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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y
ELÉCTRICA
UNIDAD CULHUACAN
IMPLEMENTACIÓN DEL ACCESO A LA BANDA ANCHA
DE LA SCT EN LA CIUDAD DE PACHUCA SOBRE UNA
RED CON TECNOLOGÍA GPON
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
P R E S E N T A
HÉCTOR GONZÁLEZ ZETINA
A S E S O R E S
ING. CARLOS AQUINO RUIZ
ING. CELEDONIO ENRIQUE AGUILAR MEZA
MEXICO, D.F.
2013
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD CULHUACAN
TESIS INDIVIDUAL
Que como prueba escrita de su Examen Profesional para obtener el Título de Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica, deberá desarrollar el C.:
HECTOR GONZALEZ ZETINA
“IMPLEMENTACION DEL ACCESO A LA BANDA ANCHA DE LA SCT EN LA CIUDAD DE PACHUCA SOBRE UNA RED CON TECNOLOGIA GPON”
La Red Nacional para el impulso de la Banda Ancha (NIBA) es un proyecto de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes que busca proporcionar conectividad de Banda ancha a Centros Educativos, Centros de Salud, Oficinas de Gobierno, Universidades Entidades de la Federación y Municipios del País, utilizando la capacidad que se tiene en la infraestructura de fibra óptica de la Comisión Federal de Electricidad (CFE). Los recursos de Internet obtenidos (IPV4, ipv6 y ASN) permitirán un diseño, la configuración y la implementación del direccionamiento correspondiente para el funcionamiento de la dorsal de esta nueva red.
CAPITULADO
CAPITULADO: Capítulo 1 Marco teórico Capítulo 2 Diseño e Implementación Capítulo 3 Pruebas y resultados
México D. F., a 19 de noviembre del 2013 PRIMER ASESOR: SEGUNDO ASESOR: ING. CARLOS AQUINO RUIZ ING. CELEDONIO ENRIQUE AGUILAR MEZA Vo. Bo. APROBADO M. en C. ANTONIO ROMERO ROJANO M. en C. HECTOR BECERRIL MENDOZA JEFE DE LA CARRERA DE I.C.E. SUBDIRECTOR ACADÉMICO
“A mi familia, que siempre ha sido mi sustento y motor para lograr alcanzar mis
metas, pero muy especialmente dedicado a la memoria de mi Padre, que desde
donde esté sigue ejerciendo su influencia rectora en mi camino.”
“A mis asesores que en todo momento me brindaron su apoyo y facilitaron la
consecución de este logro”
ÍNDICE GENERAL
LISTADO DE FIGURAS…………………………………………………………………. 7
LISTADO DE TABLAS…………………………………………………………………… 9
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………. 10
JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………………... 11
DELIMITACIÓN Y ALCANCES DEL PROYECTO……………………………………. 13
OBJETIVOS…………………………………………………………………………………14
CAPÍTULO I………………………………………………………………………………... 15
1 Marco Teórico…………………………………………………………………… 16
1.1 GPON…………………………………………………………………………… 16
1.2 WDM……………………………………………………………………………. 17
1.2.1 DWDM………………………………………………………………………….. 18
1.3 Fibra Óptica………………………………………………………………….... 20
1.3.1 Principio de transmisión……………………………………………………. 22
1.3.2 Fibra monomodo…………………………………………………………….. 23
1.4 Redes de datos……………………………………………………………….. 24
1.4.1 Tipos de redes de datos por tamaño……………………………………... 25
1.5 Modelo OSI……………………………………………………………………. 26
1.5.1 Capas del modelo OSI……………………………………………………….. 26
1.5.2 Funciones de capa del modelo OSI………………………………………. 28
1.6 Red MPLS……………………………………………………………………… 31
1.6.1 Funciones MPLS en una red……………………………………………….. 31
CAPÍTULO II……………………………………………………………………………….. 32
2 Diseño e implementación………………………………………………………. 33
2.1 Características de la red GPON existente……………………………….. 33
2.2 Características de la tecnología GPON…………………………………... 34
2.3 Tipo del servicio solicitado…………………………………………………. 36
2.4 Implementación de la red de alta capacidad para interconectar la Red
NIBA………………………………………………………………………………… 37
2.4.1 Propuesta para la implementación de los servicios…………………… 39
2.5 Lineamientos SCT…………………………………………………………… 41
2.5.1 Programa de trabajo………………………………………………………… 41
2.5.2 Requerimientos técnicos…………………………………………………… 42
2.5.3 Reuniones de seguimiento…………………………………………………. 42
2.5.4 Protocolo de entrega-recepción de servicios…………………………... 43
2.5.5 Validación de entrega de servicios……………………………………….. 43
2.6 Adecuaciones a la red de fibra óptica existente……………………….. 45
2.7 Configuración………………………………………………………………… 47
2.7.1 Aprovisionamiento de servicios en red central………………………... 48
2.7.2 Actualización de firmware………………………………………………….. 48
2.7.2.1 Validación de herramientas……………………………………………….. 49
2.7.2.2 Procedimiento de actualización por USB……………………………… 50
2.7.3 Requisitos previos a la configuración…………………………………. 51
2.7.4 Configuración de equipos CPE………………………………………….. 51
2.7.4.1 Configuración de interfaces……………………………………………… 51
2.7.4.2 Configuraciones de telnet para acceso remoto………………………. 52
2.7.4.3 Configuración MPLS………………………………………………………. 52
2.7.4.4 Configuración de VRF’s…………………………………………………... 53
2.7.4.5 Configuración OSPF………………………………………………………. 54
2.7.4.6 Configuración BGP………………………………………………………… 54
Capítulo III……………………………………………………………………………… 62
3 Pruebas y resultados……………………………………………………………. 63
3.1 Pruebas funcionales………………………………………………………… 63
3.1.1 Esquemas de conexionado físico………………………………………… 64
3.1.2 Flujo de pruebas para la validación del servicio………………………. 66
3.2 Resultados…………………………………………………………………….. 68
3.2.1 Resultado prueba de ping………………………………………………….. 69
3.2.2 Resultado prueba de ancho de banda……………………………………. 69
3.2.3 Resultado de la prueba de jitter…………………………………………… 70
3.2.4 Resultado de la prueba de transferencia de archivos………………… 71
CONCLUSIONES……………………………………………………………………… 72
RECOMENDACIONES……………………………………………………………….. 73
BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………... 74
CIBERGRAFÍA………………………………………………………………………… 75
APENDICE A: ESTÁNDARES ITU……………………………………..…………... 76
APÉNDICE B: MANUALES CONSULTADOS…………………………………….. 77
LISTADO DE FIGURAS
Figura 1 Presencia de la Red NIBA………………………………………………………………………….. 12
Figura 1.1 Principio básico de la tecnología WDM…….…………………………………………………… 19
Figura 1.2 Sistema básico de transmisión por fibra óptica…………………………………………...…… 20
Figura 1.3 Propagación en los diferentes tipos de fibra óptica. ………………………………………….. 23
Figura 1.4 Capas del modelo OSI…………..………………………………………………………….……. 28
Figura 2.1 Red GPON típica……………………………………………………………………………….…. 33
Figura 2.2 OLT Huawei MA5600T………………………………………………………………..………….. 35
Figura 2.3 Esquema de interconexión de la Red NIBA……………………………………..………….….. 36
Figura 2.4 Esquema de conexión por ancho de banda asignado………………………………………… 39
Figura 2.5 Esquema de nodos de acceso a la red…….…………………………………………………… 40
Figura 2.6 Esquema de conexión para actualización por USB…………………………………………… 50
Figura 3.1 Panel de conexiones AR1220 (100Mbps)……………………………………………...………. 64
Figura 3.2 Panel de conexiones AR2240 SRU 40 (500Mbps)……………………………………………. 64
Figura 3.3 Panel de conexiones AR2240 SRU 80 (1Gbps)………………………………..……………… 64
Figura 3.4 Esquema de conexionado físico para prueba AR1220 (100Mbps)…..…….……………….. 65
Figura 3.5 Esquema de conexionado físico para prueba AR2240 (500Mbps)……………….…………. 65
Figura 3.6 Esquema de conexionado físico para prueba AR2240 SRU 80 (1Gbps)… ……………. 66
Figura 3.7 Prueba de ping extendido……………………………………………………………………….. 69
Figura 3.8 Medición del ancho de banda……………………………………………………………………. 70
Figura 3.9 Prueba de jitter…………………………………….………………………………….…………… 70
Figura 3.10 Transferencia de archivos………………………………………………………………………. 71
LISTADO DE TABLAS
Tabla 2.1 Capacidad de enlaces asignados………………………….…………………………………….. 37
Tabla 2.2 Nodos de acceso a la red………………………………………………………………………… 40
Tabla 2.3 Resultados de factibilidad técnica……………………………………………………………….. 45
Tabla 2.4 Asignación de direccionamiento IP, VRF y VPN Pachuca……………………….…….. 57 – 61
Tabla 3.1 Asignación de equipamiento por ancho de banda…………………………………………… 63
10
INTRODUCCIÓN
Las redes de fibra óptica se emplean cada vez más en las
telecomunicaciones, debido a que las ondas de luz tienen una frecuencia alta y la
capacidad de una señal para transportar información aumenta con la frecuencia. En
este trabajo se tratará la implementación y operación del proyecto de redes de alta
capacidad de la SCT por medio de la interconexión de su red wan de fibra óptica
(Red NIBA) con una red óptica con tecnología GPON originalmente contemplada
para ofrecer servicios de internet de banda ancha y telefonía fija a usuarios
empresariales y domésticos (FTTH).
