QUE ES CMTS? CMTS (Sistema de Terminación de Cablemódems). Es un equipo que se encuentra normalmente en la cabecera de la compañía de cable y se utiliza para proporcionar servicios de datos de alta velocidad, como Internet por cable o Voz sobre IP, IP, a los abonados. Para entender lo que es un u n CMTS se puede pensar en un u n router con conexiones Ethernet en un extremo y conexiones RF (radiofrecuencia) coaxiales en el otro. La interfaz RF transporta las señales de RF hacia y desde el cablemódem del abonado. la mayoría de CMTS tienen tanto conexiones Ethernet (u otras interfaces de alta velocidad más tradicionales) como interfaces RF. De esta forma, el tráfico que llega de Internet puede ser enrutado (o puenteado) mediante la interfaz Ethernet, a través del CMTS y después a las interfaces RF que están conectadas a la red HFC de la compañía de cable. El tráfico viaja por la red HFC para acabar en el cablemódem del domicilio del abonado. Obviamente, el tráfico que sale del domicilio del abonado pasará por el cablemódem y saldrá a Internet siguiendo el camino contrario.
CARACTERISTICAS Los CMTS normalmente solo manejan tráfico IP. El tráfico destinado al cablemódem enviado desde Internet, conocido como tráfico de bajada (downstream), se transporta encapsulado en paquetes MPEG. Estos paquetes MPEG se transportan en flujos de datos que normalmente se modulan en señales QAM. El tráfico de subida (upstream, datos del cablemódem hacia la cabecera o Internet) se transporta en tramas Ethernet (no MPEG), típicamente en señales QPSK. Un CMTS típico, permite al ordenador del abonado obtener una dirección IP mediante un servidor DHCP. Además, aparte de la IP, también suele asignar la puerta de enlace, servidores DNS, etc. Los cablemodem y los CMTS implantan protocolos para: Compensar las perdidas en el cable, Compensar las direfentes longitudes del cable, asignar frecuencias a los cables modems, asignar ranuras de tiempo para los upstream. Un CMTS puede actuar como bridge o router.
CARACTERÍSTICAS Y SEGURIDAD Un CMTS pueden disponer de filtrado para proteger contra el robo de servicio y ataques de denegación de servicio o en contra de los piratas informáticos que intenta penetrar en el sistema del operador de cable. Puede proporcionar la modulación del tráfico a fin de garantizar una determinada calidad de servicio (QoS) a los clientes seleccionados. Un CMTS también puede proporcionar capacidades de puente o encaminamiento. Un CMTS realiza la conversión de paquetes de formato y direccionamiento DHCP. También puede proporcionar rutas, puentes, filtrado y control de tráfico. El combinador de la fusión de la programación de la TV se alimenta con los datos de radiofrecuencia de un CMTS.
ESTRUCTURA DE UNA RED CON EL CMTS
Ejemplo de Un CMTS El Cuda 1000 es una pequeña CMTS de ADC que soporta cerca de 1.300 usuarios. Proporciona un puerto de entrada de 40 Mbps y hasta 6 puertos aguas arriba de 10 Mbps cada uno. (Imagen cortesía del ADC Telecomunicaciones).
El CMTS ARRIS C3 es un CMTS cualificado que ofrece desempeño superior para un máximo de 3000 módems de cable registrados y ocupa sólo una unidad de rack (1RU) de espacio (1,75 in) en las instalaciones de un operador de cable de cabecera. Este pequeño tamaño permite a los operadores exitosos despliegues de la próxima generación de servicios IP en redes de cable existentes y nuevas en cualquier parte del mundo.
ESTRUCTURA CMTS CON CISCO
DOCSIS (Especificación De Interfaz Sobre Servicios De Datos Por Cable) El estándar DOCSIS es un estándar internacional, no comercial, que define los requerimientos de la interfaz de soporte de comunicaciones y operaciones para los sistemas de datos por cable; cubre todo elemento de la infraestructura de un CM, desde el CPE hasta el equipo terminal del operador.(CPE: El PC cliente y periféricos asociados se denominan equipos de las instalaciones del cliente ). Esta especificación detalla muchas de las funciones básicas del CM de un cliente (modulación de frecuencias en el cable coaxial, aplicación del protocolo SNMP a los CMs, encriptación de datos, etc.); muchas funciones adicionales son definidas, pero por lo general no son usadas a menos que el CMTS lo requiera. El término de equipo Terminal usualmente se refiere al todo el equipo que es usado por un proveedor de servicios para mantener y operar una red de CM. Este standar permite añadir transferencias de datos de alta velocidad a un sistema de televisión por cable (CATV) existente. Muchos operadores de televisión por cable lo emplean para proporcionar acceso a Internet sobre una infraestructura HFC (red híbrida de fibra óptica y coaxial) existente.
