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WLAN (Redes Locales Inalámbricas) Una WLAN es un sistema de comunicaciones de datos que transmite y recibe datos utilizando ondas electromagnéticas, en lugar del par trenzado, coaxial o fibra óptica utilizado en las LAN convencionales, y que proporciona conectividad inalámbrica de igual a igual (peer to peer), dentro de un edificio, de una pequeña área residencial/urbana o de un campus universitario. En EEUU proliferan estas redes para acceso a Internet, en donde hay más de 4.000 zonas de acceso, y en Europa es previsible que pronto se extiendan. Loas WLAN se encuadran dentro de los estándares desarrollados por el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) para redes locales inalámbricas. Otras tecnologías como HyperLAN apoyada por el ETSI, y el nuevo estándar HomeRF para el hogar, también pretenden acercarnos a un mundo sin cables y, en algunos casos, son capaces de operar en conjunción y sin interferirse entre sí. Otro aspecto a destacar es la integración de las WLAN en entornos de redes móviles de 3G (UMTS) para cubrir las zonas de alta concentración de usuarios (los denominados hot spots), como solución de acceso público a la red de comunicaciones móviles. Como todos los estándares 802 para redes locales del IEEE, en el caso de las WLAN, también se centran en los dos niveles inferiores del modelo OSI, el físico y el de enlace, por lo que es posible correr por encima cualquier protocolo (TCP/IP o cualquier otro) o aplicación, soportando los sistemas operativos de red habituales, lo que supone una gran ventaja para los usuarios que pueden seguir utilizando sus aplicaciones habituales, con independencia del medio empleado, sea por red de cable o por radio. Otra tecnología de acceso inalámbrico en áreas de pequeña extensión (PAN/Personal Area Network) es la denominada Bluetooth, que aunque pueda parecer competencia directa de las WLAN, es más bien complementaria a ella. Bluetooth pretende la eliminación de cables, como por ejemplo todos los que se utilizan para conectar el PC con sus periféricos, o proporcionar un medio de enlace entre dispositivos situados a muy pocos metros, sirviendo también como mando a distancia. La tecnología Bluetooth se puede incorporar, con un coste muy bajo, en multitud de dispositivos: teléfonos, PDAs, automóviles, impresoras, equipos de medida, etc. La velocidad de transmisión que consigue no es muy elevada, pero suficiente para la transferencia de información entre varios dispositivos. Las WLAN tienen su campo de aplicación específico, igual que Bluetooth, y ambas tecnologías pueden coexistir en un mismo entorno sin interferirse gracias a los métodos de salto de frecuencia que emplean, Sus aplicaciones van en aumento y, conforme su precio se vaya reduciendo, serán más y más los usuarios que las utilicen, por las innegables ventajas que supone su rápida implantación y la libertad de movimientos que permiten. REDES LOCALES INALÁMBRICAS 802.11 El origen de las LAN inalámbricas (WLAN) se remonta a la publicación en 1979 de los resultados de un experimento realizado por ingenieros de IBM en Suiza, consistente en utilizar enlaces infrarrojos para crear una red local en una fábrica. Estos resultados, publicados por el IEEE, pueden considerarse como el punto de partida en la línea evolutiva de esta tecnología. Las investigaciones siguieron adelante tanto con infrarrojos como con microondas, donde se utilizaba el esquema de espectro expandido (spread spectrum). En mayo de 1985, y tras cuatro años de estudios, la FCC (Federal Communications Comission), la agencia federal del Gobierno de Estados Unidos encargada de regular y administrar en materia de telecomunicaciones, asignó las bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz, 2,400-2,4835 GHz, 5,725-5,850 GHz para uso en las redes inalámbricas basadas en Spread Spectrum (SS), con las opciones DS (Direct Sequence) y FH (Frequency Hopping). La técnica de espectro ensanchado es una técnica de modulación que resulta ideal para las comunicaciones de datos, ya que es muy poco susceptible al ruido y crea muy pocas interferencias. La asignación de esta banda de frecuencias propició una mayor actividad en el seno de la industria y ese respaldo hizo que las WLAN empezaran a dejar ya el entorno del laboratorio para iniciar el camino hacia el mercado. Desde 1985 hasta 1990 se siguió trabajando ya más en la fase de desarrollo, hasta que en mayo de 1991 se publicaron varios trabajos referentes a WLAN operativas que superaban la velocidad de 1 Mbit/s, el mínimo establecido por el IEEE 802 para que la red sea considerada realmente una LAN, con aplicación empresarial. Las redes WLAN se componen fundamentalmente de dos tipos de elementos, los puntos de acceso y los dispositivos de cliente. Los puntos de acceso actúan como un concentrador o hub que reciben y envían información vía radio a los dispositivos de clientes, que pueden ser de cualquier tipo, habitualmente, un PC o PDA con una tarjeta de red inalámbrica, con o sin antena, que se instala en uno de los slots libres o bien se enlazan a los puertos USB de los equipos. La principal ventaja de este tipo de redes (WLAN), que no necesitan licencia para su instalación, es la libertad de movimientos que permite a sus usuarios, ya que la posibilidad de conexión sin hilos entre diferentes dispositivos elimina la necesidad de compartir un espacio físico común y soluciona las necesidades de los usuarios que requieren tener disponible la información en todos los lugares por donde puedan estar trabajando. Además, a esto se añade la ventaja de que son mucho más sencillas de instalar que las redes de cable y permiten la fácil reubicación de los terminales en caso necesario. También, presentan alguna desventaja, o más bien inconveniente, que es el hecho de la “baja” velocidad que alcanzan, por lo que su éxito comercial es más bien escaso y, hasta que los nuevos estándares no permitan un incremento significativo, no es de prever su uso masivo, ya que por ahora no pueden competir con las LAN basadas en cable. El uso más popular de las WLAN implica la utilización de tarjetas de red inalámbricas, cuya función es permitir al usuario conectarse a la LAN empresarial sin la necesidad de una interfaz física. Normalización La historia de las WLAN es bastante reciente, de poco más de una década. En 1989, en el seno de IEEE 802, se forma el comité IEEE 802.11, que empieza a trabajar para tratar de generar una norma para las WLAN, pero no es hasta 1994 cuando aparece el primer borrador, y habría que esperar hasta el año 1999 para dar por finalizada la norma. En 1992 se crea Winforum, consorcio liderado por Apple y formado por empresas del sector de las telecomunicaciones y de la informática para conseguir bandas de frecuencia para los sistemas PCS (Personal Communications Systems). En 1993 también se constituye la IrDA (Infrared Data Association) para promover el desarrollo de las WLAN basadas en enlaces por infrarrojos. En 1996, finalmente, un grupo de empresas del sector de informática móvil (mobile computing) y de servicios forman el Wireless LAN Interoperability Forum (WLI Forum) para potenciar este mercado mediante la creación de un amplio abanico de productos y servicios interoperativos.Por otra parte, WLANA (Wireless LAN Association) es una asociación de industrias y empresas cuya misión es ayudar y fomentar el crecimiento de la industria WLAN a través de la educación y promoción. Actualmente son cuatro los estándares reconocidos dentro de esta familia; en concreto, la especificación 802.11 original; 802.11a (evolución a 802.11 e/h), que define una conexión de alta velocidad basada en ATM; 802.11b, el que goza de una más amplia aceptación y que aumenta la tasa de transmisión de datos propia de 802.11 original, y 802.11g, compatible con él, pero que proporciona aún mayores velocidades. • WLAN 802.11 En junio del año 1997 el IEEE ratificó el estándar para WLAN IEEE 802.11, que alcanzaba una velocidad de 2 Mbit/s, con una modulación de señal de espectro expandido por secuencia directa (DSSS), aunque también contempla la opción de espectro expandido por salto de frecuencia, FHSS en la banda de 2,4 GHz, y se definió el funcionamiento y la interoperabilidad entre redes inalámbricas. El 802.11 es una red local inalámbrica que usa la transmisión por radio en la banda de 2.4 GHz, o infrarroja, con regímenes binarios de 1 a 2 Mbit/s. El método de acceso al medio MAC (Medium Access Mechanism) es mediante escucha pero sin detección de colisión, CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). La dificultad en detectar la portadora en el acceso WLAN consiste básicamente en que la tecnología utilizada es Spread- Spectrum y con acceso por división de código (CDMA), lo que conlleva a que el medio radioeléctrico es compartido, ya sea por secuencia directa DSSS o por saltos de frecuencia en FHSS. El acceso por código CDMA implica que pueden coexistir dos señales en el mismo espectro utilizando códigos diferentes, y eso para un receptor de radio implicara que detectaría la portadora inclusive con señales distintas de las de la propia red WLAN. Hay que mencionar que la banda de 2,4 GHz está reglamentada como banda de acceso publica y en ella funcionan gran cantidad de sistemas, entre los que se incluyen los teléfonos inalámbricos Bluetooth. • WLAN 802.11b Un poco más tarde, en el año 1999, se aprobó el estándar 802.11b, una extensión del 802.11 para WLAN empresariales, con una velocidad de 11 Mbit/s (otras velocidades normalizadas a nivel físico son: 5,5 - 2 y 1 Mbit/s) y un alcance de 100 metros, que al igual que Bluetooth y Home RF, también emplea la banda de ISM de 2,4 GHz, pero en lugar de una simple modulación de radio digital y salto de frecuencia (FH/Frequency Hopping), utiliza una la modulación linear compleja (DSSS). Permite mayor velocidad, pero presenta una menor seguridad, y el alcance puede llegar a los 100 metros, suficientes para un entorno de oficina o residencial. • WLAN 802.11g El IEEE también está trabajando en el estándar 802.11g, para tenerlo listo a finales del 2002, compatible con el 802.11b, capaz de alcanzar una velocidad doble, es decir hasta 22 Mbit/s, para competir con los otros estándares que prometen velocidades mucho más elevadas pero que son incompatibles con los equipos 802.11b ya instalados, aunque pueden coexistir en el mismo entorno debido a que las bandas de frecuencias que emplean son distintas. • WLAN 802.11a El IEEE ratificó en julio de 1999 el estándar en 802.11a (los productos comerciales que comienzan a aparecer a mediados del 2002), que con una modulación QAM-64 y la codificación OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) alcanza una velocidad de hasta 54 Mbit/s en la banda de 5 GHz, menos congestionada y, por ahora, con menos interferencias, pero con un alcance limitado a 50 metros, lo que implica tener que montar más puntos de acceso que si se utilizase 802.11b para cubrir el mismo área, con el coste adicional que ello supone. La banda de 5 GHz que utiliza se denomina UNII (Infraestructura de Información Nacional sin Licencia), que en los Estados Unidos está regulada por la FCC, el cual ha asignado un total de 300 MHz, cuatro veces más de lo que tiene la banda ISM, para uso sin licencia, en tres bloques de 100 MHz, siendo en el primero la potencia máxima de 50 mW, en el segundo de 250 mW, y en el tercero puede llegar hasta 1W, por lo que se reserva para aplicaciones en el exterior. Compatibilidad y Seguridad. Wi-Fi y WEP A finales de la década de los 90, los líderes de la industria inalámbrica (3Com, Aironet, Lucent, Nokia, etc.) crean la WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), una alianza para la Compatibilidad Ethernet Inalámbrica, cuya misión es la de certificar la interfuncionalidad y compatibilidad de los productos de redes inalámbricas 802.11b y promover este estándar para la empresa y el hogar. Para indicar la compatibilidad entre dispositivos inalámbricos, tarjetas de red o puntos de acceso de cualquier fabricantes, se les incorpora el logo “Wi-Fi” (estándar de Fidelidad Inalámbrica), y así los equipos con esta marca, soportada por más de 150 empresas, se pueden incorporar en las redes sin ningún problema, siendo incluso posible la incorporación de terminales telefónicos Wi-Fi a estas redes para establecer llamadas de voz. Las redes inalámbricas son inseguras aunque sólo sea porque el medio de transporte que emplean es el aire; por tanto, un elemento esencial a tener en cuenta en este tipo de redes al utilizarse la radio, es la encriptación. En general se utiliza WEP (Wired Equivalent Privacy), que es un mecanismo de encriptación y autenticación especificado en el estándar IEEE 802.11 para garantizar la seguridad de las comunicaciones entre los usuarios y los puntos de acceso. La clave de acceso estándar es de 40 bits, pero existe otra opcional de 128 bits, y se asigna de forma estática o manual (no dinámica), tanto para los clientes, que comparten todos el mismo conjunto de cuatro claves predeterminadas, como para los puntos de acceso a la red, lo que genera algunas dudas sobre su eficacia. WEP utiliza un esquema de cifrado simétrico en el que la misma clave y algoritmo se utilizan tanto para el cifrado de los datos como para su descifrado Otro mecanismo de seguridad definido en el estándar IEE 802.11 es el conocido como SSID (Service Set Identifiers) o identificadores del conjunto de servicios, que es como un gestor de asignación de nombres, que proporciona un control de acceso muy rudimentario, razón por la que apenas se utiliza en las implementaciones comerciales. Un SSID es el nombre de los dispositivos de los subsistemas de una WLAN, y sirve para segmentarlos lógicamente. El uso del SSID como gestor para permitir o denegar el servicio suele ser peligroso ya que la seguridad que ofrece no es muy estricta. Bit - Nº 133 Sumario Editorial Opinión Entrevista A Vuelapluma H. Valencianos Teleco. R. Murcia Gente Bit Display Display Empresa Especial Café Redacción GRETEL Perfil Pulso del Mercado ¿Qué es? Tecn. Sociedad Rincón Internet Bit Recomienda N José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Marketing Information Manager. Ericsson España, S.A. [email protected]

