físico donde ocurre la comunicación. Puede ser un cable de cobre CAT5, un cable de fibra óptica, ondas de radio, o cualquier otro medio. La siguiente capa se denomina capa de enlace. Cuando dos o más nodos comparten el mismo medio físico (por ejemplo, varias computadoras conectadas a un concentrador (hub), o un cuarto lleno de computadoras portátiles usando el mismo canal de radio) la capa de enlace establece quién tiene el turno para transmitir en el medio. Ejemplos comunes de protocolos de enlace son Ethernet, Token Ring, ATM, y los protocolos de redes inalámbricas (802.11 a/b/g). La comunicación sobre esta capa se llama de enlace local, ya que todos los nodos pueden comunicarse unos con otros directamente. En redes tipo Ethernet, cada nodo tiene su propia dirección MAC (Media Access Control), que es un número único de 48 bits asignado a cada dispositivo de red cuando es fabricado.. 19.

(20) Justo sobre la capa enlace está la capa Internet. Para TCP/IP, está constituido por el Protocolo Internet (IP). En la capa Internet, los paquetes pueden salir del enlace local de red y ser retransmitidos a otras redes. Los enrutadores realizan esta función teniendo por lo menos dos interfaces de red, una en cada una de las redes a ser interconectadas. Los nodos en Internet son especificados por su única dirección IP global. Una vez establecido el enrutamiento en Internet, se necesita un método para alcanzar un servicio particular en una dirección IP dada. Esta función es realizada por la próxima capa, la capa de transporte. TCP y UDP son ejemplos comunes de protocolos de la capa de transporte. Algunos protocolos de la capa de transporte (como el TCP) aseguran que todos los datos han llegado a su destino, y son reensamblados y entregados a la próxima capa en el orden correcto. Finalmente, en la cima tenemos la capa de aplicación. Esta es la capa con la que la mayoría de los usuarios tienen contacto, y es el nivel en el que ocurre la comunicación humana. HTTP, FTP, y SMTP son todos protocolos de la capa de aplicación. Las personas están por encima de todas estas capas, y necesitan poco o ningún conocimiento de las capas subyacentes para usar efectivamente la red. Una manera de mirar al modelo TCP/IP es pensar en una persona que entrega una carta en un edificio de oficinas. Va a tener que interactuar primero con la calle (capa física), poner atención al tráfico de la misma (capa de enlace), doblar en los lugares correctos para conectarse con otras calles y llegar a la dirección correcta (capa Internet), ir al piso y oficina correcta (capa transporte), y finalmente encontrar el destinatario o recepcionista que puede recibir la carta (capa de aplicación). Las cinco capas pueden ser recordadas fácilmente usando la frase Favor Entrar, Inmediatamente Tomar el Ascensor, para la secuencia de capas Física, Enlace de Datos, Internet, Transporte, y Aplicación, o en inglés “Please Don't Look In The Attic,” que se usa por “Physical / Data Link / Internet / Transport / Application”iados y enrutados en Internet, la capa uno (física) y dos (enlace) necesitan estar conectadas. Sin conectividad de enlace local, los nodos no pueden hablarse y enrutar paquetes, para proveer conectividad física, los dispositivos de redes inalámbricas deben operar en la misma porción del espectro de radio. Esto significa que los radios 802.11a se comunican con otro radio 802.11a en frecuencias de 5GHz, y que los radios 802.11b/g hablan con otros 802.11b/g en 2,4GHz, pero un dispositivo 802.11a no puede interoperar con uno 802.11b/g, puesto que usan porciones completamente diferentes del espectro electromagnético, más específicamente, las tarjetas inalámbricas deben concordar en un canal común. Si a una tarjeta de radio 802.11b se le asigna el canal 2 mientras que otra el canal 11, no podrán comunicarse. Cuando dos tarjetas inalámbricas son configuradas para usar el mismo protocolo en el mismo canal de radio, están prontas para negociar conectividad al nivel de la capa de enlace. Cada dispositivo 802.11a/b/g puede operar en uno de los cuatro modos posibles: 1. El Modo maestro (también llamado AP o modo de infraestructura) se utiliza para crear un servicio que parece un punto de acceso tradicional. La tarjeta de red crea una red 20.

