Cuales son las 4 partes principales de una Red HFC
la cabecera
la red troncal
la red de distribución
y la red acometida de los abonados
Qué es la cabecera de una Red HFC
Es la combiancion de cable y fibra, la cabecera es el gobierno de todo el sistema y es la que se encargade monitorear la red y supervisar su correcto funcionamiento. HFC es una tecnologia de telecomunicaciones en la cual el cable de fibra optica y el cable coaxial se utiliza en diversos tramos de la red para transportar el contenido de banda ancha (tales como video, datos y voz).
Qué servicios se pueden ofrecer desde la cabecera de una Red HFC
Televisión
Telefonía
Internet
La red troncal es la encargada de repartir la señal compuesta, generada por la cabecera a todas las zonas de distribución que abarca la red de cable. El primer paso en la evolución de las redes clásicas todo-coaxial de CATV hacia las redes de telecomunicaciones por cable HFC consistió en sustituir las largas cascadas de amplificadores y el cable coaxial de la red troncal por enlaces punto a punto de fibra óptica. Posteriormente, la penetración de la fibra en la red de cable ha ido en aumento, y la red troncal se ha convertido, por ejemplo, en una estructura con anillos redundantes que unen nodos ópticos entre sí. En estos nodo ópticoses donde las señales descendentes (de la cabecera a usuario) pasan de óptico a eléctrico para continuar su camino hacia el hogar del abonado a través de la red de distribución de coaxial. En los sistemas bidireccionales, los nodos ópticos también se encargan de recibir las señales del canal de retorno o ascendentes (del abonado a la cabecera) para convertirlas en señales ópticas y transmitirlas a la cabecera.
Qué es la red de distribución de una Red HFC
Se encarga de llevar la señal que viene desde la cabecera a los usuarios, esta compuesta por una estructura tipo bus de coaxial que lleva las señales decendentes hasta la ultima derivacion antes de la red abonado o usuario al interior del hogar
red de acometida de los abonados de una Red HFC
Es la instalación interna del edificio, el último tramo antes de la base de conexión.Es una de las tareas mas esenciales por estética, buena instalación y de hay depende que el usuario le llegue una buena señal.
Qué es el canal de retorno en una red HFC
Debido a que las redes deben estar preparadas para poder ofrecer una amplia gama de aplicaciones y servicios a sus abonadosrequieren de lared la capacidad de establecer comunicacionesbidireccionales entre la cabecera (head-end) y los equipos terminales deabonado y, por tanto,exigen la existencia de un canal de comunicaciones para la víaascendente o de retorno, del abonado ala head-end (la cabecera).
Para qué se utiliza
El canal de retorno ocupa en las redes HFC el espectro comprendidoentre 5 y 55 MHz. Este ancho de banda lo comparten todos los hogares servidos por un nodo óptico. En el nodo óptico convergen las señales de retorno de todos los abonados, que se convierten en señales ópticas enel láser de retorno, el cual las transmite hacia el head-end.
Cómo se provee el servicio de datos y en particular el acceso a internet en una red HFC
Desde la cabecera por que posee unos router y cable módems que envía la señal por medio de red de transporte y luego la red de distribución hasta el predio. Se utiliza la red de distribución catv para transmitir desde 3 hasta 50 Mbps, con un alcance de 100 Kms o mas. Los servicio de datos se transmiten como cualquier otro canal de televisión. Se requieren dos tipos de equipos para implementar este sistema: un cable moden(CM) en el extremo del usuario. Un cable-modem termination system (CMTS) del lado del proveedor.
Diagrama simplificado de la comunicación hacia Internet en una red HFC, realice una breve descripción. Debe incluir enrutadores, CMTS, Cable MODEM y Terminal del suscriptor
CMTS: Cable Modem Termination System, es el dispositivo que se encarga deenviar los datos en sentido descendente modulados por el canal de televisión elegido al efecto y también recogen del cable módems de los usuarios los datos que éstos envían a través del canal ascendente asignado. El CMTS se ubica generalmente en el centro emisor o cabecera de la red, desde allí se conecta al resto de la red (red de transporte) y a Internet por alguna tecnología WAN.
