Tarjetas SIM

http://www.taringa.net/posts/celulares/1426775/Como-Clonar-Tarjetas-SIM-De-Tu-Movil-o-Celular---Clonar-Tu.html 

















Las SIMs de GSM son pequeñas smartcard (tarjetas inteligentes) que todo teléfono GSM / UMTS lleva en su interior. La SIM tiene como misión identificar y autentificar el número de teléfono que esta usando el terminal telefónico. Las SIM esta compuesta por un pequeño ordenador (microcontrolador) y una pequeña memoria. Esto hace que este elemento sea activo, osea, que puede contener programas y algoritmos para gestionar sus propios recursos (PINs, Identificadores, claves, etc...)












Clonar una SIM significa crear una SIM diferente a la original pero que se comporte exactamente igual. Esto al ser un elemento activo se tiene que realizar con un emulador ya que a parte de "copiar" los datos de la SIM es necesario "emular" su comportamiento e incluso ampliarlo.

¿Para que es interesante clonar una SIM?
La clonación de la SIMs se puede realizar en dos modalidades diferentes, cada una de ellas con sus ventajas dependiendo del modo de uso:

Metiendo varios números de teléfono en una sola SIM:
Esta modalidad es muy práctica para no tener que llevar varias SIM e ir intercambiando las cada vez en mismo terminal. La clonación tiene como ventaja (frente a servicios parecidos de las operadoras) en que estos números pueden ser de diferentes operadoras.

¿Por que la gente tiene varios SIM?
Ocurre en muchas ocasiones que tienes números diferentes para el tema personal que para el trabajo. O bien simplemente quieres usar una tarificación diferente para cada SIM en diferente cuadro horario. Dependiendo de la emulación que se haga de la SIM (el emulador que se use para ello) puedes llegar a tener hasta 10 números diferentes en una misma SIM (pudiendo ser de diferentes operadoras).

Metiendo el mismo numero de teléfono en varias SIM:
Esta es la otra modalidad de clonación. Con la misma consigues tener varias SIM con el mismo número. Esto es muy practico en el caso de que tengas varios terminales y quieras usar el mismo número en todos.
Un ejemplo muy claro de ello es el típico manos libres del coche. Muchos automóviles llevan su propio terminal de GSM que introduciéndole la correspondiente SIM funciona directamente. Normalmente, se requiere que en el terminal personal y el del coche sea el mismo número y a no ser que estés intercambiando constantemente la única SIM existente, la única solución es la clonación. Teniendo varios SIM puedes llevar uno en tu terminal y otro (por ejemplo) en el coche.

Añadidas a esta modalidades la clonación también puede servir con propósitos de backup (tener una copia por si te roban o pierdes el terminal) y/o solventar pequeños problemas como el espacio de la agenda, mensajes, etc... Hay que tener en cuenta que los emuladores existentes tienen mucha capacidad de memoria y se les puede regular cuanta puedes usar para un caso u otro.

En definitiva, la tarjeta clonada (copia de la original) tiene una serie de característica s que permiten ajustar mas su funcionamiento al uso del usuario con independencia de la operadora.

Vale me interesa clonar mi SIM, ¿Que necesito?

Para clonar una SIM es necesario:

01.- La SIM "original" a clonar.
02.- Un lector de tarjetas ISO 7816.
03.- Un PC (vale cualquiera, pero preferiblemente con puerta serie).
04.- Un programador de microcontroladores.
05.- La tarjeta de clonaje (tarjeta destino o virgen).
06.- El programa emulador para la tarjeta de clonaje.
07.- El programa clonador o backup de SIM.

No se asusten, parecen muchas cosas pero luego se resumen dependiendo de los casos en prácticamente dos o tres. Todo el software para la clonación es gratis y descargable de internet y tanto el programador como el lector cuestan al rededor de 30

El primer paso, lógicamente es conseguir el material necesario. No es necesario conseguirlo todo para los primeros pasos. Lo mas interesante es conseguir los puntos 1, 2, 3 y 7. Como PC se puede usar uno cualquiera. Cualquier P3 o superior que tenga suficiente memoria para ejecutar Windows nos vale. No tiene que ser un pepino ultra rápido, los resultados van a ser lo mismos con un PC mas lento. Eso si es interesante que tenga al menos un puerto serie RS232 (DB9 pins) libre.
Como Lector de tarjetas ISO 7816 yo suelo recomendar el mas barato, el tipo Phoenix. Un lector de estas características se puede encontrar en cualquier tienda de componentes electrónicos.
La empresa Coelma distribuye un modelo del mismo bajo el nombre de TE21 (phoenix):

http://www.todoelectronica.com/Progr...gramadores.htm

Este dispositivo lleva un cristal de cuarzo. Se suele recomendar para empezar que sea de 3.57Mhz. También es necesario una fuente de alimentación (regulada de 6v-9v) así como un cable de serie conectado "pin a pin". Todos estos elementos se pueden conseguir a la par que el lector de la misma forma.

El programa de clonación es lo mas fácil de conseguir. Podéis empezar con el XSim y descargarlo desde esta dirección:

http://www.endorasoft.es/download/xsim.zip

Una vez que tengamos estos elementos podemos pasar al segundo punto de la clonación: La extracción de la SIM original del IMSI y Ki.

Extracción de IMSI y Ki de una SIM original.
Las SIM de GSM, como hemos comentado, tienen en su interior un microcontrolador y una memoria con datos. Estos datos permiten identificar al usuario cuando este, mediante el terminal, realiza o recibe una llamada. La SIM, aunque parezca extraño no contiene explícitamente el número de teléfono del abonado en su interior. En su defecto lleva un número que sirve para identificar a ese abonado en la red de dicho operador. Este número es conocido con las siglas "IMSI" (International Mobile Subscriber Identity). Este número es muy importante a hora de la clonación por que es uno de los datos fundamentales en el uso de una tarjeta SIM.

El otro dato importante a extraer es el Ki (Authentication Key). Este número es una clave que se usa en los procesos de autentificación del abonado. Mediante la autentificación el operador se asegura que el IMSI y el resto de los datos de la SIM son correctos y pertenecen a una tarjeta valida.

El IMSI y Ki vienen a ser como un Login y password para "entrar" en la red de GSM. Este ejemplo no es muy correcto pero por ahora es valido. Sin estos dos números nosotros no somos nadie dentro de la red del operador. Cuando el terminal se conecta envía el IMSI a la BTS (Base Transceiver Station) correspondiente. Usando el IMSI el operador "busca" en su base de datos de usuarios HLR (Home Location Register) a que numero de abonado pertenece ese IMSI. Una vez identificado se produce el proceso de autentificación.
Si alguno de los dos números no coincide con los cálculos del operador esa SIM se quedara sin cobertura y no entrara en la red del operador.

¿Como extraemos estos números de la SIM original?
Antes de empezar, comentaremos que este proceso NO ESTROPEA LA SIM ORIGINAL , dado que solo le pedimos los números y no modificamos nada. Pero problema básico es que es un proceso muy largo (unas 8 horas) que hace trabajar mucho a la SIM. y la SIM es un componente electrónico como otro cualquiera y se puede estropear con el uso.

Para extraer ambos números podemos usar el XSim. Una vez ejecutado tan solo tendremos que esperar a que nos detecte nuestro lector y compruebe que la SIM esta introducida en el lector. El IMSI es un dato muy sencillo de leer. Se encuentra dentro de un fichero de la SIM (si si... he dicho bien dentro de un fichero, las SIM tienen un pequeño S.O con un árbol de ficheros, el nombre de dichos ficheros por economizar sitio son números en hexadecimal). El fichero que contiene el IMSI es el 3F00:7F20:6F07. Tanto el 3F00 y 7F20 son DF (Dedicate Files) (como "directorios" de la SIM) y el 6F07 es un EF (Elementary File).
Todo lo comentario anteriormente es simplemente informativo, si usas opción de escaneo standard del XSim el programa se encargara de localizar el IMSI y mostrarlo directamente en la pantalla principal. Independientemente si quieres curiosear puedes acceder al fichero del SIM para comprobar como efectivamente están ahí todos los datos que componen el IMSI.

