Cómo funciona la Banda Ancha?

Como tal no existe una definición estándar que explique exactamente en que consiste una conexión de Banda Ancha a Internet. Dependiendo del contexto (fabricante, operador, usuario, organismo, etc.) cada uno tiene una visión de lo que significa, sobre todo cuando se entran en detalles. Pero con el tiempo se han establecido un conjunto de características que todas las partes entienden que debe tener una conexión de banda ancha, estas son:

• Conexión permanente a Internet: propiedad conocida en el mundo anglosajón como “Always On”. Evitando así los tiempos de establecimientos de llamadas que, normalmente, necesitan de decenas segundos para conectarse al proveedor ISP.
• Tarifa plana: de forma que se abona una cuota fija al mes independientemente de la cantidad de datos transferidos en uno u otro sentido (descarga o envío).
• Velocidad o ancho de banda: superior a 256 Kbps.

Propiedades

Para la mayoría de los usuarios, de cara a la contratación de servicios sobre redes como Internet, importa poco como es la tecnología en si misma (por cable, por radio, etc), más bien todos ellos se fijan en las prestaciones y, sobretodo en el precio, para contratar una u otra opción. Hoy en día, los métodos de acceso proporcionan conectividad con protocolos IP (Internet Protocol) por lo que los servicios que se ofrecen deben ser independientes de la tecnología de acceso que haya contratado el usuario final. Los parámetros más importantes a tener en cuenta para una casa a Internet son:

• Conexión permanente (“Always-On Connection”): la tecnología debe proporcionar una conexión permanente a Internet, que evite los procesos de marcación y establecimiento de llamada como hemos comentado anteriormente.
• Velocidad ascendente/descendente: hay veces que son simétricas, esto es, idénticas en ambos sentidos. Pero la mayoría, tienden a ser asimétricas, debido a que la mayoría de los usuarios son “consumidores” de datos (se descargan mucha información y envían poca). Por ejemplo, las ofertas mínimas de ADSL son 256 Kbps descendentes y 128 Kbps ascendentes.
• Precio: asegurando que se trata de una “tarifa plana” de verdad. Esto es, que se paga una cantidad fija mensual independientemente de los octetos recibidos o enviados.

Hay otros parámetros que se podrían tener en cuenta:

Dirección IP pública: fija o dinámica.

• En Internet se usa el concepto de dirección IP para identificar unívocamente un punto en la red y así poder enviar/recibir información desde este (por ejemplo, 192.123.45.06). Así pues, todos los operadores y proveedores de acceso a Internet, solicitan a un organismo internacional, como el ICANN (Internet Corporation For Assigned Names and Numbers), un rango de direcciones determinado para asignar a sus clientes. Normalmente, en los métodos de acceso con conexión permanente como ADSL, modem de cable o LMDS, estas direcciones son públicas, esto es, son visibles desde cualquier punto de la red. Ahora bien, algunos operadores no tienen suficientes direcciones como para asignar a cada cliente una por defecto (fija). En este caso suelen hacer que está sea dinámica, esto es, que cada vez que se conecta el modem/router del cliente a la red se le asigna una nueva dirección IP del rango de ese operador. Si el cliente desea una dirección IP fija, debe pagar una cantidad extra.
• Si es un medio compartido o no. Por ejemplo el ancho de banda ofrecido por ADSL sobre el bucle de abonado es totalmente para el cliente del mismo. Mientras que en los métodos de Cable, PLC o radio, el ancho de banda ofrecido por el nodo, está compartido entre todos los usuarios de ese medio. En general, todos los operadores sean de un tipo u otro garantizan un mínimo de velocidad.
• Calidad de Servicio (QoS): con este nombre se pretende catalogar a aquellas tecnologías capaces de mantener un flujo sostenido de transferencia de la información. Con esto se garantiza que determinados servicios, como el video bajo de demanda (en tiempo real) o streaming de audio, se pueda disfrutar sin cortes o ruidos esporádicos, provocados por la ausencia de datos en el receptor.
• Retardo o Latencia: este parámetro está muy relacionado con el anterior. La latencia, a bajo nivel, se define como el tiempo que transcurre desde un dato es generado por una fuente de información, y el instante en que llega al equipo receptor de la misma. Evidentemente si entre ambos, un método de acceso, introduce un retardo, se incrementa la latencia con que llega la información. Este parámetro no es importante si se mantiene constante (a nadie le importa si está viendo una película en tiempo real, y lleva 4 o 5 sg de retraso respecto a la fuente de información). Pero si hubiera una gran dispersión en los valores mientras disfrutamos de algún servicio como este, puede dar lugar a pequeños fallos en la presentación del mismo.

