2012-xx-xx_REDES_tema_0_y_1

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Introducción

Tema 0

E.T.S. Ingeniería Informática - Redes2

Introducción

Empresas, organizaciones

• Compartir recursos

• Diseño

• Trabajo colaborativo

• Trabajo corporativo

• Modelo cliente ‐ servidor

• Distribución software, parches, ...

• Servicios Internet / Intranet / Extranet

• Videoconferencia

• Tele ‐ trabajo, compra, enseñanza, medicina

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Introducción

1960–1970s

Mainframe

1970–1980s

Mini/WAN

1980–1990s

PC/LAN

INTRANET

1990s–2000


Introducción

EvoluciónEvolución

IntranetIntranet

B.B.DatosDatos, , FicherosFicheros de de control de control de accesoacceso, , E-mail, ...E-mail, ...

AplicacionesAplicaciones + + ServidorServidor Web Web

EmpresaEmpresa

NegociosNegocios

AccesoAcceso Global Global ExtranetExtranet

InternetInternet

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Diseño

• Backbone

• Ancho de banda

• Redundancia

• Integración voz/datos

• Alquiler, propiedad


Diseño

COLLAPSED BACKBONEFDDI BACKBONE

FRAME SWITCHING ATM + FRAME SWITCHING

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Diseño


Diseño

• Implantación tecnológica

• Empresa / Organismo público

• Mantenimiento

• Costes ‐ Reducción (integración)

• Productividad ‐Mejorar (acceso, movilidad)

• Ancho de banda ‐ Uso racional

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Diseño

¿ Modelo centralizado o distribuido ?


Diseño

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Diseño

Gestión de anchode banda

Seguridad

Disponibilidad

Escalabilidad Control


Diseño

QoSRedundancia

Backup

Diseño Jerárquico

Firewall

Encriptación

Autenticación

Control Tráfico / Tarificación

Integración Voz / Datos

Gestión de red

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Tráfico

Voz

o Generación asíncrona

o Transmisión síncrona

o Ancho de banda 64kb

o Grado de error medio

Video

o Generación/transmisión síncrona

o Ancho de banda variable (64kb ‐ x mbps)

o Grado de error medio‐alto

Datos

o Generación síncrona o asíncrona

o Transmisión, en general, asíncrona

o Ancho de banda muy variable

o Muy sensible al error

PBX


Tráfico

Según el número de destinatarios el envío de un paquete puede ser:

– Unicast: Se envía a un destinatario. Es el mas normal.

– Broadcast: Se envía a todos los destinatarios posibles en la red (ejemplo: anunciar nuevos servicios en la red).

– Multicast: Se envía a un grupo selecto de destinatarios de entre todos los que hay en la red (ejemplo: emisión de videoconferencia).

– Anycast: Se envía a uno cualquiera de un conjunto de destinatarios posibles (ejemplo: servicio de alta disponibilidad ofrecido por varios servidores simultáneamente; el cliente solicita una determinada información y espera recibir respuesta de uno cualquiera de ellos).

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Tráfico

UNICASTPUNTO A PUNTO

BROADCASTPUNTO A MULTIPUNTO

MULTICASTPUNTO A MULTIPUNTO

Video Server Cliente Cliente Cliente




Tráfico

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Tráfico

20%

80%WORKGROUP

20%

80%BACKBONE


Topologías

No se puede mostrar la imagen en este momento.

Topología FÍSICA versus LÓGICA

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Topologías


WAN (red de enlaces punto a punto)LAN (red broadcasto LAN conmutada)

Host Router

Subred


Clasificación

• Según ámbito:– Redes de área local o LAN (Local Area Network): Diseñadas

desde el inicio para transportar datos.

– Redes de área extensa o WAN (Wide Area Network): Utilizan el sistema telefónico, diseñado inicialmente para transportar voz.

• Según tecnología:– Redes Broadcast (broadcast = radiodifusión)– Redes Punto a punto

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Clasificación

Tipo Broadcast Redes punto a punto

Características La información se envía a todos los nodos de la red, aunque solo interese a unos pocos

La información se envía solo al nodo al cual va dirigida

Ejemplos •Casi todas las LANs (excepto LANs conmutadas)

•Redes de satélite

•Redes de TV por cable

•Enlaces dedicados

•Servicios de conmutación de paquetes (X.25, Frame Relay y ATM).

•LANs conmutadas


ClasificaciónRedes Broadcast

• Medio de transmisión compartido.

• Suelen ser redes locales (ejemplo Ethernet 10 Mb/s)

• Los paquetes se envían a toda la red, aunque vayan dirigidos a un único destinatario. Posibles problemas de seguridad(encriptado)

• Se pueden crear redes planas, es decir redes en las que la comunicación entre dos ordenadores cualesquiera se haga de forma directa, sin routers intermedios.

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ClasificaciónRedes punto a punto

• Red formada por un conjunto de enlaces entre los nodos de dos en dos

• Posibilidad de crear topologías complejas (anillo, malla,etc.)

• Generalmente la comunicación entre dos ordenadores cualesquiera se realiza a través de nodos intermedios que encaminan o conmutan los paquetes (conmutador o router).

• Un router o conmutador es un ordenador especializado en la conmutación de paquetes; generalmente utiliza un hardware y software diseñados a propósito (p. ej. sistemas operativos en tiempo real)

• En una red de enlaces punto a punto el conjunto de routers o conmutadores y los enlaces que los unen forman lo que se conoce como la subred. La subred delimita la responsabilidad del proveedor del servicio.



Estrella Anillo Estrella distribuida, árbol sinbucles o ‘spanning tree’

Malla completa Anillos interconectadosTopología irregular

(malla parcial)

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• Los enlaces pueden ser:

– Simplex: transmisión en un solo sentido

– Semi-dúplex o half-duplex: transmisión en ambos sentidos, pero no a la vez

– Dúplex o full-duplex: transmisión simultánea en ambos sentidos

• En el caso dúplex y semi-dúplex el enlace puede ser simétrico (misma velocidad en ambos sentidos) o asimétrico. Normalmente los enlaces son dúplex simétricos



• NOTA 1: La velocidad de transmisión se especifica en bps, Kbps, Mbps, Gbps, Tbps,

– 1 Kbps = 1.000 bps (no 1.024)

– 1 Mbps = 1.000.000 bps (no 1.024*1.024)

• NOTA 2: La capacidad total máxima de un enlace de 64 Kbpsson 128.000 bits por segundo (64.000 bits por segundo en cada sentido).

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Clasificación

Distancia entre

procesadores

Procesadores ubicados

en el mismo ...

