Transcript UM_Red Domestica_201111

VISIÓN GENERAL DE LAS REDES
DOMÉSTICAS MULTIMEDIOS
Asignatura: Redes de Área Local y Redes Domésticas
Carrera: Ingeniería Civil Electrónica
Noviembre 2011
UNIVERSIDAD
MAYOR
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
1
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2
Secuencia de estudio – Presentaciones
personalizadas
Para estudiar esta presentación completa, se recomienda
realizar previamente una revisión secuencial de cinco
presentaciones personalizadas incluidas, que tienen alcances y
niveles de profundidad graduados, según el orden siguiente:
1) Presentación personalizada 1: <Nociones preliminares>.
2) Presentación personalizada 2: <Servicios y capacidades>.
3) Presentación personalizada 3: <Arquitectura funcional>.
4) Presentación personalizada 4: <Procesos fundamentales>.
5) Presentación personalizada 5: <Normalización internacional>.
6) Presentación personalizada 6: <Presentación completa>.
7) Revisión de Páginas de Notas.

Para ver cada presentación personalizada, pulsar sobre el botón situado
en el lado derecho del nombre respectivo.
Ver Explicación en Página de Notas
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Resumen
En esta presentación se entrega una visión general de las redes
domésticas, que comprende los siguientes aspectos:
 Definición de conceptos básicos y terminología general.
 Requisitos, capacidades funcionales y prestaciones más
importantes de redes domésticas.
 Modelo estratificado de red doméstica: un modelo de aplicación
y un modelo de transporte.
 Procesos de control y gestión fundamentales: direccionamiento
IP, gestión local y a distancia de dispositivos, y control de calidad
de servicio (QoS) de extremo a extremo.
 Principales normas relacionadas con redes domésticas,
elaboradas por organizaciones desarrolladoras de normas, foros
y consorcios industriales.
Ver “Estructura de disposición de diapositivas” en Página de Notas
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Objetivos
 Explicar el significado de conceptos básicos y la terminología




relacionada con dispositivos y prestaciones de redes domésticas.
Relacionar los requisitos esenciales de las redes domésticas, con las
capacidades funcionales y las prestaciones que ellas pueden ofrecer.
Describir el rol de los diversos componentes del modelo estratificado de
red doméstica, compuesto por un modelo de aplicación y un modelo de
transporte, y explicar la relación funcional entre los componentes de
ambos modelos.
Explicar los objetivos y principios de funcionamiento de los procesos de
control y gestión fundamentales de redes domésticas: direccionamiento
IP, gestión local y a distancia de dispositivos, y control de calidad de
servicio (QoS) de extremo a extremo.
Reconocer el área de interés y el alcance de las normas relacionadas
con redes domésticas que producen las principales organizaciones de
desarrollo de normas, foros y consorcios industriales.
Ver “Conocimientos prerrequisito” en Página de Notas
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Temario
PARTE I: NOCIONES DE REDES DOMÉSTICAS
1. Definición y antecedentes de red doméstica multimedios
2. Requisitos y capacidades de red doméstica multimedios
3. Modelo estratificado de red doméstica
PARTE II: ARQUITECTURA FUNCIONAL DE RED DOMÉSTICA
GENÉRICA
4. Entidades de la arquitectura de red doméstica en la capa de
aplicación
5. Entidades de la arquitectura de red doméstica en la capa de
transporte
6. Direccionamiento IP en la red doméstica
7. Gestión de dispositivos de red doméstica
8. Control de calidad de servicio (QoS) en la red doméstica
 Anexo A – Normalización de las redes domésticas
 Referencias
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PARTE I: NOCIONES DE REDES
DOMÉSTICAS
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1. DEFINICIÓN Y ANTECEDENTES DE
RED DOMÉSTICA MULTIMEDIOS
1.1
1.2
1.3
1.4
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Concepto de Red Doméstica
Elementos clave de las redes domésticas
Prestaciones de las redes domésticas
Normalización de las redes domésticas
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1.1 Concepto de Red Doméstica
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Definición de Red Doméstica – Punto de vista de los
servicios ofecidos a los usuarios
Una «Red Doméstica» es un conjunto de elementos que
efectúan el procesamiento, la gestión, el transporte y el
almacenamiento de información, y que permiten la conexión e
integración de dispositivos informáticos, de control, de
supervisión, de comunicación y de esparcimiento en la vivienda
o el entorno residencial.
Comunicación con el
exterior de la vivienda
Entrega de servicio
de proveedor
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Control, supervisión y
seguridad en la vivienda
Distribución de servicios
en la vivienda
Conectividad en el
interior de la vivienda
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Definición de Red Doméstica – Punto de vista de los
elementos componentes
Una «Red Doméstica» es un sistema de comunicaciones de
alcance limitado orientado al entorno residencial, en el cual dos o
más dispositivos intercambian información directamente o a
través de un nodo de retransmisión en la capa física, o a través
de un puente inter-dominio sobre la capa física.
 Una red doméstica consiste de uno o más dominios, donde los
dispositivos son conformes con determinadas especificaciones y
se utiliza algún tipo de control normalizado.
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Objetivo de las redes domésticas
El objetivo de las redes domésticas es proporcionar nuevos
servicios basados en IP y servicios de radiodifusión a los
terminales dentro de la vivienda, al complementar diversas
infraestructuras tales como: (i) red de acceso multiservicio; (ii)
red de aplicaciones (p.ej., servicios de distribución de vídeo por
cable); y (iii) red de radiodifusión por cable e inalámbrica.
 Las redes domésticas proporcionan una infraestructura sobre la
que se pueden distribuir, gestionar y soportar servicios de
aplicación.
 Las redes domésticas permiten que la detección, el acceso o el
control de servicios y aplicaciones en la red doméstica se realice
a distancia, desde la propia vivienda o fuera de ella.
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Roles principales de las redes domésticas
La red doméstica tiene dos roles principales
 Servir como una extensión de la red de acceso.

Como una extensión de la red de acceso, la red doméstica debe
proporcionar características similares a aquellas de la red de acceso
(por ejemplo, calidad de servicio (QoS)).
 Servir como un medio de transmisión para la distribución de
datos entre dispositivos domésticos.

Esta parte de la red doméstica no necesita interfuncionar con las
entidades funcionales en el dominio del proveedor de red o servicio.
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Diferencias entre redes domésticas y redes LAN
Las redes domésticas son similares a las redes de área local
(LAN) desarrolladas para el entorno de empresa, pero tienen las
siguientes diferencias en las características:
 Las redes domésticas deben ser muy fáciles de instalar,
configurar y mantener.

La mayoría de las viviendas no tienen acceso a servicios técnicos de
gestión de red.
 Los componentes de la red doméstica deben estar disponibles
en las tiendas de comercio general y distribuirse a través de los
canales de productos electrónicos al consumidor.
 Las tecnologías que abarcan las redes domésticas pueden ser
más heterogéneas que las redes LAN comerciales típicas.
 Las redes domésticas pueden ser afectadas por una mayor
amplitud y variedad de degradaciones de señal que en un
entorno empresarial típico, debido a la naturaleza del entorno de
los aparatos electrónicos en la vivienda.
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1.2 Elementos clave de redes domésticas
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Clasificación de los elementos clave de redes
domésticas
Las tecnologías y las entidades usuarias y de gestión interna de
las redes domésticas son muy heterogéneas, por lo que es útil
agrupar sus diversos componentes en tres grandes categorías, y
establecer dentro de cada categoría varias clasificaciones
generales:
 Usuarios:


Usuario distante.
Usuario en la vivienda.
 Dispositivos domésticos:



Pasarela residencial.
Terminal.
Terminal remoto.
 Medios físicos:


Medios guiados eléctricos y ópticos.
Medios no guiados de radiofrecuencia y ópticos.
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Visión general de los elementos clave de redes
domésticas – Esquema
Terminal primario/
Terminal IP tipo (c)
Vivienda
Funciones de pasarela:
 Interfaces WAN/LAN.
 Control de admisión.
 Control de tráfico.
 Asignación local de direcciones IP.
 Traducción de direcciones (NAT/NAPT).
 Correspondencia de QoS.
 Control de protección de contenido.
Lado
Lado
WAN
LAN
Usuario distante
Terminal
remoto
Dispositivo
doméstico
Dispositivos
domésticos:
 Sistema de energía.
Terminal primario/
Terminal IP tipo (a)
Aparatos
electrodomésticos.
Red doméstica
cableada/inalámbrica
Red WAN de tecnología abierta
 Terminales
Sistema de iluminación.
secundarios/
Sistema de calefacción.
terminales
 Sistemano-IP
de seguridad.
Pasarela
residencial
Dispositivo
doméstico
Sistema de
televigilancia.
Terminal primario/
Terminal IP tipo (b)
Dispositivo
doméstico
Sistema de
gestión de red
Servidor de
aplicación
Servidor de aplicación
en la vivienda
Usuario en
la vivienda
Pulsar sobre la pasarela residencial y los dispositivos domésticos para ver notas aclaratorias.
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Usuarios de una red doméstica
Los usuarios de redes domésticas se dividen en dos clases
generales: usuarios distantes y usuarios en la vivienda.
 Usuario distante:
Un usuario distante es una entidad (persona) ubicada fuera de la
red doméstica, que usa y opera un terminal remoto a fin de acceder
a los dispositivos de una red doméstica.
 Usuario en la vivienda:
Un usuario en la vivienda es una entidad (persona) ubicada en la
red doméstica, que usa y opera un terminal remoto a fin de acceder
a los dispositivos de una red doméstica.

En una diapositiva siguiente se explica el significado de terminal remoto.
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Dispositivos de red doméstica
 Dispositivo doméstico:
Un dispositivo doméstico (o aparato doméstico) es una entidad que
controla otro dispositivo doméstico o es controlado por éste, o que
proporciona un servicio a los usuarios domésticos.
 La categoría de los dispositivos domésticos incluye:








Pasarelas.
Computadores personales.
Periféricos de computador.
Electrodomésticos en red.
Aparatos de terminación de servicios especializados (aparatos de
consumo) (p.ej.: adaptador de terminal multimedios, equipo de audio/visual
tal como un reproductor MP3, etc.).
Cámaras de seguridad.
Consolas de seguridad.
Existen dos criterios para clasificar los dispositivos domésticos:


El rol de interconexión o el servicio que ofrece al usuario doméstico.
La función de seguridad asignada dentro de la red doméstica.
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Dispositivos de red doméstica – Pasarela residencial
 Pasarela residencial:
Pasarela residencial es un dispositivo que conecta la red doméstica
con la red de acceso/plataforma de servicio, y proporciona servicios
de seguridad, gestión, activación y direccionamiento para los
elementos lógicos dentro de la red doméstica.

Términos sinónimos: pasarela doméstica, pasarela de la red de suministro.
 Pasarela residencial segura:
Un pasarela residencial segura es un tipo de pasarela residencial
percibida desde el punto de vista de la seguridad, que comprende
más que un cortafuegos.



Retransmite paquetes de datos desde una red abierta hacia una red
doméstica interna, y viceversa.
Cambia el protocolo de comunicaciones o los parámetros de seguridad al
pasar de la red doméstica a la red abierta, y viceversa.
Llevar a cabo funciones relativas a la seguridad, como filtrado de paquetes,
detección de intrusiones y la función de gestión de normativas (políticas),
de conformidad con una normativa (política) de seguridad dada.
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Dispositivos de red doméstica – Terminal
 Terminal:
Un dispositivo terminal es un dispositivo de usuario que típicamente
presenta y/o procesa el contenido en el ámbito de la red doméstica.
Ejemplos de terminal de red doméstica:
 Computador personal.
 Periférico de computador.
 Electrodoméstico en red.
 Dispositivo móvil.
 Aparato de TV.
 Monitor o pantalla.
 Terminal VoIP.
 Reproductor de medios audiovisuales.
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Dispositivos de red doméstica – Terminal remoto
 Terminal remoto:
Un terminal remoto es una entidad que contiene una función de
acceso a la red doméstica y una interfaz con Internet, que utiliza
para conectarse a los dispositivos domésticos de la red doméstica o
para controlarlos.
 Un terminal remoto puede ser usado fuera o dentro de la red
doméstica, por un usuario distante o un usuario en la vivienda,
respectivamente.
 El usuario distante que se encuentra fuera de la vivienda utiliza el
terminal remoto para controlar un dispositivo doméstico que está en
la vivienda y así utilizar el servicio del dispositivo doméstico a través
de la red abierta.
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Dispositivos de red doméstica – Aparato de consumo
 Aparato de consumo:
Dispositivo doméstico de usuario (terminal) que termina y utiliza
alguna aplicación transportada por la red de acceso y por la red
doméstica.
 Para que un dispositivo terminal en una red doméstica se convierta
en un aparato de consumo de servicios especializados, el dispositivo
debe ser capaz de recibir servicios de un proveedor suministrados
sobre la red de acceso.
 Para operar un aparato de consumo, la red doméstica debe estar
conectada al proveedor de servicios a través de un punto de acceso
que disponga de la funcionalidad de comunicaciones.
 El punto de acceso puede estar en una de varias formas distintas: un
módem de cable, un adaptador multimedios con un módem
integrado, o una pasarela residencial que integre estas funciones.

Ejemplos de aparatos de consumo: teléfonos de red pública, aparatos de
televisión, impresoras, etc.
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Dispositivos de red doméstica – Consola de
seguridad
 Consola de seguridad:
Una consola de seguridad es un dispositivo que posee una interfaz
de usuario para administrar el control de acceso a otros dispositivos
domésticos, desde el punto de vista de la seguridad.
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Medios físicos en una red doméstica
Una red doméstica puede utilizar uno o más medios físicos y
puede constar de subredes interconectadas a través de puentes.
 Los medios físicos pueden ser:






Cables de pares trenzados;
Cables coaxiales;
Conductores de electricidad;
Fibras ópticas;
Radiofrecuencia inalámbrica;
Infrarrojo inalámbrico.
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Interfaces utilizadas en redes domésticas
 Interfaces en el lado WAN de la pasarela (de acceso)
residencial:





ADSL.
ADSL2+.
VDSL2.
Ethernet (100BaseTX).
Interfaz para telefonía tradicional (POTS, ISDN)
 Interfaces en el lado LAN de la pasarela (de acceso) residencial
y en dispositivos domésticos:





Ethernet (10/100BaseTX).
Inalámbrica (WiFi 802.11a/b/g/n).
Interfaces para telefonía tradicional (POTS, ISDN).
USB 1.1 o 2.0.
Bluetooth.
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Roles de proveedores de servicio en el contexto de
redes domésticas
En el contexto de las redes domésticas, se distinguen varios
roles de proveedores de servicio:
 Proveedor de red de acceso (access network provider, ANP).
 Proveedor de servicio de banda ancha (broadband service
provider, BSP).
 Proveedor de servicio de aplicaciones domésticas (application
service provider, ASP).
 Administrador de red doméstica.
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Roles de proveedores de servicio – Servicios de red
 Proveedor de red de acceso (ANP):
El proveedor de red de acceso es responsable de la operación de
los equipos activos de la red de acceso.
 El ANP puede proporcionar conexiones de “trenes de bits” de capa 2
a los proveedores de servicio de banda ancha (BSPs).
 Proveedor de servicio de (red) banda ancha (BSP):
El proveedor de servicio de (red) banda ancha es responsable de
operar la red IP abierta, incluida la pasarela residencial de acceso.
 El BSP proporciona conectividad IP a los ASPs.
 El BSP puede ofrecer varios servicios a la red doméstica sobre el
ancho de banda de la red de acceso.
 El BSP suele proporcionar acceso a Internet a los usuarios de
extremo de la red doméstica, como parte del servicio de conectividad
IP de banda ancha.
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Roles de proveedores de servicio – Servicios de
aplicación
 Proveedor de servicio de aplicaciones domésticas:
El proveedor de servicio de aplicación es responsable de la
operación de una aplicación que es puesta a disposición de los
usuarios en los terminales de la red doméstica por intermedio de un
BSP y del ASP.
 El proveedor de servicio de aplicación tiene una relación con el BSP
que le permite aprovechar generalmente capacidades de control de
QoS, multidifusión, u otras características avanzadas relacionadas
con la red.
 Servidor de aplicaciones en la vivienda:
El servidor de aplicaciones en la vivienda es una entidad que se
conecta a la red doméstica e intercambia datos con los dispositivos
domésticos o con terminales remotos, almacena contenidos
multimedios o proporciona diversos servicios de aplicación a los
demás dispositivos domésticos ubicados en la vivienda o en
terminales remotos fuera de ésta.
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Roles de proveedores de servicio – Servicios de
gestión
 Administrador de red doméstica:
Un administrador de red doméstica es una entidad o un agente que
efectúa actividades relacionadas con la seguridad, como generación,
almacenamiento y distribución de claves, y supervisa el estado de
las entidades de la red doméstica.
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1.3 Prestaciones de las redes domésticas
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Beneficiarios potenciales por las redes domésticas
Las redes domésticas que complementan las plataformas físicas
de telecomunicaciones y distribución de televisión por cable
producirán, en general, los siguientes efectos:
 Beneficiarán a los consumidores al mejorar su red doméstica y
su experiencia en los servicios de telecomunicaciones y
aplicaciones domésticas suministradas por proveedores
externos.
 Beneficiarán a los operadores de red/proveedores de servicio al
crear tecnologías de explotación que les permitirán diferenciar
positivamente sus servicios y generar nuevas fuentes de
ingresos.
 Beneficiarán a los fabricantes de equipos para redes domésticas
al estimular la demanda de sus productos, además de fomentar
las aplicaciones interactivas y el desarrollo de la industria.
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Prestaciones que pueden ofrecer las redes
domésticas a los clientes
Los poseedores de computadores personales y equipo
electrónico de usuario en la vivienda disfrutarán de varias
prestaciones al hacer funcionar sus dispositivos en red:
 Compartición de archivos y recursos escasos.

