Transcript Tema 6B - Sistemas de Comunicaciones Electrónicas y sus Areas

República Bolivariana de Venezuela
Universidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Departamento de Ingeniería Electrónica
Sección de comunicaciones
Cátedra de Transmisión de Datos
Profesor:
Integrantes:
Henry Romero
Aquino Ángel
Parejo Yonhelis
Ciudad Guayana; febrero de 2011
Las Redes
Las redes en general, consisten en "compartir recursos", y uno de
sus objetivo es hacer que todos los programas, datos y equipos
estén disponibles para cualquiera de la red que así lo solicite, sin
importar la localización física del recurso y del usuario. En otras
palabras, el hecho de que el usuario se encuentre a 1000 Km. de
distancia de los datos, no debe evitar que este los pueda utilizar
como si fueran originados localmente.
Red de Área Local
Una red de área local, red local
o LAN (del inglés local area
Network) es la interconexión de
varias computadoras y
periféricos. El término red local
incluye tanto el hardware como
el software necesario para la
interconexión de los distintos
dispositivos y el tratamiento de
la información.
Características de las LAN
• Tecnología broadcast (difusión)
con el medio de transmisión
compartido.
• Capacidad de transmisión comprendida
entre 1 Mbps y 1 Gbps.
• Extensión máxima no superior
a 3km (una FDDI puede llegar a 200km).
• Uso de un medio de comunicación
privado.
• La simplicidad del medio de
transmisión que utiliza (cable coaxial,
cables telefónicos y fibra óptica).
• La facilidad con que se pueden
efectuar cambios en el
hardware y el software.
• Gran variedad y número de
dispositivos conectados.
• Posibilidad de conexión con
otras redes.
• Limitante de 100 m, puede
llegar a mas si se usan
repetidores.
Ventajas
En una empresa suelen existir
muchos ordenadores, los cuales
necesitan de su propia impresora
para imprimir informes (redundancia
de hardware), los datos
almacenados en uno de los equipos
es muy probable que sean
necesarios en otro de los equipos de
la empresa, por lo que será
necesario copiarlos en este,
pudiéndose producir desfases entre
los datos de dos usuarios, la
ocupación de los recursos de
almacenamiento en disco se
multiplican (redundancia de datos),
los ordenadores que trabajen con
los mismos datos deberán de tener
los mismos programas para manejar
dichos datos (redundancia de
software), etc.
Estándares para las redes LAN
La mayoría de las LAN han sido estandarizadas por el
IEEE, en el comité denominado 802. Los estándares
desarrollados por este comité están enfocados a las
capas 1 y 2 del modelo OSI. Este comité se divide en
subcomités, cuyo nombre oficial es Grupos de
Trabajo, que se identifican por un número decimal.
Los grupos de trabajo 802 continuamente están
planteando nuevas técnicas y protocolos para su
estandarización, nuevos medios físicos, etc.
Al surgir una propuesta, el grupo correspondiente nombra
un grupo de estudio que la analiza, y si el informe es
favorable se crea un subgrupo que eventualmente propone
un adendum al estándar para su aprobación. Los proyectos
se identifican por letras añadidas al grupo de trabajo del
que provienen. Por ejemplo:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
802.1d: puentes transparentes
802.1g: puentes remotos
802.1p: Filtrado por clase de tráfico (Calidad de Servicio)
802.1q: Redes locales virtuales (VLANs)
802.3u: Fast Ethernet
802.3x. Ethernet Full dúplex y control de flujo
802.3z: Gigabit Ethernet
802.3ab: Gigabit Ethernet en cable UTP-5
802.3ae: 10 Gigabit Ethernet
Red de área metropolitana
Una red de área
metropolitana
(Metropolitan area
Network o MAN, en
inglés) es una red de alta
velocidad (banda ancha)
que da cobertura en un
área geográfica extensa,
proporciona capacidad
de integración de
múltiples servicios
mediante la transmisión
de datos, voz y vídeo,
sobre medios de
transmisión tales como
fibra óptica y par
trenzado.
Aplicaciones
Las redes de área metropolitana tienen
muchas y variadas aplicaciones, las
principales son:
• Despliegue de servicios de VoIP, en el ámbito
metropolitano, permitiendo eliminar las
"obsoletas" líneas tradicionales de telefonía
analógica o RDSI, eliminando el gasto
corriente de esta líneas.
• Interconexión de redes de área local (LAN)
• Despliegue de Zonas Wifi sin Backhaul
inalámbrico (liberando la totalidad de
canales Wifi para acceso), esto en la práctica
supone más del 60% de mejora en la
conexión de usuarios wifi.
• Interconexión ordenador a
ordenador
• Sistemas de Videovigilancia
Municipal.
• Transmisión CAD/CAM
Disco de cromo-cobalto con implantes dentales
mecanizados usando el software WorkNC Dental de
fabricación asistida por
computadora.
Pieza desarrollada en CAD.
