Tema 6. TECNOLOGÍAS EMERGENTES.

Alejandro Carrasco Muñoz

Jorge Ropero Rodríguez

1. Aplicaciones

El hecho de no usar complejos cableados facilita la aplicación de las tecnologías inalámbricas para las denominadas PAN (Personal Area Networks) – p.e., Bluetooth.

Sustitución del cableado en los denominados “bucles de última milla o último kilómetro” - WiMax.

El aumento de las velocidades de transmisión en la tecnología ha llevado al planteamiento de usar IP para transportar señales de voz (VoIP) o el mantenimiento de una misma IP a pesar de que los usuarios cambien de red (Mobile IP).

2. VoIP.

Con el explosivo crecimiento de internet, las aplicaciones basadas en IP han superado rápidamente a las redes de conmutación de circuitos tradicionales.

Aplicaciones VoIP PDAs.

Comunicación PC-teléfono.

Teléfonos IP.

Videotelefonía.

Portales de voz.

Mensajería instantánea

Sitios web con capacidades de voz.

Ventajas VoIP Ahorro de costes: se pueden reducir las tarifas asociadas con el transporte por la RTC. Los

usuarios finales pueden conservar el BW invirtiendo en capacidad adicional para cuando lo necesitan, por la naturaleza distribuida de IP y porque se pueden combinar la voz y el tráfico de datos por una misma red.

Estándares abiertos: queda garantizada la interoperabilidad multifabricante, eliminándose la dependencia de soluciones patentadas.

Voz integrada y redes de datos: se pueden combinar la voz y el tráfico de datos por una misma red, lo que dota a los sistemas de gran flexibilidad.

Cuestiones básicas

La Voz sobre IP necesita un teléfono especial: para poder usar VoIP se necesita, o bien un ordenador conectado a Internet y un software especial denominado softphone, o bien un teléfono especial que se conecte directamente a Internet. Es decir, su implantación requiere una inversión inicial.

Las llamadas a otros teléfonos IP son gratis (sin contar lo que cuesta el acceso a Internet). Aunque hay algunos proveedores que pueden cobrar por ello, lo habitual es que si no se llama a un teléfono tradicional, la conversación cueste 0 Euros.

Las llamadas a la red de telefonía tradicional no son gratis: Llamar a un teléfono de la red de telefonía tradicional es posible pero estas llamadas tienen un coste y, además requieren los servicios de un proveedor. Este proveedor puede ser, o bien una compañía telefónica tradicional (si se dispone del hardware adecuado) o un proveedor de telefonía IP.

Componentes de VoIP

Teléfonos IP Hard phone.

Adaptadores analógicos IP

Soft phones

Figura 8.5. Adaptador analógico con dos puertos FXS.** Obtenido de pagina web fabricante

Figura 8.4. Teléfono IP de CISCO. #54722799

Figura 8.8. Un cliente VoIP para Iphone.

Teléfonos IP

Teléfonos IP Hard phones:

Teléfono completo, similar a cualquier teléfono tradicional, sólo qué este se conecta directamente a Internet.

Se trata, por lo general, de un dispositivo con un conector RJ45 en el caso de los teléfonos IP fijos o con una conexión inalámbrica en el caso de los teléfonos IP inalámbricos.

Principal ventaja: no necesitan conectarse a un ordenador ya que funcionan de forma independiente.

Pueden tener capacidades extra como son la existencia de una agenda, alimentación a través del cable de red (PoE), un conector adicional para conectar un PC, etc., y funcionan como cualquier otro nodo de la red de una empresa y, por tanto, habrá que asignarles una dirección IP. La calidad de sonido en estos dispositivos es muy buena, pero su precio relativamente alto. .

Figura 8.4. Teléfono IP de CISCO. #54722799

Teléfonos IP

Teléfonos IP Adaptadores analógicos IP:

También se llaman adaptadores ATA (Analog Telephone Adapters).

Tienen uno o dos conectores RJ11 en los que se conecta uno o dos teléfonos analógicos “convencionales” y un puerto RJ45 que se conecta a Internet.

