Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE. Luje Damián, Llasag Raúl, Manguia Diego. Tecnologías de Acceso.

Resumen—El presente documento tiene la finalidad de profundizar el conocimiento del lector acerca de las tecnologías de acceso en general, hablando en la introducción de uso que se les da a estas, así como también ventajas y desventajas de cada uno de las tecnologías de acceso alámbricas e inalámbricas, el fin es entender en que situaciones es óptimo usar cada una de las tecnologías, esto de

acuerdo a costes, recursos, etc.

Índice de Términos—acceso, tecnologías de acceso, redes, cableado, conexión, alámbrico, inalámbrico.

I.INTRODUCCIÓN

En nuestros días se está viviendo la evolución de las redes de comunicaciones hacia redes de Alta Velocidad, en las que la filosofía en la que éstas se basaban ha cambiado considerablemente. El cambio a nivel de red, obviamente implica cambios de planteamiento en los algoritmos de los protocolos de comunicaciones. No obstante, los cambios impuestos por la evolución de las tecnologías, no siempre pueden aplicarse debido al alto grado de penetración de estos protocolos.

La Red de Acceso abarca los elementos tecnológicos que soportan los enlaces de telecomunicaciones entre los usuarios finales y el último nodo de la red. A menudo se denomina lazo de abonado o simplemente la última milla. Sus principales componentes son: los medios de comunicación (par de cobre, cable coaxial, fibra óptica, canal radioeléctrico) y los elementos que realizan la adecuación de la señal a los mismos.

Se estima que existan en la actualidad alrededor de 1100 millones de accesos fijos y 1000 millones

de accesos móviles. El lazo local, sin lugar a dudas, constituye un punto de mira de los científicos, tecnólogos y economistas en la búsqueda de alternativas para incrementar el aprovechamiento del espacio de señal dentro de los medios de transmisión, a un precio que permita la asimilación por los abonados finales, aprovechándose de la creciente necesidad de ancho de banda para la satisfacción de las necesidades naturales o inducidas de información, comunicación y entretenimiento en que la época actual nos sumerge.

II. TECNOLOGÍAS DE ACCESO

A. Qué son las tecnologías de acceso

Son aquellas plataformas que permiten dar conectividad a los usuarios con los ISP (Internet Service Provider). Por tecnología estas pueden ser: alámbricas (Eléctricas u ópticas) o inalámbricas. Por tipo de usuarios: Conmutados o dedicados

B. Tecnologías de acceso conmutadas

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Tecnologías de Acceso Luje, Damián., Llasag Raúl, Manguia Diego

{jdluje2@espe.edu.ec, rhllasag@espe.edu.ec dfmanguia@espe.edu.ec}@2015.01.17Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE

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Son las primeras en aparecer en el mercado, fácil de administrar tanto para los usuarios finales como para los prestadores de servicio, sus costos están basados en el tiempo de conexión. Estas tecnologías son: La Red Pública Telefónica Conmutada (RPTC) y la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI). Estas tecnologías se apoyaron directamente en protocolo PPP.

C. Tecnologías de acceso dedicadas

◦Algunas de estas tecnologías son: ◦Frame Relay ◦Wimax ◦HFC (Hibrido Fibra Óptica Coaxial) ◦DSL

III. TECNOLOGÍAS ALÁMBRICAS

Son aquellos accesos que requieren una conexión por medio de un cable hasta el terminal del usuario, por lo que la ubicación del usuario es relativamente fija. Este es el caso de la mayoría de servicios de banda ancha domésticos.

Estos accesos se pueden basar en las siguientes tecnologías:

A. Redes de Acceso por par de Cobre (xDSL, Modems

Usan la red de acceso tradicional para telefonía (PSTN).

Antes, se usaba sólo una fracción del ancho de banda disponible (4 Khz, banda vocal).

Hoy, los servicios ofrecidos son: Telefonía. Datos.

Datos se ofrecen sobre dos tecnologías: Modems de banda local. Tecnologías DSL (Digital Subscriber Line).

B. Redes de Acceso por Cable.

Características Generales

Tecnología: Madura Velocidades: 40Mbps/10Mbps Difusión: Alta Costo: Medio/bajo Complejidad: Baja

Ventajas del Cable

Liberación de la línea telefónica convencional.

Mayores velocidades que los sistemas tradicionales ISDN.

Conexión permanente a la red HFC (Datos, Teléfono y Televisión).

Desventajas del Cable

Recableado interno y externo muy costoso, que lleva tiempo implementar.

Conexión trabaja a alta velocidad sólo cuando el número de usuarios es razonablemente bajo.

C. Redes híbridas de fibra y cable (HFC).

Características

Usa un medio compartido. (Ethernet) Distribución en bus. Velocidades asimétricas: Download

10Mbit/s compartido, Upload 768kbit/s o 3Mbit/s compartido.

