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El sistema Galileo Félix Pérez Martínez Director del Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones E.T.S.I. Telecomunicación Universidad Politécnica de Madrid Los sistemas de navegación por satélite (en adelante SNS) permiten la navegación y el posicionado de receptores instalados en plataformas fijas y móviles, situados en cualquier punto de la superficie terrestre, con precisiones de unos metros (inferiores al centímetro en aplicaciones de posicionado relativo) y en cualquier condición meteorológica. Su principio de funcionamiento es conceptualmente muy simple pero su implementación tecnológica es extraordinariamente compleja. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO En efecto, a partir de las medida de la distancia entre un satélite y un receptor o de la variación de la misma con el tiempo, y conocida la posición del primero, se puede establecer una superficie en la que está situado el receptor, denominada superficie de posición: una esfera y un hiperboloide respectivamente. Tras realizar medidas a varios satélites se determina la posición calculando la intersección de las superficies obtenidas. Las distancias pueden obtenerse del tiempo que tarda la señal en alcanzar al receptor o del desfasaje que sufre una portadora, y su variación con el tiempo por del desplazamiento Doppler que sufre esta misma portadora. Para que el sistema pueda ser utilizado por móviles de alta dinámica (aeronaves) es preciso que el receptor “vea” simultáneamente al menos cuatro satélites lo que obliga a disponer de una constelación de satélites muy numerosa. La dificultades provienen de que una elevada precisión en la localización del receptor requiere un conocimiento muy exacto de la posición de los satélites, una precisión muy alta en la medida de los retardos temporales y la corrección de los efectos de la ionosfera y troposfera que afectan a la velocidad de propagación de las señales trasmitidas por los satélites. Ello se traduce en la necesidad de: – Disponer de un conjunto de estaciones monitoras, distribuidas a lo largo de la superficie terrestre, que analizan las señales que reciben de los satélites y proporcionan los datos que permiten establecer los parámetros (efemérides) que utilizarán los receptores (una vez que les son transmitidos desde una estación de control) para determinar la posición de los satélites en cada instante. – Sincronizar las señales transmitidas por los satélites mediante un conjunto de relojes atómicos (situados en tierra y en los satélites), relojes cuya deriva con el tiempo debe ser medida y transmitida a los receptores. – Realizar las medidas a dos frecuencias para corregir el efecto de la ionosfera e, incluso, disponer de una estación receptora local - cuya posición es conocida - que permite establecer los errores asociados a la propagación y otros efectos adicionales, para retransmitírselos a los usuarios de la zona, en muchos casos, mediante satélites geoestacionarios. CONSTITUCIÓN DEL SISTEMA GALILEO Como todo SNS, el sistema Galileo, cuya descripción puede encontrarse en http://www.esa.int/esa- NA/galileo.html, consta de tres partes o segmentos: – Segmento espacial. Son los satélites, encargados de generar y transmitir las “señales de navegación”. El sistema Galileo dispondrá de una constelación de 27 satélites operativos y tres de reserva, todos ubicados en tres órbitas circulares medias (órbitas MEO) a una altitud de 23.222 km y con una inclinación de 56º con el ecuador. También se utilizarán satélites geoestacionarios para suministrar algunos servicios orientados a las aplicaciones más críticas o de mayor calidad. Estos satélites, además de permitir definir superficies de posición adicionales, permiten enviar señales de integridad (informan a los receptores del correcto funcionamiento del sistema) y transmiten señales para corregir los errores del sistema. Cada satélite transmite cuatro portadoras moduladas por códigos seudoaleatorios e incorpora cuatro relojes atómicos, dos basados en un estándar de frecuencia atómico de Rubidio y otros dos utilizando un máser de Hidrógeno. Las derivas a largo plazo de estos relojes serán corregidos por relojes atómicos de Cesio situados en tierra que sincronizarán todo el sistema y proporcionará a los usuarios el denominado “Tiempo del Sistema Galileo” que podrá ser utilizado en numerosas aplicaciones (las mismas que se resuelven actualmente con el “Tiempo GPS”, pero con mayor calidad). – Segmento de control. Es el corazón y el cerebro del sistema. Incluye el MCC (Mission Control Centres), el ICC (Integrity Control Centres), el OSS (Orbitography and Synchronisation Stations y el RIMS (Ranging and Integrity Monitoring Stations). El MCC realiza, entre otras, las siguientes tareas: generar todos los parámetros de referencia a ser usados por el sistema (tiempo y parámetros de sincronización), monitorización, validación y control de las otras partes del segmento; archivo de datos; evaluación y monitorización del funcionamiento del sistema y la administración del sistema de navegación de Galileo. El ICC monitoriza y valida las señales de los satélites, usando datos de las estaciones de control y medición (tales como el RIMS y OSS). El OSS forma una red global de estaciones que suministran los datos que permiten el cálculo a bordo de las efemérides (posiciones orbitales de los satélites) y parámetros para sincronizar los relojes de los satélites con el tiempo de Galileo. Los RIMS son estaciones remotas que analizan los datos de las señales en el espacio. – Segmento de usuarios. El segmento del usuario está formado por los receptores capaces de sintonizar la señal emitida por los satélites, decodificar el mensaje de navegación, medir los tiempos de retardo y/o diferencias de fase y realizar los cálculos precisos para extraer los datos requeridos. Asimismo, suelen incorporar otras funciones tales como ayuda a la navegación, almacenamiento de datos, presentación sofisticada integrando sistemas GIS, etc. En muchos caso serán capaces de procesar las señales de los satélites de otros sistemas como el EGNOS, GPS y GLONASS. Es importante señalar que la mayor parte de los servicios de valor añadido, y por tanto una parte significativa del mercado, se configurarán utilizando las señales disponibles de forma externa al operador del sistema. En otras palabras, es en el segmento de usuario donde, utilizando chip-set y plataformas comerciales de bajo coste, se implementarán equipos con mucha inteligencia que, conectados a otros equipos y sistemas de telecomunicación, producción, trasporte etc., resolverán problemas específicos y supondrán una gran actividad con las consiguientes oportunidades de negocio. SERVICIOS SUMINISTRADOS A diferencia del actual sistema GPS, el Galileo esta concebido para aplicaciones civiles, a partir de las cuales debe financiarse su operación. Por ello una parte muy significativa del esfuerzo a realizar estará orientado a la implementación de numerosos servicios de pago. Se han definido ya tres tipos de servicios: – Servicio con acceso abierto: servicio básico gratuito y abierto para todo el público. – Servicio con acceso controlado de nivel 1 (SAC 1): servicio con pago de tarifa con acceso controlado para aplicaciones comerciales y aplicaciones profesionales que necesitan niveles de calidad superior y una garantía de servicio. – Servicio con acceso controlado de nivel 2 (SAC 2): servicio con pago de tarifa con acceso controlado para aplicaciones de alta seguridad las cuales no deberán sufrir cualquier interrupción o distorsión por razones de seguridad. UNA GRAN OPORTUNIDAD PARA EL SECTOR DE LAS TIC Dentro de unos meses se pondrá en órbita el primer satélite, denominado “Galileo System Test Bed” (GSTB) con el que se validarán las tecnologías más críticas del proyecto. Posteriormente, se lanzarán cuatro satélites para validar el segmento terreno. Para finales del 2008 está previsto que el sistema sea declarado operacional y comience el despliegue de los servicios. El éxito del sistema GPS que, a pesar de sus limitaciones técnicas y políticas se ha convertido en un elemento imprescindible para la operación de numerosos sistemas, permite predecir que el despliegue del sistema Galileo – junto con los nuevos desarrollos del sistema GPS– revolucionarán las actividades en sectores tan diversos como el trasporte, seguridad, construcción, medioambiente, ocio, administraciones públicas, investigación científica, telecomunicaciones y un largo etc. Todo ello no es sino una gran oportunidad para el sector de las TICs. Dentro de pocos años, mas de setenta satélites estarán emitiendo sus señales de navegación, que podrán ser detectadas con un conjunto amplio y barato de componentes. Quienes, aportando imaginación e inteligencia, sean capaces de generar nuevos equipos y servicios de calidad a precios que los hagan interesantes para los miles de millones de potenciales usuarios, aprovecharán una de esas oportunidades que, de vez en cuando, la tecnología pone en nuestras manos.