Cable Modem: Dispositivo dispuesto por el usuario, se encarga de sintonizar el canal de televisión elegido para los datos y extraer los que le corresponden, aquellos datos que van dirigidos a él y aquellos que quiere enviar a otra persona ya sea en la misma red (cabecera local) o diferente, esto se realiza por el canal ascendente. Las formas para conectar el cable modem al computador del usuario es por medio de la interfaz Ethernet de 10/100 Mbps que es una interfaz de alta velocidad y bajo costo; también se puede conectar el cable módem desde un puerto USB.
Funciones del Cablemodem
Captar/generar señal de radiofrecuencia
Modular/demodular los datos
Generar/verificar la informacion de control de errores (FEC)
Encriptar/desencriptarla la informacion
respetar el protocolo MAC en upstream
gestion y control del trafico (Limitacion del caudal, numero de Pcs conectados)
Bi-directional trunk amplifier
Coupler & splitter
Cable Modem Motorola SBV5121
Cómo es el reparto de las frecuencias en redes HFC, sobre la sección de cable coaxial
54-860MHz (América). S/R>34dB (normal 46dB). Transporta las señales generadas en la red, típicamente en la cabecera y dirigida a los usuarios.
asignación de frecuencia ascendente de una red HFC
asignación de frecuencia descendente de una red HFC
Anexe un gráfico descriptivo
Qué es estándar DOCSIS
Es un estándar internacional de telecomunicaciones que permite la adición de alta velocidad de transferencia de datos a una ya existente de televisión por cable (CATV) del sistema HFC de la infraestructura.
DOCSIS
Con la creación de redes HFC se ha debido especificar un conjunto de estándares llamado DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification). DOCSIS fue desarrollado por CableLabs. Se trata de un estándar no comercial que define los requisitos de la interfaz de comunicaciones y operaciones para los datos sobre sistemas de cable, lo que garantiza la interoperabilidad de la tecnología empleada en la transmisión de datos a alta velocidad en una red de cable.La primera especificación DOCSIS fue la versión 1.0, publicada en marzo de 1997, seguida de la revisión 1.1 en abril de 1999.El estándar DOCSIS se encuentra actualmente en la versión 2.0, publicado en enero de 2002. La versión europea de DOCSIS se denomina EuroDOCSIS. La principal diferencia es que en Europa, los canales de cable tienen un ancho de banda de 8 Mhz (PAL), mientras que en Norte América, es de 6 MHz (NTSC). Esto se traduce en un mayor ancho de banda disponible para el canal de datos de bajada (desde el punto de vista del usuario, el canal de bajada se utiliza para recibir datos, mientras que el de subida se utiliza para enviarlos). También existen otras variantes de DOCSIS que se emplean en Japón.El 7 de agosto de 2006 salieron las especificaciones finales de DOCSIS 3.0, cuya principal novedad reside en el soporte para IPv6 y el "channelbonding", que permite utilizar varios canales simultáneamente, tanto de subida como de bajada, por lo que la velocidad podrá sobrepasar los 100 Mbps en ambos sentidos. Los equipos con el nuevo protocolo llegarán a velocidades de descarga de datos de 160 Mbps y subidas a 120 Mbps. La nueva versión DOCSIS 3.0 ya se encuentra implementada en varios países (Norte América, Europa y Asia principalmente)
Receptor Óptico
Receptor Óptico HFC
Dispositivo conversor de medios que transforma la señal de luz transmitida de la fibra óptica en señal de RF, para ser enviada por el cable coaxial, es el corazón de una red hibrida, Puesto que es el que se comunica directamente con la cabecera además este pequeño receptor es el encargado de transmitir la señal a otros amplificadores que son los encargados de regenerarla para que llegue con buena potencia a los abonados (usuarios).
El CMTS es un equipo que se encuentra normalmente en la cabecera de la compañía de cable y se utiliza para proporcionar servicios de datos de alta velocidad, como Internet por cable o Voz sobre IP, a los abonados.