La extracción del Ki es mas complicada. El Ki es una clave secreta que posee cada SIM. Tiene una longitud de 16 Bytes (16 números de 0 a 255). Esto hace que haya 2^128 combinaciones posibles de ese numero.
Este número (en teoría) nunca sale de la tarjeta. Esto es, la SIM mediante su procesador interno, realiza un cálculo matemático en el que ese número entra en juego. Ese proceso se llama autentificación. Este proceso de autentificación es primordial para el funcionamiento de la SIM y para la clonación de la misma. Por eso DEBEMOS extraer este numero para poder clonar las El proceso de extracción del Ki es largo (unas 8 horas) y se realiza por pares (8 pares de 2 bytes). Una vez realizado el mismo ya estaremos en disposición de clonar nuestra SIM.

Clonación de la SIM
Para la clonación de la tarjeta en si, nosotros recomendamos el uso del SIMEMU (el mejor emulador de GSM).

Cada emulador se configura de forma diferente por lo que lo mejor es obtener la información puntual del que queráis utilizar. No obstante, en el caso de SIMEMU, el mismo se basa en tarjetas con microcontrolador PIC (Microchip) 16F877/76. Estas tarjetas se conocen con el nombre de SilverCard/Greencard/Greencard II dependiendo de la memoria adicional de las mismas.
Para poder grabar esta tarjeta con el SIMEMU, necesitamos un programador de PIC, dispositivo DIFERENTE a phoenix (TE21) que hemos usado para la extracción del IMSI & Ki. Este dispositivo de programación de PIC mas barato es el JDM. Coelma lo distribuye bajo el nombre de TE20x (la x es importante) y lo pueden encontrar en su página WEB:

http://www.todoelectronica.com/Programad/programadores.htm

Para las demás explicaciones nos remitimos a la página oficial de SIMEMU, el mejor sitio para encontrar las actualizaciones del mismo así como las diferentes referencias de versiones:

http://simemu.cjb.net/

¿Puedo tener varias tarjetas clonadas funcionando al mismo tiempo?
Si. Perfectamente. Cuando se activa mediante el terminal una SIM el operador por motivos de seguridad genera un número temporal llamado TMSI (Temporal Mobile Subscriber Identity). Mientras el Terminal esta funcionado este número se usa como si fuera el IMSI. Esto permite que varios terminales con SIM clonadas funcionen al mismo tiempo.
En el envío de llamadas se comportaran sin diferencia alguna. Todas las SIM usaran el mismo número telefónico. Las llamadas podrán solapándose en el tiempo y serán facturadas en una única factura.
En cuanto a la recepción, la cosa es mas complicada. Solo uno de los teléfonos puede recibir la llamada pese a estar encendidos todos. El teléfono en recibir la llamada será el ultimo el cual halla obtenido un TMSI valido. Normalmente las operadoras generan el TMSI cuando autentifican la SIM y esta autentificación se produce al realizar una llamada con la misma por lo que tenemos que: "el ultimo teléfono en efectuar una llamada será el que las reciba". Esta regla no siempre se cumple entre las diferentes operadoras ya que algunas autentifican la SIM por encender el terminal y conectarse a la red.

¿Puedo tener varios números "activos" en una única SIM al mismo tiempo?
No. Desgraciadamente no es factible poder tener mas de una línea activa al mismo tiempo en un terminal. Esto es simplemente por que cada teléfono SOLO tiene un canal de radio (que sea full duplex). Por lo que SOLO mantienes una conexión (en espera o hablando) con el operador.
Lo que si puedes hacer con la tarjeta clonada es pasar de un número a otro por menú, sin tener que apagar el terminal y cambiar la SIM.

¿Que diferencia hay entre "clonar" y "duplicar" una SIM?
En principio ambos conceptos parece que se refieren a lo mismo, pero en la práctica no es así. Normalmente la terminología "duplicar" la usan los distribuidores/comerciales de tiendas de las distintas operadoras. La "duplicación" tiene mas que ver con una "sustitución" que con una copia de la SIM. Esto lleva a error a mas de uno, que creyendo ir por el lado sencillo se encuentra que no es así.
Cuando un distribuidor de una operadora te "duplica" una SIM realmente lo que esta haciendo es "asignar" tu numero de teléfono (MISDN) a una nueva SIM. Esta nueva SIM (como todas) tiene su propia pareja de IMSI & KI que a su vez son DIFERENTES de la tarjeta antigua. Realmente el distribuidor lo único que hace es leer el ICCID (numero impreso en la propia SIM) de ambas tarjetas (antigua y nueva) y llamar al operador para comunicarle la sustitución.
El operador mediante estos ICCID puede relacionar en su base de datos a que MISDN (numero de teléfono) apuntaba esa tarjeta, cambiando fácilmente por la nueva. En cuanto esta operación se realiza, de forma automática la antigua SIM deja de funcionar y la nueva comienza a identificarse.
Esto sistema que para un robo o una perdida es muy interesante, dado que el numero de teléfono (MIDSN) no esta en la SIM, para la hora de crear dos tarjetas iguales evidentemente no vale. Así que ahora cuando oigáis en una tienda de la operadora la palabra "duplicación" debéis de saber que lo que realmente quieren decir es "sustitución".
Con la clonación no sustituimos nada en la base de datos del operador (principalmente por que no podemos) si no que realmente "duplicamos" los datos de la SIM para que haya dos iguales.

¿Que es una SIM v2 y v1; a que se refieren cuando hablan de esto?
Desde el punto de vista de clonación, existen en ese momento dos tipos de SIM: las que llevan COMP128 v1 y las que llevan COMP128 v2. Ambas tarjetas, desde el punto de vista del usuario, son idénticas. Funcionan de forma prácticamente igual (únicamente las v2 suelen ser mas nuevas, y por ello suelen ser de mas memoria (32k o mas), pero a la hora de clonar solo se pueden clonar las V1.

¿Por que?
Hasta la fecha, todos los programas de extracción del Ki usan el mismo método: la extracción por colisiones.. Este método se basa en un bug conocido de la función COMP128 v1. En la función COMP128 v2 esto fue resuelto y dichos programas de extracción no funcionan.
Para determinar si una SIM es v1 o v2 (osea que la versión del COMP128 es v1 o v2), la única manera fiable es realizar una búsqueda del Ki con los programas de extracción existentes y determinar así si se puede realizar dicha extracción. Desgraciadamente, por color, tamaño, peso o sabor no es factible determinar el tipo/versión de COMP128 que lleva una SIM 100% fiable. No obstante, esperemos que en un futuro no muy lejano encontremos una solución a la extracción del Ki en este tipo de tarjetas (v2) y todas se puedan clonar.

¿Como se puede usar/cortar la tarjeta clonada?
Estas son dos preguntas típicas del que empieza con estos menesteres. Como los lectores utilizados vienen generalmente preparados para tarjetas ISO 7816 (de tamaño aproximado a una tarjeta de crédito) y los móviles usan SIM mas reducidas, el personal no sabe como solucionar esta pequeña contingencia.
Por un lado la forma mas sencilla de usar tu SIM original o tu SIM clonada (ya recortada) con los lectores/programadores es hacerte con un "cartoncillo" de los que se desechan en las originales. Conseguir uno de los mismos es muy sencillo en cualquier distribuidor de telefonía. Con un poco de "celo" colocado estratégicamente consigues un "adaptador" muy barato de tarjeta SIM.
Por otro lado una vez que realizas la clonación de tu SIM te puedes preguntar como realizar unos cortes para dejarlo de forma que entre en el móvil. Lo mas practico es hacerlo con un cutter bueno y con una regla (preferiblemente de metal). Siguiendo estas instrucciones de estas imágenes.


Listo, ya tenemos nuestra SIM clonada. 

