ipv6 & sdh

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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional UNEFA Extensión-Miranda Núcleo-Ocumare del Tuy Ing. Sistema Nocturno Secc. U 9no Semestre Cátedra: Teleprocesos Teleprocesos IPv6 Y SDH Ing. Rubén Bandes Integrante: Jesús Luces C.I. 18.540.257 Ocumare del Tuy, Marzo del 2012

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Repblica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Universidad Nacional Experimental Politcnica de la Fuerza Armada Nacional UNEFA Extensin-Miranda Ncleo-Ocumare del Tuy Ing. Sistema Nocturno Secc. U 9no Semestre Ctedra: Teleprocesos

Teleprocesos IPv6 Y SDH

Ing. Rubn Bandes Integrante: Jess Luces C.I. 18.540.257

Ocumare del Tuy, Marzo del 2012

Concepto de SDH SDH (Synchronous Digital Hierarchy) es el estndar internacional de comunicaciones aceptado por la UIT para redes de transmisin de alta capacidad. Tecnologas como ATM, IP/MPLS o ADSL se apoyan en SDH para alcanzar la banda ancha. SDH y el equivalente norteamericano SONET son las tecnologas dominantes en la capa fsica de transporte de las actuales redes de fibra ptica de banda ancha. Su misin es transportar y gestionar gran cantidad de tipos de trfico diferentes sobre la infraestructura fsica. SDH es un protocolo de transporte (primera capa en el modelo OSI) basado en la existencia de una referencia temporal comn (Reloj primario), que multiplexa diferentes seales dentro de una jerarqua comn flexible, y gestiona su transmisin de forma eficiente a travs de fibra ptica, con mecanismos internos de proteccin. Usando como referencia el modelo OSI, SDH es comnmente visto como un protocolo de nivel uno, es decir, un protocolo de la capa fsica de transporte. En este papel, acta como el portador fsico de aplicaciones de nivel 2 a 4, esto es, es el camino en el cual trfico de superiores niveles tales como IP o ATM es transportado. Podemos considerar a las transmisiones SDH como tuberas las cuales portan trfico en forma de paquetes de informacin. Estos paquetes son de aplicaciones tales como PDH, ATM o IP. SDH trabaja con una estructura o trama bsica denominada STM-1, que tiene una duracin de 125 microsegundos (se repite 8.000 veces por segundo), y se corresponde con una matriz de 9 filas y 270 columnas, cuyos elementos son octetos de 8 bits; por consiguiente, la trama tiene una velocidad binaria de (9 x (270 x 8)) x 8.000 = 155,520 Kbps. La transmisin se realiza fila por fila, empezando por el byte en la esquina superior izquierda y terminando en el byte en la esquina inferior derecha. En la trama STM-1 se distinguen tres reas: la tara de seccin, los punteros de justificacin y la carga til. Cada byte de la carga til se corresponde con un canal de 64 Kbps, de modo que cada columna de 9 bytes se corresponde con 576 Kbps. Las primeras 9 columnas contienen la tara de seccin o SOH (Section OverHead) para soportar caractersticas del transporte tales como el alineamiento de trama, los canales de operacin y mantenimiento, la monitorizacin de errores, etc. Se distingue entre la tara de la seccin de regeneracin o RSOH (Regenerator Section OverHead) y la tara de la seccin de multiplexacin o MSOH (Multiplex Section OverHead). Las columnas siguientes pueden ser asignadas de diversas formas para transportar

las seales de tasas de bit inferior, tales como los 2 Mbps; cada columna tiene su propia tara. El estndar SDH est definido originalmente para el transporte de seales de 1,5 Mbps, 2 Mbps, 6 Mbps, 34 Mbps, 45 Mbps y 140 Mbps a una tasa de 155 Mbps, y ha sido posteriormente desarrollado para transportar otros tipos de trfico, como por ejemplo ATM IP, a tasas que son mltiplos enteros de 155 Mbps. La flexibilidad en el transporte de seales digitales de todo tipo permite, de esta forma, la provisin de todo tipo de servicios sobre una nica red SDH: servicio de telefona, provisin de redes alquiladas a usuarios privados, creacin de redes MAN y WAN, servicio de videoconferencia, distribucin de televisin por cable, etc. Formacin de tramas Seguidamente, explicaremos el proceso de formacin de la trama STM-1 (ITU-T G.707) a partir de los diferentes tributarios incluidos en ella (ITU-T G.709).

Las tramas contienen informacin de cada uno de los componentes de la red: trayecto, lnea y seccin, adems de la informacin de usuario. Los datos son encapsulados en contenedores especficos para cada tipo de seal tributaria. A estos contenedores se les aade una informacin adicional denominada "tara de trayecto" (Path overhead), que consiste en una serie de bytes utilizados con fines de mantenimiento de red, y que dan lugar a la formacin de los denominados contenedores virtuales (VC). El resultado de la multiplexacin es una trama formada por 9 filas de 270 octetos cada una (270 columnas de 9 octetos). La transmisin se realiza bit a bit en el sentido de izquierda a derecha y de arriba abajo. La trama se transmite a razn de 8000 veces por segundo (cada trama se transmite en 125 s). Por lo tanto, el rgimen binario (Rb) para cada uno de los niveles es: STM-1 = 8000 * (270 octetos * 9 filas * 8 bits)= 155 Mbps