La tecnología GRID puede ser una nueva revolución en Internet Carlos J. Martínez Ingeniero de Telecomunicación La GRID suscita una gran expectación porque su futuro, aunque todavía incierto, tiene un potencial revolucionario. No es un tema concerniente únicamente a la informática ni las telecomunicaciones, esta última básica en las redes de transporte, sino a científicos de todas las areas y cada vez más al mundo de la economía y empresa. En la década de los 90 la aparición de la Web de intercambio de contenidos e información disparó el uso masivo de la Internet. El siguiente paso en el desarrollo de Internet puede estar ya viniendo de la mano de las tecnologías de "Malla", "Rejilla", o "Grid computing". La Grid, que permite no sólo la comunicación y almacenamiento sino el procesamiento de información distribuida alrededor del mundo, puede llevar a un cambio radical en la colaboración de sistemas conectados a Internet. LA GRID "VIRTUALIZA" LOS RECURSOS INFORMÁTICOS USANDO ESTÁNDARES ABIERTOS La investigación científica actual no se concibe sin el uso masivo de ordenadores, en este entorno aparecieron las primeras iniciativas GRID o modelo para resolver problemas de computación utilizando gran número de ordenadores interconectados en una infraestructura de telecomunicaciones distribuida. Al igual que la Web nos permitió acceder a la información desde cualquier sitio en cualquier momento, la Grid puede poner la capacidad de proceso que se necesite a disposición de usuarios de Internet. Aun considerada en estado prototipo, la tecnología se empieza a aplicar ya a entornos de negocios. Definición, según los principales actores. El Dr. Ian Foster, codirector de una de las primeras iniciativas mundiales (GriPhyN, Grid Physics Network US), nos clasifica una Grid como un sistema que: 1) ...coordina recursos no sujetos a control centralizado, 2) ...usa protocolos e interfaces estándar, abiertos, y de propósito general, y 3) ...provee una calidad de servicio significativa. Para el CERN (Centro Europeo Investigación Nuclear), el mayor usuario y promotor de la evolución del modelo en Europa, la Grid es "un servicio para compartir potencia de calculo y capacidad de almacenamiento de datos vía Internet". La Grid conecta grupos de ordenadores, unidades de almacenamiento, dispositivos y redes, permitiendo a los centros de investigación, y empresas, asignar dinámicamente recursos según las necesidades del negocio. Al igual que la infraestructura física suministro energía electrica, la Grid es parte de una ciber-infraestructura que incluye las tecnologías distribuidas de información y comunicación. La evolución de las redes de información es continua. A finales de los 70 la conexión de los dos primeros ordenadores hace realidad el sueño del mundo académico de compartir información y nace Internet. A mediados de los 90, el hipertexto para enlazar millones de documentos construyó la World Wide Web. Con el milenio se usan las "farms" o granjas de nodos en Intranets, mientras en Internet ideas Peer-to-peer como Gnutela o Limeware comparten datos entre personas a nivel mundial. El siguiente paso ha comenzado ya, con la unión de ordenadores que comparten ciclos de procesamiento no usados. El caso mas popular es la red SETI@ Home, iniciada en California (Mt.View y Berkeley) en 1999, que en la actualidad une PCs de usuarios de todo el mundo para analizar recepciones de radio del espacio en búsqueda de patrones particulares. Las primeras experiencias vienen de la mano de las necesidades de investigación de Físicas de Altas Energías en EE.UU. y Europa. CON LA EVOLUCIÓN DE MOORE DE PROCESADORES VS. REDES, LA UNIÓN DE PEQUEÑOS SUPERA A GRANDES SERVIDORES Según la ley de Moore y estadísticas vemos que la potencia de un procesador se dobla cada 18 meses, la capacidad de almacenamiento se dobla cada 12 meses, y el ancho de banda de red se dobla cada 9 meses. La evolución que se espera entre 2001 y 2010 es en Ordenadores: x 60 , y Redes: x 4000, con esta expectativa las soluciones GRID se presentan como una destacada tecnología de futuro. Si revisamos las características más importantes de estas formas de computación, podemos concluir que estas tecnologías son casos especiales de una nuevo paradigma de computación, la Grid. Se trata de un modelo de proceso distribuido que en poco tiempo puede revolucionar la computación de altas prestaciones y el uso de la Internet en general. PERMITE APROVECHAR EL GRAN NÚMERO DE ORDENADORES EN UNA INFRAESTRUCTURA DE TELECOMUNICACIONES DISTRIBUIDA Dados los problemas a resolver de: 1) potencia, 2) coste de adquisición y mantenimiento, y 3) desequilibrios de carga y utilización, aparecen tecnologías y modelos que permiten realizar cálculos masivos aprovechando al máximo los recursos distribuidos normalmente poco utilizados. La solución clásica conocida es la computación centralizada basada en servidor, tras ella aparecieron los cluster como una alternativa económica a la adquisición de un sistema multiprocesador. Mas tarde soluciones como Intranet Computing, que nace de la unión de recursos hardware distribuidos en una red de área local, seguidas de las lógicas evoluciones basadas en Internet Computing yen web, Computing Portal. Finalmente la Grid aparece como respuesta natural a la disponibilidad global de infraestructuras de telecomunicación y datos, un avance imposible sin la ingeniería de telecomunicaciones. Expectativas de Negocio. La Enterprise Grid Alliance (EGA, creada en California en abril 2004), une empresas e instituciones que participan en el desarrollo de estas tecnologías y modelos. Estas empresas se han dado cuenta de la importancia que tendrá a medio plazo ofrecer Grid a sus clientes, y quieren entrar cuanto antes en la etapa de explotación comercial. Existe una confusión con algunas empresas que ofrecen servicios tradicionales "cluster" o "computación bajo demanda" con el nombre de Grid, sin embargo ya existen ofertas comerciales que usan el software base Globus y crean autenticas Grid. Mediante la explotación de los rápidos avances en las tecnologías, las mallas empresariales y científicas permiten a las organizaciones de los sectores público y privado adaptar sus recursos de tecnología de la información a sus necesidades de negocio e investigación. LA HERRAMIENTA GLOBUS ES EL ESTÁNDAR DE FACTO PARA LA CAPA INTERMEDIA (MIDDLEWARE) Globus, componentes de la GRID. Es de destacar el resultado de un grupo de universidades e instituciones, desde NASA a Cisco, que han unido fuerzas en el Proyecto Globus, creando la herramienta Globus Toolkit, que permite compartir recursos localizados en diferentes dominios de administración, con diferentes políticas de seguridad y gestión de recursos. Con su homogenización de protocolos y utilidades Globus (versión GT4) se ha convertido en el estándar de facto para la capa intermedia (middleware) de la Grid. Globus tiene recursos para manejar: a) La gestión de recursos (Grid Resource Management Protocol - GRAM) b) Servicios de Información (Monitoring and Discovery Service – MDS, Gris Info Service – GRIS, Gris Index Info Service - GIIS) c) Gestión y Movimiento de Datos (Grid GridFTP, & Global Access to secondary Storage GASS). Experiencias principales. En el año 2000 los investigadores principales I. Foster y P. Avery, de las universidades de Chicago y Florida, llevan adelante el proyecto GriPhyN. Su objetivo es proporcionar la gran cantidad de proceso necesaria para los grandes proyectos de Investigación Física, especialmente pensando en una serie de experimentos internacionales para el estudio de partículas de altas energías. El proyecto esta terminando en este año 2005, con el nombre y fase actual, dejando tras de si una enorme experiencia en la tecnología GRID. En Europa, el proyecto EDG (European DataGrid) del quinto programa marco une redes dedicadas a la física de Partículas y de nuevo enfocada a la investigación de partículas del CERN. Este esfuerzo continua con EGEE (Enabling Grids for E-Science in Europe), puesto en marcha en Abril de 2004, y que permitirá compartir datos y procesadores equivalentes a 20.000 ordenadores y entre investigadores de 27 países. REFERENCIAS [1] Grid Café, learning about Grid , http://gridcafe.web.cern.ch/gridcafe [2] Southern California Earthquake Center with Globus, www.scec.org [3] GriPhyN, Comunicaciones de Paul Avery, University of Florida, -- www.GriPhyN.org [4] EGEE project site – www.egee.org [5] EGA www.gridalliance.org

Seguridad en Wi-Fi José Manuel Huidobro Las redes Wi-Fi, en concreto las materializadas en las empresas y en los hot spots, están tomando un gran protagonismo por las innumerables ventajas que aportan, pero también tienen algunos inconvenientes, el mayor de los cuales -que presentan todas las redes inalámbricas, incluidas las celulares- es su escasa seguridad (escuchas ilegales, acceso no autorizado, usurpación y suplantación de identidad, interferencias aleatorias, denegación de servicio, amenazas físicas, etc.), algo inherente a la utilización del aire como medio de transmisión ya que el canal aéreo tiene una posibilidad de acceso intrínsecamente más sencilla que el tradicional cable. Aunque el estándar IEEE 802.11, aprobado en 1999, para las WLAN contiene varias características de seguridad, tales como los modos de autenticación del sistema abierto y de clave compartida, el Identificador del Juego de Servicios (SSID/Service Set Identifier) y el Equivalente a Privacidad Cableada (WEP/Wired Equivalent Privacy), no son suficientes para aplicaciones empresariales y se implementa WPA (Wi-Fi Protected Access) a la espera de la aparición comercial de productos compatibles 802.11i que, desarrollado por el Grupo de Trabajo TGi del IEEE y aprobado a mediados de 2004, resuelve definitivamente sus deficiencias al implementar AES (Advanced Encryption Standard), un mecanismo extremadamente seguro aprobado por el NIST, que viene a ocupara el papel de 3DES con claves de 128, 192 o 256 bits, una solución válida tanto para redes punto a punto (ad-hoc) como con punto de acceso (AP), pero que consume mayores recursos. Cada una de estas características provee diferentes grados de seguridad que serán expuestos a continuación. También se aporta información de cómo las antenas se pueden utilizar para limitar y, en algunas circunstancias, darle forma a la propagación en el medio inalámbrico, contribuyendo así a mejorar la seguridad. A causa de estos problemas de seguridad, hay cierto recelo a desplegar redes Wi-Fi, especialmente en vista de la