Telecursos DGTVE anunciados por el CINIT

Datos del Curso

Telecursos DGTVE

Fecha: 09-julio-2010 al 31-diciembre-2010 Sede: Telecurso

http://www.cinit.org.mx/curso.php?idCurso=103 

La DGTVE pone a disposición de los Socios de la Cámara Nacional de la Industria de Telecomunicaciones por Cable(CANITEC) una serie de cursos que se transmitirán durante los meses de julio a octubre a través del Canal 22 de la redEdusat. Calendario de Telecursos Septiembre - Octubre 2010 SEPTIEMBRE La videoteca en la era digital Tres programas de 00:30 minutos cada uno aproximadamente, que se transmitirán los días lunes, miércoles y viernes del 06 al 10 de septiembre, a partir de las 11:30 horas, con repetición a partir de las 17:30 horas. Guionismo Cinco programas de 00:30 minutos cada uno aproximadamente, que se transmitirán los días martes y jueves del 7 de septiembre al 23 de septiembre, excepto el jueves 16 de septiembre, a partir de las 11:30 horas, con repetición a partir de las 17:30 horas. OCTUBRE Introducción al uso de los multimedios en la educación Cinco programas de 01:30 horas cada uno aproximadamente, que se transmitirán los días lunes, miércoles y viernes del 11 al 20 de octubre, a partir de las 10:30 horas, con repetición a partir de las 16:30 horas. Guionismo 2 Cinco programas de 00:30 minutos cada uno aproximadamente, que se transmitirán los días martes y jueves del 12 al 26 de octubre, a partir de las 10:30 horas, con repetición a partir de las 16:30 horas.

http://www.cinit.org.mx/convocatoria.php?idCurso=103 

REGISTRO
Los telecursos son gratuitos, están avalados por la SEP y se emite constancia de acreditación a quienes aprueben el curso; para obtener la constancia de acreditación, el participante debe llenar la ficha de inscripción y enviarla a controlescolar.cete@dgtve.sep.gob.mx  junto con una copia de su CURP.

Los telecursos tienen cupo limitado debido a que el asesor en línea sólo puede atender y dar seguimiento a las dudas de un número limitado de participantes; sin embargo, la DGTVE podrá replicar los telecursos en fechas posteriores a solicitud de los interesados.

Un día antes de acceder al servicio, el participante recibirá una clave para ingresar a la plataforma, descargar material de apoyo adicional a las sesiones audiovisuales y obtener asesoría en línea.

ACCESO
El acceso a los cursos puede ser de dos formas:

1. Vía Internet a través del portal http://dgtve.sep.gob.mx/ (Canal 22). [Esta opción no es la más recomendada porque el portal se encuentra en reestructuración y el tiempo de descarga pudiera sufrir retrasos; de cualquier manera, podría probar si esta opción le resulta útil].

2. Vía Satelital a través de un equipo receptor [esta es la opción más recomendada] de acuerdo a los siguientes parámetros de recepción:

Datos de bajada satelital de la Red Edusat y parámetros de los receptores:Estándar: DVB
Satélite: Satmex 5
Posición Orbital: 116.8 °
Banda de Frecuencia: C
Polaridad: H/V
Frecuencia de bajada: 3720 Mhz
FEC Utilizado: 3/4
Symbol Rate: 27 000

Equipo de recepción:
Antena: 1.8 mts

Receptores:

• Zimwel
• Dicño
• Tiernan
• Scopus
• Standar

---

Para atender cualquier duda relacionada con el registro de los participantes, por favor póngase en contacto con el área de Control Escolar, a los siguientes números telefónicos:

Teléfono             (55)3601-8100      
Teléfono y fax (55)3601-8120
LD nacional sin costo 01800 228-4883
Extensiones 24530, 24532, 24632 y 24633
Horario de atención: de 09:00 a 15:00 y de 16:00 a 18:00 horas

  

La Certificación de la SCTE

http://www.scte.org/int/espanol/html/lacertificcion.html 

La certificación de la SCTE le ofrece la oportunidad para demostrar sus conocimientos sobre las últimas tecnologías de la industria de cable y de los segmentos de la red HFC. Nuestras certificaciones también le proveen a los empleadores un punto de referencia reconocido por la industria, sobre los conocimientos técnicos que pueden ser útiles cuando se está contratando o promoviendo a un individuo.

La Certificación de Especialista de Banda Ancha en el Lugar (BPS)

La Certificación de Especialista de Banda Ancha en el Lugar (BPS) de la SCTE demuestra su competencia en los diferentes aspectos de servicio en el lugar del suscriptor. Todos los aspectos de la red desde la toma de distribución al dispositivo de terminación son parte de este currículo. Específicamente incluye:

• La instalación—el cableado exterior e interior, la conectorizacion y construcción del edificio;
• El Equipo de Bajada—el cable de bajada, los pasivos, los activos, los dispositivos de seguridad y los NID;
• El Lugar del Cliente—el servicio al cliente y los equipos en el lugar;
• La Seguridad—la escalada, el vehículo, las herramientas, el ambiente;
• La Investigación de Fallas/Reparación—el equipo de prueba, los sistemas de CATV, las técnicas de investigación de fallas.

La Examinación: un examen de 50 preguntas de múltiple selección para la designación de BPS y un examen de 50 preguntas de múltiple selección para cada endoso.

El Currículo de BPS en detalle
La Solicitud
El Proceso de Certificación y las Preguntas Frecuentes
Los Recursos de Estudio
El Mantenimiento de la Certificación
La Examinación
El Manual del Procurador
Los Individuos Recién Certificados de la SCTE
Los Individuos Recién Inscritos en la SCTE
La Lista de Procuradores
Los Logotipos de la Certificación

Una propuesta para DOCSIS 4.0: Lo mejor de DOCSIS y PON

Una propuesta para DOCSIS 4.0: Lo mejor de DOCSIS y PON.
2008-03-05


Una propuesta para DOCSIS 4.0: Lo mejor de DOCSIS y PON.
Alon Berstein, Arquitecto en Software, de Cisco Systems y
 Steve Gorshe, Ingeniero Principal, de PMC- Sierra.

 Resume, traduce y presenta: Ing. Martín Antonio Huerta Carbajal.

            El pasado 15 de enero, en Los Ángeles, CA, al filo de las 15 horas, en el California Ballroom, el Arquitecto Alon Bernstein hizo la presentación de este tema, dentro de la Conferencia SCTE sobre Technologías Florecientes.

1.  Perspectiva

Las Redes Ópticas Pasivas (PON) están evolucionando rápido y, eventualmente, remplazarán a las tecnologías tradicionales de acceso alámbrico. Las adiciones de línea óptica ya dejan atrás las adiciones de Línea Digital de Suscriptor (DSL) y, para el 2010 habrá un estimado de 35-50 millones de suscriptores PON en el mundo.

Este documento es un seguimiento al que Alon Bernstein, en la 2007 SCTE/ET tituló “Direcciones Futuras en la Batalla entre Cable y PON”.  El documento del 2007 presentaba una perspectiva general del panorama competitivo y delineaba cómo recubrir, o revestir,  la administración de DOCSIS (Data over Cable Service Interface Specifications) y un sistema de oficina de respaldo DOCSIS en la cima de una red PON. Este documento profundiza en las tecnologías que hacen capaz este recubrimiento o bien, en otras palabras, cómo construir un sistema que aparezca como un CMTS (Cable Modem Termination System) a la oficina de respaldo y, al mismo tiempo, aparezca como una OLT (Optical Line Termination) a la ONU (Optical Network Unit)!.

El documento se enfoca en cómo trazar el mapa de los distintos servicios posibilitados por DOCSIS, tales como, pero no limitados a:

- Registro
- Aprovisionamiento dinámico de servicio
- Seguridad
- y por último, pero no menos importante, video.

La planificación de estos servicios podría considerarse para una estandarización de DOCSIS, misma que podría denominarse “DOCSIS 4.0.”

La presentación también explora cómo se despliega PON, en las redes Telco de hoy, versus (contra) cómo sería desplegada en redes de MSOs (Operadores de Múltiples sistemas) en el futuro.

En tanto que EPON (Ethernet Passive Optical Network) y GPON (Gigabit Passive Optical Network) son las tecnologías dominantes de Fibra hasta el Hogar (FTTH), este documento dará una rápida revisión a otras tecnologías FTTH y cómo DPON puede localizarse encima de ellas.

