Transcript MODULO DE LINEAS DE TRANSMISION

MODULO DE LINEAS DE
TRANSMISION
PARTE 2: INTERFACES, BUSES Y PUERTOS
POR: JUAN CARLOS RESTREPO
E-mail: [email protected]
Versión: 2.0
Medellín-Colombia 2001
INTERFACES
Mecanismo de conexión o acople entre
diversos componentes (hardware y/o
software).
Se debe definir cuidadosamente en cada
punto de conexión entre los dispositivos:
routers, suiches, concentradores, banda
bases, radios, etc. El tipo de interface de
acuerdo a especificaciones de velocidad,
distancia, etc.
INTERFACES
Aspectos que define una interface:
MECÁNICOS: Dimensiones del conector, nro. de
pines, forma, etc.
ELECTRO-OPTICOS: Voltajes, tipo de fuente
luminosa, duración de la señal, etc.
FUNCIONALES: Para que sirve cada PIN. Eje:
TD(envío de datos), RD (recepción de datos), DCD, RTS,
etc.
PROCEDIMENTALES: Orden o secuencia de pasos
en la comunicación. Ej: Cuando el PC se activa levanta
DTR y el modem levanta DSR. Al establecer
comunicación se activa DCD.
RS-232
Creada por EIA en 1969.
Actual RS-232-E. Anteriores: RS-232, RS-232C y RS232D
Ante la CCITT (ITU-T) se conoce como V.24 y V.28
(voltajes).
Define DTE y DCE.
Distancia máxima 15 mts, aunque 30m y 100m son
posibles..
Velocidad máxima: 20 Kbps aunque opera a 200 Kbps..
Interface desbalanceada: Una tierra común para todas
las señales.
Signal > +3V=0 y Signal < -3V=1
Opera de forma sincrónica y asincrónica.
Sincrónicamente es común con: SDLC, HDLC, Frame
Relay.
RS-232
Definición de las señales en conector DB-25 (Data Bus)
RS-232
Definición de las señales en conector DB-9
Function
Signal DB-9 DB-25
Handshake
DTR
4
20
DSR
6
6
RTS
7
4
CTS
8
5
DCD 1
8
TxD
3
2
RxD
2
3
Common
Com
5
7
Other
RI
9
22
Data
RS-232
PROCEDIMENTAL
DTE ---- DCE
DTR --->
DSR <--RTS--->
CTS<--DCD<--OJO: Normalmente si no hay DTR no contesta
automáticamente.
DTE
DTE
DCE
DCE
PSTN
CONVERSOR RS-232 DE DB-9 A DB-25
DB9
TxD
RxD
GND
DCD
RTS
CTS
DTR
DSR
Male DB25 Male
3
2
5
1
7
8
4
6
-------------------------------------------------------------------------------------------------
2 TxD
3 RxD
7 GND
8 DCD
4 RTS
5 CTS
20 DTR
6 DSR
NULL MODEM ASINCRÓNICO RS-232
DB25 Male
DB25 Female
TxD
RxD
GND
2
3
7
-------------------------------------
3
2
7
RxD
TxD
GND
RTS
CTS
4
5
---+
---+
+--+---
4
5
RTS
CTS
DTR
DSR
DCD
20
6
8
---+
---+
---+
+--- 6
+--- 8
+---- 20
DSR
DCD
DTR
NULL MODEM SINCRÓNICO RS-232
DB25 Male
DB25 Female
TxD
RxD
GND
2
3
7
-------------------------------------
3
2
7
RxD
TxD
GND
RTS
CTS
4
5
---+
---+
+--+---
4
5
RTS
CTS
DTR
DSR
DCD
20
6
8
---+
---+
---+
+--- 6
+--- 8
+---- 20
TxC
BxC
RxC
15
24
17
---+----------+
---+--------
17
24
15
DSR
DCD
DTR
RxC
BxC
TxC
LOOPBACK RS-232
Utilizados para diagnosticar los puertos o interfaces.
CONECTOR DB-25
CONECTOR DB-9
TD
RD
TD
RD
2
3
RTS 4
CTS 5
DSR 6
DCD 8
DTR 20
3
2
RTS 7
CTS 8
DSR 6
DCD 1
DTR 4
RS-232
DESVENTAJAS:
Usa una tierra común entre el DTE y DCE lo que puede
ser correcto en cortas distancias pero difícil cuando
están alejados.
Cortas distancias.