Ejemplo

1 m Sistema Multiprocesador

10 m Habitación

LAN

100 m Edificio

1 Km Campus

10 Km Ciudad MAN (o WAN)

100 Km País

WAN

1.000 Km Continente

10.000 Km Planeta


Clasificación

Redes LAN Redes WAN

Redes broadcast Ethernet

Token Ring

FDDI

Redes vía satélite

Redes CATV

Redes de enlaces punto a punto HIPPI

LANs conmutadas

Líneas dedicadas

Frame Relay

ATM

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ClasificaciónLAN

• En general tipo broadcast (medio compartido)• Cableado normalmente propiedad del usuario• Diseñadas inicialmente para transporte de datos

• Ejemplos:– Ethernet (IEEE 802.3): 1, 10, 100, 1000 Mb/s– Token Ring (IEEE 802.5): 1, 4, 16, 100 Mb/s– FDDI: 100 Mb/s– HIPPI: 800, 1600, 6400 Mb/s– Fibre Channel: 100, 200, 400, 800 Mb/s– Redes inalámbricas por radio (IEEE 802.11): 1, 2, 5.5, 11 Mb/s

• Topología en bus (Ethernet) o anillo (Token Ring, FDDI)


ClasificaciónMAN

FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

• Alta velocidad• Gestión única• 100 ó 200 Km, 100 Mbps• Paso de testigo• Topología lógica de anillo. • Medio físico: fibra óptica.

• Alta fiabilidad: Media de error cada 2.5·1010 bits. • Posibilidad de autoreconfiguración en caso de rotura. • Soporta del orden de 500 nodos, aunque no todos transmiten al tiempo.• Tamaño máximo de trama: 4500 octetos.

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ClasificaciónMAN

DQDB Distributed Queue Dual Bus (802.6)

• Única red MAN incluida en IEEE 802.

• Necesidad de integrar datos, voz, vídeo, ..

• Voz y vídeo (isócronos).

• Hasta 160 Km.

• Velocidad entre 44.7 ‐ 155 Mbps.

• No fue popular.

• Los operadores de telecomunicación la utilizaron como MAN.

• Fue el predecesor de ATM.


ClasificaciónMAN

Características

• Doble bus.

• Control de acceso por algoritmo de reserva.

• Cada uno de los buses transmite en un sólo sentido. Por esta razón las estaciones deben saber si el destino está a su izquierda o a su derecha, de cara a enviar la información en el sentido correcto.

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ClasificaciónWAN

• Utilizan normalmente medios telefónicos, diseñados en principio para transportar la voz.

• Son servicios contratados normalmente a operadoras de telecomunicación.

• Comunicaciones de coste elevado. Se suele optimizar su diseño.

• Normalmente utilizan enlaces punto a punto temporales o permanentes, salvo las comunicaciones vía satélite (broadcast).

• Hay servicios WAN que utilizan redes de conmutación de paquetes.



INTERNET

París

Tokio

Londres

Madrid New York

Malaysia Melbourne

Concepto Virtual Private Networks VPNs

• GSM GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS

• Wireless LAN

ClasificaciónWAN

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ARPANET

El Departamento de Defensa de EEUU crea ARPANET

Red de conmutación de Paquetes

• IMPs Interface Message Processors = Routers de 24 Kbytes RAM.

• Cada IMP conectado a otros 2.

• Enlaces punto a punto de 56 Kbps.

• 1969 con 4 nodos, 1972 con 34 nodos.

• 1983 TCPIP en ARPANET.

• Para fomento del uso de ARPA => contrato con Berkeley + BBN (empresa que gestiona ARPANET).

• 1984 NSF National Science Foundation crea una red paralela a las universidades NSFNET


ARPANET


• Carnegie‐Mellon puente entre ambas redes.

• 56 Kbps ‐> 448 Kbps ‐> 1.5 Mbps.

• 1990 IBM + MCI + MERIT forman ANS (Advanced Networks and Services) sin ánimo de lucro y crean ANSNET (45 Mbps).

• 1990 desaparece ARPANET.

• 1995 ANSNET vendida a AOL.

• Europa: Se produce freno debido a OSI frente a TCPIP.

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WAN



WAN

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WAN



ANSANS Communications, Inc., Elmsford, NY

CERNEuropean Laboratory for Particle Physics, Geneva

CSCSCentro Svizzero di Calcolo Scientifico, Manno

EPFLEcole Polytechnique Fédérale de Lausanne

ETHZEidgenössische Technische Hochschule Zürich

TEN-34TEN-34 c/o DANTE, Cambridge, Great Britain

JRCJoint Research Centre, Ispra, Italy

NAZNationale Alarmzentrale, Zürich

PSIPaul Scherrer Institut, Villigen

SLFEidgenössisches Schnee- und Lawinenforschungsinstitut,Davos

UniTIUniversità della Svizzera Italiana

UniBASUniversität Basel

UniBEUniversität Bern

UniFRUniversité de Fribourg

UniGEUniversité de Genève

UniLSUniversité de Lausanne

UniNEUniversité de Neuchâtel

UniSG, HSGUniversität St. Gallen

UniZHUniversität Zürich

WAN

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SOLUCIÓN

– ATM / FRAME RELAY

– ACCESO “UNITEL”

– NODOS PRIVADOS

– INTEGRACIÓN VOZ, AHORRO

– DIFERENTES TIPOS DE TRÁFICO

– NO CONGESTIÓN => MISMA PLATAFORMA QUE “UNITEL”

IPX

IPXIPX

IPX

IPX

T1

T1

T1

Boston

Montreal

TorontoT1

IPX

IPX

T1

T1 IPX

T1

T1

T1

T1

T1 T1

PRESTACIONES10.000 - 15.000 USUARIOS

INTEROPERACIÓN SERVICIOS PÚBLICOSAPLICACIONES MULTIMEDIA

ACCESO DINÁMICO

“Red Híbrida, crecimiento de LANs y

tráfico cliente-servidor,

voz, video, SNA y

aplicaciones emergentes”

WAN


WAN

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Ejemplo


Ejemplo

23


Ejemplo

InternetViana

BellasArtes

FUE

Naútica

BACKBONEATM


Ejemplo

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Tipos de redes


CONMUTACIÓN (De paquetes, de circuitos, o de mensajes)

DIFUSIÓN (Sátelite, Radio, Locales) No hay conmutación

El medio físico es compartido mediante Técnicas de Acceso al Medio


Conmutación


TECNICAS DE CONMUTACIÓN

C. de Circuitos Almacenamiento y Reenvío(Store & Forward)

C. de Mensajes C. de Paquetes

Circuito Virtual Datagrama

Permanente PVC Conmutado SVC

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ConmutaciónDe circuitos


Red de Telecomunicación: Conjunto de medios ‐ transmisión y conmutación ‐necesarios para permitir el intercambio de información entre usuarios situados en diferentes puntos.

Red Telefónica Conmutada RTC

– Red Telefónica Básica RTB

– Red Digital de Servicios Integrados RDSI 1994

– Red GSM (Global System for Mobile communications) 1995


ConmutaciónDe paquetes

Redes Públicas o Privadas de conmutación de paquetes

• X.25 (Iberpac, Transpac, ...)

• Frame Relay

• ATM

Las redes de conmutación de paquetes suelen ofrecer servicios orientados a conexión CONS (facilita la facturación)

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ConmutaciónDe paquetes

• Connection Oriented Network Service (telefónico) ‐ CONS

– Establece canal, transmite y termina

– Circuito virtual (VC)

• Permanente (Permanent VC)

• Conmutado (Switched VC)

– Mismo camino físico implica mismo orden

– Paquetes sin dirección destino

• Connectionless Network Service (postal) ‐ CLNS

– Transmite sin preguntar

– Datagramas = paquetes

– Orden no respetado

– Paquetes con dirección destino

– Ruta puede variar, red robusta (rutas alternativas)



Arquitectura de red

• Patrón común al que han de ceñirse unos productos (hard y soft) para mantener un cierto grado de compatibilidad entre sí.