(21) con un canal y un nombre específico (llamado SSID), para ofrecer sus servicios. En el modo maestro, las tarjetas inalámbricas administran todas las comunicaciones de la red (autentificación de clientes inalámbricos, control de acceso al canal, repetición de paquetes, etc.). Las tarjetas inalámbricas en modo maestro sólo pueden comunicarse con tarjetas asociadas a ella en modo administrado. 2. El Modo administrado es denominado algunas veces modo cliente. Las tarjetas inalámbricas en modo administrado sólo pueden unirse a una red creada por una tarjeta en modo maestro, y automáticamente cambiarán su canal para que corresponda con el de ésta. Luego ellas presentan las credenciales necesarias al maestro, y si estas credenciales son aceptadas, se dice que están asociadas con la tarjeta en modo maestro. Las tarjetas en modo administrado no se comunican unas con otras directamente, y sólo se van a comunicar con una tarjeta asociada en modo maestro. 3. El Modo ad hoc crea una red multipunto a multipunto donde no hay un único nodo maestro o AP. En el modo ad hoc, cada tarjeta inalámbrica se comunica directamente con sus vecinas. Cada nodo debe estar dentro del alcance de los otros para comunicarse, y deben concordar en un nombre y un canal de red. 4. El Modo Monitor es utilizado por algunas herramientas (tales como Kismet, descrito en el capítulo seis) para escuchar pasivamente todo el tráfico de radio en un canal dado. En el modo monitor, las tarjetas inalámbricas no trasmiten datos. Se utiliza para analizar problemas en un enlace inalámbrico o para observar el uso del espectro en el área local. El modo monitor no es usado para las comunicaciones normales. Cuando implementamos un enlace punto a punto, o punto a multipunto, un radio opera en modo maestro, mientras que los otros operan en modo administrado. En una red mesh multipunto a multipunto, todos los radios operan en modo ad hoc de manera que puedan comunicarse directamente.. 21.

(22) Figure 4//AP, Clientes y nodos AD HOC Fuente: https://es.slideshare.net/Diegofer88/05-introduccion-alasredeswifiesv23. Es importante mantener estos modos en mente cuando realiza su diseño de red. Recuerde que los clientes en modo administrado no pueden comunicarse unos con otros directamente, por lo que es posible que quiera instalar un repetidor en modo maestro o ad hoc. Como veremos más adelante, el modo ad hoc es más flexible, pero posee algunos problemas de prestaciones comparado con la utilización de los modos maestro o administrado. Ahora que sus tarjetas inalámbricas proveen conectividad física y de enlace, están listas para comenzar a pasar paquetes a la capa 3: la capa Internet. 2.1.12 Redes Internet Direcciones IP, direccionamiento de redes, enrutamiento y reenvío son conceptos relacionados e importantes en redes Internet. Una dirección IP es un identificador para un nodo de red como un PC, un servidor, un enrutador o un puente. El direccionamiento de redes es un sistema usado para asignar estos identificadores en grupos convenientes. El enrutamiento mantiene un registro del lugar en la red donde están ubicados esos grupos. Los resultados del proceso de enrutamiento se guardan en una lista llamada tabla de enrutamiento. El reenvío es la acción de usar la tabla de enrutamiento para mandar un paquete al destino final o al "próximo salto" en la dirección a ese destino.. 22.

(23) Figure 5//Redes internet Fuente: https://accelmanuel.wordpress.com/2015/01/30/36/. 2.1.13 Direccionamiento de redes Las redes interconectadas deben ponerse de acuerdo sobre un plan de direccionamiento IP. En Internet, hay comités de personas que asignan las direcciones IP con un método consistente y coherente para garantizar que no se dupliquen las direcciones, y establecen nombres que representan a grupos de direcciones. Esos grupos de direcciones son denominados subredes, o subnets. Grandes subnets pueden ser subdivididas en subnets más pequeñas. Algunas veces un grupo de direcciones relacionadas se denomina espacio de direcciones. En Internet, ninguna persona u organización posee realmente estos grupos de direcciones porque las direcciones sólo tienen significado si el resto de la comunidad de Internet se pone de acuerdo sobre su uso. Mediante acuerdos, las direcciones son asignadas a organizaciones en relación con sus necesidades y tamaño. Una organización a la cual se le ha asignado un rango de direcciones puede asignar una porción de ese rango a otra organización como parte de un contrato de servicio. Las direcciones que han sido asignadas de esta manera, comenzando con comités reconocidos internacionalmente, y luego repartidas jerárquicamente por comités nacionales o regionales, son denominadas direcciones IP enrutadas globalmente. Algunas veces es inconveniente o imposible obtener más de una dirección IP enrutada globalmente para un individuo u organización. En este caso, se puede usar una técnica conocida como Traducción de Direcciones de Red o NAT (Network Address Translation). Un dispositivo NAT es un enrutador con dos puertos de red. El puerto externo utiliza una dirección IP enrutada globalmente, mientras que el puerto interno utiliza una dirección IP de un rango especial conocido como direcciones privadas4. El enrutador NAT permite que una única dirección global sea compartida por todos los usuarios internos, los cuales usan direcciones privadas. A medida que los paquetes pasan por él los convierte de una forma de direccionamiento a otra. Al usuario le parece que está conectado directamente a Internet y que no requieren software o controladores especiales para compartir una única dirección IP enrutada globalmente. 23.