GPON es la tecnología de acceso mediante fibra óptica con arquitectura punto
a multipunto más avanzada en la actualidad, puede proporcionar hasta 2.5Gbps de
bajada y 1.2Gbps de subida, usa la misma fibra en longitudes de ondas distintas para
evitar colisiones para el Up y Down Stream, soporta distancias de 20km y 60km en
versión avanzada, Triple Play (Servicio de telefonía, internet y tv digitalizada que los
operadores brindan a sus clientes). FTTH viene del acrónimo FTTx (Fiber To The x)
del cual deriva FTTH (Fiber To The House) Esta es una solución tecnológica a
prueba de tiempo ya que la FO es el medio más avanzado y que gana terreno poco a
poco siendo cada vez más extensa su aplicación en los diferentes ámbitos de la vida
cotidiana.
11
JUSTIFICACIÓN
La Red Nacional para el Impulso de la Banda Ancha (NIBA), es un proyecto de
la Secretaría de Comunicaciones y Transportes que busca proporcionar conectividad
de Banda ancha a Centros Educativos, Centros de Salud, Oficinas de Gobierno,
Universidades, Entidades de la Federación y Municipios del País utilizando la
capacidad que se tiene en la infraestructura de fibra óptica de la Comisión Federal de
Electricidad (CFE).
Los recursos de Internet obtenidos (IPv4, IPv6 y ASN) permitirán el diseño, la
configuración y la implementación del direccionamiento correspondiente para el
funcionamiento de la dorsal de esta nueva red.
CUDI, que opera la Red Nacional de Educación e investigación en México
podrá utilizar la capacidad de la Red NIBA como parte de su Red Dorsal. Con ello
CUDI reforzará la capacidad de su Red actual ya que la Red NIBA soportará
aportaciones que demandan mayores ancho de banda y permitirá a sus miembros
satisfacer la creciente demanda de conectividad ocasionada por la incorporación de
las tecnologías de información a los procesos de enseñanza – aprendizaje e
investigación.
La Red NIBA será un gran impulsor para reducir la brecha digital y mejorar la
competitividad en telecomunicaciones, no hay que olvidar que México, es uno de los
12
países donde la banda ancha tiene mayor costo (y es un factor económico que
permea entre la población). La Cobertura de la red NIBA se muestra en la fig. 1
Fig. 1 Presencia de la Red NIBA
Entre los beneficios que traerá la implementación de esta red destacan:
- Derecho a la información digital.
- Acceso ciudadano a servicios de gobierno.
- Impulso a la innovación y al emprendimiento en TICs.
- Creación de condiciones de mayor competitividad en telecomunicaciones.
- Servicios digitales para Mipymes (Programa de apoyo a Pymes).
- Adopción tecnológica y generación de capacidades informacionales en la
población.
13
DELIMITACIÓN Y ALCANCES DEL PROYECTO
Se contempla el despliegue de 40 redes metropolitanas de alta capacidad
de transferencia de datos en aquellas ciudades donde tiene presencia la Red NIBA y
los operadores cuentan con la infraestructura de redes metropolitanas de fibra óptica
(MAN), logrando con esto la interconexión de 1,139 grandes centros de
investigación, educación, salud y gobierno a la Red NIBA con lo cual se beneficiará a
más de 300 dependencias e instituciones públicas en 31 entidades federativas.
En el caso específico del estado de Hidalgo, serán 17 sitios a implementar
todos ellos ubicados en la Cd. de Pachuca.
El periodo considerado para llevar a cabo el proyecto es de seis meses.
14
OBJETIVOS
Objetivo general
Implementar el acceso a la banda ancha de la SCT en la Ciudad de Pachuca
sobre una red metropolitana con tecnología GPON.
Objetivos específicos
- Aprovechar los servicios de conectividad dorsal que actualmente se tienen a
través de la Red NIBA.
- Incrementar la infraestructura de telecomunicaciones de alta capacidad para
fines académicos y sociales.
- Mejorar la calidad de los servicios de banda ancha de alta capacidad para
fines académicos y sociales.
CAPITULO I
16
1 MARCO TEÓRICO
Las redes GPON (Gigabit Passive Optical Network) están diseñadas para
brindar servicios que requieren un gran ancho de banda, como por ejemplo la IPTV o
televisión de alta definición. Estas redes permiten brindar servicios triple play (voz,
datos y video) con velocidades de acceso mayores a 50Mbps, para el Internet, con
bajos costos de mantenimiento y operación. Para llevar la Fibra óptica lo más cerca
posible del usuario, han surgido las arquitecturas FTTX (Fibra hasta ”X” donde “X” es
sustituida por el lugar donde la fibra es llevada) que reducen el uso de cobre.
1.1 GPON (Gigabit Passive Optical Network)
Estandarizada por ITU-T y denominada Gigabit PON (GPON), fue aprobada
en 2003 - 2004 y ha sido normalizada en las recomendaciones G.984.11, G984.22,
G.984.33 y G.9844.
GPON es un estándar de las redes PON que alcanza una velocidad superior a
1 Gbps, soporta varias tasas de velocidad con el mismo protocolo, incluyendo
velocidades simétricas de 622 Mbps, 1.25 Gbps, y asimétricas de 2.5 Gbps en el
enlace descendente y 1.25 Gbps en el ascendente. Tiene un alcance de 20 km,
aunque actualmente el estándar ha sido apto para alcanzar los 60 km, el máximo
número que puede soportar una misma fibra es de 64 usuarios pero puede alcanzar
a soportar hasta 128 usuarios. GPON usa multiplexación WDM (Wavelength Division
Multiplexing) la cual le permite que la información viaje tanto ascendente como
descendente en la misma fibra óptica. GPON es un estándar muy potente que ofrece
un amplio soporte de servicios, incluyendo voz (TDM. SONET, SDH), Ethernet. ATM,
17
Frame Relay, líneas arrendadas, etc., mediante el uso de un método de
encapsulación conocido como GEM (GPON Encapsulation Method). GPON ofrece un
mejoramiento de la confiabilidad de la red de acceso utilizando SDH (Jerarquía
Digital Sincrónica) como cambios de protección automáticos y cambios de protección
forzosos.
Sus principales características son:
- Soporte global multiservicio: incluyendo voz (TDM, SONET, SDH), Ethernet
10/100 Base T, ATM, Frame Relay y muchas más
- Alcance físico de 20 km
- Soporte para varias tasas de transferencia, incluyendo tráfico simétrico de 622
Mbps, tráfico simétrico de 1.25 Gbps y asimétrico de 2.5 Gbps en sentido
descendente y 1.25 Gbps en sentido ascendente.
- Importantes facilidades de gestión, operación y mantenimiento, desde la
cabecera OLT al equipamiento de usuario ONT.
- Seguridad a nivel de protocolo (cifrado) debido a la naturaleza multicast del
protocolo.
1.2 DWM
La multiplexación por división de longitud de onda (del inglés Wavelength
Division Multiplexing) es una técnica que nos permite multiplexar n canales o señales
sobre un solo medio óptico (fibra óptica), a cada una de estas señales se les asigna
cierto ancho de banda, mediante portadoras ópticas de diferente longitud de onda,
18
donde se utiliza como luz procedente un diodo LED o un rayo láser. Los primeros
sistemas WDM aparecieron en torno a 1985 y combinaban tan sólo dos señales. Los
sistemas modernos pueden soportar hasta 160 señales y expandir un sistema de
fibra de 10 Gb/s hasta una capacidad teórica total de 1,6 Tbit/s sobre un solo par de
fibra.
La multiplexación o multicanalización se lleva a cabo utilizando un
multiplexador y la demultiplexación o demulticanalización con un demultiplexor, que
suelen ser dispositivos distintos pero en algunas ocasiones, se cuenta con un
dispositivo que realiza ambas tareas conocido como multiplexor óptico de inserción-
extracción.
1.2.1 DWDM
DWDM es el acrónimo, en inglés, de Dense Wavelength Division Multiplexing,
que significa Multiplexación por división en longitudes de onda densas. DWDM es
una técnica de transmisión de señales a través de fibra óptica.