Ejemplos: escáneres, impresoras, cámaras digitales y el punto de acceso a
Internet.
 Distribución íntegra de servicios avanzados de banda ancha.

Ejemplos: juegos interactivos, gestión de red a distancia, vídeo a la carta
(VoD, video-on-demand).
 Capacidad mejorada para controlar aparatos domésticos y
supervisar las actividades a distancia.
 Facilidad de acceso a los recursos de red desde cualquier parte
en la vivienda, sus inmediaciones e incluso a distancia.
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Prestaciones que pueden ofrecer las redes
domésticas a la industria de teleco / difusión
Los operadores de redes y proveedores de servicios de
telecomunicaciones/difusión también pueden esperar obtener
algunas ventajas de la instalación de redes de datos en las
viviendas de sus abonados:
 Facilitar la activación escalable y de bajo costo de servicios de
datos de alta velocidad.
 Permitir o facilitar la distribución de servicios interactivos
avanzados que generen ingresos.
 Obtener un valor añadido en sus productos que les permitirá
atraer abonados a los servicios de datos de alta velocidad.
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1.4 Normalización de las redes domésticas
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Normalización mundial de redes domésticas
En la última década, una gran variedad de organizaciones de
normalización, foros y consorcios industriales han desarrollado
importantes proyectos de normalización de redes domésticas,
con intereses focalizados en cuatro áreas:
 Normalización para la interconexión de la red doméstica y la red
pública.
 Normalización para la compartición de información dentro de la
vivienda.
 Normalización para la utilización de diversos medios de
transmisión (capa física) en la vivienda.
 Normalización para el control y la supervisión de dispositivos
domésticos y artefactos en la vivienda.


En las siguientes diapositivas se identifican las organizaciones de
normalización relacionada con redes domésticas y sus ámbitos de interés.
En el Anexo A se mencionan las principales normas relacionadas con
redes domésticas y las organizaciones de origen respectivas.
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Organizaciones de normalización relacionada con
redes domésticas
(1/2)
1)
Broadband Forum

2)
HGI – Home Gateway Initiative

3)
Organización internacional; sede en USA. Sitio web: http://www.upnp.org
DLNA - Digital Living Network Alliance

9)
Organización internacional; sede en Francia. Sitio web: http://www.etsi.org
UPnP – Universal Plug and Play Forum

8)
Organización internacional; sede en USA. Sitio web: http://www.osgi.org
ETSI – European Telecommunications Standards Institute

7)
Organización internacional; sede en USA. Sitio web: http://www.openmobilealliance.org
OSGi – Open Service Gateway Initiative

6)
Organización internacional; sede en Suiza. Sitio web: http://www.itu.int
OMA – Open Mobile Alliance

5)
Organización internacional; sede en Francia. Sitio web:
http://www.homegatewayinitiative.org
UIT-T – Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la
Unión Internacional de Telecomunicaciones

4)
Organización internacional; sede en USA. Sitio web: http://www.broadband-forum.org
Organización internacional; sede en USA. Sitio web: http://www.dlna.org
MoCA – Multimedia over Coax Alliance

G. Vásquez Y.
Organización internacional; sede en USA. Sitio web: http://www.mocalliance.org
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37
Organizaciones de normalización relacionada con
redes domésticas
(2/2)
10) HomePlug - HomePlug Powerline Alliance

Organización internacional; sede en USA. Sitio web: http://www.homeplug.org
11) HomePNA – Home Phoneline Networking Alliance

Organización internacional; sede en USA. Sitio web: http://www.homepna.org
12) IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers

Organización internacional; sede en USA. Sitio web: http://www.ieee.org
13) KNX Association

Organización internacional. Sitio web: http://www.knx.org
14) LonMark International

Organización internacional; sede en USA. Sitio web: http://www.lonmark.org
15) ECHONET – Energy Conservation and Homecare NETwork

Organización de Japón. Sitio web: http://www.echonet.gr.jp
16) CCSA – China Communications Standards Association

Organización de China. Sitio web: http://www.ccsa.org.cn
17) IGRS – Intelligent Grouping and Resource Sharing Standards
Working Group

Organización internacional; sede en China. Sitio web: http://www.igrs.org
18) ITOPHOME – Home Network Standard Industrialization Alliance

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Organización de China. Sitio web: http://www.itophome.org.cn
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Organizaciones de normalización relacionada con
redes doméstica – Áreas de interés
Este diagrama muestra el ámbito de interés y las relaciones entre las
organizaciones de normalización relacionada con redes domésticas.
Capa de
aplicación
Compartición de
información dentro
de la vivienda
Interconexión de la red
doméstica y la red pública
Broadband
Forum,
HGI,
UIT-T,
OMA,
ETSI
DLNA,
UPnP,
IGRS
HomePlug
Capa
física
MoCA
HomePNA
Control y supervisión
LonMark,
KNX,
ECHONET,
ITOPHONE
UIT-T
SG9 y SG15
IEEE
802.11
IEEE
802.15
Ver Página de Notas
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Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
39
Visiones de red doméstica
Los foros y consorcios relacionados con redes domésticas que
elaboran normas de facto, enfocan el concepto red doméstica
desde diferentes perspectivas y según sus propios intereses.
 Las Organizaciones de Desarrollo de Normas (SDOs)
reconocidas tienen la misión de armonizar las diferentes normas
de facto para facilitar la implementación e interoperación de los
productos utilizados en las redes domésticas.
 En las dispositivas siguientes se muestra tres ejemplos
representativos de visiones distintas (complementarias) de red
doméstica de tres organizaciones de normalización:



Visión de red doméstica de Home Gateway Initiative (HGI).
Visión de red doméstica del Proyecto Home Electronic System
(HES), del Comité Técnico Mixto JTC1 de ISO/IEC.
Visión de red doméstica del Proyecto MediaHomeNet del UIT-T.
Ver Página de Notas
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Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
40
Visión de red doméstica de HGI: Modelo de
arquitectura de extremo a extremo
HG: Pasarela residencial.
M: Dispositivo gestionado.
RAD: Dispositivo accesible a distancia.
ASP: Proveedor de servicio de aplicación.
BSP: Proveedor de servicio de banda ancha
BRAS: Servidor de acceso de banda ancha a distancia.
OSS: Sistema se soporte de operaciones.
RMS: Sistema de gestión a distancia.
Ver Página de Notas
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Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
41
Visión de red doméstica de ISO/IEC JTC1: Provisión
de servicios típicos en la red doméstica
WIDE AREA NETWORK DOMAIN
Media Content
Provider
Service Provider 1
Broadcast DTV
Digital TV
Provider
HOME AREA NETWORK DOMAIN
Service Provider 2
Equipment
Maintenance
Service Provider 3
Security Service
Lighting &
Environment
Control
WIDE AREA
Service Provider 4
Content and
Entertainment
COMMUNICATION
NETWORKS
PC
TV &
STB
12345.6
Service Provider 6
Home Voice Control
Security
Sensor
RESIDENTIAL
GATEWAY
Service Provider 5
Utility Metering
and Energy Mgmt
Temperature
Sensor
(Thermostat)
Heating
Radiator
CO
Sensor
Central
Heating
Boiler
Appliance
Utility Meter
Analogue Telephone Connection
High Bandwidth Entertainment Bus
Home Automation Bus (Node)
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G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
42
Visión de red doméstica de ISO/IEC JTC1: Posibles
conexiones e interfaces de pasarela doméstica
N
RESIDENTIAL GATEWAY
N
N
DLC/PLC
KONNEX
PSTN
CEBus
N
ISDN
LON
N
N
Home
Network
N
N
xDSL
GSM/UMTS
CABLE
RESIDENTIAL
GATEWAY
N
ISO 8802.3
Ethernet LAN to PCs
IEEE1394
A/V Equipment/Digital TV
Bluetooth
SATV
802.11b
Another WAN
Another HAN
RF Links to
mobile, PC
and
Entertainment
Systems
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G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
43
Visión de red doméstica del UIT-T: Contexto de la
arquitectura MediaHomeNet
Dominio IPNet2Home
Dominio privado
RF
STB
Red de
acceso
BP
Módem
u
ONT
DVD
D-VHS
TV
EP
Plano AV
AV-HDD
EP
LC
PS
LC
BP
Tarjeta
EP
PC de audio
DVC
Impresora
DSC
MTA (VoIP)
BP
EP
EP
Plano PC
FAX
Teléfono
Video
inalámbrico EP teléfono
Plano
TEL/FAX
LC
Cámara de EP
supervisión
BP
Refrigerador
Horno de
microondas EP Aire acond.
Plano
electrodoméstico
Otros
Planos
Protocolo Internet (IP)
Protocolo Internet (IP)
Protocolo patentado
Clase acceso
a la vivienda (HA)
Clase puente
en la vivienda (HB)
Clase cliente
en la vivienda (HC)
Clase decodificador
en la vivienda (HD)
BP:
EP:
LC:
Punto frontera (boundary point)
Punto extremo (endpoint)
Convertidor de capas 1/2
(layer-1/2 converter)
PS: Servicios de portal (portal services)
MTA: Adaptador de terminal multimedios
(multimedia terminal adapter)
STP: Adaptador multimedios (set-top box)
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G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
44
Fin de la Sección 1
DEFINICIÓN Y ANTECEDENTES DE
RED DOMÉSTICA MULTIMEDIOS
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
45
2. REQUISITOS Y CAPACIDADES DE
RED DOMÉSTICA MULTIMEDIOS
2.1 Requisitos generales de red doméstica multimedios
2.2 Requisitos de red doméstica específicos de la
distribución de vídeo
2.3 Capacidades básicas de red doméstica
multimedios
2.4 Capacidades de red doméstica específicas de la
distribución de vídeo
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
46
2.1 Requisitos generales de red doméstica
multimedios
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
47
Requisitos de soporte de servicio en redes
domésticas
En esta subsección se describen los requisitos que deben
satisfacer las redes domésticas con objeto de asegurar la
distribución transparente de servicios de aplicaciones a los
usuarios. Estos requisitos se refieren a:
 La interfaz y calidad de funcionamiento del sistema.
 La calidad de servicio (QoS).
 La gestión de red.
 La seguridad.
 La gestión de direcciones de red.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
48
Requisitos fundamentales de interfaz y calidad de
funcionamiento para las redes domésticas
Los tres requisitos fundamentales de interfaz y calidad de
funcionamiento para las redes domésticas son los siguientes:
 Permitir que múltiples dispositivos domésticos compartan un mismo
punto de acceso al proveedor de (red) servicio de banda ancha (BSP).
 Permitir la utilización simultánea de múltiples tipos de servicio mediante
múltiples dispositivos domésticos.

La utilización de múltiples servicios está limitada por varios factores:



Las herramientas de gestión de la red de acceso que imponen parámetros de capa
de servicio.
La capacidad de la infraestructura de Internet y de la red de acceso para soportar la
carga de datos que exige el número de usuarios.
La capacidad de la infraestructura de la red doméstica para soportar las exigencias
de carga que le imponen sus usuarios.
 La tecnología de funcionamiento en red doméstica no debe afectar a la
calidad de funcionamiento (en sentido ascendente o descendente) de
los servicios distribuidos sobre la infraestructura de la red de acceso.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
49
Requisitos de calidad de funcionamiento de los
servicios de aplicaciones domésticas
Los medios de transmisión y los dispositivos domésticos en
funcionamiento en red doméstica deben controlarse o bien
limitarse para mantener los parámetros de calidad de
funcionamiento de los servicios de aplicaciones domésticas
dentro de límites especificados.
 La siguiente diapositiva muestra un conjunto de requisitos típicos
de calidad de funcionamiento en la red doméstica para servicios
IP y basados en paquetes.

En la Página de Notas asociada a la diapositiva siguiente se presenta una
descripción resumida de cada uno de los parámetros de calidad de
funcionamiento indicados en la diapositiva.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
50
Requisitos de calidad de funcionamiento en la red
doméstica para servicios IP y basados en paquetes
Servicio
Servicios de voz
Telefonía vocal de banda estrecha
con alta calidad
Telefonía vocal de banda estrecha
con baja calidad
Servicios de paquetes
dependientes del tiempo (por
ejemplo, videoconferencia)
Servicios de datos de alta
velocidad
Mejor servicio posible
(best-effort service)
Servicio QoS (SLA)
Flujo continuo de medios IP
Audio normalizado
Audio con calidad disco compacto
Flujo continuo de vídeo con baja
calidad
Flujo continuo de vídeo con alta
calidad
Vídeo con calidad radiodifusión
Televisión digital con definición
normalizada (SDTV)
Televisión de alta definición
(HDTV)
Prioridad
relativa
Velocidad de
carga útil MAC
(por tren)
Mínimo número
de trenes
simultáneos
8
(4 conversaciones
@ 2 trenes por
conversación)
8
(4 conversaciones
Baja a media
6 a 16 kbit/s
@ 2 trenes por
conversación)
4 a 13 kbit/s para
4
voz y 0,032 a (2 conversaciones
Alta
@ 2 trenes por
1,5 Mbit/s para
conversación)
audio/vídeo
Alta
32 a 64 kbit/s
Velocidad
mínima de
datos de
capa física
Tasa
máxima
de bits
erróneos
Latencia
máxima
Fluctuación de
fase máxima
750 kbit/s
106
5 ms nominal,
10 ms máxima
 5 ms
200 kbit/s
106
10 ms nominal,
30 ms máxima
 20 ms
8 Mbit/s
108
5 ms nominal,
10 ms máxima
para servicios en
dúplex completo
 5 ms
Baja
Hasta la máxima
velocidad
disponible en la
capa física
N/A
2 Mbit/s
106
500 ms
N/A
Media a alta
10 Mbit/s
2
10 Mbit/s
108
10 ms nominal,
30 ms máxima
 10 ms
Baja a media
96 a 256 kbit/s
192 a 256 kbit/s
(estéreo)
3
1 Mbit/s
106
200 ms
 20 ms
3
1 Mbit/s
108
100 ms
 10 ms
Media a alta
64 a 500 kbit/s
3
2 Mbit/s
106
100 ms
 10 ms
Alta
1,5 Mbit/s a
10 Mbit/s
1
10 Mbit/s
108
50 ms
 10 ms
Alta
3 a 7 Mbit/s
2
10 Mbit/s
108
Alta
19,68 a 38 Mbit/s
1
38 Mbit/s
108
Media
Retardo nominal Entre paquetes
de 90 ms
 10 ms
Retardo nominal Entre paquetes
de 90 ms
 10 ms
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
51
Requisitos de activación del servicio
 Instalación fácil de los dispositivos de la red doméstica.
 Autoactivación de los dispositivos conectados a la red
doméstica.
 Gestión de red a través de las interfaces de la red doméstica.

