UNIVERSIDAD NACIONAL

FEDERICO VILLARREAL

FACULTAD DE INGENIERÍA

ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA

CURSO:

TELEMÁTICA I

PROFESOR:

ING. JOSÉ PASTOR CASTILLO

TEMA:

INVESTIGACION SOBRE INTERFAZ DE

COMUNICACIÓN DE DATOS

INTEGRANTES:

CAVA VÁSQUEZ, MAYTE MILUSKA

HUAMÁN RÍOS, JHOAN HAROL

MÉNDEZ ASPAJO, JONHATTAN

RUIZ MORENO, KAROL SMITH

VIVANCO CCOYLLO, ROYER CLAUDIO

PRACTICA CALIFICADA NRO 2 INVESTIGACION DE INTERFAZ DE

COMUNICACIÓN DE DATOS

INTRODUCCIÓN

Después de usar el dial-up (conexión por línea conmutada) de servicios de Internet

desde casa y experimentando los tiempos de descarga a menudo lentos, muchas

personas buscaban una manera de acelerar sus tiempos de respuesta. ¿Cómo podían

acceder los consumidores internet desde casa y obtener velocidades más rápidas que

dial-up?

Además de los cables de la compañía de telefonía, muchas casas tienen el cable coaxial

de su proveedor de TV por cable de conexión a la "cabecera" o instalaciones de

telecomunicaciones de la compañía de cable. Este enlace en el hogar ofrece una

alternativa que tiene el potencial de ser más rápido. El cable coaxial tiene mayor

capacidad que los cables de la compañía telefónica.

El módem de cable permite al ordenador de casa conectarse a Internet a través de las

conexiones de cable coaxial de la TV por cable. Además, usted puede estar conectado

a Internet todo el tiempo sin ocupar la línea telefónica. A veces se llama "always

on". ¿Cómo funciona el servicio de módem por cable?

En el transcurso del presente informe detallaremos las especificaciones eléctricas y mecánicas de las interfaces de comunicación de datos y las características funcionales de cada uno de estos medios en una Conexión domiciliaria de Cable y ADSL.

CABLE MODEM______________________________ El cablemódem (cable-módem o cable módem) es un tipo especial de módem diseñado para modular y demodular la señal de datos sobre una infraestructura de televisión por cable (CATV). En telecomunicaciones, Internet por cable es un tipo de acceso de banda ancha a Internet. Este término Internet por cable se refiere a la distribución del servicio de conectividad a Internet sobre la infraestructura de telecomunicaciones. Los cablemódems se utilizan principalmente para distribuir el acceso a Internet de banda ancha, aprovechando el ancho de banda que no se utiliza en la red de televisión por cable. Los abonados de un mismo vecindario comparten el ancho de banda proporcionado por una única línea de cable coaxial. Por lo tanto, la velocidad de conexión puede variar dependiendo de cuántos equipos están utilizando el servicio al mismo tiempo. Los cablemódems deben diferenciarse de los antiguos sistemas de redes de área local (LAN), como 10Base2 o 10Base5 que utilizaban cables coaxiales, y especialmente diferenciarse de 10Base36, que realmente utilizaba el mismo tipo de cable que los sistemas CATV.

A menudo, la idea de una línea compartida se considera como un punto débil de la conexión a Internet por cable. Desde un punto de vista técnico, todas las redes, incluyendo los servicios de línea de abonado digital (DSL), comparten una cantidad fija de ancho de banda entre multitud de usuarios; pero ya que las redes cableadas tienden a abarcar áreas más extensas que los servicios DSL, deben tener más cuidado para asegurar un buen rendimiento en la red.

Una debilidad más significativa de las redes de cable al usar una línea compartida es el riesgo de la pérdida de privacidad, especialmente considerando la disponibilidad de herramientas de hacking para cablemódems. De este problema se encarga el cifrado de datos y otras características de privacidad especificadas en el estándar DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification), utilizado por la mayoría de cablemódems. Existen dos estándares: el EURODOCSIS (mayormente utilizado en Europa) y el DOCSIS. En las especificaciones DOCSIS, la entrada del módem es un cable RG6, con un conector F.

Los módems de cable, junto a los de la tecnología DSL, son los dos tipos principales de acceso al Internet de banda ancha.