vulnerabilidad de las claves WEP que se utilizan para encriptar y desencriptar los datos transmitidos. En varios documentos y artículos de investigación se han resaltado las vulnerabilidades potenciales de las claves WEP estáticas. Además, los hackers tienen acceso en Internet a numerosas herramientas para descifrar claves WEP, que les permite monitorizar y analizar de forma pasiva paquetes de datos y después utilizar esta información para descifrar la clave. PROPAGACIÓN DE RF Antes de que se implemente cualquier otra medida de seguridad es importante considerar las implicaciones de la propagación de RF (Radio Frecuencia) por los puntos de acceso (AP) en una red inalámbrica. Escogidas de una forma inteligente, la combinación adecuada de transmisor/antena puede ser una herramienta efectiva que ayudará a limitar el acceso a la red inalámbrica al área única pretendida de cobertura. Escogidas de forma poco inteligente, pueden extender la red más allá del área pretendida hacia puntos fuera de todo control. Principalmente, las antenas se caracterizan por dos de sus parámetros: directividady ganancia. Las antenas omnidireccionales tienen un área de cobertura de 360 grados, mientras que las antenas direccionales limitan la cobertura a áreas mejor definidas. La ganancia de la antena típicamente se mide en dBi (dBi está definida en referencia a una antena teóricamente isotrópica con propagación perfectamente esférica) y está definida como el incremento de la potencia que la antena agrega a la señal RF. Debido a que los productos actuales 802.11 hacen uso de la banda de uso común que no necesita licencia ISM (Industrial, Scientific, and Medical) de 2,4 GHz y 5 GHz, están sujetas a las reglas promulgadas por la FCC en 1994 para uso de espectro distribuido. Estas reglas especifican que cualquier antena vendida con un producto debe ser probada y aprobada por un laboratorio homologado y. para evitar que los usuarios utilicen de forma incorrecta o ilegal antenas con productos 802.11, también se requiere que cualquier AP (Punto de Acceso) capaz de utilizar antenas removibles deberá utilizar conectores no estandarizados. En los Estados Unidos la FCC definió el máximo de PIRE (Potencia Efectiva Isotrópica Radiada) de una combinación transmisor/antena como 36 dBm (4W), donde PIRE = potencia del transmisor + ganancia de la antena - pérdida del cable. En España, esta potencia, según la UN- 85 de la CNAF, es de 20 dBm (100 mW), bastante menos. Esencialmente, esto significa que si la potencia del transmisor aumenta, la ganancia de la antena debe disminuir para permanecer por debajo del máximo legal de 36 dBm. Por ejemplo, un transmisor del 100 mW equivale a 20 dBm y éste transmisor combinado con una antena de 16 dBi produce un total de 36 dBm, que es el límite legal. Para incrementar la ganancia de la antena, estaríamos legalmente obligados a reducir la potencia del transmisor. En la práctica, la mayor parte de las combinaciones transmisor/antena que se venden juntas están por debajo del máximo permitido de 36 dBm. En todos los casos, el usuario deberá asegurarse de que esto es así. Las implicaciones de todo esto son que las combinaciones del poder del transmisor/ganancia de la antena están estrictamente reguladas y limitan el área que legalmente puede ser cubierta por un solo AP. Cuando se está diseñando una WLAN, es importante llevar a cabo un reconocimiento a fondo del lugar y considerar los patrones de propagación RF de las antenas que se vayan a usar y la potencia efectiva de la combinación transmisor/antena. También, como la banda ISM está esencialmente abierta para ser usada por cualquier persona sin necesidad de licencia, es importante considerar la posibilidad de la denegación de servicio (Denial Of Service) de otras fuentes benignas. DEFENSA EN ENTORNOS INALÁMBRICOS Lo mismo que en otras redes, la seguridad para las redes WLAN se concentra en el control y la privacidad de los accesos: un control de accesos fuerte impide a los usuarios no autorizados comunicarse a través de los AP (Access Points), que son los puntos finales que en la red Ethernet conectan a los clientes WLAN con la red. Por otra parte, la privacidad garantiza que sólo los usuarios a los que van destinados los datos transmitidos los comprendan. Así, la privacidad de los datos transmitidos sólo queda protegida cuando los datos son encriptados con una clave que sólo puede ser utilizada por el receptor al que están destinados esos datos. Por tanto, en cuanto a seguridad, las redes Wi-Fi incorporan dos servicios: de autenticación y privacidad. Autenticación:Los sistemas basados en 802.11 pueden operar como sistemas abiertos (inseguros), de forma que cualquier cliente inalámbrico (estación móvil con su ID) puede asociarse a un punto de acceso si la configuración lo permite, o como sistemas cerrados, que requieren autenticación por clave compartida. También, existen listas de control de acceso basadas en la dirección MAC (Media Access Control) exclusivas de los clientes, disponiendo los AP de una lista con todos los autorizados para rechazar a los que no lo están. Si se utiliza autenticación WEP, el punto de acceso queda configurado con una clave, de manera que sólo los clientes que intenten asociarse usándola puedan hacerlo. Privacidad: Por defecto los datos se envían sin utilizar ningún cifrado. Si se utiliza la opción WEP, los datos se encriptan (cifran) antes de ser enviados mediante el algoritmo RC4 (se genera un flujo de claves al cual se le aplica un OR exclusivo con el texto en claro para lograr el texto cifrado), con claves de 64 bits (débil) o 128 bits (fuerte) compartidas estáticas. Para realizar el cifrado se emplea la misma clave que se usa para la autenticación WEP. También se pueden utilizar otros mecanismos más potentes, entre los que se encuentra WPA o AES. SSID (SERVICE SET IDENTIFIER) El estándar Wi-Fi define un mecanismo por el cual se puede limitar el acceso: el SSID, que es un nombre de red que identifica el área cubierta por uno o más AP. Así, una estación inalámbrica que desee asociarse a un AP puede escuchar y escogerle basándose en su SSID, que se transmite periódicamente. El SSID puede utilizarse como una medida de seguridad configurando el AP para que no lo transmita. En este modo, la estación inalámbrica que desee asociarse con un AP debe tener ya configurado el SSID para ser el mismo que el del AP. Si los SSID son diferentes, las tramas administrativas enviadas al AP desde el estación inalámbrica serán rechazadas porque contienen un SSID incorrecto y la asociación no se llevará a cabo. Una estación inalámbrica puede disponer de varios SSID, para conectarse a distintas redes, en diferentes localizaciones. Desafortunadamente, debido a que las tramas de administración en las WLAN 802.11 siempre se envían de forma abierta, este modo de operación no provee seguridad adecuada. Un atacante fácilmente puede escuchar en el medio inalámbrico buscándolas y descubrir el SSID del AP. Muchas organizaciones confían en el SSID para obtener seguridad sin considerar sus limitaciones. Esto es, por lo menos parcialmente, responsable de la facilidad con la que las WLAN pueden ser atacadas. WEP (WIRED EQUIVALENT PRIVACY) Cuando el IEEE comenzó el desarrollo del estándar 802.11 para redes inalámbricas, era consciente de la vulnerabilidad de usar un medio de propagación radioeléctrico, por lo que incluyó un sencillo mecanismo para proteger la comunicación entre los dispositivos de los usuarios y los puntos de acceso, al que denominó WEP, que con el paso del tiempo se ha demostrado fehacientemente que es insuficiente para entornos empresariales. WEP es el algoritmo opcional de seguridad para dotar de protección a las redes inalámbricas, incluido en la primera versión del estándar IEEE 802.11, mantenido sin cambios en las nuevas 802,11a, 802.11b y 802.11g. El algoritmo WEP es esencialmente el algoritmo criptográfico de cifrado de flujo RC4 de Data Security Inc., que es simétrico porque utiliza el mismo código para cifrar y para descifrar el texto plano que se intercambia entre la estación inalámbrica y el AP. El proceso para descifrarlo es el inverso y para proteger el mensaje frente a modificaciones no autorizadas, mientras está en tránsito, se aplica el algoritmo de comprobación de integridad CRC- 32 al texto plano, una especie de huella digital, que no es del todo fiable. WEP utiliza claves estáticas, secretas, compuestas por 64 ó 128 bits -utilizando un vector de inicialización (IV) fijo de 24 bits, generado de manera aleatoria- que define el administrador de red en el AP y en todos los clientes que se comunican con él. Es un sistema muy débil ya que la clave de cifrado se puede obtener monitorizando las tramas. Cuando se utilizan claves WEP estáticas, el administrador de red debe realizar la tediosa y lenta tarea de introducir las mismas claves en cada dispositivo existente en la red WLAN. Este tipo de clave es poco segura (el conocimiento de la de un usuario, porque la pierda, se la roben o sufra un ataque de hackers, implica el conocimiento de las de toda la organización, incluso sin que se sea consciente de ello) y obliga a cambiar todas porque la de un único usuario se haya visto comprometida; por tal motivo se deberían utilizar claves dinámicas (rotación de claves), aunque el proceso de distribución sea mucho más complicado, pues es la única manera de garantizar la fiabilidad del sistema a largo plazo. Para solventar los agujeros de WEP, en junio de 2004, el IEEE aprobó el estándar de seguridad 802.11i, que utiliza una forma de encriptación ampliamente aceptada, como es el potente AES para poder disfrutar con tranquilidad de todas las ventajas que nos ofrecen las redes locales inalámbricas, aunque para implementar 802.11i, deberán realizarse cambios al nivel de chip, lo que significa que los productos comerciales actuales ni tienen ni, probablemente, tendrán la capacidad necesaria para soportarla. Interinamente, hasta la aprobación del 802.11i, se ha estado utilizando WPA (Wi-Fi Protected Access) que representa una mejora sobre WEP puesto que utiliza claves dinámicas, de manera que hace prácticamente casi invulnerables las redes inalámbricas. WPA (WI-FI PROTECTED ACCESS) WPA es un pre-estándar, anunciado en noviembre de 2002 y soportado por la industria, en concreto por la Wi-Fi Alliance, de 802.11i (compatible con él mediante actualización) que utiliza una encriptación mejorada mediante TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), lo cual soluciona los problemas