Xarxa de transport

Una xarxa de transport és la infraestructura que permet transferir informació entre punts de comunicació de manera bidireccional o unidireccional, de forma transparent a la capa superior. Transmet dades de servei (com veu, vídeo o trànsit IP) i també informació de control de xarxa, senyalització i operacions de manteniment.

Tecnologies i arquitectura actuals

Avui en dia, les xarxes de transport es basen en tecnologies com:

MPLS (Multiprotocol Label Switching), per crear rutes eficients i proporcionar VPNs i Qualitat de Servei (QoS).

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), per multiplexar centenars de canals de fibra òptica.
FTTH (Fiber To The Home), per a connexions d'accés d'ample de banda.
SDN/NFV (Software‑Defined Networking / Network Functions Virtualization), que separen el pla de control i dades, facilitant gestió per programari.
Enllaços de transmissió addicionals poden incloure sistemes radioelèctrics de última generació, com microones i 5G.

Aquestes infraestructures es desenvolupen sobre una xarxa troncal multiservei, suportada per fibra òptica, enllaços terrestres i sistemes virtualitzats, cooperant sovint entre diversos operadors.

Importància del model de xarxa

Atès que són infraestructures àmplies i complexes, és fonamental disposar d'un model de xarxa estratificat amb entitats funcionals definides (xarxes per capes, subxarxes, enllaços). Això facilita:

Gestió i operació modularitzada per capa.
Encaminament eficient entre diferents dominis d'administració.
Adaptació i virtualització dins d'una jerarquia de nivells de servei.

Components topològics

Xarxa de capa: Conjunt d'elements (punts o ports) que s'associen per intercanviar informació característica d'una capa específica. L'associació i gestió es realitza a aquesta capa, que inclou diverses subxarxes i enllaços.

Subxarxa: Subconjunt de punts de connexió dins d'una capa, que pot subdividir-se jeràrquicament. El nivell més baix pot correspondre a un equip individual amb múltiples ports de connexió.
Enllaç: Connecta punts en dues subxarxes veïnes, permetent flux de dades entre elles. Es basa en els mitjans de transmissió (fibra, ràdio, etc.).

Entitats de transport

Connexió de xarxa: ruta transparent dins d'una capa (amb punts d'entrada i sortida —TCP—), composta per connexions de subxarxa i enllaç.
Connexió de subxarxa: ruta dins d'una subxarxa, definida entre el seu límit de punts de connexió.
Connexió d'enllaç: ruta entre dues subxarxes sobre un enllaç.
Camí: flux punt a punt com a agregació de connexions de xarxa, amb informació addicional de supervisió (integritat).

Funcions de transport

Adaptació: transforma el senyal o dades d'una capa superior a una forma compatible amb la capa inferior (codificació, multiplexació, control de velocitat...).
Terminació de camí: inclou els mecanismes per inserir i supervisar informació de control dins el camí (pèrdua, retards, errors).

Punts de referència

AP (Punt d'accés sense fils) actua com a passarel·la entre dispositius sense fils i la xarxa cablejada. Defineix els límits funcionals entre la xarxa d'accés i capes superiors del model OSI. Controla l'associació de clients i gestiona l'enviament del trànsit Wi-Fi cap a la xarxa troncal.
CP (Punt de terminació de xarxa) delimita els extrems d'una subxarxa o domini d'enllaç. Marca on una entitat d'una capa accedeix als serveis de la capa inferior. És essencial en la segmentació i en la definició d'interfícies entre tecnologies diferents.
TCP (Transmission Control Protocol) proporciona una connexió fiable i orientada a flux entre dos punts finals de comunicació. Gestiona la segmentació, l'ordenació i la retransmissió de dades a nivell de transport. Els punts finals TCP es defineixen per adreça IP i port, assegurant una sessió controlada d'extrem a extrem.