a primera referencia a lo que son hoy los satélites la hizo en octubre de 1945 el escritor británico de ciencia ficción Arthur C. Clarke quién publicó en la revista británica Wireless World el articulo titulado “Extra Terrestrial Relays” en el cual incluía la propuesta de un sistema de comunicación global utilizando estaciones espaciales hechas por el hombre. Clarke es autor también de la novela 2001: una odisea espacial (1968). Esta propuesta, básicamente, era: “Un satélite artificial a la distancia apropiada de la tierra puede hacer una revolución cada 24 horas, esto es, podría parecer estacionario sobre un punto de la superficie de la Tierra, y tendría un rango óptico de casi la mitad de la superficie terrestre. Tres estaciones repetidoras, con una separación de 120º entre sí, pueden dar cobertura de señales de radio y microondas a todo el planeta”. Esta idea comenzó a transformarse en realidad con el desarrollo del primer satélite artificial: el SPUTNIK 1(compañero de viaje en ruso), que fue lanzado por la URSS el 4 de octubre de 1957 en una órbita elíptica de baja altura. Este satélite sólo emitía un tono intermitente, y estuvo en funcionamiento durante 21 días, marcando así el inicio de la era de las comunicaciones vía satélite. Investigadores de la Universidad Johns Hopking comprobaron la posibilidad de determinar con gran precisión la órbita del satélite a partir del desplazamiento Doppler sufrido por la señal portadora de frecuencia 20 MHz que emitía (como consecuencia del movimiento del satélite) y del conocimiento preciso de la posición del receptor que la sintonizaba, sentando la base tecnológica de los actuales sistemas de navegación GPS. El SPUTNIK 1 era una esfera de aluminio de 58 cm de diámetro y con un peso de 83 kilogramos. Tardaba 96,2 minutos en dar la vuelta a la Tierra y describía una órbita elíptica que alcanzaba su apogeo a una altura de 946 km y su perigeo a 227 km. Contaba con instrumentos que durante 21 días enviaron información a la Tierra sobre radiación cósmica, meteoritos y sobre la densidad y temperatura de las capas superiores de la atmósfera. Al cabo de 57 días orbitando la Tierra el satélite entró en la atmósfera terrestre y se destruyó por efecto del calor debido al rozamiento aerodinámico. El año siguiente, el 31 de enero de 1958, los Estados Unidos lanzaron desde Cabo Cañaveral el EXPLORER y crearon la NASA, en plena época de la Guerra Fría. En ese momento se encontraba en órbita el SPUTNIK 2, con la perrita Laika a bordo, que duró 162 días en órbita. El EXPLORER era una nave cilíndrica de 14 kg de peso, 15 cm de diámetro y 2 metros de longitud, que estuvo transmitiendo mediciones de radiación cósmica y micrometeoritos durante 112 días, y aportó los primeros datos desde un satélite que llevaron al descubrimiento de los cinturones de radiación de Van Allen. El 17 de marzo de 1958, los Estados Unidos lanzaron su segundo satélite, el VANGUARD 2 que La historia de los satélites de comunicaciones es relativamente reciente, no llega a 50 años. L Historia de los satélites de comunicaciones BIT 134/JULIO-AGOSTO 2002 82estuvo transmitiendo señales durante más de 6 años; a éste le siguió el satélite estadounidense EXPLORER 3, lanzado el 26 de marzo de 1958, y el soviético SPUTNIK 3, lanzado el 15 de mayo de ese mismo año. Este último, que pesaba 1.327 kg, efectuó mediciones de la radiación solar, la radiación cósmica, los campos magnéticos y otros fenómenos, hasta que dejó su órbita en abril de 1960. También, el 18 de diciembre de 1958 se lanzó el satélite SCORE que, con un peso de 70 kg puede considerarse, de alguna manera, como el primer satélite de “comunicaciones” aunque pasivo, pues disponía de un transmisor que radiaba la información contenida en un magnetófono, constituida por el mensaje de felicitación de Navidad del Presidente Eisenhower. Probablemente el primer satélite repetidor totalmente activo fue el COURIER, lanzado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos en octubre de 1960. Este transmitía conversaciones y telegrafía, pero solo duró 70 días. Fue el primer satélite de comunicaciones que usó paneles solares para obtener la energía que necesitaba. El 10 de julio de 1962 se lanzó el TELSTAR 1, el primer satélite en transmitir señales de Televisión entre Estados Unidos y Europa. El SYNCOM 3 fue el primer satélite de órbita geostacionaria, lanzado por la NASA en 1963. Entre otras aplicaciones, se utilizó para transmitir los Juegos Olímpicos de Tokio en agosto del año 1964. El INTELSAT 1 mejor conocido como Pájaro Madrugador o Early Bird fue el primer satélite internacional de órbita geosíncrona, lanzado por el consorcio internacional INTELSAT desde los Estados Unidos el 6 de abril de 1965 y que, colocado sobre el Océano Atlántico, proporcionaba una capacidad de 240 circuitos de voz para uso comercial. El sistema MONLNIYA (relámpago en ruso) fue la primera red satelital doméstica, y fue lanzado en 1967 por la Unión Soviética; consistía en una serie de 4 satélites en órbitas elípticas con una cobertura de 6 horas por satélite. La Agencia Espacial Europea (ESA) comenzó sus lanzamientos (programa Eutelsat) en el año 1982 desde un centro espacial en la Guayana Francesa; BIT 134/JULIO-AGOSTO 2002 83 1 José Manuel Huidobro [email protected] está asociado a su lanzamiento y a su mantenimiento en órbita. Una vez que el combustible para mantener la posición del satélite (correcciones de órbita) se agota, se acaba su vida útil y se convierte en chatarra espacial o cae de nuevo a la Tierra, desintegrándose. La mecánica orbital, aplicada a los satélites artificiales, está basada en la mecánica celeste, una rama de la física clásica, que comenzó con dos gigantes de la física: Kepler y Newton durante el siglo XVII. Lagrange, Laplace, Gauss, Hamilton, y muchos otros, también contribuyeron al refinamiento matemático de la teoría, empezando con las nociones básicas de la gravitación universal, las leyes de Newton del movimiento y los principios de conservación de la energía. Tipos de órbitas Existen varios tipos de órbitas de los satélites artificiales, que se clasifican de acuerdo a su distancia de la Tierra (geosíncrona, geostacionaria, de baja altura, de anteriormente, y como precursor experimental, se había lanzado en 1978 el Orbital Test Satellite (OTS), que aportó una valiosa experiencia sobre la utilización de las bandas de frecuencias de 14 GHz y 11 GHz. Estos satélites utilizando tecnología digital cubrían el servicio de televisión internacional de la Unión Europea de Radiodifusión (URE). El resto es historia reciente y en la actualidad hay satélites artificiales de comunicaciones, navegación, militares, meteorológicos, de estudio de recursos terrestres y científicos, de ayuda a la navegación, etc. cientos de ellos operativos y en distintas órbitas. BANDAS DE FRECUENCIAS y ÓRBITAS Las bandas de frecuencias habituales que se utilizan para las comunicaciones por satélite son las bandas de microondas, desde 1 a 40 GHz. Su denominación se da en la siguiente tabla. Aproximadamente tres cuartas partes del costo de un satélite BANDAS DE FRECUENCIAS PARA LAS COMUNICACIONES POR SATÉLITE Bandas Rango de Frecuencias Servicio Principales Usos (GHz) VHF 30-300 MHz Fijo Telemetría UHF 300-1.000 MHz Móvil Navegación, Militar L 1 - 2 Móvil Emisión de audio, radiolocalización S 2 - 4 Móvil Navegación C 4 - 8 Fijo Voz, datos, imágenes, TV X 8 - 12 Fijo Militar Ku 12 - 18 Fijo Voz, datos, imágenes, TV K 18 - 27 Fijo TV, comunicación intersatélite Ka 27 - 40 Fijo TV, comunicación intersatélitete o sur y perpendicular al ecuador. Órbitas circulares: Se dice que un satélite posee una órbita circular si su movimiento alrededor de la Tierra es precisamente una trayectoria circular. Este tipo de órbita es la que usan los satélites geosíncronos. Órbitas elípticas (Monlniya): Se dice que un satélite posee una órbita elíptica si su movimiento alrededor de la Tierra es precisamente una trayectoria elíptica. Este tipo de órbita poseen un perigeo (distancia mínima) y un apogeo (distancia máxima). En las órbitas elípticas la velocidad varía, siendo mayor en el perigeo y menor en el apogeo. Las órbitas elípticas pueden descansar en cualquier plano que pase por el centro de la Tierra. En definitiva, los satélites de comunicaciones constituyen un medio, maduro y fiable, imprescindible para alcanzar aquellos puntos de la superficie terrestre de difícil acceso, para cubrir grandes distancias y para la difusión de información, de cualquier tipo, a un amplio conjunto de receptores, con gran capacidad y a un coste relativamente bajo. También, presentan inconvenientes como le sucede a cualquier otro sistema de comunicaciones por medios guiados o no guiados, destacando entre ellos la latencia que presenta la señal debido a la gran distancia que ha de recorrer, pero son una de las opciones a considerar para construir un sistema de radiocomunicaciones de banda ancha y un buen complemento de muchos otros. BIT 134/JULIO-AGOSTO 2002 84 media altura y excéntricas), su plano orbital con respecto al Ecuador (ecuatorial, inclinada y polar), la trayectoria orbital que describen (circular y elíptica). Órbita Geosincrona: Es una órbita circular con un periodo de un día sideral. Para tener este periodo la órbita debe tener un radio de 42.164,2 km (desde el centro de la Tierra). Órbita Geoestacionaria (GEO): Este tipo de órbita posee las mismas propiedades que la geosíncrona, pero debe tener una inclinación de cero grados respecto al ecuador y viajar en la misma dirección en la cual rota la Tierra. Un satélite geoestacionario aparenta estar en la misma posición relativa respecto a algún punto sobre la superficie de la Tierra, lo que lo hace muy atractivo para las comunicaciones a gran distancia. Órbita de Baja Altura (LEO): Estas órbitas se encuentran en el rango de 640 km a 1.600 km entre las llamadas región de densidad atmosférica constante y la región de los cinturones de Van Allen. Los satélites LEO son muy usados en sistemas de comunicaciones móviles. Órbitas de Media Altura (MEO): Son las que van desde 9.600 km hasta la altura de los satélites geosíncronos. Los satélites de órbita media son muy usados también en las comunicaciones móviles. Órbita Ecuatorial: En este tipo de órbita la trayectoria del satélite sigue un plano paralelo al ecuador, es decir tiene una inclinación de cero grados. El ángulo entre el plano orbital y el ecuador se denomina inclinación de la órbita. Órbitas Inclinada: En este curso la trayectoria del satélite sigue un plano con un cierto ángulo de inclinación respecto al ecuador. Órbitas Polar: En esta órbita el satélite sigue un plano paralelo al eje de rotación de la Tierra pasando sobre los polos nor- U José Manuel Huidobro 1Ingeniero Superior de Telecomunicación 1Marketing Information Manager. Ericsson España, S.A. Los satélites de comunicaciones constituyen un medio maduro y fiable para la difusión de información, de cualquier tipo

a versión actual de IP, conocida por IPv4 y recogida en la RFC 791, lleva operativa desde 1980. Este protocolo de capa de red (Nivel 3 OSI), define los mecanismos de la distribución o encaminamiento de paquetes, de una manera no fiable y sin conexión, en redes heterogéneas; es decir, únicamente está orientado a servicios no orientados a conexión y a la transferencia de datos, por lo que se suele utilizar junto con TCP (Transmission Control Protocol) (Nivel 4 de OSI) para garantizar la entrega de los paquetes. A mediados de la década de los 90, la demanda por parte de los clientes de los ISP (Internet Service Providers) de aplicaciones multimedia con altas necesidades de ancho de banda y una calidad de servicio o QoS (Quality of Service) garantizada, propiciaron la introducción de ATM (Asyncronous Transfer Mode) en la capa de enlace (Nivel 2 de OSI) de sus redes. En esos momentos, el modelo de IP sobre ATM satisfacía los requisitos de las nuevas aplicaciones, utilizando el encaminamiento inteligente de nivel 3 de los routers IP en la red de acceso, e incrementando el ancho de banda y rendimiento basándose en la alta velocidad de los conmutadores de nivel 2 y los circuitos permanentes virtuales de los switches ATM en la red troncal. Esta arquitectura, no obstante, presenta ciertas limitaciones, debido a: la dificultad de operar e integrar una red basándose en dos tecnologías muy distintas, la aparición de switches ATM e IP de alto rendimiento en las redes troncales, y la mayor capacidad de transmisión ofrecida por SDH/SONET (Synchronous Digital Hierarchy / Syncronous Optical NETwork) y DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) respecto a ATM. Durante 1996, empezaron a aparecer soluciones de conmutación de nivel 2 propietarias diseñadas para el núcleo de Internet que integraban la conmutación ATM con el encaminamiento IP; como por ejemplo, Tag Switching de Cisco o Aggregate Route- Based IP Switching de IBM. La base común de todas estas tecnologías, era tomar el software de control de un router IP, integrarlo con el rendimiento de reenvío con cambio de etiqueta de un switch ATM y crear un router extremadamente rápido y eficiente en cuanto a coste. La integración en esta arquitectura era mayor, porque se utilizaban protocolos IP propietarios para distribuir y asignar los identificadores de conexión de ATM como etiquetas; pero los protocolos no eran compatibles entre sí y requerían aún de infraestructura ATM. Finalmente en 1997, el IETF (Internet Engineering Task Force) establece el grupo de trabajo MPLS (MultiProtocol Label Switching) para producir un estándar que unificase las soluciones propietarias de conmutación de nivel 2. El resultado fue la definición en 1998 del estándar conocido por MPLS, recogido en la RFC 3031. MPLS proporciona los beneficios de la ingeniería de tráfico del modelo de IP sobre ATM, pero además, otras ventajas; como una operación y diseño de red más sencillo y una mayor escalabilidad. Por otro lado, a diferencia de las soluciones de conmutación de nivel 2 propietarias, está diseñado para operar sobre cualquier tecnología en el nivel de enlace, no únicamente ATM, facilitando así la migración