WAN

Posted by q3it on viernes, julio 15, 2022 in Redes

WAN es el acrónimo de Wide Area Network o Red de Area Amplia.

Una tecnología WAN define características para la Capa 1 y Capa 2, es decir, para la capa Física y la Capa de enlace de datos del modelo de referencia OSI o para la capa de enlace de datos si nos referimos al modelo de referencia de TCP/IP.

La capa física del modelo de referencia OSI define los estándares y protocolos utilizados para crear la red física y así enviar los bits a través de la red.

En este sentido, la capa física es responsable de los tipos de cables, conectores, velocidades de enlaces y de la nomenclatura que utilizamos para establecer los puntos limítrofes de responsabilidad entre el proveedor de servicio y nuestra organización. Igualmente nos ayuda a definir la nomenclatura utilizada para identificar los equipos en una conexión WAN. Por ejemplo un tipo de conexión utilizadas en las WAN son las llamadas líneas alquiladas o Leased Line, las cuales, son ofrecidas por los PROVEEDORES DE SERVICIO, quienes rentan esta estructura física para interconectar sucursales de empresas que se encuentran geográficamente distantes.

Conexiones WAN desde la perspectiva del cliente

En la imagen anterior se pueden apreciar distintos componentes de una conexión WAN clásica, entre ellas tenemos:

DEMARC: Especifica el punto de demarcación. Este no es un cable o un equipo, es solo el concepto que indica el inicio o el fin de la responsabilidad en el enlace de comunicaciones entre el cliente y la Telco.

CPE: Es el acrónimo de Customer Premises Equipment y hace referencia a todos los dispositivos ubicados del lado del cliente.

CSU/DSU: Es el acrónimo de Channel Services Unit/data Services Unit. Se define como el dispositivo a cargo de modular y demodular la señal que viene de la nube del proveedor de servicio. Puede ser un equipo independiente o un módulo dentro del router.

DTE: Es el acrónimo de Data Terminal Equipment. Define normalmente al router del cliente. Se conecta al DCE por un cable de conector macho.

DCE: Es el acrónimo de Data Communication Equipment. Es normalmente el equipo que se conecta al DTE vía un cable con conector hembra.

TELCO: Define al proveedor de servicio.

Para lograr las conexiones WAN es necesario conocer los estándares de cables utilizados, a continuación presento los principales en la siguiente imagen.

Estándares de cables WAN

Solo debemos recordar que del lado DTE siempre debemos utilizar el cable con el conector macho, por consiguiente del lado DCE siempre vamos a utilizar el cable con el conector hembra.

En una conexión WAN es necesario tener mecanismos de sincronismo y tasa de transferencia entre el DCE y el DTE. Por ejemplo, la sincronización es realizada a través del CLOCK RATE y es responsabilidad del DCE que normalmente está representado por el CSU/DSU, es decir, el DTE recibe el sincronismo y el DCE lo ejecuta.

Como nota importante debemos recordar que el cable DTE es un cable paralelo y el cable DCE es un cable cruzado.

Otra de las características de los enlaces WAN a nivel de capa 1 es la velocidad de los enlaces y el nombre que recibe cada enlace según su velocidad. A continuación mostramos una tabla con información de velocidades de enlace y sus nombres:

Enlaces y velocidades ofrecidas por la Telco

A nivel de Capa 2 cuando hablamos de tecnología WAN hacemos referencia al protocolo o mecanismo de encapsulamiento utilizado en las interfaces de los dispositivos. Entre las principales tecnologías WAN tenemos las siguientes:
 

• HDLC

Conexión punto a punto HDLC

• PPP

Conexión punto a punto PPP

 

• FRAME RELAY

Red Frame Relay

La nube WAN recibe normalmente el nombre de PSTN o Public Swicth Telephone Network o Red de Telefonía Pública Commutada. La PSTN utiliza canales de voz para entregar la información, los cuales tiene un ancho de banda de 64 kbps. Cada canal de 64 Kbps de la PSTN se conoce como la DS0 y está definido bajo PCM o Pulse Code Modulation. 

 

La PSTN cuenta con switches que se conectan a los dispositivos DTE. La conexión entre el switch Telco y el CPE se llama LOOP LOCAL o Bucle Local. Un switch Telco recibe señales analógicas desde un teléfono y este las convierte en señales digitales para enviarlas al otro switch, quien a su vez convierte estas señales en analógicas para entregarlas al teléfono remoto.