inherentes a WEP, ampliando la longitud de la clave e incluyendo el uso de claves dinámicas para cada usuario, para cada sesión y para cada paquete enviado, además de añadir un eficaz mecanismo para la autenticación de los usuarios. A partir de la clave principal generada por EAP y conocida por los extremos, genera un conjunto de claves que se emplean en el cifrado. Diseñado para funcionar sobre el hardware actual, solamente es necesaria una actualización del software. Una vez implementado, proporciona a los usuarios de una WLAN un alto nivel de seguridad, garantizando que solo los usuarios autorizados podrán tener acceso a los datos. La autenticación se consigue mediante 802.1X, un protocolo orientado a la autenticación de puertos, para restringir el acceso a los servicios de una red hasta ser autenticado, que permite utilizar diversos métodos a través del protocolo de autenticación extensible (EAP), del que existen variantes, como EAP-TLS, PEAP, LEAP (Cisco) y EAP-MD5. Posibilita la autenticación de los usuarios y la distribución de claves. Además de todo lo anterior, se utiliza MIC (Message Integrity Check) o Michael, un mecanismo que retoma el CRC empleado por WEP y le añade otra capa de verificación que mejora la comprobación de la integridad de los paquetes enviados. También, el diseño WPA se ha realizado pensando en que se puede utilizar en dos entornos diferente: en las empresas (enterprise mode) y en el hogar (home mode). Para las empresas y grandes corporaciones se utilizan sofisticados mecanismos de autenticación: 802.1X junto con un servidor AAA de red (por ejemplo RADIUS/Remote Authentication Dial-In User Service, o LDAP) que facilita el control de acceso centralizado y la gestión) y distribución automatizada de claves especiales, llamadas “master keys”, a partir de las cuales se generan automáticamente las claves de trabajo. Con este mecanismo establecido, la necesidad de establecer una VPN (Virtual Private Network) no es necesaria, al menos por razones exclusivas de seguridad. Para las empresas que requieran una seguridad WLAN total, de extremo- a-extremo, y no dispongan de WPA, ésta se puede garantizar utilizando una VPN, accedan sus usuarios desde la propia empresa, su hogar o desde un hot spot, ya que crean un camino seguro (túnel) sobre un medio inseguro, como puede ser Internet. Aunque la mayoría de las empresas no necesitan implementar una WLAN con seguridad especial dentro de sus intranets, algunas pocas, como son las instituciones financieras, requieren amplias medidas de seguridad, y pueden tener necesidad de implementar una solución especializada (propietaria), incluyendo firewalls, tunelado IPSec y autenticación reforzada. En el entorno del hogar o en pequeñas empresas (SOHO y PYMES), en donde no suelen existir servidores ni se precisa llevar a cabo una compleja gestión de usuarios, WPA corre en un modo especial que permite la entrada de claves manualmente. Este modo, llamado PSK (Pre- Shared Key) se ha diseñado pensando en el usuario residencial (sin servidor de autenticación), por lo que resulta muy sencillo de implementar; todo lo que éste necesita hacer es entrar la clave (también llamada clave maestra) en el punto de acceso o router Wi-Fi y en cada uno de los PC que van a estar conectados a la WLAN, para que WPA entre en servicio y se ocupe de todo el proceso posterior. Esta PSK nunca se transmite por el aire ni se utiliza para encriptar el flujo de datos, sino, simplemente, para iniciar el proceso de claves dinámicas TKIP, por lo que es mucho más seguro que WEP.

La nanotecnología y los ordenadores del futuro Desde que los primeros ordenadores aparecieron, allá por las décadas de los cuarenta y cincuenta, su evolución ha sido muy rápida, sobre todo en las dos últimas décadas y así, desde la aparición del PC (Personal Computer) de IBM en 1981, su potencia de cálculo se ha multiplicado por varias miles de veces al mismo tiempo que su tamaño (el del propio procesador) ha disminuido por igual factor. El ordenador que utilizó la NASA para poner al hombre en la Luna en 1969, por ejemplo, tenía menos capacidad de la que puede tener hoy en día cualquier PDA, un dispositivo de mano y que cuesta menos de 300 euros. El aumento de potencia –capacidad de cálculo– de los ordenadores se consigue a base de incorporar más transistores en el chip que, al estar más cerca unos de otros, aumenta su velocidad ya que los caminos a recorrer por las señales son más cortos. Por el contrario, se disipa más potencia y se genera más calor al haber más dispositivos en menor espacio, lo que hace necesario el empleo de sistemas de refrigeración más potentes. Todo esto es posible gracias a nuevas técnicas que consiguen la reducción de espacio en el proceso fabricación. Las fotográficas, que se utilizan ahora para traspasar el diseño de los circuitos a las obleas de silicio, en las que se formarán los transistores, tienen su limitación debido al límite en la resolución de las imágenes, así que se están empezando a analizar otras técnicas, algunas de las cuales son las que se exponen a continuación, pero que no solamente se utilizan para la fabricación de los chips (microprocesadores, memorias, etc.) que luego se incorporarán en los ordenadores, sino que también tienen otras aplicaciones, como veremos. Además de lo que es la propia fabricación de los microprocesadores, pasando de los tradicionales a otros basados en moléculas o fotones, se plantean usos diferentes para ellos, algunos muy futuristas pero que pueden llegar a ser una realidad muy pronto dadas las fuerte inversiones en este campo y los grandes avances que se están logrando en los centros dedicados desarrollar la I+D+i que se necesita. La nanotecnología El termino "nanotecnología" se utiliza para describir cualquier cosa que se puede medir en una escala nanómetro (la mil millonésima parte de un metro). La nanotecnología molecular trata de la ubicación y diseño exacto de átomos y la meta y las promesas fabulosas de esta ciencia emergente fueron por primera vez descritas en el libro de K. Eric Drexler "Engines of Creation", en 1986, hace ya casi 20 años. La nanotecnología, que tiene grandes posibilidades de convertirse en la tecnología clave en las próximas décadas, es la capacidad de alterar la composición molecular de la materia y de diseñar la distribución atómica como lo hace la naturaleza. Por ejemplo, las propiedades físicas (tamaño, composición, etc.) de la materia dependen de cómo se ubiquen dichos átomos. Si reubicamos los átomos de la tierra, agua o aire, podemos hacer plantas; con los átomos de la arena, podemos hacer chips para ordenadores. La nanotecnología habla de máquinas nuevas y más pequeñas que llegan al extremo de lo invisible y que serían capaces de construir edificios, detener enfermedades, revertir el proceso de envejecimiento o producir alimentos. La nanotecnología, aparte de permitir la fabricación de microprocesadores más pequeños, pero más potentes y rápidos, tiene aplicaciones en muchos otros campos. El proyecto del chip molecular sustituirá al silicio, en favor de la química, más manipulable. Se prevé que se podrán fabricar ordenadoras o sistemas de almacenamiento de datos del tamaño de una partícula de polvo y miles de veces más potentes que los existentes. La nanotecnología está ya hoy afectando áreas completas dentro del campo de las Tecnologías de la Información y creando nuevos mercados sustitutivos que empezarán a afectarnos dentro de muy poco. Por ejemplo, su utilización podría mejorar hasta 100 veces la velocidad actual de las conexiones a Internet, mediante fibra óptica y láser, según un estudio desarrollado por investigadores de la Universidad de Toronto. La nanotecnología permite a los científicos tener nuevos conceptos de diagnósticos de enfermedades y tratamiento a una escala molecular y atómica. Al utilizar partículas de nanómetro, un médico puede separar las células del feto de la sangre de una mujer embarazada para ver si su desarrollo es normal. Este método también se emplea en el diagnóstico temprano del cáncer y de las enfermedades cardíacas. Uno de los impactos más significativos de la nanotecnología es en la interfaz de los materiales bioinorgánicos. Al combinar enzimas y chips de silicio podemos producir biosensores que podrían ser implantados en seres humanos o animales, o circular por el torrente sanguíneo para monitorizar la salud y enviar dosis correctivas de medicación en el momento y lugar que sean más eficaces. La nanotecnología podría afectar la producción de virtualmente todo objeto hecho por el hombre, desde automóviles y circuitos de ordenadores, hasta medicinas avanzadas y el reemplazo de tejidos, y llevar a la invención de objetos que aún están por imaginarse. Se ha demostrado que los nanotubos de carbono son diez veces más fuertes que el acero, con un sexto de su peso, lo que puede llegar a revolucionar la fabricación de aeronaves y barcos. Ordenadores Cuánticos y Moleculares La velocidad y el tamaño de los microprocesadores están íntimamente relacionados, ya que al ser los transistores más pequeños, la distancia que tiene que recorrer la señal eléctrica es menor y tarda menos tiempo. Al ser los transistores cada vez más pequeños, la cantidad de ellos contenidos en un microprocesador, y por consiguiente su velocidad, se ha venido duplicando cada dos años. Pero los estudios revelan que este ritmo no se puede mantener y que el límite se alcanzará más tarde o temprano, ya que si se reduce más, las interferencias de un transistor provocarían fallos en los transistores adyacentes. La industria de los semiconductores ha seguido la "ley de Moore", según la cual el número de transistores en un chip se duplica cada 18 meses (lo que conlleva a duplicar la potencia/velocidad de los procesadores), pero lo cierto es que la tecnología actual tiene un límite físico impuesto por la miniaturización de los componentes y, por consiguiente, por las dimensiones del procesador y por el número de transistores. De hecho, recientemente, Intel ha anunciado que el Pentium IV no superará los 4 GHz. Utilizando elementos ópticos, en lugar de eléctricos, el límite físico no existe, por lo que se podrían construir microprocesadores fotónicos miles o millones de veces más rápidos que los actuales y con un consumo de energía mucho menor. En este aspecto ya están trabajando varios laboratorios y los resultados son muy esperanzadores. La fabricación a gran escala reduciría los precios y su uso se extendería, reemplazando en poco tiempo a los actuales. En