• La necesidad de diseñar arquitecturas de redes surgió en los años 70 por razones parecidas a las que dieron lugar a las primeras arquitecturas de computadores en los años 60:

– Sistema IBM 3/60 360 370 XA 390

• La primera arquitectura de redes, llamada SNA (Systems Networks Architecture), fue definida por IBM en 1974 mediante un modelo de 7 capas.

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Arquitectura de red

No se puede mostrar la imagen en este momento.Diseño

• Direccionamiento

• Control de errores

• Orden secuencial

• Prioridades (QoS)

• Congestión

• Fragmentación / agrupamiento

• Full‐Dúplex, Half‐Dúplex, …



Modelo OSI

Fue definido entre 1977 y 1983 por la ISO (International Standards Organization) para promover la creación de estándares independientes de fabricante. Define 7 capas:

Capa de Aplicación

Capa Física

Capa de Enlace

Capa de Red

Capa de Transporte

Capa de Sesión

Capa de Presentación

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Modelo OSINo se puede mostrar la imagen en este momento.

Nivel de SESIÓN

Nivel FÍSICONivel de ENLACE

Garantiza comunicación

Nivel de RED

Nivel de TRANSPORTE

!x@..$$

Nivel de PRESENTACIÓN Nivel de APLICACIÓN


Modelo OSI

• Nivel 0 o Medio Físico:

– Transportar la señal. Puede ser un par de cables, el aire...

• Nivel 1 o Nivel Físico:

– Garantizar el envío de bits. P.e: decidir voltaje de un '1' y de un '0' o determinar cuántos microsegundos dura un bit. No está en los cables pero sí forman parte de este nivel los conectores y la codificación.

• Nivel 2 o Nivel de Enlace:

– Establecer conexión fiable entre dos equipos directamente conectados. Implementará control errores, control de acceso al medio, establecimiento de conexiones...

• Nivel 3 o Nivel de Red:

– Lograr comunicación extremo a extremo independiente de las subredes, es decir, de las tecnologías entre ambos extremos. Entre otras funciones debe administrar los recursos de la red. Se encarga , por tanto, de establecer la ruta que ha de seguir un paquete, realizar control de congestión...

• Nivel 4 o Nivel de Transporte:

– Garantizar una comunicación fiable extremo a extremo sin preocuparse de la red que los une.

IMPORTANTE: Los Niveles superiores están siendo muy cuestionados: Se opina que deberían formar parte de las aplicaciones y NO del sist. de comunicaciones

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Modelo OSI

• 1977 ‐ 1983

• International Standards Organization

Físico Especificaciones mecánicas, eléctricas

– Data Terminal Equipment (PC)

– Data Circuit Terminating Equipment (modem)

– EIA RS‐232‐c, EIA RS‐449, CCITT x.21, CCITT v.35, IEEE 802.3

Enlace Transmisión fiable

– Detección, [corrección] errores, control flujo

– LLC logical link control , MAC (media access control)

– LLC = 802.2, x.25, RDSI, LAPD, ISO HDLC

– MAC = 802.3, 802.5, ISO 9314 (FDDI)


Modelo OSI

Red

– Paquete

– TCP/IP (máximo = 64 kbytes), IPv6 (máx = 4gbytes)

– Gestión de conexión

– Control errores, flujo

– [reserva para QoS]

– IP, CCITT x.25,

Transporte (host‐host)

– Fragmenta datos del nivel de sesión

– Asegura llegada

– Control de errores, control de flujo

– TCP, UDP, ...

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Modelo OSI

Sesión

– Primera que detecta el usuario

– En multiusuario los diferencia frente a n4

Presentación (host‐host)

– Interpretación

– ASCII‐EBCDIC

– Encriptación, ...

Aplicación servicios

– Interfaz de usuario

– CCITT x.400, x.500, ftp, smtp, http, ...


TCP/IP

FTP Telnet SMTP

TCP EGP

RIP DNS RPC

NFS NIS/YP

UDP

IP / ICMP

X.25 FDDI TokenRing

Ethernet

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TCP/IP

• Estándares abiertos

• Gratuitos

• Independientes de la red física

• Direccionamiento

• Amplia gama de servicios

Hardware de Red (Nivel Físico)

Internet Protocol (IP)

ICMP

RARPARP

TCP UDP

SMTP rlogin Telnet

FTP

TFTP BOOTP

NFSULP

LLP

RPCUpper-level Protocols

Low-level Protocols


TCP/IP

• SUBRED ó HOST‐RED

• INTERRED´ó INTERNET

– EVITA CONGESTIÓN

– FORMATO IP

– CONMUTACIÓN DE PAQUETES (NO ORIENTADO A CONEXIÓN)

• TRANSPORTE

– MENSAJES

– TCP (CONS): ORDEN, ERRORES, CONTROL FLUJO

– UDP (CNLS): NO ERRORES, NO CONTROL FLUJO (EX: TX A/V, NFS)

• APLICACIÓN

– SMTP, FTP, TELNET, DNS, NNTP, HTTP, ...

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Internetworking

• Interconexión de redes diferentes

• Las redes pueden diferir en tecnología (p. ej. Ethernet-Token Ring) o en tipo (p. ej. LAN-WAN).

• Pueden diferir en el protocolo utilizado, p. ej. DECNET y TCP/IP.

• Los dispositivos que la permiten son:

– Repetidores y amplificadores– Puentes (Bridges)– Routers y Conmutadores (Switches)– Pasarelas de nivel de transporte o aplicación (Gateways)


Internetworking

– Definición

– Diferentes medios

– Diferentes tecnologías ‐ velocidades

– Diferentes protocolos

– MTU (Maximun Transmition Unit) puede ser diferente

– Unas subredes pueden ser orientadas a conexión y otras no

– En unos casos el servicio que ofrezcan será fiable (X.25) y en otros no (ETH)

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Internetworking


Internetworking

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Internetworking


Internetworking

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Nivel físico

Tema 1


Conceptos


Tx RxInformación

Medio de TX

Señales Electromagnéticas

Información

SeñalANALÓGICA

SeñalDIGITAL

T

Amplitud

f = 1/T

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Conceptos



ConceptosNo se puede mostrar la imagen en este momento.

+

+=

DISPOSITIVOS REGENERATIVOS

AMPLIFICADOR (Introduce distorsión, es acumulativa)

REPETIDOR

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Conceptos


20 Hz - 20 Khz

Señal Video Analógica Cámara TV4 Mhz (6Mhz a color)

300 - 3400 Hz

< 20 Khz

Medio de transmisión Ancho de banda enKHz

Línea telefónica 3Emisión de radio de onda media (AM) 4,5Emisión de radio de FM 75Emisión de televisión PAL 8 000Red local Ethernet 10 000Emisión de televisión de altadefinición

30 000


ConceptosBaudio versus Bits por segundo

1 Khz = 0

2 Khz = 1

0.5 Khz = 00

1.0 Khz = 01

1.5 Khz = 10

2.0 Khz = 11

Velocidad de modulación Vm

= Nº Máx de veces posible cambiar estado línea

= 1/ Intervalo significativo mínimo

= 1/T (baudios)

Velocidad de transmisión serie Vts

= Nº de bits que se pueden transmitir por segundo

= Vm * Log2 N (bps)

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Baudio se asocia a LÍNEA

Bps se asocia a FLUJO





TELÉFONO RDSISISTEMA DE VIDEOCONFERENCIA

CD, MINIDISC, ...

