TEMA 57 : COMUNICACIONES xDSL, Wi-Fi, Wi-Max. BLUETOOTH. NORMATIVA REGULADORA. VENTAJAS E INCONVENIENTES

INTRODUCCIÓN

xSDL

Wi-Fi

Wi-Max

BLUETOOTH

Introducción

La familia xDSL

Comparación distintos xDSL : Tabla apuntes

Normativa reguladora

Introducción

Seguridad :

Dispositivos Wi-Fi

Ventajas y desventajas

Estándares

Introducción

Información técnica

Evolución de los estándares

Los servicios de banda ancha son aquellos que permiten al usuario, utilizando un terminal, disponer de una conexión de datos permanente y de capacidad de transmisión elevada.. Suelen comercializarse con otros servicios, como el telefónico fijo , el móvil, y la televisión

xSDL es la familia de tecnología comúnmente conocidas como ADSL y que proveen de acceso a Internet de banda ancha a través de la red telefónica tradicional. Tienen límites en cuanto a velocidad y distancia de cobertura, y se están sustituyendo por las redes de fibra óptica, con mejores rendimientos

La tecnología Wi-Fi , permite la comunicación entre dispositivos de forma inalámbrica a través de ondas electromagnéticas. Su facilidad de instalación y funcionamiento le han convertido en una de las más populares, siendo utilizada en redes domésticas, hostelería, lugares públicos..etc.

WiMax permite la comunicación inalámbrica entre dispositivos a través de ondas electromagnéticas, ofreciendo un rendimiento similar a WiFi pero con una cobertura (hasta 50km) y calidad de servicio mayores

Es un grupo de tecnologías de comunicación que permiten transportar información multimedia a grandes velocidades, utilizando las líneas telefónicas convencionales

DSL (Digital Suscriber Line) soporta un gran ancho de banda con unos costes de inversión bajos, convirtiendo la línea analógica tradicional en una línea digital de alta velocidad

Son tecnologías de acceso punto a punto, sin amplificadores ni repetidores de señal a los largo de la ruta de cableado. Permiten un flujo de información tanto simétrico como asimétrico y de alta velocidad sobre el bucle de abonado.

Se necesita un modem xDSL, terminal en cada extremo del circuito de cobre, que acepte un flujo de datos en formato digital y lo superponga a una señal analógica de gran velocidad

Ofrece servicios de banda ancha sobre conexiones que no superen los 6 km de distancia entre la central telefónica y el lugar de conexión del abonado, dependiendo de.. :

Velocidad alcanzada

Calidad de las líneas

Distancia

Calibre del cable

Esquema de modulación utilizado

Soporta varios canales sobre un único par de cables. Lo normal son 3 canales : dos para datos (subida y bajada) y uno para voz

Para separar la voz y los datos de las líneas de abonado se utiliza un DSLAM (Digital Suscriber Line Access Multiplexer), multiplexor localizado en la central telefónica que proporciona a los abonados acceso a los servicios DSL sobre cable par trenzado de cobre.

La comunicación del DSLAM y el modem xDSL se realiza a través de dos interfaces llamadas ATU-R(ADSL Terminal Unit-Remote) del lado del cliente y ATU-C (ADSL Terminal Unit-Central) del lado del proveedor del servicio

Delante de cada uno de ellos se coloca un dispositivo llamado splitter que separa las señalas de baja frecuencia (voz) y las de alta frecuencia (datos).

Existen varias tecnologías pertenecientes a la familia DSL. Se dividen en dos grandes grupos : simétricas y asimétricas

Simétricas :envían datos a la misma velocidad en ambos sentidos. Normalmente se aplican a enlaces punto a punto fijo, sin compartirse con el teléfono.