a las redes ópticas de próxima generación, basadas en infraestructuras SDH/SONET y DWDM. Concepto de MPLS MPLS es un estándar IP de conmutación de paquetes del IETF, que trata de proporcionar algunas de las características de las redes orientadas a conexión a las redes no orientadas a conexión. En el encaminamiento IP sin conexión tradicional, la dirección de destino junto a otros parámetros de la cabecera, es examinada cada vez que el paquete atraviesa un router. La ruta del paquete se adapta en función del estado de las El enorme crecimiento de la red Internet ha convertido al protocolo IP ( Internet Protocol) en la base de las actuales redes de telecomunicaciones, contando con más del 80% del tráfico cursado. L MPLS ( MultiProtocol Label Switching) BIT 135/SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2002 70tablas de encaminamiento de cada nodo, pero, como la ruta no puede predecirse, es difícil reservar recursos que garanticen la QoS; además, las búsquedas en tablas de encaminamiento hacen que cada nodo pierda cierto tiempo, que se incrementa en función de la longitud de la tabla. Sin embargo, MPLS permite a cada nodo, ya sea un switch o un router, asignar una etiqueta a cada uno de los elementos de la tabla y comunicarla a sus nodos vecinos. Esta etiqueta es un valor corto y de tamaño fijo transportado en la cabecera del paquete para identificar un FEC (Forward Equivalence Class), que es un conjunto de paquetes que son reenviados sobre el mismo camino a través de la red, incluso si sus destinos finales son diferentes. La etiqueta es un identificador de conexión que sólo tiene significado local y que establece una correspondencia entre el tráfico y un FEC específico. Dicha etiqueta se asigna al paquete basándose en su dirección de destino, los parámetros de tipo de servicio, la pertenencia a una VPN, o siguiendo otro criterio. Cuando MPLS está implementado como una solución IP pura o de nivel 3, que es la más habitual, la etiqueta es un segmento de información añadido al comienzo del paquete. Los campos de la cabecera MPLS de 4 bytes, son los siguientes: • Label (20 bits). Es el valor actual, con sentido únicamente local, de la etiqueta MPLS. Esta etiqueta es la que determinará el próximo salto del paquete. • CoS (3 bits). Este campo afecta a los algoritmos de descarte de paquetes y de mantenimiento de colas en los nodos intermedios, es decir, indica la QoS del paquete. Mediante este campo es posible diferenciar distintos tipos de tráficos y mejorar el rendimiento de un tipo de tráfico respecto a otros. • Stack (1 bit). Mediante este bit se soporta una pila de etiquetas jerárquicas, es decir, indica si existen más etiquetas MPLS. Las cabeceras MPLS se comportan como si estuvieran apiladas una sobre otra, de modo que el nodo MPLS tratará siempre la que esté más alto en la pila. La posi- BIT 135/SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2002 71 1 José M. Huidobro Moya traint-based Routing – Label Distribution Protocol); siendo el primero el más común. El LDP posibilita a los nodos MPLS descubrirse y establecer comunicación entre sí con el propósito de informarse del valor y significado de las etiquetas que serán utilizadas en sus enlaces contiguos. Es decir, mediante el LDP se establecerá un camino a través de la red MPLS y se reservarán los recursos físicos necesarios para satisfacer los requerimientos del servicio previamente definidos para el camino de datos. Una red MPLS está compuesta por dos tipos principales de nodos, los LER (Label Edge Routers) y los LSR (Label Switching Routers), tal y como se muestra en la figura. Los dos son físicamente el mismo dispositivo, un router o switch de red troncal que incorpora el software MPLS; siendo su administrador, el que lo configura para uno u otro modo de trabajo. Los nodos MPLS al igual que los routers IP normales, intercambian información sobre la topología de la red mediante los protocolos de encaminamiento estándar, tales como OSPF (Open Shortest Path First), RIP (Routing Information Protocol ) y BGP (Border Gateway Protocol), a partir de los cuales construyen tablas de encaminamiento basándose principalmente en la alcanzabilidad a las redes IP destinatarias. Teniendo en cuenta dichas tablas de encaminamiento, que indican la dirección IP del siguiente nodo al que le será enviado el paquete para que pueda alcanzar su destino final, se establecerán las etiquetas bilidad de encapsular una cabecera MPLS en otras, tiene sentido, por ejemplo, cuando se tiene una red MPLS que tiene que atravesar otra red MPLS perteneciente a un ISP u organismo administrativo externo distinto; de modo que al terminar de atravesar esa red, se continúe trabajando con MPLS como si no existiera dicha red externa. • TTL (8 bits). Este campo es copiado directamente de la cabecera IP y proporciona la funcionalidad de tiempo de vida del paquete o TTL (Time To Live) típica de IP; la cual permite mitigar el efecto de posibles bucles en la red decrementando el valor inicial en una unidad por cada salto o nodo por el que pase el paquete. Elementos de una red MPLS En MPLS un concepto muy importante es el de LSP (Label Switch Path), que es un camino de tráfico específico a través de la red MPLS, el cual se crea utilizando los LDPs (Label Distribution Protocols), tales como RSVP-TE (ReSerVation Protocol – Traffic Engineering) o CR-LDP (Cons- Figura : Ejemplo de una red MPLS. 1Ramón J. Millán Tejedor Ings. de Telecomunicación Ericsson Españaque MPLS, en este caso, la etiqueta MPLS está ubicada después de la cabecera de nivel 2 y antes de la cabecera IP. Los LSR saben como conmutar utilizando la etiqueta MPLS en vez de utilizar la cabecera IP. El funcionamiento de IPv4 ha sido totalmente satisfactorio, no obstante, el sorprendente crecimiento de Internet evidenció importantes carencias, como: la escasez de direcciones IP, la imposibilidad de transmitir aplicaciones en tiempo real y los escasos mecanismos de seguridad. Estas limitaciones propiciaron el desarrollo de la siguiente generación del protocolo Internet o IPv6, definido en la RFC 1883. La versión IPv6 puede ser instalada como una actualización del software en los dispositivos de red de Internet e interoperar con la versión actual IPv4, produciéndose esta migración progresivamente durante los próximos años. En este caso, la etiqueta MPLS forma parte de la propia cabecera IPv6, estando su uso descrito en la RFC 1809. La implementación de MPLS como una solución IP sobre ATM también está muy extendida. Primeramente indicar, que MPLS no fue desarrollado para reemplazar ATM, sino para complementarlo. De hecho, la aparición de switches ATM e IP con soporte de MPLS, ha integrado las ventajas de los routers IP y los switches ATM y ha supuesto una mejora de la relación precio/rendimiento de estos dispositivos. La diferencia principal entre MPLS y otras soluciones de IP sobre ATM, es que las conexiones MPLS se establecen utilizando LDP, y no por los protocolos de señalización ATM tradicionales, tales como PNNI (Private Network to Network Interface). Por otro lado, MPLS elimina la complejidad de hacer corresponder el direccionamiento IP y la información de encaminamiento directamente en las tablas de conmutación de ATM, puesto que LDP entiende y utiliza direcciones IP y los protocolos de encaminamiento utilizados en las redes MPLS son los mismos que los utilizados en las redes IP. En este caso, descrito en la RFC 3035, la etiqueta es el valor del VPI/VCI (Virtual Path Identifier/Virtual Channel Identifier) de la cabecera de la celda ATM. Finalmente, MPLS también se ha desarrollado como una solución IP sobre Frame Relay. En este caso, descrito en la RFC 3034, la etiqueta es el DLCI (Data Link Control Identifier) de la cabecera Frame Relay. Beneficios de MPLS La migración a IP está provocando profundos cambios en el sector de las telecomunicaciones y configura uno de los retos más importantes para los ISP, inmersos actualmente en un proceso de transformación de sus infraestructuras de cara a incorporar los beneficios de esta tecnología. MPLS nació con el fin de incorporar la velocidad de conmutación del nivel 2 al nivel 3; a través de la conmutación por etiqueta; pero actualmente esta ventaja no es percibida como el principal beneficio, ya que los gigarouters son capaces de realizar búsquedas BIT 135/SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2002 72 MPLS y, por lo tanto, los LSP que seguirán los paquetes. No obstante, también pueden establecerse LSP que no se correspondan con el camino mínimo calculado por el protocolo de encaminamiento. Los LER están ubicados en el borde de la red MPLS para desempeñar las funciones tradicionales de encaminamiento y proporcionar conectividad a sus usuarios, generalmente routers IP convencionales. El LER analiza y clasifica el paquete IP entrante considerando hasta el nivel 3, es decir, considerando la dirección IP de destino y la QoS demandada; añadiendo la etiqueta MPLS que identifica en qué LSP está el paquete. Es decir, el LER en vez de decidir el siguiente salto, como haría un router IP normal, decide el camino entero a lo largo de la red que el paquete debe seguir. Una vez asignada la cabecera MPLS, el LER enviará el paquete a un LSR. Los LSR están ubicados en el núcleo de la red MPLS para efectuar encaminamiento de alto rendimiento basado en la conmutación por etiqueta, considerando únicamente hasta el nivel 2. Cuando le llega un paquete a una interfaz del LSR, éste lee el valor de la etiqueta de entrada de la cabecera MPLS, busca en la tabla de conmutación la etiqueta e interfaz de salida, y reenvía el paquete por el camino predefinido escribiendo la nueva cabecera MPLS. Si un LSR detecta que debe enviar un paquete a un LER, extrae la cabecera MPLS; como el último LER no conmuta el paquete, se reducen así cabeceras innecesarias. Implementaciones de MPLS Una vez visto el concepto de MPLS, veamos los distintos tipos de implementaciones actuales, en concreto: MPLS como una solución IP sobre Ethernet, IP sobre ATM, e IP sobre Frame Relay. No se contempla la aplicación de MPLS a las redes ópticas de próxima generación, conocida como GMPLS (Generalized MPLS), por encontrarse aún en proceso de estudio y estandarización por parte del IETF. GMPLS es una extensión natural de MPLS para ampliar el uso de MPLS como un mecanismo de control y provisión, no únicamente de caminos en dispositivos basados en paquetes, sino también de caminos en dispositivos no basados en paquetes; como los conmutadores ópticos de señales multiplexadas por división en longitud de onda, los conmutadores de fibras ópticas, y los conmutadores de señales digitales multiplexadas por división en el tiempo. Es decir, GMPLS busca una integración total en la parte de control de las redes de conmutación de paquetes IP y las redes ópticas SONET/SDH y DWDM; dando lugar a las redes ópticas inteligentes de próxima generación, cuya evolución final será la integración de IP directamente sobre DWDM utilizando algún mecanismo de encapsulamiento como los “digital wrappers”. La implementación de MPLS como una solución IP sobre Ethernet, Fast Ethernet o Gigabit Ethernet, es la conocida como IP pura. Puesto que IPv4 es un protocolo diseñado mucho antes La migración a MPLS como núcleo de las redes multiservicio con soporte de voz, vídeo y datos, se realizará de forma gradual durante varios añosde rutas en las tablas IP a suficiente velocidad como para soportar todo tipo de interfaces. Los beneficios que MPLS proporciona a las redes IP son: realizar ingeniería del tráfico o TE (Traffic Engineering), cursar tráfico con diferentes calidades de clases de servicio o CoS (Class of Service) o grados de calidad de servicio o QoS (Quality of Service), y crear redes privadas virtuales o VPN (Virtual Private Networks) basadas en IP. La TE permite a los ISP mover parte del tráfico de datos, desde el camino más corto calculado por los protocolos de encaminamiento, a otros caminos físicos menos congestionados o menos susceptibles a sufrir fallos. Es decir, se refiere al proceso de seleccionar los caminos que seguirá el flujo de datos con el fin de balancear la carga de tráfico entre todos los enlaces, routers y switches en la red; de modo que ninguno de estos recursos se encuentre infrautilizado o sobrecargado. La TE, descrita en la RFC 2702, se ha convertido en la principal aplicación de MPLS debido al crecimiento impredecible en la demanda de recursos de red. Mediante MPLS, los ISP pueden soportar servicios diferenciados o DiffServ, como viene recogido en la RFC 3270. El modelo DiffServ define varios mecanismos para clasificar el tráfico en un pequeño número de CoS. Los usuarios de Internet demandan continuamente nuevas aplicaciones, teniendo los servicios actualmente soportados unos requerimientos de ancho de banda y de tolerancia a retrasos en la transmisión muy distintos y para satisfacer estas necesidades óptimamente, los ISP necesitan adoptar no sólo técnicas de ingeniería de tráfico, sino también de clasificación de dicho tráfico. De nuevo, MPLS ofrece a los ISP una gran flexibilidad en cuanto a los diferentes tipos de servicios que puede proporcionar a sus clientes. Finalmente, MPLS ofrece también un mecanismo sencillo y flexible para crear VPN. Una VPN simula la operación de una WAN (Wide Area Network) privada sobre la Internet pública. Para ofrecer un servicio de VPN viable a sus clientes, un ISP debe solventar los problemas de seguridad de los datos y soportar el uso de direcciones IP privadas no únicas dentro de la VPN. Puesto que MPLS permite la creación de circuitos virtuales o túneles a lo largo de una red IP, es lógico que los ISP utilicen MPLS como una forma de aislar el tráfico. No obstante, MPLS no tiene en estos momentos ningún mecanismo para proteger la seguridad en las comunicaciones, por lo que el ISP deberá conseguirla mediante cortafuegos y algún protocolo de encriptación tipo IPsec. Existen varias alternativas para implementar VPN mediante MPLS, pero la mayoría se basan en la RFC 2547. Foro MPLS El Foro MPLS es una organización internacional constituida a primeros del 2000, cuyo objetivo es acelerar la adopción y desarrollo de MPLS y sus tecnologías