Es importante notar que varias guías de diseño han cambiado desde que el  documento previo fue publicado. Estos cambios son destacados y detallados en las secciones relevantes.
2.  Los Protocolos DPON

Las siguientes secciones describen cómo se combinan, los protocolos PON y DOCSIS, en DOCSIS Passive Optical Networks (DPON) – un protocolo cohesivo que combina lo mejor de ambos sistemas.  Estos protocolos pueden ser la base de una extensión a la DOCSIS Radio Frequency Interface (RFI).

     2.1. Registro de DPON

El concepto básico detrás del registro de DPON es permitir que la norma EPON/GPON maneje la capa uno (capa física), establecimiento de la conexión, y permitir que el protocolo DOCSIS maneje la segunda y tercera capas (data link y network, respectivamente). Esta partición, o división, permite una limpia demarcación de donde para, o termina, EPON/GPON y donde comienza DOCSIS.

Una vez que se establece la conexión de la capa física, el sistema está listo para el proceso de registro. La “salsa secreta” que transforma a DOCSIS en DPON es el software que traduce definiciones de DOCSIS en definiciones EPON/GPON. En el documento de 2007 se recomendaba que este software fuera colocado en la Optical Network Unit (ONU); sin embargo, ahora tiene sentido colocarlo en la Optical Line Termination (OLT) ya que esto significa que no se necesitan cambios –ni en el hardware ni en el software- en el lado de la ONU.  La OLT (que emula a un CMTS) instantáneamente inicia un “cable módem virtual”, el cual hace el intercambio real de protocolo, con las aplicaciones de la oficina de respaldo (TOD/DHCP/TFTP). Una vez que el cable módem virtual está en línea, puede trasladar la configuración completa de DOCSIS que recibió, al EPON/GPON equivalente y usar el canal de administración EPON/GPON para relevar la información a la ONU.

    2.1.1.  Registro de EPON

EL estándar EPON (802.3ah) puede ser visto como estándar Ethernet, con una extensión que lo capacite para realizar operaciones punto-a-multi-punto. Como tal, ni siquiera define capas más altas de administración o se adentra en la capa Network. Utilizando administración DOCSIS y soporte Network como una continuación hacia el establecimiento de la capa física PON, es la forma más natural, para un MSO de cable, de registrar suscriptores PON.

Como se perfila en 2.1, un registro estilo EPON establece la conectividad en la capa física. Una vez establecida, la OLT crea un “cable módem virtual” que va a través de DHCP/TOD/TFTP en beneficio, o a favor, de la ONU.

(Con el propósito de no hacer pesada la presentación y despertar un mayor interés en el tema, dejamos pendiente el complemento de este punto 2.1.1 Registro de EPON, asi como: 2.1.2 Registro de GPON, 2.2. Servicios Dinámicos DPON, 2.3. Seguridad DPON, 2.4. Mapeando DOCSIS QoS hacia EPON/GPON, 2.5. PCMM, 2.6. Video DPON, 2.7. Servicios de Voz, 2.8. Management Information Base (MIB), 2.9. Operaciones, Administración y Mantenimiento (OAM) de PON, 3. La Solución del Sistema DPON 3.1. Arquitectura de la Red PON, 3.2 Metro Ethernet y DPON 3.3. Rango, 3.4. Densidad, 3.5. Redundancia, 4. Tecnologías Fibra hasta el Hogar (FTTH), para concluir y anexar una lista de Acrónimos y Abreviaturas).

5.  Conclusión

 Migrar de una planta HFC a una planta de pura Fibra no es una elección fácil u obvia para un MSO de cable. Sin embargo, hay ciertos casos en que es clara la necesidad de una red PON. Nombremos algunos:

-          Terrenos en zona rural,
-          Mejorías en la planta (coaxial envejecido o maltratado),
-          Adquisición
-          Clientes de negocios

Con el tiempo se sabrá si estas “islas PON” crecerán hasta el punto de remplazar la planta HFC. Esta presentación no intenta contestar si, o cuándo, esto pasará. Pero incluso, si PON es restringido a ciertas aplicaciones o a ciertas áreas en la planta del MSO, un sistema PON que esté integrado a la perfección dentro de la oficina de respaldo de una red de cable, es una herramienta poderosa y, como se demuestra en esta presentación, ello podría ser tan simple como el agregar un módulo de software que hace la traslación DOCSIS/PON hacia la OLT.  Dicho lo anterior, en el mercado de cable es importante, y significativo, el beneficio de un cable específico OLT, que es diseñado desde abajo hacia arriba para adecuarse a las arquitecturas de red de cable de los MSOs.


ANEXO: Lista de Acrónimos y Abreviaturas.