TOPOLOGIA DE LAS REDES DOCSIS
MOTIVOS DE INVENCIÓN En la actualidad las compañías que ofrecen el servicio de Internet de banda ancha a través de las redes HFC se ven afectadas por diferentes métodos de acceso no autorizado al servicio que ellos ofrecen. Debido a la posibilidad de la alteración de los cable-módems (CM) y la existencia de diferentes nodos dentro de la arquitectura de red del proveedor, el acceso no autorizado es una realidad tangible que muchos usuarios tratan explotar a su conveniencia. Una debilidad más significativa de las redes de cable al usar una línea compartida es el riesgo de la pérdida de privacidad, especialmente considerando la disponibilidad de herramientas de hacking para cablemódems. De este problema se encarga el cifrado de datos y otras características de privacidad especificadas en el estándar DOCSIS ("Data Over Cable Service Interface Specification"), utilizado por la mayoría de cablemodems.
HISTORIA Y EVOLUCIONES DOCSIS proporciona una gran variedad de opciones disponibles en las capas 1 y 2 del modelo OSI, la capa física (PHY) y la de control de acceso al medio (MAC). La versión europea de DOCSIS se denomina EuroDOCSIS. La principal diferencia es que, en Europa, los canales de cable tienen un ancho de banda de 8 MHz (PAL), mientras que, en Norte América, es de 6 MHz (NTSC). Esto se traduce en un mayor ancho de banda disponible para el canal de datos de bajada (desde el punto de vista del usuario, el canal de bajada se utiliza para recibir datos, mientras que el de subida se utiliza para enviarlos). También existen otras variantes de DOCSIS que se emplean en Japón. Historias de las versiones docsis DOCSIS fue desarrollado por CableLabs y empresas que contribuyen incluyendo ARRIS, BigBand Networks, Broadcom, Cisco, Conexant, Correlant, armónica, Intel, Motorola, Netgear, Terayon, y Texas Instruments.
LA PRIMERA ESPECIFICACIÓN DOCSIS FUE LA VERSIÓN 1.0, publicado en marzo de 1997, con la versión 1.1 (la adición de la calidad del servicio (QoS)) siguiendo en abril de 1999. Debido a la demanda creciente de servicios simétricos, como la telefonía IP, DOCSIS fue revisado para mejorar la velocidad de subida de transmisión; DOCSIS 2.0 fue lanzado en diciembre de 2001. Más recientemente, la especificación fue revisada para aumentar significativamente las velocidades de transmisión (esta vez aguas arriba y aguas abajo) e introducir soporte para protocolo de Internet versión 6 (IPv6 ). Esta versión, DOCSIS 3.0, fue lanzado en agosto de 2006. Compatibilidad entre la versión se ha mantenido en todas las versiones de DOCSIS, con los dispositivos de retroceder a la versión de mayor apoyo en común entre ambos extremos: módem por cable y módem por cable del sistema de terminación (CMTS). Por ejemplo, si uno tiene un módem de cable que sólo admite DOCSIS 1.0, y el sistema se está ejecutando 2.0, la conexión se establecerá en DOCSIS 1.0 velocidades.
VERSIONES PARA EL STANDAR DOCSIS Como banda de frecuencia de los planes de asignación difieren entre los EE.UU. y los sistemas europeos de televisión por cable, DOCSIS normas han sido modificadas para su uso en Europa. Estos cambios fueron publicados bajo el nombre de "EuroDOCSIS". Las principales diferencias representan diferentes anchos de banda de canales de TV, canales de cable europeos se ajustan a los estándares de televisión PAL y 8 MHz de ancho, mientras que en canales de cable de América del Norte conforme a las normas que especifican NTSC de 6 MHz. El ancho de banda más amplio en EuroDOCSIS arquitecturas permite mayor ancho de banda que se asignará a la ruta de datos aguas abajo (hacia el usuario). las pruebas de certificación EuroDOCSIS es ejecutada por Excentis (antes conocido como tComLabs), mientras que las pruebas de certificación DOCSIS es ejecutada por CableLabs. Típicamente, los equipos de clientes recibe la "certificación", mientras que el equipo CMTS recibe "cualificación". La mayoría de los sistemas de cable en Japón utilizan la versión norteamericana de DOCSIS, mientras que otros emplean una variante de DOCSIS que utiliza los canales de aguas arriba que se basan en un reloj maestro 9,216 MHz (frente a 10,24 MHz utilizados en DOCSIS / EuroDOCSIS), resultando en anchos de canal ascendente que son una potencia de dosdivisión de 6 MHz (frente a 6,4 MHz en DOCSIS / EuroDOCSIS).
