Transcript Tema 6B - Sistemas de Comunicaciones Electrónicas y sus Areas
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ Departamento de Ingeniería Electrónica
(PARTE A) Continuación…
Con el objetivo de reducir el costo de los sistemas de transmisión, se vio la necesidad de multiplexar varias señales primarias para obtener una señal de velocidad superior. Se empleó una técnica de entrelazado de bits, en lugar de entrelazado de bytes, y un funcionamiento plesiócrono para dar lugar a lo que se denominó
Jerarquía Digital Plesiócrona (JDP)
.
Jerarquía Digital Plesiócrona
Es una tecnología usada en telecomunicación tradicionalmente para telefonía que permite enviar varios canales telefónicos sobre un mismo medio (ya sea cable coaxial, radio o microondas) usando técnicas de multiplexación por división de tiempo y equipos digitales de transmisión.
Jerarquía Digital Plesiócrona
Existen tres jerarquías PDH:
la UIT-T La europea usa la trama descrita en la norma G.732 de La norteamericana y la japonesa se basan en la trama descrita en G.733 de la UIT-T.
Glosario:
UIT : Unión Internacional de Telecomunicaciones, llamada anteriormente Telégrafo Internacional y Comité Consultor de Telefonía (CCITT)
Jerarquía Digital Plesiócrona
Jerarquía Digital Plesiócrona
Jerarquía Digital Plesiócrona
Jerarquía Digital Síncrona
La jerarquía SDH fue creada por la necesidad de enlaces de más capacidad en un momento donde los enlaces PDH ,ya no cubrían la demanda de transmisión. Así, la idea inicial fue que los sistemas SDH deberían adaptarse con la infraestructura PDH existentes a nivel de TDM, adoptando una única norma mundial. Esta norma especifica diferentes velocidades de transmisión, formatos de señales (tramas de 125 µseg.), codificación de línea, parámetros ópticos, etc.; así como normas de funcionamiento de los equipos y de gestión de red.
Jerarquía Digital Síncrona
Trama STM-1
La tasa de transmisión básica de
SDH
estándar es 155,520 Mbps (STM-1). La trama STM-1 consiste en 2430 bytes, los cuales corresponden con una duración de 125 us. también están definidas tres tasas de bits de mayor velocidad como son 622,08 Mbps (STM 4), 2488,32 Mbps (STM-16) y 9953,28 Mbps (STM-64).
Jerarquía Digital Síncrona
Estructura de la trama STM-1
La trama STM-1 está estructurada como 270 columnas (bytes) por 9 filas en las que las nueve primeras columnas de la estructura corresponden con la cabecera de sección, y las restantes 261 columnas son el área de payload.
Jerarquía Digital Síncrona
Una trama STM-1 consta de 2430 bytes, los cuales pueden dividirse en tres áreas principales: Area de payload (2349 bytes).
Área de puntero de Unidad Administrativa (9 bytes).
Área de cabecera de sección (72 bytes)
Jerarquía Digital Síncrona
Area de payload o Carga Util (2349 bytes).
Señales de todos los niveles de payload de la trama STM-1
PDH
pueden ser acomodadas en SDH empaquetándolas juntas en el área de
Jerarquía Digital Síncrona
Area de payload o Carga Util (2349 bytes).
Los tributarios pleusíncronos están mapeados en un contenedor de tamaño apropiado, y un número de bytes conocido como cabecera de camino (Path Overhead o POH) es añadido al mismo para formar el contenedor virtual (VC) en el que se basa esta trama. La cabecera de camino proporciona información para su uso en la gestión extremo a extremo de un camino síncrono
Jerarquía Digital Síncrona
Área de puntero de Unidad Administrativa (9 bytes).
Tras añadir la cabecera de camino al contenedor virtual, se le posiciona en una unidad tributaria (TU) o una unidad administrativa (AU) con un puntero indicando al comienzo del contenedor virtual relativo al TU o al AU, según sea el caso
Jerarquía Digital Síncrona
Área de puntero de Unidad Administrativa (9 bytes).
El resultado de esto es que, para cualquier flujo de datos, es posible identificar sus canales tributarios individuales, e insertar o extraer información, y de este modo superar uno de los principales inconvenientes del PDH.