Asimétricas : tienen mayor velocidad en una dirección dada., generalmente de bajada (red a usuario). Contemplan el uso compartido con la línea telefónica

Características en común

Utilización de cable de cobre telefónico que se encuentra entre los usuarios y la central telefónica

Se utilizan 3 KHZ para transmitir voz (entre 300 y 3400 Hz) .. El canal de voz es alimentado por la central telefónica para mantenerlo operativo

Todas tienen distancias limitadas para la transmisión , aunque el objetivo es que tengan un alcance superior al promedio de distancia entre usuarios y centrales en áreas urbanas, que es de unos 2 a 4 Km

ADSL (Asymmetric:Digital Suscriber Line) :

Tecnología DSL de acceso a Internet de banda ancha, lo que implica velocidad mayor a una conexión por modem en la transferencia de datos. Modula las señales de datos en una banda de frecuencias más alta que la utilizada en las de voz, función que realiza el modem/router ADSL.

Es asimétrica : capacidades de descarga y subida de datos distintas.

Versiones mejoradas : ADSL2 y ADSL2+, con capacidad de suministro de televisión y video de alta calidad por el par telefónico. Incorporan mecanismos avanzados de modulación y gestión de los recursos físicos aumentando la capacidad e introduciendo mejoras para evitar interferencias, logrando distancias de cobertura de hasta 9 KM

Ventajas

Desventajas

Ofrece la posibilidad de hablar por teléfono al mismo tiempo que se navega por Internet, ya que trabajan en bandas separadas por la propia tecnología DSL

Utiliza la infraestructura existente de la red telefónica básica. Ventajoso para los operadores y los usuarios por las inversiones y la rapidez de implantación del servicio

Ofrece una velocidad de conexión mucho mayor que la de marcación telefónica a Internet.

Cada circuito entre abonado y central es único y exclusivo para ese usuario, evitando cuellos de botella por canal compartido.

No todas las líneas pueden ofrecer este servicio. Límite de 5,5 Km, con un límite real de 3 km.

El servicio no es económico en países con pocas o malas infraestructuras.

La calidad del servicio depende de factores externos, como interferencias en el cable o distancia a la central, haciendo que fluctúe , provocando a veces cortes o disminución del caudal.. Este problema no existe con la fibra óptica, ya que la luz es inmune a interferencias electromagnéticas.

Sus capacidades de transmisión son muy inferiores a otras tecnologías como la fibra óptica o el híbrido de cable coaxial y fibra óptica

RADSL (DSL de tasa adaptable) :

Se basa en ADSL. La transmisión se establece de manera automática y dinamica al buscar la velocidad máxima posible en la línea de conexión y a readaptarla continuamente sin ninguna desconexión

Permite velocidades de entre 128 Kbps a 1 Mbps de subida y enrte 600 Kbps a 7 Mbps de bajada, para un bucle de 5,4 Lm de longitud máxima

Se ajusta a la velocidad de acceso de acuerdo con las condiciones de la línea, buscando la mejor conexión.

HDSL (High bit-rate Digital Suscribe Line) :

Es una tecnología simétrica y bidireccional ; está disponible una cantidad igual de ancho de banda en ambas direcciones. Su máxima tasa de transferencia es menor que la de ADSL. Puede utilizar uno a tres pares trenzados.

La distancia máxima entre terminales está entre 3 y 4 Km

Unos 2 Mbps máximo simétricos

Provee operación punto a multipunto extensa, así como inmunidad a ruidos. Cuanta con una extensa capacidad de administración que añade valor al sistema

Beneficios

Si el servicio provee conexiones HDSL, con dos pares tranzados de cobre, éste puede alcanzar el doble del promedio de datos para la misma distancia

Alta calidad de transmisión

Fácil y rápida instalación

Rápido despliegue de fiabilidad de alta integración

Evolución no traumática a fibra

Enfocado hacia usos empresariales

Aplicaciones

Redes privadas

Extensión de E1 (formato de transmisión digital)

Acceso a redes troncales de fibra, videoconferencia, acceso remoto a datos.

SDSL (Symetric Digital Suscriber Line)

Proporciona de forma simétrica velocidades de hasta 2 Mbps sobre un único par trenzado de cobre. Una de las primeras DSL que no requería líneas telefónicas múltiples

Similar a HDSL, pero solo usa un par de cobre y tiene un alcance máximo de 3 Km

Es ideal para pymes

Su evolución es SHDSL, unión de SDSL y HDSL y HDSL2. Mejora el alcance y la compatibilidad espectral con otras tecnologías de DSL

VDSL o VHDSL (Very high-bit-rate Digital Suscriber Line)

Es una evolución de ADSL que puede suministrarse de manera asimétrica (52 Mbps de descarga y 16 Mbps de subida) o de manera simétrica (26 Mps de subida y de bajada), en condiciones ideales .