ACRÓNIMOS Y ABREVIATURAS

ACK:        Acknowledgement.                                       Reconocimiento.
ADSL:      Asymetric Digital Subscriber Line.                 Línea Asimétrica Digital
                                                                                  de Suscriptor.
AES:       Advanced Encryption Standard                       Norma de Codificación
                                                                                  Avanzada.
ATM:       Asyncronous Transfer Mode                           Modo de Transferencia
                                                                                  Asíncrona.
BRAS:   Broadband Remote Access Server                   Servidor de Acceso
                                                                                  Remoto de Banda amplia.
CBC:     Cipher Block Chaining                                     Encadenamiento de
                                                                                  bloque cifrado.
CFG:    Configuration                                                   Configuración.
CM:      Cable Modem                                                  Cablemódem.
CMTS: Cable Modem Termination System                     Sistema Terminal de
                                                                                  Cablemódem.
CO:     Central Office                                                    Oficina Central.
CPE:   Customer Premises Equipment                          Equipo en locales del
                                                                                  Cliente.
CPON:  China Telecom Ethernet Passive Optical Networks
                                     Redes Ópticas Pasivas Ethernet de China Telecom.      
DA:     Destination Address                                          Dirección de destino.
DBA:   Dynamic Bandwidth Allocation                           Distribución Dinámica de
                                                                                  Ancho de Banda.
DEPI:  DOCSIS External Physical Interface                   Interfaz Física Externa de
                                                                                  DOCSIS.
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol               Protocolo de Configuración
                                                                                Dinámica de la Máquina.
DOCSIS:  Data over Cable Service Interface  Specification
                    Especificación de la Interfaz para el Servicio de Datos por Cable.
DPON: DOCSIS Pasive Optical Network                   Red Óptica Pasiva DOCSIS.
DS:       Downstream                                                 Torrente hacia abajo.
DSL:     Digital Subscriber Line                                   Línea Digital del Subscritor.
DSLAM:DSL Access Multiplexer                              Multiplexor de Acceso DSL.
EPON:  Ethernet Passive Optical Network                 Red Óptica Pasiva Ethernet.
FEC:     Forward Error Correction                              Corrección de Error
                                                                              Haciadelante.
FTTH:    Fiber to the Home                                       Fibra hasta la casa.
GEM:    GPON Encapsulation Method                       Método de Encapsulamiento
                                                                              GPON.
GPON: Gigabit Passive Optical Network                    Red Óptica Pasiva Gigabit.
GTC:    GPON Transmission Convergence                Convergencia de Transmisión
                                                                              GPON.
HD:       High Definition (TV)                                     Alta Definición (TV).
HFC:     Hybrid Fiber Coax                                       Híbrida de Fibra y Coaxial.
ICMP:   Internet Control Message Protocol                Protocolo Mensaje de
                                                                             Control por Internet.
ID:        Identifier                                                     Identificador.
IP:        Internet Protocol                                         Protocolo de Internet.
ISP:     Internet Service Provider                               Proveedor de Servicio
                                                                             Internet.
ITU:    Internal. Telecommunication Union                  Unión Internacional de
                                                                             Telecomunicaciones.
L2TPv3:  Layer 2 Tunneling Protocol version 3           Capa 2 Protocolo Tunneling
                                                                             version 3.
LLID:    Logical Link Identifier                                 Identificador de Enlace Lógico.
MAC:   Media Access Control                             Control de Acceso a los Medios.
MEF:    Metro Ethernet Forum                                 Foro Metro Ethernet.
MIB:     Management Information Base                     Base para información de
                                                                             administración.
MPCP: Multipoint Control Protocol                           Protocolo para Control de
                                                                             Multipunto.
MPLS:  Multiprotocol Label Switching                      Switcheo de Etiquetas de
                                                                             Multiprotocolos.
MSO:    Multiple System Operator                      Operador de Múltiples Sistemas.
MUX:     Multiplexer                                                 Multiplexor.
NTT:      Nippon Teleg. and Telephone Corp.            Corp Telef. Y Telegraf. Nipona.
OAM:    Operations, Admn. and Maintenance         Operaciones, Administración &
                                                                            Mantenimiento.
OAMPDU:OAM Protocol Data Unit                     Unidad de Datos Protocolo OAM.
OLT:     Optical Line Termination                              Terminal de Línea Óptica.
OLU:     Optical Line Unit                                         Unidad de Línea Óptica.
OMCC: ONT Management &Control Channel         Administración ONT y Canal de
                                                                          Control.
OMCI:  ONT Management &Control Interface       Administración ONT e Interfaz de
                                                                          Control.
ONT:    Optical Network Terminal                          Terminal de Red Óptica.
ONU:    Optical Network Unit                                Unidad Red Óptica.
P2P:     Peer-to-Peer                                            Igual-a-Igual.
PC:       Personal Computer                                  Computadora personal.
PC:       PacketCable                                            Ídem (marca comercial).
PCMM:  Multi-Media                                             Ídem (multimedios).
PLOAM: Phisical Layer OAM                                Capa Física OAM.
PMD:     Phisical Medium Dependent                     Dependiente del Medio Físico.
PON:     Passive Optical Network                          Red Óptica Pasiva.
PPPoE: Point-to-Point Protocol over Internet          Protocolo Punto-a-Punto, sobre
                                                                           Internet.
QAM:   Quadrature Amplitud Modulation                 Modulación de Amplitud en
                                                                           Cuadratura.
QoS:       Quality of Service                                   Calidad de Servicio.
REG:       Registration                                           Registro.
REQ:       Request                                                Petición.
RFI:         Radio Frequency Interface                      Interfaz de Radio Frecuencia.
RSP:       Response                                             Respuesta.
SA:         Source Address                                    Dirección o Domicilio de la
                                                                          Fuente.
SDH:       Synchronous Digital Hierarchy              Jerarquía Digital Síncrona.
SLA:       Service Level Agreement                       Acuerdo sobre el Nivel del
                                                                        Servicio.
SONET:  Synchronous Optical Network               Red Óptica Síncrona.
TDM:      Time Division Multiplexing                Multiplexión por División de Tiempo.
TFTP:     Trivial File Transfer Protocol                 Protocolo de Transferencia  de
                                                                      Archivo Trivial.
TLVs:       Threshold Limit Values                      Valores Límite de penumbra.
TOD:        Time of Day                                      Hora del día.
UGS:       Unsolicited Grant Service                   Servicio Otorgado No Solicitado.
UNI:         User Network Interface                       Interfaz de Red del Usuario.
US:          Upstream                                          Torrente hacia arriba.
VDOC:     Video over DOCSIS                            Video a través de DOCSIS.
VDSL:      Very High Bit-Rate DSL                      DSL de muy alta Tasa de Bits.
VLAN:      Virtual Local Area Network                   Red Virtual de Área Local.
WAN:      Wide Area Network                             Red de Área Amplia.
WDM:      Wavelength-Division Multiplexing         Multiplexión por División de
                                                                       Longitud de Onda.
WiMAX: Worldwide Interoperability for Micro-wave Access.                                    
Interoperatividad Mundial para Acceso por Microondas.
                                                                                                                                                                     Folio 803040.

Redes de datos de alta velocidad. ¿En qué consiste la tecnología cablemódem?

Redes de Datos de Alta Velocidad. ¿En qué consiste la tecnología Cablemódem?
01-Octubre-2001 
Luis Gabriel Sienra

Ante la actual situación de competencia que viven los operadores de las redes de televisión por cable, la transmisión de datos de alta velocidad es el servicio que más ha llamado su atención; sin embargo, existe una preocupación latente en cuanto a la entrega de programación se refiere. Como sabemos, en nuestro país, la televisión por cable no es la única alternativa a la transmisión de canales de programación por aire, sino que existen, además, otros medios de distribución de esta forma de entretenimiento, como los proveedores de Servicios de Distribución Multicanal Multipunto (MMDS, por sus siglas en inglés), tecnología que en México se ofrece a través de Multivisión®, y la programación vía satélite en banda C, ambos existentes desde hace varios años. En los últimos años, el ingreso de nuevos competidores vía satélite en banda Ku, conocidos como DBS/DTH (Transmisión Directa vía Satélite/Directo al Hogar, por sus siglas en inglés) y en México representados por DirecTV® y Sky®, y el fuerte impacto que éstos han alcanzado en poco tiempo, han preocupado aún más a los operadores de redes que ofrecen televisión por cable.

Como respuesta a las agresivas campañas que han seguido los proveedores de tecnología DBS/DTH, muchas de las redes de cable han optado por ofrecer servicios digitales y han comenzado a implementar nuevas tecnologías que beneficien al suscriptor. Entre ellas, encontramos servicios de televisión interactiva, pago por evento, video por demanda y telefonía. Sin embargo, debido al gran impacto que ha tenido Internet en los últimos años, la mayor parte de los operadores de redes de cable han optado, antes que ofrecer servicios por demanda y telefonía, por la transmisión de datos de alta velocidad.

Reportes recientes indican que de los 7.8 millones de suscriptores de acceso a Internet de alta velocidad en los Estados Unidos, 5.5 millones lo hacen a través del cable. Diariamente, 8,200 nuevos suscriptores, en promedio, contratan servicios de Internet por cable en el país vecino del norte. En México, más de 55,000 suscriptores ya cuentan con acceso a Internet a través de una red de cable, en ciudades como Monterrey, Guadalajara, Veracruz, Hermosillo, Tijuana, Culiacán y México, entre otras. Las estadísticas son muy motivantes, pero iniciarse en este mercado no es inmediato. A pesar de que en una red de cable se puede ofrecer la transmisión de datos e Internet en forma unidireccional de manera relativamente simple (para el envío de datos al suscriptor y con la ayuda de una línea telefónica y módem convencional para el regreso), lo más adecuado es mantener una comunicación bidireccional vía el cable que, sin embargo, representa mayores retos para el operador.

A pesar de que la competencia ha respondido inmediatamente al mercado de la transmisión de datos de alta velocidad, a través de, por ejemplo, líneas digitales de abonado (DSL, por sus siglas en inglés), el cable se mantiene como el principal proveedor de estos servicios. En los Estados Unidos existen 2.3 millones de usuarios de líneas DSL, que en comparación con los suscriptores de Internet vía cable, representan menos de la mitad. En México, aunque actualmente no existe una demanda específica de servicios DSL, ejecutivos de Ericsson, Lucent y Avantel aseguran que 2002 será el año del desarrollo de esta tecnología en nuestro país.

Además de lo que indican estos números, la transmisión de datos de alta velocidad vía el cable cuenta con la disponibilidad de estándares, que en buena parte son responsables del éxito obtenido. La estandarización de tecnología cablemódem interoperable ha permitido la disminución de costos en el equipo y ha facilitado el rápido desarrollo de estos servicios. Aunado a esto, las redes HFC (Híbridas Fibra-Coaxial, por sus siglas en inglés) permiten contar con un mayor ancho de banda que, además de posibilitar la integración de cientos de canales y servicios de audio y video, entregan y reciben datos a altas tasas de transferencia.

Un cablemódem es un dispositivo que permite la transferencia de datos de alta velocidad a través de una red de televisión por cable. Como su nombre lo indica, se trata de un modulador ? demodulador que provee la interfaz entre la red RF de cable coaxial del operador y la computadora personal del suscriptor. En cierta forma, un cablemódem pudiera pensarse como la interfaz de una red de área local entre la computadora personal del usuario y la red.