Ejemplos: asignación de dirección IP, seguridad, activación a distancia y
diagnósticos.
 Traducción de protocolo en los dispositivos de ‘puenteo’ de la
red doméstica.
 Conexión/desconexión de dispositivos domésticos sin efecto
sobre el funcionamiento de la red doméstica.
 Servicio de protección (cortafuego) operativo sobre múltiples
dispositivos de pasarela de la red doméstica y gestionado por el
usuario.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
52
Requisitos de gestión de red extremo a extremo
 Interfaz para gestión y diagnóstico de los servicios distribuidos a través







de la red doméstica.
Herramientas de diagnóstico del funcionamiento de la red doméstica.
Interfaz para el informe de eventos.
Funcionamiento autónomo de la red doméstica cuando ocurre pérdida
de conexión con el (los) proveedor(es) de servicio de banda ancha.
Recuperación fácil de la red doméstica después de interrupciones de
energía.
Visibilidad de los dispositivos domésticos desde el sistema de gestión
de red (NMS) de la red de banda ancha.
Sistema DNS simple en la pasarela de acceso para los clientes del
DNS dentro de los dispositivos domésticos IP.
Gestión de direcciones IP basado en red (WAN), con capacidad de
asignación local de direcciones IP en caso de falla del servicio de
asignación basado en red.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
53
Requisitos de soporte de calidad de servicio
 Mecanismo de QoS para extender el control de QoS hasta el





aparato de consumo.
Retransmisión inteligente de paquetes para minimizar el tráfico
dentro de la red doméstica.
Prioridad de servicio, con preferencia de los servicios recibidos
desde la red de banda ancha con respecto al tráfico generado
por los dispositivos conectados la red doméstica.
Integridad del servicio a través de la pasarela, aunque haya
aplicaciones de acceso activas tales como cortafuegos y
traductores de direcciones.
Señalización de QoS normalizada para activar mecanismos de
control de QoS específicos de la tecnología en escenarios con
múltiples tecnologías de red.
Caudal de datos de los dispositivos de interfaz que satisfaga o
exceda la carga global de las redes conectadas.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
54
Requisitos de seguridad
 Gestión a distancia de los cortafuegos de la red doméstica por el
proveedor de servicio.
 Interfaz para registro/mensajes de eventos de los cortafuegos.
 Autenticación y cifrado de los mensajes de gestión de los
cortafuegos para protegerlos contra supervisión y control no
autorizados.
 Autenticación de los dispositivos domésticos por el proveedor de
servicio.

Cuando se establece el servicio de un cliente, la autenticación de la
pasarela residencial debe ser automática en el sistema de activación
del proveedor de servicio.
 Acceso autorizado del cliente a los servicios de aplicaciones
domésticas.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
55
Requisitos de gestión de dirección de red
 Accesibilidad al dispositivo doméstico IP por el proveedor de







servicio de aplicaciones domésticas.
Autodireccionamiento de los dispositivos domésticos IP.
Escalabilidad de la adquisición y gestión de la dirección IP para
soportar aumentos en la cantidad de dispositivos domésticos IP.
Integridad del enrutamiento en la red de banda ancha, cualquiera
sea el direccionamiento IP en la red doméstica.
Multidireccionamiento no obligatorio para los dispositivos
domésticos.
Direccionamiento persistente de los dispositivos domésticos,
después de un ciclo de trabajo o la conmutación del proveedor de
Internet.
Interrupción del servidor de direcciones IP distante sin efectos sobre
las comunicaciones internas en la red doméstica.
Conservación deseable de las direcciones IP con enrutamiento
global y las direcciones privadas de gestión de la red doméstica.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
56
2.2 Requisitos de red doméstica específicos
de la distribución de vídeo
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
57
Requisitos de soporte de servicios de distribución de
vídeo en redes domésticas
Los servicios de vídeo son un negocio central de los operadores
de cable y por lo tanto la distribución del contenido de vídeo por
redes domésticas merece una consideración especial.
 La distribución de vídeo supone las mismas categorías de
prestaciones que las del funcionamiento en red IP general, pero
a menudo estas prestaciones deben cumplir requisitos más
estrictos y adicionales en el caso de vídeo.

Por ejemplo, se debe cumplir con requisitos específicos de QoS y de
protección de contenido para la distribución de contenido de vídeo.
 En las diapositivas de esta subsección se resumen las siguientes
categorías de requisitos para la distribución de vídeo:





Requisitos generales.
Protección de contenido.
Formato y transporte de vídeo.
Calidad de servicio.
Activación y gestión del aparato de vídeo.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
58
Requisitos generales de distribución de vídeo
 Múltiples tipos de fuentes de vídeo: Distribución doméstica de
fuentes de vídeo de radiodifusión y de unidifusión basadas en la
norma MPEG y basadas en IP.
 Distribución doméstica de vídeo en formato digital.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
59
Requisitos de protección de contenido
 Conjunto completo de reglas de gestión de derechos digitales






(p.ej., restricciones de copias, número de reproducciones, etc.)
para facilitar una amplia variedad de modelos comerciales.
Extensión de la protección de contenido a todos los dispositivos
que participan en la transmisión y/o recepción de vídeo.
Autenticación de todos los elementos que participan en la
transmisión y/o recepción de contenido de vídeo.
Soporte de criptación de contenido en las transmisiones de
vídeo en la vivienda.
Reglas de acceso condicional al contenido.
Mecanismos de protección del contenido independientes del
transporte en la vivienda.
Gestión dinámica de la información utilizada para proteger
contenido (p.ej., información de claves) por el proveedor del
servicio de distribución de vídeo.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
60
Requisitos de calidad de servicio
 Soporte de mecanismos de reservación de QoS estático (con




archivo de configuración o SNMP) y dinámico (RSVP).
Posibilidad de evaluación de la calidad de funcionamiento de
cada segmento físico de la red doméstica en un trayecto de
servicio.
Renegociación de los parámetros de reservación durante el
servicio.
Capacidad de administrar las políticas de gestión de QoS y el
control de admisión.
Estipulación de niveles de prioridad de servicio en la red
doméstica.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
61
Requisitos de formato y transporte de vídeo
 Soporte de sistemas de transporte de vídeo IP y no IP en las
redes domésticas.
 Soporte de múltiples formatos de codificación de vídeo en la red
doméstica (p.ej., MPEG 2/4, privado).
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
62
Requisitos de activación y gestión de aparatos de
vídeo
Requisitos de activación del aparato de vídeo:
 Acceso restringido de los flujos de direccionamiento y servicio.
 Activación de funciones específicas de vídeo.
Requisitos de gestión de los aparatos de vídeo:
 Activación de funciones específicas de vídeo.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
63
2.3 Capacidades básicas de red doméstica
multimedios
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
64
Capacidades básicas de redes domésticas
Las iniciativas de normalización de redes domésticas más
importantes muestran un alto grado de coincidencia en la
identificación de las capacidades básicas que pueden ser
requeridas en las instalaciones domésticas, las que se
distribuyen en las siguientes categorías principales:
 Gestión y activación de servicio.
 Direccionamiento y tratamiento de paquetes.
 Calidad de servicio (QoS).
 Seguridad.


Estas capacidades son recomendadas para satisfacer los requisitos de las
redes domésticas mencionados en la Subsección 2.1.
Muchas de estas capacidades son controladas por proveedores de
red/servicio, e involucran también a la pasarela de acceso.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
65
Capacidades de gestión y activación de servicio
 Gestión y configuración a distancia de la pasarela residencial.
 Proxy de gestión de pasarela residencial para dispositivos




domésticos basados en IP.
Activación automática de pasarelas residenciales.
Conversiones entre el protocolo IP y protocolos de domino
privado.
Consulta de servicios proporcionados por dispositivos
domésticos.
Detección de conexión y desconexión de dispositivos
domésticos.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
66
Capacidades de direccionamiento y tratamiento de
paquetes
 Traducción de dirección (una a varias y una a una) para los





dispositivos domésticos.
Direccionamiento sin traducción para los dispositivos domésticos
[para aplicaciones que no aceptan la traducción de dirección de
red (NAT)].
Protección del tráfico en la infraestructura de acceso contra las
comunicaciones entre los dispositivos domésticos.
Soporte de direccionamiento doméstico durante interrupciones
de la infraestructura de acceso.
Servidor simple de sistema de nombre de dominio (DNS) en la
pasarela residencial.
Gestión del direccionamiento y el tratamiento de paquetes de los
dispositivos no-IP (conversión, asignación, notificación y
recuperación de direcciones).
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
67
Capacidades para control de calidad de servicio
(QoS)
 Funcionalidad de puenteo de pasarelas residenciales para
mensajes de control de QoS desde/hacia las aplicaciones.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
68
Capacidades para gestión de la seguridad





Autenticación de pasarelas residenciales.
Mensajes seguros de gestión de pasarela residencial.
Descarga segura de archivos de configuración y de software.
QoS segura en el enlace de acceso.
Gestión a distancia del cortafuego de la pasarela residencial.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
69
2.4 Capacidades de red doméstica específicas
de la distribución de vídeo
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
70
Capacidades de red doméstica específicas de la
distribución de vídeo
Las principales capacidades de redes domésticas específicas de
la distribución de vídeo se agrupan en cinco categorías:
 Calidad de servicio.
 Protección de contenido.
 Activación de aparatos de vídeo.
 Gestión de aparatos de vídeo.

Estas capacidades consideran los requisitos más estrictos y
adicionales reconocidos para la distribución de vídeo.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
71
Capacidades para soporte de calidad de servicio
 Establecer trayectos con calidad de servicio en las redes
domésticas para la distribución de vídeo, al garantizar
parámetros tales como ancho de banda, fluctuación de fase y
retardo.
 Establecer prioridades de servicio en las redes domésticas,
permitiendo que unos trenes de vídeo tengan preferencia sobre
otros.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
72
Capacidades para protección de contenido
 Autenticación de todos los aparatos que participan en la
transmisión y/o consumo de contenido de vídeo.
 Definición de un conjunto completo de reglas comerciales para
protección de contenido y gestión de derechos de obras digitales
(restricciones de copia, cantidad de reproducciones, límites de
tiempo de observación, etc.).
 Criptación y descriptación de contenido de vídeo para
transmisión y consumo.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
73
Capacidades para activación y gestión de aparatos
de vídeo
Capacidad para activación de aparatos de vídeo:
 Control de la configuración de parámetros funcionales
particulares de la distribución de vídeo por las redes domésticas.
Capacidades para gestión de aparatos de vídeo:
 Control de la gestión de parámetros funcionales particulares de
la distribución de vídeo por redes domésticas.
 Control del informe de eventos de funciones particulares de la
distribución de vídeo por redes domésticas.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
74
Fin de la Sección 2
REQUISITOS Y CAPACIDADES DE
RED DOMÉSTICA MULTIMEDIOS
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
75
3. MODELO DE RED DOMÉSTICA
GENÉRICA
3.1 Modelo estratificado de red doméstica
3.2 Arquitectura funcional de red doméstica
genérica
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
76
3.1 Modelo estratificado de red doméstica
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
77
Modelo estratificado de red doméstica en el marco
NGN
(1/2)
Desde el punto de vista de la arquitectura funcional de las redes
de próxima generación (NGN), las redes domésticas son
representadas por un modelo estratificado que consiste de un
modelo de transporte y un modelo de aplicación.
 La red doméstica es una tecnología integrada que abarca desde
la transmisión física hasta el soporte de servicio, por lo es difícil
incluir todos los aspectos de una red doméstica en un solo
modelo arquitectural.
 El modelo estratificado de las redes domésticas está alineado
con aquel principio de las redes de próxima generación (NGN)
que establece la separación entre el proceso de provisión de
servicio y el funcionamiento de la red de transporte.

Este enfoque estratificado facilita las implementaciones de redes
domésticas basadas en diversas tecnologías de transporte, y destinadas a
suministrar múltiples servicios a los usuarios de extremo.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
78
Modelo estratificado de red doméstica en el marco
NGN
(2/2)
 Modelo de transporte de red doméstica:
El modelo de transporte describe cómo la red vincula los clientes
entre sí y transfiere los paquetes de datos a través de la red.
 El modelo de transporte de red domésticas se desarrolla en el marco
del estrato de transporte de la arquitectura funcional NGN.
 El modelo de transporte corresponde a tres capas: red, enlace de
datos y física, por lo que las funciones de conexión física, conexión
de enlace de datos y conmutación de paquetes son realizadas en
este modelo.
 Modelo de aplicación de red doméstica:
El modelo de aplicación describe las características que permite a
los usuarios interactuar con las redes, incluyendo la definición de
formatos de datos, diseño de servicios y diseño de interfaces.
 El modelo de aplicación de red doméstica se desarrolla en el marco
del estrato de servicio de la arquitectura funcional NGN.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
79
Modelo estratificado de red doméstica – Diagrama
conceptual
1 Funciones de dispositivoModelo de capa de aplicación
de capa de aplicación
2 Terminal IP/no-IP
Dominio primario
AGW
3 Terminal IP
4 Terminal no-IP
AGAF
5 Pasarela no-IP
Dominio secundario
Terminal
primario
Terminal
secundario
1
1
2
2
Modelo de capa de transporte
Red doméstica IP
NT
AGTF
Red doméstica no-IP
3
4
5
NT
AGW
AGAF
AGTF
Terminación de red
Pasarela de acceso
Función de capa de aplicación pasarela de acceso
Función de capa de transporte pasarela de acceso
Categoría de red
Dispositivo
Función de dispositivo
Función de dispositivo (opcional)
Nota: En la Secciones 4 y 6 de esta presentación se explica el rol de todas las
entidades funcionales del modelo de red doméstica que aparecen en este diagrama
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
80
3.2 Arquitectura funcional de red doméstica
genérica
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
81
Arquitecturas funcionales de red doméstica genérica
en el marco NGN
El modelo estratificado de red doméstica incluye varias
arquitecturas funcionales de capa, las que permiten considerar
por separado las funcionalidades de transporte y las
funcionalidades relacionadas con la provisión de los servicios.
 Modelo de aplicación:

Arquitectura de red doméstica genérica en la capa de aplicación.
 Modelo de transporte:

Arquitectura de red doméstica genérica (IP) en la capa de transporte.


Arquitectura de red doméstica genérica en el medio físico (protocolos
normalizados).


Alcance: capa 2 (subcapa puente MAC) y capa 3 (capa IP).
Alcance: capa 1 (específica de los medios) y capa 2 (subcapas MAC, LLC).
Arquitecturas de red doméstica de dominio privado de los medios
físicos (protocolos patentados).