• Pasarelas para redes de área
extensa (WAN)
Estándar FDDI
La FDDI o Interfaz de Datos
Distribuidos por Fibra (Fiber
Distributed Data Interface), es
una interfaz de red en
configuración de simple o
doble anillo, con paso de
testigo, que puede ser
implementada con fibra óptica,
cable de par trenzado
apantallado (STP-Shielded
Twisted Pair), o cable de par
trenzado sin apantallar (UTPUnshielded Twisted Pair).
Aplicaciones y productos
• FDDI multiplica por 10 el ancho de banda
disponible
• FDDI es una tecnología, probada,
normalizada, ampliamente extendida, que
permite la interoperabilidad entre diferentes
fabricantes y productos.
• Entre los productos FDDI destacan las tarjetas
adaptadores, concentradores,
bridge/brouters, etc., todos ellos soportados
por diferentes fabricantes, con total
interoperabilidad.
• Los principales fabricantes de productos FDDI
son: AT&T, CMC, Codenoll, DEC, Fibernet,
INTERPHASE, Ungermann-Bass y Wellfleet.
Estándar DQDB
DQDB es el acrónimo de (Distributed-queue dualbus) que en español viene a decir (Bus Dual de
Cola Distribuida). En el campo de las
telecomunicaciones, el Bus Doble de Cola
Distribuida (DQDB) es una red multi-acceso con las
siguientes características:
•
Se apoya en las comunicaciones integradas
utilizando un bus dual y organizándolo todo
mediante una cola distribuida.
•
Proporciona el acceso a las redes de área local
(LAN) o área metropolitana (MAN).
•
Se apoya en las transferencias de datos con
estado sin conexión, en las transferencias de datos
orientadas a conexión, y en comunicaciones
isócronas tales como la comunicación por voz.
Arquitectura de una DQDB
Estándar PDH
Jerarquía Digital Plesiócrona
Es una tecnología basada en el transporte de
canales digitales sobre un mismo enlace. Los
canales a multiplexar denominados módulos de
transporte o contenedores virtuales se unen
formando tramas o módulos de nivel superior a
velocidades estandarizadas.
¿Por qué Plesiócrono?
Quiere decir Cuasi Síncrono.
Bits de alineación + Bits de sincronización+ Stuffing=
Trama PDH
( Trama de 8, 34, 140 Mbps)
Estándar SDH
Jerarquía Digital Sincronía
Se puede considerar como la revolución de los
sistemas de transmisión, como consecuencia
de la utilización de la fibra óptica como medio
de transmisión, así como de la necesidad de
sistemas más flexibles y que soporten anchos
de banda elevados.
¿Cómo se llega a SDH?
PCM
PDH
SDH
Cálculo de la velocidad básica de SDH (STM 1)
-Velocidad de trama = 125 μs
-Tamaño total de trama = 2430 Bytes
Por tanto:
1 / 125 μs= 8000 tramas por segundo
2430 x 8 = 19440 bits
=> 8000 x 19440 = 155 520 000 bps= 155.52 Mbps
Modo de transferencia asíncrona (ATM)
ATM (Modo de transferencia
asíncrono) es una tecnología de
red reciente que, a diferencia de
Ethernet, red en anillo y FDDI,
permite la transferencia
simultánea de datos y voz a
través de la misma línea.
Multiplexación temporaria
Estándares, tecnologías y servicios de alta
velocidad
En telecomunicaciones los estándares
son un conjunto de normas y
recomendaciones técnicas que regulan
la transmisión en los sistemas de
comunicaciones". Las tecnologías de la
información y la comunicación agrupan
los elementos y las técnicas utilizadas
en el tratamiento y la transmisión de
las informaciones, principalmente de
informática, Internet y
telecomunicaciones.
Servicio de datos conmutados Multimegabits
(SMDS)
El Servicio de Datos
Conmutados
Multimegabit (SMDS) es
un servicio definido en
EE.UU. capaz de
proporcionar un
transporte de datos
trasparente "no
orientado a conexión"
entre locales de abonado
utilizando accesos de
alta velocidad a redes
públicas dorsales.
Espectro Expandido
Esta técnica se desarrollo
inicialmente para
aplicaciones de agencias
de información y
militares. La idea básica
consiste en expandir la
información de la
información de la señal
sobre un ancho de banda
mayor para con ello
dificultar las
interferencias y su
intercepción.
Técnicas del Espectro Expandido
• Sistemas de secuencia directa
La secuencia directa es quizás uno de los sistemas de
espectro ensanchado más ampliamente conocido,
utilizado y relativamente sencillo de implementar.
Una portadora en banda estrecha se modula
mediante una secuencia pseudoaleatoria(es decir, una
señal periódica que parece ruido pero que no lo es).
Para la secuencia directa, el incremento de
ensanchado depende de la tasa de bits de la
secuencia pseudoaleatoria por BIT de información. En
el receptor, la información se recupera al multiplicar
la señal con una réplica generada localmente de la
secuencia de código.