la actualidad, con el fin de superar estos límites de tamaño y velocidad, se está trabajando en varios centros de investigación de todo el mundo en dos líneas que pueden revolucionar el mundo de la informática: Los ordenadores cuánticos y los ordenadores de ADN. Los ordenadores cuánticos Los ordenadores utilizan bits para codificar la información, de modo que un bit puede tomar el valor cero o uno. Por contra, los ordenadores cuánticos utilizan los qubits (bits cuánticos) para realizar esta tarea. Un qubit almacena la información en el estado de un átomo, pero por las propiedades de los átomos hacen que el estado no tenga porque ser cero o uno, sino que puede ser una combinación de los dos a la vez. Así, al poder almacenar una mezcla de ambos valores a la vez en cada qubit podemos tratar toda la información de una sola vez. En un qubit se tiene muchos estados, representados por una flecha que apunte a cualquier punto de una esfera, el polo norte es un 1 absoluto y el polo sur un 0 absoluto, mientras que los demás puntos son superposiciones quánticas; lo que cambia es el proceso de calculo, que es infinitamente mas rápido que con 0 y 1. Su procesador consta de algunos átomos de hidrógeno y carbono en una molécula de cloroformo con los spines de sus núcleos alineados por señales de radiofrecuencia, usando las técnicas usuales de resonancia magnética de origen nuclear (NMR). Gracias a estas propiedades los ordenadores cuánticos tienen una especial capacidad para resolver problemas que necesitan un elevado número de cálculos en un tiempo muy pequeño. Además, como estarán construidos con átomos, su tamaño será microscópico consiguiendo un nivel de miniaturización impensable en los microprocesadores de silicio. Por desgracia, en la actualidad aún no se ha llegado a construir ordenadores cuánticos que utilicen más de dos o tres qubits. Aún así, hay un gran número de centros de investigación trabajando, tanto a nivel teórico como a nivel práctico, en la construcción de ordenadores de este tipo y los avances son continuos. Los ordenadores de ADN La computación molecular consiste en representar la información a procesar con moléculas orgánicas y hacerlas reaccionar dentro de un tubo de ensayo para resolver un problema. La primera experiencia de este tipo en laboratorio se realizó en 1994 cuando se resolvió un problema matemático medianamente complejo. Para ello se utilizó la estructura de moléculas de ADN para almacenar la información de partida y se estudió las moléculas resultantes de las reacciones químicas para obtener la solución. Por una parte, esta técnica aprovecha la facultad de las moléculas de reaccionar simultáneamente dentro de un mismo tubo de ensayo tratando una cantidad de datos muy grande al mismo tiempo. Por otra, el tamaño de las moléculas los sitúa a un tamaño equiparable al que se puede conseguir con los ordenadores cuánticos. Otra ventaja importante es que la cantidad de información que se puede almacenar es sorprendente; por ejemplo, en un centímetro cúbico se puede almacenar la información equivalente a un billón de CDs. Si comparamos un hipotético ordenador molecular con un ordenador actual vemos que el tamaño, la velocidad de cálculo y la cantidad de información que se puede almacenar son ampliamente superiores. La velocidad de cálculo alcanzada por un ordenador molecular puede ser un millón de veces más rápida y la cantidad de información que puede almacenar en el mismo espacio es un billón de veces superior. Aunque aún no se pueden construir ordenadores de este tipo, desde la primera experiencia práctica, esta área ha pasado a formar parte de los proyectos más serios como alternativa al silicio. Buena prueba de ello son las investigaciones llevadas a cabo en el marco del DIMACS o Centro de Matemática Discreta y Computación Teórica, del cual forma parte los laboratorios Bell, entre otros muchos. Otros focos de investigación son el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) y el Consorcio Europeo de Computación Molecular formado por un importante número de universidades. Científicos israelitas, presentaron un ordenador de ADN tan diminuto que un millón de ellos podría caber en un tubo de ensayo y realizar 1.000 millones de operaciones por segundo con un 99,8 por ciento de precisión. Es la primera máquina de computación programable de forma autónoma en la cual la entrada de datos, el software y las piezas están formados por biomoléculas. Los programas están formados por moléculas de ADN que almacenan y procesan la información codificada en organismos vivos. En 1964, Gordon Moore, uno de los socios fundadores de Intel, formuló una ley, la famosa Ley de Moore, aceptada universalmente durante las últimas tres décadas: "El número de transistores que caben en un chip de silicio se dobla cada 18 meses". Dicha ley recibe retoques de cuando en cuando. El coeficiente multiplicador anual de la densidad se mantuvo en el valor 2 desde 1958 hasta 1972, se redujo a 1,6 desde entonces hasta 2010 (estimativo) y se cree que pasará a valer 1,16 desde esta última fecha en adelante, hasta alcanzar los límites de la Física.

Firma y certificado electrónico. Julio Alba. Ingeniero de Telecomunicación. Tradicionalmente las comunicaciones y relaciones entre empresas siempre se han realizado "cara a cara". El ser humano tiene la tendencia de fiarse ciegamente de sus sentidos y el "ver" a la persona con la que se está realizando un acuerdo o intercambio de información, aporta una confianza difícilmente sustituible. Con la popularización de las comunicaciones electrónicas, se está tendiendo a hacer electrónicamente muchos de los trámites que hasta ahora se hacían presencialmente. El tener que fiarse de algo o alguien a quien no se ve, es algo que genera una reticencia natural. Los mecanismos de firma y encriptación son los que técnicamente generan los procedimientos para poder fiarnos de una acuerdo electrónico como si fuese presencial. Como ejemplo de la importancia y evolución sufrida en los mecanismos de firma digital, el Real Decreto Ley 14/1999 de 17 de septiembre sobre Firma Electrónica (B.O.E. 18/9/1999), establece el marco para el uso de la firma digital con el mismo valor que la manuscrita. Cifrado de datos. La encriptación es el procedimiento por el cual una información en claro pasa a un formato en el que resulta ininteligible. El emisor de la información realiza un proceso de encriptado para que, si alguien intercepta esa información no pueda entender nada, posteriormente el receptor desencriptará esa información para poder entenderla. En la figura, se puede ver como el texto “Mensaje” al cifrarse puede pasar a algo como “dm%·24”, del que es casi imposible leer “Mensaje”. El receptor hará un proceso de descifrado para poder obtener el mensaje original. En el almacenamiento de los datos también se usa mucho la encriptación de la información, de esta manera si un intruso consigue llegar hasta nuestro disco duro, no será capaz de entender la información contenida en él. Un ejemplo bastante ilustrativo ocurrió durante una reunión que mantuvimos con unos proveedores Israelíes. Hubo un momento en el que se le realizó una pregunta al proveedor que no sabía responder, así que llamó a un técnico en Israel y mantuvo toda la conversación en hebreo. Cuándo colgó, dijo “jeje, conversación encriptada”. Efectivamente, esa conversación para los españoles que estábamos allí y sin idea de hebreo, estaba ciertamente cifrada ya que nosotros no teníamos ni idea de que se estaba diciendo. Para la encriptación de los datos se suelen usar algoritmos de clave privada/clave pública. Estos algoritmos consisten en que se usa una clave distinta para encriptar la información que para desencriptarla. De esta forma una de las claves se hace pública para que los emisores cifren con esa clave y la otra se la queda el receptor de la información (bien guardada), no la distribuye nunca y se usa para descifrar la información. PKI es el acrónimo de (Public Key Infraestructura) y hace referencia a las infraestructuras de clave pública como se ha descrito en el párrafo anterior. Las PKI proveen al colectivo de una organización de los mecanismos, tecnología, procedimientos y políticas que proporcionan autenticación, confidencialidad, integridad y no repudio para las comunicaciones basadas en Internet. Firma digital. Para evitar el repudio en las transacciones telemáticas, es necesario que tanto el emisor como el receptor de identifiquen unívocamente. Para conseguir esta relación de confianza se suele incluir a una tercer agente que garantiza que el emisor y el receptor son efectivamente quienes dicen ser. Para eso, esta tercera entidad genera unos identificadores llamados Certificados. Un ejemplo muy difundido de estos certificados es el que se usa para hacer las declaraciones de hacienda. Las características generales y más destacadas de una PKI son: – Infraestructura que establece los mecanismos de generación, distribución y revocación de claves criptográficas asimétricas. De esta forma mediante el intercambio de claves, se puede llegar a una situación ideal, en la que todo el tráfico que circule por una infraestructura pública circule cifrado y firmado. – Generación de certificados. De esta forma se habilita la posibilidad de que los dos extremos de una comunicación se identifiquen y evitar así el repudio. – Registro de certificados. Los certificados emitidos deben estar registrados para poder comprobar que un firmante es quien dice ser. – Almacenamiento y Distribución de certificados. Los certificados deben estar almacenados en un repositorio. – Revocación y renovación de certificados. Por todo ello, las principales características de la firma digital son: – La utilización de algoritmos criptográficos asimétricos, con claves diferentes para el proceso de cifrado y descifrado – Proporciona el cifrado de datos y como caso particular del correo electrónico. – Proporciona integridad en los documentos firmados. De esta forma, si un documento ha sido firmado y su contenido resulta modificado por un tercero, las comprobaciones de seguridad se darán cuenta que el documento resultante no es idéntico al original. De esta forma se evitan posibles suplantaciones o manipulaciones – Asegura el no repudio en los documentos firmados. Un documento firmado identifica al emisor y el contenido, con lo que se evita la posibilidad de rechazar la propiedad de un documento o el haberlo enviado. – Todas estas medidas se generan desde la clave que posee el firmante y sobre el