Alcance: capa 1 (específica de los medios) y capa 2 (subcapas MAC, LLC).
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
82
Arquitecturas funcionales de red doméstica genérica
– Visión global en el marco NGN
Red Doméstica
Estrato de Servicio
Arquitectura de red doméstica genérica en la capa de aplicación
Red de
Acceso
Estrato de Transporte
Arquitectura de red doméstica genérica en la capa de transporte
Arquitectura de red
doméstica genérica
en el medio físico
Arquitectura de red
doméstica de dominio
privado del medio físico
Puente
MAC
Pulsar aquí para ver el diagrama de la arquitectura de red doméstica genérica en la capa de aplicación y
de la arquitectura de red doméstica genérica en la capa de transporte
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
83
Arquitecturas funcionales de red doméstica genérica
– Objetivos
Arquitectura de red doméstica en la capa de aplicación
 El objetivo principal de la arquitectura de red doméstica en al
capa de aplicación es definir las funcionalidades e interfaces
necesarias para soportar una amplia gama de servicios
multimedios y servicios tradicionales en el dominio de red
doméstica, con el nivel requerido de calidad de servicio (QoS),
seguridad y capacidad de gestión.
Arquitectura de red doméstica en la capa de transporte
 El objetivo principal de la arquitectura de red doméstica de la
capa de transporte es garantizar que la comunicación en la capa
de aplicación puede ser realizada sobre la capa de transporte.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
84
Arquitectura funcional de red doméstica genérica en
la capa de aplicación
En la arquitectura funcional de red doméstica en la capa de
aplicación se distinguen los siguientes tipos de elementos
funcionales:
 Terminales


Terminal primario, interactúa directamente con la red de acceso.
Terminal secundario, no tiene capacidad de interactuar directamente
con la red de acceso o necesita depender de otro terminal para
realizar esa interacción.
 Dominios de red


Dominio primario, es el área lógica de la red doméstica que
interconecta el terminal primario y la pasarela de acceso.
Dominio secundario, es un área lógica de la red doméstica que
interconecta terminales.
 Pasarela de acceso

Interconecta la red de acceso con el dominio primario de la red
doméstica.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
85
Arquitectura funcional de red doméstica genérica en
la capa de transporte
En la arquitectura funcional de red doméstica en la capa de transporte
se distinguen los siguientes tipos de elementos funcionales:
 Segmentos de red


Segmentos de red doméstica IP, que transportan datos IPv4 o IPv6.
Segmentos de red doméstica no-IP, que usan tecnologías específicas o
protocolos diseñados para comunicación de corto alcance.
 Pasarelas


Pasarela de acceso, localizada entre la red de acceso y el segmento de red
doméstica IP.
Pasarela no-IP, es una pasarela localizada entre el segmento de red
doméstica IP y un segmento de red doméstica no-IP.
 Terminales


Terminal IP, se conecta directamente al segmento de red doméstica IP.
Terminal no-IP, no puede conectarse directamente al segmento de red IP,
sino a través de una pasarela no-IP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
86
Arquitecturas funcionales de red doméstica genérica
– Diagramas
Red de acceso
(capa de aplicación)
Pasarela de
acceso
(función de capa
de aplicación)
Dominio primario
Terminal
primario
Dominio secundario
Terminal
secundario
Arquitectura de red doméstica genérica en la capa de aplicación
Terminal IP
(tipo a)
Pasarela de
acceso
Red de acceso
(función de capa
de transporte)
Segmento de
red doméstica IP
Segmento de
red doméstica no-IP
Terminal
no-IP
(de dominio privado)
(propietario)
Segmento de
red doméstica no-IP
Terminal
no-IP
(de dominio privado)
(propietario)
Terminal IP
(tipo b o c)
(capa de transporte)
Pasarela
no-IP
(propietaria)
Terminal
no-IP
(tradicional)
Arquitectura de red doméstica genérica (IP) en la capa de transporte
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
87
Fin de la Sección 3
MODELO DE RED DOMÉSTICA GENÉRICA
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
88
PARTE II: ARQUITECTURA FUNCIONAL
DE RED DOMÉSTICA GENÉRICA
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
89
4. ENTIDADES DE LA ARQUITECTURA DE RED
DOMÉSTICA EN LA CAPA DE APLICACIÓN
4.1 Dispositivos de la arquitectura de red doméstica en
la capa de aplicación
4.2 Dominios de red doméstica en la capa de
aplicación
4.3 Interfaces con redes externas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
90
4.1 Dispositivos de la arquitectura de red
doméstica en la capa de aplicación
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
91
Entidades de la arquitectura funcional de red
doméstica genérica en la capa de aplicación
La arquitectura de red doméstica genérica en la capa de
aplicación incluye los siguientes entidades funcionales:
 Dispositivos

Terminales





Terminal primario.
Terminal secundario.
Pasarela de acceso
Dispositivo puente
Función dispositivo
 Dominios


Dominio primario.
Dominio secundario.
 Red de acceso (capa de aplicación).
 Interfaces con redes externas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
92
Arquitectura funcional de red doméstica genérica en
la capa de aplicación – Diagrama
Red de acceso
(capa de aplicación)
Pasarela de
acceso
(función de capa
de aplicación)
Dominio primario
Terminal
primario
Dominio secundario
Terminal
secundario
Pulsar sobre cada entidad funcional de la red doméstica para ver una descripción resumida.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
93
Concepto Dispositivo
 Dispositivo:
Un dispositivo es una entidad física que implementa una o más
funciones.
Existen varios tipos de dispositivos en la arquitectura de red
doméstica en la capa de aplicación:
 Terminal
 Dispositivo puente
 Pasarela de acceso (access gateway, AGW).

Un dispositivo es referido algunas veces como una “caja”.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
94
Terminal
 Terminal:
Un terminal es un tipo de dispositivo que puede proporcionar un
servicio visible y/o una aplicación, tal como presentar contenido,
aceptar órdenes, etc.
En la arquitectura de red doméstica en la capa de aplicación, se
distinguen dos tipos de terminales:
 Terminales primarios.
 Terminales secundarios.

La diferencia clave entre ambos es que el terminal primario puede
interactuar con entidades funcionales externas a través de la pasarela de
acceso, mientras que el terminal secundario necesita el soporte del
terminal primario para interactuar con entidades externas.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
95
Terminal primario
 Terminal primario:
Es un dispositivo terminal que puede interactuar con la red de
acceso o la funcionalidad de servicio más allá de la red de acceso,
sin necesidad de ayuda de otro terminal; es el punto extremo de
servicio donde es terminado el servicio suministrado por el
proveedor de servicio.
 Puede presentar el servicio al usuario de extremo.
 Requiere un conjunto de protocolos basados en IP para proporcionar
capacidad de comunicación con un dispositivo fuera de la vivienda.


Un terminal primario no necesita tener capacidad IP si su comunicación
con entidades externas es hecha a través de un dispositivo puente que
ofrece traducción de protocolo entre protocolo IP y protocolo no-IP.
Un dispositivo terminal puede ser clasificado como un dispositivo
terminal primario cuando tiene a lo menos transparencia en el nivel
de aplicación y ofrece operación sincronizada con funciones externas.

Ejemplos de terminal primario: terminales que se pueden comunicar
directamente con sistemas tales como IMS o cabecera TVIP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
96
Terminal secundario
 Terminal secundario:
Es un dispositivo terminal que no tiene capacidad interactiva directa
con las entidades del lado de la red de acceso, o necesita depender
de un terminal primario para operar en red.
 Si un terminal secundario no tiene capacidad de comunicación IP, se
puede comunicar e interactuar con entidades funcionales externas si
un terminal primario proporciona una función de retransmisión que
hace un puente de señal entre el terminal secundario y la función
externa.

Ejemplos de terminal secundario: pantallas de TV y teléfonos inalámbricos;
estos dispositivos son instalados típicamente por el usuario de extremo y
conectados a un terminal primario tal como un IPTV-TD de red TVIP, y un
terminal VoIP, respectivamente.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
97
Pasarela de acceso
 Pasarela de acceso:
Una pasarela de acceso (AGW) es un dispositivo que permite el
intercambio de tráfico entre la red de acceso y la red doméstica, y
maneja también tráfico de tránsito dentro de la red doméstica.
 Una AGW puede opcionalmente terminar o transferir protocolos en
ambos lados de ella.


Una AGW puede ser implementada como un solo dispositivo en
combinación con una terminación de red (NT).


Algunos campos de cabecera de paquete (p.ej., dirección/puerto de
fuente/destino, ToS y TTL) pueden ser cambiados opcionalmente en la
AGW debido a razones de seguridad y/o gestión de QoS.
En este caso, la AGW debe tener la interfaz de red adecuada para la red
de acceso, y hace difícil conectar la AWG a otro tipo de red de acceso.
Una AGW puede ser implementada también como un dispositivo
autónomo separado de la terminación de red (NT).

En este caso, la AGW puede ser usada con varias redes de acceso, si las
especificaciones de capa 2 y 3 en la interfaz usuario red son compatibles.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
98
Pasarela de acceso – Diagrama de funciones
componentes
Pasarela de acceso (AGW)
….
Aplicac.
Aplicac.
Función de capa
de transporte
pasarela de acceso
(AGTF)
Función de capa
de aplicación
pasarela de acceso
(AGAF)
Control de red
Procesamiento IP/PPP
Red de Acceso
NT
WANT
LANT
Red Doméstica IP
NT:
Función de terminación de red.
WANT: Función de terminación de capas 1 y 2 en el lado WAN.
LANT: Función de terminación de capas 1 y 2 en el lado LAN.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
99
Dispositivo puente
 Dispositivo puente:
Un dispositivo puente es un dispositivo que maneja tráfico dentro de
la red doméstica.
 Las funcionalidades del dispositivo puente están confinadas bajo la
capa 3, por lo que un dispositivo puente es casi invisible desde la
perspectiva funcional del servicio.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
100
Modelo de función dispositivo
 Función dispositivo:
Una función es una entidad distinguible lógicamente que reside
típicamente dentro de un dispositivo
Un dispositivo es una implementación distinguible físicamente,
definida como un conjunto de funciones.
 Un dispositivo (p.ej., terminal, AGW) contiene una o más funciones;
cada función es responsable de una capa específica o categoría de
función (p.ej., decodificación, seguridad, control de red, etc.)
 Una función puede ser dividida en funciones más básicas, pero no es
necesario que una función sea una unidad mínima dentro de un
dispositivo.
Función
Función
Función
Función
Dispositivo
Modelo de función dispositivo
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
101
Función dispositivo – Ejemplos
Terminal
Aplicac. Aplicac. Aplicac.
Control de red
Red
Transmisión
Pasarela de acceso
Dispositivo puente
Aplicac. Aplicac. Aplicac.
Control de red
Red
de acceso
Procesamiento IP/PPP
WANT
G. Vásquez Y.
LANT
Red
doméstica
Red
doméstica
Red
Red
doméstica
Transmisión Transmisión
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
102
4.2 Dominios de red doméstica en la capa de
aplicación
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
103
Concepto Dominio
Un dominio es una zona lógica de control funcional
y gestión de una red o interred, en que las responsabilidades de
operación o provisión de funciones o servicios están bien
determinadas.
 Un dominio representa un conjunto de dispositivos que cumplen
un conjunto de requisitos.

Los dispositivos que residen dentro de un dominio tienen conformidad con
especificaciones establecidas en conjuntos coherentes de normas
internacionales (p.ej., Recomendaciones del UIT-T, normas ISO/IEC, o
normas RFC del IETF).
 En el modelo de red doméstica en la capa de aplicación, se
distingue dos tipos de dominio:


Dominio primario.
Dominio secundario.

Cada dominio de este modelo puede ser descompuesto en sub-dominio IP
y sub-dominio no-IP, que son categorías de dominios del modelo de red
doméstica en la capa de transporte.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
104
Dominio primario
 Dominio primario:
Es el área lógica de la red doméstica que interconecta el terminal
primario con la pasarela de acceso, y su rol es funcionar como una
extensión de la red de acceso.
 El tráfico sobre el dominio primario está asociado con el tráfico
hacia/desde la pasarela de acceso.
 Los dispositivos y el tráfico relacionado con el dominio primario
deben ser configurados para que sean alcanzables hacia/desde la
red de acceso, directamente o indirectamente (vía NAT).


NAT: traducción de dirección de red.
El dominio primario debe proporcionar el mismo nivel de desempeño
de la transmisión y características iguales a las proporcionadas por
la red de acceso (p.ej., QoS, seguridad y gestionabilidad).
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
105
Dominio secundario
 Dominio secundario:
Es el área lógica de la red doméstica que interconecta los
terminales primarios con los terminales secundarios, y su rol es
distribuir datos entre los dispositivos terminales.
 Los dispositivos terminales y el tráfico dedicado al dominio
secundario no necesitan ser configurados para ser alcanzables
hacia/desde la red de acceso.
 La asignación o generación local de direcciones IP, si se usa IP para
la transmisión en la red, es suficiente para este dominio.
G. Vásquez Y.
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106
Superposición de dominio
 Los dominios primario y secundario no necesitan
estar aislados físicamente; ellos pueden superponerse.
 La superposición de dominio consiste en la combinación de los
dominios primario y secundario en un solo segmento de red
física, donde los mismos medios de transmisión y dispositivos
son compartidos por los dos dominios.



La proliferación de tecnologías IP en el área de infraestructura de
banda ancha favorece la adopción de IP para los dominios primario y
secundario, y eso propicia la superposición de dominio.
Ventaja de la superposición de dominio:
mitiga la complejidad del cableado y el
Dominio
Dominio
costo del despliegue de la red doméstica. Dominio Primario y Secundario
Primario
Secundario
No es necesario que los dominios se
superpongan completamente.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
107
Ejemplo de superposición de dominio
La diapositiva siguiente ilustra un ejemplo de
superposición de dominio donde la pasarela de acceso (AGW),
el terminal primario, y el terminal secundario están conectados
vía un dispositivo puente.
 El flujo de datos entre la AGW y el terminal primario (flecha azul
en la figura) es considerado como una parte del dominio primario.
 El flujo de datos entre los terminales primario y secundario
(flecha roja en la figura) es considerado como una parte del
dominio secundario.
 Ambos flujos de datos comparten el mismo enlace de red entre
el dispositivo puente y el terminal primario, por lo que esta parte
de la red pertenece a un dominio superpuesto, constituido por la
superposición de los dominios primario y secundario.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
108
Ejemplo de superposición de dominio – Diagrama
Dominio superpuesto
Flujo de datos desde la red de acceso
Pasarela de
acceso
Dispositivo
puente
Terminal
primario
Red
de acceso
Flujo de datos
entre terminales
Terminal
secundario
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
109
4.3 Interfaces con redes externas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
110
Interfaces con redes externas
(1/2)
La red doméstica interfuncionará en general con redes externas
para establecer comunicación con dispositivos externos o
adquirir contenidos desde fuentes externas.
 Hay dos tipos de red externa que se espera que funcionen con la
red doméstica:


Red de acceso.
Red de difusión.
 La red doméstica requiere interfaces para comunicar con estos
dos tipos de red externa.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
111
Interfaces con redes externas
(2/2)
 Interfaz con la red de acceso


La red de acceso proporciona servicios de comunicación básicos
entre la red doméstica y nodos de servicio/funciones proporcionados
por operadores de red o proveedores de servicio.
Todo el tráfico desde/hacia la red de acceso debe ser transferido a
través de la función pasarela de acceso (AGW).
 Interfaz con la red de difusión



La red de difusión incluye segmento terrestre y satelital.
Estas redes proporcionan transmisión unidireccional de señales de
difusión hacia la red doméstica.
Dado que la señal de radio está disponible casi en todas partes de la
vivienda, una red de difusión puede estar conectada a la función
AGW, como también a las funciones terminal primario y terminal
secundario.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
112
Interfaces con redes externas – Diagrama
Red de
difusión
Pasarela de
acceso
Red de acceso
(capa de aplicación)
(función de capa
de aplicación)
Dominio primario
Terminal
primario
Dominio secundario
Terminal
secundario
Interfaz con red externa
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
113
Fin de la Sección 4
ENTIDADES DE LA ARQUITECTURA DE RED DOMÉSTICA
EN LA CAPA DE APLICACIÓN
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
114
5. ENTIDADES DE LA ARQUITECTURA DE RED
DOMÉSTICA EN LA CAPA DE TRANSPORTE
5.1 Segmentos de red en la capa de transporte
5.2 Dispositivos de red doméstica en la capa de transporte
5.3 Relación entre las arquitecturas de red doméstica de
la capa de transporte y de la capa de aplicación
5.4 Ejemplos de aplicación de la arquitectura de red
doméstica en la capa de transporte
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
115
5.1 Segmentos de red en la capa de transporte
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
116
Entidades de la arquitectura funcional de red
doméstica genérica en la capa de transporte
La arquitectura de red doméstica genérica en la capa de
transporte incluye los siguientes elementos funcionales:
 Segmentos de red



Red doméstica IP.
Red doméstica no-IP (red doméstica de dominio privado).
Red de acceso (capa de transporte).
 Dispositivos

Terminales



Terminal IP.
Terminal no-IP (terminal propietario o tradicional).
Pasarelas


Función de capa de transporte pasarela de acceso (access gateway
transport function, AGTF).
Pasarela no-IP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
117
Arquitectura funcional de red doméstica genérica en
la capa de transporte – Diagrama
Terminal
IP GW
(tipo a) no-IP
.
Pasarela de
acceso
Red de acceso
(función de capa
de transporte)
Segmento de
red doméstica IP
Segmento de
red doméstica no-IP
Terminal
no-IP
(propietario)
Terminal IP
(tipo b o c)
(capa de transporte)
Pasarela
no-IP
(propietaria)
Segmento de
red doméstica no-IP
Terminal
no-IP
(propietario)
Terminal
no-IP
(tradicional)
Pulsar sobre cada entidad de la arquitectura funcional de la red doméstica para ver una descripción resumida.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
118
Red doméstica IP
 Red doméstica IP:
La red doméstica IP es el segmento de red doméstica
que transporta datos en conformidad con el protocolo IPv4 o IPv6.
 La red doméstica IP corresponde al “dominio IPNet2Home” de la
arquitectura de red doméstica MediaHomeNet (Rec. UIT-T J.190).
 El terminal de la clase HB en la arquitectura MediaHomeNet puede
ser uno de los elementos que componen la red doméstica IP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
119
Red doméstica no-IP
 Red doméstica no-IP:
Una red doméstica no-IP está compuesta de una o
más redes, cada una de las cuales tiene su propia tecnología o
protocolo distinto de IP.
 La red doméstica no-IP corresponde al “dominio privado” de la
arquitectura de red doméstica MediaHomeNet (Rec. UIT-T J.190).
 El terminal de la clase HD en la arquitectura MediaHomenet puede
ser uno de los elementos que componen la red doméstica no-IP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
120
Red de acceso
 Red de acceso
La red de acceso proporciona conectividad entre la
red doméstica y los nodos de servicio/funciones suministrados por
operadores de red o proveedores de servicio.
 La red de acceso es terminada por la función de terminación de red
(Network Termination, NT).
 En general, el terminal IP y el terminal no-IP son conectados a la red
de acceso a través de la función de transporte pasarela de acceso
(AGTF)
 Por razones históricas, algunos terminales no-IP, o tradicionales,
suelen ser conectados directamente a la red de acceso por medio de
un divisor de señal (splitter) localizado en la red de acceso.