En las redes de cable, la información que se transmite desde la red hasta el suscriptor se conoce como "downstream" y es modulada digitalmente utilizando 64 ó 256-QAM (Modulación por Amplitud en Cuadratura, por sus siglas en inglés) en un canal de 6 MHz. La modulación 64-QAM permite alcanzar tasas de 27 Mbps, mientras que 256-QAM permite 38 Mbps, lo cual indica que un cablemódem pudiera trabajar hasta cerca de 500 veces más rápido que un módem convencional. En contraparte, la información que envía de regreso el cablemódem a la red se conoce como "upstream", en la que se utiliza modulación QPSK o 16-QAM y se alcanzan velocidades que varían entre 320 kbps y 10 Mbps. Las tasas de transferencia pueden configurarse de manera flexible, de acuerdo a las necesidades de los suscriptores.



Figura 1. Instalación típica de cablemódem residencial

Al mismo tiempo que recibe señales de televisión por cable, el suscriptor puede recibir y enviar información a través del cablemódem, con la ayuda de un simple divisor de dos salidas. Cuando se comparte un cablemódem entre las terminales de una red de área local, pueden tenerse hasta 16 usuarios recibiendo y transmitiendo datos en forma simultánea. La siguiente figura muestra la disposición del equipo en la instalación típica del suscriptor.

Algunos operadores acostumbran conectar la salida del divisor que se dirige al televisor o al "set-top box" a un filtro pasa altas, cuya función es reducir la interferencia que se introduce en el canal. La conexión se hace con cable coaxial, al igual que la conexión de la segunda salida del divisor que se dirige al cablemódem. Cuando el cablemódem se conecta a la computadora personal utilizando cable Ethernet (normalmente categoría 5), la PC deberá contar con una tarjeta de red 10 BaseT o 10/100 BaseT. Algunos de los cablemódems más recientes permiten esta conexión a través de una interfaz USB (Puerto Universal Serial, por sus siglas en inglés), lo cual elimina la necesidad de contar con una tarjeta de red.

Como puede verse, la instalación del equipo del suscriptor es sumamente sencilla y esto se debe, en gran parte, a la interoperabilidad que caracteriza a las redes de cable actuales que cumplen con las especificaciones DOCSIS (Especificaciones de Interfaz de Servicios de Datos por Cable, por sus siglas en inglés). El surgimiento de estándares para promover esta interoperabilidad inicia hacia 1994 con el Grupo de Trabajo de Protocolos Físicos y Control de Acceso de Medios de la Televisión por Cable de la IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, por sus siglas en inglés). Dos años después, en enero de 1996, Cox Communications, Comcast Cable Communications, Tele-Communications Inc. (TCI) y Time Warner Cable, formaron la coalición conocida como Asociación de Sistemas de Redes de Cable Multimedia (MCNS, por sus siglas en inglés), la cual propuso la investigación y publicación de estándares que permitieran la transmisión de datos de alta velocidad a través de cablemódems. Más tarde, Continental Cablevision, Rogers Cablesystems y Cable Television Laboratories, mejor conocido como CableLabs, se unieron a los esfuerzos de la MCNS, y en marzo de 1997 anunciaron las primeras especificaciones revisadas de DOCSIS. Un año después, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU, por sus siglas en inglés) aprobó oficialmente los estándares DOCSIS 1.0, que hasta hoy continúan evolucionando. Actualmente, CableLabs se encarga de la certificación y calificación de cablemódems que cumplan con el estándar DOCSIS y que puedan interoperar con otros cablemódems y Sistemas de Terminación Cablemódem (CMTS, por sus siglas en inglés) certificados.



Figura 2. Configuración del equipo en la cabecera para ofrecer el servicio de cablemódem

El CMTS forma parte del equipo que se encuentra en la cabecera ("headend") y que, junto con otros dispositivos, constituye una aproximación a la sofisticada infraestructura de red que utiliza el protocolo de Internet (IP). La siguiente figura muestra el equipo básico que se requiere en la cabecera para ofrecer Internet y transmisión de datos de alta velocidad a través de la red de cable, de acuerdo con las especificaciones DOCSIS.

Comenzaremos por describir la configuración del equipo de izquierda a derecha. La conexión a Internet deberá ser prevista para evitar que, en un futuro, ésta se convierta en "cuello de botella". Es recomendable, para sistemas pequeños en México, utilizar uno o más circuitos E1 (2.048 Mbps) o, en el caso de sistemas más grandes, un circuito E3 (34.368 Mbps) o similares. Aunque en México la conexión a Internet pertenece normalmente al operador de la red de cable, en los Estados Unidos, por lo general, es provista por una tercera persona. La Unidad de Servicio de Canal/Unidad de Servicio Digital (CSU/CSD, por sus siglas en inglés) es importante porque actúa como un acceso remoto de prueba que permite al operador determinar si el problema se localiza en la cabecera o en los circuitos de salida a Internet. Por obvias razones, este dispositivo se ubica entre la salida hacia Internet y el ruteador.

El ruteador simplemente traduce y dirige los paquetes de datos que fluyen entre los cablemódems y la Internet. Dependiendo de las características del equipo, el ruteador puede o no integrar al CSU/DSU. El ruteador, así como otros dispositivos de nuestra configuración, se encuentran conectados al conmutador Ethernet que funciona como enlace de todo el equipo relacionado con la red de datos de alta velocidad. El conmutador está también conectado a diferentes servidores de aplicación, como por ejemplo, servidores de correo electrónico, servidores de Internet y servidores de autenticación, autorización y administración.

El servidor de caché local permite almacenar copias de la información actualizada a la que los usuarios acceden con más frecuencia, como por ejemplo, sitios web populares. Al contar con uno de estos servidores, el usuario que "navega" a través de uno de estos sitios, está en realidad conectado a una copia almacenada en el servidor, en lugar de conectarse al sitio web real en Internet. Esta técnica permite reducir el tráfico de datos a través de la conexión a Internet y mejorar el desempeño de la red.

Los servidores de acceso, también conocidos como "bancos de módem dial-up de alta densidad", funcionan como una alternativa para ofrecer servicios de transmisión de datos unidireccionales, pues pueden verse como la interfaz para la transmisión de tráfico de datos en el regreso, desde el cablemódem del suscriptor, hacia la compañía telefónica tradicional. Normalmente, el servidor de acceso se conecta a la red de la compañía telefónica mediante circuitos E1. Así mismo, el servidor de acceso funciona también para proveer a los suscriptores una forma de conexión a la red, mientras no se encuentren accediendo a través del sistema de cable.

En la cabecera también se localiza el sistema de control de cablemódem, el cual actúa como otro servidor que se encarga del protocolo de configuración de huésped dinámico (DHCP, por sus siglas en inglés), de la hora del día, del sistema de nombres de dominio (DNS, por sus siglas en inglés), de la administración y de la provisión de servicio de cablemódem, de acuerdo a las características de operación del equipo, la interfaz de cobro, etc.

A pesar de que la mayor parte de estos dispositivos son indispensables en la cabecera para ofrecer el servicio de cablemódem, el más importante es el Sistema de Terminación Cablemódem o CMTS. Su importancia se debe a que es éste quien permite el enlace entre el equipo de la cabecera y el sistema de cable. El CMTS se conecta precisamente entre el conmutador Ethernet, antes descrito, y el multicanalizador y equipo de transmisión del operador del sistema, localizados en otro punto en la cabecera (ver figura 2). Más aún, el CMTS funciona como un sistema de conmutación de datos, específicamente diseñado para dirigir la información desde cada uno de los cablemódems de usuario, a través de una interfaz de red multicanalizada. De igual forma, el CMTS recibe el tráfico de datos que proviene de la Internet y lo dirige a cada una de las terminales cablemódem, modulando la información en un canal de 6 MHz de ancho de banda, junto con otros canales convencionales de televisión.

Como es sabido, en la cabecera se combinan los canales de televisión que serán transmitidos, junto con la programación de pago por evento, audio, anuncios publicitarios locales y, desde luego, los datos que espera el cablemódem del suscriptor, junto con otros servicios que se pueden ofrecer. La señal combinada es entonces transmitida a través de la red de distribución y, en las instalaciones del abonado, es separada, dirigiendo la señal de televisión a la caja decodificadora o "set-top box" y los datos al cablemódem conectado a la computadora personal del suscriptor.

