UNIDAD 2

1. UNIDAD 2 TECNOLOGÍAS WEB PARA REDES DE NEGOCIOS “Evolución de Internet” Dra. Daniel Tapia Sánchez Autor

2. Wireless Local Loop (WLL) Como su nombre, “bucle local inalámbrico”, lo indica, corresponde a un sistema de acceso inalámbrico por radio. Cada vez es más utilizado para acceso banda ancha IP, con capacidad sobre 256 Mbps. En zonas rurales normalmente se utiliza instalando estaciones base que cubren radios entre 8 y 15 Km. Estos sistemas en Chile operan en las bandas 3,4 - 3,6 Ghz., que fueron concursados en los años 2000 y 2005. Los sistemas que operan actualmente en Chile requieren línea vista entre el usuario y la correspondiente estación base, sin embargo, tanto los nuevos sistemas, como por ej. los que se instalan producto del concurso 2005, pueden operar aún cuando no se tenga línea vista. Como ocurre con todos los sistemas computacionales y de telecomunicaciones, sus costos de inversión son decrecientes. El sistema WLL aún cuando no ha resultado competitivo con los sistemas ADSL en las áreas urbanas, para las áreas rurales es una buena alternativa.

4. Wireless Fidelity(WiFi) Corresponde a un sistema de acceso inalámbrico por radio, que inicialmente fue desarrollado para interconectar computadores en recintos cerrados. Debido a su enorme divulgación, actualmente es de muy bajo costo. Opera en las bandas 2,4 GHz. y 5,8 GHz., bandas que en muchos países del mundo no requieren licencia. Aunque fueron concebidos para uso en recintos cerrados, si se incorporan algunos elementos externos, se aumenta la potencia y se sacrifica el ancho de banda disponible, es posible alcanzar distancias hasta 10 ó 12 Km. En Chile si se usa la banda 2,4 GHz en recintos cerrados no se exige licencia. Se acepta su utilización incluso en recintos públicos como lo son los hotspots existentes en locales de comida rápida y aeropuertos. Sin embargo para la otra banda se requiere licencia. Últimamente SUBTEL ha autorizado su uso en recintos abiertos para realizar algunos planes pilotos de conectividad Internet banda ancha para sectores rurales.

5. HOTSPOT Punto de acceso

6. WiFi es una tecnología que se ha desarrollado con característica eminentemente no propietaria. Permite cada vez mayores capacidades, típicamente sobre 200 Mbps. Su penetración es cada vez mayor. Cuando estos sistemas se usan en espacios cerrados, con baja potencia irradiada, tienen una cobertura de unos 90 metros. En espacios abiertos, con potencia de transmisión de un watt y antena directiva, se logra coberturas de varios kilómetros en línea vista. Un sistema WiFi básicamente está compuesto por el punto de acceso, que reúne las funciones correspondientes al centro de gestión (autenticación, facturación, monitoreo de la red, mesa de ayuda) así como el equipo de radio; y por los terminales de usuario.

7. WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) Corresponde a un sistema de acceso inalámbrico por radio diseñado para transmisión de datos, en distancias de hasta 48 Km. El estándar inicial (IEEE 802.16) fue diseñado para la banda 10 - 66 GHz. y requería visión directa (line of sight, LOS) entre antenas. Posteriormente se han desarrollado estándares que tienen la ventaja de no requerir LOS porque utilizan modulación Orthogonal Frecuency Division Modulation (OFDM) que es menos sensible a las interferencias. Un sistema WiMax está compuesto por estaciones base (BS) y por estaciones de suscriptor (SS) que contienen los “Customer Premise Equipments” (CPE)

8. Cada BS ilumina varios sectores geográficos y se comunica con hasta cientos de CPE por sector. Las BS se conectan a la red de telecomunicaciones en forma inalámbrica o mediante fibra óptica. Las SS se comunican con la estación base y normalmente se interconectan al usuario mediante una interfaz Ethernet. Existe gran variedad de formas para las SS: de exterior, interior, tarjeta PC, integrada al notebook o al handheld. Como se dijo, una estación base WiMax puede proporcionar conexión Internet banda ancha a muchos hogares y empresas en un radio de 48 Km., pero también es aplicable para ser usado en combinación con WiFi, interconectando hotspots WiFi al backbone de la red.

10. En el Cuadro siguiente se muestra un resumen de las principales características de los sistemas WiMax en sus versiones 802.16; 802.16a y 802.16e. Resumen de características técnicas de sistemas WiMax EL629 Prof. L. Castillo B.