Subdivisió i estratificació

La xarxa de transport es compon de capes connectades en relació client‑servidor.
Cada capa es pot subdividir per millorar l'arquitectura i manteniment.
Les capes no estan vinculades administrativament, permetent millores independents.
L'estratificació separa funcions i gestió per tipus de servei:
- Capes de circuit: commutació de circuits o arrendaments.
- Capes de camí: rutes de transport entre terminals.
- Capes de mitjans de transmissió: fibre i ràdio (objecte de DWDM, etc.).

Exemples actuals de xarxes

MPLS IP

Una xarxa MPLS (Multiprotocol Label Switching) és una infraestructura troncal utilitzada per operadors i entitats públiques per gestionar grans volums de trànsit de manera eficient, segura i escalable. MPLS encapsula paquets IP amb etiquetes (labels) per permetre un encaminament ràpid i controlat, evitant càlculs de ruta tradicionals.

Característiques

VPN (Virtual Private Networks): permet crear xarxes virtuals separades dins la mateixa infraestructura física.
QoS (Qualitat de Servei): assignació de prioritats al trànsit (per exemple, veu i vídeo tenen més prioritat que correu electrònic).
Redundància i recuperació: protecció ràpida contra falles de camins (Fast Reroute).
Ús en governs, operadors i grans empreses, sovint com a nucli de serveis de connectivitat metropolitana, regional o internacional.

Xarxa DWDM multimòdul

La tecnologia DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) permet multiplicar la capacitat d'una sola fibra òptica transmetent múltiples senyals lluminoses de diferents longituds d'ona de manera simultània.

Característiques

Multimòdul: diversos nodes (mux/demux, amplificadors, ROADMs) formen una xarxa flexible de llarga distància.
Capacitats extremes: fins a desenes de Tbit/s per fibra, amb canals de 10, 100 o 400 Gbit/s.
Enllaços interurbans, internacionals i transoceànics, sovint per interconnectar centres de dades o punts neutres d'intercanvi.
Suport per a serveis com transmissió de vídeo massiva, serveis cloud, trànsit IP d'alt volum o serveis financers d'ultra baixa latència.

Xarxa FTTH

La xarxa FTTH (Fiber To The Home) proporciona connexió directa de fibra òptica des de la central d'operador fins al domicili o local de l'usuari final.

Característiques

Capacitat simètrica o asimètrica, amb velocitats habituals d'1 Gbit/s o superiors.
Arquitectura PON (Xarxa òptica passiva) o P2P (Xarxa punt a punt).
Permet serveis triple play (Internet, veu i televisió) i connexions d'alt rendiment per teletreball, videoconferència o jocs en línia.
Alta eficiència energètica, baix manteniment i latència mínima.

Xarxa troncal 5G / Backhaul

Les xarxes troncals mòbils 5G connecten les estacions base (gNodeB) amb el nucli de la xarxa (core 5G), mitjançant la xarxa de backhaul.

Característiques

Backhaul per fibra òptica o ràdioenllaços de microones/mil·limètriques.
Necessitat de baixíssima latència (<1 ms) i alt ample de banda (10+ Gbit/s).
Gestió dinàmica de xarxa mitjançant slicing: diversos segments virtuals sobre la mateixa infraestructura per a usos diferenciats (vehicles autònoms, IoT industrial, salut...).
Xarxa multiaccess edge computing (MEC) per processar dades prop de l'usuari, descarregant el core.

Xarxes SDN / NFV en centres de dades i col·locacions

Els centres de dades moderns i instal·lacions de col·locació (on operadors intercanvien trànsit o allotgen equips) utilitzen tecnologies SDN (Software Defined Networking) i NFV (Network Functions Virtualization).

Característiques

Separació del pla de control i dades: la intel·ligència de la xarxa es troba centralitzada (controlador SDN), mentre que els equips d'enrutament/switching només executen ordres.
Virtualització de funcions com tallafocs, equilibradors de càrrega o gateways, anteriorment dependents d'equips físics (NFV).
Automatització de la configuració, escalabilitat i flexibilitat per adaptar-se a serveis en temps real.
Fonamental per a serveis cloud, interconnexió d'operadors, proves A/B, o entorns multitenant.

Referències i enllaços externs

ITU‑T Recommendations sobre sistemes i mitjans de transmissió.