Jerarquía Digital Síncrona
Área de cabecera de sección (72 bytes)
Los bytes de la cabecera de sección (SOH) son usados para la comunicación entre elementos adyacentes de equipos síncronos. De este modo, además de ser utilizados para la sincronización de trama, también realizan una gran variedad de facilidades de gestión y administración.
Jerarquía Digital Síncrona
Figura : Estructura del STM-1
Jerarquía Digital Síncrona
La trama se transmite a razón de 8000 veces por segundo (cada trama se transmite en 125 μs). Por lo tanto, el régimen binario (Rb) para cada uno de los niveles es: Tabla 4: Niveles de jerarquía SDH
Jerarquía Digital Síncrona
Funcionalidad de un Elemento de Red
: Existen tres funciones básicas en los equipos de transmisión SDH: Terminación de línea, multiplexión y cross conexión. En el pasado, estas funciones eran proporcionadas por piezas diferentes e independientes del equipo, pero con la introducción de
SDH
es posible combinar estas funciones en un simple elemento de red .
Jerarquía Digital Síncrona
Multiplexión
: Es la combinación de diversas señales de baja velocidad en una única señal de alta velocidad, con lo cual se consigue una máxima utilización de la infraestructura física. Los sistemas de transmisión síncronos emplean la Multiplexión por División en el Tiempo (TDM).
Jerarquía Digital Síncrona
Terminación de línea/Transmisión
: En una dirección la señal digital tributaria es terminada, multiplexada y transmitida en una señal de mayor velocidad. En la dirección opuesta, la señal de mayor tasa de transmisión es terminada, demultiplexada y reconstruida la señal digital de tributario. Esta es la tarea de terminales de línea. Las redes de transmisión síncrona usan típicamente fibra óptica como enlaces de transporte físico así que esto requiere la terminación y transmisión de señales ópticas.
Jerarquía Digital Síncrona
Cross-Conexiones
: Es una técnica de transmisión usada para establecer conexiones semi-permanentes bajo el control del operador, a través de su sistema de gestión de red.
Jerarquía Digital Síncrona
La SDH presenta una serie de ventajas respecto a la jerarquía digital plesiócrona (PDH).
Algunas de estas ventajas son:
El proceso de multiplexación es mucho más directo. La utilización de punteros permite una localización sencilla y rápida de las señales tributarias de la información.
Jerarquía Digital Síncrona
Algunas de estas ventajas son:
Compatibilidad eléctrica y óptica entre los equipos de los distintos proveedores gracias a los estándares internacionales sobre interfaces eléctricos y ópticos
Jerarquía Digital Síncrona
En cuanto a las desventajas tenemos:
Algunas redes PDH actuales presentan ya cierta flexibilidad y no son compatibles con SDH.
Necesidad de sincronismo entre los nodos de la red SDH, se requiere que todos los servicios trabajen bajo una misma referencia de temporización.
Jerarquía Digital Síncrona
En cuanto a las desventajas tenemos:
El principio de compatibilidad ha estado por encima de la optimización de ancho de banda. El número de Bytes destinados a la cabecera de sección es demasiado grande, lo que lleva a perder eficiencia.
S i s t e m a T r o n c a l
Es un enlace que interconecta las llamadas externas de una central telefónica.
Concentra y unifica varias comunicaciones simultáneas en una sola señal.
Se pueden establecer comunicaciones con otra central o una red entera de ellas.
Se utiliza para un transporte y transmisión a distancia más eficiente (generalmente digital).
S i s t e m a T r o n c a l
SISTEMA TRONCAL E1: Se creó hace muchos años para interconectar troncales entre centrales telefónicas y después se le fue dando otras aplicaciones.
La trama E1 consta en 31 divisiones (time slots) PCM (pulse code modulation) de 64k cada una, lo cual hace un total de 30 líneas de teléfono normales mas 1 canal de señalización, en cuanto a conmutación.
S i s t e m a T r o n c a l
La Señalización es lo que usan las centrales para hablar entre ellas y decirse que es lo que pasa por el E1.
Las tramas impares llevan información de Señalización Nacional e Internacional , además de una indicación de alarma.
Red de Área Amplia (WAN)
Es un tipo de red de computadoras capaz de cubrir distancias desde unos 100 hasta unos 1000 km, proveyendo de servicio a un país o un continente. Un ejemplo de este tipo de redes sería RedIRIS, Internet o cualquier red en la cual no estén en un mismo edificio todos sus miembros (sobre la distancia hay discusión posible).