asociadas. El Foro MPLS sirve como un punto de encuentro y discusión para los proveedores de servicios, fabricantes de equipos, vendedores de componentes y compañías de integración y verificación de soluciones, con el fin de establecer las necesidades de la industria MPLS. Esto incluye la creación de servicios empresariales sobre redes MPLS y el desarrollo de productos que incorporan tecnologías MPLS. El Foro consigue estos objetivos a través de iniciativas de interoperabilidad, acuerdos de desarrollo y cooperación, y programas educativos. Este organismo está abierto a cualquier organización, persona, o agencia gubernamental dedicada al progreso de Internet y de las redes IP en general, a través de la pronta adopción de la tecnología MPLS. Los miembros fundadores fueron: Data Connection Ltd., Integral Access, Lucent Technologies, Marconi, NetPlane, Qwest, Telcordia Technologies, Tenor Networks y Vivace Networks; y en la actualidad, se han integrado empresas como: Alcatel, Ericsson, Equant, Huawei America Inc., Intel, NEC, Siemens AG, etc. El papel del Foro MPLS es totalmente complementario al de otros organismos de estandarización existentes previamente, tales como el IETF (Internet Engineering Task Force), el ITU (International Telecommunications Union), u otros foros de la industria como el Foro ATM. Únicamente tiene la intención de desarrollar acuerdos de implementación en aquellas áreas de MPLS donde no desempeñan actividad otros organismos de estandarización y, después, trabajar con total colaboración con ellos. La mayor parte de los routers y switches actuales destinados a redes troncales están preparados para utilizar MPLS, y muchos de los antiguos podríann soportarlo actualizando su software. No obstante, aunque varios ISP han realizado experiencias pilotos o han implantado MPLS en la parte troncal de sus redes, no se espera una introducción masiva hasta el 2003 o 2004, cuando los fabricantes alcancen una compatibilidad total en sus equipos. Del mismo modo que ocurrió con la actualización de las infraestructuras X.25 y Frame Relay a ATM, la migración a MPLS como núcleo de las redes multiservicio con soporte de voz, vídeo y datos, se realizará de forma gradual durante varios años; máxime dada la crisis mundial del sector de las telecomunicaciones, que está repercutiendo muy negativamente en las inversiones de los operadores de red y fabricantes de equipos. U BIT 135/SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2002 73

e esta manera, la red de distribución de energía eléctrica, con miles y miles de kilómetros de cable, se convertiría en una de las mayores redes de telecomunicaciones, complementando a las actuales redes, telefónica y de datos, básicamente para el acceso a Internet. La red eléctrica, de características totalmente diferentes a la telefónica, cuenta con la gran ventaja de estar mucho más extendida, alcanzando a prácticamente la totalidad de la población del mundo civilizado (3.000 millones) y no sólo eso, sino que en todas las casas se disponen de numerosas tomas (enchufes) en todas las habitaciones, por lo que si se pudiese utilizar para otros fines distintos, por ejemplo para transmitir datos, los usuarios tendrían resuelto el problema de la instalación interna, ya que podrían conectar su equipo en cualquier toma de red de la casa o de la oficina, sin necesidad de realizar ningún tendido de cable nuevo, con el consiguiente ahorro de dinero y tiempo, además de la ventaja estética que conlleva no tener cables por el suelo o por los rodapiés. La posibilidad de aprovechar el tendido eléctrico de baja tensión para transmitir datos ha despertado el interés de numerosas compañías eléctricas y fabricantes. El concepto en sí no es nada nuevo; se viene ensayando desde finales de los años 80 y ya entonces se estableció en Europa la norma CENELEC EN50065 para la transmisión de datos en la red de baja tensión en la banda de 3 a 148,5 kHz, básicamente para automatización ya que la velocidad que se consigue en bit/s es muy baja. En este sentido, varias experiencias piloto, en distintos países, se vienen llevando a cabo desde hace más de una década. En España Endesa, Iberdrola y Unión Fenosa, en Alemania RWE Powerline, en Italia SELTA, FE en Suiza; así como otras en los Estados Unidos, están apostando por esta tecnología y se espera el lanzamiento de las primeras ofertas comerciales a lo largo de los próximos años, una vez que el estándar PLC a alta frecuencia (> 1 MHz) esté finalizado, algo en lo que trabajan el ETSI (www.wtsi.org) y el CENELEC (www.cenelec.org). En apoyo de está tecnología, desde marzo del 2000 está trabajando el PLC Forum (www.plcforum. org) y que cuenta con más de 100 miembros, constituido por fabricantes, operadores y otras organizaciones interesadas en su promoción y difusión; su sede está en Interlaken (Suiza). Los ámbitos principales de aplicación que se consideran para la tecnología llamada PLC son tres: uno de ellos es la transmisión punto a punto sobre líneas de distribución eléctrica de alta y media tensión orientado a servicios de transmisión de datos, voz y telecontrol; otro local, para comunicaciones internas dentro del hogar (una especie de red local) sobre todo de tipo domótico, un entorno en el que otras tecnologías vía radio se muestran muy eficaces, evitando el tendido de Quizá, dentro de poco tiempo, una gran cantidad de dispositivos en el hogar podrán interconectarse entre sí y con las redes de voz y datos externas sin más que enchufarlos a la red eléctrica. Al tratarse de un tema de tanta actualidad como PLC (Power Line Communication) sobre el que se han vertido opiniones contradictorias en el pasado, ha parecido conveniente iniciar su desarrollo con nuestra sección divulgativa habitual “Qué Es...” Así, el lector puede situarse antes de iniciar el debate del Café de Redacción sobre la Situación Actual de la Tecnología PLC. De esta forma, se atienden las peticiones sobre información que se han recibido en la Redacción de BIT por parte de algunos lectores. D PLC. ¿Una alternativa para el acceso? BIT 136/NOVIEMBRE-DICIEMBRE 2002 80cables y las obras (el gran problema) con una velocidad de transferencia que ya resulta adecuada para la mayor parte de usos domésticos, y otro sobre líneas de baja tensión como tecnología de acceso a otras redes y servicios de telecomunicaciones, cubriendo la última milla, como pueda ser la telefónica o a Internet. Power Line Communications A la hora de realizar un proyecto PLC habrá que tener en cuenta sus aspectos tecnológicos, regulatorios y de mercado, que iremos comentando a lo largo de este artículo. La tecnología conocida como PLC (Power Line Communications, o Power Line Carrier) permite la transmisión de voz y datos sobre cables de la red eléctrica de transporte de alta tensión, básicamente con fines de teleoperación y telecontrol, en su forma analógica y con una baja tasa binaria. El reto está en hacer que esta tecnología se utilice en la red de distribución de baja tensión 120/220 VAC y 50/60 Hz, a alta tasa binaria, suficiente para poder competir con la que ofrece la red telefónica con ADSL e incluso con la que ofrecen las modernas redes de cable. Hasta ahora, las tecnologías que han permitido la transmisión de datos a una velocidad mayor de 2 Mbit/s (a alta frecuencia > 1 MHz) sobre los cables de baja tensión de una vivienda u oficina tienen cierta fama de ser impredecibles en cuanto a prestaciones o a la velocidad debido al ruido y micro- BIT 136/NOVIEMBRE-DICIEMBRE 2002 81 1 José M. Huidobro Moya [email protected] del fabricante nacional DS2 flujos en torno a los 10 Mbit/s, aunque el chipset puede llegar a ofrecer hasta 45 Mbit/s sobre un canal físico y una distancia de 700 metros, que se ve reducida a 3 Mbit/s para distancias de 3 km, y menos con tecnología de Ascom. El principal problema que presenta el envío de datos a través de la red eléctrica es tener que enfrentarse a todas las interferencias y perturbaciones que se encuentran presentes, dada la amplia proliferación de electrodomésticos y otros dispositivos conectados, un aspecto que las modernas técnicas de modulación tienden a solucionar. Cualquier fabricante de equipos eléctricos/ electrónicos se preocupa de equiparlo con los elementos de protección adecuados para que su funcionamiento sea correcto en todo momento, pero muy pocos se preocupan por evitar que generen interferencias en otros equipos, ya que la legislación al respecto (EMI) es permisiva. Al ser PLC una tecnología todavía en fase de desarrollo, con poca implantación, en muchos países no existe una legislación al respecto, pudiendo considerarse que es algo “alegal”. En tanto en cuanto no haya una regulación específica, al igual que la hay para poder prestar otros servicios considerados de telecomunicaciones, el crecimiento del mercado se verá afectado, ya que las empresas que decidan abordarlo y asumir el riesgo comercial que ello supone, podrían verse afectadas a posteriori por una reglamentación que no fuese compatible con las inversiones realizadas hasta entonces. cortes que tiene en cada momento la instalación. Incluso, dependiendo del país y del organismo regulador correspondiente (FCC, IEC, CENELEC, etc.) algunas instalaciones se pueden considerar alegales debido a la falta de regulación apropiada o a que incumple alguna de las normas establecidas (por ejemplo, el RBT/Reglamento de Baja Tensión) donde ha sido instalada. La última versión de este tipo de tecnologías PLC (HomePlug) alcanza una velocidad máxima de 14 Mbit/s, similar a la que disfruta la mayoría de los usuarios en sus oficinas. En experiencias piloto realizadas en España por Endesa Net Factory, en Barcelona, Sevilla pero, fundamentalmente en Zaragoza, se consiguen con la tecnologíabución a todos los enchufes de la casa. Este filtro además sirve para limpiar los ruidos generados en la red por todos los electrodomésticos conectados, ya que si se dejaran pasar esos ruidos, al unirse a los procedentes de otros usuarios de la red, acabarían por introducir distorsiones muy significativas. En segundo lugar, el filtro paso alto es el que libera los datos y facilita el tráfico bidireccional entre el cliente y la red. Este funcionamiento es muy similar al de los módems ADSL, que separan la voz (banda 0-4 kHz) de los datos (en torno 1 MHz). Desde el punto de vista de las infraestructuras, la solución de corrientes portadoras exige instalar equipos de comunicaciones (módems cabecera) en todos los centros de transformación, los que en una ciudad pueden llegar a ser miles, mientras que si se emplease cualquier tecnología de la familia xDSL, las operadoras sólo deberían colocar equipos en unas decenas de centrales telefónicas donde llegan los pares de cobre telefónico de los miles de abonados de la misma ciudad, una solución más económica. otras opciones comerciales como ADSL, en la cuál existe una línea de comunicación independiente por cada destino (bucle de abonado local). Para las compañías eléctricas que quieran ofrecer acceso a Internet a través de sus líneas se plantea el problema de los transformadores de Media/Baja Tensión, que se comportan como filtros que anulan la información de datos, por lo que se requiere colocar amplificadores de desacoplamiento en cada uno de ellos; esto que en Europa no es un gran inconveniente, si lo es en EE.UU. en donde cada transformador da servicio a un número muy reducido de hogares, lo que hace que el coste sea inabordable. Los módems eléctricos PLC, situados en los hogares de los abonados, tienen en su interior dos filtros “pasa banda”. El primero de ellos, el paso bajo, deja pasar la corriente eléctrica de 50 Hz (60 Hz) para su distri- BIT 136/NOVIEMBRE-DICIEMBRE 2002 82 En el momento en el que las reglas de juego se establezcan y sean conocidas por todos, se podrá estimular la competencia y favorecer el despliegue de esta tecnología en condiciones idóneas, complementando a otras ya existentes, tanto para las empresas suministradoras como para los usuarios, que gozarán de una garantía en cuanto a las instalaciones y calidad del servicio ofrecido. Por otra parte, los modelos de negocio han de prever la demanda potencial de las zonas en la que se vaya a implantar, la oferta de tecnologías de acceso alternativas, y un equilibrio entre inversiones e ingresos generados, para que el modelo sea viable a medio/largo plazo. Corrientes portadoras La red eléctrica tiene un gran alcance (ubicuidad) y desde los centros de producción de energía eléctrica la distribuyen hasta los puntos de consumo, transformando la alta tensión inicial a media y baja tensión, utilizando los transformadores apropiados. Cada uno de los tres tramos de la red utiliza un nivel de voltaje distinto y se emplea toda una serie de mecanismos para garantizar el mantenimiento de los niveles, frente a la demanda, y proporcionar la seguridad requerida, tanto a nivel de protección de los propios elementos de la red ante averías, como la de los propios usuarios y operarios. La energía eléctrica se produce en una central y desde ahí, por medio de la red de alta y media tensión llega a las subestaciones y a los centros de transformación, de los que salen las líneas de baja tensión que dan servicio eléctrico a los abonados (residenciales y empresariales). En los centros de transformación se colocan pasarelas conectadas a Internet o la RTC, generalmente a través de fibra óptica. No se utiliza toda la red eléctrica para la transmisión de datos, sino la parte de distribución de baja tensión. Utilizando la técnica de corrientes portadoras, el ancho de banda disponible se debe compartir entre todos los usuarios conectados a la misma línea de distribución eléctrica, de manera que por ejemplo 10 Mbit/s en el Centro de Transformación (donde se concentran los distintos tendidos eléctricos) se reducen a poco menos de 100 kbit/s si se conectasen 100 abonados (el modelo español suele conectar de 200 a 500), aunque usando varias bandas de frecuencia para grupos de usuarios se pueden aumentar las prestaciones, pero se aumenta consecuentemente el coste de los equipos. Esto está en contraposición a PLC es una alternativa barata y universal para llevar servicios de banda ancha hasta todos los hogares.