Utiliza 4 canales para la transmisión de datos (dos para descarga y dos para subida)

Su evolución se denomina VDSL2 o VHDSL2 (simétrica y asimética también) : llega a anchos de banda superiores a 200 Mbps. 100 Mbps a medio Km, 50 Mbps a 1 Km. Después el descenso de velocidad es menos acusado y la relación de pérdida es menos que VDSL

La regulación sobre el despliegue y provisión de servicios sobre medios ADSL arranca con la Orden de 1999 por la que se establecen las condiciones para la provisión del acceso indirecto al bucle de abonado de la red pública telefónica fija

Establece la obligación de Telefónica, en su condición de operador dominante de establecer una oferta mayorista de servicios de acceso basados en tecnologías ADSL (bitstream access)

El Real Decreto 3456/2000, aprueba el Reglamento que establece las condiciones para el acceso al bucle de abonado de la red pública telefónica fija de los operadores dominantes, recogiendo y ampliando las disposiciones relativas a las ofertas mayoristas de servicios ADSL, en un marco normativo más amplio sobre desagregación del bucle de abonado, en aplicación del Reglamento Europeo (CE) 2887/2000

La CMT, aprueba en 2002 la Oferta de acceso al Bucle de Abonado (OBA), que recoge las condiciones en las que los operadores tienen acceso a los medios ADSL desplegados por Telefónica

En 2001, Telefónica solicitó autorización para comercializar por sí misma y en régimen de minorista una oferta de servicios de acceso a Internet empleando las tecnologías ADSL. Los precios de la citada oferta fueron aprobados mediante acuerdo de la Comisión Delegada del Gobierno para Asuntos Económicos en 2002

Desagregación del bucle de abonado . Condiciones :

Cuota mensual del nuevo operador al operador establecido

Espacios que el operador establecido debe proporcionar en su edificio, así como el precio de alquiler

Precios de los cableados desde el repartidor principal hasta la ubicación del nuevo operador

Nº máximo de servicios de banda ancha que se pueden proporcionar en un mazo de 25 pares

Medidas de seguridad de acceso al edificio, asi como precio que el nuevo operador deberá abonar por acceder al mismo

Permite la comunicación entre dispositivos de forma inalámbrica a través de ondas electromagnéticas.Se ha hecho muy popular por su facilidad de instalación y funcionamiento y la ausencia de necesidad administrativa para el uso de frecuencias, siendo muy usada en redes domésticas.

Tipos , basados en el estándar IEEE 802.11

IEEE 802.11b, IEEE 802.11g , IEEE 802.11n usan la banda de 1,4 Ghz disponible casi universalmente con una velocidad de hasta 11 Mbps, 54 Mbps y 300 Mps, respectivamente

IEEE 802.11ac conocido como WiFi 5 que opera en la banda de 5 Ghz recientemente habilitada sin haber otras tecnologías que la estén utilizando. Alcance algo menor que los otros tipos, pero permite velocidades teóricas de más de 800 Mbps

El alcance de una conexión WiFi ronda los 30 metros en interiores y 100 metros en el exterior. La velocidad y el alcance dependen del nº de usuarios y los obstáculos entre el usuario y el punto de acceso

Uno de los problema de la WiFi es la progresiva saturación del espectro radioeléctrico debido a la masificación de usuarios y dispositivos, afectando a la calidad de la señal por las interferencias y a la seguridad

La configuración por defecto de muchos dispositivos WiFi es muy insegura, dado que a partir del identificador del dispositivo se puede conocer la clave de este y por tanto acceder a la red y al dispositivo

Medidas de seguridad

WEP :cifra los datos en su red de forma que sólo el destinatario deseado pueda acceder a ellos. Codifica los datos mediante una "clave" de cifrado . Este tipo de cifrado no está recomendado por ser muy vulnerable.