Los equipos del cliente o CPE (CostumerPremiseEquipmente), se comunican sobre una conexión de red utilizando elprotocolo IP. Usualmente esto es hecho con una tarjeta de red Ethernet y un cable de categoría-5 (CAT5). El cable-módem se conecta a un cable coaxialcompartido que usualmente conecta muchos otros módems y termina en un nodo HFC.Un nodo HFC es un dispositivo de campo dedos vías que convierte las frecuencias analógicas a señales digitales y viceversa. El nodo defibra toma las frecuencias de radio en un cable coaxial transmitidas desde el CM, las convierte en señales digitales, y luego transmite los datos a un cable de fibra óptica. Los datos que son recibidos desde el cable de fibra óptica transmitidos desde el CMTS son convertidos a una señal analógica y luego son transmitidos a la línea de cobre compartida. Este nodo HFC convierte las señales analógicas en pulsos digitales de luz que son transferidos a través del cable de fibra óptica. Dos cables de fibra óptica son necesarios: Uno para la transmisión de datos (Tx) y el otro para la recepción de datos (Rx). Los nodos HFC ofrecen a los proveedores de servicios muchas ventajas, estos usualmente son ubicados estratégicamente en sectores donde puedan conectar la mayor cantidad de usuarios con la menor distancia promedio total. Estos nodos individuales son conectados a un nodo concentrador o repetidor multipuesto (hub) central en el equipo terminal del proveedor llamado transceptor de fibra utilizando cables de fibra óptica. El propósito de este concentrador es de que sirva de interfaz entre el cable de fibra óptica desde el campo de servicio y el cable coaxial del CMTS.El hub transceptor de fibra recibe frecuencias de radio de 50 a 860 MHz del dispositivo combinador de RF en la interfaz coaxial. Un combinador de RF es un dispositivo que combina múltiples frecuencias de radio de diferentes fuentes hacia un solo medio compartido. El combinador de RF también es usado para añadir al cable coaxial las frecuencias de otros servicios, tales como los canales de televisión digital o análoga.El hub transmite frecuencias de 5 a 42 MHz a un divisor de señal (splitter) desubida y banco de filtros. Estos datos son solo los datos que regresan de todos los CM. Finalmente, tanto las señales de subida como las señales de bajada se conectan al CMTS.Aquí, las frecuencias más bajas del divisor de señales de subida son demoduladas, y las frecuencias más altas de bajada son moduladas al cable coaxial. El dispositivo CMTS, el cual usualmente está montado sobre un bastidor, procesa todos los paquetes en frecuencia específicas; también tiene un puerto de Red de Área Amplia (WAN) que usualmente está conectado directamente al backbone de Internet o a otra puerta de enlace al Internet.
Registro e inicialización del CM con el CMTS
1. Configuración en canal de bajada a utilizar (DownstreamChannel).
2. Obtención de parámetros de subida (UpstreamParameters).
3. Rango de frecuencia en el canal de subida a utilizar (UpstreamRanging).
4. Establece conexión IP a través de DHCP.
5. Establece Hora y Fecha para efectos de monitoreo.
6. Transferencia de parámetros de operación a través de TFTP.
7. Registra Conexión con CMTS.
8. Inicia Privacidad de Línea Base (BPI o BPI+).
Clonación de Cable Modem (CM)
El CM es el equipo fisico al cual el usuario tiene acceso y es mediante el que se conecta a la red HFC del proveedor de servicios de Internet. Este método es posible gracias a la arquitectura de la red HFC. En caso que un CMTS se caiga de la red, no todos los usuario se verán afectados, solo aquellos conectados a dicho CTMS, esta es una vulnerabilidad bastante explotada.Esto permite a un CM conectarse a un nodo y establecer conexión con su respectivo CMTS. Al mismo tiempo con la misma MAC clonada en otro CM puede conectarse a otro nodo y establece conexión con un CMTS distinto.
TÉCNICAS DE MODULACIÓN PARA REDES DE DATOS EN REDES HFC
ELEMENTOS QUE COMPONEN
UN DIAGRAMA ESQUEMATICO DE LA RED DE DATOS
PROXY
Un servidor proxy es un equipo que actúa de intermediario entre un explorador web (como Internet Explorer) e Internet. Los servidores proxy ayudan a mejorar el rendimiento en Internet ya que almacenan una copia de las páginas web más utilizadas. Los servidores proxy también ayudan a mejorar la seguridad,servidor proxy bloquea algunas sedes o páginas Web por diversas razones, esto lo puede hacer cada empresa por cuestiones de seguridad.