El primer sistema WDM en combinar dos señales portadoras hizo su aparición
alrededor de 1985. Hoy día, la tecnología permite combinar hasta 160 señales con
un ancho de banda efectivo de unos 10 Gigabits por segundo.Ya las operadoras
están probando los 400Gbits. No obstante la capacidad teórica de una sola fibra
óptica se estima en 1.6 Terabits por segundo. De manera que es posible alcanzar
mayores capacidades en el futuro, a medida que avance la tecnología.
DWDM es un método de multiplexación muy similar a la Multiplexación por
división de frecuencia que se utiliza en medios de transmisión electromagnéticos.
19
Varias señales portadoras (ópticas) se transmiten por una única fibra óptica
utilizando distintas longitudes de onda de un haz láser cada una de ellas. De esta
manera se puede multiplicar el ancho de banda efectivo de la fibra óptica, así como
facilitar comunicaciones bidireccionales. Se trata de una técnica de transmisión muy
atractiva para las operadoras de telecomunicaciones ya que les permite aumentar su
capacidad sin tender más cables ni abrir zanjas. Para transmitir mediante DWDM es
necesario dos dispositivos complementarios: un multiplexador en lado transmisor y
un demultiplexador en el lado receptor. El principio básico de los sistemas WDM se
muestra en la figura.
Fig. 1.1 Principio básico de la tecnología WDM
20
1.3 Fibra óptica
La fibra óptica es una delgada hebra de vidrio o silicio fundido que conduce la
luz, en la que se requieren dos filamentos para una comunicación bi-direccional: TX y
RX, el filamento es comparable al grosor de un cabello humano, aproximadamente
de 0,1 mm.
En cada sistema de fibra óptica se aprecian 3 componentes básicos:
- La fuente de luz: LED o laser.
- El medio transmisor (fibra óptica).
- El detector de luz: fotodiodo.
El diagrama a bloques de un sistema básico de transmisión de fibra óptica se
muestra a continuación.
Fig. 1.2 Sistema básico de transmisión por fibra óptica
CONVERTIDOR
ELECTRO-ÓPTICO
CONVERTIDOR
ÓPTICO-ELÉCTRICO
FIBRA
ÓPTICA
21
Convencionalmente, un pulso de luz indica un bit 1 y la ausencia de luz indica
un bit 0. El detector genera un pulso eléctrico cuando la luz incide en él.
El cable está constituido por uno o más hilos de fibra de vidrio, cada fibra de
vidrio consta de:
- Un núcleo central de fibra con un alto índice de refracción.
- Una cubierta que rodea al núcleo, de material similar, con un índice de
refracción ligeramente menor.
- Una envoltura que aísla las fibras y evita que se produzcan interferencias
entre fibras adyacentes, a la vez que proporciona protección al núcleo. Cada
una de ellas está rodeada por un revestimiento y reforzada para proteger a la
fibra.
La luz producida por diodos o por láser, viaja a través del núcleo debido a la
reflexión que se produce en la cubierta, y es convertida en señal eléctrica en el
extremo receptor. La fibra óptica es un medio excelente para la transmisión de
información debido a sus excelentes características: gran ancho de banda, baja
atenuación de la señal, integridad, inmunidad a interferencias electromagnéticas, alta
seguridad y larga duración. La mayor desventaja es su costo de producción superior
al resto de los tipos de cable, debido a necesitarse el empleo de vidrio de alta calidad
y la fragilidad de su manejo en producción. La terminación de los cables de fibra
óptica requiere un tratamiento especial que ocasiona un aumento de los costos de
instalación. Uno de los parámetros más característicos de las fibras es su relación
entre los índices de refracción del núcleo y de la cubierta que depende también del
22
radio del núcleo y que se denomina frecuencia fundamental o normalizada; también
se conoce como apertura numérica y es adimensional.
1.3.1 Principio de Transmisión
Como se dejó indicada la fibra óptica no es más que un conductor de luz, la
cual se queda atrapada en el conducto y se propaga a la máxima velocidad posible a
lo largo del mismo, la velocidad de propagación de la luz depende del tipo de
material transparente empleado que depende del cable; ya que, la máxima velocidad
C = 299.792.458 m/s sólo se alcanza en el vacío desde la aplicación de la física y el
movimiento. En el resto de medios la propagación se produce a menor velocidad, la
relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en otro medio, se conoce como
índice de refracción del medio y es característico de cada material.
El motivo físico por el cual la luz queda atrapada dentro del conducto, se basa
en las leyes de reflexión y refracción de la luz, según las cuales cuando un rayo
atraviesa la frontera desde un medio físico transparente a otro también transparente,
donde la velocidad de propagación es menor, la trayectoria del mismo varía,
siguiendo una ley física conocida como Ley de Snell. La fibra óptica transmite
información mediante rayos o pulsos de luz que viajan a través de ella, en lugar de
señales eléctricas como ocurre en el par trenzado y el cable coaxial. El principio en el
que se basa la transmisión en una fibra óptica se le conoce como “Principio de
reflexión interna total” o TIR (Total Internal Reflection), debido a que el índice de
23
refracción del manto, es menor que el del núcleo, permite que la luz quede atrapada
dentro del núcleo y pueda viajar por él como se muestra en la figura.
Fig. 1.3 Propagación en los diferentes tipos de fibra óptica.
Se pueden clasificar los cables de fibra óptica en monomodo y multimodo,
siendo la monomodo la más utilizada para transmisiones en distancias medias y
largas por tener menores pérdidas.
1.3.2 Fibra Óptica Monomodo
Monomodo es una fibra en la que sólo se propaga un modo de luz, lo que se
logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño 8,3 a 10μm que
sólo permite un modo de propagación, su transmisión es en línea recta. La distancia
va desde 2.3 km a 100 km máximo y posee un centro con cañón láser de alta
intensidad, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias y transmitir
elevadas tasas de bit, utiliza un sistema más simple permite un modo de propagación
con un haz de luz directa y más intensa, por lo tanto de más ancho de banda con
24
mayores distancias. La fibra Mono-modo es de largo alcance pudiendo recorrer
varios kilómetros sin necesidad de repetidores, son usadas para unir diferentes
localizaciones separadas entre sí y van por galerías de cable por debajo del suelo o
por tendido aéreo. Se utiliza en comunicaciones de mediana y larga distancia; así
como en enlaces intercontinentales en los que existe una elevada transmisión de
datos.
Como características de este tipo de fibras se pueden identificar:
- Núcleo: La mayoría de las fibras ópticas se hacen de arena o sílice, materia
prima abundante en comparación con el cobre, con unos kilogramos de vidrio
pueden fabricarse aproximadamente 43 kilómetros de fibra óptica, el núcleo es
la parte más interna de la fibra y es la que guía la luz, tiene un diámetro
aproximado de 8,3 μm.
- Malla: El revestimiento está rodeado por un forro o funda de plástico u otros
materiales que lo resguardan contra la humedad, el aplastamiento, los
roedores, y otros riesgos del entorno con un espesor de 125 μm hasta 244
μm.
- Margen de Error: El error de concentridad oscila entre 0.5 y 0.2 μm.
1.4 Redes de datos
Se denomina red de datos a aquellas infraestructuras o redes de
comunicación que se ha diseñado específicamente a la transmisión de información
mediante el intercambio de datos.
25
Las redes de datos se diseñan y construyen en arquitecturas que pretenden
servir a sus objetivos de uso. Las redes de datos, generalmente, están basadas en la
conmutación de paquetes y se clasifican de acuerdo a su tamaño, la distancia que
cubre y su arquitectura física.
1.4.1 Tipos de redes de datos por tamaño.
- Red de Área Local (LAN): Las redes de área local suelen ser una red limitada
la conexión de equipos dentro de un único edificio, oficina o campus, la
mayoría son de propiedad privada.
- Red de Área Metropolitana (MAN): Las redes de área metropolitanas están
diseñadas para la conexión de equipos a lo largo de una ciudad entera. Una
red MAN puede ser una única red que interconecte varias redes de área local
LAN’s resultando en una red mayor. Por ello, una MAN puede ser propiedad
exclusivamente de una misma compañía privada, o puede ser una red de
servicio público que conecte redes públicas y privadas.
- Red de Área Extensa (WAN): Las Redes de área extensa son aquellas que
proporcionen un medio de transmisión a lo largo de grandes extensiones
geográficas (regional, nacional e incluso internacional). Una red WAN
generalmente utiliza redes de servicio público y redes privadas y que pueden
extenderse alrededor del globo.
26
1.5 Modelo OSI
El funcionamiento de las redes actuales se basa en el modelo denominado
OSI,el cual divide en distintas capas la comunicación entre los elementos que las
conforman y se comunican entre ellos.