CODEC = Conversor A/D

Analógica Analógica

Digital Digital

Digital Analógica

AnalógicaDigital

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ConceptosCapacidad de transferencia


Línea ideal (Teorema de NYQUIST “El número máximo de baudios que se puede TX por un canal no puede ser superior al doble de su ancho de banda”)

C = 2 * W * Log 2 N

Vm máxima = 2*AB medio

AB = 3 KHz => Vm máx 6.000 baudios

C = 2 * 3.000 Log 2 8 = 18.000 bps

Eficiencia del canal E= C / W

E = 18.000 / 3.000 = 6 bits/Hz

Se cumple a la inversa» Muestreo Teléfonos Digitales = 8Khz (mínimo 6000)

» Muestreo HI‐FI = 44.1 Khz (capturan < 22 Khz)


ConceptosMuestreo



MuestreoSeñal analógica

Frecuencia de muestreo 8 KHz(8.000 muestras/s)

Ancho de banda:300 Hz a 3400 Hz

Rango capturado= 0-4 KHz

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ConceptosRelación señal/ruido



SR = 30 dB: la potencia de la señal es 103=1000 veces mayor que el ruido

SR = 36 dB: la señal es 103,6 = 3981 veces mayor que el ruido

SR (dB) = 10* log10 (SR)





Línea no ideal (Teorema SHANNON‐HARTLEY)

C = W * Log 2 (1+S/N)

dB = 10 Log 10 (S/N)

10 dB => S/N = 10

20 dB => S/N = 100

30 dB => S/N = 1000

C = 3.000 Hz * Log 2 (1+1000) = 29.902 bps

C = 3.000 Hz * Log 2 (1+100) = 19.963 bps

EFICIENCIA CANAL E= C / W = Log 2 (1+S/N)

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Binaria

simple

1 bit/símb.

1

0

2B1Q

(RDSI)

2 bits/símb.

2,64 V

0,88 V

-0,88 V

-2,64 V 00

01

10

11

QAM de 32 niveles

(Módems V.32 de 9,6 Kb/s)

5 bits/símbolo

11111 11000

0110100011

00100

QAM de

4 niveles

2 bits/símb.

01

0010

11

Portadora

Amplitud

Fase


ConceptosModulación

MODULACIÓN POR O. CONTINUA (PORTADORA A)

– MODULADORA ANALÓGICA (AM, FM, PM)

– MODULADORA DIGITAL (ASK, FSK, PSK, QAM)

MODULACIÓN POR PULSOS (PORTADORA D)

– MODULADORA ANALÓGICA (PAM, PWM, PPM)

– MODULADORA DIGITAL (PCM, DELTA, DELTA ADAPTATIVA, DIFERENCIAL PCM DE Q NIVELES)

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No se puede mostrar la imagen en este momento.Ondas Portadora, Moduladora y Modulada

Métodos de Modulación

• Portadora Analógica:

– Moduladora analógica

– Moduladora digital: ASK, FSK, PSK, QAM

• Portadora Digital (Modulación por pulsos)

– Analógica (PAM, PDM, PPM): Portadora puede ser modificada de infinitas formas

– Digital (PCM, Delta, Delta diferencial, etc.): Portadora de número finito de formas




Portadora Analógica: Señales moduladoras A y D

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Portadora Digital: Modulación por Pulsos Analógica


ConceptosDigitalización


1. MUESTREO

Teorema de Nyquist fmuestreo = 2 * AB

“Una señal de AB finito puede ser satisfactoriamente definida por un conjunto de muestras instantáneas tomadas a una frecuencia de muestreo fm mayor que el doble del AB de la señal a muestrear”

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2. CUANTIFICACIÓN

Curva de transferencia de un cuantificador

Niveles cuánticos = niveles de redondeo




3. CODIFICACIÓN

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Medios de transmisión

MEDIOS GUIADOS (Ondas electromagnéticas)

– Cables metálicos (normalmente de cobre)• Coaxiales

• De pares trenzados (apantallados o sin apantallar)

– Cables de fibra óptica• Multimodo

• Monomodo

MEDIOS NO GUIADOS (Ondas electromagnéticas)

– Enlaces vía radio

– Enlaces vía satélite


Medios de transmisiónPar trenzado


• Base del bucle de abonado

• Sistemas de red local modernos

• Pares trenzados para minimizar interferencias

• Inadecuado en largas distancias (atenuación)

STP (SHIELDED TWISTED PAIR)

UTP (UNSHIELDED TWISTED PAIR)

STP PANTALLA DE COBRE

STP PANTALLA DE ALUMINIO = FTP FOIL TWISTED PAIR = ScTP SCREENED TWISTED PAIR

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Emplea conectores denominados RJ (Registered Jack), siendo los más comúnmente utilizados los RJ-11(de 4 patillas), RJ-12 (de 6 patillas) y RJ-45 (de 8 patillas).


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Alambre de cobre. Normalmente AWG 24( 0,51 mm)

Cubierta hecha conmaterial aislante

Aislante de cada conductor



Medios de transmisiónPar trenzado, categorías

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Medios de transmisiónCoaxial


Conductorinterno

AislanteConductorexterno Cubierta

• La impedancia puede ser de 50 o 75

• 50 : usado en redes locales Ethernet (10BASE2 y 10BASE5)

• 75 : usado en conexiones WAN y redes CATV (Community Antenna TeleVision)

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El cable coaxial es un cable formado por dos conductores concéntricos:

• Un conductor central o núcleo, formado por un hilo sólido o trenzado de cobre (llamado positivo o vivo).

• Un conductor exterior en forma de tubo o vaina, y formado por una malla trenzada de cobre o aluminio o bien por un tubo, en caso de cables semirrígidos.

Este conductor exterior produce un efecto de blindaje y además sirve como retorno de las corrientes. El primero está separado del segundo por una capa aislantellamada dieléctrico. De la calidad del dieléctrico dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto puede estar protegido por una cubierta aislante.