Solución intermedia entre los Teléfonos IP y los soft phones.

Permiten tener un dispositivo hardware plenamente independiente (una vez configurado funciona sin depender de un PC) al que se le conecta un teléfono tradicional del mismo tipo que se usa en la telefonía tradicional.

Convierte las señales analógicas del teléfono en datos que se envían a través de VoIP.

El precio de estos dispositivos es inferior al de los teléfonos IP pero superior al de los softphones y tienen la ventaja de que se permite reutilizar los teléfonos analógicos antiguos de los que se dispone.

Figura 8.5. Adaptador analógico con dos puertos FXS.** Obtenido de pagina web fabricante

Teléfonos IP

Teléfonos IP Soft phones:

Cualquier teléfono IP basado en software Es el sistema más económico para usar la telefonía IP, dado

que existen incluso algunos softphones que son gratuitos Dos problemas:

- Es necesario tener el ordenador encendido y funcionando para poder utilizarlo.

- Normalmente se necesitan unos auriculares y un micrófono separados para que la calidad de sonido sea buena.

Figura 8.8. Un cliente VoIP para Iphone.

Centralitas IP

Centralitas IP: Mismas funciones que una centralita convencional.

permiten tener configurado en un único lugar toda la red de telefonía de una empresa

Posibles funciones: Configuración de extensiones Configuraciones de buzones de voz para cada

extensión Configuración de IVRs Establecimiento de un grupo de teléfonos que suenen

a la vez al marcar una extensión o restricciones para las llamadas salientes, etc.

Además, una centralita IP permite utilizar a la vez, y según convenga, la telefonía tradicional y la basada en IP.

Centralitas IP

Dos tipos de centralitas IP: Centralita específica: Una centralita IP puede ser un determinado

hardware específicamente diseñado al efecto. El fabricante, en este caso, nos suministra un producto cerrado que se configura, normalmente, a través de una interfaz web. En la Figura, se muestra una centralita IP que tiene cuatro puertos FXO y otros cuatro FXS.

PC con software específico: Un PC con Linux también puede utilizarse como centralita para voz sobre IP. Existe un software muy conocido en el ámbito de la telefonía IP que se llama Asterisk. Este software puede descargarse de Internet e incluye todas las funcionalidades que se necesiten. Además, existen paquetes (gratuitos y de pago) que instalan en un PC un sistema operativo Linux mínimo junto con Asterisk y varias herramientas de gestión vía web que nos permite tener una centralita IP funcionando en pocos minutos.

Figura 8.9. Centralita IP hardware. ** Imagen obtenida de www.cisco.com

Funcionamiento básico

Elementos básicos: Protocolo de señalización Protocolo para transmitir la información de

audio. CODEC de audio.

Elementos básicos

Protocolo de señalización Permite gestionar la transmisión de todo aquello que no

tiene que ver con la transmisión de voz propiamente dicha, por ejemplo, que un teléfono IP recibe una indicación de que hay una llamada entrante; para indicar que queremos llamar; para indicar que la línea está ocupada, o que el teléfono en el otro extremo está sonando, etc.

La señalización, que en la telefonía convencional se realiza con una señal eléctrica de determinadas características, en telefonía IP se implementa mediante un protocolo de señalización que viaja por una red IP.

Existen varios protocolos de señalización como puede ser H.323 (estándar), SIP (Session Initiation Protocol), IAX2 (InterAsterisk eXchange Protocol) o MGCP (Media Gateway Control Protocol).

Elementos básicos

Protocolo para transmitir la información de audio. Una vez establecida la comunicación, es necesario

utilizar un protocolo específico para que los dos teléfonos IP puedan intercambiar el flujo de datos de audio (stream de audio), dado que la señal de voz se ha digitalizado previamente.

Se utilizan una serie de protocolos Real-Time Transport Protocol, RTP, o protocolo de

transporte en tiempo real (RFC3550) Real-Time Transport Control Protocol, RTCP o

protocolo de control de transporte en tiempo real (también en el RFC3550).

Elementos básicos

Códec de audio. La información de audio la transporta el protocolo RTP

pero la forma en la que se transforma (digitaliza) la señal de voz en una hilera de bits viene determinada por el códec que se esté usando.