Los servidores proxy se utilizan a menudo en redes de organizaciones y compañías. Normalmente, las personas que se conectan a Internet desde casa no usan un servidor proxy.El principio operativo básico de un servidor proxy es bastante sencillo: se trata de un servidor que actúa como "representante" de una aplicación efectuando solicitudes en Internet en su lugar. De esta manera, cuando un usuario se conecta a Internet con una aplicación del cliente configurada para utilizar un servidor proxy, la aplicación primero se conectará con el servidor proxy y le dará la solicitud. El servidor proxy se conecta entonces al servidor al que la aplicación del cliente desea conectarse y le envía la solicitud. Después, el servidor le envía la respuesta al proxy, el cual a su vez la envía a la aplicación del cliente.
ROUTER
Un router es un dispositivo de interconexión de redes informáticas que permite asegurar el enrutamiento de paquetes entre redes o determinar la ruta que debe tomar el paquete de datos cuando un usuario accede a una URL, el cliente web (navegador) consulta al servidor de nombre de dominio, el cual le indica la dirección IP del equipo deseado. La estación de trabajo envía la solicitud al router más cercano, es decir, a la pasarela predeterminada de la red en la que se encuentra. Este router determinará así el siguiente equipo al que se le enviará los datos para poder escoger la mejor ruta posible. Para hacerlo, el router cuenta con tablas de enrutamiento actualizadas, que son verdaderos mapas de los itinerarios que pueden seguirse para llegar a la dirección de destino. Existen numerosos protocolos dedicados a esta tarea. Además de su función de enrutar, los router también se utilizan para manipular los datos que circulan en forma de datagrama, para que puedan pasar de un tipo de red a otra. Como no todas las redes pueden manejar el mismo tamaño de paquetes de datos, los router deben fragmentar los paquetes de datos para que puedan viajar libremente
FIREWALL
Un firewall es un dispositivo que funciona como cortafuego entre redes permitiendo o denegando las transmisiones de una red a la otra. Un uso típico es entre una red local y la red de Internet, como dispositivo de seguridad para evitar que los intrusos puedan acceder a información confidencial. Un firewall es simplemente un filtro que controla todas las comunicaciones, el firewall examina el tipo de servicio al que corresponde, como puede ser el web, el correo o el IRC (Internet relay chat) protocolo de comunicaciones. Dependiendo del servicio el firewall decide si lo permite o no. Además el firewall examina si la comunicación es entrante o saliente y dependiendo de su dirección puede permitirla o no. También podemos configurar los acceso que se hagan desde internet hacia la red local y podemos denegarlos todos o permitir algunos servicios como el de la web, un firewall puede ser un dispositivo software o hardware, hay un aparato que se conecta entre la red y el cable de la conexión a internet, o bien un programa que se instala en la maquina que tiene el modem que conecta a internet.
Si quieres mas información sobre seguridad pulsa en el siguiente link
http://www.ciudadfutura.com/mundopc/cursos/firewalls/fire1.htm
CONMUTADOR ATM MULTISERVICIO
La tecnologia ATM empezó a desarrolarse en los primeros años de la decada de los 80 y es alrededor de 1992 cuando comienza su despegue industrial ATM ha sido una de las tecnologia predilectas por los visionarios de turno considerada como la unica capaz de ofrecer un transporte multiservicio integrando las redes corporativas con las de los operadores y proveedores de servicinaos las redes ATM están fundamentalmente orientadas a conexion(funcionamiento similar al sistema de conmutacion telefonica estandar), donde las llamadas son establecidas basandose en los extremos finales antes de que se produzca el intercambio de informacion.Cuando se establece un circuito a través de un sistema ATM todas las celdas relacionadas con ese flujo de datos viajan por la misma ruta durante toda la sesion. Por lo tanto las celdas llegan en orden simplificado su procedimiento.En cambio en la conmutacion de paquetes los paquetes se encaminan dinamicamente en cada nodo las conexiones en ATM pueden ser punto a punto o bien punto a multipunto, las conexiones punto a punto conectan dos sistemas finales ATM y pueden ser unidireccional o bidireccionales. Las conexiones punto a multipunto conectan un único sistema final, origen con múltiples sistemas finales destinos y solo pueden se unidireccionales.