El modelo de referencia OSI (sigla inglesa de “interconexión de sistemas
abiertos”) es una abstracción propuesta por la Organización Internacional para la
Estandarización (ISO), con el objetivo de normalizar internacionalmente los
protocolos que se usan para comunicar distintos equipos en las redes telemáticas.
Se habla de sistemas abiertos porque el modelo OSI no se concibe para equipos
aislados sino para equipos que pueden comunicarse con otros.
Aunque, en cierto modo, el modelo OSI ha quedado superado con la aparición
de redes y protocolos que responden a modelos con delimitaciones más difusas que
las que expone OSI, éste sigue teniendo una gran aceptación como patrón teórico
del funcionamiento de la arquitectura de las redes de ordenadores, por lo que es
estudiado en escuelas de ingeniería e informática por todo el mundo.
1.5.1 Capas del modelo OSI
El modelo OSI está formado por capas, en cada una de las cuales se emplean
protocolos de comunicación distintos. Para lograr sistematizar en capas las redes
reales de la época en que fue concebido el modelo de referencia (principios de los
años ochenta) se emplearon los siguientes principios:
27
- Cada capa corresponde a un nivel diferente de abstracción, de lo más tangible
(físico) a lo puramente lógico.
- Las capas deben realizar funciones bien definidas.
- La función de cada capa debe ser coherente con las definiciones de los
protocolos estandarizados internacionalmente.
- Las fronteras entre capas deben delimitarse de manera que el flujo de
información a través de las interfaces sea mínimo.
- El número total de capas debe ser tal que cada una de ellas tenga una función
distinta, pero sin que la arquitectura resultante sea tan compleja como para
resultar inmanejable.
Con estas condiciones, el modelo que se eligió está formado por siete capas o
niveles bien diferenciados que forman una “pila”. Los siete niveles del modelo de
referencia OSI son:
1.- Físico.
2.- Enlace de datos.
3.- Red.
4.- Transporte.
5.- Sesión
6.- Presentación
7.- Aplicación
28
Cada nivel se comunica con la capa superior e inferior de la misma pila a
través de interfaces, y también, mediante protocolos específicos, con capas análogas
de otras pilas. La siguiente figura presenta las pilas de protocolos que comunicarían
las diferentes capas de dos máquinas en el modelo de referencia OSI. Se puede
observar que los niveles más bajos son los más próximos al equipo físico hardware,
mientras que las capas superiores, que manejan protocolos de más alto nivel, son las
más cercanas al usuario. Estas capas se ilustran en la figura 1.4
Fig. 1.4 Capas del modelo OSI
1.5.2 Funciones de capa del modelo OSI
1. Capa Física.
- Transmisión de flujo de bits a través del medio. No existe estructura alguna.
- Maneja voltajes y pulsos eléctricos.
29
- Especifica cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de
transmisión.
2. Capa Enlace de Datos.
- Estructura el flujo de bits bajo un formato predefinido llamado trama.
- Para formar una trama, el nivel de enlace agrega una secuencia especial de
bits al principio y al final del flujo inicial de bits.
- Transfiere tramas de una forma confiable libre de errores (utiliza
reconocimientos y retransmisión de tramas).
- Provee control de flujo.
- Utiliza la técnica de "piggybacking".
3. Capa de Red (Nivel de paquetes).
- Divide los mensajes de la capa de transporte en paquetes y los ensambla al
final.
- Utiliza el nivel de enlace para el enví o de paquetes: un paquete es
encapsulado en una trama.
- Enrutamiento de paquetes.
- Envía los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o como
datagramas.
- Control de Congestión.
4. Capa de Transporte.
- Establece conexiones punto a punto sin errores para el enví o de mensajes.
- Permite multiplexar una conexión punto a punto entre diferentes procesos del
usuario (puntos extremos de una conexión).
30
- Provee la función de difusión de mensajes (broadcast) a múltiples destinos.
- Control de Flujo.
5. Capa de Sesión.
- Permite a usuarios en diferentes máquinas establecer una sesión.
- Una sesión puede ser usada para efectuar un login a un sistema de tiempo
compartido remoto, para transferir un archivo entre 2 máquinas, etc.
- Controla el diálogo (quién habla, cuándo, cuánto tiempo, half duplex o full
duplex).
- Función de sincronización.
6. Capa de Presentación.
- Establece una sintaxis y semántica de la información transmitida.
- Se define la estructura de los datos a transmitir (v.g. define los campos de un
registro: nombre, dirección, teléfono, etc).
- Define el código a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII,
EBCDIC, etc).
- Compresión de datos.
- Criptografía.
7. Capa de Aplicación.
- Transferencia de archivos (ftp).
- Login remoto (rlogin, telnet).
- Correo electrónico (mail).
- Acceso a bases de datos, etc.
31
1.6 Red MPLS
MPLS (Multiprotocol Label Switching) es una arquitectura que provee una
eficiente designación, envío y conmutación de flujos de tráfico a través de la red.
Define múltiples servicios sobre una infraestructura convergente.
1.6.1 Funciones del MPLS en una red
Realiza las siguientes funciones:
- Especifica mecanismos para administrar flujos de tráfico de diferentes tipos y
requerimientos.
- Permanece independiente de los protocolos de la red.
- Provee un medio para traducir las direcciones IP en etiquetas simples de
longitud fija utilizadas en diferentes tecnologías de envío y conmutación de
paquetes.
- Ofrece interfaces para diferentes protocolos de enrutamiento.
- Soporte de protocolos de IP, ATM y Frame Relay.
- Reduce la cantidad de procesamiento por paquete de datos.
La arquitectura MPLS diferencia dos tipos de routers: LER (Label Edge
Router), situado a la periferia o frontera de la red MPLS, envía el tráfico entrante a la
red MPLS y distribuye el tráfico saliente entre las distintas redes y LSR (Label
Switched Router), equipo de conmutación habilitado para MPLS, trabaja en el núcleo
de la red y usa un protocolo de distribución de etiquetas.
CAPITULO II
33
2 Diseño e implementación.
2.1 Características de la red GPON existente
La red de fibra óptica existente y con la cual se va a interconectar la red NIBA,
se basa en la tecnología GPON y básicamente está constituida por los elementos
que se muestran en la siguiente figura.
Fig. 2.1 Red GPON típica
La fibra óptica se encuentra colocada de manera aérea sobre la posteria de
CFE y está constituida por un anillo principal de 96 fibras, lo cual permite utilizar el
modelo FTTH (Fiber To The Home), lo cual es una gran ventaja ya que elimina el uso
de cables de cobre y la tasa de transmisión no se ve afectada por el cambio de
medio.
El anillo principal se construyó con cable de fibra óptica de 96 hilos de figura 8
(autosoportada), ya que este tipo de cable está principalmente indicado para
instalación aérea por el refuerzo con el que cuenta (viajero), lo que incrementa su
resistencia a la tensión y para brindar una mayor protección a dicho anillo, la fibra se
34
tendió sobre un cable de acero para minimizar los riesgos de una ruptura total del
cable, ya que cómo cruza sobre avenidas principales, algunas veces circulan por
estas vehículos con exceso de dimensiones y en algún caso puedan llegar a atorarse
con la fibra principal.
Las acometidas finales hacia el domicilio del cliente se realizan con cable de
fibra óptica bifilar autosoportable.
El equipo central es una OLT (Optical Line Transmission), el cual distribuye la
señal óptica a través de la ODN (Optical Distribution Network) y la cual es dividida
para los distintos clientes utilizando splitters pasivos y llegando finalmente al equipo
ONT (Optical Network Terminal) instalado en la ubicación del usuario final y es el
encargado de decodificar la señal proveniente de la OLT.
La OLT es capaz de contener 12 tarjetas GPON de 8 puertos Gbps cada una,
siendo la capacidad máxima de usuarios por puerto de 64, con lo cual se tiene un
total de 96 puertos y la cantidad a completo equipamiento de la OLT es de 6144
usuarios
2.2 Características de la tecnología GPON.
GPON es un estándar de las redes PON que alcanza una velocidad superior a
1 Gbps, soporta varias tasas de velocidad con el mismo protocolo, incluyendo
velocidades simétricas de 622 Mbps, 1.25 Gbps, y asimétricas de 2.5 Gbps en el
enlace descendente y 1.25 Gbps en el ascendente. Tiene un alcance de 20 km,
35
aunque actualmente el estándar ha sido apto para alcanzar los 60 km, el máximo
número que puede soportar una misma fibra es de 64 usuarios pero puede alcanzar
a soportar hasta 128 usuarios. GPON usa multiplexación WDM (Wavelength Division
Multiplexing) la cual le permite que la información viaje tanto ascendente como
descendente en la misma fibra óptica. GPON es un estándar muy potente y ofrece un
amplio soporte de servicios, incluyendo voz (TDM. SONET, SDH), Ethernet. ATM,
Frame Relay, líneas arrendadas, etc., mediante el uso de un método de
encapsulación conocido como GEM (GPON Encapsulation Method). GPON ofrece un
mejoramiento de la confiabilidad de la red de acceso utilizando SDH (Jerarquía
Digital Sincrónica) como cambios de protección automáticos y cambios de protección
forzosos.