Desde hace doçs décadas, la tecnología dominante en las redes de área local (LAN) es Ethernet, con cientos de millones de clientes en todo el mundo, cumpliendo éstas las exigencias de ancho de banda de las aplicaciones en la mayoría de los casos, pero no en todos. Actualmente, las TIC (Tecnologías de Informática y Comunicaciones) se encuentra en un momento en el que cada poco tiempo se producen grandes avances y los sistemas operativos, siempre basados en complejas interfaces gráficas, exigen mas recursos hardware; asimismo, las aplicaciones son cada vez mas complejas, interactivas y capaces de manejar archivos de gran tamaño, incorporando información multimedia, por lo que requiere disponer de un gran ancho de banda para su buen funcionamiento. En ese punto, cuando las redes Ethernet de 10 Mbit/s comienzan a convertirse en un cuello de botella, el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) crea en 1995 Fast Ethernet (estándar 802.3u), y más tarde Giga Ethernet como la respuesta a la demanda de mayor ancho de banda, capacitando así las conexiones de las nuevas aplicaciones multimedia, acceso a grandes bases de datos, o aplicaciones cliente-servidor, aportando además la gran ventaja que supone el pequeño gasto de actualización, si lo comparamos con soluciones alternativas como FDDI o ATM, y manteniendo también una total compatibilidad e interoperabilidad con la Ethernet ya desplegada. El 13 de junio de 2002 el IEE aprobó el borrador definitivo de un nuevo estándar: el 802.3ae, que sitúa a Ethernet en el rango de los 10 Gbit/s, 1.000 veces más velocidad que los 10 Mbit/s típicos, pero que en muchos aspectos es idéntico a la versión original. Pero este paso no se ha hecho de una sola vez, sino que se han ido dando saltos de 10 en 10, pasando por Fast Ethernet y 1 Gigabit Ethernet hasta llegar aquí, eso sí, manteniendo la interoperabilidad. Ya se anuncian velocidades de 40 y 100 Gbit/s, pero todavía es muy pronto ni siquiera para hablar de ellas, ya que incluso los 10 Gbit/s es una velocidad que excede a las necesidades de la mayoría de usuarios. Veamos como ha sido esta evolución. Un paso muy importante en la evolución de Ethernet ha sido el aumento de velocidad a 100 Mbit/s. Las características básicas del estándar 100BaseT son: – Una velocidad de transferencia de100 Mbit/s. – Una subcapa (MAC) idéntica a la de 10BaseT. – Formato de las tramas idéntico al de 10BaseT. – El mismo cableado que 10BaseT (cumpliendo con EIA/TIA-568). – Mayor consistencia ante los errores que Ethernet a 10 Mbit/s. La norma 100BaseT (IEEE 802.3) comprende cinco especificaciones. Éstas definen la subcapa (MAC), la interfaz de comunicación independiente (MII), y las tres capas físicas (100BaseTX, 100BaseT4 y 100BaseFX). La subcapa MAC de 100BaseT se basa en el protocolo CSMA/CD, que, a grandes rasgos, permite que una estación pueda enviar datos cuando detecta que la red está libre. Si hay tráfico, entonces la estación no LA SUBCAPA (MAC) UN PRIMER SALTO: FAST ETHERNET Gigabit Ethernet José Manuel Huidobro Responsable de Relaciones Institucionales de Ericsson lu Qué es ... BIT 137 ENE.-MAR. 72 2003transmite y espera a que quede libre. Si múltiples estaciones comienzan a enviar datos al mismo tiempo, porque todas detectaron que la red estaba libre, sucede entonces una colisión perceptible y, en este caso, cada estación espera un tiempo aleatorio e intenta enviar los datos de nuevo. La especificación 802.3 IEEE permite una longitud total del cable (con repetidores), de 2,5 km. En el peor de los casos el retraso en la propagación de la señal, es el tiempo en el que la señal recorre dos veces esta distancia. El estándar permite un retardo en la propagación de la señal (incluidos los retardos de los repetidores) de 50 microsegundos. Este retardo es equivalente al tiempo que se tarda en emitir 500 bits a 10 Mbit/s. Como factor de seguridad el IEEE decidió que el tamaño mínimo de la trama fuese de 512 bits (equivalentes a 64 bytes) y el tamaño máximo de 1.500 bytes. Reduciendo la longitud del cable se puede conseguir una mayor velocidad de transferencia. Puesto que la mayoría de las estaciones están a pocos metros de los concentradores, un límite de 100 metros entre la estación y el hub se considera razonable y, por consiguiente, habrá sólo 200 metros, entre dos estaciones, y en el peor de los casos la señal recorrerá 400 metros. Un simple cálculo muestra que con CSMA/CD, los 50 microsegundos de retraso máximo y el mismo tamaño de trama de 512 bits, Fast Ethernet puede proporcionar una velocidad de transferencia de 100 Mbit/s. Fast Ethernet (100BaseT) reduce el tiempo de transmisión de cada bit que es transmitido por 10, permitiendo aumentar la velocidad del paquete diez veces de 10 Mbit/s a 100 Mbit/s. En 10BaseT, el tiempo entre tramas es de 9,6 microsegundos, mientras en 100BaseT es 0,96 microsegundos. Debido a que la capa MAC y el formato de trama son idénticos a los de 10BaseT y también se mantiene el control de errores de 10BaseT, los datos pueden intercambiarse entre Ethernet y Fast Ethernet sin necesidad de hacer uso de un protocolo de traducción. El MII es una nueva especificación que define una interfaz estándar entre la subcapa MAC y cualquiera de las tres capas físicas (100BaseTX, 100BaseT4 y 100BaseFX). El papel principal del MII es ayudar a la subcapa a hacer el uso del alto ratio de transferencia de bits y de los distintos tipos de medios de cableado, haciéndolos transparentes. Puesto que las señales eléctricas están claramente definidas, el MII puede implementarse interna o externamente en un dispositivo de la red. Lo común (a menudo es el caso con adaptadores de red o NIC) es internamente en un dispositivo de la red para conectar la capa de MAC directamente a la capa física La capa física es la responsable del transporte de los datos hacia dentro y fuera del dispositivo conectado, incluida la codificación/descodificación de los datos, la detección de portadora, detección de colisiones, y la interfaz eléctrica y mecánica con el medio conectado. Fast Ethernet puede funcionar en la misma variedad de medios que 10BaseT (los pares trenzados sin apantallar UTP, el par trenzado apantallado STP, y la fibra óptica, pero con una notable excepción ya que LA CAPA FÍSICA INTERFAZ DE COMUNICACIÓN INDEPENDIENTE El estándar permite una velocidad 100 veces superior a la de Ethernet. Ô BIT 137 ENE.-MAR. 73 2003Fast Ethernet no funciona con cable coaxial porque la industria ha dejado de usarlo para las nuevas instalaciones. – Los datos pueden moverse entre Ethernet y Fast Ethernet sin necesitar un protocolo de traducción. – Fast Ethernet usa las mismas aplicaciones y los mismos driversusados por Ethernet tradicional. – Fast Ethernet está basado en un esquema de cableado en estrella. Esta topología es más fiable y en ella es más fácil de detectar los problemas que en 10Base2 con una topología de bus. – En muchos casos, las instalaciones pueden actualizarse a 100BaseT sin reemplazar el cableado ya existente. Existen NICs que soportan ambos tipos de estándares 10/100 Mibt/s, con un precio relativamente bajo. – Si el cableado existente no se encuentra dentro de los estándares, puede haber un costo sustancial en el recableado. – Fast Ethernet puede ser más rápido que las necesidades de la estaciones individuales y más lento que las necesidades de la red entera. – La tecnología “no es escalable” más allá de 100 Mbit/s. Así que el próximo perfeccionamiento tecnológico puede requerir una inversión mayor. Las tendencias de mercado indican que Fast Ethernet se ha convertido en un estándar ampliamente aceptado y, en conclusión, se puede decir que Fast Ethernet es una tecnología que resuelve muchos problemas, pero que no es aplicable en todos los casos. La solución: Gigabit Ethernet y en el futuro 40 Gigabit Ethernet. Un nuevo estándar que empieza a tener una presencia relevante en el mercado es Gigabit Ethernet (1GbE), que con una velocidad de 1.000 Mbit/s queda por encima de las ofrecida hoy por ATM. El objetivo del IEEE Task Force es, al igual que pasó con Fast Ethernet, dejar totalmente inalteradas las especificaciones Ethernet no físicas, de manera que sea compatible con los estándares anteriores y sólo se necesite cambiar algunos elementos en las tarjetas de red, con lo que puede integrarse muy fácilmente en las redes existentes. El siguiente paso es 10 Gbit Ethernet (10 GbE), que ha nacido como el estándar IEEE 802.3ae en junio del año 2002 y que, por primera vez, un estándar de LAN define la interconectividad entre una LAN y una MAN o WAN SONET/SDH mediante tecnologías ópticas monomodo y multimodo, permitiendo cubrir distancias de hasta 40 km con 1.500 nm. En el caso de 10 GbE el mayor cambio es que se ha eliminado el protocolo de acceso al medio CSMA/ CD ya que se implementa tan sólo en dúplex, lo que significa que la detección de colisiones se halla inhabilitada. La base del protocolo Gigabit Ethernet (1000BaseT, o 1000BaseSX/LX) es el protocolo Ethernet, con un incremento de diez veces la velocidad de Fast Ethernet a 1.000 Mbit/s o 1 gigabit por segundo (Gbit/s), lo que permitiría soportar hasta 156.250 llamadas telefónicas simultáneamente. Este protocolo, que fue estandarizado en junio de 1998 sobre fibra (IEEE 802.3z y un año más tarde sobre cobre (IEE 802.3ab), promete ser un sistema dominante de alta velocidad en redes de área local y para ofrecer conectividad de servidores. Para incrementar la velocidad desde 100 Mbit/s a 1 Gbit/s, fue necesario hacer importantes cambios en la interfaz física, pero se decidió que Gigabit Ethernet sería idéntico a Ethernet desde la capa de enlace de datos hacia arriba. Los cambios involucrados en el paso se han resuelto incluyendo dos tecnologías juntas: IEEE 802.3 Ethernet y ANSI X3T11 FiberChannel. Emplea Láseres VCSELs (Vertical Cavity Surface Emitting Lasers), en lugar de LEDs, sobre fibra mono/multi-modo, que es la única vía para alcanzar esas velocidades. GbE sobre pares de cobre se emplea con cableado de al menos Categoría 5, pero para velocidades de 10 Gbit/s únicamente se contemplan interfaces sobre fibra monomodo y multimodo. Aplicando estas dos tecnologías, tenemos que el estándar puede tomar ventaja de la interfaz física de alta velocidad existente como lo es la tecnología de Fibrehannel manteniendo el formato de trama IEEE 802.3 Ethernet, compatibilidad subdesarrollada para medios ya instalados, y el uso de full- o half-duplex CSMA/CD. Este escenario ayuda a minimizar la complejidad tecnológica, resultando una tecnología estable, compatible con la base instalada y que puede ser desplegada rápidamente. Amplia información sobre estos estándares se tiene en http://www.10gea.org/Tech-whitepapers.htm GIGABIT ETHERNET DESVENTAJAS VENTAJAS lu Qué es ... BIT 137 ENE.-MAR. 74 2003 LONGITUD (METROS) 100 semidúplex/dúplex 100 semidúplex/dúplex 400 en semidúplex 2.000 en dúplex ESPECIFICACION DEL CABLE UTP categorías 3, 4 y 5, con cuatro pares UTP categoría 5, con dos pares STP Tipo 1, con dos pares Fibra multimodo 62,5/125 Con 2 segmentos (Tx/Rx) CAPA FISICA 100Base T4 100Base TX 100Base FX

LMDS (Local Multipoint Distribution Service) Ramón Jesús Millán Tejedor Ingeniero de Telecomunicación en Ericsson España El mundo de las telecomunicaciones a finales del siglo pasado, antes de la actual crisis financiera, estaba caracterizado por un vertiginoso desarrollo, sobre todo en lo que a comunicaciones de datos y celulares se refiere. Este crecimiento estaba siendo apoyado por la mayor competencia y la continua aparición de nuevas tecnologías. En concreto, la eliminación de los distintos monopolios en el mercado de telefonía local, la emergencia de nuevas tecnologías inalámbricas, el creciente interés en IP como una alternativa para proporcionar servicios multimedia al usuario final y el aumento en la demanda de nuevos servicios de telecomunicación orientados a voz y datos (tales como acceso rápido a Internet, interconexión de LAN, etc.), crearon nuevas oportunidades para los proveedores existentes y emergentes teniendo como base tecnologías muy distintas. En este contexto, aparece el servicio de distribución multipunto local o LMDS (Local Multipoint Distribution Service), cuyo origen se sitúa en 1986, como una prometedora tecnología de acceso inalámbrico de banda ancha, también conocida como bucle de abonado sin cable. Los sistemas LMDS utilizan ondas radioeléctricas de alta frecuencia, ofreciendo servicios multimedia y de difusión a los usuarios finales en unas distancias semejantes a las alcanzadas por las tecnologías de cable. Las razones de la importancia de la tecnología LMDS son, entre otras: la rápida instalación y puesta en servicio en comparación con tecnologías de cable; la posibilidad de integrar diversos tipos de tráfico, como voz digital, vídeo y datos; la alta velocidad de acceso a Internet, tanto en el sector residencial como en el empresarial; y la posibilidad de instalar una red de acceso de bajo coste, flexible, modular y fiable. ARQUITECTURA DE LMDS Por su mayor madurez tecnológica y sus superiores prestaciones técnicos, este artículo se centrará en la banda de frecuencia de 28 GHz. La banda de frecuencia utilizada marcará, entre otros aspectos, la cobertura y el ancho de banda de las células, por lo que es muy importante tenerlo en cuenta antes de adentrarnos en la arquitectura típica de una red de acceso LMDS. Los sistemas LMDS utilizan estaciones base distribuidas a lo largo de la región que se pretende cubrir, de forma que en torno a cada una de ellas se agrupa un cierto número de emplazamientos de usuario (hogares y oficinas), generando de esta manera una estructura de lu Qué es ... BIT 138 ABR.