NORMAS INTERNACIONALES El Sector de Normalización de Telecomunicaciones de la UIT (UIT-T) ha aprobado las distintas versiones de DOCSIS las normas internacionales. DOCSIS 1.0 fue ratificado como Recomendación La ITU (International Telecommnunication Unión), Unión mundial de la telecomunicaciones. UIT-T J.112 Anexo B de(1998), pero fue reemplazado por DOCSIS 1.1, que fue ratificado como Recomendación UIT-T J.112 Anexo B (2001). Posteriormente, DOCSIS 2.0 fue ratificado como J.122 Recomendación UIT-T. Más recientemente, DOCSIS 3.0 fue ratificado como Recomendación UIT-T J.222 (J.222.0, J.222.1, J.222.2, J.222.3). Nota: Si bien la Recomendación UIT-T J.112 Anexo B corresponde a DOCSIS / EuroDOCSIS 1.1, Anexo A describe un sistema europeo a principios de módem de cable ("DVB EuroModem), basada en normas de transmisión de ATM. Anexo C se describe una variante de DOCSIS 1.1 que está diseñado para funcionar en sistemas de cable japonesa. La Recomendación UIT-T J.122 cuerpo principal se corresponde con DOCSIS 2.0, J.122 Anexo F se corresponde con EuroDOCSIS 2.0 y J.122 Anexo J describe la variante japonesa de DOCSIS 2.0 (similar al anexo C del J.112)
CARACTERISTICAS DEL STANDAR
Capa física: Ancho de banda del canal: DOCSIS 1.0 y 1.1 especifican un ancho de canal de subida entre 200 KHz y 3,2 MHz. DOCSIS 2.0 especifica 6,4 MHz, pero es compatible con los anteriores. El canal de bajada es de 6 MHz (8 MHz en EuroDOCSIS). Modulación : DOCSIS 1.0/1.1 especifica la utilización de una modulación 64-QAM o 256-QAM para el canal de bajada (downstream), y QPSK o 16-QAM para el de subida (upstream). DOCSIS 2.0 además permite 64-QAM para el canal de subida. Capa MAC: DOCSIS emplea métodos de acceso determinísticos, específicamente TDMA y S-CDMA. En contraste con CSMA/CD empleado en Ethernet, los sistemas DOCSIS experimentan pocas colisiones. Caudal de datos El ancho de banda de cada canal depende tanto del ancho del canal como de la modulación utilizada. Con canales de 6 MHz y 256-QAM la velocidad podría llegar hasta los 38 Mbps, mientras que con canales de 8 MHz y la misma modulación llegaría hasta los 51 Mbps. En el caso de la subida, con un canal de 3,2 MHz y 16QAM habría disponibles 10 Mbps, aunque en el caso de DOCSIS 2.0 al permitir hasta 6,4 MHz y 64-QAM se puede aumentar hasta 30,72 Mbps .
En las siguientes tablas se pueden apreciar las diferentes combinaciones y sus tasas de transferencia resultantes.
Todas están indicadas en Mbps y en valores brutos, es decir sin contar los bits utilizados en la corrección de errores, entre paréntesis se encuentra la velocidad real neta.
Tablas de velocidad
CONFIGURACION DE UNA ARQUITECTURA DOCSIS Una arquitectura DOCSIS incluye dos componentes principales: un módem de cable (CM), ubicado en las instalaciones del cliente, y un módem de cable del sistema de terminación (CMTS) ubicado en la cabecera de televisión por cable o nodo. el CMTS típico es el dispositivo que alberga los puertos de bajada y subida (es funcionalmente similar al DSLAM utilizados en los sistemas DSL). Si bien las comunicaciones aguas abajo y aguas arriba de viaje en una línea compartida coaxial en las instalaciones del cliente, y conectarse a un único conector F en el cable módem, es típico que el CMTS tener conectores F para separar aguas abajo y aguas arriba de la comunicación. Esto permite flexibilidad para el operador de cable. Debido al ruido en el retorno (upstream) ruta de acceso, un puerto de salida suele ser conectado a un solo barrio (nodo de fibra), mientras que un puerto de entrada suele ser compartidos a través de un pequeño número de barrios. Por lo tanto, no son en general más arriba los puertos de los puertos posteriores en un CMTS. Un CMTS típico tiene 4 o 6 puertos aguas arriba por puerto río abajo.