Existen varios tipos de códecs. Algunos ofrecen más calidad, pero requieren un mayor ancho de banda. Otros son capaces de reducir el BW necesario sin reducir la calidad pero requieren de mayor capacidad de procesado en el teléfono IP para poder utilizarlo.

Códec Ancho de banda

MOS

G711 64Kbps 4,1

G726 32Kbps 3,85

G728 16Kbps 3,61

G729 8Kbps 3,92

3. Mobile IP

Protocolo definido en la RFC 3344 para la gestión de la movilidad en el nivel de red (IP).

Objetivo: proporcionar movilidad de forma transparente a las aplicaciones (por ejemplo: conexiones TCP no permiten que cambie la dirección IP).

Un ejemplo actual de utilización de este protocolo está en los móviles 3G.

Gestión de direcciones en Mobile IP

Se utilizan 2 direcciones: Care-Of Address: el denominado Mobile Node (MN) se asocia una

nueva dirección IP en cada red que visita para que los Correspondent Nodes (CN) puedan enviarle datagramas. De ello se encarga el denominado Foreign Agent (FA) de la red visitada.

Home Address: el móvil mantiene su dirección original en la red hogar para conseguir la transparencia. Requiere de un nodo especial en la red hogar, llamado Home Agent (HA). Cuando el móvil no está en la red hogar, el HA recibe el tráfico para el móvil y lo envía encapsulado a la care-of address y, al cambiar de red, el dispositivo móvil informa al HA de la nueva care-of address.

Mecanismos de la Mobile IP

Hay tres mecanismos: descubrimento, registro y túnel Descubrimiento

Mensajes denominados agent advertisements (anuncios) radiados por los routers para anunciar cuáles son los routers por defecto.

Permiten a los móviles detectar agentes móviles (FA, HA), enviando estos mensajes periódicamente (segundos).

Los mensajes de los FA anuncian listas de direcciones care-of address. HA los envía para saber cuándo hemos vuelto a casa.

Registro de la care-of address en el Home Agent

Mecanismos de la Mobile IP

Túnel Desde Home Agent a Care-of address (FA o MN). Implementado con IP sobre IP. HA inserta una cabecera IP por delante del datagrama con

destino al dispositivo móvil. HA genera un ARP gratuito y hace Proxy ARP.

4. Bluetooth

Bluetooth es una especificación utilizada para WPANs (Wireless Personal Area Networks), mediante el uso de un modelo C/S.

Su versión inicial desarrollada por Ericsson y otras empresas entre 1994 y 1998, siendo su nombre y logo en honor al rey Harald I (apodado Blatand) de Dinamarca y Noruega (apodado Blatand).

Fue pensada para sustituir a IrDA (Infrared Data Asociation).

Hay un especial énfasis en reducir el coste. El precio de un módulo Bluetooth fabricado a gran escala es muy pequeño, pudiendo trabajar a distintas potencias.

Las antenas típicas son muy baratas y consiguen resultados peores.

Clase Potencia Alcance

Clase 1 100 mW 100 m

Clase 2 2.5 mW 10 m

Clase 3 1 mW 1 m

Características de Bluetooth

Existen varias versiones: v1.0, v1.0b, v1.1, v1.2, v 2.0, v2.1 y v3.0.

Opera en la banda libre de 2.4 GHz. De hecho, Bluetooth v1.2 es compatible con 802.11 (co-existencia sin interferencias entre ellos) y IEEE 802.15.1-2005 está basado en Bluetooth v1.2

v1.2 ofrece hasta 1Mbps, que se reducen a 434 Kbps al descontar la sobrecarga de los protocolos. Las nuevas versiones hacen especial énfasis en la mejora de la velocidad (v2.0 hasta 3 Mbps y v3.0 hasta 24 Mbps)

Bluetooth v2.1 simplifica las conexiones y mejora el consumo.

Perfiles Bluetooth

Son servicios a nivel de aplicación Cada dispositivo ofrece uno o más servicios.