-MAY. 58 2003 El mercado de acceso de banda ancha estaba caracterizado por una durísima competencia entre el ADSL y el cable; no obstante, una nueva tecnología inalámbrica muy competitiva, conocida por LMDS, ha entrado en escena... LMDS (servicio de distribución multipunto local ) es una prometedora tecnología de acceso inalámbrico de banda ancha o bucle de abonado sin cable.áreas de servicio basadas en células. Cada célula tiene un radio de alrededor de 4 Km, pudiendo variar dentro de un entorno de 2-7 Km; es decir, la transmisión tiene lugar en distancias relativamente cortas. Las distintas estaciones base (también conocidas como hubs) están interconectadas entre sí, teniendo cada una de ellas capacidad para proporcionar servicios telefónicos y de datos a más de 80.000 clientes. La comunicación inalámbrica entre los emplazamientos de usuario y la correspondiente estación base, tiene lugar en los dos sentidos, a través de señales de alta frecuencia. En LMDS, cuando se establece una transmisión, esa comunicación no puede transferirse de una célula a otra como ocurre en la telefónica celular convencional. La distancia entre la estación base y el emplazamiento de usuario viene limitada precisamente por la elevada frecuencia de la señal y por la estructura punto-multipunto. En la Figura 1 se muestra un esquema de la arquitectura de LMDS, donde se distinguen los emplazamientos de usuario, las estaciones base que dan cobertura a un conjunto de emplazamientos de usuario, y los concentradores que agregan el tráfico procedente de las distintas estaciones y lo canalizan hacia una red troncal de datos. El emplazamiento de usuario, está formado por una serie de antenas de baja potencia ubicadas en un pequeño espacio en la parte superior de los edificios. El tamaño de las antenas, que pueden ser instaladas en menos de dos horas, es muy pequeño. Las señales recibidas en la banda de 28 GHz son trasladadas a una frecuencia intermedia compatible con los equipos del usuario y convertidas por la unidad de red en voz, vídeo y datos, distribuidos por todos los cables existentes en la planta del edificio. Cada antena recibe y envía el tráfico de los distintos abonados del sector multiplexándolo por división en el tiempo y lo transporta vía aire con una capacidad total de hasta 37,5 Mbps hacia la estación base. La estación base está constituida por la propia estación omnidireccional o sectorizada, situada sobre edificios o estructuras ya existentes. La antena sectorizada permite reutilizar frecuencias, posibilitando incrementar sensiblemente la capacidad global del sistema, y soportar un gran número de emplazamientos de usuario. El tráfico procedente de una o varias antenas, cada una de las cuales da cobertura a un sector, es concentrado en un bastidor radio, dirigiéndolo a la red en cuestión (RDSI, RTB, Internet, X.25, Frame Relay, ATM, etc.). Generalmente se utilizan interfaces ATM óptico SONET/SDH OC-3/STM-1 (a 155 Mbps). FUNDAMENTOS TECNOLÓGICOS La comunicación en LMDS se establece, como ya se ha indicado, mediante radiodifusión punto-multipunto, es decir, las señales viajan desde o hacia la estación central hacia o desde los diferentes puntos de recepción distribuidos por toda la zona de cobertura. La comunicación se puede establecer en los dos sentidos al mismo tiempo gracias a la tecnología digital. En concreto, LMDS utiliza modulación QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), que permite reducir las interferencias y aumentar la reutilización del espectro, alcanzado un ancho de banda cercano a 1 Gbps. En cuanto a protocolos, LMDS se presenta como un sistema neutro, pudiendo trabajarÔ BIT 138 ABR.-MAY. 59 2003 Figura 1. Arquitectura de LMDS. La comunicación se puede establecer en los dos sentidos al mismo tiempo gracias a la tecnología digital.en entornos ATM, TCP/IP, etc. La tecnología LMDS trabaja en el margen superior del espectro electromagnético, de los 22 a los 42 GHz dependiendo del país, siendo la banda Ka de 28 GHz (27,5-29,5 GHz) la más utilizada. La banda de 2,2-3,5 GHz es la utilizada por otra tecnología con una base tecnológica semejante a LMDS, denominada MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Service). Por lo general, a mayor frecuencia se tiene un menor alcance, un mayor ancho de banda, una mayor inmunidad a la lluvia y una mayor necesidad de visibilidad directa. Las frecuencias más elevadas del espectro electromagnético, han sido tradicionalmente utilizados por sectores especializados, como el sector espacial y el de defensa, debido principalmente a la complejidad y coste de los sistemas electrónicos involucrados, especialmente de los semiconductores. No obstante, los rápidos avances en la tecnología de semiconductores, han propiciado una considerable reducción de los costes y la posibilidad de utilizar estos componentes en el sector comercial. Las señales de alta frecuencia para comunicaciones terrestres presentan reflexiones cuando encuentran obstáculos (como árboles, edificios, etc.) en el camino de propagación, originando las denominadas zonas de sombra a las que no llega la señal; en cambio, las señales de baja frecuencia atraviesan fácilmente estos obstáculos. No obstante, la parte superior del espectro electromagnético ofrece importantes ventajas en términos de ancho de banda y de saturación. Para evitar la aparición de zonas de sobra en zonas urbanas, se utilizan estrategias basadas en el solapamiento de células y en la instalación de reflectores y amplificadores. Otro problema de las señales de alta frecuencia utilizadas en LMDS es la lluvia, debido a la pérdida de potencia en la señal por su transferencia a las moléculas de agua. Ésta limitación es resuelta, aumentando la potencia de transmisión cuando se detecta lluvia o reduciendo el tamaño de las células. TECNOLOGÍAS COMPETIDORAS Las tecnologías que compiten actualmente con el LMDS para aumentar el ancho de banda de los abonados domésticos y empresariales son el ADSL y los módems de cable. Como veremos, la calidad y capacidad ofrecida por LMDS es semejante a la ofrecida por el resto de tecnologías pero con la diferencia de que se comercializan con unos costes mucho más competitivos y son más rápidos y fáciles de implementar. El ADSL es una nueva tecnología que proporciona conexiones permanentes de paquetes conmutados, y un acceso asimétrico y de alta velocidad a través del par de cobre actualmente instalado y utilizado por la red telefónica básica tradicional o RTB. Con ADSL se pueden llegar a conseguir velocidades descendentes (de la central hasta el usuario) de 1,5 Mbps sobre distancias de 5-6 Km y de 9 Mbps para distancias de 3 Km. Las velocidades máximas descendentes (desde el usuario a la central), van de 16-640 Kbps, sobre los mismos tramos. En estos momentos, las velocidades máximas que pueden ser contratadas son de 2 Mbps descendentes y 300 Kbps ascendentes, bastante inferiores a los 8 Mbps simétricos que ya ofrecen comercialmente las operadoras de LMDS a cada abonado empresarial. El ADSL, tecnología elegida por el Ministerio de Fomento para traer la tarifa plana en el acceso a Internet a nuestro país, se compone de dos módems, uno en cada extremo de la línea telefónica; es decir, un módem digital en el emplazamiento del abonado en cuestión, y otro en la central del operador. Los tiempos de instalación y puesta en servicio son actualmente inferiores al mes, aunque más altos a los de LMDS. Por otro lado, el servicio en ADSL es asimétrico; algo que no es importante para el acceso a Internet pero sí, por ejemplo, para aplicaciones como la interconexión de LAN. Finalmente, de cara al operador, LMDS supone muchos menos costes en mantenimiento que ADSL. Los módems de cable necesitan de un tendido de cable nuevo o la modificación del existente, por lo cual su despliegue será mucho más caro, limitado a grandes capitales y muy lento. En LMDS en cambio, se puede ofrecer el servicio y generar ingresos mucho antes en todo el área de cobertura (de 6-18 meses frente a los 5-8 años para completar una red de cable). El cable es además un sistema compartido por todos los usuarios y, por lo tanto, el servicio se degrada cuando el tráfico y el número de abonados aumenta, pudiendo alcanzar velocidades descendentes de lu Qué es ... BIT 138 ABR.-MAY. 60 2003 Operador Operador Banda Web (en el 2003) (inicialmente en el 2000) (GHz) Basa Banda Ancha Alo 2000 3,5 www.basacom.com Broadnet Broadnet 26 https://www.broadnet.es Iberbanda FirstMark 3,5 www.iberbanda.es Jazztel Banda 26 26 www.jazztel.com Neo Sky Neo (Abranet) en 3,5 GHz 3,5 & 26 www.neo-sky.com Sky Point en 26 GHzhasta 30 Mbps y ascendentes de hasta 10 Mbps. Las velocidades que se suelen ofrecer al abonado dependen de la operadora, siendo generalmente de hasta 1 Mbps, bastante inferior a la ofrecida mediante LMDS. BENEFICIOS DE LMDS Como se ha señalado, la tecnología LMDS permite instalar redes rápidamente, ya que, por ejemplo, en el emplazamiento de las antenas es muy sencillo dado el pequeño tamaño de éstas y por la naturaleza inalámbrica de la comunicación; además los trámites administrativos previos a su instalación son muy sencillos. Por otro lado, las inversiones iniciales son bastantes más bajas que en otras tecnologías de acceso, aunque su introducción supone un cierto riesgo puesto que la inversión financiera tiene lugar antes de que se genere la masa de abonados. Por último, el operador de LMDS tiene muchos menos costes de reparaciones en planta exterior y mantenimiento, al no haber prácticamente equipamiento de red que mantener. La capacidad de LMDS para comunicar en ambos sentidos, así como su alto ancho de banda de forma simétrica, permite ofrecer servicios interactivos de banda ancha, tales como videoconferencia, vídeo bajo demanda, acceso a Internet de alta velocidad, interconexión de LAN, telefonía, etc. En un principio, el mercado idóneo para LMDS está en zonas urbanas de elevada densidad de población, en torno a los 12.000 hogares por Km2, donde el potencial de abonados dentro de cada célula aparece optimizado. En cuanto al perfil del abonado final, el sector de las pequeñas y medianas empresas es el receptor potencial más inmediato. ESTADO DEL LMDS EN ESPAÑA En marzo del 2000 el Ministerio de Fomento concedió seis licencias de telefonía inalámbrica o LMDS, tres en la banda de 26 GHz y tres en la de 3,5 GHz, que permitiría a las compañías adjudicatarias ofrecer servicios de banda ancha, romper con el monopolio de telefonía fija local de Telefónica y competir rápidamente con las operadoras de cable. Los grupos ganadores de las licencias fueron: Iberbanda (inicialmente denominada FirstMark), Neo (inicialmente denominada Abranet), y Basa (inicialmente denominada Banda Ancha Alo 2000) –en la banda de 3,5 GHz-; y Jazztel (inicialmente denominada Banda 26), Broadnet, y Sky Point –en la banda de 26 GHz-. Durante el 2002, Sky Point y Neo fusionaron sus actividades, pasando a denominarse Neo-Sky y convirtiéndose en la única operadora en las dos tecnologías simultáneamente. Entre los principales suministradores de equipos LMDS operando en nuestro país, están: Alcatel (de Iberbanda y Neo Sky), Ericsson (de BASA y Jazztel), Lucent (de Broadnet y Neo Sky), Nortel (de Iberbanda) y Siemens (de Iberbanda). De las dos bandas, la de 26 GHz es la que tiene un mayor potencial. Mientras que las frecuencias de 26 GHz ofrecen hasta 8 Mbps permitiendo transmitir imágenes de vídeo y televisión, las de 3,5 GHz con hasta 2 Mbps, no pasan de la voz y los datos. No obstante, la cobertura por antena puede llegar a los 15 Km en el caso de la banda de 3,5 GHz, frente a los 5 Km en la de 26 GHz. Por lo tanto, la banda de 26 GHz está más destinada al mercado de pequeñas y medianas empresas, despachos profesionales y grandes empresas; más rentables que el mercado residencial. Tras un período de despliegue de la tecnología cargado de varias incidencias (quiebra de operadoras, fusiones y adquisiciones varias, etc.), el año 2002 supuso el despegue definitivo de LMDS, tecnología cuya demanda crece mes a mes como demuestran los datos de la bolsa española de las telecomunicaciones Iber-X. En estos momentos, las operadoras de LMDS en España son las que ofrecen un menor coste por Mbps y, además, en un menor tiempo de puesta en servicio. El principal problema es que por el momento se han centrado únicamente en el sector empresarial; no obstante, esta tecnología será también utilizada para la migración durante los dos próximos años de alrededor de un 60% de las 254.249 líneas de telefonía rural de acceso celular o TRAC, tecnología radio que trabaja en la frecuencia de 900 MHz y tan obsoleta que no permite la transmisión de datos y, por lo tanto, tampoco el acceso a Internet. BIT 138 ABR.-MAY. 61 2003 LMDS es semejante al resto de las tecnologías pero es más competitivo y sencillo de implementar.