DIAGRAMA SIMPLIFICADO DEL PROCESO ATM
En la figura se ilustra la forma en que diferentes flujos de informacion de caracteristicas distintas en cuanto a velocidad y formato, son agrupados en el denominado mudulo ATM para ser transportados mediante grandes enlaces de transmision a velocidades (bit rate) de 155 o 622 Mbit/s facilitados generalmente por sistema SDH.
Hay 3 clase de conmutador:
Conmutador ATM multiservicio:
Permite la interconexión de equipos de diferentes tecnologías, como ATM, Frame Relay, X.25, etc. Su rendimiento es elevado (19 Gbps) para soportar el tráfico de la red. El equipo se dispone de manera redundante.
Conmutador LAN:
Conecta a los servidores con el conmutador ATM multiservicio mediante tecnologia 100 Base- T y ATM (155 Mbps).
Conmutador ATM de acceso:
Similar al conmutador ATM multiservicio pero de menor capacidad (2 Gbps). Incluye un mayor número de puertos
CONMUTADOR
conmutador en una red de estrella
Un conmutador o switch es un dispositivo digital de lógica de interconexion de redes de computadores que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI, su funcion es interconectar dos o mas segmentos de red de manera similiar a los puentes de red pasando datos en un segmento a otro de acuerdo con la direccion MAC de destino de las tramas en la red . Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar multiples redes fusionandolas en una sola. Al igual que los puentes dado que funcionan como filtro en la red, mejorando el rendimiento y la seguridad de las redes área local.
SERVIDORES
En Internet, un servidor es un ordenador remoto que provee los datos solicitados por parte de los navegadores de otras computadoras.
En redes locales se entiende como el software que configura un PC como servidor para facilitar el acceso a la red y sus recursos.
Los Servidores almacenan información en forma de páginas web y a través del protocolo HTTP lo entregan a petición de los clientes (navegadores web) en formato HTML.
TIPOS DE SERVIDORES:
Servidor de impresiones: controla una o más impresoras y acepta trabajos de impresión de otros clientes de la red, poniendo en cola los trabajos de impresión (aunque también puede cambiar la prioridad de las diferentes impresiones), y realizando la mayoría o todas las otras funciones que en un sitio de trabajo se realizaría para lograr una tarea de impresión si la impresora fuera conectada directamente con el puerto de impresora del sitio de trabajo.
Servidor de correo: almacena, envía, recibe, enruta y realiza otras operaciones relacionadas con email para los clientes de la red.
Servidor de la telefonía: realiza funciones relacionadas con la telefonía, como es la de contestador automático, realizando las funciones de un sistema interactivo para la respuesta de la voz, almacenando los mensajes de voz, encaminando las llamadas y controlando también la red o el Internet, la entrada excesiva de la voz sobre IP (VoIP), etc.
Servidor proxy: realiza un cierto tipo de funciones a nombre de otros clientes en la red para aumentar el funcionamiento de ciertas operaciones (p. ej., prefetching y depositar documentos u otros datos que se soliciten muy frecuentemente), también proporciona servicios de seguridad, o sea, incluye un cortafuegos. Permite administrar el acceso a internet en una red de computadoras permitiendo o negando el acceso a diferentes sitios Web.
Servidor del acceso remoto (RAS): controla las líneas de módem de los monitores u otros canales de comunicación de la red para que las peticiones conecten con la red de una posición remota, responde llamadas telefónicas entrantes o reconoce la petición de la red y realiza la autentificación necesaria y otros procedimientos necesarios para registrar a un usuario en la red.
Servidor de uso: realiza la parte lógica de la informática o del negocio de un uso del cliente, aceptando las instrucciones para que se realicen las operaciones de un sitio de trabajo y sirviendo los resultados a su vez al sitio de trabajo, mientras que el sitio de trabajo realiza la interfaz operadora o la porción del GUI del proceso (es decir, la lógica de la presentación) que se requiere para trabajar correctamente.
Servidor web: almacena documentos HTML, imágenes, archivos de texto, escrituras, y demás material Web compuesto por datos (conocidos colectivamente como contenido), y distribuye este contenido a clientes que la piden en la red.
Servidor de base de datos: provee servicios de base de datos a otros programas u otras computadoras, como es definido por el modelo cliente-servidor. También puede hacer referencia a aquellas computadoras (servidores) dedicadas a ejecutar esos programas, prestando el servicio.