STM-4 = 4 * 8000 * (270 octetos * 9 filas * 8 bits)= 622 Mbps STM-16 = 16 * 8000 * (270 octetos * 9 filas * 8 bits)= 2.5 Gbps STM-64 = 64 * 8000 * (270 octetos * 9 filas * 8 bits)= 10 Gbps STM-256 = 256 * 8000 * (270 octetos * 9 filas * 8 bits)= 40 Gbps El contenedor o C-n (Container) es la unidad bsica de empaquetamiento para los canales tributarios. Se tiene un contenedor especial para cada seal tributaria de PDH (ITU-T G.703): C-4 para seales de 140 Mbps, C-3 para 45 y 34 Mbps, C-2 para 6,3 Mbps, C-12 para 2 Mbps, y C-11 para 1,5 Mbps. Estos contenedores tienen siempre un tamao mayor que la carga a transportar. La capacidad remanente es utilizada, en parte, para la justificacin; con el fin de eliminar las desviaciones temporales entre las seales PDH (siempre dentro de las tolerancias establecidas por el ITU-T). Cuando se hace la correspondencia con tributarios sncronos, se insertan bytes de relleno fijos, en vez de bytes de justificacin. Las seales ATM pueden ser transportadas en la red SDH en los contenedores C-11, C-12, C-3 y C-4; aunque en este caso el entramado no es continuo como en el caso de PDH. Aunque, en teora, una seal ATM est formada por celdas discontinuas de 53 bytes, los intervalos entre estas celdas se rellenan con celdas vacas, que son insertados por el equipo ATM cuando se conecta a una interfaz SDH, formando de esta forma una seal continua. Por lo general, las celdas ATM son transportadas sobre la carga til de un VC-4 o de varios VC-4s concatenados (ITU-T G.707). La seales IP son transportadas sobre la red SDH siguiendo, por lo general, el mtodo PoS (Packet over SONET). Para ello, primero es necesario que la seal IP sea encapsulada mediante PPP (IETF RFC 1661-1662), siendo transportada la trama sobre la carga til de un VC-4 o de varios VC-4s concatenados (IETF RFC 2615). Un contenedor virtual o VC-n (Virtual Container) es el conjunto de un contenedor y la tara de trayecto. La tara de trayecto o POH (Path OverHead) tiene como misin monitorizar la calidad e indicar el tipo de contenedor; por lo tanto, el formato y tamao del POH depende del tipo de contenedor. El VC es la entidad de carga til que viaja sin cambios a lo largo de la red, siendo creada y desmantelada en los distintos puntos de acceso o terminacin del servicio de transporte. El siguiente paso para formar la seal STM-N completa, consiste en aadir un puntero en una posicin fija indicando el comienzo del VC dentro de la trama. En consecuencia, el VC puede flotar dentro del rea de carga que le es destinado, debiendo el puntero alinearse en consecuencia. La unidad formada por el puntero y el VC se denomina unidad administrativa o AU-n (Administrative Unit), o bien unidad tributaria o TU-n (Tributary Unit).

Despus, se realiza un simple proceso de multiplexacin por entrelazado de byte de un conjunto de TUs, obteniendo una estructura denominada grupo de unidades tributarias o TUG-n (Tributary Units Group). Este proceso es completamente sncrono. Una o ms unidades administrativas forman un grupo de unidades administrativas o AUG (Administrative Unit Group). Finalmente, se debe dotar a la estructura obtenida de informacin adicional que permita su transporte por el medio fsico, es decir, del SOH. El grupo de unidades administrativas junto a la SOH forman el STM-N. En un STM-N no se utilizan todos los bytes de informacin de control de todos los STM-1s, sino que las funciones de algunos bytes se realizan con la informacin contenida en los bytes correspondientes del primer STM-1. Como hemos visto, las taras u OHs son bytes reservados para la informacin del propio sistema. Parte de ellos son asignados a los VCs y otros a los STMs. La informacin contenida en las taras se utiliza bsicamente para la monitorizacin de la calidad, deteccin de errores, canales de comunicaciones, canales de datos, proteccin automtica, etc. La tara de trayecto o POH se asigna al contenido til al multiplexarse en el VC, permaneciendo con este VC hasta que sea desmultiplexada la carga til. De esta forma, un trayecto es el tramo de la red SDH comprendido entre dos puntos de ensamblado y desensamblado de VCs. La tara de seccin o SOH forma parte de la trama STM. Puesto que una seccin de multiplexacin puede estar formada por varias secciones de regeneracin, la SOH se divide en la tara de seccin de multiplexacin o MSOH y la tara de seccin de regeneracin o RSOH. En los regeneradores slo se tiene acceso a la RSOH. De este modo, una seccin es aquella parte de un trayecto en la que se mantiene la integridad de la seal STM-N, es decir, la multiplexacin o desmultiplexacin se realiza slo en los extremos. La utilizacin de punteros en SDH supone muchas ventajas respecto a la utilizacin de bits de justificacin en PDH, desempeando principalmente dos funciones. La primera misin del puntero es identificar la posicin de los VCs en la trama correspondiente, que ser una AU o TU. Esto permite asignar de forma flexible y dinmica el VC con la informacin til dentro de la trama AU o TU. La segunda misin del puntero es adaptar la velocidad binaria de los VC a la velocidad binaria del canal de transmisin. Es decir, mediante un mecanismo de justificacin positiva, negativa o nula, permiten absorber las diferencias de frecuencia entre las diferentes seales que forman un STM-N. Finalmente, una vez creada la trama STM-N, esta es transmitida utilizando los cdigos de lnea NRZ y RZ en el caso de la interfaz ptica. En el caso del STM-1 e interfaz elctrica, el cdigo de lnea utilizado es CMI. Para evitar la transmisin de largas cadenas de 0s 1s que pueden dificultar la recepcin de la seal, se utiliza un mezclador o scrambler en el momento de

generar la seal ptica. Los nicos bytes que no son mezclados son los tres primeros, siendo los dos primeros aquellos que identifican el inicio de las tramas y el tercero aquel que identifica el nmero de trama STM-1 dentro de una trama STM-N.