El divisor de señal (splitter) separa las señales de los servicios
tradicionales respecto del tren de señales agregadas que provienen de la
oficina central.
Ejemplos típicos: teléfono conectado directamente a un cable metálico;
STB conectado directamente a un cable coaxial.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
121
Red de acceso – Diagrama
Red de Acceso
Divisor
(Splitter)
(opcional)
Terminación
de red
(NT)
Función de
transporte
pasarela de
acceso (AGTF)
Terminal no-IP
(opcional)
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
122
5.2 Dispositivos de red doméstica en la capa de
transporte
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
123
Terminal IP
 Terminal IP:
Un terminal IP es una función de terminal que puede
ser conectada directamente a una red doméstica IP.
Hay tres tipos de terminales IP, dependiendo del tipo de terminal de
capa de aplicación que reside en su interior, primario o secundario.
 El terminal IP tipo (a) – soporta un terminal primario – recupera la
carga útil de los paquetes IP recibidos para la capa de aplicación y
luego envía paquetes de capa 3 no-IP para la capa de aplicación
(p.ej. de otro terminal no-IP).
 El terminal IP tipo (b) – soporta un terminal primario – recibe y envía
paquetes IP para la capa de aplicación (p.ej., de otro terminal IP(c)).
 El terminal IP tipo (c) – soporta un terminal secundario – sólo
recupera la carga útil de los paquetes IP para la capa de aplicación.


Ejemplos: STB (set-top box) o teléfono equipado con una interfaz IP.
El terminal IP corresponde al terminal clase HC o a un conjunto de
terminales HC y HD en la arquitectura de red doméstica MediaHomeNet
(Rec. UIT-T J.190).
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
124
Tipos de terminales IP – Diagramas
G. Vásquez Y.
Terminal primario
Terminal primario
Terminal secundario
Funciones de
dispositivo de
capa de aplicación
Funciones de
dispositivo de
capa de aplicación
Funciones de
dispositivo de
capa de aplicación
Terminal IP
(tipo a)
Terminal IP
(tipo b)
Terminal IP
(tipo c)
IP
L3
IP
IP
IP
L2/L1
L2/L1
L2/L1
L2/L1
L2/L1
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
125
Terminal no-IP
 Terminal no-IP (terminal propietario/tradicional):
Un terminal no-IP es una función de terminal que no
puede ser conectada directamente a las redes IP.
 Ejemplos: equipos tradicionales de TV, teléfonos, periféricos de PC
(impresoras).
 Un terminal tradicional que se conecta directamente a la red de
acceso – sorteando a la red doméstica – y soporta servicios no-IP
tradicionales tales como POTS o difusión de TV, es considerado
también como un terminal no-IP.

El terminal no-IP corresponde al terminal clase HD en la arquitectura de
red doméstica MediaHomeNet (Rec. UIT-T J.190).
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
126
Pasarela no-IP
 Pasarela no-IP:
Una pasarela no-IP conecta la red doméstica IP a las
redes domésticas no-IP.
 A diferencia del terminal IP tipo (a), la pasarela no-IP convierte
directamente los paquetes IP recibidos en paquetes no-IP de capa 3,
sin intervención de la capa de aplicación.

La pasarela no-IP corresponde al terminal clase HC en la arquitectura de
red doméstica MediaHomeNet (Rec. UIT-T J.190).
Pasarela No-IP
G. Vásquez Y.
IP
L3
L2/L1
L2/L1
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
127
Pasarela de acceso de capa de transporte (AGTF)
 Función de transporte pasarela de acceso:
La función de capa de transporte pasarela de acceso
(access gateway transport function, AGTF) conecta la red de
acceso a la red doméstica.
 Las capas 1 y 2 de la red de acceso son terminadas en la función
terminación de red (network termination, NT).
 La AGTF termina las capas 1 y 2 del lado de la red WAN usando una
función terminación del lado WAN (WANT), y termina las capas 1 y 2
del lado de la red doméstica usando una función terminación del lado
LAN (LANT).
 Sobre las funciones WANT y LANT se ejecuta la función de interfaz
intercapa “procesamiento IP/PPP”.
 Sobre la función de transporte pasarela de acceso (AGTF) se ejecuta
la función de capa de aplicación pasarela de acceso (AGAF).

La AGTF corresponde al terminal clase HA en la arquitectura de red
doméstica MediaHomeNet (Rec. UIT-T J.190).
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
128
Pasarela de acceso de red doméstica – Diagrama de
funciones componentes
Pasarela de acceso (AGW)
….
Aplicac.
Aplicac.
Función de capa
de transporte
pasarela de acceso
(AGTF)
Función de capa
de aplicación
pasarela de acceso
(AGAF)
Control de red
Procesamiento IP/PPP
Red de Acceso
NT
WANT
LANT
Red Doméstica IP
NT:
Función de terminación de red.
WANT: Función de terminación de capas 1 y 2 en el lado WAN.
LANT: Función de terminación de capas 1 y 2 en el lado LAN.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
129
Tipos de pasarelas de acceso de red doméstica
 La pasarela de acceso (access gateway, AGW)
de una red doméstica es un dispositivo físico que
contiene a lo menos las funciones AGTF y AGAF.
 Existen dos tipos de pasarelas de acceso de red doméstica:

Pasarela de acceso “tipo agregada o combinada”: además de AGTF
y AGAF, contiene la función terminación de red (NT).


En este caso, no es necesaria la función WANT, porque la NT desempeña
también el rol de la WANT.
Pasarela de acceso “tipo separada”: no contiene una función
terminación de red (NT).
AGW
AGW
AGAF
NT
AGTF
AGAF
Red doméstica IP
Pasarela de acceso tipo combinada
G. Vásquez Y.
NT
AGTF
Red doméstica IP
Pasarela de acceso tipo separada
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
130
Función terminación de red (NT) en el lado WAN de
la pasarela de acceso de red doméstica
La función terminación de red (NT) en el lado WAN de la
pasarela de acceso es el punto de terminación de la red de
acceso, y puede tomar distintas formas concretas, según el
entorno de servicio de red (WAN) externa a la red doméstica.
 Un módem de cable es la NT en el entorno del servicio de banda
ancha por cable,
 Un módem de línea de abonado digital (DSL) es la NT en el
entorno del servicio de banda ancha DSL.
 Una terminación de red óptica (ONT) es la NT en el entorno del
servicio de una red de acceso óptica.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
131
5.3 Relación entre las arquitecturas de red doméstica en
la capa de transporte y en la capa de aplicación
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
132
Ejemplo de configuración física basada en las dos
arquitecturas de red doméstica genérica
La siguiente diapositiva muestra un ejemplo de configuración física que
puede ayudar a comprender la relación entre las arquitecturas de red
doméstica en la capa de transporte y en la capa de aplicación:
 El dominio primario es proporcionado sobre una red doméstica IP y el
dominio secundario es proporcionado sobre una red doméstica no-IP.
 El terminal primario contiene un terminal IP (tipo a) y una función de
dispositivo de capa de aplicación (application layer device function,
ALDF); el terminal secundario contiene un terminal no-IP y una ALDF.

El terminal IP (tipo a) y el terminal no-IP residen en la capa de transporte.
 La pasarela de acceso (AGW) (tipo pasarela agregada) contiene las
funciones NT, AGTF y AGAF.


La AGW termina la dirección IP pública e interactúa con un terminal IP (tipo
a) mediante una dirección IP local; el terminal IP (tipo a) interactúa con el
terminal no-IP mediante un protocolo no-IP (L3).
La ALDF en el terminal primario interactúa con las funciones en la capa de
aplicación de la red del operador vía la AGAF en la AGW, e interactúa con la
ALDF del terminal secundario a nivel de aplicación.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
133
Ejemplo de configuración física basada en las dos
arquitecturas de red doméstica genérica – Diagrama
Red doméstica
Red del
operador
Pasarela de acceso
Dominio
primario
Capa de
aplicación
AGAF
Red
doméstica IP
AGTF
Enrutador
IP
Capa de
transporte
(Red de
acceso)
G. Vásquez Y.
Terminal
secundario
Terminal primario
Funciones de
dispositivo en
capa de aplicación
Terminal IP
(tipo a)
Dominio
secundario
Red
doméstica
no-IP
Funciones de
dispositivo
en capa de
aplicación
Terminal
no-IP
IP
IP
IP
L3
L3
NT
AGAF.
LANT
L2/L1
L2/L1
L2/L1
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
134
Flujos típicos sobre la arquitectura funcional de red
doméstica genérica en la capa de transporte
La configuración física de red doméstica del ejemplo anterior facilita la
identificación de tres flujos típicos de tráfico en la capa 3 de la
arquitectura funcional de red doméstica genérica, que son ilustrados en
diapositiva siguiente.
 Flujo 1: el terminal IP (tipo a), actuando como terminal primario, recibe
paquetes desde la pasarela de acceso (AGW) vía la red doméstica IP,
y luego los distribuye al terminal no-IP, actuando como terminal
secundario, vía la red doméstica no-IP.
 Flujo 2: el terminal IP (tipo b), actuando como terminal primario, recibe
paquetes desde la AGW vía la red doméstica IP, y luego los distribuye
al terminal IP (tipo c) actuando como terminal secundario, también vía
la red doméstica IP.

Nota: Los terminales IP tipo b) y tipo c) pueden ser combinados; en tal caso, el
terminal IP (tipos b y c) actúa como terminal primario y terminal secundario.
 Flujo 3: La pasarela no-IP recibe paquetes desde la AGW vía la red
doméstica IP, y luego los reenvía al terminal no-IP actuando como
terminal primario vía la red doméstica no-IP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
135
Flujos típicos sobre la arquitectura funcional de red
doméstica genérica en la capa de transporte – Diagrama
Red doméstica IP
Pasarela
de acceso
Terminal
IP GW
(tipo a) no-IP
.
Red doméstica no-IP
Terminal
no-IP
Red doméstica no-IP
Terminal
no-IP
Flujo 1
Terminal IP
(tipo b)
Red de acceso
(capa de transporte)
NT
AGTF
Flujo 2
Terminal IP
(tipo c)
Flujo 3
Pasarela
no-IP
Terminal
no-IP
(tradicional)
NT
Terminación de red
AGTF Función de capa de transporte pasarela de acceso
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
136
Conexiones típicas y flujos de datos asociados en la
capa física de red doméstica – Diagrama
Red de acceso
Red doméstica
Nodos de servicio
Terminal
1
Pasarela
doméstica/
de acceso
(HGW/AGW)
4
Terminal
6
2
5
Conmutador
Terminal
3
(1) y (2) proporcionan conexión entre dos terminales y
dos nodos de servicio diferentes.
(3) permite que dos terminales se comuniquen a través
de la HGW (la HGW actúa como un hub).
Terminal
(4) conecta dos dispositivos domésticos a través de un
dispositivo externo, por ejemplo un conmutador; el
tráfico no pasa a través de la HGW.
(5) es una conexión directa de terminal a terminal; el
tráfico no pasa a través de la HGW.
(6) es una combinación de los casos (3) y (4); el tráfico Pulsar sobre el número identificador de cada
pasa a través del hub (HGW) y un conmutador.
flujo de datos para ver una breve explicación.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
137
Visión de conjunto del modelo estratificado de red
doméstica
La figura de la diapositiva siguiente resume la relación entre las
dos arquitecturas genéricas de red doméstica que permiten
describirla separadamente en la capa de transporte y en la capa
de aplicación.
 La pasarela de acceso (AGW) es un dispositivo físico que
contiene a lo menos las funciones AGTF y AGAF. Además,
puede contener opcionalmente la función NT.
 El terminal primario y el terminal secundario son dispositivos
físicos que contienen funciones de dispositivo de capa de
aplicación y también funciones de terminal de capa de transporte,
tal como un terminal IP o un terminal no-IP.
 El terminal primario puede contener un terminal IP o un terminal
no-IP. El terminal secundario puede contener también un
terminal IP o un terminal no-IP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
138
Modelo estratificado de red doméstica – Diagrama
conceptual
1 Funciones de dispositivoModelo de capa de aplicación
de capa de aplicación
2 Terminal IP/no-IP
Dominio primario
AGW
3 Terminal IP
4 Terminal no-IP
AGAF
5 Pasarela no-IP
Dominio secundario
Terminal
primario
Terminal
secundario
1
1
2
2
Modelo de capa de transporte
Red doméstica IP
NT
AGTF
Red doméstica no-IP
3
4
5
NT
AGW
AGAF
AGTF
Terminación de red
Pasarela de acceso
Función de capa de aplicación pasarela de acceso
Función de capa de transporte pasarela de acceso
Categoría de red
Dispositivo
Función de dispositivo
Función de dispositivo (opcional)
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
139
5.4 Ejemplos de aplicación de la arquitectura de
red doméstica en la capa de transporte
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
140
Aplicaciones de la arquitectura de red doméstica
genérica – Ejemplos
Las diapositivas siguientes describen cinco ejemplos de
aplicación de la arquitectura de red doméstica genérica en la
capa de transporte.
 El escenario de red doméstica considerado consiste en un
dominio de usuario TVIP (televisión por el protocolo IP), que es
uno de los cuatro dominios que intervienen en la provisión de
servicio de TVIP (ver figura de diapositiva siguiente).

Los dominios de la TVIP son: (i) dominio de usuario, (ii) dominio de
proveedor de red, (iii) dominio de proveedor de servicio, y (iv) dominio de
proveedor de contenido.
 En los cinco casos de ejemplo de aplicación de la arquitectura
de red doméstica, se tiene la siguiente situación común:


El tráfico TVIP es almacenado primero en un terminal primario, como
resultado de su interacción con un IMS o un sistema de cabecera de
red TVIP.
El tráfico TVIP es distribuido luego a un terminal secundario.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
141
Localización de la arquitectura de red doméstica
genérica en el marco de un sistema TVIP
Sistema TVIP
Arquitectura de red doméstica
Termin.
IP
Red de
acceso
Dominio de
proveedor de contenido
G. Vásquez Y.
Dominio de
proveedor de servicio
Pasarela
de acceso
Dominio de
proveedor de red
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Red doméstica no-IP
Termin.
no-IP
Red
doméstica IP
Dominio de usuario
142
Aplicación de la arquitectura de red doméstica
genérica – Caso 1
Caso 1:
 La figura de este caso muestra el Flujo 1 de la capa 3 de la
arquitectura de red doméstica (flecha gruesa).
 La función de capa de transporte pasarela de acceso (AGTF) de
la pasarela da acceso (AGW) termina la dirección IP pública y
luego la traduce en direcciones IP locales.
 El terminal IP (tipo a) del terminal primario termina el tráfico IP
local, y sus funciones de dispositivo de capa de aplicación (ALDF)
terminan el tráfico TVIP.
 El tráfico TVIP que entrega el terminal IP (tipo a) del terminal
primario puede ser distribuido finalmente a las ALDFs del
terminal secundario sobre un protocolo L3 no-IP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
143
Aplicación de la arquitectura de red doméstica
genérica – Diagrama del Caso 1
Pasarela de acceso
Terminal primario
Terminal
secundario
AGAF
ALDFs
ALDFs
Red de
acceso
AGAF
AGTF
ALDF
LANT
NT
Red
doméstica IP
AGTF
Terminal IP
(tipo a)
Red
doméstica
no-IP
Terminal
no-IP
IP
IP
IP
L3
L3
NT
AGAF.
LANT
L2/L1
L2/L1
L2/L1
Función de capa de aplicación pasarela de acceso
Función de capa de transporte pasarela de acceso
Función de dispositivo de capa de aplicación
Función de terminación de capas 1 y 2 en el lado LAN
Terminación de red
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
144
Aplicación de la arquitectura de red doméstica
genérica – Caso 2
Caso 2:
 La figura de este caso muestra el Flujo 2 de la capa 3 de la arquitectura
de red doméstica (flecha gruesa).
 Este caso se enfoca en la interacción entre los dos terminales IP: el
terminal IP (tipo b) del terminal primario y el terminal IP (tipo c) del
terminal secundario.
 Los dos terminales IP pueden interactuar directamente en la red
doméstica IP, pero es preferible que esta interacción tenga lugar vía la
AGTF, porque la AGTF puede controlar la QoS de cada flujo IP.