El número de canales "upstream" y "downstream" que un determinado CMTS soporta, estará en función del área de servicio, del número de usuarios, de la disponibilidad del espectro y de la tasa de transferencia asignada a cada suscriptor.

Una vez que se ha discutido la disposición y el funcionamiento del equipo de cablemódem en una cabecera, comentaremos algunas posibilidades de la arquitectura de red de datos vía cable. Cabe señalar, primero, que esta arquitectura es similar a la de una red de área local, en la que el CMTS provee una red Ethernet extendida sobre una WAN (red de área amplia, por sus siglas en inglés), con un alcance geográfico de hasta más de 160 km. Una red de datos por cable puede ser administrada, en su totalidad, por el sistema de control ubicado en la cabecera, o parcialmente, mediante estaciones regionales. Así mismo, las operaciones y la administración de la red de datos pueden implementarse en una sola locación, a modo de super concentrador, o en distintos puntos, en forma de concentradores básicos de distribución (ver figura 3).



Figura 3. Super Concentrador y Concentrador Básico

Un concentrador básico se refiere a una mínima configuración de red de datos que coexiste junto con la cabecera de la red y que se conforma por un sistema CMTS y un ruteador IP que está conectado al super concentrador. El super concentrador cuenta con ciertas características adicionales de control de temperatura para albergar los servidores necesarios que permiten el funcionamiento de la red de datos. Entre estos servidores nos referimos a los de transferencia de archivos, autorización de usuarios, control de acceso, asignación y administración de direcciones IP (servidores DHCP), servidores DNS y servidores de control DOCSIS. Además, un super concentrador puede llevar a cabo operaciones de apoyo y administración, tanto para la red de datos como para el sistema de televisión.

Con la intención de contar con una mejor distribución a través de la red, la información proveniente de los concentradores básicos y super concentradores se recibe en un centro regional de datos. Este centro se encarga de proveer el acceso a Internet y, por lo tanto, cuenta con servidores que permiten servicios de Internet, tales como correo electrónico, almacenamiento de páginas web, noticias, chat y motores de memoria caché, entre otros. El centro regional de datos puede también contar con servicios de acceso "dial-up" o servicios "B2B " (ver figura 4).



Figura 4. Centro Regional de Datos

Como usted lo habrá notado, la descripción del equipo en la cabecera que discutimos anteriormente toma en cuenta al super concentrador y al centro regional de datos como una sola entidad. Esta es una posibilidad que puede considerarse al momento de implementar servicios de transmisión de datos de alta velocidad.

El acceso a Internet, por medio de cablemódems, representa una extraordinaria elección para los operadores de las redes de cable, que les permite permanecer competitivos en los mercados actuales. La interoperabilidad que DOCSIS ofrece facilita aún más el desarrollo de sistemas de transmisión de datos de alta velocidad. El tema, aunque extenso, resulta de gran interés para los operadores de las redes de cable y de los proveedores de equipo en general. No se pierda nuestro próximo artículo, en el que discutiremos DOCSIS con mayor profundidad y evaluaremos los retos que están detrás de estos servicios.

Fuente: Directorio de Socios 2001 de la Cámara Nacional de la Industria de la Televisión por Cable (CANITEC).

B2B es un término que se refiere a la idea de que una empresa venda mercancía a otras empresas y compre mercancía de otras empresas, estableciendo una relación comercial de negocio a negocio (business to business).

DOCSIS: El conjunto de estándares cablemódem de Cable Labs.

DOCSIS. El Conjunto de Estándares Cable Módem de CableLabs.
01-Noviembre-2001 
Luis Gabriel Sienra

Como cualquier nueva tecnología, la transmisión de datos de alta velocidad ofrece variantes en cuanto al desarrollo de equipo se refiere. Cada compañía acostumbra desarrollar sus propios sistemas para satisfacer determinadas necesidades. En consecuencia, el equipo cable módem de diferentes proveedores puede no ser compatible con el que utiliza un determinado sistema de cable. DOCSIS (Especificaciones de Interfase de Servicios de Datos por Cable, por sus siglas en inglés) es el conjunto de estándares, aprobado por CableLabs, que garantiza la interoperabilidad de la tecnología cable módem.

La interoperabilidad es actualmente un factor fundamental en el arribo de cable módems y Sistemas de Terminación Cable Módem (CMTS, por sus siglas en inglés) al mercado. CableLabs es quien se encarga de certificar el equipo que cumple las especificaciones DOCSIS y garantiza su adecuado funcionamiento en las redes de cable que adoptan el estándar. Recientemente, Texas Instruments y Toshiba consiguieron la certificación de CableLabs para módems que cumplen con las especificaciones DOCSIS 1.1. Arris y Cadant, por su parte, recibieron esta certificación para sus Sistemas de Terminación Cable Módem.

DOCSIS es el resultado del esfuerzo del grupo conocido como Sistema Multimedia de Red de Cable (MCNS, por sus siglas en inglés), formado por TCI, Time Warner, Cox y Comcast, que junto con Rogers Cablesystems, Continental Cablevision y CableLabs, comenzaron a desarrollar especificaciones para el equipo de transmisión de datos por cable. El conjunto de especificaciones DOCSIS se conoce como DOCSIS 1.0, aprobado como estándar internacional en marzo de 1998 por la Unión Internacional de Telecomunicaciones. DOCSIS 1.1 surge como un nuevo conjunto de especificaciones que incorpora características de Calidad de Servicio (QoS, por sus siglas en inglés) y autenticación, necesarias para manejar servicios que requieran una entrega de datos en tiempo real y mayor seguridad, como por ejemplo, la telefonía.

Además de ser un estándar de interoperabilidad cable módem, DOCSIS incluye parámetros que se recomiendan para lograr un mejor desempeño de la red de cable. Las Especificaciones DOCSIS de Interfase de Radiofrecuencia resumen los criterios que deben seguirse para implementar una red de cable compatible con DOCSIS. Al satisfacer o exceder estos parámetros se puede esperar que la transmisión de datos de alta velocidad sea eficiente y confiable.

En una transmisión bidireccional de datos de alta velocidad a través de la red de cable, la información que es enviada al suscriptor ("downstream") y la información que proviene de éste ("upstream"), son alojadas en diferentes bandas de frecuencia dentro del espectro que utiliza el cable. El espectro "downstream", ubicado entre los 50 y los 860 MHz, contiene los canales de televisión y los datos de alta velocidad. Entre los 5 y los 42 MHz se encuentra la información "upstream", relacionada con las peticiones de un usuario para solicitar determinada información (como por ejemplo, descargar un sitio de Internet) o transferir un conjunto de datos a través de la red. Debido a que la cantidad de información descargada por un usuario es mucho mayor a las peticiones que éste hace, la banda de frecuencias utilizada para el "downstream" es más grande que la utilizada en el "upstream". La figura 1 muestra un esquema de esta división del espectro.



Analizaremos ahora la forma en que se inicializa un cable módem después de que éste ha sido instalado en la ubicación del suscriptor. Usted podrá encontrar información más detallada en las Especificaciones DOCSIS de Interfase de Radiofrecuencia en el sitio de Internet de CableLabs (http://www.cablemodem.com/Specs/SP-RFI-I06-010829.pdf). Es importante señalar que todos los eventos que ocurren durante el proceso de inicialización del cable módem son transparentes al usuario.

Después de haberse encendido el cable módem, éste comienza a buscar, en el espectro "downstream" de RF, una portadora modulada en forma digital (64 ó 256-QAM) que contenga información específica del cable módem. Una vez que se ha sincronizado con la portadora adecuada, el cable módem busca, entre los datos que se envían desde la central, un mensaje conocido como Descriptor de Canal "Upstream" (UCD, por sus siglas en inglés) que le indica la frecuencia a la que deberá transmitir. El cable módem comienza a transmitir en la frecuencia "upstream" asignada, incrementando gradualmente su potencia hasta que sea escuchado por el CMTS. Es en este punto donde inicia la transmisión bidireccional entre el cable módem y la central de datos. Después de iniciada esta transmisión, terminan de ajustarse los niveles de operación de la frecuencia "upstream" del cable módem y se establece la sincronía necesaria para evitar colisiones de datos con otros cable módems.

