Post on 30-Sep-2018
Redes de Telecomunicaciones de Nueva Generación
XIV Congreso Nacional de estudiantes de Ingeniería de Sistemas
IV congreso Internacional del Software Libre
Gonzalo Ulloagulloa@icesi.edu.co
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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)
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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
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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
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WEF - Networked Index 2004-2005 (Feb 2005)
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
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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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Contenido• Introducción• Nuevas Arquitecturas de redes• Redes Inalámbricas• Redes Internacionales• Redes Nacionales y la situación Colombiana• Conclusiones
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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)
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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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Implicaciones del rutaje óptico
ATM
PDH
Sonet /SDH
DWDM
ATM
Frame Relay
IPN
ivel
es d
e Pr
otoc
olo
tiempotecnologías actuales
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Contenido• Introducción• Nuevas Arquitecturas de redes• Redes Inalámbricas• Redes Internacionales• Redes Nacionales y la situación Colombiana• Conclusiones
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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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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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Redes Personales (PAN)IEEE 802.15
• Dos tecnologías disponibles– Bluetooth– UWB (Banda Ultra-Ancha)
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• 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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Tecnologías Celulares de nueva generación
• Generación 2.5 (GSM y CDMA1x)– Datos hasta 384 Kbps– Video conferencia– Internet inalámbrico (WAP, i-
Mode)
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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
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Contenido• Introducción• Nuevas Arquitecturas de redes• Redes Inalámbricas• Redes Internacionales• Redes Nacionales y la situación Colombiana• Conclusiones
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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)
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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)
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Contenido• Introducción• Nuevas Arquitecturas de redes• Redes Inalámbricas• Redes Internacionales• Redes Nacionales y la situación Colombiana• Conclusiones
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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
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Interconexión
NAP Nacional
UnivLAP Local
NAP Nacional
Univ
Inv
Inv UnivOrg
Univ
Org
InternetInternet
Punto de acceso local
Universidades e instituciones locales
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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
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Calidad de servicio
QR
NAP
Red Local Red Local MPLS
MPLS
A BC
D
E
Red Local Red Local MPLS
J KL
I
M
Red Local Red Local MPLS
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?
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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.