Se supone que el flujo desde el sistema de cabecera de red viaja en sentido
descendente hasta los otros terminales IP, que no se muestran en la figura.
Este flujo descendente puede ser afectado por el flujo desde el terminal IP
(tipo b) hasta el terminal IP (tipo c), a menos que este último flujo sea
controlado.
La AGTF puede controlar la QoS en tal caso, donde el control de QoS puede
ser a nivel IP o a nivel Ethernet.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
145
Aplicación de la arquitectura de red doméstica
genérica – Diagrama del Caso 2
Pasarela de acceso
Terminal primario
Terminal
secundario
AGAF
ALDFs
ALDFs
Red de
acceso
AGAF
AGTF
ALDF
LANT
NT
Red
doméstica IP
AGTF
Terminal IP
(tipo b)
Red
doméstica IP
Terminal IP
(tipo c)
IP
IP
IP
IP
IP
NT
AGAF.
LANT
L2/L1
L2/L1
L2/L1
Función de capa de aplicación pasarela de acceso
Función de capa de transporte pasarela de acceso
Función de dispositivo de capa de aplicación
Función de terminación de capas 1 y 2 en el lado LAN
Terminación de red
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
146
Aplicación de la arquitectura de red doméstica
genérica – Caso 3
Caso 3:
 La figura de este caso muestra el Flujo 3 de la capa 3 de la
arquitectura de red doméstica (flecha gruesa).
 La AGTF de la AGW termina la dirección IP pública y luego la
traduce en direcciones IP locales (igual que en el Caso1).
 Una pasarela no-IP termina la dirección IP local y luego la
traduce directamente en un protocolo L3 no-IP (diferencia con el
Caso 1).

En este caso, el tráfico TVIP es terminado en el terminal no-IP del
terminal primario.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
147
Aplicación de la arquitectura de red doméstica
genérica – Diagrama del Caso 3
Pasarela de acceso
Terminal
primario
AGAF
ALDFs
Red de
acceso
AGAF
AGTF
ALDF
LANT
NT
Red
doméstica IP
AGTF
Pasarela no-IP
Red
doméstica
no-IP
Terminal
no-IP
IP
IP
IP
L3
L3
NT
AGAF.
LANT
L2/L1
L2/L1
L2/L1
Función de capa de aplicación pasarela de acceso
Función de capa de transporte pasarela de acceso
Función de dispositivo de capa de aplicación
Función de terminación de capas 1 y 2 en el lado LAN
Terminación de red
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
148
Aplicación de la arquitectura de red doméstica
genérica – Caso 4
Caso 4:
 La figura de este caso muestra el Flujo 1 de la capa 3 de la
arquitectura de red doméstica (flecha gruesa).
 El terminal IP (tipo a) termina la dirección IP pública en vez de
hacerlo la AGTF de la AGW (diferencia con el Caso 1).

En este caso, el proveedor de red (NP) asigna direcciones IP de la
AGW como también del terminal primario.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
149
Aplicación de la arquitectura de red doméstica
genérica – Diagrama del Caso 4
Pasarela de acceso
Terminal primario
Terminal
secundario
AGAF
ALDFs
ALDFs
Red de
acceso
AGAF
AGTF
ALDF
LANT
NT
Red
doméstica IP
AGTF
Terminal IP
(tipo a)
Red
doméstica
no-IP
Terminal
no-IP
IP
IP
IP
L3
L3
NT
AGAF.
LANT
L2/L1
L2/L1
L2/L1
Función de capa de aplicación pasarela de acceso
Función de capa de transporte pasarela de acceso
Función de dispositivo de capa de aplicación
Función de terminación de capas 1 y 2 en el lado LAN
Terminación de red
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
150
Aplicación de la arquitectura de red doméstica
genérica – Caso 5
Caso 5:
 La figura de este caso muestra el Flujo 1 de la capa 3 de la
arquitectura de red doméstica (flecha gruesa).
 La AGTF de la AGW termina el protocolo PPP (diferencia con el
Caso 1).

Los paquetes IP con direcciones IP locales en la red doméstica IP
son encapsulados/desencapsulados en este protocolo PPP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
151
Aplicación de la arquitectura de red doméstica
genérica – Diagrama del Caso 5
Pasarela de acceso
Terminal primario
Terminal
secundario
AGAF
ALDFs
ALDFs
Red de
acceso
AGAF
AGTF
ALDF
LANT
NT
Red
doméstica IP
AGTF
Terminal IP
(tipo a)
Red
doméstica
no-IP
Terminal
no-IP
PPP
IP
IP
L3
L3
NT
AGAF.
LANT
L2/L1
L2/L1
L2/L1
Función de capa de aplicación pasarela de acceso
Función de capa de transporte pasarela de acceso
Función de dispositivo de capa de aplicación
Función de terminación de capas 1 y 2 en el lado LAN
Terminación de red
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
152
Fin de la Sección 5
ENTIDADES DE LA ARQUITECTURA DE RED DOMÉSTICA
EN LA CAPA DE TRANSPORTE
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
153
6. DIRECCIONAMIENTO IP EN LA RED
DOMÉSTICA
6.1 Contexto de la asignación de direcciones IP
en la red doméstica
6.2 Esquemas de asignación de direcciones IP
en la red doméstica
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
154
6.1 Contexto de la asignación de direcciones IP
en la red doméstica
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
155
Puertos en la red doméstica identificados por
direcciones IP
 Una de las funciones importantes proporcionadas por redes
NGN es la gestión de dirección IP.
 Existen dos tipos de direcciones IP:


Direcciones IPv4: direcciones IP privadas y direcciones IP públicas.
Direcciones IPv6: direcciones IP globales, direcciones IP de enlace
local, y direcciones IP locales únicas.
 En el escenario de una red doméstica IP, hay varios puertos que
pueden ser identificados por direcciones IP:


Puerto 1a y Puerto 1b, en la pasarela de acceso, conectados a la red
de acceso.
Puerto 2 y Puerto 3, en la pasarela de acceso y en un terminal IP
respectivamente, conectados a la red doméstica IP.
Pasarela de
acceso
Red de
acceso
Puerto 1a
G. Vásquez Y.
Puerto 1b
Red
doméstica IP
Puerto 2
Terminal
IP
Puerto 3
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
156
Asignadores de direcciones IP en la red doméstica
 Se distingue tres clases de asignadores de direcciones IP:



Proveedores de red (NPs).
Proveedores de servicio (SPs).
Usuarios de extremo (EUs).
 El SP proporciona conectividad IP a otras redes, tales como
aquellas de los ISPs (proveedores de servicios Internet) o de los
VSPs (proveedores de servicios de voz).

Para ofrecer sus servicios, cada SP tiene su servidor en su oficina
central, el cual envía o recibe paquetes IP hacia o desde los
terminales IP de los EUs.
 El NP suministra normalmente una red de acceso entre el
servidor del SP y el terminal IP del EU.

Puede ocurrir el caso en que el SP suministra la red de acceso que
ha contratado previamente a un NP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
157
6.2 Esquemas de asignación de direcciones IP
en la red doméstica
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
158
Esquemas de asignación de direcciones IP en la red
doméstica
Considerando los asignadores de direcciones IP y los puertos de
una red doméstica identificados por direcciones IP, es posible
identificar varios casos en términos de cuál es el puerto al que se
asigna una dirección IP y cuál es el asignador de esa dirección
IP. Estos casos son agrupados en tres categorías o esquemas
de direccionamiento IP:
 Esquema A: incluye cuatro casos en los que se usa el protocolo
IP (IPv4 o IPv6) en la red de acceso.
 Esquema B: incluye dos casos en los que se usa el protocolo
PPP a través de la red de acceso.
 Esquema C: corresponde un caso en que se usa el protocolo
PPP a través de la red de acceso y la red doméstica IP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
159
Esquema A de asignación de direcciones IP en la red
doméstica – Casos típicos
Esquema A de direccionamiento IP:
Se usa IPv4 o IPv6 en la red de acceso
Caso 1
Red de
acceso
Pasarela de
acceso
Puerto 1a Puerto 1b
Caso 2
Red de
acceso
Red de
acceso
NP: Proveedor de red
SP: Proveedor de servicio
EU: Usuario de extremo
G. Vásquez Y.
Red de
acceso
: Dirección IP asignada por el NP
Puerto 3
Puerto 2
Terminal
IP
Puerto 3
Red
doméstica IP
Puerto 2
Pasarela
de acceso
Puerto 1 Puerto 1b
Terminal
IP
Red
doméstica IP
Pasarela
de acceso
Puerto 1 Puerto 1b
Caso 4
Puerto 2
Pasarela de
acceso
Puerto 1a Puerto 1b
Caso 3
Red
doméstica IP
Terminal
IP
Puerto 3
Red
doméstica IP
Puerto 2
: Dirección IP asignada por el SP
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Terminal
IP
Puerto 3
: Dirección IP asignada por el EU
160
Esquema A de asignación de direcciones IP en la red
doméstica – Caso 1
Esquema A (que usa el protocolo IP en la red de acceso) –
Caso 1:
 El NP asigna una dirección IP al Puerto 1a.
 El SP asigna una dirección IP al Puerto 1b con el propósito que
el servidor del SP se comunique con el Puerto 3 (del terminal IP).

La función de capa de transporte pasarela de acceso (AGTF) en la
pasarela de acceso debe poseer la función de traducción de
dirección IP del puerto del servidor/Puerto 1b asignada por el SP a la
dirección IP del Puerto 2/Puerto 3 asignada por el EU.
 El EU asigna una dirección IP local al Puerto 2/Puerto 3, para lo
cual existen dos posibilidades:


El EU asigna manualmente una dirección IPv4 local al Puerto
2/Puerto 3
El EU usa el protocolo de configuración de host dinámica (DHCP) en
la AGTF, la cual asigna automáticamente una dirección IPv4 local al
Puerto 2/Puerto 3.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
161
Esquema A de asignación de direcciones IP en la red
doméstica – Caso 2
Esquema A (que usa el protocolo IP en la red de acceso) –
Caso 2:
 El NP asigna una dirección IP al Puerto 1a.
 El SP asigna una dirección IP al Puerto 1b.
 El SP asigna además las direcciones IP que van a ser usadas en
el Puerto 2/Puerto 3, en vez de hacerlo el EU.


Este es el caso típico donde se usa IPv6.
El SP asigna un prefijo IPv6 a la función de capa de transporte
pasarela de acceso (AGTF), y ésta asigna una dirección IPv6 al
Puerto 2/Puerto 3 (mediante procedimientos con conocimiento de
estado o sin conocimiento de estado).
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
162
Esquema A de asignación de direcciones IP en la red
doméstica – Caso 3 y Caso 4
Esquema A (que usa el protocolo IP en la red de acceso) –
Caso 3 y Caso 4:
 En estos dos casos, el SP proporciona la red de acceso en vez
del NP, o el NP y el SP son la misma entidad.
 Los Puertos 1a y 1b pueden ser unificados en el Puerto 1,
porque el SP es el único asignador de dirección IP del Puerto 1.
 En el Caso 3, el EU asigna una dirección IP local al Puerto
3/Puerto 4 (igual que en el Caso 1).
 En el Caso 4, el SP asigna las direcciones IP del Puerto 2/Puerto
3, en vez de hacerlo el EU (igual que en el Caso 2).
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
163
Esquema B de asignación de direcciones IP en la red
doméstica – Casos típicos
Esquema B de direccionamiento IP:
Se usa PPP en la red de acceso
Caso 5
Red de
acceso
PPP
Caso 6
Red de
acceso
PPP
NP: Proveedor de red
SP: Proveedor de servicio
EU: Usuario de extremo
G. Vásquez Y.
Red
doméstica IP
Pasarela
de acceso
Puerto 1 Puerto 1b
Puerto 2
: Dirección IP asignada por el NP
Puerto 3
Red
doméstica IP
Pasarela
de acceso
Puerto 1 Puerto 1b
Terminal
IP
Puerto 2
: Dirección IP asignada por el SP
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Terminal
IP
Puerto 3
: Dirección IP asignada por el EU
164
Esquema B de asignación de direcciones IP en la red
doméstica – Caso 5
Esquema B (que usa del protocolo PPP en la red de acceso) –
Caso 5:
 El SP utiliza PPP para alcanzar la pasarela de acceso.
 El SP asigna una dirección IP al Puerto 1 con el propósito que el
servidor del SP se comunique con el Puerto 3 (del terminal IP).

La función de capa de transporte pasarela de acceso (AGTF) en la
pasarela de acceso debe poseer la función de traducción de
dirección IP del puerto del servidor/Puerto 1 asignada por el SP a la
dirección IP del Puerto 2/Puerto 3 asignada por el EU.
 El EU asigna una dirección IP local al Puerto 2/Puerto 3, de
manera similar al Caso 1.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
165
Esquema B de asignación de direcciones IP en la red
doméstica – Caso 6
Esquema B (que usa del protocolo PPP en la red de acceso) –
Caso 6:
 El SP utiliza PPP para alcanzar la pasarela de acceso.
 El SP asigna una dirección IP al Puerto 1 con el propósito que el
servidor del SP se comunique con el Puerto 3 (del terminal IP).
 El SP asigna además las direcciones IP del Puerto 2/Puerto 3,
en vez de hacerlo el EU, de manera similar al Caso 2.

La pasarela de acceso no necesita realizar traducción de dirección IP,
porque sólo encapsula los paquetes IP mediante el protocolo PPP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
166
Esquema C de asignación de direcciones IP en la
red doméstica – Caso típico
Esquema C de direccionamiento IP:
Se usa PPP en la red de acceso y en la red doméstica
Caso 7
Red de
acceso
PPP
NP: Proveedor de red
SP: Proveedor de servicio
EU: Usuario de extremo
G. Vásquez Y.
Red
doméstica IP
Pasarela
de acceso
Puerto 1 Puerto 1b
: Dirección IP asignada por el NP
Puerto 2
: Dirección IP asignada por el SP
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Terminal
IP
Puerto 3
: Dirección IP asignada por el EU
167
Esquema C de asignación de direcciones IP en la
red doméstica – Caso 7
Esquema C (que usa del protocolo PPP en la red de acceso y a
través de la red doméstica) – Caso 7
 El SP utiliza PPP en la red de acceso y a través de la red
doméstica para alcanzar el terminal IP.
 El SP asigna simplemente una dirección IP al Puerto 3 del terminal IP.

La pasarela de acceso no necesita realizar traducción de dirección IP,
porque sólo encapsula los paquetes IP mediante el protocolo PPP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
168
Casos posibles de esquemas de direccionamiento IP
en la red doméstica – Cuadro resumen
Esquema Caso
A
1
2
3
4
B
5
6
C
(1)
(2)
(3)
(4)
7
Puertos 1, 1a, 1b
Puerto 2
Puerto 3
El NP asigna la dirección IP del El EU asigna localmente
puerto 1a; el SP asigna la
la dirección IP.(1)
dirección IP del puerto 1b.(3)
El SP asigna la dirección
IP.(2)
El EU asigna localmente
la dirección IP.(1)
El SP asigna la dirección IP del El EU asigna localmente
puerto 1, al que se le asigna
la dirección IP.(1)
esa sola dirección IP.
El SP asigna la dirección
IP.(2)
El EU asigna localmente
la dirección IP.(1)
Dado que el SP utiliza PPP
para alcanzar la pasarela de
acceso, el SP asigna la
dirección IP del puerto 1.
El EU asigna localmente
la dirección IP.(1)
El EU asigna localmente
la dirección IP.(1)
El SP asigna la dirección
IP.(2)
El SP asigna la dirección
IP.(2)
El SP asigna la dirección El SP asigna la dirección
IP.(2)
IP.(2)
Dado que el SP utiliza PPP para alcanzar el terminal IP, el SP asigna una dirección
IP sólo al puerto 3.(4)
Este es el caso típico donde se usa IPv4. El EU asigna manualmente una dirección IPv4 local al puerto 2/puerto 3 o usa
DHCP en la AGTF, la cual asigna automáticamente una dirección IPv4 local al puerto 2/puerto 3.
Este es el caso típico donde se usa IPv6. El SP asigna un prefijo IPv6 a la AGTF, la cual proporciona una dirección IPv6
al puerto 2/puerto 3 (mediante procedimientos con conocimiento de estado o sin conocimiento de estado).
Este es un caso donde se usa tunelado IPv4/v6 o IPv6/v4.
Puede existir un caso donde se usa IP en vez de PPP.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
169
Fin de la Sección 6
DIRECCIONAMIENTO IP EN LA RED DOMÉSTICA
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
170
7. GESTIÓN DE DISPOSITIVOS DE RED
DOMÉSTICA
7.1 Antecedentes de la gestión de dispositivos
de red doméstica
7.2 Esquemas de gestión de dispositivos de
red doméstica
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
171
7.1 Antecedentes de la gestión de dispositivos
de red doméstica
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
172
Dispositivos de red doméstica gestionados a
distancia
Los dispositivos de la red doméstica en la capa de aplicación
que se comunican con la red de acceso por medio del terminal IP
o el terminal no-IP deben ser gestionados por un servidor de
gestión a distancia (remote management server, RMS) de
propiedad del proveedor de red o del proveedor de servicio.