El bit rate del servicio de cable modem varía entre los 2 megabits por segundo (Mbit/s) hasta los 100 Mbit/s o más.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE CABLEMÓDEM

Hay 3 desventajas potenciales al usar el método de acceso a internet por cable:

1. Como todas las tecnologías de redes residenciales (ej.: DSL, WiMAX, etc.), una capacidad de canal fija es compartida por un grupo de usuarios (en el caso del Internet por cable, los usuarios en una comunidad comparten la capacidad disponible que provee un solo cable coaxial). Por lo tanto, la velocidad del servicio puede variar dependiendo de la cantidad de personas que usen el servicio al mismo tiempo. No obstante, es muy raro que esto suponga un problema y muy rara vez supone pérdidas de caudal de conexión.

2. Entre más larga sea la distancia de entre un booster de señal por cable coaxial, mayor será la perdida de señal lo que provocará una disminución en la velocidad de la conexión.

3. Otro problema son las divisiones de cable por medio de splitters en el domicilio del abonado provocando fallas en el rendimiento de la conexión y en algunos extraños casos la pérdida completa de la señal.

Sin embargo hay importantes ventajas:

1. El rendimiento de la conexión no depende de la distancia de la central, pudiendo llegar fácilmente a las velocidades reales contratadas; esto muy raramente ocurre con ADSL, motivo de queja de muchos clientes.

2. Una muy baja latencia o Ping respecto a ADSL. Rondando de 5 a 12 ms frente a los +30ms de los ADSL. 3. “Información de sobrecarga” u overhead information (pérdida de caudal útil)1 menor al de conexiones DSL.

4. Posibilidad de velocidades superiores a las ADSL.

PROTOCOLOS QUE INTERVIENEN EN LA CONEXIÓN DE CABLE MODEM_______________________________

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* DHCP (protocolo de configuración dinámica de host) es un protocolo de red que permite a los clientes de una red IP obtener sus parámetros de configuración automáticamente. Se trata de un protocolo de tipo cliente/servidor en el que generalmente un servidor posee una lista de direcciones IP dinámicas y las va asignando a los clientes conforme éstas van quedando libres, sabiendo en todo momento quién ha estado en posesión de esa IP, cuánto tiempo la ha tenido y a quién se la ha asignado después. Inmediatamente después, el cablemódem solicita al servidor de hora del día (TOD, por sus siglas en inglés), la fecha y hora exacta, que se utilizará para almacenar los eventos de acceso del suscriptor.

* Internet Protocol (en español 'Protocolo de Internet') o IP es un protocolo de comunicación de datos digitales clasificado funcionalmente en la capa de red según el modelo internacional OSI.

Su función principal es el uso bidireccional en origen o destino de comunicación para transmitir datos mediante un protocolo no orientado a conexión que transfiere paquetes conmutados a través de distintas redes físicas previamente enlazadas según la norma OSI de enlace de datos.

* FTP (Protocolo de Transferencia de Archivos') en informática, es un protocolo de red para la transferencia de archivos entre sistemas conectados a una red TCP (Transmission Control Protocol), basado en la arquitectura cliente-servidor. Desde un equipo cliente se puede conectar a un servidor para descargar archivos desde él o para enviarle archivos, independientemente del sistema operativo utilizado en cada equipo.

El servicio FTP es ofrecido por la capa de aplicación del modelo de capas de red TCP/IP al usuario, utilizando normalmente el puerto de red 20 y el 21

* TFTP (Protocolo de transferencia de archivos trivial).

Es un protocolo de transferencia muy simple semejante a una versión básica de FTP. TFTP a menudo se utiliza para transferir pequeños archivos entre ordenadores en una red, como cuando un terminal X Window o cualquier otro cliente ligero arrancan desde

un servidor de red.