Sistemas de secuencia directa
• Sistemas de salto de frecuencia
En los sistemas de salto de frecuencia, la
frecuencia portadora del transmisor cambia (o
salta) abruptamente de acuerdo con una
secuencia pseudoaleatoria. El orden de las
frecuencias seleccionadas por el transmisor
viene dictado por la secuencia de código. El
receptor rastrea estos cambios y produce una
señal de frecuencia intermedia constante.
Sistemas de salto de frecuencia
• Sistemas de salto temporal
Un sistema de salto temporal es un sistema
de espectro ensanchado en el que el periodo
y el ciclo de trabajo de una portadora se
varían de forma pseudoaleatoria bajo el
control de una secuencia pseudoaleatoria. El
salto temporal se usa a menudo junto con el
salto en frecuencia para formar un sistema
híbrido de espectro ensanchado mediante
acceso múltiple por división de tiempo
(TDMA).
Sistemas de salto temporal
• Sistemas de frecuencia modulada pulsada (o
Chirping)
Se trata de una técnica de modulación en espectro
ensanchado menos común que las anteriores, en la
que se emplea un pulso que barre todas las
frecuencias, llamado chirp, para expandir la señal
espectral.
• Sistemas híbridos
Los sistemas híbridos usan una combinación de
métodos de espectro ensanchado para beneficiarse
de las propiedades más ventajosas de los sistemas
utilizados. Dos combinaciones comunes son
secuencia directa y salto de frecuencia. La ventaja
de combinar estos dos métodos está en que adopta
las características que no están disponibles en cada
método por separado.
Dispositivos de interconexión de redes
• Concentradores (Hubs)
El término concentrador o hub describe la manera en que
las conexiones de cableado de cada nodo de una red se
centralizan y conectan en un único dispositivo.
• Repetidores
El repetidor es un elemento que permite la conexión de
dos tramos de red, teniendo como función principal
regenerar eléctricamente la señal, para permitir alcanzar
distancias mayores manteniendo el mismo nivel de la
señal a lo largo de la red.
• Puentes (Bridges)
Son elementos inteligentes, constituidos como nodos
de la red, que conectan entre sí dos subredes,
transmitiendo de una a otra el tráfico generado no
local. Al distinguir los tráficos locales y no locales,
estos elementos disminuyen el mínimo total de
paquetes circulando por la red por lo que, en
general, habrá menos colisiones y resultará más
difícil llegar a la congestión de la red.
• Encaminadores (Routers)
Son dispositivos inteligentes que trabajan en el Nivel
de Red del modelo de referencia OSI, por lo que son
dependientes del protocolo particular de cada red.
Envían paquetes de datos de un protocolo común,
desde una red a otra.
• Pasarelas (Gateways)
Estos dispositivos están pensados para facilitar el
acceso entre sistemas o entornos soportando
diferentes protocolos. Operan en los niveles más
altos del modelo de referencia OSI (Nivel de
Transporte, Sesión, Presentación y Aplicación) y
realizan conversión de protocolos para la
interconexión de redes con protocolos de alto nivel
diferentes.
• Conmutadores (Switches)
Los conmutadores tienen la funcionalidad de los
concentradores a los que añaden la capacidad
principal de dedicar todo el ancho de banda de
forma exclusiva a cualquier comunicación entre sus
puertos.
Multiplexación por División de Frecuencias
Ortogonales (OFDM)
La Multiplexación por
División de Frecuencias
Ortogonales, en inglés
Orthogonal Frequency Division
Multiplexing (OFDM), es una
multiplexación que consiste en
enviar un conjunto de ondas
portadoras de diferentes
frecuencias, donde cada una
transporta información, la cual
es modulada en QAM o en
PSK.
El concepto fundamental de OFDM es que la
subportadoras son ortogonales en frecuencia, lo cual
se define por la fórmula:
Donde
y
son las frecuencias de las
subportadoras, que se suponen ortogonales durante el
tiempo T.
Elementos técnicos
Transmisor
Receptor
Diagramas bloque básicos de transmisor y receptor OFDM
Características de la modulación OFDM
• Es capaz de recuperar la información de
entre las distintas señales con distintos
retardos y amplitudes que llegan al
receptor.
• OFDM genera una alta tasa de
transmisión al dividir el flujo de datos en
muchos canales paralelos o
subportadoras que se transmiten en igual
numero de portadoras de banda estrecha
y con tiempos de símbolo
• Los canales de banda estrecha de OFDM
son ortogonales entre sí, lo que evita el
uso de bandas de guardas y así
proporciona un uso eficiente del espectro
Sistemas que utilizan la modulación OFDM
• Las normas de televisión digital terrestre
DVB-T e ISDB-T. Venezuela adoptó
oficialmente ISDB-Tb (Sistema Brasileño
de Televisión Digital) como su estándar
de TDT.
• La radio digital DAB
• La radio digital de baja frecuencia DRM
• El protocolo de enlace ADSL
• El protocolo de red de área local IEEE
802.11a/g/n, también conocido como
Wireless LAN
• El sistema de transmisión inalámbrica de
datos WiMAX
• El sistema de transmisión de datos
basados en PLC HomePlug AV
• Telefonía móvil 4G LTE.