propio documento. Por ello, una modificación del documento original posterior al firmado del mismo, será fácilmente detectable. Entidades que intervienen en una PKI. La estructura de una PKI requiere la participación de varias entidades en la que cada una de ellas tiene un rol definido. El objetivo es certificar la autenticidad de las claves públicas, verificar la identidad de los usuarios y verificar la validez de las certificados. – Las Autoridades Certificadoras (CA), son las encargadas de certificar la autenticidad de las claves públicas, emiten los certificados e interoperan con otras CA. – Las Autoridades Registradoras (RA) son las encargadas de verificar la identidad del usuario, genera las solicitudes de certificados para las CA, verifica las revocaciones de los certificados y las relaciones entre claves privadas y claves públicas. – Las Autoridades de Validación (VA) verifican los certificados Online y mantiene la lista de certificados revocados (CRL). – Los Servicios de Directorios almacenan los certificados emitidos por las CA y permite el acceso a los certificados a cualquiera que los necesite. Con estas cuatro entidades diferenciadas funcionalmente, es cómo se define una infraestructura PKI. Conclusión. A día de hoy existen los mecanismos técnicos para garantizar las comunicaciones electrónicas y a todos los elementos que en ella intervienen: emisor, receptor, canal, mensaje, etc. El nivel de seguridad y fiabilidad de esta estructura es suficientemente elevado como para que sea reconocido mediante una ley. Esa ley es la que soporta legalmente toda esta infraestructura técnica y la hace útil y confiable en su uso diario entre distintas entidades (Real Decreto Ley 14/1999 de 17 de septiembre sobre Firma Electrónica -B.O.E. 18/9/1999). En España las relaciones electrónicas B2B cada vez son más abundantes. Desde el punto de vista del ciudadano, está muy extendido el uso del certificado personal para las relaciones con la Agencia Tributaria. Actualmente casi todas las operaciones con esta agencia se pueden realizar únicamente vía electrónica. La habilitación de esta confianza por medio de las infraestructuras PKI, está consiguiendo que las operaciones electrónicas se estén popularizando rápidamente. Esto redunda en comodidad para los usuarios, se ahorran traslados y esperas en las colas, y en ahorro de costes para los proveedores de los distintos servicios.

El “Triple Play” Julio Alba Consultor/Dtor. Proyectos SATEC. Ramón J. Millán Tejedor Coordinador Técnico Soporte Redes Ópticas Ericsson España. Tradicionalmente, las comunicaciones y las relaciones entre empresas se han realizado siempre "cara a cara". El ser humano tiene la tendencia de fiarse ciegamente de sus sentidos y el "ver" a la persona con la que se está realizando un acuerdo o intercambio de información, aporta una confianza difícilmente sustituible. Introducción Dentro del mundo de las redes de datos y, sobre todo de los servicios que se están prestando sobre éstas, dos de los términos más de moda son “Triple play” y “Grand Slam”. El concepto de “Triple play” identifica la prestación de los servicios de voz, Internet y audiovisual, sobre una infraestructura común de transmisión de datos o IP. El de “Grand Slam” incluye, además, el acceso inalámbrico. Históricamente, los servicios de voz, vídeo y datos han sido prestados sobre infraestructuras dedicadas e, incluso, por proveedores distintos. No obstante, el “Triple Play” no se trata de ninguna novedad en el sector de las telecomunicaciones. De hecho, el modelo de servicios de voz, Internet y audiovisual ha constituido tradicionalmente la principal ventaja competitiva de las redes de cable HFC. La novedad es que ahora el “Triple Play” ha saltado a otros ámbitos, gracias al desarrollo y evolución tecnológica de los sistemas DSL. El primer operador español en ofrecer “Triple Play” a través de DSL ha sido Telefónica, con la inclusión de Imagenio a su oferta tradicional de voz e Internet de banda ancha, pero ya están saliendo a producción estos servicios integrados también por parte de otras operadoras como Wanadoo o Ya.com. Desde el punto de vista estrictamente del negocio, el “Triple Play” es un modelo que ofrece a las operadoras grandes ventajas, como, por ejemplo, la fidelización de los clientes, la escalabilidad y amortización más rápida de su red y los flujos de caja. Los clientes se verán beneficiados por precios más competitivos, una única factura, y una mayor sencillez en las gestiones de incidencias. Desde el punto de vista técnico, existen en este momento diversas alternativas como el acceso mediante HFC o el DSL, cada una con sus pros y sus contras. Realmente, todas estas alternativas tienen en común que se basan en una infraestructura IP. Descripción de los servicios Los servicios de datos, video y voz tienen requisitos de calidad y características distintas entre todos ellos, que podemos resumir en: – Servicio de Datos Se caracteriza por requerir unos anchos de banda bastante elevados. La pérdida de paquetes le afecta, pero es capaz de recuperarse ante estos efectos, y es totalmente inmune ante retardos o “jitter”. Si alguien se conecta a una página Web (típico servicio de datos), y esa página tarda en cargarse 5 ó 6 segundos, aunque es algo que puede desesperar al usuario, en realidad la información se va a poder recibir correctamente y se va a poder interactuar con ella. – Servicio de Voz El servicio de voz se suele caracterizar por tener un ancho de banda bastante reducido. Si se usa el codec básico G.711, la tasa de bits será de 64 kbps pero, si se usan codecs más avanzados, esta tasa se puede reducir hasta los 4 kbps. Desde el punto de vista de pérdidas de paquetes, eso supone pérdida de información y puede afectar severamente a la calidad de la información, pudiendo escuchar “clicks” o pérdidas de sílabas. Pero el factor que más puede afectar a la calidad del servicio es el retraso y el “jitter”. Hay que tener en cuenta que las palabras se forman en función de la separación temporal de las distintas sílabas, con lo que algunos retardos pueden hacer que escuchemos las palabras mal o que la comunicación sea bastante difícil. Normalmente, para el servicio telefónico se recomiendan retardos inferiores a 400 ms. – Servicio de Vídeo En este caso se transmiten grandes volúmenes de datos y, además, suele exigir ciertos requisitos sobre el “jitter” y los retardos. Por ejemplo, las distintas pantallas se deben poder refrescar adecuadamente. Tradicionalmente, este servicio suele ir acompañado de audio o de voz, con lo que además se necesita cierta sincronización entre el audio y el vídeo. No sería aceptable que a la mitad de una película se escucharan los sonidos de una escena cuyas imágenes aparecen más tarde. Convergencia de los servicios El objetivo técnico a conseguir es que estos servicios, y cualquier otro que pudiera surgir en el futuro, puedan funcionar sobre una única infraestructura y, a su vez, todos funcionen dentro de unos parámetros de calidad aceptables. De esta forma sólo sería necesario invertir en una única infraestructura para disfrutar de varios servicios distintos que, hasta ahora, solían tener infraestructuras propias. Si nos fijamos detenidamente en la caracterización del servicio de datos y del servicio de voz, se comprueba que sus necesidades y comportamientos son diametralmente opuestos. En el caso de la voz, los anchos de banda son muy reducidos pero ese tráfico es muy sensible a retardos y en el caso de los datos el ancho de banda necesario es muy elevado pero es bastante robusto ante retardos o “jitter”. Por lo tanto, lo que se debe conseguir es que el tráfico de voz consuma un ancho de banda reducido pero, que sea tratado de tal forma, de modo que en las colas de los encaminadores sea priorizado respecto a cualquier otro tipo de tráfico. Además, está el tráfico de video que, a su vez, puede ser de dos tipos distintos: televisión en vivo o programas que se emiten a una hora concreta y que pueden recibir muchos usuarios al mismo tiempo, y televisión a la carta o programas que pueden ser visualizados en cualquier momento por los usuarios. La televisión en vivo se caracteriza porque hay un emisor y múltiples receptores simultáneamente, mientras que la televisión a la carta tiene un emisor y un único receptor en cada momento. Debe tenerse en cuenta que es muy poco probable que dos usuarios contraten el mismo programa de la carta en el mismo momento, por lo que el tráfico para cada usuario se considerará único. Existe una tercera forma de pseudotelevisión a la carta en la que la emisión de los contenidos no es en cualquier momento, sino que hay varias horas de emisión y el usuario se conecta a la que más le interese. Su forma de distribución es parecida a la televisión en vivo. Calidad de Servicio La infraestructura común sobre la que se van a prestar todos estos servicios va a ser una red IP (Internet Protocol). Para forzar que cierto tipo de tráfico sea tratado de una forma determinada y que otros tipos reciban un tratamiento distinto, existen las técnicas de QoS (Quality of Service). En el mundo IP hay dos paradigmas a este respecto: Diffserv (Differenciated Services) e Intserv (Integrated Services). IntServ necesita un protocolo llamado RSVP (ReSerVation Protocol) para señalizar en la red las características para ciertos flujos, mientras que DiffServ no usa señalización alguna. Por este motivo, el más usado de ambos es Diffserv. El protocolo MPLS (Multi-Protocol Label Switching), explicado detalladamente en el nº 135 de BIT, permite el uso conjunto de ambos paradigmas. Diffserv se basa en marcar los distintos tipos de tráfico con un valor distinto. Luego se configurará la red para que, según la marca del paquete de datos, se trate éste de una u otra forma. El campo de la cabecera IP que se marca para diferenciar los distintos tipos de tráfico es “Type of Service” y el estándar que se usa para el marcado es DiffServ Code Point (DSCP). Realmente, esta diferencia de comportamiento se va a notar en las interfaces de salida de los distintos encaminadores. Si una interfaz tiene en su cola tráfico de datos y tráfico de voz, hay que configurarla para que primero envíe el tráfico de voz y posteriormente el de datos. De esta forma se consigue minimizar los retardos y el “jitter” en el servicio de voz. Generalmente, al describir los distintos tipos de tráfico, se suelen definir algunos de los siguientes tipos: vídeo, voz, datos de alta prioridad, datos de baja prioridad, protocolos y gestión.