WPA :genera dinámicamente la clave de codificación

WPA2 :estándar IEEE 802.11i , que es una mejora de WPA. Es el protocolo de seguridad más seguro para WiFi en este momento.

IPSec (túneles IP) : en el caso de las VPN que permite la autenticación y autorización de usuarios

Filtrado de MAC :solo permite el acceso a la red a aquellos dispositivos autorizados. Recomendable si se va a usar con los mismos equipos y son pocos.

Ocultación de punto de acceso :se oculta el router en la red de manera que sea invisible a otros usuarios

Dispositivos de distribución o de red

Dispositivos terminales :

Puntos de acceso :permiten conectar dispositivos de forma inalámbrica a una red existente. Pueden agregarse más puntos de acceso a una red para generar redes de cobertura más amplia o conectar antenas más grandes que amplifiquen la señal

Repetidores inalámbricos :equipos que extienden la cobertura de una señal inalámbrica. Se conectan a una red que tiene una señal más débil y crean una señal limpia a la que se pueden conectar equipos dentro de su alcance.

Enrutadores inalámbricos :dispositivos compuestos, especialmente diseñados para redes pequeñas. Incluyen un enrutador, un punto de acceso y un conmutador que permite conectar varios equipos vía cable (Ethernet y USB) . Toma la conexión a Internet y la brinda a todos los esuipos que se conecten a él, sea por cable o de forma inalámbrica

Tarjetas PCI para WiFi :se agregan a los ordenadores de sobremesa, aunque se pueden usar tarjetas vía USB. Vienen integradas en los portátiles

Tarjetas PCMCIA :antiguo modelo usado en los primeros ordenadores portátiles, con velocidad y cobertura limitada

Ventajas

Desventajas

Comodidad al ser inalámbricas, creando movilidad en un espacio razonable

Permiten el acceso de múltiples equipos sin problemas ni gastos de infraestructura

La WiFi Alliance, asegura la compatibilidad de dispositivos con el logotipo WiFi, con lo que en cualquier parte del mundo podremos utilizar la tecnología

Menor velocidad en comparación a una conexión cableada por las interferencias y pérdidas de señal

Débil seguridad, aunque el estándar WPA2 es bastante robusto.

No es compatible con otras tecnologías como Bluetooth, GPRS, UMTS..

La potencia de la conexión se ve afectada por los agentes físicos que se encuentran a su alrededor.

WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) es una norma de transmisión de datos que utiliza las ondas de radio en las frecuencias 2,5 a 5,8 Ghz y puede tener una cobertura de hasta 50 Km.

Es una tecnología del tipo bucle local. Permite la recepción de datos por microondas y retransmisión por ondas de radio. Se define por el estándar IEEE 802.16 .

Su gran ventaja es dar servicios de banda ancha en zonas donde el despliegue de cable o fibra presenta unos costos por usuario muy elevados (zonas rurales)

Organismo de certificación de estándar e interoperabilidad es el WiMax Forum

Ofrece un rendimiento similar a WiFi pero permite una cobertura y calidad de servicio mayores

Las velocidades teóricas de los últimos estándares alcanzan hasta 1 Gbps para usuarios con ubicación fija y 365 Mbps para usuarios en movilidad, integrándose con ello como una de las familias de tecnología 4G.

Capa física

Capa de Control de Acceso al Medio

Utiliza la modulación OFDM (Orthogonal Frecuency Division Multiplexing) que permite que las redes inalámbricas transmitan eficientemente en pequeños anchos de banda.

Subcapa MAC de convergencia: es la encargada de adaptar las unidades de datos de protocolos de alto nivel al formato MAC y viceversa. Se encuentra sobre la subcapa MAC común y utiliza los servicios proporcionados por ésta.