Bajas velocidades.
VENTAJAS
Bajo costo.
Fácil implementación.
Muy popular.
TIPOS DE INTERFACE
Se pueden clasificar en:
PARALELAS Y SERIALES.
SINCRÓNICAS Y ASINCRÓNICAS.
BALANCEADAS Y DESBALANCEADAS.
DATOS Y VOZ
TIPOS DE INTERFACE
SERIAL
Los bits fluyen uno tras otro.
Más lentas pero requieren menos hilos.
Usadas generalmente en distancias largas.
Ejemplo: RS-232.
PARALELA
Los bits fluyen simultáneamente a través de varios hilos.
Más rápidas pero requieren más hilos.
Usadas generalmente en distancias cortas.
Ejemplo: interface Centronics paralela.
CLASIFICACIN DE LAS INTERFACES
SINCRONICAS
Utilizan señales especiales de temporización o mecanismos de
codificación que llevan el reloj.
Los bytes no van enmarcados por bits de comienzo o fin (stop bit y
start bit)
Los datos se envían en bloques llamados frames o tramas como en
HDLC e Ethernet.
Es más eficiente que la serial asincrónica.
Ejemplo: En RS-232 los pines 15, 17 y 24. Reloj embebido en la
codificación manchester.
INTERFACE SINCRONICA
SEÑALES DE RELOJ
TRAMA
TIPOS DE INTERFACE
ASINCRONICAS
No utilizan señales o líneas especiales para la temporización
(reloj).
Tiene un overhead de 20%.
TIPOS DE INTERFACE
BALANCEADA
Cada circuito tiene dos hilos.
Soportan mejor el ruido porque afecta “por igual” las dos
líneas.
DESBALANCEADA
Los circuitos utilizan una tierra común. Ejemplo: RS-232 señal 7
GND
Un solo hilo para cada señal.
OJO: Es fundamental tener una buena tierra eléctrica para los
equipos de comunicaciones.
OTRAS INTERFACES
Son comunes otras interfaces como:
V.35.
X.21.
USB
AUI
PARALELA.
G.703.
RS-449.
V.35
Interface serial sincrónica, desarrollada por la CCITT.
Velocidad original: 48Kbps, aunque puede operar entre
64 Kbps y 2 Mbps.
Distancia máxima: 300 mts.
Mezcla señales balanceadas (TD, RD, Clock) y
desbalanceadas (DSR, DTR, RTS, CTS y DCD).
Típicamente utiliza conector M34 o Winchester mucho
más costoso y grande que el DB-25 de RS-232.
También se implementa con conectores DB-25.
V.35
Conectores típicamente usados: M-34
V.35
DB25 (M)
4
5
6
7
8
9
10
11
12
19
20
21
22
23
25
V.35 (M)
RTS
CTS
DSR
GND
DCD
TxB
TxA
RxB
RxA
Tx Clock
DTR
Tx Clock
RI
Rx Clock
Rx Clock
A
B
A
B
C
D
E
B
F
S
P
T
R
Y
H
AA
J
V
X
V.35
CONECTOR WINCHESTER M34
A
B
C
D
E
F
R
T
P
S
CHASIS GROUND
SIGNAL GROUND
REQUEST TO SEND
CLEAR TO SEND
DATA SET READY
RECEIVE LINE SIGNAL DETECT
RECEIVE DATA
RECEIVE DATA
TRANSMIT DATA
TRANSMIT DATA
V
X
U
W
Y
AA
RECEIVE TIMING
RECEIVE TIMING
TERMINAL TIMING
TERMINAL TIMING
TRANSMIT TIMING
TRANSMIT TIMING
X.21/X.21BIS
X.21.
 Interface serial sincrónica full duplex balanceada.
 Para conectar un DTE a una Red Pública de Datos
(X.25), mediante un sistema digital.
 Velocidades entre: 600bps y 64Kbps. También n x 64.
 Usada en acceso a través de redes digitales.
 Utiliza conector DB-15.
 Muy utilizada en Europa y Japón.
X.21BIS:
 Derivado de RS-232D/V.24 y 449.
 Alternativa para la conexión usando medios análogos.
AUI
Interface de red local típica en routers.
Conector: DB-15
Distancia máxima: 50 mts.