11. Durante la etapa de desarrollo de los estándares WiMax, algunos proveedores de equipos adelantaron al mercado versiones semi-propietarias, a las que comúnmente se les denomina pre-WiMax. Ejemplo de estos equipos son “Angel” y “Canopy”. Hay dos tipos de WiMax: fijo y móvil. El fijo, IEEE 802.16a, proporciona servicios similares a WLL (usuario con antena fija), mientras que 802.16e proporciona servicios semejantes a WiFi, al permitir que el usuario se mueva dentro del alcance de la estación base, sin embargo la cobertura geográfica de WiMax siempre es mayor que la del WiFi. La compañía coreana Samsung Electronics, desde fines del año 2004 investiga mejoramientos al WiMax IEEE 802.16e, tendientes a aumentar la movilidad y capacidad. Con el nuevo producto, denominado Wireless Broadband (WiBro) se ha logrado mantener comunicaciones ininterrumpidas a tasas de hasta 1 Mbps, con personas desplazándose a 60 Km./Hra. WiMax es un estándar que a la fecha de impresión de estos apuntes aún está en etapa de desarrollo, sin embargo en Junio de 2005 quedó totalmente homologado el estándar 802.16a, y el 7 de Diciembre de 2005 la IEEE aprobó el estándar 802.16e. Dichas aprobaciones tienen como inmediato efecto el inicio de la producción en serie y masiva de estos equipos, lo que conlleva el inicio del decrecimiento de sus costos.

12. En la actualidad un valor realista para un sistema WiMax, es del orden US$ 150.000 promedio por estación base, incluyendo todas las inversiones del sistema, salvo el terminal de abonado que se estima en US$ 330 por abonado más el costo de instalación estimado en US$70 por abonado. Estos valores irán disminuyendo rápidamente en el tiempo. Para sistemas con una cantidad importante de abonados, la inversión más relevante la constituyen los terminales de abonados. En el gráfico siguiente se muestra una proyección [1] de cómo evolucionarán los precios de CPE correspondientes a terminales para pequeñas empresas, para exterior de hogares y para interior de hogares. [1] WiMax Forum, June 2006. “The Bussines case for fixed wireless access in emerging markets”

13. Fuente: http://www.wimaxforum.org/news/downloads/Business_Case_for_Emerging_Mkts_Rev1_2.pdf En 2006 las unidades para el interior del hogar estaban bajo US$200 y en 2008 tarjetas enchufables a notebooks tendrán costos bajo los US$100 EL629 Prof. L. Castillo B.

14. Very Small Aperture Terminal (VSAT) Consiste en un sistema satelital, con una estación maestra terrestre denominada Hub desde la que se establece comunicación con estaciones remotas pequeñas utilizando como repetidor un satélite geoestacionario. Todas las estaciones funcionan en la misma banda de frecuencias: 12 – 14 GHz. que es parte de la banda K. La estación maestra tiene la función de asignar espectro satelital a cada estación en el momento oportuno. La estación maestra es el centro de administración de la red. En Chile existen muchas estaciones VSAT, operadas por ENTEL, Telefónica CTC Mundo, TELMEX, CTR e ITACA. Los sistemas VSAT se comportan muy eficientemente, son de fácil y rápida instalación, con costos de mantenimiento bajo, por lo que son ampliamente utilizados para establecer comunicaciones de voz y datos con lugares aislados como lo son las explotaciones mineras. Capacidades típicas de los enlaces VSAT son en torno a 500 Kbps. El principal inconveniente de estos sistemas lo constituye la necesidad de asumir el costo anual de arriendo de segmento satelital.

16. Como todo enlace satelital, VSAT presenta inconvenientes técnicos provocados por las grandes distancias que deben recorrer las señales, lo que se traduce en retardos, que en el caso de aplicaciones IP introduce latencia que puede perjudicar la calidad de servicio en algunas aplicaciones específicas. Por la modularidad del equipamiento y por tanto de las inversiones, estos sistemas son económicamente factibles solamente cuando se requiere atender una gran cantidad de estaciones remotas en el país. Es la tecnología más recomendable para acceder localidades muy aisladas, especialmente para el caso en que se hace un gran proyecto para la atención simultánea de muchos puntos aislados. Cuando el sistema es suficientemente grande los costos de segmento espacial y de estación maestra se prorratean haciéndose razonable la inversión por usuario. Las estaciones VSAT son de instalación rápida y mantenimiento simple. No es una solución recomendable para atender unas pocas localidades aisladas, a menos que se disponga de la estación maestra, y baste realizar ampliaciones a un sistema existente.