(24) 2.1.14 Enrutamiento Internet está cambiando y creciendo constantemente. Continuamente se agregan nuevas redes, se añaden y remueven enlaces entre redes, que fallan y vuelven a funcionar. El trabajo del enrutamiento es determinar la mejor ruta al destino, y crear una tabla de enrutamiento que liste el mejor camino para todos los diferentes destinos. Enrutamiento estático: es el término utilizado cuando la tabla de enrutamiento es creada por configuración manual. Algunas veces esto es conveniente para redes pequeñas, pero puede transformarse rápidamente en algo muy dificultoso y propenso al error en redes grandes. Peor aún, si la mejor ruta para una red se torna inutilizable por una falla en el equipo u otras razones, el enrutamiento estático no podrá hacer uso de otro camino. Enrutamiento dinámico: es un método en el cual los elementos de la red, en particular los enrutadores, intercambian información acerca de su estado y el estado de sus vecinos en la red, y luego utilizan esta información para automáticamente tomar la mejor ruta y crear la tabla de enrutamiento. Si algo cambia, como un enrutador que falla, o uno nuevo que se pone en servicio, los protocolos de enrutamiento dinámico realizan los ajustes a la tabla de enrutamiento. El sistema de intercambio de paquetes y toma de decisiones es conocido como protocolo de enrutamiento. Hay muchos protocolos de enrutamiento usados en Internet hoy en día, incluyendo OSPF, BGP, RIP, y EIGRP. Las redes inalámbricas asemejan a las redes cableadas, en el sentido de que necesitan protocolos de enrutamiento dinámicos, pero tienen suficientes diferencias para requerir protocolos de enrutamiento orientados a sus necesidades específicas. En particular, las conexiones de las redes cableadas generalmente funcionan bien o no funcionan (por ejemplo, un cable Ethernet está enchufado o no). Las cosas no son tan claras cuando se trabaja con redes inalámbricas. La comunicación inalámbrica puede ser afectada por objetos en movimiento en el camino de la señal, o por señales que interfieren. Consecuentemente, los enlaces pueden no funcionar bien, o funcionar pobremente, o variar entre los dos extremos. Ya que los protocolos de red existentes no toman en cuenta la calidad de un enlace cuando realizan decisiones de enrutamiento, el comité IEEE 802.11 y el IETF están trabajando en estandarizar protocolos para redes inalámbricas. En la actualidad está poco claro cuándo va a surgir un estándar único que tome en cuenta los enlaces de calidad variable. Mientras tanto, hay muchos intentos de programación ad hoc que quieren solucionar el problema. Algunos ejemplos incluyen Hazy Sighted Link State (HSLS) 'Visión Borrosa del Estado del Enlace', Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) 'Vector de Distancia bajo Demanda ad hoc', y Optimized Link State Routing (OLSR) 'Enrutamiento Optimizado según el Estado de la Red'. Otro es el SrcR, una combinación de DSR y ETX implementada por el proyecto Roofnet del MIT. Más adelante en este capítulo vamos a ver ejemplos de cómo implementar una red utilizando OLSR para realizar decisiones de enrutamiento.. 24.