Las actuales redes de telecomunicación se caracterizan por un constante incremento del número, complejidad y heterogeneidad de los recursos que las componen. Los principales problemas relacionados con la expansión de las redes son la gestión de su correcto funcionamiento día a día y la planificación estratégica de su crecimiento. De hecho, se estima que más del 70% del coste de una red corporativa está relacionado con su gestión y operación. Por ello, la gestión de red integrada, como conjunto de actividades dedicadas al control y vigilancia de recursos bajo el mismo sistema de gestión, se ha convertido en un aspecto de enorme importancia en el mundo de las telecomunicaciones. En efecto, la gestión de red se suele centralizar en un centro de gestión, donde se controla y vigila el correcto funcionamiento de todos los equipos integrados en las distintas redes de la empresa en cuestión. Para ello, el centro de gestión consta de una serie de métodos de gestión, de recursos humanos y de herramientas de apoyo. INTRODUCCIÓN A SNMP El protocolo de gestión de red simple o SNMP (Simple Network Management Protocol), es un protocolo de la capa de aplicación que facilita el intercambio de información de gestión entre dispositivos de red. Este protocolo es parte del conjunto de protocolos TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) y, por su amplia utilización en redes empresariales, es considerado el estándar de facto en detrimento del protocolo CMIP (Common Management Information Protocol) de la familia de protocolos OSI (Open Systems Interconnection), más utilizado en las grandes redes de las operadoras de telecomunicación. SNMP permite a los administradores: gestionar el rendimiento, encontrar y solucionar problemas, y planificar el crecimiento futuro de la red. Si bien SNMP se diseñó, en un principio, con el propósito de hacer posible supervisar de forma sencilla y resolver problemas, en routers y bridges; con su ampliación, este protocolo puede ser utilizado para supervisar y controlar: routers, switches, bridges, hubs, servidores y estaciones Windows y Unix, servidores de terminal, etc. El protocolo SNMP opera sobre varios protocolos de transporte, originalmente y habitualmente sobre UDP (User Datagram Protocol), aunque actualmente también soporta, OSI CLNS (ConnectionLess Network Service), AppleTalk DDP (Datagram- Delivery Protocol), y Novell IPX (Internet Packet Exchange). COMPONENTES BÁSICOS DE SNMP Los componentes básicos de una red gestionada con SNMP, son: los agentes, componentes software que se ejecutan en los dispositivos a gestionar; y los gestores, componentes software que se ejecutan en los sistemas de gestión de red. Un sistema puede operar exclusivamente SNMPv3 (Simple Network Management Protocol version 3) Ramón Jesús Millán Tejedor Ingeniero de Telecomunicación en Ericsson España lu Qué es ... Ô BIT 139 JUN.-JUL. 45 2003como gestor o como agente, o bien puede desempeñar ambas funciones simultáneamente. Por consiguiente, el protocolo SNMP tiene una arquitectura cliente servidor distribuida, como se ilustra en la Figura 1. La parte servidora de SNMP consiste en un software SNMP gestor, responsable del sondeo de los agentes SNMP para la obtención de información específica y del envío de peticiones a dichos agentes solicitando la modificación de un determinado valor relativo a su configuración. Es decir, son los elementos del sistema de gestión ubicados en la plataforma de gestión centralizada de red, que interaccionan con los operadores humanos y desencadenan las acciones necesarias para llevar a cabo las tareas por ellos invocadas o programadas. La parte cliente de SNMP consiste en un software SNMP agente y una base de datos con información de gestión o MIB. Los agentes SNMP reciben peticiones y reportan información a los gestores SNMP para la comunidad a la que pertenecen; siendo una comunidad, un dominio administrativo de agentes y gestores SNMP. Es decir, son los elementos del sistema de gestión ubicados en cada uno de los dispositivos a gestionar, e invocados por el gestor de la red. El principio de funcionamiento reside, por consiguiente, en el intercambio de información de gestión entre nodos gestores y nodos gestionados. Habitualmente, los agentes mantienen en cada dispositivo gestionado información acerca de su estado y su configuración. El gestor pide al agente, a través del protocolo SNMP, que realice determinadas operaciones con estos datos de gestión, gracias a las cuales podrá conocer el estado del recurso y podrá influir en su comportamiento. Cuando se produce alguna situación anómala en un recurso gestionado, los agentes, sin necesidad de ser invocados por el gestor, emiten los denominados eventos o notificaciones que son enviados a un gestor para que el sistema de gestión pueda actuar en consecuencia. El gestor SNMP puede lanzar cualquiera de estos tres comandos sobre un agente SNMP: – Get. Una petición por el valor específico de un objeto en la MIB del agente. Este comando es utilizado por el gestor para monitorizar los dispositivos a gestionar. – Get-next. Una petición por un valor en el siguiente objeto en la MIB del agente. Este comando es utilizado para obtener cada valor sucesivo en un subconjunto o rama de la MIB. – Set. Utilizado para cambiar el valor de un objeto en la MIB de un agente, en el caso de que el objeto tenga habilitada la lectura y escritura de su valor. Debido a la limitada seguridad de SNMP, la mayoría de los objetos de la MIB sólo tienen acceso de lectura. Este comando es utilizado por el gestor para controlar los dispositivos a gestionar. Por otro lado, un agente SNMP podría también mandar un mensaje a un gestor SNMP sin el envío previo de una solicitud por parte de éste. Este tipo de mensaje es conocido como Trap. Los Traps son generalmente enviados para reportar eventos, como por ejemplo el fallo repentino de una tarjeta del dispositivo gestionado. El protocolo SNMP debe tener en cuenta y ajustar posibles incompatibilidades entre los dispositivos a gestionar. Los diferentes ordenadores utilizan distintas técnicas de representación de los datos, lo cual puede comprometer la habilidad de SNMP para intercambiar información entre los dispositivos a gestionar. Para evitar este problema, SNMP utiliza un subconjunto de ASN.1 (Abstract Syntax Notation One) en la comunicación entre los diversos sistemas. La principal ventaja de SNMP para los programadores de herramientas de gestión de red, es su sencillez frente a la complejidad inherente a CMIP. De cara al usuario de dichas herramientas, CMIP resuelve la mayor parte de las muchas limitaciones de SNMP, pero por contra, consume mayores recursos (alrededor de 10 veces más que SNMP), por lo cual es poco utilizado en las redes de telecomunicación empresariales. Puesto que la consulta sistemática de los gestores, es más habitual que la emisión espontánea de datos por parte de los agentes cuando surgen problemas, SNMP es un protocolo que consume un considerable ancho de banda, lo cual limita su utilización en entornos de red muy extendidos. Esto es una desventaja de SNMP respecto a Figura 1: Esquema de una red gestionada con SNMP. lu Qué es ... BIT 139 JUN.-JUL. 46 2003CMIP, que puesto que trabaja en modo conectado en vez de mediante sondeo secuencial, permite optimizar el tráfico. SNMP, en su versión original, tampoco permite transferir eficientemente grandes cantidades de datos. No obstante, la limitación más importante de SNMP es que carece de autentificación, lo cual supone una alta vulnerabilidad a varias cuestiones de seguridad, como por ejemplo: modificación de información, alteración de la secuencia de mensajes, enmascaramiento de la entidad emisora, etc. En su versión original, cada gestor y agente es configurado con un nombre de comunidad, que es una cadena de texto plano. Los nombres de comunidad, enviados junto a cada comando lanzado por el gestor, sirven como un débil mecanismo de autentificación, ya que puesto que el mensaje no está cifrado, es muy sencillo que un intruso determine cual es dicho nombre capturando los mensajes enviados a través de la red. Cuando un agente SNMP captura una petición SNMP, primero comprueba que la petición que le llega es para la comunidad a la cual pertenece. Solamente en el caso de que el agente pertenezca a dicha comunidad, o bien consulta en la MIB el valor del objeto solicitado y envía una respuesta al gestor SNMP con dicho valor en el caso de un comando Get, o bien cambia el valor en el caso de un comando Set. CMIP, por trabajar en modo conectado, ofrece una mayor seguridad que SNMP. Finalmente señalar que, como hemos visto, SNMP sólo define el protocolo para el intercambio de información de gestión entre el gestor y el agente y el formato para representar la información de gestión o MIB. Por ello, para facilitar la gestión de red, es conveniente adquirir un gestor de red gráfico multifabricante basado en SNMP, utilizando plataformas comerciales como: Open- View de Hewlett Packard (que es el producto más representativo con más de un 40% de cuota de mercado), SunNet de Sun Microsystems, NetView de IBM, etc. Muchas veces, estas plataformas multifrabricante, suelen convivir con otras plataformas de gestión de red monofabricante, con el fin de aprovechar al máximo los desarrollos propios y particulares de cada proveedor. LA MIB Una MIB (Management Information Base) es una base de datos jerárquica de objetos y sus valores, almacenados en un agente SNMP. En la Figura 2, se ilustra la estructura en árbol de la MIB. Cada MIB individual es un subárbol de la estructura total de MIB definida por la ISO (International Standards Organization). La RFC 1156, llamada MIB-I, especifica ciertas informaciones de primer nivel. La RFC 1158, llamada MIB-II, es más exhaustiva. Sin embargo, como estas especificaciones no permiten describir, con la precisión requerida, todo tipo de agentes, los fabricantes de hardware y programadores de software están desarrollando MIB propietarias. De esta forma, una organización puede tener autoridad sobre los objetos y ramas de una MIB. Generalmente, los objetos de la MIB son referenciados por un identificador. Por ejemplo, el objeto Internet, se referencia por 1.3.6.1, o bien iso-ccitt.identified-organization. dod.internet. MEJORAS DE SNMPV3 Existen tres versiones de SNMP: SNMP versión 1 (SNMPv1), SNMP versión 2 (SNMPv2) y SNMP versión 3 (SNMPv3). SNMPv1 constituye la primera definición e implementación del protocolo SNMP, estando descrito en las RFC 1155, 1157 y 1212 del IETF (Internet Engineering Task Force). El vertiginoso crecimiento de SNMP desde su aparición en 1988, puso pronto en evidencia sus debilidades, principalmente su imposibilidad de especificar de una forma sencilla la transferencia de grandes bloques de datos y la ausencia de mecanismos de seguridad; debilidades que tratarían de ser subsanadas en las posteriores definiciones del protocolo. SNMPv2 apareció en 1993, estando definido en las RFC 1441-1452. SNMPv1 y SNMPv2 tienen muchas características en común, siendo la principal mejora la introducción de tres nuevas operaciones de protocolo: GetBulk para que el gestor re- Figura 2: Estructura en árbol de la MIB. Ô BIT 139 JUN.