Red de Área Amplia (WAN)
decir, Normalmente la WAN es una red punto a punto, es red de paquete conmutado. Las redes WAN pueden usar sistemas de comunicación vía satélite o de radio. Fue la aparición de los portátiles y los PDA la que trajo el concepto de redes inalámbricas.
Red de Área Amplia (WAN)
Características: Autonomía Confiabilidad Transparencia de Servicios y Facilidades a nivel de Red
Red de Área Amplia (WAN)
Características: Capacidad de Crecimiento (escalabilidad) Posibilidad de migración hacia la ISDN
Ventajas:
Red de Área Amplia (WAN)
Enrutamiento y Conmutación Automáticos Asignación y Reservación de Ancho de Banda según demanda Corrección de Error y Compresión de Datos
Ventajas:
Red de Área Amplia (WAN)
Soporte para diferentes servicios: voz, datos, video, etc.
Capacidad para control y transmisión a bajas y altas velocidades
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ Departamento de Ingeniería Electrónica
(PARTE B)
Red digital de servicios integrados (ISDN).
Se define como una evolución de las Redes actuales, que presta conexiones extremo a extremo a nivel digital y capaz de ofertar diferentes servicios.
Red digital de servicios integrados (ISDN).
Decimos Servicios integrados porque utiliza la misma infraestructura para muchos servicios que tradicionalmente requerían interfaces distintas (télex, voz, conmutación de circuitos, conmutación de paquetes...); es digital porque se basa en la transmisión digital, integrando las señales analógicas mediante la transformación Analógico - Digital, ofreciendo una capacidad básica de comunicación de 64 Kbps
Ventajas que aporta la RDSI.
Velocidad:
Ofrece múltiples canales digitales que pueden operar simultáneamente a través de la misma conexión telefónica entre central y usuario; la tecnología digital está en la central del proveedor y en los equipos del usuario, que se comunican ahora con señales digitales.
Además, el tiempo necesario para establecer una comunicación en RDSI es cerca de la mitad del tiempo empleado con una línea con señal analógica.
Señalización
En una conexión RDSI, la llamada se establece enviando un paquete de datos especial a través de un canal independiente de los canales para datos.
Este método de llamada se engloba dentro de una serie de opciones de control de la RDSI conocidas como señalización, y permite establecer la llamada en un par de segundos.
Además informa al destinatario del tipo de conexión (voz o datos) y desde que número se ha llamado, y puede ser gestionado fácilmente por equipos inteligentes como un ordenador.
Servicios
La RDSI no se limita a ofrecer comunicaciones de voz. Ofrece otros muchos servicios, como transmisión de datos informáticos (servicios portadores), télex, facsímil, videoconferencia, conexión a Internet.., y opciones como llamada en espera, identidad del origen.
Canales de transmisión:
tipo H: La RDSI dispone de distintos tipos de canales para el envío de datos de voz e información y datos de control: los canales tipo B, tipo D y
Canal B
Los canales tipo B transmiten información a 64Kbps, y se emplean para transportar cualquier tipo de información de los usuarios, bien sean datos de voz o datos informáticos.
Estos canales no transportan información de control de la RDSI.
Canal D
Los canales tipo D se utilizan principalmente para enviar información de control de la RDSI, como es el caso de los datos necesarios para establecer una llamada o para colgar.
Por ello también se conoce un canal D como "canal de señalización". Los canales D también pueden transportar datos cuando no se utilizan para control.
Canales H
Combinando varios canales B se obtienen canales tipo H, que también son canales para transportar solo datos de usuario, pero a velocidades mucho mayores. Por ello se emplean para información como audio de alta calidad o vídeo.
Existen varios tipos de canales H: Canales H0, que trabajan a 384Kbps (6 canales B). Canales H10, que trabajan a 1472Kbps (23 canales B). Canales H11, que trabajan a 1536Kbps (24 canales B). Canales H12, que trabajan a 1920Kbps (30 canales B).
Desde el punto de vista del estándar OSI, una pila RDSI consta de tres protocolos: Capa física Capa de enlace, o data link layer (DLL) Capa de red, o network layer (el protocolo RDSI, propiamente dicho)
RDSI proporciona tres tipos de servicios para comunicaciones extremo a extremo.