17. Tecnología Digital Suscriber Line (xDSL) La tecnología "Digital Subscriber Line" (DSL) apareció como resultado de los desarrollos hechos para lograr transmisión digital por pares de cables de cobre existentes en el servicio de telefonía fija. Tiene la ventaja de permitir aprovechar las redes externas ya instaladas para la transmisión de señales digitales, en distancias no mayores a 5 Km., en forma independiente de la transmisión de las conversaciones telefónicas que siguen ocupando el mismo par de cobre. Por estas razones es cada vez más utilizada para proporcionar acceso Internet banda ancha, por las compañías que disponen de redes de cables de cobre. Las tecnologías xDSL están aún en desarrollo, lo que permite esperar para el futuro la transmisión de velocidades mayores a distancias más largas que las ya logradas.

18. Como se dijo anteriormente, el mismo par telefónico que antes solo se utilizaba para la voz (telefonía), ahora también sirve como medio de transmisión para las señales digitales propias de la conexión Internet banda ancha, sin interferirse unas señales con otras. En la casa del usuario se instala un modem ADSL . En el edificio de la central telefónica, a la salida del repartidor principal de cables, se instala un elemento llamado splitter, el que desvía las señales de voz hacia la central telefónica y las señales digitales hacia el dispositivo DSLAM (Digital subscriber line access multiplexer) que multiplexa las señales digitales de muchos suscriptores antes de enviarla a la red de datos.

19. 1.000 veces más rápido que 1er modem dial up Inicio Banda Ancha Máxima velocidad Dial Up

20. DSLAM = Digital subscriber line access multiplexer

21. En cuanto a los diferentes tipos de xDSL, mencionaremos en primer lugar ADSL, en que la letra A indica Asymmetric, refiriéndose a que las capacidades de bajada y subida de la información a Internet no son simétricas. Su uso principal es para usuarios residenciales. Estos usuarios requieren capacidad mayor para bajar información que para subirla. Usando pares de cobre debidamente seleccionados, se puede lograr capacidades cercanas a 8 Mbps para distancias hasta 3 Km. Como variante de ADSL existe el Lite DSL, más lento, pero con la importante característica de que puede adaptar las velocidad de funcionamiento a las condiciones de la línea.

22. Para líneas más largas o con condiciones más desfavorables en cuanto a atenuación y ruido se desarrolló el Rate Adaptive ADSL (RADSL) que baja automáticamente la velocidad de transmisión de datos cuando las condiciones de la línea son malas. Se puede usar en líneas de hasta 7 Km. de longitud con velocidades de bajada del orden de los 500 Mbps o algo superiores y de subida de 128 Kbps. En cuanto a sistemas xDSL simétricos, debemos mencionar HDSL (High Speed DSL). También debemos mencionar VDSL (Very High Speed DSL), que puede alcanzar 10 Mbps en ambos sentidos, para distancias hasta 1 Km. VDSL también puede trabajar en forma asimétrica. Un caso típico de funcionamiento asimétrico permite transmitir entre puntos ubicados a 300 m. 50 Mbps en un sentido y 1,6 Mbps en el otro.

23. Cable MODEM Utilizando una red de distribución de video TV cable es posible ofrecer servicios interactivos, como telefonía y conexión Internet banda ancha, siempre que la red sea bidireccional. Las redes tradicionales de distribución de TV que utilizan cables coaxiales, permiten difundir desde la cabecera de cable hacia sus abonados, por un solo cable, un ancho de banda de 900 MHz. Este tipo de redes son unidireccionales, pero pueden transformarse en bidireccionales. La forma de hacerlo es definir puntos de distribución secundaria, en cable coaxial, con componentes electrónicos que permitan la bidireccionalidad. Estos puntos de distribución secundaria se conectan con la cabecera de cables mediante una red primaria de fibra óptica. En la cabecera de cables de la red bidireccional, se implementa la funcionalidad "derivadora de servicios" (telefonía, IP, TV) y en cada domicilio una "caja domiciliaria" que entrega un par telefónico para el teléfono y conexión coaxial para el TV y/o al modem conectado al PC.