Figura 4: Estructura de multiplexacin de SDH. Elementos de red Las redes SDH actuales estn construidas, bsicamente, a partir de cuatro tipos distintos de equipos o elementos de red (ITU-T G.782): regeneradores, multiplexores terminales, multiplexores de insercin y

extraccin, y distribuidores multiplexores. Estos equipos pueden soportar una gran variedad de configuraciones en la red, incluso, un mismo equipo puede funcionar indistintamente en diversos modos, dependiendo de la funcionalidad requerida en el nodo donde se ubica. En la Figura 5 se muestra un diagrama de bloques de un elemento SDH genrico, sin considerar amplificadores o boosters opcionales.

Figura 5: Elemento SDH genrico. Los equipos regeneradores intermedios o IRs (Intermediate Regenerators), como su propio nombre indica regeneran la seal de reloj y la relacin de amplitud de las seales digitales a su entrada, que han sido atenuadas y distorsionadas por la dispersin de la fibra ptica por la que viajan. Los regeneradores obtienen la seal de reloj a partir de la ristra de bits entrante. Los equipos multiplexores terminales o TMs (Terminal Multiplexers) se utilizan para multiplexar las distintas seales plesicronas o sncronas en sus interfaces tributarias de entrada y crear la seal STM-N, que enviar por su puerto de agregado. Por ejemplo, un TM STM-4, puede tener entradas a 155 Mbps, 140 Mbps, 34 Mbps y 2 Mbps; y la interfaz de lnea ser a 622 Mbps. Del mismo modo, los TMs se utilizan para recibir la seal STM-N y desmultiplexarla en las distintas seales plesicronas o sncronas. Las fibras pticas que se utilizan para la transmisin y recepcin de los STM-N son distintas y, por lo tanto, el TM hace de inicio y final de las comunicaciones. En el elemento genrico de la Figura 5, el TM STM-4 dispondra de una nica interfaz agregada ptica STM-4 (con transmisin y recepcin) y, dependiendo de la configuracin, de varias interfaces tributarias elctricas (1,5 Mbps, 2 Mbps, 34 Mbps, 45 Mbps, 140 Mbps, STM-1) u pticas (STM-1).

Los equipos multiplexores con funciones de insercin y extraccin o ADMs (Add and Drop Multiplexers), se encargan de extraer o insertar seales tributarias plesicronas o sncronas de cualquiera de las dos seales agregadas STM-N que recibe (una en cada sentido de transmisin), as como dejar paso a aquellas que se desee. El ADM permite, para ello, acceder a los VCs de la seal agregada, sin demultiplexar la seal completa STM-N. Si por ejemplo, tenemos un ADM STM-4 y queremos aadir y extraer un VC-4, el ADM recibir la seal agregada STM-4 (con al menos un STM-1 estructurado en VC-4s), internamente la desmultiplexar en AU-4s y se encargar de extraer los VC-4s necesarios y de insertar nuevos VC-4s en la seal agregada STM-4 saliente. Los equipos SDH ofrecen sistemas de proteccin hardware, como: unidades de controles redundantes, interfaces tributarias redundantes (o proteccin de circuito), matrices de conmutaciones redundantes, etc. En el elemento genrico de la Figura 5, el ADM STM-4 dispondra de dos interfaces agregadas pticas STM-4 (una para la parte Este y otra para la Oeste) y, dependiendo de la configuracin, de varias interfaces tributarias elctricas (1,5 Mbps, 2 Mbps, 34 Mbps, 45 Mbps, 140 Mbps, STM-1) u pticas (STM-1); de optar por la proteccin 1+1, el nmero de interfaces agregadas pticas del elemento sera de cuatro. En la Figura 6 se muestra el ADM STM-16 de Ericsson, denominado SMA-16, con tributarios que van desde seales STM-16 hasta 1,5 Mbps, y especialmente optimizado para el transporte de trfico ATM. Los equipos distribuidores multiplexores o DXC (Digital Cross-Connect) permiten la interconexin sin bloqueo de seales a un nivel igual o inferior, entre cualquiera de sus puertos de entrada y de salida. Los DXCs admiten seales de acceso, tanto plesicronas como sncronas, en diversos niveles. Los DXCs son los puntos de mayor flexibilidad en la red SDH, posibilitando que el operador realice de forma remota interconexiones semipermanentes entre diferentes canales, capacitando el encaminamiento de flujos a nivel de VC sin necesidad de multiplexaciones o desmultiplexaciones intermedias. Se suele emplear la notacin DXC N/M, donde el nmero entero N indica el nivel ms alto de las seales terminadas en sus puertos y el nmero M indica el nivel mnimo de interconexin. Los dos tipos principales son: el DXC 4/4 y el DXC 4/1. El DXC 4/4 proporciona una interconexin totalmente transparente para el encaminamiento de canales de 140 Mbps o 155 Mbps, que pueden formar parte de conexiones a 622 Mbps o 2,5 Gbps. El DXC 4/1 en cambio, es un equipo mucho ms completo que el DXC 4/4, pues proporciona interconexin transparente hasta los 2 Mbps. En el elemento genrico de la Figura 5, el DXC 4/1 dispondra de varias interfaces pticas (STM-1, STM-4 o STM-16) o elctricas (1,5 Mbps, 2 Mbps, 34 Mbps, 45 Mbps, 140 Mbps, STM-1), generalmente hasta un mximo de 512 (la mitad para la parte Este y la otra mitad para la Oeste).