Circuitos Conmutados sobre el canal B.
Conexiones permanentes sobre canal B.
Conmutación de paquetes proporcionado por RDSI.
SS7
(Sistema de Señalización 7)
Es un estándar para el control de la señalización en la Red Telefónica Pública Conmutada (PSTN) que se utiliza a nivel mundial para las redes de telecomunicaciones, tanto de línea fija y celular, a la vida. SS7 tiene numerosas aplicaciones y se encuentra en el corazón de las telecomunicaciones.
SS7
(Sistema de Señalización 7)
La creación de las llamadas telefónicas, la mensajería celular, y el suministro de convergencia de servicios de voz y datos son sólo algunas de las formas en que SS7 se utiliza en la red de comunicaciones.
VENTAJAS
• Alta flexibilidad: puede ser empleado en diferentes servicios de telecomunicaciones • Alta velocidad: establecer una llamada a través de varias centrales toma menos de 1 segundo.
VENTAJAS
• Alta confiabilidad: contienen poderosas funciones para eliminar problemas de la red de señalización. • Economía: puede ser usado por un amplio rango de servicios de telecomunicaciones. Requiere menos hardware que los sistemas anteriores.
Una red de área local, red local o LAN (del inglés interconexión de varias computadoras y periféricos.
local area Network
) es la 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.
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 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.
Una LAN da la posibilidad de que los PC's compartan entre ellos programas, información, recursos entre otros.
La máquina conectada (PC) cambian continuamente, así que permite que sea innovador este proceso y que se incremente sus recursos y capacidades.
Para que ocurra el proceso de intercambiar la información los PC's deben estar cerca geográficamente. Solo pueden conectar PC's o microcomputadoras.
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.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) es un conjunto de estándares ISO y ANSI para la transmisión de datos en redes de computadoras de área extendida o local (LAN) con soporte físico de fibra óptica.
El Estándar FDDI define una topología de red local con doble anillo (Token Ring) y utiliza un método de acceso al medio basado en paso de testigo. Puede alcanzar velocidades de transmisión de hasta 100Mbps y permite una comunicación tipo Full Duplex.
También implementación de FDDI en cables de hilo de cobre conocida como CDDI. La tecnología de Ethernet a 100 Mbps (100BASE-FX y 100BASE-TX) está basada en FDDI.
existe una
FDDI soporta la asignación del ancho de banda en tiempo real mediante la definición de dos tipos de tráfico:
Tráfico Síncrono Tráfico Asíncrono
El ancho de banda síncrono se le asigna a aquellas estaciones que requieren la capacidad de transmitir de forma continua, por ejemplo, para enviar voz o vídeo por la red.
El ancho de banda asíncrono se distribuye entre las estaciones utilizando un esquema de prioridades con ocho niveles (tráfico asíncrono no restringido), aunque se permite que las estaciones utilicen de forma temporal todo el ancho de banda asíncrono disponible (tráfico asíncrono restringido).
Una red de Área Metropolitana (Metropolitan Area Network o MAN) es una red de alta velocidad (banda ancha) que dando cobertura en un área geográfica extensa, proporciona capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo.
Utiliza medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado.
Ofrecen velocidades sobre pares de cobre, de: 10Mbps 20Mbps 45Mbps Mediante Fibra Óptica: 75Mbps 100Mbps 1Gbps 10Gbps
En este tipo de red las estaciones enlazadas comparten un bus dual de fibra óptica usando un método de acceso llamado Bus Dual de Cola Distribuida (DQDB).
Aplicaciones
Interconexión de redes de área local (LAN).
Despliegue de Zonas Wifi sin Backhaul inalámbrico (Femtocell) liberando la totalidad de canales Wifi para acceso, esto en la práctica supone más del 60% de mejora en la conexión de usuarios wifi.
Aplicaciones
Interconexión ordenador a ordenador.
Sistemas de Video vigilancia Municipal.
Transmisión CAD/CAM.
Pasarelas para redes de área extensa (WAN).
acceso.
El Bus Dual de Cola Distribuida
(DQDB) es una red multi Características: Se apoya en las comunicaciones integradas utilizando un bus dual y organizándolo todo mediante una cola distribuida.