PROCESO DE INICIALIZACIÓN DE UNA CONEXIÓN DOMICILIARIA DE CABLE Y ADSL

El cable de internet solicita al CMTS que le envíe los parámetros de configuración necesarios para poder operar en la red de cable (dirección IP y otros datos adicionales) utilizando el protocolo de comunicaciones DHCP

Queda todavía la configuración propia del cablemódem, la cual se lleva a cabo después de las solicitudes DHCP y TOD. El CMTS le envía ciertos parámetros de operación vía TFTP, tras lo cual, el cablemódem realiza un proceso de registro y, en el caso de utilizar la especificación DOCSIS de Privacidad de Línea Base (BP, por sus siglas en inglés) en la red, deberá adquirir la información necesaria de la central y seguir los procedimientos para inicializar el servicio. BP es una especificación de DOCSIS 1.0 que permite el cifrado de los datos transmitidos a través de la red de acceso. El cifrado que utiliza BP sólo se lleva a cabo para la transmisión sobre la red, ya que la información es descifrada al momento de llegar al cable módem o al CMTS. DOCSIS 1.1 integra a esta interfaz de seguridad, además, especificaciones adicionales conocidas como Interfaz Adicional de Privacidad de Línea Base (BPI+, por sus siglas en inglés), las cuales, entre otras cosas, definen un certificado digital para cada cablemódem, que hace posible su autenticación por parte del CMTS. Asumiendo que el proceso de inicialización se ha desarrollado satisfactoriamente, el cable módem está listo para utilizar la red como cualquier otro dispositivo Ethernet sobre los estándares de transmisión admitidos por DOCSIS. El servidor que brinda las respuestas a las peticiones DHCP, TFTP y TOD es conocido como servidor de aprovisionamiento (provisioning), sin embargo, puede haber servidores específicos para cada uno de esos servicios, los cuales se encuentran en una red llamada red de aprovisionamiento.

Uno de los principales problemas de este servicio es la inconsistencia del enlace ascendente, esto es debido a que las frecuencias de "Retorno" están por debajo de los 54 MHz (de 5 a 33 MHz para los sistemas DOCSIS), en estas frecuencias están todo tipo de ruidos eléctricos, por lo tanto es necesaria una constante revisión de las operadoras de redes de cable para evitar el ruido en retorno (Ingress), cuando al CMTS le deja de "responder" el cablemodem este último tiene que repetir todo el proceso de registro. En las redes actuales esto es poco probable, sobre todo en las que usan EURODOCSIS ya que las frecuencias de retorno se sitúan entre 5 y 65 MHz con lo que se pueden evitar la parte más ruidosa del espectro radioeléctrico.

Así mismo, una de las principales ventajas es la baja latencia o Ping, ya que la CMTS introduce mucho menos retardo que los DSLAM de ADSL. Valores típicos para una buena conexión de Cable puede ser entre 5 y 35ms, mientras

Un buen ADSL puede tener entre 15 y 50 ms. Además las conexiones se basan en Ethernet por lo que se pierde menos caudal útil que en ADSL (con el mismo ancho de banda contratado se consigue más velocidad). Pero la ventaja más importante es que en una red de Cable, el lugar de residencia del cliente no afecta a la velocidad de la conexión, en ADSL o WiMAX la distancia con la central es un impedimento para conseguir velocidades cercanas a 10Mbps, con Cable estas velocidades son fáciles de conseguir en toda la red.

La mayoría de cablemodems pueden configurarse en la dirección 192.168.100.1.

INTERFACES Y CARACTERÍSTICAS

CMTS

Es un sistema de terminación de módem de cable o CMTS es una pieza de equipo, normalmente se encuentra en un cable de la empresa cabecera o hubsite, que se utiliza para proporcionar servicios de datos de alta velocidad, tales como Internet por cable o voz sobre protocolo de Internet, a los cables de suscriptores. Un CMTS proporciona muchas de las mismas funciones proporcionadas por el DSLAM en un DSL sistema.

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. Para proporcionar dichos servicios de alta velocidad, la compañía conecta su cabecera a Internet mediante enlaces de datos de alta capacidad a un proveedor de servicios de red. En la parte de abonado de la cabecera, el CMTS habilita la comunicación con los cablemódems de los abonados. Dependiendo del CMTS, el número de cablemódems que puede manejar varía entre 4.000 y 150.000 o incluso más. Una determinada cabecera puede tener entre media docena y una docena de CMTS (a veces más) para dar servicio al conjunto de cablemódems que dependen de esa cabecera. Para entender lo que es un CMTS se puede pensar en un router con conexiones Ethernet en un extremo y conexiones RF (radiofrecuencia) coaxiales en el otro. La interfaz RF transporta las señales de RF hacia y desde el cablemódem del abonado. De hecho, la mayoría de CMTS tienen tanto conexiones Ethernet (u otras interfaces de alta velocidad más tradicionales) como interfaces RF. De esta forma, el tráfico que llega de Internet puede ser enrutado (o puenteado) mediante la interfaz Ethernet, a través del CMTS y después a las interfaces RF que están conectadas a la red HFC de la compañía de cable. El tráfico viaja por la red HFC para acabar en el cablemódem del domicilio del abonado. Obviamente, el tráfico que sale del domicilio del abonado pasará por el cablemódem y saldrá a Internet siguiendo el camino contrario.

