¿Qué es una nube en Telecomunicaciones?

Packet Tracer). Disfrútenla.

¿Por qué una nube?

La idea de una nube es una abstracción más o menos acertada de un conjunto de tecnologías, la idea básica es que el tráfico que entra a la nube sabe atravesarla, o más bien, que la nube sabe transportarlo al destino correcto.

¿Qué hay en la nube?

Una nube consiste en un conjunto de tecnologías de transporte de datos, a veces las nubes son homogeneas, es decir, todos los dispositivos son de una sola tecnología, pero más comunmente las nubes son muy heterogeneas, es decir, muchas tecnologías distintas. La evolución de las redes de transporte pasó desde hace unos años por PDH (por sus siglas en inglés Plesióchronous Data Hierarchy) o Jerarquía de datos cuasi sincrónica o plesiócrona. El tema es muy extenso y complejo, pero por lo pronto les voy a dar una idea simplificada de las tecnologías que se podrían ver en una nube real. Un canal básico de datos es un DS0 que generalmente ocupa 64Kbps, con pequeñas diferencias de capacidad según el sector económico. Éstos canales básicos se agrupan de a 32 o de a 24 para crear una unidad también básica llamada E1 o T1 respectivamente (E1=2024Kbps, T1=1544Kbps). Éstos canales básicos entran a una red PDH como tributarios y ésta crea unas tramas especiales con las que se compone un canal de alta capacidad agrupando varios tributarios. La palabra PDH alude a la necesidad de propagar información de sincronización por toda la red y a la dificultad de que tal sincronización sea exacta a tan altas tasas de transferencia. PDH permite pequeños desplazamientos de los datos dentro de la misma trama, por eso la palabra plesiócrona que significa casi síncrona. Ésta tecnología viene siendo reemplazada casi en su totalidad por SDH.

¿Qué diferencia existe entre PDH y SDH?

SDH es la sucesora de PDH, adicional a la mayor capacidad de SDH, la gran diferencia es que de los canales de PDH no se podía sacar  arbitrariamente un canal pequeño sin tener que desarmar toda la estructura de jerarquías, es decir, un E2 agrupa cuatro E1 por lo tanto tiene una capacidad de 8448Mbps y un E3 agrupa cuatro E2 con una capacidad de 34368Mbps y así sucesivamente, cada trama dura lo mismo que las de jerarquía inferior pero con una carga mucho más grande y está compuesta por una estructura que permite identificar a qué tributario pertenece cada bit. En PDH, para poder sacar un E1 de un canal E2 o E3, tocaba desarmar toda la trama y volverla a armar sin el canal extraído o reemplazado por otro canal, eso implicaba equipos de altas prestaciones en cualquier nodo que necesitara bajar canales. En SDH, debido a que es síncrona y a que tiene más información administrativa en las tramas, se puede extraer un tributario sin necesidad de desarmar la trama completa, en éste caso se pueden usar equipos especiales para bajar o inyectar tributarios a un canal de alta capacidad. SDH es la red prevalente actualmente, el canal básico de SDH son los STM-1 que es una estructura de altísima capacidad (155Mbps) previamente definida para PDH y agrupa tributarios de varias tecnologías, por ejemplo de PDH. Según lo anterior, la topología actual de una nube consiste en algunas tecnologías de acceso que se transforman al llegar a la red de transporte, usualmente tramas PDH en los extremos y finalmente llegan a un núcleo de alta capacidad que consiste en equipos SDH.

¿Qué más hay en la nube?