Servidor de reserva: tiene el software de reserva de la red instalado y tiene cantidades grandes de almacenamiento de la red en discos duros u otras formas del almacenamiento (cinta, etc.) disponibles para que se utilice con el fin de asegurarse de que la pérdida de un servidor principal no afecte a la red. Esta técnica también es denominada clustering.
ELEMENTOS DE UN NODO PRIMARIO QUE COMPONEN
UN DIAGRAMA ESQUEMATICO DE LA RED DE DATOS
Conmutador ATM de acceso
similar al conmutador ATM multiservicio pero de menor capacidad (2 Gbps). incluye numero de puertos.
Cabecera de módems de cable
La cabecera de módems, situados en el domicilio de los abonados, componen la red de acceso a datos integrada en HFC. La cabecera posee interfaces de datos 10 Base-T, 100 Base-T y ATM para la interconexión con la red de datos, y por otro lado, interfaces F para el acceso a la red HFC mediante RF, tanto en camino ascendente como descendente. Típicamente, una cabecera es capaz de soportar 2000 módems de cable, usando un canal descendente compartido de 30 Mbps (6 MHz) y varios canales ascendentes compartidos de 2,56 Mbps (1,8 MHz). En general, el ancho de banda descendente que ve cada módem de cable será muy superior a 30 Mbps / 2000 = 15 Kbps ya que no todos ellos estarán trabajando a la vez.
HFC
Una red HFC es una red de telecomunicaciones por cable que combina la fibra óptica y el cable coaxial como soportes de la transmisión de las señales. Se compone básicamente de cuatro partes claramente diferenciadas: la cabecera, la red troncal, la red de distribución, y la red de acometida de los abonados. La cabecera es el centro desde el que se gobierna todo el sistema. Su complejidad depende de los servicios que ha de prestar la red. Por ejemplo, para el servicio básico de distribución de señales unidireccionales de televisión (analógicas y digitales) dispone de una serie de equipos de recepción de televisión terrenal, vía satélite y de microondas, así como de enlaces con otras cabeceras o estudios de producción. La cabecera es también la encargada de monitorear la red y supervisar su correcto funcionamiento. La red troncal suele presentar una estructura en forma de anillos redundantes de fibra óptica que une a un conjunto de nodos primarios. Los nodos primarios alimentan a otros nodos (secundarios) mediante enlaces punto a punto o bien mediante anillos. En éstos nodos secundarios las señales ópticas se convierten a señales eléctricas y se distribuyen a los hogares de los abonados a través de una estructura tipo bus de
coaxial, la red de distribución. Cada nodo sirve a unos pocos hogares lo cual permite emplear cascadas de 2 ó 3 amplificadores de banda ancha como máximo. Con esto se consiguen muy buenos niveles de ruido y distorsión en el canal descendente (de la cabecera al abonado). La red de acometida salva el último tramo del recorrido de las señales descendentes, desde la última derivación hasta la base de conexión de abonado. La red de distribución y la de acometida a los abonados es lo que comúnmente se conoce como la red de última milla.
Módems de cable
Un módem es un dispositivo que sirve para enviar una señal llamada moduladora mediante otra señal llamada portadora.
Se sitúan en el domicilio del abonado, y permiten el acceso a la red de datos mediante HFC. El módem de cable está conectado por un lado con un coaxial que proviene de la red HFC (mediante un interfaz F), y por otro, al ordenador, mediante una tarjeta de red tipo 10 Base-T. El módem de cable es autodetectable y permite la actualización de su software desde la cabecera. Las velocidades de transferencia de los canales descendente y ascendente son configurables desde la cabecera, en un rango de 32 Kbps hasta 10 Mbps. Para usuarios normales, que desean conectar su PC a Internet para navegar por la web, la asignación suele ser asimétrica, de forma que el ancho de banda de recepción es mucho mayor que el de envío. Velocidades típicas son 128 Kbps, 256 Kbps e incluso 512 Kbps en algunos operadores de cable. Una vez instalado el módem de cable, y conectado con el PC a través de una tarjeta de red, el PC ve la red como una gran red Ethernet. La figura 18 muestra el aspecto externo de un módem de cable.
ABONADO