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Núcleo de fibra de vidrio

Las reflexiones se producencuando la trayectoria delimpulso de luz incide con elmaterial reflectante querodea a la fibra óptica"Cladding”

Una capa de PVC "Jacketing”envuelve todo y la protege(p.e. Tener característicasantiroedores)

Conector ST

Conector SC

Algunos terminadores de FO

• SMA Sub-Miniature Assembly

• ST Straight-Tip by AT&T

• FDDI MIC

• SC (más reciente)

Medios de transmisiónFibra óptica




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• Mayor ancho de banda, mayor capacidad

• Mucho menor atenuación, mayor alcance

• Inmune a las interferencias radioeléctricas

• Tasa de errores muy baja

• Costo elevado

• Manipulación compleja y delicada


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• TIPO 1 LEDs LIGHT‐EMITTING DIODE

– LUZ NORMAL (NO COHERENTE)

– CADA RAYO TIENE 1 MODO

– USA FO MULTIMODO MM

• TIPO 2 DIODOS LÁSER

– LUZ COHERENTE

– ÚNICO RAYO

– USA FO MONOMODO mm

Emisor Luz Detector Luz

Señal Eléctrica

Blindaje

Núcleo

OJO fibras mm (la luz láser es perjudicial para

la vista, y además al tratarse de emisión infrarroja el ojo no aprecia luz alguna



cubierta

núcleo

Pulso de entrada (a) Multimodo índice de escala (Multimode Stepped index)

(b) Multimodo índice Gradual (Multimode Graded Index)

(c) Monomodo índice de escala (Single mode Stepped index)


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Multimodo

Monomodo

Cubierta125 m

Núcleo62,5 m

Núcleo9 m

Cubierta125 m

Pulsoentrante

Pulsosaliente

Los múltiples modos que se propagan generan un ‘jitter’ que ensancha los pulsos y limita la distancia o la frecuencia

Al propagarse solo un modo no se produce ‘jitter’ y el pulso no se ensancha



DISPERSIÓN = Ensanchamiento del pulso recibido cuando se transmite por MM. La dispersión limita la velocidad de transferencia, ya que el emisor no puede enviar los pulsos con la rapidez que en principio podría

Dispersión = Frecuencia * Long. fibra

– Ejemplo: Fibra de 2 Km que transmita a 155 Mbps (equivalente a 155 MHz) tendrá una dispersión de 310 MHz Km.

– Sólo es importante en conexiones de alta velocidad (ATM a 622 Mb/s o Gigabit Ethernet)


54


Ejemplo: Enlace ATM a 622 Mb/s sobre fibra Multimodo de 500 MHz*Km de ancho de banda. Supongamos que 622 Mb/s = 622 MHz

Dispersión = Frecuencia * Long fibra

500 (MHz*Km) = 622 (MHz) * Longitud (Km)

Longitud = 500/622 = 0,8 Km = 800 m



– Fibras MM a 622 Mbps (máx habitual en MM) => Long = 800 m.

– Fibra MM a 155 Mbps => Long = 3,2 Km

– Fibra MM a 100 Mbps => Long = 5 Km

• En gran distancia se deben utilizar fibras mm

• Concepto de “Solitones”


55


AltoBajoCosto

ElevadaPequeñaSensibilidad a la temperatura

CortaLargaVida media

Hasta 160 KmHasta 2 KmDistancia

Multimodo y Monomodo

MultimodoFibra

Alta (10 Gb/s)Baja (622 Mb/s)Velocidad máxima

Láser semiconductor

LEDCaracterística



La longitud de una onda es la distancia entre dos crestas consecutivas.

La longitud de una onda describe cuán larga es la onda. La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que llamamos longitud de onda.

La letra griega "λ" (lambda) se utiliza para representar la longitud de onda en ecuaciones. La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda. Una longitud de onda larga corresponde a una frecuencia baja, mientras que una longitud de onda corta corresponde una frecuencia alta.

La longitud de ondas de las ondas de sonido, en el rango que los seres humanos pueden escuchar, oscilan entre menos de 2 cm (una pulgada), hasta aproximadamente 17 metros (56 pies). Las ondas de radiación electromagnética que forman la luz visible tienen longitudes de onda entre 400 nanómetros (luz morada) y 700 nanómetros (luz roja).


56


Long. Onda = Velocidad / Frecuencia



• Para la TX luz se utilizan 3 rangos de frecuencias donde las fibras muestran menor absorción (mayor 'transparencia')

• Son bandas situadas alrededor de 0,85, 1,30 y 1,55 micras (zona infrarroja del espectro). La parte visible esta entre 0,4 y 0,7 micras.

PRIMERA VENTANA– Tiene mayor atenuación, Poco utilizada

SEGUNDA VENTANA– Anchura de 18 THz (THz = 1 TeraHertzio = 1000 GHz = 1012 Hz), la más utilizada

TERCERA VENTANA– Anchura de 12,5 THz, es la que presenta menor atenuación

– Se utiliza en monomodo para cubrir una gran distancia sin repetidores


57


Primera ventana 0,85 m

Segunda ventana 1,30 m

Tercera ventana 1,55 m

Los picos corresponden a absorción producida por el ión hidroxilo, OH-

OH-

OH-

OH-

Ate

nuac

ión

(dB/

Km))

2,0

1,8

1,6

0,6

0,8

1,4

1,2

1,0

0,4

0,2

0 1,00,90,8 1,41,31,21,1 1,71,61,5 1,8

Luz visible Longitud de onda (m)Luz infrarroja



• Distancia a cubrir

• Latiguillos, conexiones y soldaduras

• Curvas cerradas en la fibra

• Suciedad en conectores

• Variaciones de temperatura

• Envejecimiento de componentes

Factores que influyenen la atenuación


58


• MUX por división en longitud de onda de banda ancha (wideband WDM, Wavelength Division Multiplexing) = Mejor aprovechamiento con varias longitudes de onda por fibra en cada una de estas ventanas.

• 1996 Fujitsu consiguió TX 55 canales (haces) independientes por una fibra monomodo a una distancia de 150 Km utilizando tercera ventana y 2 repetidores intermedios; Cada canal tenia una anchura de 0,6 nm (equivalente a 75 GHz) y transportaba una señal de 20 Gbps, con lo que la capacidad total de la fibra era de 1,1 Tbps. Para poder utilizar WDM de banda estrecha el emisor debe ajustarse con mucha precisión, los amplificadores han de actuar sobre todo el rango de longitudes de onda de la manera mas lineal posible, y en el lado receptor se ha de descomponer la señal en los canales originales, también de forma muy precisa



Cableado estructurado

Armario (o ‘rack’) decomunicaciones

Latiguillo

Enlace básico(max. 90 m)

Enlace de canal = enlace básico + latiguillosmax. 100 m

Roseta

Latiguillo

Switch o hub

Panel de conexión o ‘patch panel’

59


T568A T568B

1 3 42 6 7 85 1 3 42 6 7 85

Par 3

Par 2

Par 1 Par 4 Par 2

Par 3

Par 1 Par 4

B/V V B/N A B/A N B/M M B/N N B/V A B/A MB/MV

Colores: Par 1: A y B/A (Azul y Blanco/Azul)Par 2: N y B/N (Naranja y Blanco/Naranja)Par 3: V y B/V (Verde y Blanco/Verde)Par 4: M y B/M (Marrón y Blanco/Marrón)

10/100 BASE-T usa:1-2 para TX3-6 para RX




Terminadores RJ45 y RJ49 (para cable FTP porque tiene envoltura de metal)


60



Terminadores RJ45 y RJ49 (para cable FTP porque tiene envoltura de metal)

Pin#

EIA/TIA568A

AT&T258A/268B(EIA/TIA568B)

Ethernet10BASE-T

100BASE-T4

Ethernet100BASE-T8 Token Ring ATM,

and TP-PMD

1 White/Green White/Orange X X X

2 Green/White Orange/White

X X X

3 White/Orange White/Green X X X4 Blue/White Blue/White X X5 White/Blue White/Blue X X6 Orange/White Green/White X X X7 White/Brown White/Brown X X8 Brown/White Brown/White X X




61


Distrib. Planta

Building Distributor Repartidor de Edificio

Rosetas Interconexión

Floor Distributor

Cableado Horizontal

Campus Distributor Repartidor de Campus


Distrib. Planta


Rosetas Interconexión

Floor Distributor

Cableado Horizontal




Repartidor Edificio

Repartidor Campus

Repartidor Edificio

Repartidor Edificio

Repartidor Planta

Repartidor Planta

Repartidor Planta

Repartidor Planta

Cable Distribución de Campus BACKBONE

Cable Distribución Edificio

Cableado Horizontal

Máximo 90 m.