Posibilidad de simetría hasta 10 Mbps. Diseñado para usuarios residenciales.

Límites físicos

No hay límite de distancia Cada bus HFC tiene capacidades hasta

50Mbps en sentido redusuario y 10Mbps en sentido usuario-red

Equipamiento Adicional

Splitter Tv/Datos

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Fortalezas

Alta velocidad. Se vende con contenido. Bajo Precio.

Debilidades

Medio Compartido (pobre seguridad) Diferentes estándares entre EEUU y

Europa.

D. Acceso Fijo por Red eléctrica (PLC).

Ventajas de la tecnología PLC

No se requiere cableado adicional. Rápida instalación Gran infraestructura instalada de redes

eléctricas a nivel mundial. Nuevas oportunidades de negocios para

empresas proveedoras de energía Utilización de la tecnología para la gestión

de las redes eléctricas. Velocidades de hasta 45 Mbps en una sola

línea de medio voltaje.

Inconvenientes PLC

Red eléctrica no está diseñada para transmitir datos.

Se añade ruido a la señal. PLC usa OFDM (Orthogonal Frequency

Division Multiplexing). PLC no puede sobrevivir al paso de un

transformador. Solo se utiliza en la última milla (baja tensión).

Los transformadores deben ir acompañados de una estación base PLC (que extrae los datos, separando frecuencias).

Limitación de distancia. Transmisión óptima: 100 metros entre

domicilio y transformador. Necesidad de repetidores en contadores de

las viviendas y edificios muy altos.

E. Redes de Acceso por Fibra óptica (FTTx, PON, EFM ,otros).

Redes de Acceso por Fibra FTTx

Tecnología: Madura Velocidades: 1,5-100 Mbps Difusión: Media Costo: Medio Complejidad: Media

Clases: FTTH (Fiber to the Home) fibra directa hasta el hogar.

FTTC (Fiber to the Curb) fibra hasta la acera.

FTTB (Fiber to the Building) fibra hasta el edificio.

Las tecnologías FTTx se basan en instalaciones de cable de fibra óptica directo hasta los hogares o edificios.

Utilizan fibra con DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing).

Algunas empresas y proveedores de servicios montan Gigabit Ethernet sobre fibra oscura arrendada.

Redes PON (Passive Optical Network)

Topología Punto-Multipunto full-duplex

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Concentración de tráfico en Red de Acceso (arquitectura Hub: PCC)

Flexible (lineal en árbol) y/o Redundante (STP, RSTP 802.1w)

Red Óptica: Capacidad (1 Gbps) + Alcance (hasta 20km) + Inmune Interferencias

Compatibilidad Estándar 802.3ah Compatible dispositivos IP – Ethernet

Seguridad Seguridad: VLAN 802.1Q y DBA

Redes de Acceso por Fibra FTTx

Tecnología: Nueva Velocidades: 100 Mbps-1 Gbps Difusión: Baja/Media Costo: Medio/Alto Complejidad: Media

Origen a esta nueva propuesta de red:

La ubicuidad de la Ethernet. La disponibilidad de grandes anchos de

banda. Precios reducidos. Facilidad de operación y provisión del

servicio Autoconfiguración y asignación

flexible de ancho de banda. EFM ha sido estandarizada por el

estándar IEEE 802.3ah EPON (Ethernet Passive Optical

Network) permite compartir entre varios abonados los costes de terminaciones de red.

IV. TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS

Una red inalámbrica es un sistema de comunicación de datos que proporciona conexión inalámbrica entre equipos situados dentro de la misma área (interior o exterior) de cobertura.

A. TIPOS

Las tecnologías de acceso inalámbricas suelen clasificarse de diferentes formas, a continuación se presentan algunas de ellas:

Redes Fijas

Es una red simple PTP (punto a punto), están diseñadas para extender las comunicaciones de datos a lugares físicamente aislados del resto de la red.

Otra variante son las redes PMP (punto a multipunto). En estas redes en vez de tener en un punto central una antena directiva por cada enlace los puntos dispersos, tiene una antena de apertura más ancha, la cual es capaz de servir a muchas puntos dispersos dentro del campo de “visión” de la misma.

Redes nomádicas

Otra variación de redes PTM son las redes que soportan directamente la conexión de usuarios al sistema. Es decir, en vez conectar dos lugares remotos, como una casa central y una sucursal; estas redes nomádicas conectan computadoras individuales de usuarios a una red.

Redes móviles

Las redes más complejas de diseñar e implementar son las redes que soportan verdadera movilidad. Ejemplos conocidos de este tipo son las redes celulares, el soporte de alta velocidad de movilidad de la red de datos debe de proveer cobertura en cualquier sitio, y debe soportar gran velocidad de movimiento de los usuarios.