(25) 2.1.15 MPLS (Johnson, 2013) Es una tecnología de reenvío de paquetes que utiliza etiquetas para tomar decisiones relativas al reenvío de datos. Con MPLS, el análisis de encabezado de capa 3 se hace una vez sola (cuando el paquete ingresa al dominio de MPLS). La inspección de las etiquetas genera el posterior reenvío de los paquetes. MPLS ofrece estas aplicaciones beneficiosas:  Redes privadas virtuales (VPN)  Ingeniería de tráfico (TE)  Quality of Service (QoS)  Cualquier transporte por MPLS (AToM) Además, disminuye el desbordamiento de reenvío en los enrutadores principales. Las tecnologías MPLS se pueden aplicar en cualquier protocolo de capa de red. 2.1.16 DOCSIS 3.0 (Méndez, 2014) DOCSIS (Data Over Cable Services Interface Specification) es el estándar publicado por Cablelabs a partir de marzo de 1997, en su primera versión, para que los MSO (Multiple Services Operators) pudieran ofrecer servicios de ancho de banda y datos a través de las redes de cable. Cable labs es un organismo sin fines de lucro, dedicado a la investigación y desarrollo de nuevas tecnologías para la industria de cable, reconocido internacionalmente El estándar DOCSIS ha tenido una evolución tecnológica importante y, en la actualidad, los operadores en Latinoamérica están migrando hacia el estándar DOCSIS 3.0, que fue por primera vez publicado en agosto del 2006. Actualmente, Cablelabs está en proceso de lanzar la especificación DOCSIS 3.1, que permitirá incrementar aún más las capacidades de ancho de banda y optimización de las redes de HFC (Hybrid Fiber Coax) con el fin de preservar e incrementar el valor de las redes de cable en su batalla contra las redes tradicionales de fibra y DSL (Digital Subscriber Line). La demanda cada vez mayor de ancho de banda causado por el incremento de tráfico de video y datos en América Latina, en donde el crecimiento estimado promedio para 2017 será de 13 Mbps, comparado con los 5 Mbps registrados en 2013, exige que los MSO consideren DOCSIS como la tecnología que les permitirá soportar estas necesidades y requerimientos. 2.1.17 Cuáles son las ventajas de DOCISIS 3.0 DOCSIS 3.0 es más flexible y escalable que la versión anterior 2.0, y permite simplificar y acelerar la introducción de nuevos servicios multimedia en alta definición (HD), en formato “Triple Play”, como voz sobre cable (VoCable) e IPTV (Internet Protocolo Televisión), entre otros. A través de la implementación de la simultaneidad de cuatro canales de 6MHz (channel bonding), el estándar permite alcanzar velocidades de entrega o “bajada” al usuario final (downstream) de 160Mbps, y velocidades “subida” (upstream) de 120Mbps, por un costo bajo. Para pequeñas empresas y negocios que requieren mayores velocidades, se puede realizar un “channel bonding” de ocho canales, para obtener velocidades de downstream de 320Mbps.. 25.

(26) Existen dos componentes en el ecosistema de DOCSIS. El sistema central, llamado CMTS (Cable Modem Terminal System), y los dispositivos terminales (cable modems y/o settops). Asimismo, la eficiencia en la gestión que permite el estándar disminuye los costos operativos de la red, y sus dispositivos terminales (cable modems) soportan la versión de IPV6, que permite múltiples direcciones IP (Internet Protocol) en el orden de miles de millones. A nivel de seguridad, DOCSIS 3.0 es capaz de manejar un sistema estándar de cifrado avanzado, conocido como AES (Advanced Encryption Standard), cuya robustez representa una mejor prevención contra hackers y virus. Adicionalmente, el estándar soporta capacidades de multicasting (el mismo contenido para diferentes usuarios), que optimizan el desempeño de la red, principalmente para aplicaciones de IPTV. Es importante mencionar que el estándar DOCSIS 3.0 a nivel de CMTS soporta versiones previas de DOCSIS (1.0 y 2.0), gracias a lo cual el operador no tendrá que cambiar las versiones de las terminales. Además, a nivel de arquitectura representa una ventaja para el operador de cable, debido a que es posible dividir las capacidades de ruteo y de modulación de amplitud cuádruple (Edge QAM), dando flexibilidad al MSO de seleccionar un Edge QAM universal y aumentar así capacidades de upstream y downstream. De este modo, el operador de cable no solo podrá gestionar y otorgar de manera más flexible los anchos de banda requeridos o servicios “Triple Play”, sino que permitirá al MSO optimizar el uso de video IP y aumentar así la oferta de canales disponibles en varios cientos (SDV: Switch Digital Video), al igual que podrá personalizar paquetes de video con base en los gustos y preferencias de los usuarios finales. 2.1.18 REDES HFC (Cartagena, 2013) Los equipos del cliente o CPE (Costumer Premise Equipmente) por sus siglas en inglés, tales como una PC casera, se comunican sobre una conexión de red utilizando el protocolo IP. Usualmente esto es hecho con una tarjeta de interfaz de red Ethernet y un cable de categoría-5 (CAT5); sin embargo, nuevos modelos de módems proporcionan una interfaz USB en su lugar. El cable-módem mismo se conecta a un cable coaxial compartido que usualmente conecta muchos otros módems y termina en un nodo HFC.. 26 Figure 6//Diagrama detallado de la topología DOCSIS Fuente: http://profesores.elo.utfsm.cl/~agv/elo322/1s08/project/JuanCartajena.pdf.