Esto se debe a que el terminal primario en la capa de aplicación, que es el
punto extremo de servicio, es soportado por el terminal IP o por el terminal
no-IP en la capa de transporte.
 La pasarela de acceso (AWG) debe ser gestionada directamente
por el RMS.
 Las funciones de gestión de dispositivo de red doméstica
incluyen:



Configuración.
Supervisión local.
Mantenimiento.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
173
Protocolos de gestión de pasarela de acceso de red
doméstica
Se pueden usar diferentes protocolos para la gestión de la
pasarela de acceso de red doméstica:
 Los protocolos de gestión estándar basados en IP, tales como
ICMP y SNMP.
 Protocolo TR-069 Amendment 1: es otro protocolo de gestión
más promisorio, especificado en Broadband Forum, el cual
proporciona funciones de configuración y supervisión de calidad
de funcionamiento en las instalaciones del cliente.

Protocolo TR-098: es una especificación conexa con el protocolo TR069 Amendment 1, el cual especifica parámetros de configuración
para la pasarela de acceso (AGW).


G. Vásquez Y.
Broadband Forum TR-069 Amendment 1 (2006), CPE WAN management protocol.
Broadband Forum TR-098 Amendment 2 (2008), Internet Gateway Device Data
Model for TR-069.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
174
7.2 Esquemas de gestión de dispositivos de red
doméstica
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
175
Esquemas de gestión de dispositivos de red
doméstica
Existen dos esquemas para gestionar dispositivos de extremo de
red doméstica, tales como terminal IP, terminal no-IP o pasarela
no-IP.
 Esquema A: El servidor de gestión a distancia (RMS) gestiona
directamente los dispositivos de extremo individuales.
 Esquema B: El servidor de gestión a distancia (RMS) gestiona
sólo una pasarela de acceso (AGW), la que a su vez gestiona
los dispositivos de extremo individuales en lugar del RMS.


La AGW tiene el rol de adaptación entre el RMS y los dispositivos de
extremo.
Este esquema puede ser aplicado al terminal IP: el RMS gestiona el
terminal IP, y este último gestiona otros dispositivos de extremo
individuales.

En ambos esquemas de gestión, se supone que la AGW contiene NT y
AGTF (es una AGW agregada).
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
176
Esquemas de gestión a distancia de dispositivos de
extremo de red doméstica – Diagramas
Terminal IP
Servidor de
gestión a
distancia
(RMS)
Red de acceso
Pasarela de
acceso
Red doméstica
IP
Pasarela
no-IP
Red doméstica
no-IP
Terminal
no-IP
(propietario)
Esquema A: Gestión a distancia directa de dispositivo de extremo
Terminal IP
Servidor de
gestión a
distancia
(RMS)
Red de acceso
Pasarela de
acceso
Red doméstica
IP
Pasarela
no-IP
Red doméstica
no-IP
Terminal
no-IP
Esquema B: Gestión a distancia indirecta de dispositivo de extremo a través de la pasarela de acceso
: Protocolo de gestión estándar
: Protocolo de gestión privado (patentado)
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
177
Protocolos de gestión para el Esquema A de gestión
de dispositivos de red doméstica
Protocolos de gestión utilizables en el Esquema A:
 Protocolos para gestión de la pasarela de acceso (AGW), los
terminales IP y pasarelas no-IP desde el servidor de gestión a
distancia (RMS):


Protocolos de gestión basados en IP (ICMP, SNMP).
Protocolo TR-069 Amendment 1.
 Protocolos para gestión de los terminales no-IP desde el servidor
de gestión a distancia (RMS):

Protocolos de gestión privados patentados, porque existe una red
doméstica no-IP delante de esos terminales.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
178
Protocolos de gestión para el Esquema B de gestión
de dispositivos de red doméstica
Protocolos de gestión utilizables en el Esquema B:
 Protocolos para gestión de la pasarela de acceso (AWG) desde
el servidor de gestión a distancia (RMS):


Protocolos de gestión basados en IP (ICMP, SNMP).
Protocolo TR-069 Amendment 1.
 Protocolos para gestión de los terminales IP y pasarelas no-IP
desde la pasarela de acceso (AWG):


Protocolos de gestión basados en IP (ICMP, SNMP).
Especificaciones de UPnP™ Forum, para proporcionar la
característica disponible sin preparativos (plug and play).
 Protocolos para gestión de los terminales no-IP desde la
pasarela de acceso (AWG):

Protocolos de gestión privados patentados, porque existe una red
doméstica no-IP delante de esos terminales.

G. Vásquez Y.
UPnP™ Forum (http://www.upnp.org) pueden ser aplicadas.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
179
Aplicabilidad de los Esquemas A y B de gestión de
dispositivos de red doméstica
Depende de la situación en la red doméstica cuál esquema debe
ser desplegado, el esquema A o el esquema B.
 El Esquema A es útil cuando la red doméstica contiene pocos
dispositivos de extremo.
 El Esquema B es más útil cuando el número de dispositivos de
extremo aumenta.


Es más conveniente tener una AGW que gestione los dispositivos de
extremo en vez de un RMS, para ocultar los protocolos de gestión en
la red doméstica.
Si un nuevo tipo de dispositivo de extremo es conectado a la red
doméstica, la interfaz entre el RMS y la AGW cambiará menos,
porque la AGW oculta las nuevas operaciones que ella gestiona.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
180
Servidor de gestión a distancia independiente de
cambios de la red doméstica
En el caso que los protocolos de gestión entre la AGW y los
dispositivos de extremo cambien frecuentemente debido a
cambios de versión y otras causas, la tecnología de base OSGi
puede ser aplicable para la AGW.
 El software de la AGW para gestionar los dispositivos de
extremo puede ser implementado como un paquete de software
sobre la plataforma OSGi, si está instalada en la AGW.
 Así, el RMS no tiene que preocuparse de las especificaciones de
la AGW para descargar dinámicamente dichos paquetes de
software que gestionan los dispositivos de extremo.

La plataforma OSGi proporciona una interfaz abierta para cada
paquete de software, independiente del hardware, sistema operativo
y otras condiciones de la AGW.

G. Vásquez Y.
OSGi: Open Service Gateway initiative. http://www.osgi.org.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
181
Fin de la Sección 7
GESTIÓN DE DISPOSITIVOS DE RED DOMÉSTICA
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
182
8. CONTROL DE CALIDAD DE SERVICIO
(QoS) EN LA RED DOMÉSTICA
8.1 Métodos de control de QoS en redes IP
8.2 Escenarios de control de QoS en redes
domésticas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
183
8.1 Métodos de control de QoS en redes IP
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
184
Requisito de control de QoS en redes domésticas
multimedios
En esta Sección se describe el control de QoS de extremo a
extremo en una red doméstica, y en particular los requisitos que
ese control impone a la pasarela de acceso de la red doméstica.
 El control de QoS es un requisito importante para implementar
una red doméstica multimedios basada en IP.
 Se supone que se necesita realizar el control de QoS de extremo
a extremo en una red doméstica.
 Se analiza la situación en que dos terminales IP en diferentes
redes domésticas IP se comunican a través de una red de un
proveedor de red.
Red del proveedor
Red
doméstica IP
G. Vásquez Y.
Pasarela
de acceso
Red de
acceso
Red de
núcleo
Red de
acceso
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Pasarela
de acceso
Red
doméstica IP
185
Métodos de control de QoS en redes IP
(1/2)
Cuando se desea ofrecer servicios multimedios basados en
flujos continuos sobre una red IP, es importante disponer de la
funcionalidad para realizar el control de calidad de servicio (QoS),
con el propósito de conseguir una calidad de servicio estable.
 En una red IP se puede definir un dominio de control de QoS, en
cuyo borde es posible ofrecer dos tipos de servicios de control
de QoS:


Control de QoS parametrizado.
Control de QoS priorizado.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
186
Métodos de control de QoS en redes IP
(2/2)
 Control de QoS parametrizado: es realizado mediante algunos
protocolos de control, tales como SIP y RSVP.



El control de QoS parametrizado dinámico puede ser proporcionado
mediante el uso de estos protocolos,
El control de QoS parametrizado estático puede ser proporcionado
mediante funciones de gestión.
En el control de QoS parametrizado, se define clases de QoS, en
que cada clase crea una combinación específica de límites en los
valores de parámetros de calidad de funcionamiento de red IP.

Recomendación UIT-T Y.1541 (02/2006), Objetivos de calidad de funcionamiento
de red para servicios basados en el protocolo Internet. Especifica control de QoS
parametrizado basado en IP.
 Control de QoS priorizado: es realizado mediante DSCP para IP
o VLAN Ethernet, en que se adjunta un nivel de prioridad a cada
paquete.

G. Vásquez Y.
DSCP: Differentiated Services Code Point. Campo de cabecera del paquete que
señala el tratamiento que el paquete debe recibir dentro de la red.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
187
8.2 Escenarios de control de QoS en redes
domésticas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
188
Escenarios de servicio de control de QoS de extremo
a extremo para redes domésticas
La comunicación entre dos terminales IP localizados en
diferentes redes domésticas puede tener lugar sobre uno o
múltiples dominios de control de QoS, lo que lleva a identificar
tres tipos de escenarios de servicio en términos de dominios de
control de QoS:
 Escenario Tipo 1: Existe un dominio de control de QoS para
cada red doméstica IP, pero no existe dominio de control de QoS
para la red del proveedor de red incluyendo la red de acceso.
 Escenario Tipo 2: Existen dominios de control de QoS para la
red del proveedor de red, incluyendo la red de acceso, y para
cada red doméstica IP.
 Escenario Tipo 3: Existe un dominio de control de QoS a través
de la red del proveedor de red, incluyendo la red de acceso y las
dos redes domésticas IP.

El Escenario Tipo 1 se aplica en un entorno no-NGN. Los Escenarios
Tipo 2 y Tipo 3 son aplicables en entornos NGN.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
189
Escenario Tipo 1 para control de QoS
En el Escenario Tipo 1, la red del proveedor de red, incluyendo la
red de acceso, proporciona sólo el servicio con el mejor esfuerzo,
lo cual significa que no proporciona ningún control de QoS.
 Como el control de QoS es proporcionado sólo dentro de cada
red doméstica IP, el control de QoS de extremo a extremo entre
dos terminales IP distantes (en redes domésticas diferentes) no
puede ser logrado.
Escenario Tipo 1: No hay control de QoS en la red del proveedor
Dominio B de control de QoS
Dominio A de control de QoS
Control de QoS
Pasarela
Red
de acceso
doméstica IP
G. Vásquez Y.
Red de
acceso
Red de
núcleo
Red de
acceso
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Control de QoS
Pasarela
Red
de acceso
doméstica IP
190
Escenario Tipo 2 para control de QoS
En el Escenario Tipo 2, se requiere una función de
correspondencia de QoS para la pasarela de acceso (para que
interfuncionen los controles de QoS en los dominios de este
escenario), porque el control de QoS en una red de proveedor de
red, incluyendo la red de acceso, y en las dos redes domésticas
IP pueden ser diferentes entre sí.
 Después de establecer la correspondencia de QoS, la pasarela
de acceso puede realizar el control de admisión para verificar si
los recursos de red son suficientes para lograr la QoS requerida.
 Después que la comunicación es establecida entre los dos
terminales IP distantes, la pasarela de acceso puede realizar
también algún control de tráfico, tal como control de prioridad,
aplicación de políticas o conformación de tráfico.

La correspondencia de QoS se refiere a la correspondencia de parámetros
de QoS entre diferentes tecnologías de red doméstica utilizadas en un
escenario para ofrecer garantías de QoS de extremo a extremo.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
191
Casos de correspondencia de QoS en el Escenario
Tipo 2
La correspondencia de QoS en el Escenario 2 debe ser realizada
considerando los siguientes casos posibles:
 Caso en que la red de acceso es dominio de control de QoS IP
(capa 3), mientras que la red doméstica IP es un dominio de
control de QoS Ethernet (capa 2). Otro caso es el inverso, con
QoS IP en la red doméstica y QoS Ethernet en la red de acceso.

En estos dos casos, se debe establecer una correspondencia de
QoS de capas 3 y 2.
 Caso en que la red de acceso y la red doméstica IP son ambas
dominios de control de QoS IP (capa 3) o Ethernet (capa 2), pero
uno es un dominio de control de QoS parametrizado, mientras
que el otro es un dominio de control de QoS priorizado.
 Caso en que la red de acceso y la red doméstica IP son
dominios de control de QoS parametrizado, pero cada uno tiene
especificaciones de QoS diferentes.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
192
Escenario Tipo 3 para control de QoS
En el Escenario Tipo 3, no se requiere una función de
correspondencia de QoS para la pasarela de acceso, porque se
proporciona un control de QoS único a través de cada red
doméstica IP y la red del proveedor de red, incluyendo la red de
acceso.
 Puede ser necesario que la pasarela de acceso realice un
control de admisión, y también algunas funciones de control de
tráfico.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
193
Escenarios Tipo 2 y Tipo 3 para control de QoS –
Diagramas
Escenario Tipo 2: Diferentes controles de QoS
Dominio A de control de QoS
Red
doméstica IP
Dominio C de control de QoS
Dominio B de control de QoS
Control de QoS de extremo a extremo (intercambio de información de control de QoS)
Red de
Red de
Red de
Pasarela
Pasarela
núcleo
acceso
acceso
de acceso
de acceso
Correspondencia de QoS
Control de admisión
(opcional)
Control de tráfico
Red
doméstica IP
Correspondencia de QoS
Control de admisión
(opcional)
Control de tráfico
Escenario Tipo 3: Un control de QoS único
Dominio B de control de QoS
Red
doméstica IP
Control de QoS de extremo a extremo (intercambio de información de control de QoS)
Red de
Red de
Red de
Pasarela
Pasarela
núcleo
acceso
acceso
de acceso
de acceso
Control de admisión
(opcional)
Control de tráfico
G. Vásquez Y.
Red
doméstica IP
Control de admisión
(opcional)
Control de tráfico
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
194
Fin de la Sección 8
CONTROL DE CALIDAD DE SERVICIO EN LA RED
DOMÉSTICA
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
195
Anexo A – NORMALIZACIÓN DE
REDES DOMÉSTICAS
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
196
Normas relacionadas con redes domésticas
Las normas relacionadas con redes domésticas tienen orígenes
muy diversos, y muchas de ellas son todavía normas de facto.
 Algunas normas de facto elaboradas por foros/consorcios
industriales son armonizadas y adoptadas por las
organizaciones desarrolladoras de normas internacionales.
 En este Anexo se identifican las principales normas relacionadas
con redes domésticas, agrupadas según la organización de
origen.