B. WLAN

Una red de área local inalámbrica (WLAN) es una red que cubre un área equivalente a la red local de una empresa, con un alcance aproximado de cien

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metros.

Existen dos tecnologías que se pueden destacar: IEEE 802.11 HiperLAN2

IEEE 802.11

Las especificaciones del estándar definido por el IEEE denominado 802.11x abarcan las capas física (Capa 1) y la subcapa de acceso al medio (MAC) de la capa de enlace del modelo OSI.

La capa física define la modulación de las ondas de radio y las características de señalización para la transmisión de datos mientras que la capa de enlace de datos define la interfaz entre el bus del equipo y la capa física, en particular un método de acceso parecido al utilizado en el estándar Ethernet, y las reglas para la comunicación entre las estaciones de la red.

HiperLAN2

HIPERLAN es un estándar global para anchos de banda inalámbricos LAN que operan con un rango de datos de 54 Mbps en la frecuencia de banda de 5 GHz.

Una red HiperLAN2 tiene la topología clásica de toda red inalámbrica: uno o varios puntos de acceso (AP), conectados entre sí por algún tipo de red fija o inalámbrica, y una serie de terminales móviles (MT), que se conectan con los puntos de acceso.

C. Tecnología WiMAX

La tecnología de red WíMAX es una tecnología inalámbrica de banda ancha que soporta acceso fijo, nomático, portable y móvil.

WiMAX posee las siguientes características principales:

Frecuencias portadoras menores a 11 GHz. Utiliza la técnica de transmisión OFDM que

posee gran eficiencia en el uso de los recursos de radio

Alcance máximo de 20 Km en ambientes apropiados.

D. Tecnologías de redes Celulares

Los sistemas celulares analógicos son comúnmente referidos como sistemas de primera generación. Los sistemas digitales son los sistemas de segunda generación los cuales han permitido que las comunicaciones de voz sean inalámbricas en muchos de los principales mercados.

Los sistemas de tercera generación (3G) están diseñados para comunicaciones multimedia, con esto, las comunicaciones persona a persona son mejoradas con imágenes de alta calidad y video y el acceso a la información

GPRS/EDGE

En la actualidad la mayor parte de las redes GSM soportan EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution). Esta tecnología es una mejora de GPRS (Enhanced General Packet Radio Service), la cual es la tecnología de servicio de datos basada en una red de paquetes para las redes GSM. GPRS provee conectividad IP para una gran gama de servicios y aplicaciones para los usuarios.

La tecnología GPRS mejora y actualiza a GSM con los servicios siguientes:

Servicio de mensajes multimedia (MMS) Mensajería instantánea Aplicaciones en red para dispositivos a

través del protocolo WAP Servicios P2P utilizando el protocolo IP Servicio de mensajes cortos (SMS) Posibilidad de utilizar el dispositivo como

módem USB

Las redes GSM con tecnología EDGE operan como extensiones inalámbricas de acceso a Internet, dando a sus usuarios tanto acceso a Internet como acceso a sus empresas desde cualquier sitio donde se encuentren

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UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)

UMTS es el estándar para 3G, evolución de los sistemas GSM, definido por la 3GPP en el Release 99.

En la actualidad es el sistema que tiene más licencias de espectro en todo el mundo, con un total de 177 redes comerciales en operación.

La ventaja de UMTS que es un estándar maduro que por lo tanto está ampliamente testeado y desarrollado comercialmente.

HSDPA

HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) es la tecnología que logra una importante mejora en la performance de la transmisión de datos para las redes UMTS. Las velocidades que teóricamente alcanzará HSDPA son de 14 Mbps.

HSDPA es parte de los estándares UMTS desde la versión 5, que también acompaña a una mejora en el enlace ascendente que proporciona una nueva portadora de 384 kbit/s. La portadora máxima anterior era de 128 kbit/s

3GPP LTE

LTE permite obtener mayores velocidades de datos con mayor cantidad de espectro (mayor a

5MHz). El trabajo en LTE comenzó en el 2004.LTE utiliza la técnica de acceso al medio

denominada OFDMA en el downlink, lo cual permite alcanzar grandes velocidades teniendo un canal de frecuencia espectral mucho mayor a 5MHz.

La lista de capacidades principales incluidas en LTE son las siguientes:

Velocidades en el downlink de 326 Mbps con 20MHz de ancho de banda.

Velocidades en el uplink hasta 86.4 Mbps

con 20MHz de ancho de banda. Operación en ambos modos FDD y TDD.

E. LMDS

LMDS (Local Multipoint Distribution Service) es una tecnología de comunicaciones inalámbricas de banda ancha que se inscribe en el marco del multimedia y se basa en una concepción celular.