Julio Alba1 y Ramón J. Millán Tejedor2 1Consultor/Director Proyectos SATEC 2Coordinador Técnico Soporte Redes Ópticas Ericsson España ADSL de segunda generación En España tenemos un mercado de más de 5 millones de usuarios de banda ancha, entre ADSL y cablemódems. Sin duda, con la introducción de ADSL2, ADSL2+ y VDSL, se potenciarán los servicios que se pueden dar sobre la banda ancha y que, ahora, debido a la baja velocidad alcanzada, no resultan atractivos. Además, la disminución de la relación precio/MB hará que muchos usuarios –reacios– se enganchen a la red y los productores de contenidos amplíen su oferta hacia un mercado con un gran potencial de crecimiento. Introducción El término DSL (Digital Subscriber Line) engloba una serie de tecnologías utilizadas para ofrecer servicios de datos sobre el par de cobre telefónico tradicional. El hecho de no requerir del despliegue de nueva infraestructura de red, la han convertido en la tecnología de acceso de banda ancha más empleada en el mundo, con más de 120 millones de líneas, de las que más de 4 millones corresponden a España. De entre todas las tecnologías DSL, la más exitosa ha sido el ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), mediante la cual se consiguen velocidades descendentes (de la central al usuario), de hasta 1,5 Mbps sobre distancias de 6 Km, y de hasta 8 Mbps para distancias de 2 Km. Las velocidades máximas ascendentes (del usuario a la central), van de 16-640 Kbps, sobre los mismos tramos. No obstante, la velocidad real máxima depende, además, de la distancia a la central, del estado de las líneas y del propio cableado del interior del domicilio del cliente. La red de acceso DSL se ha apoyado tradicionalmente sobre arquitecturas de IP sobre ATM (Asynchronous Transfer Mode). Esto ha supuesto ciertos problemas. Por ello, se ha investigando durante años la forma de conseguir implementar sistemas de acceso DSL de una forma más sencilla, rápida y flexible. La solución es integrar DSLAM basados en Ethernet conmutado, en vez de en ATM, consiguiendo así una red totalmente IP. La primera generación de ADSL Tradicionalmente, las redes ADSL utilizaban principalmente ATM, como capa de red, y sobre ella transportaban los paquetes IP en tres modalidades distintas: – IP sobre ATM utilizando encaminamiento IP y codificación de acuerdo a la RFC 1483. – IP sobre PPPoA (PPP sobre ATM), de acuerdo a la RFC 2364. – IP sobre PPPoE (PPP sobre Ethernet), de acuerdo a la RFC 2516. La primera solución es la más simple pero se ha visto frenada en la práctica por la dificultad de obtener direcciones IPv4 públicas, un recurso cada vez más escaso. Este problema, hasta que se produzca la integración de IPv6, ha sido resuelto mediante el uso de direcciones IPv4 dinámicas, que es en lo que se basa el transporte de IP sobre PPPoA y PPPoE. Esto permite un cierto nivel de multiplexación estadística y una reducción del espacio de direccionamiento necesario. Mediante PPP (Point to Point Protocol) se establece una conexión serie entre los módems ADSL sobre la que transmitir paquetes IP sobre ATM o Ethernet, consiguiendo de este modo las ventajas del protocolo PPP como son la autenticación, encriptación y compresión. Tradicionalmente, la mayoría de los DSLAM empleaban la tecnolo 74 bit156 ABR.-MAY. 2006 QUÉ ES... ADSL de segunda generación Figura 1: Red de acceso ADSL totalmente IP “El DSL, al no requerir una nueva infraestructura de red, es la tecnología de acceso de banda ancha más empleada del mundo” gía ATM para la multiplexación de varias interfaces ADSL sobre la red troncal del proveedor de acceso a Internet. Esta solución ha abocado en una complicación considerable de la pila de protocolos, que siempre implica una pérdida de eficiencia por varios motivos: sobrecarga de cabeceras, pérdida de funcionalidades para conseguir una mayor interoperabilidad, además, cada tecnología requiere su propio sistema de gestión. La segunda generación de la red de acceso ADSL En la segunda generación de la red de acceso multimedia de banda ancha basado en ADSL, supone la consolidación de ésta tecnología y se pretende emplear servicios basados sólo en IP: como difusión de vídeo sobre IP o telefonía de calidad sobre IP. Hoy en día, las interfaces Ethernet son mucho más baratas que las ATM y prácticamente igual de eficientes; además, es una tecnología menos compleja y más conocida. Precisamente, la introducción de ADSL se ha visto ralentizada, sobre todo en sus inicios, debido a los costes de infraestructura, así como a la lentitud y coste de su instalación y configuración. Las principales razones por las que decantarse por Ethernet son: – Menores inversiones en hardware. Las interfaces Ethernet sobre IP son unas 8-13 veces más eficientes en costes que soluciones IP sobre ATM o IP sobre SDH/SONET. Además, en las economías de escala el resultado es que el precio anual de los conmutadores Ethernet decrezca un 30-50%. – Menores inversiones en instalación, operación y mantenimiento. Ethernet es una tecnología relativamente poco compleja y bien conocida, pues lleva operando desde los años 80. Esto supone que los costes operativos asociados a la gestión del ancho de banda, provisionamiento, mantenimiento y actualizaciones de IP sobre Ethernet sean muy inferiores a los de otras tecnologías como IP sobre ATM o SDH/SONET. – Altas velocidades. Una de las desventajas tradicionales de IP sobre Ethernet frente a IP sobre ATM o SDH/SONET, era la menor velocidad de las interfaces de la red troncal. Hoy en día, Ethernet ofrece velocidades típicas de red troncal, alcanzando en estos momentos hasta 10 Gbps (IEEE 802.3ae). – Protección y calidad de servicio. La inmadurez de las técnicas de seguridad, protección y calidad de servicio del tráfico IP sobre Ethernet ha sido la principal limitación asociada a esta tecnología. La introducción de protocolos como IEEE 802.1p, están resolviendo, en gran parte, estas limitaciones históricas. – Mayor capacidad de integración. Los DSLAM basados en Ethernet ocupan menos espacio y consumen menos potencia que los DSLAM basados en ATM. Esto supone un enorme ahorro de costes para los operadores en inmovilizado fijo. En una primera fase, la convergencia tiene lugar en la red troncal de los operadores, dando lugar a una red basada totalmente en IP sobre Ethernet. También se emplean tecnologías WDM (Wavelength Division Multiplexing) para incrementar la capacidad de los bit 156 ABR.-MAY. 2006 75 QUÉ ES... ADSL de segunda generación enlaces, transportando diversas señales Gigabit Ethernet o 10 Gigabit Ethernet sobre una única fibra óptica. De este modo, los clientes pueden contratar múltiples servicios de telecomunicación con el mismo proveedor de acceso. Los beneficios para el proveedor son, aprovechar la costosa infraestructura desplegada para ofrecer múltiples servicios y una mayor satisfacción del cliente. Los abonados pueden, además, seguir empleando sus módems o “routers” ADSL tradicionales. En una segunda fase, la convergencia podría llegar a tener lugar en la propia red de acceso. De esta forma, al hacer uniforme la pila de protocolos, se produce una simplificación significativa en la gestión de la red. En este punto, la única incógnita que queda por despejar es la disponibilidad de manera universal de un método de control de acceso de usuarios que ofrezca las mismas posibilidades de control disponibles en los entornos PPP. Con tal objetivo se están realizando esfuerzos de cara a la adaptación del estándar IEEE 802.1x. Nuevos estándares DSL Mientras en la segunda milla la transformación de la red de acceso está en la introducción de Ethernet, en la primera milla consiste en la introducción de nuevos estándares mejorados, como ADSL2 y ADSL2+ a corto plazo. De hecho, las primeras ofertas comerciales en España tuvieron lugar a finales de 2005. La tecnología ADSL, estandarizada en ANSI T1.413-1995, fue adoptada como estándar ITU-T en la recomendación G.692.1, aprobada en julio de 1999. En julio de 2002, la ITU-T completó los estándares G.992.3 y G.992.4 dando lugar a la tecnología ADSL2 que, a su vez, fue mejora- da en enero de 2003 con el estándar G.992.5, denominado ADSL2+. ADSL2 añade nuevas características y funcionalidades destinadas a mejorar el rendimiento e interoperabilidad y añade soporte para nuevas aplicaciones, servicios, y escenarios de despliegue. Entre los cambios, hay mejoras en la velocidad de datos y distancias alcanzadas, adaptación de velocidad, consumo, autodiagnóstico, etc. Por otro lado, ADSL2+ dobla prácticamente las velocidades de ADSL, pudiendo alcanzar hasta 20 Mbps de bajada y 1 Mbps de subida. En junio de 2005 fue aprobado VDSL2, el sistema de acceso de banda ancha a través del hilo telefónico de cobre 10 veces más rápido que el ADSL. VDSL2 alcanza 100 Mbps, en ambos sentidos, a 150 metros de la central del operador hasta el cliente. Incluso si el cliente se encuentra a 500 metros de la central, la velocidad de acceso es bastante más rápida que con ADSL2+. Con VDSL2 se ha conseguido el pleno respaldo internacional de los organismos reguladores, fabricantes y operadores, mientras que en VDSL había distintas versiones, según el continente. Además, es compatible con VDSL, ADSL2+ y ADSL, pudiendo tener distintos equipos de acceso en una misma red. La principal limitación con la que tiene que luchar VDSL y VDSL2 son su reducido alcance en comparación con otras tecnologías DSL. Mientras la velocidad de bajada en ADSL está comprendida, entre 1,58,5 Mbps de 6-2 Km, y la del VDSL, entre 13-51 Mbps de 1.500-300 metros. Por otro lado, en muchos casos, los pares no cumplen con las características electromagnéticas mínimas para ofrecer servicios VDSL, a pesar de estar dentro de la distancia máxima. Debido a esto, muchos despliegues VDSL incluyen el tendido de nuevos pares de abonado, lo que los encarece significativamente. • Figura 2: Protocolos de la red de acceso DSL