62




Planos

– Terminación red / planta

– Identificación / ubicación repartidores

– Canalizaciones troncales

– Canalizaciones hasta puesto trabajo

– Materiales / tramo

Alcance

– Suministro, instalación

– Canalizaciones

– Albañilería

– Electrificación

– Migración


63


Subsistema horizontal

– Rosetas dobles

– 4 pares

– 90 m.

– Etiquetado (repartidor ‐ nº roseta)

Subsistema administración

– Repartidores 1ario, 2ario

– Racks

– Repartidor con más de 200 rosetas puede implicar nuevo Rack

– Paneles 24 ó 48

– Pasahilos

– LIU

– Fibra MM 62.5/125 micras

Cableado estructuradoElementos de red



64





65


La distancia entre cada guía horizontal o "estante"

de un rack se denomina U.

Todos los equipos deben adaptar su altura a un múltiplo de dicha unidad.

Ejemplo: un equipo 2U ocupará dos estantes de altura. Los bastidores se fabrican en alturas de 18U

o 20U.

1U equivale a 4,5 cm.



Las especificaciones de una rack estándar se encuentran bajo las normas equivalentes EIA 310-D, IEC

60297 y DIN 41494 SC48D.

Las columnas verticales miden 15.875 milímetros de ancho cada una formando un total de 31.75

milimetros(5/4 pulgadas). Están separadas por 450.85 milímetros (17 3/4 pulgadas) haciendo un total de 482.6

milímetros (exactamente 19 pulgadas).


66


Cada columna tiene agujeros a intervalos regulares agrupados de tres en tres. Verticalmente, los racks se

dividen en regiones de 1.75 pulgadas de altura. En cada región hay tres pares de agujeros siguiendo un orden simétrico. Esta región es la que se denomina

altura o "U".

La profundidad del bastidor no está normalizada, ya que así se otorga cierta flexibilidad al equipamiento.

No obstante, suele ser de 800 milímetros.



Subsistema vertical

• Multipar 25 pares CAT 3

• 8 F.O. multimodo 62.5 / 125 micras

Canalizaciones / obra civil

• Diámetro = 30 % dimensionamiento

Subsistema puesto trabajo

• Latiguillos RJ45 ‐RJ45

Certificación

Cableado estructuradoElementos de red

67


Par trenzado

• Continuidad cableado horizontal

• Continuidad cableado vertical y equipos

• Pruebas de transmisión

Fibra óptica

• Pérdidas potencia

Cableado estructuradoPlan de pruebas


Espectro electromagnético

Frecuencia Designación

3 Hz - 30 kHz Very Low Frequency (VLF)30 - 300 kHz Low Frequency (LF)300 kHz - 3 MHz Medium Frequency (MF)3 - 30 MHz High Frequency (HF)30 - 300 MHz Very High Frequency (VHF)300 MHz - 3 GHz Ultra High Frequency (UHF)3 - 30 GHz Super High Frequency (SHF)30 - 300 GHz Extremely High Frequency (EHF)1000 GHz - 107 GHz Infrared or ultraviolet

Radiofrecuencia (10 KHz a 300 MHz)Microondas (300 MHz a 300 GHz)

Infrarroja (300 GHz a 400 THz)

68


Espectro electromagnético

Para infrarrojo mejor se utiliza la longitud de onda. Recordemos que ambas magnitudes están relacionadas por la fórmula:

* f = c = longitud de onda, f = frecuencia, c = velocidad de la luz en el vacío.

Ejm: onda de 30 GHz (microonda) => longitud de onda = 1 cm

Radiofrecuencia (10 KHz a 300 MHz)Microondas (300 MHz a 300 GHz)

Infrarroja (300 GHz a 400 THz)


Sistema telefónico

El sistema telefónico analógico, extremo a extremo implica:

• Amplificadores para regenerar la señal.

• Se distorsiona la señal y se reduce la relación S/N.

• En larga distancia => Multiplexar conversaciones para demultiplexar y volver a Mutiplexar (añadía complejidad, costo y reducía calidad de la señal).

Digitalizar abonado (caro).

A partir de 1960 Digitalizar troncales (solución intermedia).

69


Sistema telefónico

Bucle de abonado (local loop)

• 1‐10 Km

• Pares de cobre trenzados; las líneas troncales típicamente utilizan cable coaxial, microondas, fibra óptica o satélite.

• AB telefonía = 3,1 KHz (300 ‐ 3.400 Hz).

• RDSI = Bucle de abonado digital


Sistema telefónico

100 Hz 1 KHz 10 KHz

Frecuencia

100 KHz10 Hz

Pote

ncia

rela

tiva

0 dB

-20 dB

-40 dB

-60 dB

Rango dinámicoaproximado

de la voz

Canal telefónico

Límite superiorde la radio AM

Límite superiorde la radio FM

Rango dinámicoaproximado de

la música

MÚSICA

VOZ

Ruido

3,4 KHz300 Hz

70


Sistema telefónicoTelefonía digital ‐ PCM

• PCM = Pulse Code Modulation

• Se implanta en los años 60 para simplificar la multiplexación de conversaciones y la amplificación de señales

• La señal se muestrea 8.000 veces por segundo (una vez cada 125 s) para extraer frecuencias de 0 a 4 KHz (Nyquist)

• Cada muestra genera un byte de información




Portadora Digital: Modulación por pulsos Digital

Filtr

o Pa

so B

and

a

Mue

stre

ador

Cua

ntifi

cad

or

Cod

ifica

dor

Circ

uito

de

Rege

nera

ción

Dec

odifi

cad

or

DES

TINO

RepetidorRegenerativo

RepetidorRegenerativo

SISTEMA PCM

Línea de transmisión

71



Etapa de muestreo

Señal analógica

Frecuencia de muestreo 8 KHz(8.000 muestras/s)

Ancho de banda voz:300 Hz a 3400 Hz

Rango capturado= 0-4 KHz(Teorema de muestreo de Nyquist)



Etapa de muestreo

Etapa de cuantificación = Conversión A/D

Ruido de cuantificación

100100111011001

72



PCM de 30 canales

– Frecuencia muestreo = 8.000 Hz

– 8 bits/muestra

– 30 canales telefónicos

– 1 canal de señalización, 1 canal de sincronización

– 32 canales de 8 bits/canal = 256 bits

– 8.000 tramas * 256 bits/trama = 2’048 Mbps

– 32 canales * 8 bits/muestra * 8.000 muestras/s = 2’048 Mbps

– (1/8000) 125 microseg. duración de trama

– Formato de trama



PCM de 24 canales

– Frecuencia muestreo = 8.000 Hz

– 7 bits/muestra

– 24 canales telefónicos

– 1 canal de señalización

– 24 canales de 8 bits/canal = 192 bits + código de trama (1bit)

