Conceptos Básicos de Telecomunicaciones EsLaRed 2008

Conceptos Básicos de Telecomunicaciones EsLaRed 2008

Conceptos Básicos de Telecomunicaciones
EsLaRed 2008
Ermanno Pietrosemoli
Escuela Latinoamericana de Redes
(Fundación EsLaRed) – ULA
Mérida Venezuela
www.eslared.org.ve
11/9/2008
Pietrosemoli
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Agenda
„
„
„
„
11/9/2008
Técnicas de multiplicidad o multiplex
Estándares
Red de Acceso
Red de Transporte
Pietrosemoli
2
Técnicas de Acceso
FDMA: Frequency Division Multiple Access
TDMA:Time Division Multiple Access
CDMA: Code Division Multiple Access
SDMA: Space Division Multiple Access
Comparación de Técnicas de Acceso
tiempo
tiempo
1
2
A cada usuario se
Le asigna una frec.
distinta
3
Usuarior 3
Usurio 2
Usuario1
frecuencia
TDMA
FDMA
Código
• Varios usuarios
utilizan el mismo
canal de frec.
secuencialmente
• Las ranuras de
tiempo se repiten
frecuencia
SDMA
tiempo
Usuario3
Usuario 2
Usuario1
CDMA
o “Spread Spectrum”
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frecuencia
Pietrosemoli
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Multiplexaje en Frecuencia (FDM).
M1(f
ESPECTRO RESULTANTE
1
0
B1 f
M2(f)
0
B2
M3(f)
Multiplexor
en
2
Frecuencia
f
0
(FDM)
3
~
Canal 2
Canal 3
f
f1
f2
2B1
f
0
Canal 1
Bg
2B2
f3
Bg
2B3
Ancho de Banda Total
B3
Subportadoras f1, f2 y f3
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Multiplexaje por División de Tiempo (TDM).
m1(T)
0
0
1
Ts/3
m2(t)
0
0
1
1
1
m3(t)
0
0
1
0
t
1
Multiplexor
2
1
en el
0
t
Tiempo
3
(TDM)
Canal 1
0
Canal 2
1
0
1
Canal 3
1
0
1
0 t
Ts
Vo = 9/Ts = 3Vi bps
t
Reloj
Ts
Vi = 3/Ts bps
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OFDM en 802.11a y g
Cada canal de 20 MHz contiene 52 subportadoras
Detalle de un canal
Cada subportadora es de 300 kHz
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Técnicas de Bilateralidad
FDD: Frequency Division Duplexing
TDD:Time Division Duplexing
CDD: Code Division Duplexing
Analogía Gráfica de CDMA:
Aquí se superponen
dos mensajes,
Uno escrito en azul
y otro escrito en amarillo
Un filtro azul permite
revelar lo escrito en
amarillo
Un filtro amarillo permite
revelar lo escrito en azul
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Banda Esparcida
(Spread Spectrum)
Secuencia Seudoaleatoria
(Pseudo Noise Sequence)
también llamada
Direct Sequence
•Salto de Frecuencia
(Frequency Hopping)
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Banda Esparcida
(Spread Spectrum)
Frecuencias más usadas
915 MHz, 2,4 GHz ó 5,8 GHz
En muchos países estas bandas de
frecuencia no requieren de permiso
gubernamental, siempre que no se
excedan ciertos límites en la
potencia de transmisión
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Ensanchamiento del espectro:
Secuencia Seudoaleatoria
Los datos y la secuencia de Barker
se combina mediante la función XOR
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Mecanismo DSSS
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Espectros en Transmisión DSSS
Señal buscada
Interferencia
Interferencia
Ruido
Bandabase
Receptor
Filtro
Señal filtrada
Señal
Señal
Señal
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Interferencia
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Espectro de una señal Frequency Hopping
Potencia de la Señal
frecuencia
Señal “saltando” a diferentes
frecuencias en diferentes instantes
tiempo
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ORGANIZACIONES QUE GENERAN ESTANDARES
de jure:
UIT
Unión Internacional de Telecom. (antes CCITT)
ISO
International Standards Organization
IEC
International Electrotechnical Commission
ETSI
European Telecom. Std. Institute
CEN/CENELEC Com. Europeene de Norm. Elect.
ANSI
Amer. Nat. Standards Institute
NIST
National Institute for Std. & Technology
CITEL
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Comisión Interamericana de Telecomunic.
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Pietrosemoli
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ORGANIZACIONES QUE GENERAN ESTANDARES
de facto:
IEEE
Int. Instit. of Electrical & Electronic Eng.
ECSA
Exchange Carriers Standards Assoc.
EIA
Electronic Industry Association
TIA
Telecom. Industry Association
OSF
Open Software Foundation
IETF
Internet Engineering Task Force
Wi-Fi
Wireless Fidelity Alliance
BELLCORE Bell Communications Research
ECMA
European Computer Manufacturers Assoc.
CEPT
Conf. European of Posts et Telecomm.