Service Discovery Application Profile (SDAP). Permite conocer qué servicios ofrecen otros dispositivos próximos. Es un servicio obligatorio, empleando el protocolo SDP (Service Discovery Protocol).

Human Interface Device Profile (HID). Proporciona soporte para teclados, ratones, joysticks, etc

Object Push Profile (OPP). Permite enviar ficheros como fotografías o tarjetas de visita.

Personal Area Networking Profile (PAN). Hace posible el uso de Bluetooth como protocolo de enlace bajo una red TCP/IP, empleando el protocolo BNEP (Bluetooth Network Encapsulation Protocol). En este protocolo, se establece una conexión entre el PAN User (PANU) y el Network Access Point (NAP).

Advanced Audio Distribution Profile (A2DP). Distribuye audio stereo o mono en un único sentido. Ejemplos típicos: auriculares inalámbricos, reproductor MP3 en un coche.

Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP). Mando a distancia. Basic Imaging Profile (BIP). Transmite imágenes. Por ejemplo: entre

ordenador y cañón o entre una cámara de fotos y cañón.

Perfiles Bluetooth

Basic Printing Profile (BPP). Conexión con impresoras. No requiere drivers, útil para teléfonos, cámaras, etc.

Hard Copy Cable Replacement Profile (HCRP). Conexión a bajo nivel con impresoras. Requiere drivers

Cordless Telephony Profile (CTP). Para teléfonos inalámbricos. Alternativa a DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications).

Dial-up Networking Profile (DUN). Acceso a la línea conmutada (mediante marcado). Uso típico: un portátil marca en un teléfono UMTS para conectarse a internet. Incluye el conjunto de las llamadas órdenes Hayes (at command) y PPP.

Fax. Norma ITU T.31, ITU T.32. Para conectar un PC con software de fax a una línea de telefonía fija o móvil.

File Transfer Profile (FTP). Headset Profile (HSP). Auriculares y micrófono para teléfono. Incluye funciones

básicas, como llamar, contestar, colgar o ajustar el volumen Hands-Free Profile (HFP). Teléfono manos libres. Tiene algunas funciones más

avanzadas que HSP, como la marcación del último número, la llamada en espera o la marcación por voz.

Phone Book Access Profile (PBAP). Acceso bidireccional a una agenda telefónica. Object Push Profile (OPP). Envío de fotos, tarjetas de visita, detalles de cita. Video Distribution Profile (VDP). Vídeo entre PC y dispositivo portátil, o entre cámara

de íideo y TV. Device ID Profile (DID). Similar a plug and play. Permite que los equipos se identifiquen

con detalle. Puede usarse para ofrecer servicios no estándar (por ejemplo, un PC que se descargue drivers).

5. WiMax

El problema del denominado “bucle de última milla”, “bucle de abonado” o “bucle local” ha sido de creciente interés en los últimos tiempos. Habitualmente se ha considerando un desafío caro por la gran cantidad de cable y el número de ellos que hay que tirar.

WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) como solución a este problema, utilizando el estándar IEEE 802.16. No “compite” con 802.11, sino con otras soluciones de bucle de última milla, como ADSL o cable.

Características de WiMax

Utiliza las ondas de radio en las frecuencias de 2,3 a 3,5 GHz, aunque se pueden usar las frecuencias hasta los 66 GHz.

Alcance hasta 50 km, hasta 70 Mbps (aunque en el nuevo estándar en desarrollo, 802.16m, se prevén velocidades de hasta 1 Gb).

Valor típico: 10 Km, 10 Mbps Hay equipos para exteriores (similares a una parabólica

para comunicaciones por satélite) y para interiores (más fáciles de instalar, aunque deben estar más cerca de la base)

Características de WiMax

También existe Mobile WiMAX (802.16e) para equipos portátiles.

El control de acceso al medio es sin contienda (excepto para entrar en la celda)

WiMAX está orientado a conexión Los modos Ad-Hoc e infraestructura son

similares a los existentes en 802.11.

REDES INALÁMBRICAS Y SEGURIDAD EN REDES

Alejandro Carrasco Muñoz

Jorge Ropero Rodríguez