– 8.000 * 193 bits/trama = 1’544 Mbps

– (1/8000) 125 microseg. duración de trama

– Formato de trama

73


Sistema telefónico

Ordenador OrdenadorMódemMódem CentralTelefónicade origen

CentralTelefónicade destino

CentralTelefónicaintermedia

Códec Códec

Equipo de usuario Equipo de usuario

Información digital(cable corto)

Información digital(cable corto)

Información analógica(bucle de abonado)

Información analógica(bucle de abonado)

Información digital(enlaces troncales

del operador))


Sistema telefónico

Estructura jerárquica del sistema telefónico de AT&T

1

8910

543

2

6

7

676665321

2301 228 2291

2 3

1300129912981 2 3

1 2 3 4 5

200 millones de teléfonos

19.000 centrales finales

1.300 centrales de facturación

230 centrales primarias

67 centrales seccionales

10 centrales regionales(completamenteinterconectadas)

74


Sistema telefónico

1

Canal 1

1

Canal 2

1

Canal 3

60 64 68 72

Frecuencia (KHz)

Frecuencia (KHz)

Frecuencia (KHz)

60 64 68 72

Fact

or d

e a

tenu

aci

ón

60 64 68 72

60 64 68 72

Canal 1Canal 2

Canal 3

Señalesoriginales

Señales desplazadasen frecuencia

Señales multiplexadas

FDM - Frequency Division Multiplexing


Sistema telefónicoFDM versus TDM

FDM ‐ Frequency Division Multiplexing

– Ya no se utiliza

– Equipos costosos

– Se adapta mal al proceso digital

TDM ‐ Time Division Multiplexing

– 30 canales voz + 2 señalización = línea E1 (2,048 Mb/s) 32 x 8 = 256, 256 x 8.000 = 2.048.000

– (4 * E1) + info. control (256 Kb/s) = E2 (8,448 Mb/s)

– (4 * E2) = E3 = 139,264 Mb/s

– (4 * E3) = E4 = 565,148 Mb/s

– USA utiliza otro sistema, Japón otro

– Estos sistemas, todos incompatibles entre sí, se llaman Jerarquía Digital Plesiócrona

(PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy)

75


Sistema PDH

‐‐32124232221201918171615141312111009080706050403020124‐‐

‐‐0100313029282726252423222120191817161514131211100908070605040302010031‐‐

Trama E11 trama = 125 s = 32 intervalos de 8 bits = 2.048 Mb/s

Alineamiento y

sincronización de la trama

Canal de señalización

Canales de información (intervalos

1-15 y 17-31)

Trama T1

Intervalos 6 y 12

Bit de entramado

7 bits de información

(56 Kb/s)

Bit de señalización

8 bits de datos (64 Kb/s)

8 bits de datos (64 Kb/s)

Canales de información (intervalos

1-5, 7-11 y 13-24)

1 trama = 125 s = 24 intervalos + 1 bit = 1.544 Mb/s


Sistema PDH

139,264(3*)T4 o DS420164

139,264(4*)E419204

97,728 (3*)J314403

44,736 (7*)T3 o DS36723

34,368 (4*)32,064 (5*)E34803

8,448 (4*)E21202

6,312 (4*)6,312 (4*)T2 o DS2962

2,048E1301

1,5441,544T1 o DS1241

0,0640,0640,064E010

Resto MundoJapónNorteaméricaNombreCanalesNivel

Niveles y caudales en PDH (en Mb/s)

La frecuencia de muestreo internacional = 8 KHz

76


Sistema PDH

Las velocidades más comunes en datos son:

– 64 Kb/s

– n x 64 Kb/s (E1 o T1 fraccional, n = 1, 2, 3, 4, 6 y 8)

– 2,048 Mb/s (E1) en Europa y 1,544 Mb/s (T1) en América

– 34,368 Mb/s (E3) en Europa y 44,736 Mb/s (T3) en América

Cálculo del tamaño de trama = dividir velocidad por 8.000.

– Trama E1: 2.048.000 / 8.000 = 256 bits = 32 bytes

– Trama E2: 8.448.000 / 8.000 = 1.056 bits = 132 bytes

– Trama E3: 34.368.000 / 8.000 = 4296 bits = 537 bytes

E2 = 4 * E1 + 4 bytes

Igualmente E3 = 4 * E2 + 9 bytes


SONET / SDH

Synchronous Optical NETwork / Synchronous Digital Hierarchy

En 1987 las compañías telefónicas estadounidenses proponen nuevo sistema de MUX denominado SONET

Objetivos:

– Unificar velocidades a nivel intercontinental

– Aprovechar mejor la transmisión por fibras ópticas

– Llegar a velocidades superiores a las que conseguía PDH (140 Mb/s)

– Mejorar la posibilidad de gestión y tolerancia a fallos de la red

SONET no acoplaba bien con el sistema PDH internacional, por lo que la ITU desarrolló otro sistema parecido denominado SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

77


SONET / SDH

SONET es un estándar ANSI (americano), SDH es ITU‐T (internacional). Ambos son compatibles

Nivel base SONET: 51,84 Mb/s.

– Interfaz eléctrico: STS‐1 (Synchronous Transfer Signal – 1)

– Interfaz óptico: OC‐1 (Optical Carrier – 1)

– Todas las demás velocidades son múltiplos exactos de esta

– Ejemplo: OC‐12 = STS‐12 = 622,08 Mb/s

Nivel base SDH: 155,52 Mb/s (3 x 51,84)

– Interfaz óptico: STM‐1 (Sychronous Transfer Module – 1)

– Todas las demás velocidades son múltiplos exactos de esta,

– Ejemplo: STM‐4 = 622,08 Mb/s


SONET / SDH

SONET

Eléctrico

SONET

Óptico

SDH Caudal físico

(Mb/s)

STS‐1 OC‐1 STM‐0 51,84

STS‐3 OC‐3 STM‐1 155,52

STS‐12 OC‐12 STM‐4 622,08

STS‐48 OC‐48 STM‐16 2488,32

STS‐192 OC‐192 STM‐64 9953,28

78


SONET / SDH

T1T1

T1

T3

T3

Conversor electro-óptico

Codificador (scrambler)

Multiplexor 3:1

Multiplexor 4:1

OC-12STS-12STS-3STS-1


SONET / SDH

Red SONET/SDH formada por:

• Repetidores o regeneradores.

• Multiplexores o ADMs (Add‐Drop Multiplexor). Permiten intercalar una trama de menor jerarquía en una de mayor (p. Ej. una STM‐1 en una STM‐4). Los ADM permiten crear anillos con satélites.

• Optical Cross‐Connect: actúan como los ADMs pero permiten interconexiones más complejas.

A menudo se utilizan topologías de doble anillo para aumentar la fiabilidad.

79


SDH

La unión entre dos dispositivos cualesquiera es una sección; entre dos multiplexores contiguos es una línea y entre dos equipos finales una ruta.

ADM

Sección

Línea

Sección Sección Sección

Ruta

Línea

MultiplexorOrigen Multiplexor

MultiplexorDestinoRepetidor Repetidor

ADM ADM

ADM: Add-Drop Multiplexor


SDH

La capa física de SONET/SDH se divide en cuatro subcapas:

o Subcapa fotónica: transmisión de la señal y las fibras.o Subcapa de sección: interconexión de equipos contiguos.o Subcapa de línea: multiplexación/desmultiplexacion de enlaces

entre dos multiplexores.o Subcapa de rutas: problemas relacionados con la

comunicación extremo a extremo.

