Transcript Espectro Expandido - Sistemas de Comunicaciones Electrónicas y

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ
Departamento de Ingeniería Electrónica
Cárdenas, Deivis C.I. 25.660.991
Gómez, Dani
C.I. 20.807.470
Millán, Roberto
C.I. 19.804.703
 Estándares, Tecnologías y servicios de Alta velocidad.
 Estándar SDH.
 Estándar PDH.
 Modo de transferencia asincrónica (ATM).
 Servicio de datos conmutados Multimegabits (SMDS).
 Espectro Expandido.
 Características del Espectro Expandido.
 Tecnologías del espectro expandido.
 Dispositivos de interconexión de redes.
XDSL: DSL
ADSL: Línea de abonado digital asimétrica
Velocidades: 1.5 Mbps
Distancias: 5-6 Km
HDSL: High bit rate Digital Subscriber Line o Linea
de abonado digital de alta velocidad binaria
Flujos : 1024 Kbps
Distncias: 3-4 Km
SDLS: Symmetric Digital Suscriber Line
Velocidad: 2048 Kbps simetricos
VDSL: Very high bit-rate Digital Suscriber Line
Velocidad: 52 Mbps descarga, 16 Mbps
bajada asimétricos
26 Mbps simetricos
Emplea Fibra
Óptica
Multiplexión
Digital
Topología en
anillo
Reduce la cantidad de equipos utilizados
Posee una arquitectura que se adapta a futuras
aplicaciones
La definición de un formato de multiplexión
sincrónico para trabajar con señales digitales de bajo
nivel
Permite multiplexión y demultiplexión en un nivel
simple.
Usa TDM y PCM
Existen 3 tipos de PDH:
E1: 30 canales, 64kbps
T1: 24 canales, 64kbps
J1: 24 canales, 64kbps
No existe un estándar mundial en el formato digital
No existe un estándar mundial para las interfaces
ópticas
La estructura asíncrona de multicanalización es muy
rígida
Capacidad limitada de administración
Gran demanda
Transferencia
mediante
celdas
identificadores
que permiten
dar a conocer la
calidad del
servicio
Hardware costoso.
Es un servicio de área extendida
capaz
de
proporcionar
un
transporte de datos trasparente
“no orientado a conexión”. Permite
una comunicación eficiente entre
redes de área local (LAN), y al
mismo tiempo es un servicio
público, como las redes de área
metropolitana (MAN).
SMDS utiliza accesos de alta
velocidad, paquetes conmutados y
banda ancha para el transporte de
datos.
Celda SMDS
7 Bytes
Encabezado
44 Bytes
Carga útil
Se basa en un subconjunto
de la capa física y en un
estándar de subcapa MAC
(control de acceso al
medio), que especifica un
protocolo de red de alta
velocidad.
2 Bytes
Cola
Especifica
un
diseño bus dual que
usa fibra óptica.
Aplicaciones
•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
•Pasarelas para redes de área extensa (WAN)
1) La señal ocupa un ancho de banda mucho mayor que el mínimo ancho de banda
necesario para transmitir la información.
2) La expansión del espectro se lleva a cabo por medio de una señal de expansión
(llamada señal de código; independiente del mensaje).
3) En el receptor, para recuperar los datos originales, se debe realizar la correlación entre
la señal recibida y una réplica exacta de la señal de código.
Poco eficiente en la utilización del ancho de banda.
Rinden al máximo cuando se los combina con sistemas que trabajan con frecuencias.
La señal de espectro ensanchado puede coexistir con señales en banda estrecha, ya que
sólo les aportan un pequeño incremento en el ruido.
El canal es seguro e inaccesible para oyentes no autorizados.
El receptor no ve las señales de banda estrecha, ya que está escuchando un ancho de banda
mucho más amplio.
El sistema resiste interferencias externas.
La información se envía cifrada; por lo que posee mayor seguridad.
Se requiere de un receptor de ancho de banda especial; con el decodificador apropiado.
Es difícil interferir el canal.
Es uno de los sistemas de espectro ensanchado más ampliamente utilizado y sencillo de
implementar.
Una portadora en banda estrecha se modula mediante una señal periódica que parece
ruido.
El incremento de ensanchado depende de la tasa de bits de la señal periódica 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.
La frecuencia portadora del transmisor cambia 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.
Usualmente se utiliza en conjunto con la técnica de Salto temporal.