La OLT es del proveedor Huawei model SmartAX MA5680T y se muestra en
la fig. 2.2
Fig. 2.2 OLT Huawei MA5600T
36
2.3 Tipo del servicio solicitado
De acuerdo a lo convenido en la licitación, el servicio prestado debe cumplir
con las siguientes características:
- Conectividad terrestre de última milla, desde los sitios terminales, hasta los
puntos de conexión a la Red NIBA.
- Ancho de banda dedicado simétrico de 100 Mbps hasta 10 Gbps.
- Hasta 4 horas naturales de indisponibilidad al mes.
- Tiempo promedio de solución de fallas (MTTR) menor a cuatro horas.
- Interconexión entre las instituciones beneficiadas e interconexión a la red de
Internet2 de las instituciones miembro de la Red Nacional de Investigación y
Educación administrada por la Corporación Universitaria para el Desarrollo de
Internet (CUDI).
El esquema de la figura 2.3 muestra el modelo de interconexión general
propuesto entre la Red NIBA de SCT y las redes locales del proveedor.
Fig. 2.3 Esquema de interconexión de la Red NIBA
37
2.4 Implementación de la red de alta capacidad para interconectar la Red
NIBA
De los 1097 sitios totales adjudicados, los 17 correspondientes al estado de
Hidalgo, se encuentran ubicados en la Ciudad de Pachuca y serán el objeto del
presente trabajo.
De acuerdo a los requerimientos de la SCT, se muestra los sitios a
interconectar y la capacidad de los enlaces asignados por la dependencia a los
diferentes clientes en la tabla 2.1
Tabla 2.1 Capacidad de enlaces asignados
Sitio ID Nombre del Centro Ciudad Ancho de Banda
(Mbps)
336 Centro Regional de Educación
Normal "Benito Juárez" Pachuca 100
337 Escuela Normal Superior Pública
del Estado de Hidalgo Pachuca 100
411 Fototeca Nacional y Centro INAH
Hidalgo Pachuca 100
685 Hospital General Pachuca SSA Pachuca 1024
771 Hospital General Pachuca ISSSTE Pachuca 100
799 Centro SCT Hidalgo Pachuca 100
38
1146 CECATI 114 Pachuca 100
1556 Subdelegación. Metropolitana IMSS
Pachuca Pachuca 100
1558 Delegación IMSS Hidalgo Pachuca 100
2024 NOC Estatal Pachuca 500
260 Instituto Tecnológico de Pachuca Pachuca 100
547 Universidad Autónoma del Estado
de Hidalgo Pachuca 1024
886 CONALEP Pachuca Pachuca 100
887 CONALEP Pachuca II Pachuca 100
1330 UAEH Dirección de Centro de
Cómputo Académico Pachuca 1024
1331 UAEH Instituto de Ciencias de la
Salud Pachuca 1024
1332 UAEH Instituto de Ciencias
Sociales y Humanidades Pachuca 1024
Para los enlaces de 100 y 500 Mbps lo servicios serán proporcionados a
través de los equipos OLT existentes en la red GPON, mientras que los enlaces de
1G y el de 10G que enlazará el Hotel de CFE se tomarán directamente de la Red
Metro Ethernet (Router Extreme 650) debido a que la capacidad de los puertos de la
OLT es de 1Gbps y no es posible suministrarlo por este medio.
39
2.4.1 Propuesta para la implementación de los servicios
De acuerdo al ancho de banda asignado por enlace, se propone la siguiente
solución basándose en las características de los equipos disponibles con el
proveedor (Huawei), tal como se muestra en la figura 2.4
Fig. 2.4 Esquema de conexión por ancho de banda asignado.
De acuerdo a la ubicación de los distintos centros a ser interconectados, se
asignaron los equipos OLT y Extreme (Red MetroEthernet) más cercanos para ser
utilizados cómo acceso a la red según la capacidad requerida. En la figura 2.5 se
muestran los nodos de acceso asignados.
40
Fig. 2.5 Esquema de nodos de acceso a la red.
En la tabla 2.2 se muestra la distancia a los nodos de acceso, el ancho de
banda requerido por nodo y el equipamiento necesario para la interconexión.
Tabla 2.2 Nodos de acceso a la red.
Enlace 10G
Enlace 1G
Enlace GPON
Enlace Ethernet Eléctrico
41
2.5 Lineamientos SCT
Una vez definidas las soluciones para la prestación de los servicios y siendo
estos aceptados por SCT, se procede a la implementación propiamente dicha de
acuerdo a los lineamientos establecidos por la misma dependencia siendo estos:
2.5.1 Programa de trabajo
- Los proveedores acordarán con el o los enlaces de cada dependencia el
programa de trabajo de cada dependencia o entidad.
- De igual manera, los proveedores se coordinarán con los responsables de
cada uno de los sitios para el acceso e instalación de los servicios de
conectividad.
- La Coordinación solicitará a los proveedores los programas de trabajo que
sean acordados para el monitoreo de su avance.
- Los cambios al programa de trabajo deben acordarse entre los enlaces de las
dependencias y los proveedores, informando dichos cambios a la
Coordinación.
- Es necesario que las dependencias garanticen los requerimientos técnicos
necesarios para la instalación del servicio en los sitios terminales.
- Se solicita a las dependencias el envío de los oficios de acceso que permitan
a las empresas adjudicadas la instalación de los servicios.
- Es necesario que las dependencias informen a todos los usuarios finales
sobre el alcance y requerimientos técnicos de este proyecto.
42
- Se solicita la actualización de los responsables de los sitios.
2.5.2 Requerimientos Técnicos
Las dependencias donde se van a instalar los servicios deben proporcionar las
condiciones técnicas mínimas que se enlistan a continuación:
- Energía eléctrica regulada de 127 Volts de Corriente Alterna (VCA).
- Respaldo eléctrico (UPS) de 700 Volts-Amperes (VAs).
- Tierra física con una resistencia igual o menor a 5 ohms.
- 5 unidades de rack para la instalación del equipo terminal.
- Clima artificial con una temperatura de 19° C.
- Acometida para la instalación de cableado desde el exterior del inmueble.
- Equipo de red (switch o router) con soporte del protocolo IEEE 802.1q
(VLANs) para la entrega de los servicios de conectividad a contratar
transportados por la Red MPLS (VRFs) a través del Equipo Terminal (CPE) a
suministrar por los Licitantes adjudicados.
2.5.3 Reuniones de seguimiento
- A nivel central se realizarán reuniones quincenales de seguimiento con los
enlaces designados para presentar avances en el proceso de instalación y
problemáticas existentes.
- A nivel estatal los Centros SCT a través de las mesas estatales de
conectividad presentarán a los enlaces de las entidades federativas avances y
acuerdos derivados de las reuniones centrales.
43
- Las problemáticas que se deriven del proceso de instalación deberán
solucionarse en primera instancia a través de las mesas estatales de
conectividad.
2.5.4 Protocolo de entrega – recepción de servicios
La entrega de servicios se realizará a través de un acta entrega-recepción, la
cual deberá contener cuando menos los siguientes campos:
- Identificador del sitio
- Clave única de instalación, la cual será proporcionada a El Proveedor en el
listado de sitios adjudicados.
- Fecha.
- Número de contrato
- Nombre y firma del instalador
- Nombre y firma del responsable de recibir la instalación del sitio
- Nombre y firma del enlace de la dependencia.
- Marca, modelo y número de serie del equipamiento instalado
- Sello oficial del sitio, en caso de que el sitio no cuente con sello oficial será
suficiente con la firma del responsable.
2.5.5 Validación de entrega de servicios
- El proveedor será el responsable de recabar la firma del receptor del servicio
en sitio, así como la del enlace de la dependencia, quien valida la recepción
del servicio a entera satisfacción.
44
- El proveedor informará periódicamente a la CSIC a través de reportes de
avances los sitios instalados y validados.
- Las actas de entrega-recepción originales serán entregadas a la CSIC por el
proveedor, mismo que otorgará una copia de la misma a los responsables en
sitio.
- El proveedor debe coordinarse con el contacto designado por las
dependencias a más tardar cuatro semanas después de la firma del contrato.
- El proveedor debe realizar la instalación llave en mano a “completa
satisfacción” del contacto indicado en el punto anterior de acuerdo al alcance
de la licitación.
- El contacto no debe firmar la recepción del servicio si no se entregan los
equipos terminales correspondientes. Esto no considera adecuaciones físicas
y/o eléctricas.