Los CMTS normalmente solo manejan tráfico IP. El tráfico destinado al cablemódem enviado desde Internet, conocido como tráfico de bajada (downstream), se transporta encapsulado en paquetes MPEG. Estos paquetes MPEG se transportan en flujos de datos que normalmente se modulan en señales QAM. El tráfico de subida (upstream, datos del cablemódem hacia la cabecera o Internet) se transporta en tramas Ethernet (no MPEG), típicamente en señales QPSK. Estos paquetes se realizan en los flujos de datos que normalmente se modulan en un canal de televisión utilizando 64-QAM o versiones 256-QAM de modulación de amplitud en cuadratura. Datos de Upstream (datos de los módems de cable a la cabecera o Internet) se realiza en tramas Ethernet encapsulados dentro de los marcos DOCSIS moduladas con QPSK, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM o 128-QAM usando TDMA, ATDMA o S-CDMA frecuencia mecanismos de intercambio.

INTERFAZ CATV

Interfaz Físico

La conexión de Set Top Box a la red se realiza mediante un cable coaxial RG-6 o RG-59 según la norma EN 50117, acabando en conector F macho.

Características Eléctricas

INTERFAZ ETHERNET

Ethernet es un estándar de redes de área local para computadores con acceso al

medio por detección de la onda portadora y con detección de colisiones (CSMA/CD).

Su nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define las características de

cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de

enlace de datos del modelo OSI.

Ethernet se tomó como base para la redacción del estándar internacional IEEE 802.3,

siendo usualmente tomados como sinónimos. Se diferencian en uno de los campos de

la trama de datos. Sin embargo, las tramas Ethernet e IEEE 802.3 pueden coexistir en la

misma red.

Se conecta directamente a la del ordenador (bus) para que las transferencias de alta velocidad se producen con la posible (el más bajo de laCPU) por encima. Interfaces Ethernet se incluyen con la mayoría de las placas base modernas. Las máquinas más antiguas necesitan un (PCI) del adaptador Ethernet basado. Interfaces Ethernet puede conectar normalmente a 10 Mbps o 100 Mbps (Fast Ethernet). Interfaces Ethernet más nuevas se conectan a los 10, 100 o 1000 Mbps (Gigabit Ethernet).

INTERFAZ DE RED Las interfaces de red permiten a cualquier servidor que ejecute el servicio Enrutamiento y acceso remoto comunicarse con otros equipos a través de redes privadas o públicas. Las interfaces de red se relacionan con el servicio Enrutamiento y acceso remoto en dos aspectos: el hardware físico, como el adaptador de red, y la configuración de las interfaces de red. El hardware de las interfaces de red, conocido también como adaptadores de red, puede ser cualquier adaptador que se conecte al bus del sistema de un equipo y permita que ese equipo se conecte a una red. La mayoría de los servidores que ejecutan el servicio Enrutamiento y acceso de red disponen de al menos dos adaptadores de red. Estos dos adaptadores son necesarios si el servidor que ejecuta el servicio Enrutamiento y acceso remoto actúa como enrutador entre dos segmentos de red. Un servidor que tiene dos o más adaptadores de red que se conectan con redes distintas se denomina de hosts múltiples.

La tarjeta de red, también conocida como placa de red, adaptador de red o adaptador

LAN, es la periferia que actúa de interfaz de conexión entre aparatos o dispositivos, y

también posibilita compartir recursos (duros, impresoras, etcétera) entre dos o

más computadoras, es decir, en una red de computadoras.

En inglés, se denomina Network Interface Card o Network interface controller (NIC),

cuya traducción literal es «tarjeta de interfaz de red» (TIR).