Figura 6: Equipo ADM SDH de Ericsson. Topologas La topologa implantada (ITU-T G.803) vendr determinada por los requerimientos de flexibilidad y fiabilidad del operador de la red SDH. Frente a las estructuras malladas de las redes PDH, la tecnologa SDH apuesta por topologas en anillo, constituidas por ADMs unidos por 2 o 4 fibras pticas. Los anillos permiten conseguir redes muy flexibles, pudiendo extraer seales tributarias del trfico agregado en cualquiera de los nodos que conforman el anillo. Las distancias mximas entre equipos SDH dependen del tipo de interfaz STM-N (recomendaciones G.957 y G.958) y de la ventana utilizada en la transmisin, en el caso de utilizar fibra ptica mono modo convencional. Las dos ventanas de transmisin por fibra ptica utilizadas actualmente son dos, la segunda y la tercera. La segunda a 1.310 nm, est caracterizada por una dispersin casi nula y una atenuacin de alrededor de 0,5 dB/Km, y la tercera a 1.550 nm, caracterizada por una dispersin o ensanchamiento de los pulsos transmitidos de alrededor de 17 ps/nmKm y una atenuacin de unos 0,2 dB/Km. En segunda ventana las distancias mximas entre equipos, sin considerar amplificadores, son de alrededor de 47 Km para STM-1, 51 Km para STM-4, y 39 Km para STM-16. En la tercera ventana las distancias mximas son de alrededor de 82 Km para STM-1, 96 Km para STM-4, 75 Km para STM16, y 62 Km para STM-64. Los ADMs tambin ofrecen mecanismos de encaminamiento alternativo o proteccin bajo varias configuraciones (ITU-T G.841) para ofrecer una disponibilidad mxima y sobreponerse a cortes en la fibra y a fallos en los equipos. Por ejemplo, la solucin de proteccin 1+1 da lugar a los denominados anillos hbridos auto regenerables, en los cuales el trfico se encamina simultneamente por dos caminos, siendo recogido en el nodo destinatario; en caso de la cada de algn equipo intermedio o el corte de una

fibra, el nodo destinatario conmutar al otro camino, lo cual es conseguido en menos de 50 ms. Por otro lado, las redes SDH, a diferencia de las PDH, no slo constituyen un sistema de transmisin punto a punto, sino que van ms all, establecindose como una autntica red de comunicaciones, incluyendo, adems de la red de transporte, la de sincronizacin, la de gestin, y la de comunicaciones de datos.

Figura 7: Red SDH genrica.

Sincronizacin En contraste con la red PDH, la sincronizacin ha de estar completamente garantizada en una red SDH; de lo contrario, se puede tener una considerable degradacin en el funcionamiento de la red o incluso su fallo total. Para evitar esto, todos los elementos de red son sincronizados por una seal de reloj central muy precisa a 2,048 MHz. Esta seal de reloj central es generada por un reloj de referencia primario de altsima precisin (ITU-T G.811), en concreto con un desvo de frecuencia mximo a largo de 10-11 respecto a la norma horaria mundial. La seal procedente del reloj primario se pasa a los relojes esclavos subordinados a los sistemas SDH (ITU-T G.812). Finalmente, nos encontramos con los propios relojes locales de los sistemas SDH (ITU-T G.813).

Debido al enorme coste de los sistemas de sincronizacin, el reloj debe distribuirse por toda la red, para lo cual se utiliza una estructura jerrquica. Esta estructura jerrquica est dividida en estratos y se especifica conforme a la calidad de las seales de reloj transmitidas a los estratos subsiguientes en el caso del fallo de un reloj maestro. Si fallasen los relojes maestros, se provee el funcionamiento de reserva en el cual el oscilador utiliza su ltimo valor almacenado. Del mismo modo, si una fuente de reloj esclava fallase, el sistema SDH afectado conmuta a la fuente de reloj que tenga una calidad igual o menor a la que utilizaba hasta el momento; o de no ser posible, utiliza su propio reloj local. En este modo de funcionamiento, la seal de reloj se mantendr relativamente exacta controlando el oscilador PLL local mediante la aplicacin de los valores de correccin de la frecuencia almacenada durante las horas precedentes, teniendo en cuenta la temperatura del oscilador y extrayendo la seal de reloj a partir de alguna de las tramas STM-N que le llegan; en concreto de la que utilice la mejor fuente de sincronizacin, lo cual puede determinar a partir de informacin almacenada en la cabecera de la trama. Gestin de red Las actuales redes de telecomunicacin se caracterizan por un constante incremento del nmero, complejidad y heterogeneidad de los recursos que los componen; que dificultan enormemente gestionar el rendimiento, encontrar y solucionar problemas, y planificar el crecimiento futuro de la red. Por ello, la gestin de red integrada, como conjunto de actividades dedicadas al control y vigilancia de recursos de telecomunicacin bajo el mismo sistema de gestin, se ha convertido en un aspecto de enorme importancia en el mundo de las telecomunicaciones. Puesto que las tramas SDH incorporan informacin de gestin de los equipos, es posible tanto la gestin local como la centralizada de sus redes (ITU-T G.784). La gestin local atiende a un control descentrado de los distintos nodos, mediante sistemas de operacin local. La centralizada, adecuada para entornos SDH puros sin PDH, se basa en el control de todos los nodos mediante un nico sistema de operaciones central. La gestin del equipo comprende tareas tales como configuracin del elemento de red, puesta en servicio, prueba de fallos, medida de prestaciones o calidad (ITU-T G.821, G.826 y M.2100), alarmas, etc. La informacin transportada entre los distintos equipos de una ruta SDH a travs del denominado canal de comunicaciones de datos DCC (Data Communication Channels), tiene una estructura de los mensajes de gestin de red estndar; sin embargo, no ha habido un acuerdo en la definicin del conjunto de mensajes a transportar y, por lo tanto, no hay interoperabilidad en la gestin entre los distintos vendedores de equipos SDH.