(27) Figura 7// ADSL Fuente: http://www.dit.upm.es. Un nodo híbrido de fibra y coaxial (HFC) es un dispositivo de campo de dos vías que convierte las frecuencias analógicas a señales digitales y viceversa. El nodo de fibra toma las frecuencias de radio en un cable coaxial (transmitidas desde el cablemódem), las convierte en señales digitales, y luego transmite los datos a un cable de fibra óptica. Los datos que son recibidos desde el cable de fibra óptica (transmitidos desde el CMTS) son convertidos a una señal analógica y luego son transmitidos a la línea de cobre compartida. Este nodo de fibra (llamado un nodo HFC en la figura 1.1) convierte las señales analógicas en pulsos digitales de luz que son transferidos a través del cable de fibra óptica. Dos cables de fibra óptica son necesarios: Uno para la transmisión de datos (Tx) y el otro para la recepción de datos (Rx).. 2.1.19 LÍNEAS ADSL (Viguera, 2014) Permiten a los clientes disponer de acceso permanente de banda ancha sobre una línea telefónica convencional. El usuario es provisto de un equipo de cliente que incluye un módem ADSL. Este equipo se conecta al punto de terminación telefónica en el domicilio del usuario. En el otro extremo del par de cobre se localiza el DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer), encargado de terminar las conexiones ADSL de nivel físico de múltiples usuarios y de conmutar las celdas ATM transportándolas hacia la red de acceso. El ISP de Internet se conecta mediante un enlace ATM al Punto de Acceso Indirecto (PAI) del operador de acceso, que establece un PVC (circuito virtual permanente) de ATM entre el usuario y el PAI. Para soportar el acceso por líneas ADSL es necesario introducir en la red de datos un nuevo elemento denominado BAS o Broadband Access Server (ver figura 7). Este equipo concentra el tráfico y actúa como frontera entre los niveles 2 y 3, teniendo funcionalidades de enrutamiento, autenticación y control de tráfico.. 27.

(28) En las redes de ISP se tiende actualmente a desplegar ATM únicamente en el borde de la red, con la misión de agregar tráfico ADSL de los DSLAM, así como servicios de Frame Relay, en switches ATM. La mayor parte de ISP ya no despliegan ATM en la red troncal, que está basada íntegramente en IP. La demanda de servicios de ADSL exige que los conmutadores ATM tengan capacidad para soportar un número elevado de VC (circuitos virtuales). Los conmutadores ATM no estaban diseñados inicialmente para BAS CPE ROUTER CONCENTRAD. PROVEEDOR IP PROVEEDOR IP OPERADOR DE ACCESO Conmutador/es ATM Gig ADSL: un contrato por demarcación soportar múltiples DSLAM, que pueden tener cientos de circuitos virtuales por cada circuito DSLAM-conmutador. 2.1.20 CMTS (https://www.cisco.com, 2013) El CMTS es un router de banda ancha universal (uBR) de Cisco, con características que le permiten comunicarse con una red de cable híbrido fibra-coaxial (HFC) mediante una tarjeta de cable módem MCxx de Cisco. Las tarjetas de cable módem MCxx de Cisco le permiten conectar cables módems en la red HFC a una uBR7200, uBR7100 o uBR10k de Cisco en una instalación de cabecera de Televisión de Antena de la Comunidad (CATV). La tarjeta de módem proporciona la interfaz entre el bus de información de control del protocolo (PCI) uBR de Cisco y la señal de radio frecuencia (RF) en la red HFC de DOCSIS.. 28.