Clasificación

Actualmente, la oferta disponible de redes de acceso de banda ancha es muy completa y variada, tanto las basadas en sistemas cableados como en sistemas inalámbricos. En la práctica, todos los sistemas tienen sus ventajas e inconvenientes, por lo que se demuestra que ninguno de los sistemas de acceso existentes es el ideal para todo tipo de situaciones, sino que dependiendo de los servicios que se quieran ofrecer y del tipo de entorno, las características de los sistemas determinarán cuál es el más adecuado para cada situación.

Características principales de los métodos de acceso de banda ancha

Tecnologías cableadas

Se pueden enumerar en:

• Familia xDSL (ADSL, VDSL, etc).
• Redes de Cable HFC (Cable Modem).
• Acceso por Ondas Portadoras (PLC de banda ancha).

Hoy en día, son las tecnologías como el ADSL (Bucle de Abonado Digital Asimétrico) y la redes de cable HFC (híbridas fibra-coaxial) las que están acaparando la mayoría del mercado de las conexiones de banda ancha en las viviendas. En paralelo, hay que destacar las diferentes iniciativas, a nivel mundial, para que las tecnologías de acceso por PLC (Powerline Communications) desde los centros de transformación de las empresas eléctricas lleguen a alcanzar la madurez tecnológica y masa crítica suficiente como para poder ser una alternativa real al ADSL y al cable modem. Independientemente de los despliegues de ADSL, HFC o PLC, en algunos años quizás comiencen los operadores a desplegar soluciones FTTH (Fiber To The Home). Como su nombre indica, se trata de llegar con una fibra óptica hasta la misma vivienda del usuario o cliente. Con este tipo de redes se podrán ofrecer velocidades muy elevadas (varios MBps) para cada cliente por lo que se podrán ofrecer servicios y aplicaciones inimaginables hasta ahora.

Sistemas Inalámbricos

La opción inalámbrica que puede competir en prestaciones con las tecnologías mencionadas en el apartado anterior es el bucle de abonado vía radio (WLL, Wireless Local Loop), también conocido con las siglas LMDS (Local Multipoint Distribution System). Esta tecnología usa las bandas de 3.5 GHz y 26 GHz, ofrece anchos de banda muy elevados (decenas de MB/s), pero debido a que su precio es más elevado que las tecnologías ADSL o Cable, no está consiguiendo una gran penetración en el mercado residencial. Donde si ha tenido cierto éxito es en el mercado empresarial donde, muchas veces, se necesitan grandes anchos de banda para las aplicaciones corporativas.

Pero en este ámbito de redes o redes WMAN (Wireless Metropolitan-Area Network) hay que destacar que está arrancado con gran fuerza la tecnología WiMax, como parte del estándar IEEE 802.16, la cual aplica la filosofía de las redes inalámbricas WiFi (sin licencia, redes nodales, etc). El porqué del repentino interés por este estándar, que nació en 1999, es que empresas como Intel apoyan al consorcio WiMax Forum, el cual está formado por 67 empresas, con el objetivo de apoyar su desarrollo y comercialización. Se espera que con esta tecnología se puedan dar una cobertura de 10 a 30 Km y reducir los precios respecto a la tecnología LMDS convencional.

Respecto a otras opciones como el acceso por Satélite o mediante GPRS/UMTS, hay que comentar que por prestaciones o precio, no pueden conseguir grandes penetraciones en el mercado del acceso a Internet desde las viviendas. En el primer caso, los equipos necesarios para implementar un canal bidireccional entre la vivienda y el satélite tienen un precio considerablemente más elevado. En el segundo caso, las redes GPRS son una evolución, no traumática para los operadores, de las redes GSM que proporciona una red de conmutación de paquetes con conexión permanente, pero que por el contrario ofrece una velocidad ascendente muy limitada (10 Kbps a 40 Kbps) y descendente de hasta 144 Kbps, todo ello en el mejor de los casos, esto es, suponiendo que no hay otros usuarios GPRS en esa celda y que el número de canales de voz ocupados no están saturando la celda. Teniendo en cuenta estas prestaciones y que los precios son proporcionales al tráfico transferido (no es una tarifa plana), es evidente que el GPRS no puede competir.