ASPECTOS DE SEGURIDAD Las fallas o bondades de seguridad que pueden ser encontradas en un sistema de Internet de banda ancha en una red HFC dependerán muchos factores como lo son el estándar DOCSIS utilizado, los CMTS y los CMs utilizados, etc . ENCRIPTACION DE DATOS BPI es un subconjunto de características de seguridad diseñado para proteger la privacidad de datos en una red DOCSIS. La encriptación del flujo de datos es inicializada en el paso de privacidad base del proceso de aprovisionamiento. Los paquetes de datos sobre la intranet del proveedor son encriptados usando el algoritmo DES y un sistema de claves criptográficas privadas/públicas conocidas como el esquema de KEK. CERTIFICACIÓNES DIGITALES El uso de certificados digitalmente firmados es para la autenticación del dispositivo, actualizaciones seguras de firmware, y privacidad de datos (en la forma de encriptación) Cada cable-módem que sigue las especificaciones de DOCSIS 1.1 contiene un certificado digitalmente firmado de su manufacturero que es utilizado en el chip flash del módem.
Esta certificación contiene muchos rasgos únicos acerca del módem, tal como su dirección MAC y su número de serie de fábrica, y es conocido como el Certificado de Verificación de Código (CVC). Al instalar un certificado en un cable-módem, un operador de servicios puede asegurarse que el módem solo bajará e instalará el firmware que al cual está autorizado por el CMTS.
CONFIGURACIÓN DINÁMICA. A través de extensiones adicionales de QoS, un operador de cable puede implementar características tales como configuración dinámica. La configuración Dinámica es un módulo que permite al servidor de aprovisionamiento generar los archivos de configuración en la marcha cuando un cable-módem está tratando de registrarse en la red. Este tipo de configuración de host permite que el equipo de cada cliente sea configurado individualmente cuando sea necesario, en lugar de usar archivos de configuración predefinidos.
OTRAS MEDIDAS DE SEGURIDAD. •
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Otras características pueden ser implementadas que no son especificadas en el estándar DOCSIS. Por ejemplo, scripts del lado del servidor también pueden ser instalados en los equipos terminales; estos involucran cambios o adiciones a la activación o aprovisionamiento actual del un equipo por un administrador de servicio autorizado. Un tipo medida de seguridad más nueva y común es llamado el modo de bloqueo. Esta característica implementada en el CMTS asigna perfiles restringidos de QoS a los cable-módems que fallan la Revisión de Integridad de Mensaje (MIC). Otras formas de seguridad incluyen funciones o comandos de terceros como lo son los comandos de Cisco: cable privacy bpi-plus-enforce, el comando cable qos permission, el comando cable source-verify, el comando dhcp leasequery y el comando cable tftp- enforce. Hay que tomar en cuenta que los hackers siempre están creando soluciones que den la vuelta a las medidas de seguridad. Es por eso que los administradores de red tienen que estar al tanto con la comunidad hackeadora de cable-módems.
OPERADORES •
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COMCAST, el mayor proveedor de cable de los Estados Unidos, limita la velocidad de bajada a 6 Mbps y la de subida a 384 kbps en las conexiones de usuarios particulares. En algunas zonas ofrece conexiones de 8 Mbps/768 kbps por un precio mayor. En España, ONO ofrece velocidades como conexión estándar en todo su territorio una velocidad de hasta 4 Mbps de bajada y 300 kbps de subida (incluida la antigua zona de Auna). Y ha comunicado su intención de aumentar a partir del 1 de Septiembre la velocidad de dichas conexiones a 6 Mbps manteniendo el ancho de subida, ofreciendo además opciones más caras con 12 Mbps de bajada y 512 Kbps de subida e incluso de 25 Mbps de bajada con 1 Mbps de subida. En Colombia - TV Cable Bogotá, el operador de cable más grande de Colombia en el 2006 empezo a dar las soluciones de centros de control de sistemas de TV por cable con decodificadores de Motorola para ofrecer sus servicios digitales. Esta implementación digital de cable por TV es cubria demas servicios que incluian equipos HFC, CM y CMTS.
FABRICANTES •
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C9 REDES fabrica la industria de los sistemas CMTS más integrado y fácil de usar. C9 CMTS productos son altamente confiables y rentables. Chongqing Jinghong Hi-Tech Co., Ltd , el fabricante CMTS sólo en China, esta localizado en el distrito de alta tecnología de Chongqing, China. se especializamos en la investigación y el diseño, la producción de equipos de transmisión de red por cable de datos y programas conexos.
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El BSR 64000 es un router de banda ancha/CMTS de MOTOROLA que con sólo un upgrade de software permite el uso de la técnica de channel bonding, convirtiendo la señal de los cables coaxiales en conexión a Internet de altísima velocidad. La solución DOCSIS 3.0 channel bonding de Motorola fue diseñada para que operadores de TV por cable mantengan su competitividad, aumenten su market share y fidelicen su base de clientes.
BIBLIOGRAFIA •
www.c9networks.com
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http://www.conocimientosweb.net/dt/article10776.html
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http://www.cio.com.mx/imagenesWYSIWYg/image/bsr64000_copia.gif&imgrefur
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