redes de telecomunicaciones de nueva...

Redes de Telecomunicaciones de Nueva Generación

XIV Congreso Nacional de estudiantes de Ingeniería de Sistemas

IV congreso Internacional del Software Libre

Gonzalo [email protected]

2

Contenido• Introducción• Nuevas Arquitecturas de redes• Redes Inalámbricas• Redes Internacionales• Redes Nacionales y la situación Colombiana• Conclusiones

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Breve resumen de las telecomunicaciones

TelefoníaAnalógica

Telefonía Digital RDSI

Teléfono1892

RDSI1970

1980 1990 2000

RDSI1984

1970 1980 1990 2000

DatosInternet

Expansión USAExpansión

Mundo

1992WEB

Nueva Generación de InternetIPv6

Redes de TV

Convergencia

1996

RedesNG

Celulares3G

RDSIBanda Ancha

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Qué son la redes de Nueva Generación

• Son redes experimentales, como lo era Internet hace 10 u 12 años.

• Son redes que utilizan nuevas tecnologías• Son el banco de pruebas de:

– Nuevos protocolos de comunicaciones– Nuevas aplicaciones

• En ellas se desarrollan los protocolos de la “Internet” del futuro

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Las redes de nueva generación• Pretendieron inicialmente transmitir a

mayor velocidad.– Cuando en Colombia montábamos

infraestructura a 64 kbp, los proyectos de redes avanzadas trabajaban a 155 Mbps

• Hoy buscan transmitir información con Calidad de Servicio (QoS)

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Qué es QoS• Inicialmente el objetivo de las redes era tener la capacidad

de enviar información entre dos puntos. – Se hacía el “mejor esfuerzo” para que la información llegara a

cierta velocidad y en cierto tiempo.• Hoy se requiere que la información llegue:

– A una cierta rata de bits – Throughput– En un tiempo determinado – demora– Con una variación determinada – Jitter– Con cierta pérdida de paquetes – etc….!

• Para poder transmitir, datos, voz, imágenes, video etc.

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Un mundo interconectado• Asistimos a un mundo interconectado

– Acceso a puntos físicos

• Hacia la portabilidad de la interconexión– Puedo trabajar donde esté la red

• El número de teléfonos móviles superó el número de teléfonos fijos en el mundo desde el 2003.– En Colombia el numero de líneas móviles superó al

numero de líneas fija en el 2004

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Evolución de lineas telefónicas en Colombia

0

2.000.000

4.000.000

6.000.000

8.000.000

10.000.000

12.000.000

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

A ño

Lineas Telefónicas Lineas Celulares Polinómica (Lineas Celulares) Polinómica (Lineas Telefónicas)

9

Introducción“Sin acceso a las Redes Globales de Comunicación, ninguna comunidad puede participar del mundo interconectado.”

Harvard University – Information Technology Group –Preparación para un mundo interconectado, Una guia para los paises en desarrollo. Pag 9

10

ColombiaDAI 79

http://www.spectrum.ieee.org/ (Feb 2004)

11

Digital Access Index (DAI) ITU (www.itu.org)• Colombia ocupa la posición 79 con un indicador de 0.45• Por debajo de

– Chile DAI=0,58– Uruguay DAI = 0,54– Argentina DAI = 0,53– Costa Rica DAI = 0,51– Brazil DAI = 0,50– México DAI = 0,50– Panamá DAI = 0,47– Venezuela DAI = 0,47

• Por encima de– Peru DAI = 0,44– Ecuador DAI = 0,41

12

Foro Económico Mundial

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WEF - Networked Index 2004-2005 (Feb 2005)

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

Sin

gapo

re

Finl

and

Uni

ted

Sta

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Japa

n

Uni

ted

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Pan

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lic

Ven

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la

Gua

tem

ala

Per

u

Ecu

ador

Hon

dura

s

Par

agua

y

Boliv

ia

1 3 5 8 12 14 20 29 35 41 46 60 61 64 66 69 70 76 78 84 88 90 95 97 98 99

fuente : WEF - The Networked Readiness Index Rankings 2004

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15

Arquitectura de redes• Internet es una red liberal que tiene muy poco

control• En la arquitectura tradicional de Internet utiliza

intensivamente el modelo Cliente - Servidor • Este modelo permite un cierto control de los

clientes que dependen del servidor• Empiezan aparecer aplicaciones con arquitecturas

simétricas, entre iguales, o Peer to Peer (P2P).