25. Power Line Communication (PLC) Este sistema utiliza los conductores de las redes de distribución de electricidad, para la transmitir las señales de datos. En centros urbanos se utiliza la parte de las redes de distribución de electricidad entre el transformador de distribución domiciliaria y las casas, es decir la parte de la red de baja tensión (220 ó 110 V.). Junto a los transformadores se instala un dispositivo acoplador que permite traspasar las señales IP a las casa de los usuarios utilizando los conductores eléctricos. Para zonas rurales se estudian sistemas PLC que permiten usar tendidos de tensión media, sin embargo aún no se encuentran plenamente desarrollados. Al utilizar el cableado de distribución eléctrica, PLC tiene la gran ventaja de que la conexión a Internet está fácilmente disponible en todos los enchufes y artefactos eléctricos conectados a la red.

27. Telefonía móvil: solución para áreas rurales La telefonía móvil ha tenido una alta importancia en la solución de los problemas de telecomunicaciones en la áreas rurales. Esto se refleja en una penetración mucho mayor que la telefonía fija en dichas áreas. En gran medida la telefonía móvil ha sustituido al servicio de teléfonos públicos. GSM (Global System for Mobile Communications) El Sistema Global para Comunicaciones Móviles, denominado de 2ª generación (2G), se basa en la conmutación de circuitos, empleándose durante las comunicaciones dos canales de datos entre el móvil y la red, los que quedan reservados mientras dura la comunicación (uno para el envío y otro para la recepción de la información), aunque no se esté intercambiando información. Por esta razón los canales de voz GSM permiten velocidades bajas (9,6 a 14,4 Kbps.). Esto sumado a las altas tarifas por minuto, hacen que GSM no sea aplicable para conexión Internet banda ancha.

28. La telefonía móvil UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), denominada de 3ª generación (3G) solucionará estos problemas. GPRS (General Packet Radio Service) En el intertanto ha aparecido el sistema GPRS que se suele llamar de 2,5 generación (2,5G), capaz de proporcionar altas velocidades de transmisión de datos, muy adecuada para conexión Internet BA. El sistema GPRS se basa en GSM, al que introduce una modificación en la forma de transmitir la información entre móvil y red. La información se transmite ahora en forma de paquetes, eliminándose la necesidad de dejar canales reservados para cada comunicación. GPRS permite velocidades sobre 38 Kbps. hasta 256 Kbps. lo que permite su uso en conexión Internet BA.

29. Los intervalos de tiempo se asignan para intercambiar paquetes correspondientes a diferentes comunicaciones de acuerdo a la demanda, lo que significa que durante los instantes en que no hay información para enviar, se liberan las frecuencias, pudiendo ser éstas utilizadas por otros usuarios. Como en GPRS los usuarios usan la red solamente mientras están enviando o recibiendo información, el operador está en condiciones de tarificar de acuerdo a la información transitada y no por el tiempo de conexión. Los teléfonos GPRS (terminales) normalmente se equipan con puertas bluetooth, IrDA y conexión por cable para la transferencia de los datos al PC, cámaras digitales y otros dispositivos.

30. Migración desde GSM a GPRS La migración a GRPS se hace agregando nuevo software y conectando equipos adicionales, los que en conjunto agregan la funcionalidad GPRS. Las modificaciones requieren cambiar los equipos de usuario y nuevos software y hardware en las estaciones base y centros de conmutación. Desde el punto de vista del Operador de Telefonía Móvil, GPRS es un paso intermedio en la migración desde GSM a UMTS puesto que las antenas (los elementos más caros de una red de telecomunicaciones móviles) sufren ligeros cambios y los elementos nuevos de red necesarios para GPRS seguirán siendo usados en el futuro con la red UMTS.

31. Elementos que se requiere adicionar en la red GSM para su migración a GPRS • El Nodo de Conmutación (Serving GPRS Support Node SGSN), que se encarga de la gestión de movilidad y del mantenimiento del enlace lógico entre móvil y red. • El Nodo (o Gateway) que soluciona el acceso a las redes de datos IP (Gateway GPRS Support Node GGSN), es decir entrega el flujo de paquetes desde y hacia los móviles que están en su área de servicios. • Actualización de software a nivel de estaciones base • Nuevo hardware en el controlador de estaciones base para manejar la comunicación de paquetes. Este hardware se denomina PCU (Packet Unit Control) • Red troncal GPRS o backbone basado en IP

33. Los sistemas CDMA se pueden actualizar con CDMA 2000x. Como conclusión se puede decir que aunque la telefonía móvil ha significado un fuerte impulso para solucionar los problemas de telecomunicaciones en las áreas rurales, esta tecnología en sí aún no es técnico-económicamente factible para satisfacer la demanda de conexiones banda ancha, sin embargo la infraestructura de estaciones base, energía y mástiles puede ser muy útil en la implementación de otras tecnologías inalámbricas como WiFi, WiMax y enlaces de acceso.