(29) CAPITULO III. Esquematización Ingenieril 3.1 Análisis del Proyecto . Actualmente la compañía cuenta 20 equipos (CMTS) encargados de enrutar el tráfico de los usuarios finales, cada uno con una capacidad de 5000 usuarios los cuales tienen diferentes paquetes de velocidad que están entre 3,5 y 10Mbps.. . Con el espacio actual de la banda UHF según la configuración interna nos permite tener 12 portadoras QAM que son las utilizadas para el servicio de internet de estas depende la capacidad en ancho de banda en bajada (Down) que se puede ofrecer a los usuarios finales.. . Si hablamos de tráfico en subida (Up) los equipos en operación actualmente están configurados en modulación 16 QAM de tal manera que su desempeño es de un 50% de su capacidad.. Según el ministerio se debe realizar la ampliación de los diferentes paquetes de la siguiente manera:   . De 3Mbps a 5Mbps (Down), De 500Kps a 2Mbps (Up) De 5Mbps a 10Mbps (Down), De 1Mps a 3Mbps (Up) De 10Mbps a 12Mbps (Down), de 3Mps a 5Mbps (Up). 3.2 Estructura Temática Se va a usar la metodología según James McCabe la cual costa de las siguientes fases: ● Planeación y diseño de la red ● Selección de la infraestructura de red ● Instalaciones y Administración del software ● Políticas y procedimientos relacionados ● Administración del rendimiento 3.3 Análisis y definiciones de Requerimientos 3.3.1 Levantamiento de información: . Se tienen 20 quipos (CMTS) en operación los cuales tiene la capacidad para aprovisionar 5000 usuarios aproximadamente, se realiza un análisis y de cada uno obteniendo que el promedio de usuarios por equipos es de 4000 usuarios finales.. 29.

(30) Para la configuración de estos equipos se requiere unas frecuencias que están en la banda UHF que son las que proporcionan la capacidad de ancho de banda, actualmente se está trabajando con 12 frecuencias o portadoras que se encuentran desde el CH 82-573 Mhz hasta el CH 93- 659Mhz, estas portadoras son las encargadas de portar el tráfico en bajada de datos (Down) la modulación configurada en los equipos enturado res (CMTS).. Tabla.1. La modulación que se está usando para las frecuencias en retorno o datos de subida es 16 QAM la cual tiene una gran ventaja frente al ruido ya que no la afecta del todo y puede convivir con este sin interrumpir por completo la trasmisión de los datos. La gran desventaja de este tipo de modulación es que limita la capacidad de ancho de banda por frecuencia por ese motivo se deben tener bastantes puertos disponibles que poten dichas frecuencias, en caso de requerir ampliar la capacidad de ancho de banda se debe cambiar el tipo de modulación y adicional garantizar que la red HFC o red externa este en óptimas condiciones para tener un buen funcionamiento del servicio.. 3.3.2 Ampliación de frecuencias para señales portadoras (Down) Es necesario agregar frecuencias para poder ser usadas como señales portadoras para los datos en bajada, actualmente se está trabajando con 12 frecuencias (QAM) las cuales están en operación a su mayor capacidad de ancho de banda con eso se daría solución al consumo de ancho de banda en bajada Cada equipo (CMTS) encargado de enrutar el tráfico de los CM tiene unas respectivas licencias (QAM) que son las encargadas de activar ciertas capacidades de tráfico, por la compra inicial el equipo ya se cuenta con 12 licencias activas y utilizadas, se tiene previsto realizar la ampliación de 8 licencias más para un total de 20 licencias y 20 frecuencias una por cada licencia.. 30.

(31) 3.3.3 Liberación de espacio de la banda UHF De la misma manera como se realiza la ampliación de las frecuencias y licencias portadoras es necesario liberar el espacio en el espectro que es donde estas bandas y frecuencias van a ser configuradas en cada uno de los equipos, la banda UHF consta de 300 MHz a 3GHz en el momento se está modulando desde la frecuencia 573Mhz- CH-82 hasta la frecuencia 652-CH 93, con esto se necesita liberar hasta la frecuencia 712-CH 101, para poder configurar las frecuencias y licencias. 3.3.4 CAMBIO DE MODULACION PARA TRAFICO UP Se requiere cambiar la modulación del tráfico en subida (UP) ya que en el momento se tiene una configuración de 64 QAM estando al 50% de la capacidad total, inicialmente se tenía esta configuración ya que una de sus ventajas es mantener y poder trabajar con ruido, al cambiar la configuración a 128 QAM se duplica la cantidad de ancho de banda en subida pero la red está más susceptible al ruido, por este motivo es necesario que antes de realizar este cambio se haga trabajos preventivos en la red externa HFC 3.4 REQUERIMIENTOS:  Cambio de modulación tráfico UP y de configuración en los equipos  Compra de licencias para activar canales en el CMTS  Liberación de espacio de la banda UHF 3.4.1 Diseño del Proyecto Licencias Cisco . Cotización de licencias QAM por equipo directamente con un parnter de Cisco (https://www.cisco.com, 2013). PORTADORAS QAM PARA CMTS. VALOR. LICENCIASA POR CMTS 1 2 3 4 5 6 7 8 TOTAL. 430.000,00 € 430.000,00 € 430.000,00 € 430.000,00 € 430.000,00 € 430.000,00 € 430.000,00 € 430.000,00 € 3.440.000,00 €. Tabla.2 31.