Lo que sigue en el proceso de inicialización es establecer la conectividad con el protocolo de Internet. Para ello, el cable módem envía al CMTS una solicitud de protocolo de configuración de huésped dinámico (DHCP, por sus siglas en inglés) para obtener una dirección de IP y otros parámetros adicionales, necesarios para establecer la conexión por medio de este protocolo. Inmediatamente después, el cable módem 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.

Resta todavía la configuración propia del cable módem, la cual se lleva a cabo después de las solicitudes DHCP y TOD. El CMTS descarga al cable módem ciertos parámetros de operación vía el protocolo simple de transferencia de archivos (TFTP). Terminada esta descarga, el cable módem 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, el cable módem 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 encriptado de los datos transmitidos a través de la red de acceso. El encriptado que utiliza BP sólo se lleva a cabo para la transmisión sobre la red, ya que la información es desencriptada al momento de llegar al cable módem o al CMTS. DOCSIS 1.1 integra a esta interfase de seguridad, especificaciones adicionales conocidas como Interfase Adicional de Privacidad de Línea Base (BPI+, por sus siglas en inglés), las cuales, entre otras cosas, definen un certificado digital para cada cable módem, que hace posible su autenticación por parte del CMTS. Más información sobre este conjunto de estándares puede encontrarse en las páginas de Internet de CableLabs http://www.cablemodem.com/Specs/SP-BPI-I03-010829.pdf y http://www.cablemodem.com/ Specs/BPI+_I07-010829.pdf.

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 (ver tablas 1 y 2).





La transmisión "downstream" permite modulación 64-QAM y 256-QAM sobre canales de 6 MHz de ancho de banda. En el esquema 64-QAM, la máxima tasa nominal de transferencia de datos que puede alcanzarse es de aproximadamente 27 Mbps. Se considera tasa nominal de transferencia de datos a la transmisión relacionada con la detección y corrección de errores, mientras que la tasa total de transferencia representa a la misma transmisión, pero sin tomar en cuenta los errores que se presentan. La tasa de transferencia de símbolos es otra medida relacionada a la transmisión de datos que representa el número de símbolos que pueden ser enviados. Debido a que un símbolo puede tener diferentes estados, éste estará formado por más de un bit, razón por la cual, la tasa de transferencia de símbolos es menor a la tasa de datos. Como podrá observarse, 64-QAM utiliza símbolos de 6 bits (2 6 =64) y, como consecuencia, su tasa de transferencia de símbolos será de aproximadamente 5 Msím /seg. En la modulación 256-QAM, 8 bits constituyen un símbolo, lo que representa una transmisión de aproximadamente 5.3 Msím/seg, equivalente a una tasa máxima total de transferencia de datos de 42.88 Mbps y una tasa nominal máxima de aproximadamente 38 Mbps.

En la transferencia "upstream", DOCSIS acepta dos formatos de modulación (QPSK y 16-QAM) y cinco diferentes tasas de transferencia de símbolos, relacionadas con el ancho de banda del canal que se ocupa. Para un canal de 0.2 MHz de ancho de banda, la tasa de transferencia de símbolos será de 160 ksím/seg, lo que representa una tasa nominal de datos para modulación QPSK de aproximadamente 0.3 Mbps y de 0.6 Mbps para 16-QAM. La tabla 2 muestra la información relacionada con las cuatro restantes tasas de transferencia de símbolos para la transferencia "upstream".

Las tablas 3 y 4 siguientes muestran algunas de las características de transmisión más relevantes, tanto para la dirección de transmisión "downstream" como para el "upstream". Los parámetros incluidos en estas tablas corresponden a la Especificación de Interfase de Radiofrecuencia de DOCSIS 1.0. La especificación de DOCSIS 1.1 es muy similar y la podrá encontrar en la página de Internet de CableLabs http://www.cablemodem.com/Specs/rfi_v1.1_I07-010829.pdf.





Ya se ha comentado que la transmisión "downstream" ocupa un canal de 6 MHz de ancho de banda dentro de un rango de frecuencias de 50 a 860 MHz, correspondiente al espectro "downstream" del cable. En términos de retraso para la transmisión en dirección al usuario, se considera aceptable un tiempo máximo de 0.8 ms para el tráfico entre la cabecera y el cable módem suscriptor más alejado. La relación portadora a ruido se refiere a la razón, expresada en decibeles, entre el nivel de la portadora de la señal y el nivel del ruido. DOCSIS indica que esta relación no deberá ser menor a 35 dB para la transmisión "downstream". Son también parámetros importantes para la transmisión en dirección al usuario la distorsión compuesta de segundo orden, el nivel de intermodulación y el nivel máximo de la portadora analógica de video a la entrada del cable módem.

La distorsión compuesta de segundo orden (CSO, por sus siglas en inglés) es una medida de la distorsión de segundo orden no deseable. Cuando se transmiten múltiples señales de RF a través de un componente no lineal de un sistema, como por ejemplo, un amplificador, aparecerán distorsiones no lineales. La distorsión de intermodulación es una forma de distorsión no lineal que se caracteriza por la aparición de frecuencias a la salida de un componente no lineal, equivalentes a la suma y resta de las frecuencias de las armónicas presentes en la entrada de dicho componente. Los productos más importantes de intermodulación de segundo orden están dados por A ± B, en donde A y B son dos frecuencias arbitrarias. Estos productos se localizan 1.25 MHz por arriba o por debajo de la portadora de video en el canal. Al conjunto de todos los productos de intermodulación de segundo orden que pueden presentarse en un determinado canal se le conoce como distorsión compuesta de segundo orden. Debido a que en una transmisión "downstream" los datos se envían en el mismo espectro en que se encuentran los canales de televisión, es importante cuidar que la distorsión compuesta de segundo orden no exceda ciertos límites. DOCSIS establece que esta forma de distorsión no lineal no deberá exceder ?50 dBc (por dBc entiéndase los decibeles relativos al nivel de la portadora).

Mientras que la intermodulación se refiere al surgimiento de nuevas frecuencias como resultado de la suma y la diferencia de las armónicas de la señal a través de un elemento no lineal, el nivel de modulación cruzada consiste en el nivel de intermodulación causado por la modulación de la portadora de la señal deseada, por una señal no deseada. DOCSIS establece que este nivel de intermodulación no deberá exceder ?40 dBc.

El nivel máximo de la portadora de video a la entrada del cable módem es de suma importancia debido a que ésta, al igual que los datos enviados por la central, ingresan al cable módem. Para no interferir con los datos que procesa este dispositivo del usuario, la portadora de video deberá mantener un nivel por debajo de 17dBmV, según la especificación DOCSIS. Otras características relevantes en la transmisión "download" podrá encontrarlas en la Especificación de Interfase de Radiofrecuencia de DOCSIS.

Para el "upstream", son características de transmisión importantes el rango de frecuencias que ocupa su espectro correspondiente (entre 5 y 42 MHz), la relación portadora a ruido que no deberá ser menor a 25 dB, y el retraso entre el cable módem más alejado y el CMTS o cable módem más cercano, que no podrá exceder 800 ms.

La instalación, conexión y configuración de la tecnología cable módem es quizás la parte más sencilla en la implementación de servicios de transmisión de datos de alta velocidad a través de una red de cable. La operación de estos servicios representa la parte más complicada, pues implica retos como el entrenamiento y capacitación del personal, la administración de la capacidad de la red y sus prácticas de mantenimiento, y la seguridad que una transmisión de datos exige. Una red en la que se planean ofrecer servicios de transmisión de datos deberá construirse bajo el esquema DOCSIS con el objeto de aprovechar todos los beneficios que el conjunto de estándares ofrece. La combinación DOCSIS - calidad en el servicio representa, hoy en día, la mejor forma de hacer llegar esta tecnología al mercado y consolidarse como un buen proveedor de servicios de transmisión de datos de alta velocidad.