-JUL. 47 2003cupere de una forma eficiente grandes bloques de datos, tales como las columnas de una tabla; Inform para que un agente envíe información espontánea al gestor y reciba una confirmación; y Report para que el agente envíe de forma espontánea excepciones y errores de protocolo. SNMPv2 también incorpora un conjunto mayor de códigos de error y más colecciones de datos. En 1995 apareció una revisión de SNMPv2, denominada SNMPv2c y descrita en las RFC 1901-1910, añadiendo como mejoras una configuración más sencilla y una mayor modularidad; pero manteniendo el sencillo e inseguro mecanismo de autentificación de SNMPv1 y SNMPv2 basado en la correspondencia del denominado nombre de comunidad. La nueva y última versión de SNMP, SNMPv3, refuerza las prestaciones de seguridad, incluyendo autentificación, privacidad y control de acceso; y de administración de protocolo, con una mayor modularidad y la posibilidad de configuración remota. SNMPv3 apareció en 1997, estando descrito en las RFC 1902-1908 y 2271-2275. Cabe destacar que SNMPv3 no se trata de un estándar que reemplaza a SNMPv1 y/o SNMPv2, sino que define una serie de capacidades adicionales de seguridad y administración a ser utilizadas en conjunción con SNMPv2 (preferiblemente) o SNMPv1. Estas mejoras harán que SNMP se constituya en un protocolo de gestión susceptible de ser utilizado con altas prestaciones en todo tipo de redes, desplazando a medio plazo a CMIP como estándar de gestión de las grandes redes de las operadoras de telecomunicación. El modelo de seguridad basado en usuario o USM (User-Based Security Model) proporciona los servicios de autentificación y privacidad en SNMPv3. El mecanismo de autentificación en USM asegura que un mensaje recibido fue, de hecho, trasmitido por la entidad indicada en el campo correspondiente a la fuente en la cabecera del mensaje; y además, que el mensaje no fue alterado durante su tránsito y que no fue artificialmente retardado o repetido. Para conseguir la autentificación, el gestor y el agente que desean comunicarse deben compartir la misma clave de autentificación secreta configurada previamente fuera de SNMPv3 (no es almacenada en la MIB y no es accesible mediante SNMP). El protocolo de autentificación utilizado puede ser el HMAC-MD5-96 o el HMAC-SHA- 96. Para asegurarse de que los mensajes llegan dentro de una ventana temporal razonable que descarte el posible retardo de mensajes y el ataque mediante mensajes repetidos, se utilizan mecanismos de sincronización entre emisor y receptor y el chequeo de la ventana temporal constituida por el momento de emisión del mensaje y su momento de recepción. Por otro lado, la facilidad de privacidad de USM posibilita a los gestores y a los agentes encriptar mensajes para prevenir que sean analizados por intrusos. De nuevo, el gestor y el agente deben compartir una clave secreta configurada previamente. El algoritmo de encriptación utilizado es el CBC (Cipher Block Chaining) de DES (Data Encryption Standard), conocido también por DES-56. El modelo de control de acceso basado en vistas o VCAM (Views- Based Access Control Model) permite proporcionar diferentes niveles de acceso a las MIB de los agentes para los distintos gestores en SNMPv3. Un agente puede, de este modo, restringir el acceso de ciertos gestores a parte de su MIB o bien limitar las operaciones susceptibles de realizar por ciertos gestores sobre una parte de su MIB. La política de control de acceso a ser utilizada por el agente para cada gestor debe estar configurada previamente; consistiendo básicamente en una tabla que detalla los privilegios de acceso para los distintos gestores autorizados. Mientras que la autentificación es realizada por usuario, el control de acceso es realizado por grupos, donde un grupo podría ser un conjunto de usuarios. Finalmente, y para los lectores que deseen conocer conocer en más profundidad este importante protocolo de gestión de red, se recomienda la dirección de Internet http://www.snmplink.org/; que ofrece gratuitamente una gran cantidad de información y utilidades relacionadas con SNMPv3. lu Qué es ... BIT 139 JUN.-JUL. 48 2003

En España, la televisión nació en el año 1952 con la creación del ente público de Radio Televisión Española. La primera emisión se produjo el 28 de Octubre del año 1956. En el año 1989 se liberaliza el sector de la televisión con la Ley de la Televisión Privada. En el Plan Técnico Nacional de la Televisión Digital Terrenal, aprobado en el año 1998, se determina que la televisión analógica dejará de emitir en el año 2012. Los primeros sistemas de TV analógica utilizaban muy pocas líneas (baja definición) y además, eran distintos para cada país. Estos sistemas eran incompatibles entre sí, algo que no importaba entonces. Hoy en día, en Europa y algunas otras partes del mundo se utiliza el sistema de TV llamado PAL (Phase Alternate Line), compuesto por 625 líneas y 25 imágenes completas por segundo que proporcionan una alta definición, ya que al transmitir cada fotograma (cuadro) como dos imágenes entrelazadas (campos), se ven 50 imágenes por segundo. En Estados Unidos, sin embargo, las emisoras y los fabricantes de receptores adoptaron la norma NTSC (National Television System Commitee) de 525 líneas horizontales por fotograma y una frecuencia de 30 fotogramas por segundo, la mitad del ciclo de la corriente eléctrica, que es de 60 Hz, lo que disminuye el parpadeo de la imagen. El sistema francés SECAM (Sistema Electrónico de Color con Memoria) tiene 625 líneas con 25 fotogramas por segundo. Según se incrementa el número de líneas y elementos se obtienen imágenes de televisión más nítidas. Históricamente la televisión era un elemento analógico. Actualmente la transmisión de la mayor parte de los canales públicos de televisión siguen usando transmisión analógica, pero con la aparición de la tecnología digital se está migrando paulatinamente hacia este tipo de transmisión. Para poder visualizar la televisión digital en un aparato analógico, se necesita un conversor. Los televisores nuevos, previsiblemente, llevarán incorporados este conversor. La transmisión de la señal se hace mediante broadcast, por lo que se envía desde un punto (pueden ser varios) para que sea recibido por todos aquellos interesados en esa señal. Debido a la naturaleza del servicio, se suele usar difusión por radio, ya que el aire es un medio barato que no requiere infraestructuras costosas. La transmisión vía radio se hace mediante una antena omnidireccional desde el origen de la señal de transmisión. Para evitar la pérdida de potencia de la señal a causa de la distancia o la orografía del terreno, se ponen repetidores de señal. Tanto la televisión analógica como la digital transmiten los canales con un ancho de banda de 8Mhz. Una de las principales diferencias entre la transmisión analógica y la digital es que en la digital se pueden poner regeneradores de se- Modelos de televisión Julio Alba Consultor / Director de Proyectos [email protected] lu Qué es ... Ô BIT 140 AGO.-SEP. 81 2003ñal además de repetidores, con lo que la tasa de error en el receptor final será menor en el caso de transmisión digital que en la analógica. Este empuje de la televisión digital sobre la analógica se debe a una serie de ventajas: – Menor consumo de frecuencias. – Recepción portátil y en movimiento con mejor calidad. – Menor potencia de transmisión. – Permite varios programas y servicios multimedia en cada canal radioeléctrico. – La señal digital es mucho más robusta que la analógica (menos sensible a ruido, interferencias, permite regeneración de la señal, etc). – Permite mayor resolución en la pantalla. – Permite diferentes relaciones de aspecto 4:3 o 16:9. – Se puede enviar sonido multicanal, pudiéndose conseguir efectos de sonido (envolvente, etc) o la transmisión de múltiples idiomas. – Permite que el televisor se convierta en un elemento interactivo, pudiéndose recibir servicios de internet y dar servicios multimedia interactivos. Las normas para la Televisión Digital han sido desarrolladas por el proyecto DVB (www.dvb.org) y son aplicables a todas las formas de difusión: satélite, cable, terrestre, etc. La Televisión Digital Terrestre (TDT) es la evolución a digital de la actual televisión analógica. La antena receptora es la misma para ambas tecnologías. Si se pasa a digital una imagen de televisión analógica, se podrá comprobar que la tasa binaria que el ancho de banda necesario para transmitir TV digital es muy grande: – Formato convencional 4:3 ÔUna imagen digital de televisión está formada por 720x576 puntos (pixels), con lo que almacenar una imagen requiere 1Mbyte y transmitirlas durante un segundo requiere 170Mbps. – Formato panorámico 16:9 Ô La imagen tiene 960x576 puntos y requiere un 30% más de capacidad (imagen 1,3Mbyte y un segundo de imágenes 221Mbps). – El formato de alta definición (HDTV) Ô Contiene 1920x1080 puntos, con lo que una imagen ocupa 4Mbyte y la trasmisión durante un segundo requiere 1Gbps. El receptor final de la imagen es el ojo humano y para que éste reciba correctamente una imagen necesita menos información de la que hay contenida en una imagen completa. Para evitar por tanto este gran consumo de ancho de banda, al pasar la imagen a digital, ésta se comprime. La compresión de la imagen puede ser temporal o espacial. – Compresión espacial Ô Se comprimen los datos a transmitir con técnicas similares a las usadas en la compresión de imágenes en ordenadores. – Compresión temporal ÔLa televisión transmite 25 imágenes por segundo, con lo que las diferencias entre dos imágenes consecutivas son relativamente pocas. Lo que se hace es identificas las partes comunes y no repetir la transmisión de estas, ahorrando de esta forma ancho de banda. El método de compresión para la televisión digital terrestre es MPEG2. Además de la TDT, la televisión digital se puede transmitir por diferentes medios de transmisión: SDH, PDH, satélite, redes ópticas o ATM. Lo más normal es que finalmente se use una combinación de estas. El decodificador de canal digital que hay que poner en casa del usuario recibe el nombre de Set- Top-Box (STB). Éste equipo permite decodificar la señal digital y en el caso de ciertos servicios como “pago por visión”, en los que la transmisión va encriptada, también permite desencriptar la señal para hacerla visible. El STB también es un elemento fundamental para el caso de la televisión interactiva. Para este tipo de televisión, es necesario definir un canal de retorno por el que el usuario final comunica sus opciones al emisor de la información. Actualmente esta comunicación se hace vía módem, pero en un futuro podría evolucionar hacia el uso de otras tecnologías por parte del usuario final. El modelo de televisión HDTV – High Definition TV estuvo a punto de ser el primer estándar mundialmente aceptado a finales de los años 80, pero en el proceso de estandarización surgieron diferencias y no se completó el proceso. La creación de este tipo de televisión buscaba igualar el nivel de calidad de una cinta de cine de 35 mm. Existen dos modelos de HDTV: – El primero de ellos tiene 1.080 líneas activas con 1.920 píxeles cuadrados por área y con un barrido de 59.94 y 60 cuadrados por segundo. – El segundo modelo tiene 720 líneas activas con 1.280 píxeles y con el mismo barrido que el primer modelo. lu Qué es ... BIT 140 AGO.-SEP. 82 2003Se enviarían entre 24 y 30 imágenes por segundo. Otras características importantes son: – Codificación MPEG-2. – Audio Dolby-Digital (AC-3). – Relación de aspecto 16:9. – Uso de un canal estrecho de 6 MHz. En el caso de la Televisión por satélite o por cable, se tiene el mismo modelo que con la televisión digital convencional. La única diferencia radica en que en la televisión satelital la transmisión de la información se hace a través de un satélite, lo que puede hacer necesaria una antena parabólica para su recepción. En el caso del cable la transmisión no es aérea, sino que la información llega directamente al Set-Top-Box por un cable (normalmente coaxial). Como conclusión, se podría decir que la televisión digital ha nacido ante la necesidad de suministrar una mayor cantidad de servicios a través de este medio de comunicación. La televisión hoy en día es el “mass media” de mayor difusión y por tanto con una capacidad y fuerza divulgativa extremadamente importante. Se quiere aprovechar por tanto la importancia de este medio para que el espectador pueda recibir otros servicios que puedan ser de su interés. Además de los intereses de mercado, existen una serie de intereses tecnológicos. Gracias a la implantación de la tecnología digital, se consigue enviar 5 canales donde antes sólo se enviaba uno y se puede enviar el sonido de tal forma que se pueda recibir y escuchar con efectos envolventes o incluso en varios idiomas. GLOSARIO DE ACRÓNIMOS: – ATM: Asyncrhonous Transfer Mode. – DVB: Digital Video Broadband. Proyecto que genera los estándares para la televisión digital. – HDTV: High Definition Televisión. Televisión de alta definición. Es un estándar que pretende conseguir que la calidad de la televisión sea similar a la del cine de 35 mm. – Mbps: Mega Bit por Segundo. Medida de velocidad para la transmisión de datos en formato digital. – MPEG: Moving Picture Experts Group. Estándar de codificación para la televisión digital. – PDH: Jerarquía Digital Plesiócrona. Estándar de transmisión de datos digitales en el que el reloj de transmisión no es síncrono. Esta tecnología está siendo sustituida por SDH. – SDH: Jerarquía Digital Síncrona. Estándar europeo de transmisión de datos digitales. Se caracteriza porque el reloj de transmisión es síncrono entre los elementos pertenecientes a la red. – STP: Set-Top-Box. Elemento que convierte la señal digital a analógica para enviarla hacia el televisor. También puede realizar funciones de desencriptación y de gestión para la televisión interactiva. – TDT: Televisión Digital Terrestre. Modelo de televisión digital con transmisión terrestre. Este sistema es muy similar al analógico, pero la señal se transmite en formato digital. – TV: Televisión.