No obstante, a diferencia de la interfaz de gestin de red entre equipos, la interfaz desde el terminal de gestin a cada uno de los equipos s es estndar; realizndose a travs de interfaz Q en el caso remoto (conexin Ethernet) y de la interfaz F en el caso local (conexin serie). El protocolo de gestin utilizado es el protocolo de informacin de gestin comn o CMIP (Common Management Information Protocol) de la familia de protocolos OSI estandarizados por la ISO. Futuro de SDH Prcticamente todos los nuevos sistemas de transmisin por fibra ptica que estn siendo instalados actualmente en las redes troncales, utilizan SDH SONET. Se espera que esta tecnologa domine la transmisin durante dcadas, del mismo modo que su predecesor PDH ha dominado la transmisin durante ms de 20 aos y an lo hace, en trminos de nmero total de sistemas instalados. Las tasas binarias en sistemas a larga distancia se espera que se eleven de los 10 Gbps a los 40 Gbps, apareciendo los primeros productos comerciales a partir del ao 2002; y al mismo tiempo, que los sistemas de 155 Mbps e inferiores penetren ms en las redes de acceso. Como hemos visto, son muchos los beneficios que ofrece la tecnologa SDH a los operadores de telecomunicaciones y grandes empresas, los cuales podemos resumir en los siguientes puntos:

Reduccin de coste de los equipos de transmisin. Las razones principales son la posibilidad de integrar las funciones de transmisin, multiplexacin e interconexin en un solo equipo; y la alta competencia entre proveedores de equipos debida a la alta estandarizacin de SDH. El acceso directo a las seales de cualquier nivel sin necesidad de multiplexar en todos los niveles. La sencilla explotacin debida a la incorporacin de informacin de gestin adicional en las tramas de informacin de datos lo cual permite el mantenimiento centralizado, rpida y exacta localizacin de averas, el re-encaminamiento automtico, la monitorizacin permanente de la calidad del circuito, etc. La amplia gama de anchos de banda de transmisin y la posibilidad de acceder directamente a las seales de cualquier nivel sin necesidad de demultiplexar en todos los niveles inferiores, permiten la creacin de una infraestructura de red muy flexible y uniforme.

La compatibilidad multi-fabricante a nivel de interfaces de transporte y de explotacin, lo cual garantizar la integracin de las redes de los distintos operadores. La convergencia con ATM e IP, y la capacidad de interfuncionamiento simultneo con PDH. No obstante, el diseo de SDH fue previo a la explosin de servicios de datos, con un crecimiento anual del trfico del 50-100% segn Probe Research, y se optimiz para transmitir seales de voz a 64 Kbps. Las soluciones de datos de SDH son relativamente ineficientes, no son fciles de escalar, y son poco compatibles entre distintos suministradores.

El principal problema de SDH actualmente es el cuello de botella alcanzado con los 10 Gbps, pues aunque los sistemas a 40 Gbps estarn disponibles pronto, las limitaciones tecnolgicas imposibilitarn, al menos durante varios aos, alcanzar velocidades superiores. Esto es debido a que por debajo de los 10 Gbps las caractersticas de la fibra ptica mono modo convencional (o G.652) tienen un impacto relativamente bajo sobre la calidad de la transmisin; pero por encima de los 10 Gbps, sus efectos deben ser tenidos muy en cuenta. Por otro lado, SDH slo utiliza la fibra ptica como mero medio de transmisin y toda su funcionalidad (amplificacin, re-encaminamiento, etc.) las implementa en el dominio elctrico; es decir, mediante SDH no ser posible conseguir redes totalmente pticas. Esto abrir paso a la DWDM, una novedosa tecnologa de transmisin totalmente ptica, an inmadura, cara y poco estandarizada, que permitir aprovechar al mximo el caro y escaso tendido de fibra existente. El nmero mximo de longitudes de onda que se pueden multiplexar en la actualidad es de 160, pudiendo alcanzar de este modo capacidades de hasta 1,6 Tbps acoplando canales SDH STM-64. Por otro lado, las distancias de transmisin alcanzadas mediante equipos SDH al menos doblan (depende del nmero de canales multiplexados) las alcanzadas mediante equipos SDH, lo cual reduce an ms las necesidades de equipos y los costes en su mantenimiento.