Julio Alba Consultor/Director Proyectos SATEC Introducción a las interfaces multimodales Los servicios electrónicos que se prestan a los usuarios van a ir adaptándose, poco a poco, para soportar el acceso, por cualquier terminal ampliamente extendido, que pueda usar un cliente potencial (teléfonos fijos, teléfonos móviles, ordenadores fijos y portátiles, PDAs, etc.). Con la tecnología de los interfaces multimodales lo que se va a conseguir es que un mismo servicio se preste independientemente del terminal por el que se accede Hace no mucho leí un artículo en el que el autor mencionaba que “el futuro ya estaba aquí”. Si se analizan los dispositivos electrónicos y los servicios que se usaban masivamente hace cinco años, se puede ver fácilmente la evolución tan tremenda que se ha experimentado en tan poco tiempo. Si nos fijamos en un pasado no muy lejano, los servicios más avanzados de los que se podían disponer eran a través del teléfono (llamando a una operadora), o a través de Internet, usando el teclado como elemento para introducir datos. Actualmente, el número y la naturaleza de los dispositivos electrónicos en el mercado que pueden ser usados por cualquier per sona para acceder a distintos tipos de información o servicios, es muy variado. Estos dispositivos poseen distintas características y capacidades, tanto para llevar a cabo el procesamiento de datos como para representar esa misma información. Un teléfono móvil suele tener pantallas pequeñas y escasa capacidad de proceso, mientras que un PC puede disponer de mucha capacidad de procesamiento y para mostrar información pero resulta incómodo moverse por la calle con el ordenador encendido. Una primera etapa del uso de la interfaces multimodales va a consistir en permitir el acceso a distintos servicios desde diferentes tipos de terminales y adaptar la información a mostrar a las características de dichos terminales. Esto quiere decir que si alguien está usando un teléfono móvil probablemente querrá que la información se le “A medio plazo, podrán realizarse solicitudes por un dispositivo (por ejemplo, un teléfono móvil), y recibir varios resultados simultáneamente: por ejemplo, un plano de la zona en la PDA y una explicación del mismo a través del teléfono” 56 bit157 JUN.-JUL. 2006 QUÉ ES... Introducción a las interfacesmultimodales Figura 1: Un usuario usa varios terminales simultáneamente. entregue en forma de sonido, y si está conectado a través de un ordenador la deseará en formato gráfico para la pantalla. Una segunda fase vendrá marcada por servicios que posibilitarán el uso simultáneo de distintos dispositivos, por ejemplo: una PDA como interfaz gráfica y un teléfono móvil como interfaz de voz. De esta forma un usuario solicitará, mediante una llamada a una operadora, que se le indique cómo llegar a un restaurante y se le enviará el resultado a la PDA para que vea cuál es el mejor camino para llegar. Uso de las interfaces multimodales Los servicios electrónicos que se prestan a los usuarios van a ir adaptándose, poco a poco, para soportar el acceso, por cualquier terminal ampliamente extendido, que pueda usar un cliente potencial (teléfonos fijos, teléfonos móviles, ordenadores fijos y portátiles, PDAs, etc.). Actualmente, hay servicios pensados para ser usados, desde un ordenador o desde un teléfono fijo, pero son pocos los diseñados para ser usados desde varios de estos dispositivos. Si ponemos como ejemplo un servicio de consulta de información (por ejemplo el “stock” de un producto en un almacén), actualmente, lo más usual es que esté concebido para ser usado desde un ordenador. De esta forma, la información a mostrar se puede formatear de una manera muy llamativa visualmente y le da al servicio un “aire de profesionalidad”. Si ese mismo contenido se pretende enseñar en un teléfono móvil (tomemos por caso un teléfono estándar, no uno de los más avanzados), se verá que probablemente éste no disponga de las capacidades gráficas o de procesamiento de información necesarias para que se pueda enseñar ese resultado. Con la tecnología de los interfaces multimodales lo que se va a conseguir es que un mismo servicio se preste independientemente del terminal por el que se accede. De esta forma, si alguien quiere usarlo vía ordenador, utilizará el teclado como interfaz de entrada de datos. Si alguien se conecta a través de un teléfono móvil, esos mismos datos se introducirán y se obtendrán a través de una interfaz de voz y, si se accede desde una PDA, la solicitud puede llevarse a cabo mediante la voz y el resultado obtenerse de una manera gráfica. A medio plazo, podrán realizarse solicitudes por un dispositivo (por ejemplo, un teléfono móvil), y recibir varios resultados simultáneamente: por ejemplo, un plano de la zona en la PDA y una explicación del mismo a través del teléfono. (Ver figura 1). Arquitectura genérica Para poder dotar de estas capacidades a un servicio electrónico cualquiera, es necesario desligar, en la medida de lo posible, el servicio de la manera en la que se van a representar esos resultados. Un ejemplo de este caso se puede observar en la figura 2. De esa forma, un servicio “central” será el que genere los datos resultantes de ese servicio electrónico que serán procesados y mostrados en el formato que espera el receptor: pantalla estática, pantalla dinámica, audio, vídeo, etc. Vamos a poner como ejemplo un Contact Center, con el fin de bit 157 JUN.-JUL. 2006 57 QUÉ ES... Introducción a las interfacesmultimodales mostrar las potencialidades de esta tecnología. La forma más tradicional de acceder a un Contact Center es vía teléfono mediante una llamada de voz. De esta manera, un usuario potencial realizaría una llamada y sería atendido por un proceso automático de reconocimiento de voz. Para poder facilitar el acceso a algunos usuarios, actualmente se está permitiendo que el acceso a esos servicios se realice a través de servicios de datos como el correo electrónico o mediante un formulario WEB. Así, la solicitud del usuario puede ser procesada y respondida vía electrónica o mediante una llamada telefónica de vuelta. Debido a la imparable tendencia a que los servicios sean accesibles “en cualquier momento, en cualquier lugar y de cualquier forma”, se necesita que dichos servicios se adapten para soportar esas características. La única manera de conseguir que un servicio reúna esas características, sin necesidad de replicar el servicio para cada forma de acceso es mediante las interfaces multimodales. De esta manera, si un usuario se conecta desde un teléfono fijo, todo el servicio se ejecutará mediante la voz, si se conecta desde un ordenador, el resultado será una imagen para la pantalla y si se conecta mediante una PDA, habrá que detectar las capacidades de la misma para ver cuál es la mejor manera de entregar al usuario el resultado de su solicitud. Conclusiones Con esta tecnología, se da un paso más hacia la movilidad y accesi- Figura 2: Múltiples tipos de terminales se conectan a un mismo servicio. bilidad de los servicios electrónicos. Un usuario cualquiera podrá acceder a cualquier servicio de cualquier forma, desde cualquier sitio y casi independientemente del tipo de terminal que en ese momento tenga disponible. Además, para las personas con discapacidad puede suponer un punto de inflexión muy importante ya que todos los servicios estarán también preparados para este amplio colectivo. Desde el punto de vista del prestador del servicio, se consigue una clientela potencial mucho más elevada, lo que permite incrementar el rendimiento de los recursos asociados a ese servicio y, por lo tanto, un posible incremento de los beneficios. Como dato representativo del futuro de esta tecnología, la Unión Europea en el sexto programa marco, definió las interfaces multimodales como una de las tecnologías emergentes en las que es necesario invertir en temas de Investigación y Desarrollo. Se espera que siga constituyendo una tecnología a desarrollar y, por consiguiente, susceptible de recibir financiación europea para el séptimo programa marco que da comienzo en el año 2007.