(32) El costo por equipo es de 3.440.000,00 € los equipos que se va a intervenir son 20, el costo total de licencia QAM seria: TOTAL QAM. € 68.800.000,00.  VERIFICACION DE REDES HFC: Se debe realizar una inspección exhaustiva de la red externa para esto se necesita contratar cuadrillas de personas capacitadas en redes HFC PERSONAS CONTRATADAS. VALOR HORA $ 10 10.000. TOTAL HORAS. TOTAL A PAGAR 8. 800000 Tabla.3. CAMIONETAS. PERSONAL $ 800.000,00. VALOR DIA $ 2 90.000. TRANSPORTE $ 3.600.000,00. TOTAL DIAS. TOTAL A PAGAR $ 20 3.600.000,00 Tabla. 4. TOTAL $ 4.400.000,00. Tabla.5. Esta tarea se realiza con el fin de corregir cualquier problema físico en la red, para mitigar el ingreso del ruido, ya que uno de los procesos del proyecto es cambiar la configuración de modulación de los equipos con la cual se es más vulnerable a problemas de ruido.. . Inicialmente se tiene proyectado hacer un plan piloto en zonas con menos suscriptores esto con el fin de reducir las posibles afectaciones adicional a esto todas las ventanas se van a realizar en hora valle de decir, cuando el tráfico de los usuarios está en el menor uso posible, esto sucede de las 02:00 H a 4:30. 32.

(33) Figura 9// Estadísticas Requerimientos Fuente: https://x.x.x.x/graph_view.php?action=tree&tree_id=1&leaf_id=27. Recolectando los requerimientos anteriormente mencionados se puede llegar a ejecutar el proyecto de la ampliación de ancho de banda con los equipos que se tiene en operación. CONCLUSIONES .   . El éxito de buscar la solución a un problema consta en recolectar todos los datos información y variables que tengan cualquier tipo de relación con este, para así poder hacer un buen análisis de las posibles soluciones que pueden ser viables para dicho proyecto Todas las empresas tratan de reutilizar sus antiguas infraestructuras y acoplarlas a las nuevas tecnologías y poder continuar en el campo actual, es por eso que siempre debemos pensar en el desarrollo de las mismas y no tener visión de corto tiempo Los resultados de hacer un buen análisis de soluciones, es disminuir el mal uso de los recursos de una compañía ya que si estos son en gran magnitud pueden conllevar a la quiebra El campo de las telecomunicaciones tiene cada día más demanda ya que es de gran importancia la interconexión de múltiples puntos de conectividad al servicio de la sociedad, con el fin de estar en constante comunicación e información y también optimizar tiempos de tareas cotidianas del ser humano. 33.

(34) BIBLIOGRAFÍA BRUCE A, HALLBERG. Fundamentos de Redes. Mc Graw Hill. 2003, 395 p. BLACK UYLESS. Redes De Computadores, Protocolos, Normas E Interfaces. 1993, 590 p. CISCO PRESS. Academia de networking de Cisco System – Guía del primer año. 2003, 670 p. GARCIA THOMAS, JESUS. Introducción a la Teleinformática. Mc Graw Hill.1999, 498 p. STALLING, WILLIAM. Comunicaciones Y Redes De Computadores. Prentice Hall. 6ta. Edición, 2000. 650 p. TANENBAUM. Redes De Ordenadores. Prentice Hall. 3era. Edición.1996 TORRES NIETO, ALVARO. Telecomunicaciones Y Telemática De Las Señales De Humo A Las Actividades Por Internet. Escuela Colombiana De Ingenierías. 1999, 342 p.. 34.

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