Internet Protocol Version 6 IP versin 6 IPng (Next Generation Internet Protocol) es la nueva versin del protocolo IP (Internet Protocol). Ha sido diseado por el IETF (Internet Engineering Task Force) para reemplazar en forma gradual a la versin actual, el IPv4. . El motivo bsico para crear un nuevo protocolo fue la falta de direcciones. IPv4 tiene un espacio de direcciones de 32 bits, en cambio IPv6 ofrece un espacio de 128 bits. El reducido espacio de direcciones de IPv4, junto al hecho de falta de coordinacin para su asignacin durante la dcada de los 80, sin ningn tipo de optimizacin, dejando incluso espacios de direcciones discontinuos, generan en la actualidad, dificultades no previstas en aquel momento. En esta versin se mantuvieron las funciones del IPv4 que son utilizadas, las que no son utilizadas o se usan con poca frecuencia, se quitaron o se hicieron opcionales, agregndose nuevas caractersticas. Descripcin General De IPv6 Las caractersticas de IPv6 son las siguientes: Dispone de direcciones de 128 bits, 16 octetos, que se pueden estructurar jerrquicamente para simplificar la delegacin de direcciones y el encaminamiento. Simplifica la cabecera principal IP, pero define muchas cabeceras de extensin opcionales. De esta forma se pueden incorporar las nuevas funciones de intercomunicacin cuando lo necesiten. Dispone de autenticacin, integridad de datos y confidencialidad en el nivel de IP. Introduce flujos, que se pueden utilizar para disponer de nuevos tipos de requisitos de transmisin, como el vdeo en tiempo real. Facilita el encapsulado de otros protocolos y proporciona un mecanismo de control de congestin cuando transporta protocolos extraos. Proporciona nuevos mtodos de autoconfiguracin automtica de direcciones e incorpora una comprobacin de que las direcciones son nicas. Mejora el descubrimiento del encaminador y la deteccin encaminadores fuera de servicio o vecinos inalcanzables por el enlace. de

Terminologa La versin 6 realiza ciertos cambios de nomenclatura con respecto a la versin 4 e introduce nuevos trminos: Un paquete es una cabecera de IPv6 ms una carga til. Un nodo es cualquier sistema con IPv6. Un enrutador es un nodo que reenva paquetes de IPv6 que no son para l. Un enlace es un medio por el que se comunican los nodos usando la capa de enlace. Vecinos son los nodos conectados a un mismo enlace.

El trmino paquete es uno de los que ms se ha abusado en el mundo de las redes. La gente lo usa para describir las unidades de datos del protocolo (PDU) de la capa de enlace, hasta la capa de aplicacin. Una de las innovaciones de IPv6 es que se puede utilizar para transportar trafico de otros muchos protocolos y por tanto, su carga til puede que no fuese una PDU del grupo TCP/IP. Cuando la PDU es de IP, sigue siendo apropiado el trmino datagrama. Aqu seguiremos la terminologa empleada en los documentos actuales de IPv6 por tanto se emplear el trmino paquete.

Direcciones De IPv6 Las direcciones de IPv6 tienen 16 octetos (128 bits). Se usa una notacin bastante compacta, para escribirlas. Se representan como ocho nmeros hexadecimales separados por dos puntos. Cada nmero en hexadecimal representa 16 bits. Por ejemplo:

41BC:0:0:0:5:DDE1:8006:2334

Observe que se pueden eliminar los ceros de la izquierda de un campo (por ejemplo, se coloca 0 en lugar de 0000 o 5 en lugar de 0005). El formato se puede comprimir an mas eliminando una serie de campos por ::. Por ejemplo:

41BC::5DDE1:8006:2334

Se han eliminado tres grupos y por tanto :: representa la cadena :0:0:0:. Por ltimo, a veces las direcciones de la versin 4 de IP se insertan en los ltimos 4 octetos de las direcciones de la versin 6. Se puede escribir usando un formato de direcciones que utiliza tanto la notacin punto como la de dos puntos, como: 0:0:0:0:0:FFFF:128.1.35.201

Asignacin de Direcciones Con un espacio de direcciones de 128 bits hay sitio para muchos tipos diferentes de direcciones, como: Proveedores jerrquicos de servicios segn una direccin de un envo global. Direcciones geogrficas jerrquicas de un envo globales. Direcciones privadas para uso exclusivo de una organizacin. Direcciones locales y globales de un envo.

LA versin 6 no usa difusin, sino que confa en el multienvo para funciones de control como la resolucin de direcciones y el arranque. La razn para ello es que la difusin de un mensaje interrumpe a todos los dispositivos de enlace. En la mayora de las ocasiones slo unos pocos dispositivos necesitan realmente examinar el mensaje. Adems, al restringir los mensajes de control de la versin 6 a direcciones de multienvo se evita que haya interferencias entre las versiones 4 y 6 cuando comparten un mismo enlace.

Asignacin completa de direcciones

La Autoridad de Asignacin de Nmeros de Internet (IANA Internet Assigned Numbers Authority) tiene la tarea de delegar trozos de espacio de direcciones IPv6 a las organizaciones regionales de registro repartidas por el mundo. Estas ltimas pueden, a su vez, trasladar bloques de direcciones a menores regiones, a registros nacionales o a Proveedores de servicios. Se usa un gran bloque para el direccionamiento a travs de proveedores de servicios. Existen bloques para LAN independientes o lugares completos que no estn conectados a Internet, de manera que pueden asignarse sus propias direcciones.

Se han asignado bloques para la direcciones IPX y para las direcciones de Puntos de acceso al servicio de red de OSI (NSAP). Se ha reservado un bloque para las direcciones geogrficamente distribuidas. En la actualidad, casi las tres cuartas partes del espacio de direcciones no tienen asignado ningn uso.

Direcciones para proveedores Actualmente se propone una estructura jerrquica simple para las direcciones de Proveedores.