Subcapa MAC común: es el núcleo de toda la capa MAC. Proporciona los servicios de acceso al sistema, asignación de ancho de banda, establecimiento y mantenimiento de la conexión. Está fuertemente ligada a la capa de seguridad y se prestan los servicios de planificación que representan los mecanismos de manipulación de los datos soportados por el planificador de la MAC para el transporte de datos en una conexión

Subcapa MAC de seguridad :presta los servicios de autenticación, intercambio seguro de claves y cifrado. Proporciona a los usuarios un servicio de banda ancha seguro a través de su conexión fija mediante el cifrado de conexiones

Comparaciones con WiFi

WiMax es un sistema de largo alcance, que utiliza el espectro con o sin licencia para ofrecer conexión a una red, principalmente Internet. WiFi utiliza el espectro sin licencia para proporcionar acceso a una red local

WiFi es más popular en los dispositivos de los usuarios finales

WiFi funciona con protocolo CSMA/CA, que es sin conexión y basado en contienda, mientras que WiMax funciona con un MAC con conexión. Tienen muy diferentes mecanismos de calidad del servicio.

Son complementarias. una unidad de abonado WiMax puede ofrecer WiFi en el hogar o negocio para los dispositivos locales

Definición :es la norma que define un estándar global de comunicación inalámbrica y que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes equipos mediante un enlace por radiofrecuencia

Antecedentes :En 1994 Ericsson inicia un estudio para investigar la viabilidad de una interfaz vía radio, de bajo coste y bajo consumo. Derivó en el proyecto McLink que define un enlace de radio de corto alcance.

El SIG :En 1997, según avanzaba el proyecto McLink, Ericsson fue despertando el interés de otros fabricantes de equipos portátiles. , de tal forma que en 1998, se creo un grupo de interés (SIG), formado por Ericsson, Nokia, IBM, Tochiba e Intel. cuyo propósito fue establecer un estñandar para la interfaz aérea, junto con un software de control, con el fin de asegurar interoperabilidad de los equipos de distintos fabricantes

La interfaz aérea Bluetooth

Banda de frecuencia libre :

Salto de frecuencia :el sistema de radio Bluetooth deberá estar preparado para evitar las múltiples interferencias. Se usa el método de salto de frecuencia, que divide la banda en varios canales de salto, donde los trasceptores durante la conexión van cambiando de uno a otro canal de manera pseudoaleatoria

Piconet :Dos o más unidades Blutooth pueden compartir el mismo canal, dentro de una piconet, donde una unidad actúa como maestra, controlando el tráfico de datos que se genera entre las demás unidades, donde estas actúan como esclavas, enviando y recibiendo señales hacia el maestro.

Definición de paquete : la información que se intercambia entre dos unidades Bluetooth se realiza mediante un conjunto de slots que forman un paquete de datos

Definición de enlace físico :dos tipos de enlace que permiten soportar incluso aplicaciones multimedia

Inmunidad a las interferencias :

Estándares

Objetivos :

Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos

Eliminar cables y conectores entre estos

Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre los equipos personales

El sistema debería operar en todo el mundo

El emisor de radio deberá consumir poca energía, ya que debe integrarse en equipos alimentados por baterías.

La conexión deberá soportar voz y datos, es decir, aplicaciones multimedia

Para poder operar en todo el mundo es necesaria una banda de frecuencia abierta a cualquier sistema de radio, independiente del lugar del planeta donde nos encontremos. Solo la banda ISM de 2,45 GHz cumple ese requisito

El salto de frecuencia del canal está determinado por la secuencia de la señal, es decir, el orden en que llegan los saltos, y por la fase de esta secuencia. En Bluetooth, la secuencia queda fijada por la identidad de la unidad maestra y por su frecuencia de reloj. Para que una unidad esclava pueda sincronizarse con una unidad maestra, ésta debe añadir un ajuste al propio reloj nativo, y así poder compartir la misma portadora de salto.

Enlace de sincronización orientada a conexión : soporta conexiones asimétricas, punto a punto, usadas normalmente en conexiones de voz.

Enlace asíncrono de baja conexión :soportan conmutaciones punto a punto simétricas o asimétricas, típicamente usadas en la transmisión de datos

La técnica de salto de frecuencia es aplicada a una alta velocidad y una corta longitud de los paquetes (1600 saltos/segundo). Los paquetes de datos están protegidos por un esquema ARQ (repetición automática de consulta), en el que los paquetes perdidos son automáticamente retransmitidos. La voz no se retransmite nunca

IEEE 802.15