Las Líneas Dedicadas basadas en LMDS permiten disponer de enlaces dedicados inalámbricos para la transmisión de datos o voz a un coste menor que las tecnologías basadas en fibra óptica o par de cobre.

LMDS posee una velocidad de 8 Mbps y trabaja en las frecuencias 22 a 42 GHz, trabaja con una estructura basada en celdas.

Su funcionamiento es similar al de la telefonía móvil y puede ser utilizado para proveer internet de alta velocidad, televisión digital multicanal y servicios de voz IP.

F. MMDS

Es una red usada para el establecimiento de una red de banda ancha de uso general o, más comúnmente, como método alternativo de recepción de programación de televisión por cable.

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Puede llegar hasta velocidades de 3 Mbps y trabaja en las frecuencias de 2.2 a 3.5 GHz. Posee un radio de cobertura amplio y se ve menormente afectado por pérdidas debido a factores atmosféricos.

V. CASOS REALES PLANTEADOS

Redes Alámbricas

El uso de tecnologías de acceso alámbricas es muy común en las ciudades como la nuestra, no hay un estándar especifico, es decir, cada empresa proveedora de acuerdo a sus proyecto instalan diferentes tecnologías para poder proveer a los clientes de servicio de internet.

Por ejemplo En el norte se utiliza en algunos lugares PLC, es decir que convierte la red eléctrica, en una red de distribución de datos, es decir internet a través del toma corrientes.Por otro lado, el uso de adsl también es bastante común ya que la mayoría de hogares no requieren internet mayor a 10 mb, y la necesidad de que los costos sean bajos, hace que el uso de esta tecnología sea muy llamativa al proveedor.

Actualmente en los conjuntos habitacionales o edificios, el proveedor llega al cliente a raves de fibra, está llena directamente a los hogares, el precio es medio y las velocidades son lo suficientemente buenas para poder proveer de un buen servicio a los clientes.

Requerimientos del cliente:

• El cliente actualmente posee internet en su edificio por medio de fibra, se distribuye a cada uno de los pisos por medio de cable de par trenzado. El cliente desea agregar conexión inalámbrica a todo el edificio debido a la creciente necesidad de acceder desde dispositivos móviles.

Se debe utilizar un acceso inalámbrico WLAN utilizando los estándares IEEE 802.11 b/g debido a que son los más utilizados y la mayoría de dispositivos son compatibles. Se recomienda colocar puntos de acceso en cada piso con el fin de mantener una buena señal en cada piso.

VI. CONCLUSIONES

De acuerdo a lo revisado anteriormente, podemos concluir que la utilización de recursos es menor en redes de acceso inalámbrico, a diferencia de acceso alámbrico, esto debido a diferentes factores, como por ejemplo la instalación, etc

Las velocidades en redes de acceso alámbrico son mayores a diferencia de las inalámbricas, aunque de acuerdo a los requerimientos, posiblemente sea factible tener una red inalámbrica, mayormente esto sucede en caso de que se requiera movilidad.

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Actualmente el acceso por fibra Fttx es una tecnología relativamente nueva, que ofrece gran velocidad, el precio no es alto, y su complejidad es media, además ofrece facilidad de operación y provisión del servicio.

Las tecnologías de acceso inalámbricas ofrecen la posibilidad a los usuarios de acceder a los servicios prestados en la red sin necesidad de cables y con la posibilidad de movilización.

El uso de tecnologías móviles está en crecimiento debido a la alta demanda de los usuarios de dispositivos móviles que requieren de acceso a Internet a gran velocidad.

REFERENCIAS

MMDS, T. (s.f.). Universidad de las Palmas de Gran Canaria. Obtenido de http://www2.ulpgc.es/hege/almacen/download/25/25559/latecnologiammds.pdfPullas, D. (s.f.). Alternativas Tecnológicas en el Acceso. Obtenido de MachángaraSoft: http://www.infodesarrollo.ec/documentos/files/original/13131ad1ecc4de123ace22f141f63328.pdfRedes de Acceso Alámbricas. (s.f.). Obtenido de http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/7040/05AMCA05de15.pdf?sequence=5Tejedor, R. J. (s.f.). LMDS: tecnología de acceso inalámbrico de banda ancha. Obtenido de http://www.ramonmillan.com/tutoriales/lmds.phpUruguay, U. d. (s.f.). Tecnologías de acceso inalámbrico. Obtenido de https://eva.fing.edu.uy/pluginfile.php/67112/mod_folder/content/0/Material_Complementario-Tecnologias_de_acceso_inalambrico.pdf?forcedownload=1Werchau, I. P., & Nazar, I. P. (s.f.). Estándar IEEE 802.11 X de las WLAN. Obtenido de Universidad Tecnológica Nacional UTN: http://www.edutecne.utn.edu.ar/monografias/standard_802_11.pdf

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