3 bits 010

n bits

m bits

o bits ID del cliente

125-n-m-o bits Dentro del cliente

ID de ID del registro proveedor

Observe que resulta sencillo enrutar el trfico a un Proveedor comparando la primera parte de la direccin con las entradas de la tabla de enrutamiento. El Proveedor, a su vez, puede enrutar el trfico a sus clientes comparando un trozo mayor de la direccin con sus entradas de la tabla de enrutamiento. Cuando se usa este formato, la organizacin cliente poseer el espacio de direcciones suficiente para crear una jerarqua interna apropiada. Una organizacin puede estructurar un espacio de direcciones de subredes y host, como en la actualidad, o podra aadir algunos niveles jerrquicos adicionales. Por ejemplo, se podra usar una jerarqua consistente en rea, subred y host. Por cierto en la versin 6 no estn prohibidas las direcciones con todos los bits a cero o a uno.

Direcciones para lugares independientes

En la actualidad, para una LAN o una red que no est conectada a Internet se usa un bloque especial de direcciones, como la 10.0.0.0 o la 172.16.0.0, reservadas con este objetivo. Pero si la organizacin necesita posteriormente conectarse con el mundo externo, tiene que realizar un gran esfuerzo de reconfiguracin.

La versin 6 a tenido en cuenta este problema de reasignacin mucho mas elegantemente, como se ver en las siguientes secciones.

Direcciones de enlace local

Un enlace es un elemento de comunicaciones, como en Ethernet, TokenRing, FDDI, ATM, una red de retransmisin de tramas o una lnea punto a punto. Resulta sencillo automatizar las direcciones de un enlace aislado sin conexin con un enrutador. Las direcciones de enlace local tiene la forma:

11111111010 (10 bits)

00 ... 00

Direccin nica para la tecnologa de enlace

Por ejemplo si el enlace es una LAN:

1111111010

00 ... 00

Direccin MAC de la LAN

Una direccin de enlace local tambin es til durante la inicializacin.

Direcciones locales

Un lugar con enrutadores, pero sin conexin con un Proveedor de servicios, puede generar automticamente direcciones internas de la forma:

11111111010 (10 bits)

00 ... 00

ID de la subred

Direccin nica para la tcnica. de enlace

Los enrutadores se dan cuenta del prefijo (incluyendo el ID de la subred) en el enlace.

Observe lo sencillo que es migrar a una conectividad de proveedor de servicios. Tan slo hay que configurar el enrutador con un nuevo prefijo que incluye el Registro, el Proveedor de servicio y los nmeros de cliente junto con los nmeros de la subred. El enrutador se dar cuenta del nuevo prefijo y los host empezarn a utilizarlo. No sera necesario modificar ninguna de las direcciones asignadas al lugar.

Formato de las direcciones de multienvo

En la versin 6 las direcciones de multienvo tienen una definicin ms clara y flexible. Existen muchos tipos diferentes de direcciones de multienvo. Tiene elementos iniciales diferentes para diferenciar si la direccin es permanente o temporal, local o global. Las direcciones de multienvo tienen el formato:

8 bits 11111111

4

4

112 bits ID de grupo

000T mbito

T=0 para direccin permanente de multienvo, pblica. T=1 para direccin temporal de multienvo.

Los cdigos de mbito indican si el mbito es el mismo nodo, un enlace local, el lugar, la organizacin o global. El mbito del mismo nodo incluye el caso en que un cliente enva un mensaje de multienvo a servidores situados en el mismo host. Los cdigos concretos de mbito son:

0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

reservado mbito local al nodo mbito local al enlace no asignado no asignado mbito local al lugar no asignado no asignado mbito local a la organizacin no asignado

A no asignado B no asignado C no asignado D no asignado E mbito global F reservado

Direcciones de envo a uno

Se ha propuesto un nuevo tipo, experimental, de direccionamiento, el direccionamiento de envo a uno (anycast). Una direccin de envo a uno es una direccin de un envo asignada a ms de una interfaz. Inicialmente, slo los enrutadores podan tener direcciones de envo a uno. Por ejemplo una direccin de envo a uno podra identificar: Todos los enrutadores de un Proveedor de servicios concreto. Todos los enrutadores de la frontera de un Sistema autnomo dado. Todos los enrutadores conectados a una determinada LAN. Se puede incluir una direccin de envo a uno, en una ruta de origen. Significa "Usa el enrutador ms cercano con esta direccin de envo a uno". Por ejemplo, si la direccin de envo a uno identifica los enrutadores de un proveedor de servicios, se podra usar para decir "Accede a este proveedor de servicio usando el camino ms corto". Por supuesto, una interfaz de enrutador que dispone de una direccin de envo a uno tiene su propia direccin real.

Formato De La Cabecera De IPv6

La cabecera bsica es muy simple, como se muestra en la figura 22.2. Observe que existen muy pocos campos:

Versin

Es 6 para IP siguiente generacin

Prioridad

Diferencia el trfico interactivo del flujo, o define la posibilidad de descarte durante la congestin.

(16 bits) Si el tamao es menor o igual a 64 Kbits, este campo indica el tamao de la parte del paquete que sigue la cabecera inicial de Tamao de la carga IPv6. Si el tamao es menor a 64 Kbits, se pone til el tamao de carga til en cero y el tamao real se indica en una opcin til extra de una cabecera posterior. Se decrementa en uno en cada enrutador. Si el valor llega a cero el paquete se descarta.

Limite de saltos

Indica el tipo de cabecera de protocolo que Siguiente cabecera sigue, por ejemplo, 6 para la cabecera de TCP. Etiqueta de flujo Indica que el trfico necesita un tipo especial de tratamiento, por ejemplo, vdeo en tiempo real.

Prioridad

El campo prioridad tiene una doble funcin. Para el trfico de TCP con control de congestin, asigna nmeros altos a los paquetes de control y al trfico interactivo y nmeros bajos al trfico en bruto. Concretamente los valores son:

0. 1. 2. 3. 4.