En Página de Notas se entrega, además, un resumen sobre los
antecedentes, objetivos y alcance de la organización de origen, la cual
puede ser una organización desarrolladora de normas (SDO), un foro o un
consorcio industrial.
Las listas de normas mencionadas en las diapositivas de este Anexo no
son exhaustivas, dada la rápida evolución de la actividad de normalización
relacionada con redes domésticas.
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
197
Organizaciones de normalización relacionada con
redes domésticas
1) Broadband Forum

Sitio web: http://www.broadband-forum.org
2) HGI – Home Gateway Initiative

Sitio web: http://www.homegatewayinitiative.org
3) UIT-T – Sector de Normalización de las
Telecomunicaciones de la UIT

Sitio web: http://www.itu.int
4) OMA – Open Mobile Alliance

Sitio web: http://www.openmobilealliance.org
5) OSGi – Open Service Gateway Initiative

Sitio web: http://www.osgi.org
6) ETSI – European Telecommunications
Standards Institute

Sitio web: http://www.etsi.org
7) UPnP – Universal Plug and Play Forum

Sitio web: http://www.upnp.org
8) DLNA - Digital Living Network Alliance

Sitio web: http://www.dlna.org
9) MoCA – Multimedia over Coax Alliance

Sitio web: http://www.mocalliance.org
10) HomePlug - HomePlug Powerline
Alliance

G. Vásquez Y.
Sitio web: http://www.homeplug.org
11) HomePNA – Home Phoneline Networking
Alliance

Sitio web: http://www.homepna.org
12) IEEE – Institute of Electrical and
Electronics Engineers

Sitio web: http://www.ieee.org
13) KNX Association

Sitio web: http://www.knx.org
14) LonMark International

Sitio web: http://www.lonmark.org
15) ECHONET – Energy Conservation and
Homecare NETwork

Sitio web: http://www.echonet.gr.jp
16) CCSA – China Communications
Standards Association

Sitio web: http://www.ccsa.org.cn
17) IGRS – Intelligent Grouping and
Resource Sharing Standards Working
Group

Sitio web: http://www.igrs.org
18) ITOPHOME – Home Network Standard
Industrialization Alliance

Sitio web: http://www.itophome.org.cn
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
198
1) Broadband Forum – Normas relacionadas con
redes domésticas










TR-064 LAN-Side DSL CPE Configuration Specification.
TR-068 Base Requirements for an ADSL Modem with Routing.
TR-069 Amendment 2 CPE WAN Management Protocol v1.1.
TR-094 Multi-Service Delivery Framework for Home Networks.
TR-098 Amendment 2 Internet Gateway Device Data Model for
TR-069.
TR-104 Provisioning Parameters for VoIP CPE.
TR-106 Amendment 2 Data Model Template for TR-069 Enabled
Devices.
TR-124 Functional Requirements for Broadband Residential
Gateway Devices.
TR-135 Data Model for TR-069 Enabled STB.
TR-157 Component objects for CWMP.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
199
2) Home Gateway Initiative (HGI) – Normas
relacionadas con redes domésticas
 HGI-RD001-R2.01, Home Gateway Technical Requirements:








Residential Profile. Version 1.0. (2008).
HGI-GD002-R2.01, Remote Access (HGI Guideline). Version
1.01. (2008).
HGI-GD004-R2 Performance Metrics (Guideline). 2008.
HGI-GD003-R2 Parental Control in the Home (HGI Guideline).
(2008).
HGI-RD007-R2, Requirements for HG interworking with an
external NT. (2009).
HGI-GD006-R2 IMS Enabled HG (Guideline). 2009.
HGI-GD013-R2 QoS Whitepaper (Guideline). 2009.
HGI-RD010-R3, Home Gateway requirements for multiple
session support. (2010).
HGI-RD015-R3 Requirements for Common Power Supply for
Home Networking Equipment. (2010).
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
200
3) UIT-T – Recomendaciones relacionadas con
redes domésticas
 G.9960 (2010) Transceptores unificados para la red alámbrica








residencial de alta velocidad – Fundamento.
G.9970 (2009) Arquitectura de transporte de red doméstica genérica.
H.622 (2008) Arquitectura de red doméstica genérica con soporte para
servicios multimedios.
H.622.1 (2008) Arquitectura y requisitos funcionales de red doméstica
con soporte para servicios de TVIP.
J.126 (2004) Especificación de dispositivos módem de cable
incorporados.
J.190 (2007) Arquitectura de MediaHomeNet que soporta servicios
basados en cable.
J.191 (2002) Lote de características basadas en el protocolo Internet
para mejorar los módems de cable.
J.192 (2005) Pasarela residencial para soportar la entrega de servicios
de datos por cable.
J.193 (2004) Requisitos para los decodificadores multimedios de
próxima generación.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
201
4) Open Mobile Alliance (OMA) – Normas
relacionadas con redes domésticas
OMA ha publicado decenas de especificaciones enfocadas en el
servicio móvil. DRM (Digital Rights Management) es el trabajo
más influyente realizado por OMA; entre estos documentos,
algunos están relacionados también con la red doméstica:
 OMA Digital Rights Management v2.1.
 OMA Device Management v1.2.1.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
202
5) Open Service Gateway Initiative (OSGi) Alliance –
Normas relacionadas con redes domésticas
OSGi Alliance ha publicado un conjunto de especificaciones de
una plataforma de integración de componentes:
 OSGi Specifications: especificaciones de OSGi Service Platform
version 4.1 (2007).


El componente central de ‘OSGi Specifications’ es ‘OSGi Framework’,
que proporciona un entorno normalizado para aplicaciones.
OSGi Alliance ha especificado muchos servicios en la parte superior
del marco OSGi Framework.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
203
6) European Telecommunications Standards Institute
(ETSI) – Normas relacionadas con redes domésticas
 TS 101 952-2: Access network xDSL transmission filters; Part 2: VDSL








splitters for European deployment
TS 102 220: Delivery of cable-based services across a home access to
the devices in the home
TS 185 003: Customer Network Gateway Architecture and Reference
Points
TS 185 005: Services requirements and capabilities for customer
networks connected to TISPAN NGN
TS 185 006: Customer Devices architecture and Reference Points
TS 185 009: Architecture and referente points of a customer network
device for IMS based IPTV services
ES 201 912: Short Message Service (SMS) for PSTN/ISDN; Short
Message Communication between a fixed network Short Message
Terminal Equipment and a Short Message Service Centre
TR 102 049: Quality of Service (QoS) requirements for in-house
systems
TR 102 494: Technical requirements for In-House PLC modems.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
204
7) UPnP Forum – Normas relacionadas con redes
domésticas
UPnP Forum ha publicado dos tipos de especificaciones: UDA y DCPs.
Las organizaciones ISO/IEC han aceptado estas normas.
 UPnP Device Architecture, UDA (Arquitectura de dispositivo UPnP )


UDA es un Marco de DCP (DCP Framework), que define los protocolos para
la comunicación entre controladores, o puntos de control, y dispositivos.
La versión actual de UDA es UPnP™ Device Architecture 1.1 (2008).
 Device control protocols, DCPs (Protocolos de control de dispositivos )
Los DCPs disponibles actualmente incluyen:
 Audio/video.
 Basic.
 Home Automation.
 Networking.
 Printer.
 Remoting.
 Scanner.
 Device Security.
 Low Power.
 Quality of Service.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
205
8) Digital Living Network Alliance (DLNA) – Normas
relacionadas con redes domésticas
DLNA ha publicado conjuntos de directrices de interoperabilidad
(DLNA Interoperability Guidelines):
 DLNA Interoperability Guidelines, version 1.0 (2004)
 DLNA Interoperability Guidelines, version 1.5 (2006)


Esta última versión de DLNA Interoperability Guidelines aumenta las
capacidades de una red definida por DLNA para incluir más
dispositivos domésticos y móviles.
Incluye también especificaciones para la protección de enlace, lo que
permite la transmisión segura de contenido digital comercial con
derechos de propiedad intelectual protegidos.
Ver Página de Notas
G. Vásquez Y.
Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
206
9) Multimedia over Coax Alliance (MoCA) – Normas
relacionadas con redes domésticas
MoCA ha publicado especificaciones de las capas física y de
control de acceso al medio (MAC), orientadas al cable coaxial.
 MoCA 1.0 MAC/PHY (2006)
 MoCA 1.1 MAC/PHY (2007)


MoCA 1.1 es una extensión de MoCA 1.0, que ofrece beneficios
adicionales: calidad de servicio parametrizada (PQoS) para la
activación y gestión de ancho de banda de datos en tiempo real
requerida por aplicaciones de vídeo; aumento del tamaño de la red
de 8 a 16 nodos.
MoCA 1.1 con agregación de paquetes aumenta el caudal neto de
110 a 175 Mbit/s.
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207
10) HomePlug Powerline Alliance (HomePlug) –
Normas relacionadas con redes domésticas
HomePlug ha publicado las siguientes especificaciones:
 HomePlug 1.0 (2001)

Especificación para conectar dispositivos a través de líneas de
energía en la vivienda; velocidad teórica de 14 Mbit/s.
 HomePlug AV (2005)

Especificación para transmitir HDTV y VoIP en la vivienda; velocidad
teórica de datos de capa física de hasta 189 Mbit/s.
 HomePlug Access BPL (BPL)

Especificación para la conexión hasta la vivienda a través de líneas
de energía.
 HomePlug Command and Control (HPCC) (2007)


Especificación de una tecnología de baja velocidad, económica,
destinada a complementar las tecnologías de comunicaciones de alta
velocidad por líneas de energía de HomePlug.
Permite el control avanzado, en toda la vivienda, de iluminación,
electrodomésticos, climatización, seguridad y otros dispositivos.
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208
11) Home Phoneline Networking Alliance (HomePNA) –
Normas relacionadas con redes domésticas
Diferentes versiones de especificaciones HomePNA han sido
aprobadas por el UIT-T como Recomendaciones UIT-T:
 Recomendación UIT-T G.9951 (2001), Transceptores para el
funcionamiento en red de líneas telefónicas – Principios
fundamentales. (HomePNA 2.0)
 Recomendación UIT-T G.9952 (2001), Transceptores para el
funcionamiento en red de líneas telefónicas – Requisitos del
formato de cabida útil y de la capa de enlace. (HomePNA 2.0)
 Recomendación UIT-T G.9953 (2003), Transceptores para el
funcionamiento en red de líneas telefónicas – Función de
aislamiento. (HomePNA 2.0)
 Recomendación UIT-T G.9954 (2007), Transceptores para el
funcionamiento en red doméstica – Especificaciones mejoradas
de las capas física, de acceso a los medios y de enlace.
(HomePNA 3.0 y 3.1)
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209
12) Institute of Electrical and Electronics Engineers
(IEEE) – Normas relacionadas con redes domésticas
Normas sobre tecnologías de conexión por línea física:
 Norma IEEE 802.3 LAN.
 IEEE P1901 (Broadband over Power Line Networks).
Normas sobre tecnologías de conectividad inalámbrica:
 IEEE 802.11 Series: Wireless LAN.
 IEEE 802.15.1 Bluetooth v1.2.
 IEEE 802.15.4 ZigBee.
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210
13) KNX Association – Normas relacionadas con
redes domésticas
La tecnología KNX ha sido aprobada y reconocida bajo la forma
de las siguientes normas internacionales:
 Norma Internacional (ISO/IEC14543-3).
 Norma Europea (CENELEC EN 50090, y CEN EN 13321-1 y
13321-2).
 Norma China (GB/Z 20965).
 Norma de ANSI/ASHRAE (ANSI/ASHRAE 135).
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211
14) LonMark International – Normas relacionadas
con redes domésticas
 El protocolo de comunicaciones LonMark ha sido aceptado por ANSI
como una norma para el funcionamiento en red de control (ANSI/CEA709.1-B) y como base de una norma de automatización de edificios
Europea (EN 14908).
 La tecnología LonMark ha sido reconocida en China como una norma
de controles nacional, (GB/Z 20177.1-2006) y como una norma de
edificio y comunidad inteligente, (GB/T 20299.4-2006).
 El protocolo LonMArk ha sido adoptado por CECED (European
Committee of Domestic Equipment Manufacturers) como una parte de
sus normas Household Appliances Control and Monitoring – Application
Interworking Specification (AIS).
 ISO e IEC han concedido al protocolo de comunicaciones, la tecnología
de señalización por par de cobre trenzado, la tecnología de
señalización por línea de energía, y la compatibilidad con el Protocolo
Internet (IP) de la plataforma LonMark los números de normas ISO/IEC
14908-1, -2, -3, y -4, respectivamente.
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212
15) ECHONET – Normas relacionadas con redes
domésticas
 ECHONET Specification Ver3.20.
 Addition/Change of ECHONET Device Object/Service Object.
 Issuance of Manufacturer code.
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213
16) Communications Standards Association (CCSA)
– Normas relacionadas con redes domésticas
 General technical requirements for broadband customer network based







on telecommunication network.
Service usage scenario of broadband customer network based on
telecommunication network.
Equipment technical requirements for broadband customer network
based on telecommunication network Part 1: Gateway.
Remote management for broadband customer network based on public
telecommunication network Part 1: General requirements.
Remote management for broadband customer network based on public
telecommunication network Part 2: Protocol.
QoS technical requirements for broadband customer network based on
telecommunication network.
Security technical requirements for broadband customer network based
on telecommunication network.
Equipment test method for broadband customer network based on
telecommunication network Part 1: Gateway.
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214
17) Intelligent Grouping and Resource Sharing Standards
(IGRS) – Normas relacionadas con redes domésticas
El marco técnico de IGRS incluye tres componentes:
 IGRS Core Protocol.
 IGRS Application Profile.
 IGRS Basic Applications.

IGRS Core Protocol e IGRS Application Profile han sido aprobadas y
aceptadas como normas internacionales de las organizaciones
ISO/IEC.
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Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
215
18) ITOPHOME – Normas relacionadas con redes
domésticas







Architecture and reference model of Home network.
Home backbone communication Protocol.
Testing regulation of Home backbone network.
Home automation control network Protocol.
Testing regulation of Home automation control network.
Home device description file.
Requirement for home network gateway.
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216
Fin del Anexo A
NORMALIZACIÓN DE REDES DOMÉSTICAS
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217
REFERENCIAS
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218
Referencias – Arquitecturas de redes domésticas
 Recomendación UIT-T H.622 (06/2008), Arquitectura de red





doméstica genérica con soporte para servicios multimedios.
Recomendación H.622.1 (10/2008), Arquitectura y requisitos
funcionales para redes domésticas que soportan servicios TVIP.
Recomendación UIT-T G.9970 (01/2009), Arquitectura de
transporte de red doméstica genérica.
Recomendación UIT-T G.9971 (07/2010), Requisitos de las
funciones de transporte en las redes domésticas IP.
Recomendación UIT-T Y.2291 (01/2011), Visión general de la
arquitectura de las redes domésticas de la próxima generación.
HGI-RD001-R2.01. Home Gateway Technical Requirements:
Residential Profile. Version 1.0. (29/04/2008).
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219
Referencias – Redes domésticas como extensión de
redes de acceso por cable
 Recomendación UIT-T J.160 ( 02/2002), Arquitectura para la
distribución de servicios dependientes del tiempo por redes de
televisión por cable que utilizan módems de cable.
 Recomendación UIT-T J.190 (07/2007), Arquitectura de
MediaHomeNet.
 Recomendación UIT-T J.360 (11/2006), Arquitectura general
IPCablecom2 – Documento principal.
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Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
220
Referencias – Seguridad de redes domésticas
 Recomendación UIT-T X.1111 (02/2007), Marco de tecnologías




de seguridad para redes domésticas.
Recomendación UIT-T X.1112 (11/2007), Perfil del certificado de
dispositivos de la red doméstica.
Recomendación UIT-T X.1113 (11/2007), Directrices sobre los
mecanismos de autenticación de usuario para servicios de red
doméstica.
Recomendación UIT-T X.1114 (11/2008), Marco de autorización
para la red doméstica.
Suplemento 11 de las Recomendaciones UIT-T de la Serie H,
(02/2009), Análisis de soluciones de QoS basada en clase para
redes domésticas.
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Redes de área local y redes domésticas. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
221
Referencias – Normalización de redes domésticas
 Suplemento 8 de las Recomendaciones UIT-T de la Serie Y
(01/2010), Serie UIT-T Y.2000 – Suplemento sobre la encuesta
mundial de foros y consorcios de TIC.
 ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 1 Home Page. Home Electronic
System (HES) Working Group.

Sitio web: http://hes-standards.org.
 Home Gateway Initiative. HGI Documents.

G. Vásquez Y.
Sitio web: http://www.homegatewayinitiative.org.
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222
Fin de las Referencias
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223
Fin de la Presentación
VISIÓN GENERAL DE LAS
REDES DOMÉSTICAS MULTIMEDIOS
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224