La estructura de SDH/PDH es una estructura de transporte de bajo nivel, otras tecnologías de este tipo son ATM, que hace algo similar a SDH pero fue diseñada específicamente para transportar datos sensibles al retardo (latencia), p. ej.: el audio y el video. En una red de transporte existen un conjunto de switches ATM que establecen caminos virtuales identificados por dos números, identificador de camino e identificador de circuito. ATM funciona con base en el principio de conmutación de celdas. La diferencia entre una celda y una trama o paquete es que las celdas tienen tamaño fijo, mientras las tramas o paquetes pueden variar de longitud, por ejemplo una trama ethernet puede tener una carga desde 64Bytes hasta 1500Bytes (más los encabezados de ethernet). Se dice que ATM fue la primera tecnología en implementar mecanismos de calidad de servicio (QoS) efectivos. Otra tecnología comúnmente usada es Frame Relay. FR es una tecnología que evolcionó, fue diseñada para algo y terminó ocupando otros espacios. FR funciona con base en conmutación de paquetes, pero establece circuitos virtuales como lo hace ATM. La ventaja que ofrecía ésta tecnología es que por medio de una sola interfaz física se pueden establecer varios circuitos virtuales, antes de ella, no existían los cirtuitos virtuales y cada conexión con la WAN requería una conexión física, incrementando así los costos de equipo. Otra notoriedad de FR es que su cálculo de tasa de transferencia es estadístico, lo que en la práctica genera una serie de conceptos importantes a la hora de diseñar soluciones y contratar servicios. CIR, Be, Cb son algunos de los conceptos que afectan las soluciones FR. Una nueva tecnología de ISP que se está usando actualmente es MPLS (por sus siglas en inglés Multiple Protocol Label Switching o conmutación por etiquetado de protocolos múltiples). La principal ventaja que ofrece MPLS es que acelera las operaciones de conmutación pero permite vincularlas con el enrutamiento, es decir, es como establecer circuitos virtuales pero con base en tablas de enrutamiento. MPLS no es una tecnología de transporte en sí misma, más bien complementa las existentes y permite agregarle las funciones de MPLS a la tecnología subyacente. Por ejemplo, MPLS se configura en modo trama o modo celda implicando que las etiquetas de protocolo se insertan en tramas o en celdas, es decir, para ethernet o para ATM. MPLS está revolucionando las redes de transporte porque permite una serie de opciones que solían ser muy complejas, como VPNs, aplicación de QoS de extremo a extremo, desacoplamiento del direccionamiento IP de los clientes con los ISP, herramientas de ingeniería de tráfico y adaptabilidad a las condiciones de tráfico entre otros. Actualmente las capacidades de Ethernet la proponen como una tecnología de transporte, por lo que es probable que en un futuro no muy lejano la nube esté compuesta por las mismas tecnologías que vemos en la LAN misma: switches ethernet de alta capacidad. Ésta tecnología se ha denominado Metroethernet.

Tecnologías de acceso

Dado que lo que he mencionado en los párrafos anteriores es transporte de datos en una red metropolitana y WAN, queda la pregunta de qué tecnologías existen para dar acceso a esas redes. Las que mencionamos son en general tecnologías de acceso alambrado, es decir, un E1 se puede conectar con enlaces dedicados a un enrutador mediante modems DSL especiales, una red FR también tiene su equipo especializado llamado FRAM y ATM puede llegar hasta el POP (Point of presence) de un cliente. Sin embargo, las tecnologías inalámbricas juegan un papel importante en el acceso a la WAN. Evidentemente 802.11 es una buena alternativa (y la más popular), pero también existen otras soluciones como enlaces satelitales, microondas y fibra óptica de gran alcance. Estas tecnologías también hacen parte de la nube, ya que dan acceso a los clientes y se pueden usan también entre diferentes nodos de la red del ISP.

Conclusiones

La nube es una excelente y acertada abstracción de algo que si conociéramos un poco sería demasiado complejo. En un nivel entrada al tema de las telecomunicaciones, basta con saber que la nube sabe transportar datos de un lado a otro casi transparentemente, pero que como ta constituye un conjunto de tecnologías complejas que se complementan dentro de la infraestructura de un ISP. Todo lo que mencioné tiene muchos aspectos detallados interesantes que no toqué acá, así que probablemente escriba más sobre estos temas en un futuro cercano.]]>