WECA
Wireless Carriers association
WiMax Forum
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Redes de Telecomunicaciones
„
Red de Transporte (larga distancia)
„
Red de Acceso, también llamada la última
milla, o la primera milla
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Red de Transporte
„
„
„
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Hoy en día estas redes son principalmente de fibra
óptica, utilizando MPLS, ATM sobre SONET/SDH y
algunas veces IP sobre ATM o POS. Ethernet está
penetrando este segmento.
También se utilizan satélites, por su facilidad para
salvar grandes distancias y no requerir derecho de
vía.
Todavía existen en muchos países redes de
microondas, sea analógicas o digitales
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20
Red de Transporte
„
„
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Empiezan a aparecer también redes
específicas para transmisión de datos,
generalmente basadas en IP y en
enrutadores de alta velocidad
Particular mención merecen los enrutadores
ópticos, que asignan rutas basadas en
longitudes de onda
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21
Red de Transporte
„
„
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Operadas casi siempre por empresas
telefónicas, sea estatales o privadas
Las velocidades llegan a 10 Gbit/s, pero con
la introducción de la técnica de DWDM
(Dense Wavelength Division Multiplexing), se
pueden alcanzar hasta 3200 Gbit/s en un solo
par de fibras
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Jerarquías Sincrónicas Opticas:
OC (Sonet) y STM (SDH)
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OC1
51.84
Mbps
STM-0
OC3
155.52 Mbps
STM-1
OC9
466.56 Mbps
STM-3
OC12 622.08 Mbps
STM-4
OC18 933.12 Mbps
STM-6
OC24 1244.16 Mbps
STM-8
OC36 1866.24 Mbps
STM-12
OC48 2488.32 Mbps
STM-16
OC192 9953.28 Mbps
STM-64
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Consideraciones sobre el Acceso:
„
„
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Hasta el 50% del costo total de un circuito
está en la red de acceso, o primera milla
Mientras las WANs han visto grandes
avances con la introducción de Frame Relay,
Fibras Opticas y ahora enrutamiento óptico,
los avances en la red de acceso son menos
espectaculares
Pietrosemoli
24
Latinoamérica mejora su conectividad
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Red de Acceso
„
„
11/9/2008
Para bajas velocidades la solución más
difundida es mediante módems y líneas
telefónicas
También se utilizan diferentes tecnologías
inalámbricas, sea ad hoc o basadas en
telefonía celular
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Tendencias Tecno-económicas
∞
• Los costos de
transmisión,
procesamiento y
almacenamiento
• Dispositivos
Conectados
...tienden a cero
Las Redes...
...convergen en una!
• Ubicacaciones
• Transacciones
• Aplicaciones
• Complejidad
• Requerimientos
de ancho de
banda
...tienden a
infinito
0
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time
tiempo
Pietrosemoli
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Red de Acceso
„
„
„
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Para altas velocidades (broadband) hay una
gran variedad de alternativas que se pueden
agrupar en tres categorías:
Basadas en líneas telefónicas
Basadas en sistemas de televisión por cable
Sistemas inalámbricos, terrestres o satelitales
Pietrosemoli
28
Red de Acceso
Basadas en líneas telefónicas:
„ Se conocen como DSL (Digital Subscriber
Lines), Líneas Digitales de Suscritor de la que
existen varias variantes tales como ADSL,
VDSL, HDSL etc, agrupadas bajo la
denominación genérica xDSL
„ ISDN o Red Digital de Servicios Integrados,
está siendo sustituida por DSL
Fibra óptica hasta el usuario:
„ Metro Ethernet, FTTH, FTTC, FTTB
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Transmisión por cables de energía
„
„
„
„
Limitada a la zona servida por el mismo
transformador (220V tiene un número mayor de
clientes que 117V)
Velocidad máxima de hasta 200 Mbit/s,
Interferencia a recepción de radio y de aparatos
eléctricos
Se puede utilizar Spread Spectrum para combatir el
ruido
No termina de arrancar
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Transmisión por cables de energía
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Pietrosemoli
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Home Plug
Alliance
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April 2002 issue ofPietrosemoli
PC World magazine
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Pietrosemoli
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Modalidades de transmisión Inalámbrica
„
„
„
„
„
„
Sistemas Celulares (GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA, LTE)
CDMA, EVDO,
Redes de Area Local Inalámbricas (WLAN)
Bucle local Inalámbrico (WLL, LMDS, WiMax)
Transmisión Optica Inalámbrica
Transmisión
vía Satélite
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Redes Cooperativas Inalámbricas
„
„
Cada nodo sirve de
puente para los
demás
El protocolo de
enrutamiento se
encarga de
establecer la
trayectoria
dinámicamente
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Redes en Malla
Las Redes en Malla, o Mesh Networks a veces llamadas
redes ad hoc se caracterizan porque cada nodo le
proporciona conectividad a los nodos adyacentes.
Con esto se logra salvar obstáculos que bloquean la
línea de vista y es posible suministrar más de un camino
para cada nodo permitiendo un sistema más robusto,
utilizado en principio por los militares, pero con
interesantes aplicaciones civiles.
También prometen aliviar el problema de la interferencia
ya que cada nodo transmite a muy poca potencia, y se
hace un uso más eficiente del ancho de banda
disponible
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WiMax
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Pietrosemoli
37
WiMax
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Pietrosemoli
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