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Redes Peer to Peer (P2P)• El compartir archivos en la red ha sido muy

popular desde los 80’s• Algunos juegos en red usaban esta característica• Intel usa un sistema P2P llamado NetBatch para

distribuir tareas computacionales en 25 sitios en el mundo y más de 10.000 máquinas

• El proyecto SETI@home

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Gnutella• Fue la primera red descentralizada, desarrollada

por Justin Frankle of NullSoft (una compañía de AOL)

• Apenas lo descubrieron ordenaron desmontarlo pero ya muchas copias del programa habían salido del control de la compañía.

• Unas de las principales es BearShare y LimeWire.• Morpheus es uno de los mas populares clientes

basados den Gnutella

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Napster y Gnutella• Con Napster y Gnutella las aplicaciones P2P

mostraron su poder– Napster usa un servidor de directorio para

mantener la lista de archivos MP3– Gnutella no utiliza un servidor, solo se registra

a un Host de Gnutella y este dispersa su dirección y contenidos

– Kazaa y Morpheus utilizan principios similares a Gnutella

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Mute• Mute no realiza conexiones directas entre la

fuente de información y el solicitante (amenaza de demandas del la RIAA).

• Solo se intercambian ID Mute y no las direcciones IP que podrían identificar la fuente o el destino.

• Utiliza un análogo al comportamiento de las hormigas cuando buscan comida (señales quimicas) ANTS P2P

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Nuevas aplicaciones• La tecnología P2P permite el surgimiento de

nuevas aplicaciones como son las llamadas de larga distancia sin usar servidor– Distinto a Net2Phone y DialPad (usan servidores)

• Los creadores de KaZaa desarrollaron una aplicación para llamadas SKYPE (www.skype.com)

• Originalmente era un chat de voz– Hoy tiene acceso a toda la red pública (Skypeout)– Ofrece un número universal virtual y buzón de voz

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Otras aplicaciones

• LionShare– Proyecto de la U.Penn State que crea una red

académica para compartir contenidos y material didáctico

– Facilita encontrar contenidos evaluados y verificados por la comunidad académica (Google encuentra los contenidos pero no puede certificar su validez)

– Hoy tienen cooperación del MIT, Simon Fraser U e I2 P2P

– http://lionshare.its.psu.edu/main/

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P2P Aspectos pendientes• Seguridad

– Cargar archivos de computadores anónimos hacen los computadores vulnerables

– Ya aparecen los primero virus VBS_GNUTELWORM

• Anchura de Banda– La tecnología consume enormes cantidades de ancho

de banda, pues se transfieren grandes archivos (todos han sufrido los problemas de Napster, Kazaa y Morpheus)

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BitTorrent• Sistema descentralizado sin funciones de

búsqueda.• Permite descargar grandes archivos sin

sobrecargar el servidor usando multiplesconexiones.

• Puede distribuir archivos grandes a un grupo de personas de forma eficiente.

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Perspectiva de P2P• Querámoslo o no, estas tecnologías

innovadoras e incontrolables afectarán nuestras vidas y el mundo de los negocios.

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Contenido• Introducción• Nuevas Arquitecturas de redes

– Redes P2P– QoS

• Redes Inalámbricas• Redes Internacionales• Redes Nacionales y la situación Colombiana• Conclusiones

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Protocolos con Calidad de Servicios (QoS) sobre redes IP

• Sobre Internet se están desarrollando protocolos que permiten “garantizar” calidad de servicio (QoS) sobre redes de conmutación de paquetes.

• Es la única forma para soportar nuevas aplicaciones como transmisión de voz o de video

• MPLS pareciera ser una solución alternativa entre el mundo de IP y el mundo de SDH o ATM

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MPLS y otros protocolos• Han existido otros intentos de “garantizar”

calidad de servicio sobre redes IP.• Pero estos son protocolos llamados del

“Mejor Esfuerzo”• RSVP (Resource Reservation Protocol)

29

MPLS

30

Conmutación óptica• Hace unos pocos años se realizaba transmisión

óptica por una fibra usando una o dos longitudes de onda 1310nm y 1550nm

• Hoy se puede transmitir 256 longitudes de onda por la misma fibra y a finales del 2004 o comienzos del 2005 se esperaba llegar hasta 480 a 512 longitudes de onda.