El UMTS, o telefonía de 3ª generación (3G), le ocurre lo mismo que al GPRS. Aunque en este caso las prestaciones aumentan (hasta 2 Mbps siempre y cuando estemos cerca de la estación base y sin moverse), los precios serán proporcionales a los octetos transferidos, o en su defecto, aunque sea tarifa plana, siempre será mucho más caro que las opciones mencionadas anteriormente.

Equipos CPE

En todas las tecnologías de acceso a Internet el usuario debe instalar un equipo (o varios) que codifique/decodifique los datos a enviar o recibir, además de otras funciones de red. Este, conocido en inglés como CPE “Customer Premise Equipment”, puede tomar muchas formas dependiendo de la tecnología de acceso o el tipo de interfaz que desea el cliente.

Principalmente hay dos grandes categorías, el Modem Router o Cable Modem, y por último, el modem interno o de conexión USB. Sin lugar a dudas, la opción más recomendable es la primera. Un router con 4 puertos Ethernet es la opción más flexible y estándar para crear un pequeña red de área local en la vivienda, permitiéndonos conectar a Internet no sólo ordenadores PC, sino que también: videoconsolas para jugar en red, reproductores DVDs de nueva generación que se descargan películas DIVx de Internet, Home Media Centers de próxima aparición, cámaras IP de videovigilancia con servidor Web incluido, etc. Todos ellos podrán compartir el acceso simultáneo a Internet. Además, el usuario podrá acceder a todos ellos desde dentro de la vivienda o desde fuera indistintamente, al estar todos conectados en una red de área local, similar a las que hay en las oficinas.

Equipos CPE

Módem Router

Este tipo de módem realiza funciones de router, presentando uno o varios puertos Ethernet, normalmente 10-BaseT a 10/100 Mbps, a los cuales el usuario conecta sus equipos y por los que se transmiten los datos entre el módem y estos Suelen hacer las funciones de Switch o Hub, ofreciendo normalmente hasta 4 puertos Ethernet. Este tipo de módem permite por tanto la configuración de una pequeña LAN (Red de Área Local), en la cual todos los equipos pueden tener acceso a Internet. Puede configurarse tanto en monopuesto como en multipuesto. El único requisito es que cualquier equipo que se pretenda conectar a este (PC, videoconsola, DVD, Home Media Center, Cámara IP, etc) debe tener un interfaz Ethernet.

Una ventaja importante es que el módem presenta una interfaz de configuración/gestión accesible mediante el puerto serie, o bien mediante telnet o HTTP. Esto permite gestionar y configurar el módem fácilmente desde cualquier PC de la vivienda.

Existen nuevas versiones, llamadas “router convertible en inalámbrico” o routers con punto de acceso incluido, que además de los 4 puertos Ethernet cableados, ofrecen la posibilidad de conectarse vía radio con WiFi (normas IEEE 802.11b o 802.11g). En estos caso, el PC, o el dispositivo que deseamos conectar a la red, deberá tener instalado una tarjeta WiFi en el formato adecuado (interno, PCMCIA, PCI, USB, etc).

Routers ADSL

Normalmente, estos equipos realizan otras funciones como:

Cortafuegos: impidiendo que ciertos puertos del protocolo IP queden abiertos, aumentando la posibilidad de recibir ataques de hackers o virus.

NAT: el Network Adress Translation es un protocolo que permite desviar peticiones entrantes de servicios IP a dispositivos determinados de la red interna de la vivienda. Más en detalle, imaginemos que instalamos una cámara IP de video vigilancia con servidor Web en su interior. Si deseamos ver la imagen remotamente desde el exterior, normalmente el usuario tiene que teclear en el navegador la dirección IP pública asignada a su vivienda junto con el puerto IP que sea usar para la cámara. Por ejemplo si desea usar el puerto 8080, sería (192.172.25.34:8080). El protocolo NAT, nos permite configurar el router para que cualquier petición entrante al puerto 8080, se desvíe a la dirección IP interna asignada a la cámara (por ejemplo, la 176.26.0.6). Una de las ventajas más interesantes de un router con conexión Ethernet es que no exige ningún tipo de instalación software en el equipo cliente que tenga instalado previamente una tarjeta de red Ethernet.