Trfico sin caracterizar Trfico de "relleno", por ejemplo, las noticias de red Transferencia de datos sin atencin, por ejemplo, el correo electrnico Reservado Transferencia de datos atendidas, por ejemplo, transferencias de archivos 5. Reservado. 6. Trfico interactivo, por ejemplo, telnet 7. Trfico de control de Internet, por ejemplo, protocolos de encaminamiento.

IPv6 se puede usar para transmitir trfico de ISO, DECnet y otros. Los valores de prioridad entre 0 y 7 se pueden usar con cualquier protocolo que imponga su propio control de flujo. Los valores del 8 al 15 se usan como mecanismo de control de congestin cuando un protocolo que imponga su propio control de flujo. Los valores del 8 al 15 se usan como mecanismo de control de congestin cuando un protocolo por ejemplo, UDP o IPX, no imponen su propio mecanismo de control de congestin. Cuando la red se congestiona, el trfico se descarta. Es peor descartar unos tipos de datos de aplicaciones que otros. Valores bajos, como 8 o 9 significa que ese paquete es mas elegible para descartar.

Uso De La Etiqueta De Flujo

Un flujo es una secuencia de paquetes desde un origen a un destino que necesita cierto tratamiento especial. Por ejemplo, la voz o el vdeo en tiempo real requieren distinto tratamiento que la transferencia masiva de datos. La etiqueta de flujo se usa para identificar un flujo de datos que tiene un mecanismo de manejo especial, como por ejemplo la reserva del ancho de banda. El que unos paquetes pertenezcan a un flujo se indica colocando una etiqueta de flujo distinta de cero. Los paquetes que pertenecen a un flujo concreto tienen los mismos datos de direccin de origen, direccin destino, prioridad y etiqueta de flujo.

Extensin De Cabeceras De IPv6

El uso de extensin de cabeceras es una idea innovadora que permite aadir funcionalidad a la versin 6 de IP. La versin 6 utiliza un campo siguiente cabecera. Si la siguiente cabecera de TCP o UDP, el valor del campo siguiente cabecera ser 6 o 17, el identificador de protocolo de TCP o de UDP respectivamente. Pero algunas extensiones de cabeceras se pueden encerrar entre la cabecera de IPv6 y una cabecera de mayor nivel. Se usan para opciones, como las de una ruta de origen o las de seguridad. La fragmentacin tambin se ha trasladado a una extensin de cabecera. Cada una de las extensiones IPv6 de cabecera contienen un campo Siguiente cabecera de manera que las cabeceras se van encadenando. Por

ltimo, en la ltima extensin de cabecera se identifica el protocolo de la siguiente capa. Este esquema proporciona una gran flexibilidad. Se pueden definir nuevas opciones en cualquier momento segn se necesiten y no se necesita restringir su tamao. La ltima extensin de cabecera puede apuntar a una cabecera que pertenece a un grupo de protocolos completamente diferente, como por ejemplo, ISO o DECnet. Algunas cabeceras contienen informacin que se debe procesar en todos los nodos de la ruta, mientras que otras contienen informacin que slo se necesita procesar en el destino.

Cabeceras de IPv6 Opciones de salto a salto Opciones de destino Enrutamiento Fragmentacin Autenticacin Encapsulado de seguridad de la carga til Sin siguiente cabecera

Nmero en el campo (siguiente cabecera) anterior 0 60 43 44 51 50 59

Autoconfiguracin De La Versin 6

En el pasado, los administradores de redes hubiesen pagado por disponer de una red IP con pequea carga de configuracin y mantenimiento. Uno de los objetivos de la versin 6 es proporcionar un procedimiento efectivo de inicializacin automtica. Es importante para ayudar a que un lugar migre al nuevo formato de direcciones. Tambin es vital automatizar el cambio de direcciones que puede sobrevenir tras un cambio en la eleccin del proveedor de servicios.

En una LAN independiente, un host IPv6 puede construir automticamente una direccin IP usando una direccin de tarjeta interfaz de red u otro identificador nico del nivel de enlace que conozca el sistema. Cuando una organizacin tiene una red con un enrutador o est conectada a un Proveedor de servicios, los enrutadores proporcionan a los host la informacin que debieran conocer para auto configurar sus direcciones y empezar a trabajar. Dual Stack La forma ms directa para los nodos IPv6 de ser compatibles con nodos IPv4-only es proveyendo una implementacin completa de IPv4. Los nodos IPv6 que proveen una implementacin completa de IPv4 (adems de su implementacin de IPv6) son llamados nodos IPv6/IPv4. Estos nodos tienen la habilidad de enviar y recibir paquetes IPv6 e IPv4, pudiendo as inter-operar directamente con nodos IPv4 usando paquetes IPv4, y tambin operar con nodos IPv6 usando paquetes IPv6. Tunneling Los nodos o redes IPv6 que se encuentran separadas por infraestructuras IPv4 pueden construir un enlace virtual, configurando un tnel. Paquetes IPv6 que van hacia un dominio IPv6 sern encapsulados dentro de paquetes IPv4. Los extremos del tnel son dos direcciones IPv4 y dos IPv6. Se pueden utilizar dos tipos de tneles: configurados y automticos. Los tneles configurados son creados mediante configuracin manual. Un ejemplo de redes conteniendo tneles configurados es el 6bone. Los tneles automticos no necesitan configuracin manual. Los extremos se determinan automticamente determinados usando direcciones IPv6 IPv4-compatible.