La PSTN define un dispositivo llamado modem analógico que permite la conexión de un computador a través de las líneas telefónicas. El modem trabaja con dispositivos asíncronos a diferencias CSU/DSU pero que trabajan con enlace síncronos. Un modem analógico realiza dos tareas básicas, modular una señal y desmodular una señal.

La conexión entre dos modem se conocen como SWITCHED CIRCUIT porque se puede establecer una conexión a cualquier número que se llame y acepte la conexión. Cuando este tipo de conexión se establece, la PSTN es transparente en la transmisión y envío de los bits por este circuito.

Este tipo de circuito ofrecen muy bajas velocidades (máximo 100 Kbps) aunque son de muy bajos costos y son ampliamente utilizados como tecnología de acceso remoto.

Una de las limitaciones de la tecnología conmutadas por circuitos es que no se puede hablar mientras la línea está ocupada. un ejemplo de este tipo de conexiones es un modem analógico instalado en un Pc que se conecta a la PSTN ocupando la línea telefónica y no permitiendo su uso simultaneo para llamadas de voz.

Red de Telefonía Digital

Como mejora a este tipo de comunicaciones, surgió la tecnología DSL (Digital Suscriber Line) el cual ofrece un mayor ancho de banda, permitiendo que el tráfico de voz y datos pasen por el mismo LOCAL LOOP y se puedan hacer llamadas telefónicas mientras se usan las líneas de datos, la cual siempre se encuentra activa.

Conexión DSL desde ISP hasta cliente final

 

DSL puede ser implementado como una tecnología simétrica o asimétrica y requiere terminar en un DSLAM (DSL Multiplexer) del lado del switch telco.

Dentro de la tecnología DSL tenemos: ADSL, CDSL, VDSL, SDSL, HDSL, IDSL.

DSL es una tecnología eficiente pero que puede degradar su rendimiento y velocidad si la distancia entre el switch Telco y el Cliente es muy larga, es decir, a mayor distancia del CO. También influye la calidad del cable del Bucle Local, es decir, mejor cable mayor velocidad. También influye la calidad del DSLAM.

Otra tecnología utilizada en escenarios WAN es la tecnología de cable a través de la cual nos dan servicio de Internet.

Esta telefonía no se ofrece sobre el cableado telefónico convencional y ofrece servicios de televisión, internet y teléfono sobre el cable coaxial.

Cable Internet

 

La tecnología de cable modem es asimétrica, no degrada la velocidad debido a la longitud del cable, sólo se degrada si se pasa mucha información por el cable y es capaz de soportar velocidades de 3 a 6 Mbps.

Pasando ahora a las tecnologías utilizadas en el Core de los ISP, tenemos a la tecnología ATM, la cual ofrece servicios commutados por paquetes, utiliza circuitos virtuales, soporta interfaces de gran velocidad como SONET, envía celdas de tamaño fijo de 53 bytes, contiene una cabecera que lleva dos campos llamados VPI (Virtual Path Identifier) y VCI (Virtual Channel Identifier).

Un router ATM utiliza el mecanismo SAR (Segmentation and Reassembly) el cual le
indica al router que debe segmentar un paquete y luego reensamblarlo esperando la llegada de todos los paquetes.

Ethernet es hoy en día una tecnología utilizada por los ISP como una tecnología WAN a través de Metro Ethernet, la cual permite interconectar sucursales a través de uso de VLAN y ofrecer límites de ancho de banda como se aplica en redes Frame Relay a través del SIR.

Como nota importa para los servicios WAN podemos definir que los enlaces commutados por circuitos son establecidos preferentemente en la capa 1 del modelo OSI y son punto a punto.

Seguidamente los enlaces commutados por paquetes son establecidos preferentemente en la Capa 2 del modelo OSI y son Multipunto.

Hoy en día es muy común utilizar routers o gateway de acceso a internet en los hogares y pequeñas oficinas. un router SOHO tiene las siguientes tareas básicas:

• Asignar direcciones IP privadas a clientes en la LAN.
• Aprender rutas.
• Traducir direcciones a través del mecanismo PAT.

Red DSL/Cable para internet

 

1. Esta interfaz recibe una dirección pública desde la red ISP.
2. El servidor de DHCP del ISP es quien entrega la IP Pública asignada al punto uno.
3. El router actúa como un servidor de DHCP hacia el lado de la LAN, entregando direcciones de IP privadas a los dos computadores de la LAN.
4. Los computadores trabajarán con un esquema de IP privado que es asignado por el servidor DHCP del router descrito en el Número 3.
5. El router de Acceso o Gateway realiza la traducción de direcciones desde la red privada hacia la red pública utilizando PAT.