• Los limites de esta tecnología aún no han sido definidos

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DWDM • Transmisión DWDM

32

Rutaje tradicional

33

Rutaje óptico

34

Implicaciones del rutaje óptico

ATM

PDH

Sonet /SDH

DWDM

ATM

Frame Relay

IPN

ivel

es d

e Pr

otoc

olo

tiempotecnologías actuales

35


36

PDAs (Personal Digital Assistant)• Tienen más potencia y

memoria que los primeros PCs

• Cada vez con mayores funciones– Hoy manejan documentos,

hojas de cálculo, presentaciones, programas especializados

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PDA (2)• Posee redes

inalámbricas incorporadas

• Puntos móviles de recolección de información y pagos

• Movilidad de fuerza de venta

• Inventarios en línea

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PDAs (3) Linux

• Sistemas operativos de PCs en versiones reducidas– Windows

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Los libros electrónicos• Son otro factor de

movilidad• Se pasó de Gutemberg a

los bits en 400 años• Requieren aún de

tecnología para tener la flexibilidad y portabilidad de un libro

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Clasificaciones de la tecnologíaAncho de bandaAncho de banda

Banda AnchaBanda Ancha Banda EstrechaBanda Estrecha

> 1Mbps> 1Mbps < 1Mbps< 1Mbps

WiFiWiFiWiMaxWiMaxUWBUWB

2,5 G2,5 G3G3G

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Cobertura de la redCobertura de la red

PANPAN WLANWLAN WANWANWMANWMAN

~ 100 ~ 100 mtsmts ~ 10 ~ 10 KmKm~10 ~10 mtsmts ~ 100 ~ 100 kmkm

WiFiWiFi802.11 802.11 ((a,b,ga,b,g))

WiMAXWiMAX802.16802.16

BluetoothBluetoothUWBUWB802.15802.15

2,5 G2,5 G3G3G

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WANWAN CoberturaWMANWMAN

WLANWLAN

PANPAN10 mts

~100 mts

~10.000 mts

~100.000 mts

43

Comparación de tecnologías inalámbricas

44

Redes Personales (PAN)IEEE 802.15

• Dos tecnologías disponibles– Bluetooth– UWB (Banda Ultra-Ancha)

45

• Desarrollada inicialmente por Ericsson para accesos a corta distancia.

• Promete eliminar los cables de ratones, computadores, teclados, teléfonos cámaras digitales y cualquier dispositivo móvil.

• Permite utilizar múltiples medios, RF, celular, punto a punto, convencional.. Etc.

Fuente: www.bluetooth.com

802.15

46

Bluetooth• Wireless Personal Area

Network (picoceldas)• Bluetooth - 802.15• Banda de 2,4 Ghz• Velocidades de 1 a 20

Mbs• Alcance decenas de

metros (10 a 100 mts)

http://www.kodak.com/US/en/corp/store/catalog/Product.jhtml?PRODID=5834&CATID=6

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Banda Ultra-Ancha (UWB)• Es una banda de 500 Mhz en el espectro

entre 3,1 y 10,6 Ghz• Se transmite directamente sin modulación• Alcances de ~10 mts• Se trabaja en la normalización 802.15.3a• Los partidarios dicen que volverá obsoleta a

Bluetooth

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Energía transmitida y ancho de banda

Energíatransmitida

Nivel de ruido

Señal de banda estrecha

Señal de Espectro disperso

Señal de Banda ultra amplia (UWB)

Frecuencia

49

Redes Inalámbricas de Area Local (WLAN)

• Surgimiento de puntos calientes (Hot spots) de acceso gratuito o pago– Hoteles– Bibliotecas– Cafés– Universidades– Aeropuertos– Etc.

• Ciudades con acceso inalámbrico

50

WLAN• Wireless Local Area Networks• Tres estandares

– 802.11a 6 a 54 Mbps banda de 5 GHz– 802.11b 11 Mbps banda de 2.4 GHz– 802.11g a 54 Mbps banda de 2.4 GHz

• Alcance 75 mts en interior y 300 mts en exteriores

51

Banda de 2,4Ghz y 5GhzBanda de 2,4 GHz Banda de 5 GHz

Ventajas Mercado Global802.11 b y gAlta velocidad > 10 Mbps

Mercado Global802.11aAlta velocidad > 20 Mbps

Desventajas Menos alcance que bandas de menor frecuencia

Menor alcanceAlto costo de RF

52

Distancia vs ancho de banda por protocolo

53

Aplicación típica de LAN

54

Redes MetropolitanasIEEE 802.16 (WiMax)

• Redes de gran ancho de banda para realizar conexiones punto-multipunto

• Estandarización de una tecnología llamada LMDS (Local Multipoint Distribution System) que es usada en Colombia.– Esfuerzo por estandarizar también MMDS (2,3 Ghz)