Características: 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.
Características: Velocidad variable desde 34mbps a 600mbps.
Medio compartido que puede ser: cable coaxial o fibra óptica.
Servicios ofrecidos para tráfico: asíncrono, síncrono e isócrono.
Método de Acceso
El protocolo de acceso al medio se basa en un mecanismo de colas distribuidas mediante unos contadores en cada nodo de acceso que se incrementan o decrementan según el tipo de paquete que circula (petición o vacante).
Método de Acceso
El estándar DQDB recomienda el empleo de fibra óptica monomodo, para enlaces entre nodos y especifica el empleo de diodos láser para transmisión.
El estándar recomienda que la distancia entre nodos no sea nunca superior a 50 o 60kms.
Transmisión de Datos
Cada trama se compone de 53 octetos, 5 de ellos para información de control y 48 para datos.
Extensión
La red DQDB consiste en 512 nodos, corriendo sobre un bus dual de 155Mbit/s, sobre una distancia de 160kms.
Cada nodo está conectado a ambos buses, dando capacidad simultánea para leer y escribir.
Tipos de Nodos
Nodos Distribuidos: Permiten separar físicamente los segmentos de acceso y transporte. El usuario accede a la red desde un equipo terminal local propio y mediante una conexión remota enlaza con el segmento de transporte del nodo de red.
Tipos de Nodos
Nodos Centralizados: Los segmentos de acceso y transporte del equipo terminal público de red se encuentran ubicados en las instalacionesdeloperador.
Cada acción que emprendemos necesita de un sin fin de convenciones que estabilizan el mundo que habitamos. No importa lo que tengamos previsto decir. De nada sirve, si antes no hemos acordado la lengua en la que comunicarnos o la hora en la que se producirá el encuentro.
Y eso sin entrar en otros detalles como el uso horario al que remitimos la cita o la ciudad en la que vamos a encontrarnos. Sin esos y otros muchos acuerdos tácitos no hay comunicación. Los estándares están tan presentes como el aire que respiramos y nos garantizan la comunicación.
La Jerarquía Digital Plesiócrona, conocida como PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), es una tecnología usada en telecomunicación tradicionalmente para telefonía que permite enviar varios canales telefónicos sobre un mismo medio (ya sea Cable coaxial, radio o microondas).
Usa técnicas de multiplexación por división de tiempo y equipos digitales de transmisión.
También puede enviarse sobre fibra óptica, aunque no está diseñado para ello y a veces se suele usarse en este caso SDH (Sinchronous Digital Hierarchy).
Desventajas
Es rígido y hace necesaria la demultiplexación sucesiva de todas las señales de jerarquía inferior para poder extraer un canal de 64 Kbps.
La baja eficiencia de este proceso, supone baja flexibilidad en la asignación del ancho de banda.
Lentitud en el procesamiento de las señales por parte de los equipos.
Desventajas
La información de gestión que puede transportarse en las tramas PDH es muy reducida, lo que dificulta la supervisión, control y explotación del sistema.
Falta de compatibilidad entre los distintos sistemas PDH y la adopción de estándares propietarios por parte de los fabricantes, dificultaba la interconexión entre redes de incluso un mismo operador.
Desventajas
Los grandes avances del hardware y software, así como la entrada de la fibra óptica como medio de transmisión, no son aprovechados por los sistemas PDH.
Es una tecnología dominante en la capa física de transporte de las actuales redes de fibra óptica de banda ancha. Su misión es transportar y gestionar gran cantidad de tipos de trafico tales como voz, video, multimedia, y paquetes de datos sobre la infraestructura de fibra.
Las principales características que encontramos en cualquier sistema de red de transporte
SDH
implementado a día de hoy son las siguientes:
Multiplexión Digital Emplea Fibra Óptica Esquema de Protección Gestión de Red Topología en anillo Sincronización
Ventajas
Una reducción en la cantidad de equipamiento y un incremento en la eficiencia de la red.
La definición de una arquitectura flexible capaz de adaptarse a futuras aplicaciones, con una variedad de tasas de transmisión.
Ventajas
Como SDH es sincrónico, permite multiplexión y demultiplexión en un nivel-simple.
Elimina el hardware complejo, y por lo tanto decrementa el costo del equipamiento mientras se mejora la calidad de la señal.