45
2.6 Adecuaciones a la Red de Fibra Óptica Existente
Como punto de partida se llevan a cabo estudios de factibilidad técnica para
determinar la distancia, número de postes a utilizar y el tipo de fibra óptica a partir del
anillo existente que se requieren para alcanzar los centros a interconectar y se
muestran en la siguiente tabla.
Tabla 2.3 Resultados de factibilidad técnica.
Sitio ID Nombre de Centro FO Aérea (m) Bifibra Aérea
(m) Postes
336 Centro Regional de Educación
Normal "Benito Juárez" 300
337 Escuela Normal Superior Pública
del Estado de Hidalgo 100
411 Fototeca Nacional y Centro INAH
Hidalgo 170
685 Hospital General Pachuca SSA 320
771 Hospital General Pachuca
ISSSTE 200
799 Centro SCT Hidalgo 210
1146 CECATI 114 120
1556 Subdelegación Metropolitana
IMSS Pachuca 40 1
46
1558 Delegación IMSS Hidalgo 25
2024 NOC ESTATAL 400
260 Instituto Tecnológico de Pachuca 800 5
547 Universidad Autónoma del Estado
de Hidalgo 300
886 Conalep Pachuca 4226 62
887 Conalep Pachuca II 2000 60
1330 UAEH Dirección de Centro de
Cómputo Académico 900 13
1331 UAEH Instituto de Ciencias de la
Salud 300
1332 UAEH Instituto de Ciencias
Sociales y Humanidades 200
Totales 7926 2685 141
Los resultados de la factibilidad técnica se enviaron al área correspondiente
para su aprobación y surtido de materiales necesarios para la construcción de los
brazos y acometidas hasta el domicilio de los clientes. Para cada construcción de
fibra óptica realizada se requirió el llenado de un formato de solicitud de
implementación el cual se muestra en los anexos.
Paralelamente, se llevó a cabo una inspección de los sites de comunicaciones
en las distintas dependencias (site survey) para verificar que las condiciones
47
proporcionadas por los usuarios finales estuvieran en concordancia con lo solicitado
por la SCT, y en caso contrario, notificar las discrepancias para que se llevaran a
cabo las adecuaciones correspondientes. Está información se asentó en el formato
de site survey, el cual se encuentra en los anexos.
Una vez concluida la construcción de las acometidas de fibra óptica y
verificado que la potencia óptica entregada en la fibra óptica se encuentre dentro del
rango especificado, se procede a la instalación de los equipos electrónicos en el sitio
asignado por el usuario final y que debe cumplir las condiciones estipuladas por la
SCT y detalladas anteriormente.
Una vez verificadas las condiciones necesarias para la instalación de los
equipos, se procede a la colocación en rack de 19” de los mismos de acuerdo al
equipamiento correspondiente, para una vez finalizada seguir con el proceso de
configuración, cuyo proceso se detalla a continuación.
2.7 Configuración
La configuración de los servicios se realizan en 2 vertientes, una que realiza
red central en los equipos existentes en la red y otra localmente en los equipos
instalados en el lado del cliente y que abarca desde la actualización del firmware
hasta la configuración personalizada por sitio.
48
2.7.1 Aprovisionamiento de servicios en red central.
En el caso de servicios proporcionados mediante GPON (100 y 500 MBps) se
solicita al área de Soporte GPON el aprovisionamiento de la ONT para una vez
configurada, validar que el ancho de banda real corresponda con el estipulado.
Para los servicios que se brindan a través de la Red Metro Ethernet, la
configuración en los Extreme corresponde al Área de Red Central y se realiza con
anterioridad de acuerdo al plan de trabajo previamente establecido.
2.7.2 Actualización de firmware
El primer paso antes de proceder a la actualización del firmware, es verificar la
versión que se encuentra cargada actualmente en los equipos de acuerdo como se
lista a continuación:
- Se enciende el CPE y se verifica que cuente con la versión de firmware
correcto.
- Con el comando dis ver verificamos la versión, como se observa en la imagen
siguiente el equipo cuenta con la V200R002c por lo tanto hay que actualizarla.
- En caso de no contar con la versión actualizada, se procede a actualizarla
cómo se indica
.
49
2.7.2.1 Validación de herramientas
Para proceder con la actualización de firmware es necesario contar con las
siguientes herramientas:
- USB con Versión del software “AR1220-V200R003C01SPC300.cc” en el
directorio raíz de la memoria USB en caso AR 1220.
- USB con Versión del software “AR2240-V200R003C01SPC300.cc” en el
directorio raíz de la memoria USB en caso AR 2240.
- Archivo “config.ini” “” en el directorio raíz de la memoria USB en caso AR 1220
USB_AR.ini
- Archivo “config.ini” “” en el directorio raíz de la memoria USB en caso AR 2240
USB_AR.ini
50
2.7.2.2 Procedimiento de actualización por USB
- Encender el equipo
- Insertar memoria USB en cualquiera de los dos puertos
El LED del equipo comenzara a parpadear de color verde
Fig. 2.6 Esquema de conexión para actualización por USB
- Después de 20 minutos aprox. el equipo se reiniciara automáticamente y LED
dejara de parpadear, este quedara encendido de color verde. El equipo esta
actualizado.
Una vez actualizado el firmware se puede continuar con el proceso de
configuración del ruteador de acuerdo al proceso recomendado por el fabricante y es
el siguiente:
51
2.7.3 Requisitos previos a la configuración
Antes de proceder validar que se encuentra con la información completa:
- IP para Interfaz Loopback 1
- IP Local para Interfaz física
- IP Remota para interfaz física
- IP para conexión peer BGP
- Sistema Autónomo (AS) para BGP
- VPN Target por cada VRF
- Route Distinguisher por cada VRF
- Nombres de cada VRF
- Conectarse al equipo por medio de consola.
2.7.4 Configuración de equipos CPE
2.7.4.1 Configuración de Interfaces
Establecer dirección IP a la interfaz de acuerdo a la IP Local para interfaz física,
en el puerto Gigabitethernet0/0/0, xxxxx tienes que ser sustituido
por la IP y máscara correspondiente.
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address x.x.x.x 30
ospf network-type p2p
quit
Damos de alta la interfaz Loopback 1 con su IP correspondiente.
interface Loopback1
52
ip address x.x.x.x 32
## Donde xxxxxx es la IP de la interfaz Loopback1
Quit
2.7.4.2 Configuraciones de telnet para acceso remoto
telnet server enable
user-interface vty 0 4
authentication-mode pass
set authentication password cipher iusacell
user privilege level 15
2.7.4.3 Configuración MPLS
Establecemos LSR ID y habilitamos mpls
mpls lsr-id x.x.x.x
## Donde x.x.x.x es la IP de la interface Loopback 1 (No incluir mascara)
Mpls
Quit
mpls ldp
quit
interface GigabitEthernet0/0/0
mpls
mpls ldp
return
53
2.7.4.4 Configuración de VRFs
Se configura el número de VRF de acuerdo a la información previamente
proporcionada:
ip vpn-instance XXXXXXXX
##donde XXXXXX es el nombre de la VRF
ipv4-family
route-distinguisher [IP LOOPBACK]:[VLAN ID]
##donde YYYYYY es el Route Distinguisher correspondiente a la VRF
vpn-target [SISTEMA AUTONOMO BGP]:[VLAN ID] exportextcommunity
vpn-target [SISTEMA AUONOMO BGP]:[VLAN ID] importextcommunity
## donde ZZZZZZZZ es Route Target para la VRF correspiendente.
Return
system-view
Ejemplo:
ip vpn-instance NAC_SCT
ipv4-family
route-distinguisher 1.1.1.1:100
vpn-target 65000:100 export-extcommunity
vpn-target 65000:100 import-extcommunity
Nota: El proceso anterior se repite tantas veces como VRFs se
tengan.
54
2.7.4.5 Configuración OSPF
Se configura el proceso OSPF incluyendo la red en la que se encuentra la
interfaz Loopback 1 y la interfaz Gigabitethernet0/0/0
ospf 1 router-id X.X.X.X
#donde X.X.X.X es la IP de la interfaz Loopback 1 (sin mascara de Red)
area 0
network Y.Y.Y.Y 0.0.0.3
#donde Y.Y.Y.Y es la Red de la Interfaz Giga0/0/0
network Z.Z.Z.Z 0.0.0.0
#donde Z.Z.Z.Z es la IP de la interfaz Loopback 1
Return
system-view
Ejemplo:
ospf 1
area 0.0.0.0
network 172.16.1.1 0.0.0.3
network 1.1.1.1 0.0.0.0
2.7.4.6 Configuración BGP
Se configura el peer BGP para la familia IPV4 unicast e IPV4 multicast
bgp XXXXX
#donde XXXXX es el Sistema autónomo (AS)
router-id Z.Z.Z.Z
55
#donde Z.Z.Z.Z es la IP de la Interfaz Loopback 1
peer Y.Y.Y.Y as-number XXXXXX
#donde XXXXX es el Sistema autónomo (AS), y Y.Y.Y.Y es la IP Peer
BGP
peer Y.Y.Y.Y connect-interface LoopBack1
#donde y Y.Y.Y.Y es la IP Peer BGP
ipv4-family vpnv4
peer Y.Y.Y.Y enable
#donde Y.Y.Y.Y es la IP Peer BGP
Ejemplo:
bgp 65000
peer 1.1.1.1 as-number 65000
peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack0
#
ipv4-family unicast
undo synchronization
peer 1.1.1.1 enable
#
ipv4-family vpnv4
policy vpn-target
peer 1.1.1.1 enable
Nota: El proceso siguiente se repite tantas veces como VRFs se
tenga.