Módem con interfaz USB o PCI

Es la opción más barata y la que suelen regalar los operadores cuando un cliente se da de alta en el servicio. Este tipo de módem presenta un puerto USB al cual se conecta el PC del usuario o se inserta en un spot PCI del mismo. Normalmente el módem se alimenta a través de la interfaz USB/PCI, por lo que no es necesaria una fuente de alimentación adicional.

Casi siempre son necesarios los drivers o DLLs necesarias, que exigen instalación en el sistema operativo, si este no tuviera estos instalados.

Las limitaciones principales son que sólo es posible la configuración monopuesto, esto es, no se implementa una red de área local, por lo que si hubiera más dispositivos o PCs con los que se desea compartir el acceso a Internet, habría que instalar otros equipos de redes y configurar el primero, como “Pasarela” o “Puerta de Enlace” para que el resto pudieran salir al exterior.

ATM (Redes de Modo de Transferencia Asíncrono)

La tecnología ATM (Asynchronous Transfer Mode) es una técnica de conmutación y transmisión de paquetes, o células de longitud fija, a alta velocidad para la transferencia rápida de información binaria de cualquier naturaleza (video, audio, datos, etc). De carácter asíncrono, el flujo de células ATM puede ser transportado de forma transparente con un formato de paquete estandarizado. La cabecera está compuesta de dos campos independientes VPI (Virtual Path Identifier) y el VCI (Virtual Channel Identifier) que identifican a la célula y la conexión virtual a la que pertenece. Antes de enviar una célula se establece una conexión virtual extremo-a-extremo, la cual puede ser rechazada, en función del grado de servicio solicitado y otros parámetros definidos por el usuario.

Esta técnica se puede aplicar a cualquier ámbito de interconexión de redes privadas (LAN: Local Area Network), locales (MAN: Metropolitan Area Network) o de amplia cobertura (WAN: Wide Area Network). Pero en este contexto, las redes ATM son las redes de transporte y conmutación de alta velocidad que usan los operadores de telecomunicaciones para interconectar sus nodos de acceso y proporcionar conectividad a redes como Internet. Por sus prestaciones (alta velocidad e independencia del tipo de datos), las redes basadas en tecnología ATM son muy adecuadas para proporcionar multiplexación de alta velocidad a los operadores de ISP, los cuales deben gestionar datos muy variopintos procedentes de sus usuarios. Así pues, los proveedores de acceso a Internet despliegan redes ATM en aquellos nodos donde tienen clientes o, por el contrario, subcontratan conectividad ATM en estos, con objeto de poder proporcionar acceso a Internet a sus clientes.

Es importante destacar, que de cara a las prestaciones que disfrutan los clientes, muchas veces el cuello de botella no es precisamente las prestaciones del método de acceso que ha contratado (ADSL, modem de cable, PLC de banda ancha, LMDS, etc), el cual podría proporcionar las velocidades contratadas en cualquier momento, sino que es la capacidad de su red ATM la que está limitando la velocidad en ese nodo de acceso a las centenas o miles de clientes que dependen de este. Así pues, si un operador no ha dimensionado bien su red de transporte ATM es casi seguro que sus usuarios verán reducidas sus prestaciones cuando el grado de simultaneidad en el uso de Internet sea alto.

Métodos de Acceso xDSL

Las tecnologías xDSL (Digital Subscriber Loop) aprovechan el ancho de banda de los cables telefónicos convencionales para transferir datos entre la vivienda y la central telefónica. Debido a esto, es muy fácil de desplegar de cara a un operador de telefonía con red propia, ya que evita tener que hacer obras (nuevas zanjas/tubos) en las ciudades.

Ofrecen conexión permanente con velocidades que van desde los 100 Kbps hasta los 30 Mbps (ascendentes). Pero su aplicación en un punto determinado está limitado por la distancia entre la central telefónica y la vivienda. En el extremo del cliente ofrecen conectividad TCP/IP mientras que en la central se conectan a sistemas ATM de alta velocidad. El canal vocal telefónico ocupa un ancho de banda por debajo de los 4 KHz, estas tecnologías aprovechan las frecuencias más elevadas (hasta 30 MHz) y modulaciones avanzadas para lograr importantes tasas de transmisión.