Canal
Se produce un pulso que barre todas las frecuencias, para obtener la señal expandida.
Su aplicación es mucho más común en los radares, que en las comunicaciones.
Canal
1) Resiste todo tipo de interferencias.
2) Se puede compartir la misma banda de frecuencia con otros usuarios.
3) Confidencialidad de la información transmitida, gracias a la multiplexación por
división de código.
4) Tiene la habilidad de eliminar o aliviar el efecto de las interferencias
multitrayecto.
1) Uso ineficiente del ancho de banda.
2) La implementación de los circuitos es muy compleja en algunos casos.
Es la preparación de una red, para efectuar conexiones a través de otras redes,
sin importar qué características posean.
Se busca sacar el máximo rendimiento a las capacidades de las redes,
proveyendo un servicio de comunicación de datos transparente para el usuario.
Se diseñan las aplicaciones que utilizarán los usuarios de los servicios, haciendo
que las cuestiones técnicas particulares de cada red, puedan ser ignoradas.
Aumento de la cobertura geográfica.
Compartición de recursos dispersos.
Coordinación de tareas de diversos grupos de trabajo.
Reducción de costos, al utilizar recursos de otras redes.
Las conexiones de cableado de cada nodo de una red se centralizan y conectan
en un único dispositivo.
Soportan módulos individuales que concentran múltiples tipos de funciones en un
solo dispositivo (encaminamiento, filtrado y conexión a diferentes medios de
transmisión).
Son cajas de cableado que ofrecen un punto central de conexión conectado a
varios puntos.
Beneficios:
Conversión de medio (coaxial, fibra óptica)
Particionamiento automático cuando se detecta un problema en un segmento
determinado.
Ofrecen un período mayor de funcionamiento de la red (gestión, supervisión y
control remoto).
Aceleración del diagnóstico y solución de problemas.
Son limitados al tratar de emplearse como herramienta universal de configuración
y gestión de arquitecturas complejas.
Formados por múltiples placas de alta velocidad, que constan de varios buses
independientes de gestión, lo que elimina la saturación de tráfico.
Se basan en la arquitectura RISC (Reduced Instructions Set Computer).
A un hub Ethernet se le denomina "repetidor multipuerta". El dispositivo repite
simultáneamente la señal a múltiples cables conectados en cada uno de los
puertos del hub.
Un hub Ethernet se convierte en un hub inteligente (smart hub) cuando soporta
una lógica añadida para hacer monitorización y funciones de control.
Permiten a los usuarios, dividir la red en segmentos de fácil detección de errores.
Pueden diagnosticar remotamente, un problema.
Aíslan un punto con problemas del resto de la Red Lan.
Regeneran eléctricamente las señales, para permitir alcanzar distancias mayores,
con el mismo nivel la señal a lo largo de la red.
Sólo es utilizable si las redes tienen los mismos protocolos de nivel físico.
Los paquetes llegan a todos los nodos de la red.
Poseen mayor riesgo de colisión y congestión de la red.
Enlazan redes próximas (500m).
Enlazan redes alejadas; y se necesita un medio intermedio de comunicación.
Normalmente la utilización de repetidores está limitada por la distancia máxima
de la red y el tamaño máximo de cada uno de los segmentos de red conectados.
Incrementa la distancia cubierta por la Red LAN.
Retransmite los datos sin retardos.
Es transparente a los niveles superiores al físico.
Incrementa la carga en los segmentos que interconecta.
Puede repetir las colisiones de datos.
Son nodos de la red, que conectan entre sí dos subredes, transmitiendo de una a
otra el tráfico generado no local.
Distinguen los tráficos locales y no locales y disminuyen el mínimo total de
paquetes circulando por la red.
Generan menos colisiones y resulta más difícil llegar a la congestión de la red.
Se encargan de filtrar el tráfico que pasa de una a otra red según la dirección de
destino y una tabla que relaciona las direcciones.
Las redes conectadas a través de puentes, aparentan ser una única red.
Un puente ejecuta básicamente tres (3) funciones:
1) Aprendizaje de las direcciones de nodos en cada red.
2) Filtrado de las tramas destinadas a la red local.
3) Envío de las tramas destinadas a la red remota.
Una falla sólo imposibilita las comunicaciones en un segmento.
Eficiencia. Segmentando una red se limita el tráfico por segmento, no influyendo
el tráfico de un segmento en el de otro.