56
ipv4-family vpn-instance KKKKK
#donde KKKKK es el nombre de la VRF a configurar
import –route direct
quit
Ejemplo:
#
ipv4-family vpn-instance NAC_SCT
import-route direct
import-route static
#
Nota: El proceso anterior se repite tantas veces como VRFs se
tenga, así mismo estos comandos son dentro del proceso de BGP.
La tabla de direccionamientos asignados por SCT y las cuales deberán ser
sustituidas para la configuración del equipo correspondiente a cada dependencia se
muestra a continuación.
57
Tabla 2.4 Asignación de direccionamiento IP, VRF y VPN Pachuca
ID Ciudad Equipo IP
IUSA_Monitoreo IP Agregador IP CPE
260 Pachuca AR 1220 10.207.135.10 10.145.12.41 10.145.12.42
336 Pachuca AR 1220 10.207.135.11 10.145.12.45 10.145.12.46
337 Pachuca AR 1220 10.207.135.12 10.145.12.49 10.145.12.50
411 Pachuca AR 1220 10.207.135.13 10.145.12.53 10.145.12.54
547 Pachuca AR 2240 10.207.135.14 10.145.12.57 10.145.12.58
685 Pachuca AR 2240 10.207.135.15 10.145.12.61 10.145.12.62
771 Pachuca AR 1220 10.207.135.16 10.145.12.65 10.145.12.66
799 Pachuca AR 1220 10.207.135.17 10.145.12.69 10.145.12.70
886 Pachuca AR 1220 10.207.135.18 10.145.12.73 10.145.12.74
887 Pachuca AR 1220 10.207.135.19 10.145.12.77 10.145.12.78
1146 Pachuca AR 1220 10.207.135.20 10.145.12.81 10.145.12.82
1330 Pachuca AR 2240 10.207.135.21 10.145.12.85 10.145.12.86
1331 Pachuca AR 2240 10.207.135.22 10.145.12.89 10.145.12.90
1332 Pachuca AR 2240 10.207.135.23 10.145.12.93 10.145.12.94
1556 Pachuca AR 1220 10.207.135.24 10.145.12.97 10.145.12.98
1558 Pachuca AR 1220 10.207.135.25 10.145.12.101 10.145.12.102
2024 Pachuca AR 2240 10.207.135.26 10.145.12.105 10.145.12.106
58
Tabla 2.4 Continuación
ID Ciudad Equipo VLAN
Subinterface IP BGP
IP
NAC_Monitoreo
260 Pachuca AR 1220 3683 10.207.136.119 172.16.110.97
336 Pachuca AR 1220 3684 10.207.136.119 172.16.110.98
337 Pachuca AR 1220 3685 10.207.136.119 172.16.110.99
411 Pachuca AR 1220 3686 10.207.136.119 172.16.109.161
547 Pachuca AR 2240 3687 10.207.136.119 172.16.110.100
685 Pachuca AR 2240 3688 10.207.136.119 172.16.110.129
771 Pachuca AR 1220 3689 10.207.136.119 172.16.110.34
799 Pachuca AR 1220 3690 10.207.136.119 172.16.110.49
886 Pachuca AR 1220 3691 10.207.136.119 172.16.109.113
887 Pachuca AR 1220 3692 10.207.136.119 172.16.109.114
1146 Pachuca AR 1220 3693 10.207.136.119 172.16.110.81
1330 Pachuca AR 2240 3694 10.207.136.119 172.16.110.101
1331 Pachuca AR 2240 3695 10.207.136.119 172.16.110.102
1332 Pachuca AR 2240 3696 10.207.136.119 172.16.110.103
1556 Pachuca AR 1220 3697 10.207.136.119 172.16.109.113
1558 Pachuca AR 1220 3698 10.207.136.119 172.16.109.114
2024 Pachuca AR 2240 3699 10.207.136.119 172.16.109.17
59
Tabla 2.4 Continuación
ID Ciudad Equipo Sistema
Autonomo AS Nombre VRF1 Nombre VRF2
260 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
336 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
337 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
411 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
547 Pachuca AR 2240 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
685 Pachuca AR 2240 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
771 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
799 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
886 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
887 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
1146 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_SEP_SES
1330 Pachuca AR 2240 65025 NAC_MONITOREO NAC_INM
1331 Pachuca AR 2240 65025 NAC_MONITOREO NAC_INM
1332 Pachuca AR 2240 65025 NAC_MONITOREO NAC_INM
1556 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_INM
1558 Pachuca AR 1220 65025 NAC_MONITOREO NAC_INM
2024 Pachuca AR 2240 65025 NAC_MONITOREO NAC_INM
60
Tabla 2.4 Continuación
ID Ciudad Equipo Nombre VRF3 Nombre VRF4 Nombre VRF5
260 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
336 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
337 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
411 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
547 Pachuca AR 2240 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
685 Pachuca AR 2240 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
771 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
799 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
886 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
887 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
1146 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 NAC_INTERNET_2 IUSA_MONIT
1330 Pachuca AR 2240 NAC_INTERNET_1 IUSA_MONIT
1331 Pachuca AR 2240 NAC_INTERNET_1 IUSA_MONIT
1332 Pachuca AR 2240 NAC_INTERNET_1 IUSA_MONIT
1556 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 IUSA_MONIT
1558 Pachuca AR 1220 NAC_INTERNET_1 IUSA_MONIT
2024 Pachuca AR 2240 NAC_INTERNET_1 IUSA_MONIT
61
ID Ciudad Equipo VLAN
VRF1
VLAN
VRF2
VLAN
VRF3
VLAN
VRF4
VLAN
VRF5 IP VRF2
260 Pachuca AR 1220 100 32 25 26 1000 10.22.69.65
336 Pachuca AR 1220 100 32 25 26 1000 10.22.69.97
337 Pachuca AR 1220 100 32 25 26 1000 10.22.69.129
411 Pachuca AR 1220 100 32 25 26 1000 10.22.69.161
547 Pachuca AR 2240 100 32 25 26 1000 10.22.69.193
685 Pachuca AR 2240 100 32 25 26 1000 10.22.69.225
771 Pachuca AR 1220 100 32 25 26 1000 10.22.70.1
799 Pachuca AR 1220 100 32 25 26 1000 10.22.70.33
886 Pachuca AR 1220 100 32 25 26 1000 10.22.70.65
887 Pachuca AR 1220 100 32 25 26 1000 10.22.70.97
1146 Pachuca AR 1220 100 32 25 26 1000 10.22.70.129
1330 Pachuca AR 2240 100 24 25 1000 10.14.26.1
1331 Pachuca AR 2240 100 24 25 1000 10.14.38.1
1332 Pachuca AR 2240 100 24 25 1000 10.14.38.33
1556 Pachuca AR 1220 100 24 25 1000 10.14.38.65
1558 Pachuca AR 1220 100 24 25 1000 10.14.38.97
2024 Pachuca AR 2240 100 24 25 1000 10.14.50.1
Una vez realizada la configuración del equipo ruteador, se procede con las
pruebas del servicio de acuerdo con los lineamientos proporcionados.
CAPÍTULO III
63
3 Pruebas y resultados
Una vez concluida la configuración del equipo en sitio, se procede con la
realización de las pruebas funcionales para la validación que los servicios cumplan
con lo estipulado en el contrato.
Los resultados de las mismas, en caso de ser satisfactorios se integrarán
en el formato destinado para tal efecto, mismo que forma parte de la
documentación técnica y que debe estar completa para proceder con la firma del
acta de aceptación por parte del cliente.
Para efectos del presente trabajo se integrará el formato de pruebas
funcionales realizadas en un sitio y la información técnica complementaria se
incorporará en la sección de anexos con fines ilustrativos.
3.1 Pruebas funcionales
Para el inicio de las pruebas se debe verificar primero que el equipo
instalado en el sitio corresponda con el ancho de banda asignado en la tabla y en
los casos que así se requiera, cuente con la tarjeta adecuada:
Tabla 3.1 Asignación de equipamiento por ancho de banda.
64
3.1.1 Esquemas de conexionado físico
Una vez constatado que el equipamiento es correcto, se procederá a
realizar las interconexiones físicas de acuerdo a lo mostrado en las figuras
correspondientes.