Cada tarjeta de red tiene un número de identificación único, de 48 bits en

hexadecimal, llamado dirección MAC (Media Access Control; control de acceso al

medio). Estas direcciones únicas de hardware son administradas por el “Instituto de

Ingeniería Eléctrica y Electrónica” (IEEE, Institute of Electronic and Electrical Engineers).

Los tres primeros octetos (24 bits) del número MAC, identifican al proveedor específico

y es conocido como número OUI (Organizationally unique identifier, identificador

único de organización), designado por IEEE, que combinado con otro número de 24

bits forman la dirección MAC completa.

LINEAS DE TRANSMISION Y CONECTORES

ESPECIFICACIÓNES TÉCNICAS CABLE COAXIAL RG6

RG-6/U son utilizados en una amplia variedad de aplicaciones residenciales y comerciales. El término "RG-6" en sí es bastante genérico y se refiere a una amplia variedad de diseños de cables, que difieren entre sí en características del blindaje, la composición del conductor central, el tipo de dieléctrico y el tipo de chaqueta (aislante exterior).

En la práctica, el término RG-6 se utiliza generalmente para referirse a los cables coaxiales con un conductor central 18 de AWG y 75 ohmios de impedancia característica.

CABLE DE PAR TRENZADO UTP

Consiste en ocho hilos de cobre aislados entre sí, trenzados de dos en dos que se

entrelazan de forma helicoidal, como una molécula de ADN. De esta forma el par

trenzado constituye un circuito que puede transmitir datos.

Esto se hace porque dos alambres paralelos constituyen una antena simple. Cuando se

trenzan los alambres, las ondas se cancelan, por lo que la radiación del cable es menos

efectiva.

Así la forma trenzada permite reducir la interferencia eléctrica tanto exterior como de

pares cercanos.

Un cable de par trenzado está formado por un grupo de pares trenzados,

normalmente cuatro, recubiertos por un material aislante. Cada uno de estos pares se

identifica mediante un color.

Está limitado en distancia, ancho de banda y tasa de datos. También destacar que la

atenuación es una función fuertemente dependiente de la frecuencia. La interferencia

y el ruido externo también son factores importantes, por eso se utilizan coberturas

externas y el trenzado. Para señales analógicas se requieren amplificadores cada 5 o 6

kilómetros, para señales digitales cada 2 ó 3. En transmisiones de señales analógicas

punto a punto, el ancho de banda puede llegar hasta 250 kHz. En transmisión de

señales digitales a larga distancia, el data rate no es demasiado grande, no es muy

efectivo para estas aplicaciones o dispositivos.

En redes locales que soportan ordenadores locales, el data rate puede llegar a

10 Mbps (Ethernet) y 100 Mbps (Fast Ethernet).

CONECTOR RJ45

El conector RJ45 (RJ significa Registered Jack) es uno de los conectores principales utilizados con tarjetas de red Ethernet, que transmite información a través de cables de par trenzado. Por este motivo, a veces se le denomina puerto Ethernet.

CONECTOR TIPO F MACHO

El conector F es barato y sin

embargo tiene 75 ohmios (75 Ω)

de adaptación de impedancia hasta

1 GHz y cuenta con un ancho de

banda utilizable de hasta varios GHz.

Una de las razones de su bajo costo

es que utiliza el conductor sólido

(cable central) de los tipos

especificados de cable coaxial

como pin del conector macho. Este

diseño está sujeto a las propiedades

de la superficie del conductor

interno (que debe ser alambre sólido) y que no es resistente a la corrosión, por lo que

son necesarias versiones resistentes al agua para uso exterior (por ejemplo, en las

antenas).

Se suele prensar, o a veces atornillar, el cuerpo del conector macho sobre la malla

exterior expuesta. El estándar en la industria del cable actualmente es el uso de

accesorios de compresión.

Los conectores hembras tienen hilos UNEF 3/8-32 (9.525mm de diámetro). La mayoría

de los conectores macho tienen un anillo de conexión roscado, aunque también hay

disponibles versiones encastrables. Las terminaciones de los conectores F encastrables

presentan un blindaje pobre contra las señales por aire (por ejemplo, un transmisor de

TV puede interferir con una estación de televisión por cable que se encuentre cerca).