Para un segmento de red, no es visible la información que circula por otro.
La interconexión alcanza mayores distancias que con repetidores
Conllevan gran cantidad de tráfico administrativo, por lo que son ineficientes en
grandes conexiones.
Pueden surgir problemas de temporización cuando se encadenan varios bridges.
Las redes no deben ser muy complejas.
Establecen rutas de enlace a través de las redes que los interconectan.
Dependen del protocolo particular de cada red. Envían paquetes de datos de un
protocolo común, desde una red a otra.
Durante el envío de datos, el Router examina el paquete buscando la dirección de
destino y consultando su propia tabla de direcciones
Actualiza la tabla de direcciones, comunicándose con otros routers.
Facilitan el proceso de localización de fallas en la red.
Las redes pueden ser de mayor extensión y más complejas que las redes
enlazadas con puentes.
Son dependientes de los protocolos utilizados, aprovechando de una forma
eficiente la información de cabecera de los paquetes de red.
Buena Relación Precio / Eficiencia, a pesar de ser más costosos.
Brindan un buen Control de Flujo y Encaminamiento.
Lentitud de proceso de paquetes respecto a los bridges.
Necesitan de gestionar el subdireccionamiento en el Nivel de Enlace.
Precio superior a los bridges.
El Modo de Transferencia Asíncrona o
Asynchronous Transfer Mode (ATM) es una
tecnología de telecomunicaciones reciente
desarrollada para hacer frente a la gran
demanda de capacidad de transmisión para
servicios y aplicaciones.
Esta tecnología se usa con el fin de aprovechar al
máximo la capacidad de los sistemas de
transmisión (sean estos de cable o radioeléctricos)
puesto que ATM a diferencia de Ethernet, red en
anillo y FDDI, permite la transferencia de manera
simultánea de datos y voz a través de la misma
línea.
Aquí la información no es transmitida y conmutada
a través de canales asignados en permanencia,
sino en forma de cortos paquetes (celdas ATM)
de longitud constante y que pueden ser enrutadas
individualmente mediante el uso de los
denominados canales virtuales y trayectos
virtuales.
El ATM fue desarrollado con CNET. Al contrario
de las redes sincrónicas (como las redes
telefónicas, por ejemplo), en donde los datos se
transmiten de manera sincrónica, es decir, el
ancho de banda se comparte (multiplexado)
entre los usuarios según una desagregación
temporaria, una red ATM transfiere datos de
manera asíncrona, lo que significa que
transmitirá los datos cuando pueda. Mientras
que las redes sincrónicas no transmiten nada si
el usuario no tiene nada para transmitir, la red
ATM usará estos vacíos para transmitir otros
datos, lo que garantiza un ancho de banda más
óptimo.
Es un servicio de área extendida, con base en
celdas, capaz de proporcionar un transporte de
datos trasparente “no orientado a conexión”.
Permite una comunicación eficiente entre redes
de área local (LAN), y al mismo tiempo es un
servicio público, como las redes de área
metropolitana (MAN).
SMDS utiliza accesos de alta velocidad,
paquetes conmutados y banda ancha para el
transporte de datos.
SMDS utiliza celdas de longitud fija al igual que
ATM, (estas celdas contienen 53 bytes)
compuestas por un encabezado de 7 bytes, una
carga útil de 44 bytes y una cola de 2 bytes.
Celda SMDS
7 Bytes
Encabezado
44 Bytes
Carga útil
2 Bytes
Cola
Especificaciones de la capa física SMDS
Se basa en un subconjunto de la capa física y en
un estándar de subcapa MAC (control de acceso al
medio), que especifica un protocolo de red de alta
velocidad.
En la capa física, especifica un diseño bus dual
que usa fibra óptica. En la capa de enlace el
acceso a la red SMDS es regido por el protocolo
Bus distribuido de cola dual y esto lo que hace es
subdividir cada bus en cuadros de tiempo, que se
usan para transmitir datos.
El protocolo DQDB antes de enviar datos, un
nodo debe primero reservar cuadros sobre un
bus para usarlos sobre el segundo bus, esto
permite avisar a sus vecinos que ellos tienen
datos que transmitir.
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
•Sistemas
de Videovigilancia Municipal.
•Transmisión
•Pasarelas
ordenador a ordenador
CAD/CAM
para redes de área extensa (WAN)