El panel de conexiones de los equipos asignados para los servicios de 100
Mbps (AR1220), 500 Mbps (AR2240 SRU 40) y 1Gbps (AR2240 SRU 80) se
muestran en las figuras 3.1, 3.2 y 3.3 correspondientemente.
Fig. 3.1 Panel de conexiones AR1220 (100Mbps)
Fig. 3.2 Panel de conexiones AR2240 SRU 40 (500Mbps)
Fig. 3.3 Panel de conexiones AR2240 SRU 80 (1Gbps)
65
El diagrama de conexionado para las pruebas funcionales de los servicios
de 100Mbps, 500Mbps y 1Gbps se muestran en las figuras 3.4, 3.5 y 3.6
Fig. 3.4 Esquema de conexionado físico para prueba AR1220 (100Mbps)
Fig 3.5 Esquema de conexionado físico para prueba AR2240 (500Mbps).
66
Fig. 3.6 Esquema de conexionado físico para prueba AR2240 SRU 80 (1Gbps)
Una vez realizadas las conexiones físicas entre los diferentes equipos de
acuerdo al servicio contratado, se iniciará con el procedimiento de las pruebas
funcionales de acuerdo al diagrama de flujo que se muestra a continuación, y
cuyos resultados se reflejarán en el formato de aceptación de las mismas.
3.1.2 Flujo de pruebas para la validación del servicio
El objetivo de estas pruebas es validar el ancho de banda entre 2 sitios
terminales, así cómo comprobar que la pérdida de paquetes y la latencia se
encuentran dentro de los parámetros permitidos. Mediante la captura de las
pantalla con los resultados obtenidos, se realizará su documentación para el
llenado del formato de aceptación del servicio.
Las pruebas se realizan de acuerdo al diagrama de flujo mostrado.
67
Una vez respondido el ping, deberán ejecutar el programa WAN Killer para saturar el ancho de banda y graficar el comportamiento del enlace
Entrar a la configuración del AR mediante el puerto de consola y tirar un ping con el comando ping-vpn-instance “nombre de la vpn” IP del equipo AR en la otra punta
Verificar que el puerto Eth de su computadora este amarrado a 100Mb full duplex o a 1Gb fullduplex
Conectarse en la interfaz Geth01 del equipo AR mediante un cable de red así como al puerto de consola .
Verificar que el puerto Eth de su computadora este amarrado a 100Mb full duplex o a 1Gb fullduplex
Antes de comenzar con las pruebas tomar en cuenta lo siguiente: Contar con cable de consola y haber descargado las herramientas Wan Killer, J-perf y TFTPD32
1
68
3.2 Resultados
A continuación se anexan las pantallas capturadas durante las pruebas
funcionales realizadas entre dos sitios, que fueron los primeros en implementarse
en la ciudad, resultando satisfactorias.
Los resultados de los restantes sitios aún se encuentran en proceso en este
momento debido a distintos procesos administrativos del cliente y se integrarán
conforme se vayan liberando para su documentación.
Por ahora y a modo ilustrativo, se considera suficiente con estas pruebas ya
que son representativas de los sitios restantes.
Posteriormente en ambas puntas donde se estén ejecutando las pruebas deberán correr el software Jperf (una punta en modo cliente y la otra en modo server) y tomar las mediciones del jitter.
Terminada la prueba anterior ejecutar el software TFTP32 (un sitio a la vez) y hacer la transferencia de un archivo y tomar las pantallas para validar el ancho de banda real.
1
69
3.2.1 Resultado prueba de ping
Esta medición se realizó mediante el envió de paquetes a través del
protocolo ICMP desde el sitio terminal hasta el punto de conexión Nodo SCT y
sirve para validar la información de ruteo, el tamaño del paquete es de 1500，el
MTU es 1500 yel número de paquetes fue 1000.
En la figura 3.9 se aprecia que el ping es respondido por el otro nodo y la
pérdida de paquetes es de 0% siendo satisfactorio el resultado.
Fig. 3.7 Prueba de ping extendido
3.2.2 Resultado de la prueba de ancho de banda
En la figura 3.8 se muestra que el enlace alcanza hasta 166286.29 Kbps, lo
cual es equivalente a 166.286 Mbps, superando por casi 67 Mbps el ancho de
banda contratado.
70
Fig 3.8 Medición del ancho de banda
3.2.3 Resultado de la prueba de medición de jitter
En esta prueba se evalúa el desempeño del enlace a través de la medición
del jitter presente. Dicha medición se aprecia en la figura 3.9 y se encuentra dentro
de los parámetros permitidos.
Fig. 3.9 Prueba de jitter
71
3.2.4 Resultado de la prueba transferencia de archivos
En esta prueba se realizó la transferencia de un archivo del CPE
origen al CPE destino, concluyendo con la confirmación de la descarga del
mismo.
Fig. 3.10 Transferencia de archivos.
Con los resultados obtenidos en las pruebas, el servicio fue validado por el
responsable del sitio y con esta información se procederá al llenado del formato
correspondiente para la aceptación del mismo.
72
CONCLUSIONES
La implementación de este proyecto tiene una especial relevancia en los
ámbitos sociales, culturales y económicos, ya que mediante la facilidad para el
acceso a redes de datos de banda ancha, se pretende una mayor penetración
tecnológica para la población en general y así mismo, fomentar proyectos de
investigación que mejoren los niveles educativos y que hagan detonar proyectos
de inversión en la región impulsando con esto la creación de empleos y un mejor
nivel de vida.
Por otra parte, se confirma que las redes de fibra óptica son el presente y
futuro para las telecomunicaciones por su escalabilidad y su capacidad de
transmisión de datos prácticamente ilimitada.
73
RECOMENDACIONES
Para la implementación de este tipo de proyectos es importante cerciorarse
de que exista una total compatibilidad entre los elementos que conforman las
redes.
Primordialmente hay que prestar atención en las características de las
fibras ópticas, ya que de no ser compatibles existe el riesgo de que se presenten
atenuaciones en la señal óptica o distorsión en la misma.
Para garantizar un óptimo acoplamiento, generalmente se recomienda
realizar una caracterización de las redes para de esta manera no realizar gastos
extras en sustitución de fibras, y en el caso específico, por tratarse de un contrato
con dependencias de gobierno, evitar retrasos que puedan generar penalizaciones
que pueden llegar incluso hasta una inhabilitación para conseguir contratos
futuros.
Otro punto importante a considerar es el caso de la tecnología GPON, que
al no contar con una normatividad que estandarice los diferentes protocolos
propietarios de cada fabricante, hace necesario que los elementos que conforman
la red sean de un mismo proveedor.
74
BIBLIOGRAFÍA
Martín Pereda, José. “Sistemas y Redes Ópticas de Comunicaciones”.
Pearson – Prentice Hall 2004.
Diana Patricia Pabón Taco. “Diseño de una red de acceso G-PON para proveer
servicios triple play (TV, Internet, Telefonía) en el sector de “La Carolina” a
través de la red del grupo TV Cable”. Enero 2009
Tesis de Licenciatura “DISEÑO DE UNA RED DE ÚLTIMA MILLA CON
TECNOLOGÍA GPON PARA EL SECTOR DE LA PARROQUIA DE
CUMBAYÁ EN EL DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO”
Regis Danny Vallejo Espinoza, Universidad Internacional SEK, 2013
75
CIBERGRAFIA
“Estudio y diseño de una red de última Milla, utilizando la Tecnología G-PON”.
http://biblioteca.cenace.org.ec/jspui/bitstream/123456789/1007/7/Montalvo%
20Richard.pdf
“Implementación de una red GPON en la ciudad de Cuenca”.
http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/31/9/Capitulo3.pdf
76
APÉNDICE A: ESTÁNDARES ITU
ITU-T/G.984.1 “Gigabit-Capable Passive Optical Networks (GPON): General
Characteristics”.
ITU-T/G.984.2 “Gigabit-Capable Passive Optical Networks (GPON): Physical
Media Dependent (PMD) Layer Specification”.
ITU-T/G.984.3 “Gigabit-Capable Passive Optical Networks (GPON): Transmission
Convergence Layer Specification”.
ITU-T/G.652 “Características de los medios de transmisión – Cables de fibra
óptica".
77
APÉNDICE B: MANUALES CONSULTADOS
Especificaciones técnicas OLT Huawei SmartAX MA5600T Huawei Technologies
Co. Ltd.
Protocolo de Pruebas de Aceptación NE40E-X3 Huawei Technologies Co. Ltd.
Manual de instalación y comisionamiento Equipos IUSACELL-NIBA Huawei
Technologies Co. Ltd.
AR1220 para servicio 100 MB
AR2240 SRU 40 para servicio 500 MB
AR2240 SRU 80 para servicio 1 GB