Subcapa

Ruta

Línea

Sección

Fotónica

ADMOrigen

Repetidor ADMIntermedio

ADMDestino

Sección Sección Sección

Línea

Ruta

Línea

80


SDHTopologías comunes

Punto a punto

Punto a multipunto

Arquitecturamallada

ADM ADMREP

ADM ADMADMREP REP

ADM

ADM

ADM

MUX

DCSREP

REP

REP

REP

ADM: Add-Drop MultiplexorREP: RepetidorDCS: Digital Cross-Connect


SDHAnillo

ADM

ADM

ADMADM

81


SDHAnillo

Tráfico de usuario

Reserva

ADMADM ADMADM

Tráficode usuario

Tráfico de usuario

Funcionamiento normal Avería

Corte enla fibra

Bucle realizadopor el ADM


SDHTramas STS‐1 y STM‐1

STS‐1 (SONET, ANSI):– Matriz de 90 filas x 9 columnas = 810 Bytes = 6480 bits; 6480 x 8000

tramas/s = 51,84 Mb/s

STM‐1 (SDH, ITU‐T) = STS‐3 = 3 x STS‐1:– 90 x 9 x 3 = 2430 Bytes = 19440 bits = 155,52 Mbps

– Overhead SDH: 10 filas (3+3+3+1)

– Parte útil: 260 x 9 = 2340 Bytes = 18720 bits = 149,76 Mbps

Los enlaces ATM a 155 Mb/s son siempre de 149,76 Mb/s (el resto es overhead de gestión de SDH).

82


SDHTrama de SONET STS‐1 (OC‐1)

Info.

Sección

Carga útil

Info. Línea

Info

. rut

a

1 c. 3 col. 86 columnas

9 filas

Se emiten 8000 tramas por segundo (una cada 125 s):90 x 9 = 810 bytes = 6480 bits; 6480 x 8000 = 51.840.000 bits/s

Carga útil: 86 x 9 = 774 bytes = 6192 bits = 49,536 Mb/s


SDHTrama de SONET STS‐3 (OC‐3)

R

S

Carga útil

LR

S

Carga útil

LR

S

Carga útil

L

8000 tramas por segundo:90 x 9 x 3= 2430 bytes = 19440 bits x 8000 = 155,520.000 bits/sCarga útil: 86 x 9 x 3 = 2322 bytes = 18576 bits = 148,608 Mb/s

83


SDHTrama de SDH (STM‐1)

R

S

Carga útil

L

S

L

S

L

Carga útil: 260 x 9 = 2430 bytes = 19440 bits = 149,76 Mb/s

La trama STM-1 no es igual que la STS-3 (OC-3)En SONET se define la trama STS-3c (OC-3c) que es igual que la STM-1


SDHCarga SONET/SDH

SDH SONET Caudal físico (Mb/s)

Caudal usuario (Mb/s)

STM‐0 STS‐1 51,84 49,536

STM‐1 STS‐3c 155,52 149,76

STM‐4 STS‐12c 622,08 600,77

STM‐16 STS‐48c 2488,32 2404,8

STM‐64 STS‐192c 9953,28 9620,9

Los caudales de usuario son los aprovechables - por ejemplo –

por celdas ATM

84


Equipos y capacidad


RDSI

Enlace troncal Digital

Bucle Analógico Red Digital

POTS CBCB

Bucle Digital, Red Digital

RDSIo

ISDN

Switch

Switch

Switch

Switch

85


RDSI

Según la UIT-T podemos definir Red Digital de ServiciosIntegrados (RDSI o ISDN en inglés) como:

Una red que procede por evolución de la Red DigitalIntegrada (RDI) y que facilita conexiones digitales extremo aextremo para proporcionar una amplia gama de servicios,tanto de voz como de otros tipos, y a la que los usuariosacceden a través de un conjunto de interfaces normalizados.


RDSI

Dos tipos de canales

– Canales B (Bearer, portador): 64 Kb/s, sirven para llevar la voz o datos del usuario. Puede haber un número variable según el tipo de interfaz

– Canal D (Data): se usa para señalización (establecer o terminar la llamada, información de control, etc.). Hay uno por interfaz

Dos tipos de interfaces:

– Básico o BRI (Basic Rate Interface): 2 canales B y uno D de 16 Kb/s (2B + D) + 16 Kb/s de sincronización y entramado; 160 Kbps en total.

– Primario o PRI (Primary Rate Interface): En Europa 30B + D (una línea E1); en América y Japón 23B + D (una línea T1). Canal D de 64 Kb/s.

86


RDSI


RDSI

TE(Terminal

Equipment)

NT(Network

Termination)Interfaz S

4 hilos(conecto

r RJ45)

Domicilio del abonado

Switch

Central telefónica

Interfaz UBucle de abonado

2 hilos(5,5 Km max.)

El NT contiene un circuito híbrido que multiplexa en el mismo par de hilos

las señales de transmisión recepción

87


RDSIInterfaz S

1 3 42 6 7 85

TE NT

Transmit

Receive

Alimentación eléctrica opcional

Conector RJ45 (ISO 8877)

Señales:12345678


RDSI

Canal B - Canal básico de usuario.

Es un canal a 64 kbps para transporte de la información generada por el terminal de usuario. Se puede usar para transferir datos digitales, voz digital codificada PCM, o una mezcla de tráfico de baja velocidad, incluyendo datos digitales y voz digitalizada descodificada a la velocidad antes mencionada de 64 kbps.

Puede subdividirse en subcanales, en cuyo caso todos ellos deben establecerse entre los mismos extremos subcriptores.

88


RDSI

Puede soportar las siguientes clases de conexiones:

• Conmutación de circuitos: es el equivalente al servicio digital conmutado disponible en la RDI. El usuario hace una llamada y se establece una conexión de circuito conmutado con otro usuario de la red, con unos recursos dedicados. Cabe destacar que el diálogo de establecimiento de la llamada no tiene lugar en el canal B, sino en el D, que se define a continuación.

• Conmutación de paquetes: el usuario se conecta a un nodo de conmutación de paquetes y los datos se intercambian con otros usuarios vía X.25. Los recursos no son dedicados.

• Permanentes: no requiere un protocolo de establecimiento de llamada. Es equivalente a una línea alquilada. Se contrata un canal fijo, permanente.


RDSI

Canal D - Canal de señalización a 16 ó 64 kbps.

Sirve para dos fines. Primero, lleva información de señalización para controlar las llamadas de circuitos conmutados asociadas con los canales B. Además el canal D puede usarse para conmutación de paquetes de baja velocidad mientras no haya esperando información de señalización.

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RDSI

Canales H - Son canales destinados al transporte de flujos de información de usuario a altas velocidades, superiores a 64 kbps.

En la RDSI están definidos los siguientes canales H:

H0 Velocidad 384 kbps (equivalente a 6B). H10 Velocidad 1472 kbps (equivalente a 23B). H11 Velocidad 1536 kbps (equivalente a 24B). H12 Velocidad 1920 kbps (equivalente a 30B).

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