• 802.16 usa dos bandas de frecuencia– 10-66 Ghz licenciada– 2–11 GHz licenciada

55

W-MAN (2)• Relación de transmisión de datos de 120 Mbps y

superiores– Usando canales entre 25 y 28 MHz en la banda entre 10

y 66 GHz• Suministra una última milla sin cobre a alta

velocidad• En Colombia hay licencias para usar tecnologías

similares en la banda de 29 a 31 GHz (LMDS)• En la jerga 802.16 se conoce como WiMax

– En Europa comenzó como Hiperman

56

W-Man como última milla

57

Tecnologías Celulares de nueva generación

• Generación 2.5 (GSM y CDMA1x)– Datos hasta 384 Kbps– Video conferencia– Internet inalámbrico (WAP, i-

Mode)

58

La próxima generación 4G• Transmisión de alta velocidad (50- 100

Mbps)• Soporte de IPv6• Uso de banda de microondas de 3 a 6 GHz• Costos reducidos del sistema 1/10 de 3G

59

Evolución de servicios de 3G a 4G

60

Interconectividad

61


62

Redes Internacionales de Nueva Generación

• Son proyectos financiados por los Estados y por las agencias de investigación– No se puede circular tráfico comercial– Se deben usar enmarcado dentro de un

proyecto de investigación

• Hay aproximaciones a los países del tercer mundo para evitar que estos proyectos aumenten la brecha digital.

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Proyectos de Redes de Nueva Generación

• Norte América– Internet 2 – Red de Universidades y centros de

investigación (www.internet2.edu)– Abilene – Tiene orígenes en el VBNs

(abilene.internet2.edu)– StarLight – Financiado por la NSF para conectar

Universidades y Paises (www.startap.net)– AmPath – Financiado por la NSF para conectar las

Américas (de Mexico a Argentina) (www.ampath.net)

http://www.internet2.edu/



http://www.abilene.internet2.edu/

http://www.startap.net/

http://www.ampath.net/

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Proyectos de Nueva Generación (2)

• Europa– Directiva Europea crea el proyecto DANTE que

administra la red GEANT (Red Avanzada Europea) (www.dante.net)

– Proyecto @lice – America Latina Conectada con Europa

– Proyecto Clara (Conexión Latino Americana a Redes Avanzadas)

http://www.dante.net/

65


66

Redes Nacionales y situación Colombiana

• Desde el año 2001 se comenzó un proyecto de construcción de la RNU

• Algunas ciudades desarrollaron proyectos con sus universidades– Manizales – Centelsa– Cali – RUAV– Bucaramanga – Unired– Barranquilla – Rumba– Bogotá – Rumbo– Medellín - RAV

67

Interconexión

NAP Nacional

UnivLAP Local

NAP Nacional

Univ

Inv

Inv UnivOrg

Univ

Org

InternetInternet

Punto de acceso local

Universidades e instituciones locales



68

Tráfico

NAP Nacional

Circula tráfico local nacional e

internacional

NAP Nacional

Canales lógicos individuales para cada institución, de acuerdo con sus necesidades

Trafico Internacional IPv4

Trafico N

acional IPv4e IPv6

Canal compartido,

proyecto Internet-2 en

Colombia

Trafico I2

UnivLAP Local

Univ

Inv

Inv UnivOrg

Univ

Org

InternetInternet

Universidades e instituciones locales



69

Calidad de servicio

QR

NAP

Red Local Red Local MPLS

MPLS

A BC

D

E


J KL

I

M


P

O

S


70

Situación actual• Agenda de Conectividad ha retomado el

proyecto• Hace dos días la dirección de CLARA aceptó

la solicitud de Colombia• Falta firmar con I2 el MOI• ¿Cómo será sostenible el proyecto?

71

Conclusiones• Las nuevas tecnologías son impulsoras de nuevos

desarrollos.• Las tecnologías inalámbricas han permitido llevar

la red y la conectividad a muchos lugares.• El estado tiene un papel regulador los reguladores

y el principal impulsor de estas tecnologías.• Debemos impulsar proyectos de nueva generación

para permitir cerrar la brecha digital• Proyectos que deben, en lo posible, ser auto-

sostenibles.

Muchas Gracias..!

[email protected]

www.icesi.edu.co

73

Star Light

Abilene

Internet 2

76

Ampath

Geant 2

82

Usuarios de Internet en Colombia

Fuente: CRT - Estudio sectorial de Telecomunicaciones 2003

Título del gráfico

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 (est)

redes de telecomunicaciones de nueva...

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