| Artículos | 01 ABR 2006

La segunda generación de DSL

IP sobre Ethernet
Ramón J. Millán.
Mientras se imponen las nuevas tecnologías de acceso, como ADSL2, ADSL2+ y VDSL2+, la parte troncal de las redes DSL está migrando de infraestructuras ATM a Ethernet. Este cambio radical es clave para la oferta de nuevos servicios, como la televisión digital o la VoIP, a precios competitivos.

Han sido muchos los cambios experimentados por la red DSL en su parte de acceso propiamente dicha, habitualmente conocida como la “primera milla”. El ADSL tradicional, con velocidades descendentes de 8-1,5 Mbps y ascendentes de 800-16 Kbps en distancias de 6-3 Kilómetros, empezó a ser sustituido a finales de 2005 por ADSL2 y ADSL2+. ADSL2 añade nuevas características y funcionalidades que mejoran el rendimiento e interoperabilidad, aumentan la distancia alcanzada y añade soporte para nuevas aplicaciones, servicios y escenarios de despliegue. En concreto, triplica prácticamente las velocidades de ADSL, pudiendo alcanzar hasta 24 Mbps de bajada y 2 Mbps de subida.
No obstante, el futuro a corto plazo pasa, principalmente, por VDSL2 (Very-High Bit Rate DSL 2), con la que se alcanzarán hasta 100-13 Mbps en ambos sentidos a 100-1.500 metros de la central del operador hasta el cliente, con total compatibilidad con el resto de tecnologías DSL. Su principal limitación, sin embargo, reside en su reducido alcance en comparación con otras tecnologías y, en muchos casos, en el estado real de los pares, que no siempre cumplen las características electromagnéticas mínimas que exige esta tecnología. Por ello, muchos despliegues VDSL obligan a tender nuevos pares de abonado, lo que los encarece significativamente.
En cuanto a la red troncal de las operadoras DSL, o “segunda milla”, el soporte tradicional han sido arquitecturas de IP sobre ATM (Asyncronous Transfer Mode), lo que daba lugar a serias limitaciones, como el elevado tiempo requerido para instalar, configurar y gestionar los sistemas DSL convencionales, el gran tamaño y escasa escalabilidad de estos sistemas y la necesidad de mantener una única red troncal para todo tipo de servicios. Por ello, se ha investigado durante años la forma de conseguir implementar sistemas de acceso DSL de una forma más sencilla, rápida y flexible. La solución no es otra que basar los DSLAM (los agregadores de las líneas DSL) en Ethernet conmutado en vez de en ATM, consiguiendo así una red totalmente IP. Se trata de una transformación radical de la red de acceso DSL que está dando lugar a lo que muchos llaman “DSL de segunda generación” o “Ethernet DSL”.

Adiós a ATM
Tradicionalmente, la mayoría de los DSLAM empleaban la tecnología ATM para la multiplexación de varias interfaces ADSL sobre la red troncal del proveedor de acceso a Internet, debido a su enorme madurez en cuanto a protección, seguridad, calidad de servicio y velocidad. Para transportar los paquetes IP sobre este tipo de infraestructura se podían emplear varios mecanismos: IP sobre ATM, IP sobre PPPoA (PPP sobre ATM) e IP sobre PPPoE (PPP sobre Ethernet). No obstante, la dificultad en obtener direcciones IPv4 públicas descartó el empleo de la primera solución, inclinando a los operadores, en espera de la migración a IPv6, a utilizar direcciones IPv4 dinámicas, que es la técnica en que se basa el transporte de IP sobre PPPoA y PPPoE.
Esta solución basada en ATM ha generado una gran complejidad en la pila de protocolos, lo que siempre implica una pérdida de eficiencia por varios motivos. No sólo la sobrecarga introducida por cada uno de los protocolos reduce la información eficiente que puede transportar el usuario, sino que, además, se han de sacrificar determinadas funcionalidades con el fin de conseguir la interoperabilidad entre tecnologías, cada una con su propio sistema de gestión. De esta forma, las funciones presentes en dos o más capas de la torre de protocolos han de implementarse en cada una de ellas, dando lugar a ineficiencias. Además, obliga a disponer de una capa adicional para comunicar los sistemas de gestión.

Todo IP
En la segunda generación de la red de acceso multimedia de banda ancha basado en ADSL, en la que se hallan actualmente inmersos las operadoras de todo el mundo, se tiende a la consolidación de tecnologías y al empleo de servicios basados sólo en IP, como difusión de vídeo o telefonía de calidad sobre IP. Hoy en día, las interfaces Ethernet son mucho más baratas que las ATM y prácticamente igual de eficientes; además, es una tecnología menos compleja y más conocida.
Las principales razones por las que decantarse por Ethernet para construir una red totalmente multiservicio son:
- Menores inversiones en hardware. Las interfaces IP sobre Ethernet son de 8 a 13 veces más eficientes en costes que las soluciones IP sobre ATM o IP sobre SDH/SONET. Además, las economías de escala permiten reducir entre un 30 y un 50% el precio anual de los conmutadores Ethernet. La escalabilidad de esta solución, que permite invertir en infraestructura a medida que crece la base de clientes, es además mucho mayor.
- Menores inversiones en instalación, operación y mantenimiento. Ethernet es una tecnología relativamente poco compleja y bien conocida, pues lleva operando desde los años 80 en el mercado de las LAN, donde representa más del 95% del mercado. Esto supone que los costes operativos asociados a la gestión del ancho de banda, aprovisionamiento, mantenimiento y actualizaciones de IP sobre Ethernet son muy inferiores a los de otras tecnologías.
- Mayor capacidad de integración. Los DSLAM basados en Ethernet ocupan menos espacio y consumen menos energía que los basados en ATM, lo cual supone un enorme ahorro de costes para las operadoras.
- Altas velocidades. Una de las desventajas tradicionales de IP sobre Ethernet frente a IP sobre ATM o SDH/SONET era la menor velocidad de las interfaces de la red troncal. Hoy día, sin embargo, Ethernet ofrece velocidades típicas de red troncal, alcanzando en estos momentos hasta 10 Gbps (IEEE 802.3ae). Además, el ancho de banda en la red Ethernet es compartido más eficientemente por los usuarios finales, en contraposición a los sistemas ATM, donde la asignación de ancho de banda es mucho más estática.
- Robustez, fiabilidad y protección. Para poder sobreponerse rápida y automáticamente a fallos de tarjetas, nodos o enlaces, es necesario contar con equipos y tecnologías que admitan técnicas de protección y redundancia. Hasta hace poco, las tecnologías ATM y SDH eran muy superiores a Ethernet en este sentido, pero se han conseguido grandes mejoras en este aspecto. Los equipos Ethernet pueden ser configurados con tarjetas redundantes, y ser enlazados siguiendo caminos alternativos a través de la red, mediante diversos mecanismos de protección.
- Seguridad. Las redes de telecomunicación siempre son susceptibles de ser atacadas externa o internamente, con el fin de obtener información confidencial, eliminar programas o información, y disminuir la calidad del servicio. Las redes tradicionales Ethernet se basan en broadcast, a diferencia de ATM, que está orientada a circuitos. Pero, actualmente, Ethernet ofrece varios mecanismos para separar los diferentes tipos de tráfico, como las VLAN (Virtual Local Area Networks) estandarizadas en la IEEE 802.1Q, asegurando la privacidad e integridad del tráfico transportado de cada usuario. Otros mecanismos de seguridad son la identificación de los usuarios finales en cuanto a puerto y línea
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