Pin Signal
1 Control In (Shield)
2 Control In
3 Transmit Data
4 Recieve Data (Shield)
5 Recieve Data
6 Voltage
7 Control Out
8 Control Out (Shield)
Pin Signal
9 Control In (Return)
10 Transmit Data (Return)
11 Transmit Data (Shield)
12 Recieve Data (Return)
13 Voltage Plus
14 Voltage (Shield)
15 Control Out
X.21
Conector típicamente usado: DB-15
X.21
DTE
DCE
1 Protective Ground
-----2 Transmit A
----->
3 Control A
----->(Al hacer y recibir la
llamada)
4 Recieve A
<----5 Indicate A
<----- (Similar a DCD)
6 Timing A
<---7
8 Signal Ground
9 Transmit B
----->
10 Control B
----->
11 Receive B
<----12 Indicate B
<----13 Timing B
<-----
PARALELA
El nuevo estándar se conoce como IEEE 1284 el cual
soporta el esquema original (SPP: Standard Parallel
Port.
EPP/ECP (Enhanced Parallel Port/Enhanced Capability Port
son parte de IEEE 1284.
Opera en 5 modos: 3 compatibles con SPP
(monodireccional) y los modos 4 (EPP) y 5 (ECP)
bidireccionales half-duplex.
Velocidad: modos 1,2 y 3: 50 a 100 KBps. Modos 4 y 5: 1
MBps.
En las impresoras se implementa con un conector
CENTRONICS.
Actualmente muy usado para conectar scanners,
quemadores de CD, Unidades Zip Drive, etc.
SEÑAL RETORNO
1
19
2
20
3
21
4
22
5
23
6
24
7
25
8
26
9
27
10 28
11 29
12 30
END)
13
14
16
17
31 16
32
33
DIRECCION
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
OUT
OUT
OUT
NOMBRE
STROBE
DATA 1
DATA 2
DATA 3
DATA 4
DATA 5
DATA 6
DATA 7
DATA 8
AKCNLG
BUSY
PE (PAPER
OUT
IN
SLCT
AUTO FEED
GND
CHASIS GND
GND
OUT
ERROR
GND
CABLE PARALELO CRUZADO
DB25A
DB25B
2 ----------------------------------------------- 15
3 ----------------------------------------------- 13
4 ----------------------------------------------- 12
5 ----------------------------------------------- 10
6 ----------------------------------------------- 11
15 --------------------------------------------- 2
13 --------------------------------------------- 3
12 --------------------------------------------- 4
10 --------------------------------------------- 5
11 --------------------------------------------- 6
25 --------------------------------------------- 25
16 --------------------------------------------- 16
17 --------------------------------------------- 17
G.703
Creada por la CCITT para voz sobre redes digitales.
Define el aspecto eléctrico y funcional de la interface.
Opera a 64 Kbps, 1.544 y 2 Mbps. 4 hilos.
G.704 Define el framing.
Se puede implementar sobre par trenzado de 120
ohmios de forma balanceada y/o de forma
desbalanceada con dos cables coaxiales de 75 ohmios
T1: (1544 Kbps), AMI o B8ZS. 1 par para transmisión y
otro para recepción.
E1: (2048 Kbps), AMI o HDB3. Coaxial o 4 hilos
simétricos por cada dirección.
RS-449
Inicialmente nuevo sustituto de RS-232.
Interface balanceada.
Típicamente usa conector DB-37.
RS-449: Mecánico, funcional y procedimental.
RS-423-A: Eléctrica desbalanceada. 2Mbps y 60 mts.
RS-422-A: Eléctrica balanceada.
USB
Universal Serial Bus.
12 Mbps. Dispositivos como teclados y mouse 1.5
Mbps.
127 Dispositivos usando Hubs.
Plug and Play.
Alimentación eléctrica para el dispositivo a través de la
interface.
Hot pluggable: conexión y desconexión en caliente.
Nueva especificación: 480 Mbps.
Distancia: 5 mts. Se puede ampliar con configuraciones
como USB—Ethernet----Ethernet---USB.
CONECTOR PUERTO USB
Dos hilos para datos.
Dos hilos para suministrar energia (500mA)
Pin
1 VCC
2 D–
3 D+
4 GND
Signal name
Description
+5 VDC
Data –
Data +
Ground
PUERTOS UNIVERSALES
Algunos fabricantes usan en el chasis del equipo un
puerto universal que hacia el otro dispositivo presenta
una interface a través de un cable de conversión.
INTERFACES DE VOZ
Los actuales esquemas de convergencia
plantean la integración bajo una sola plataforma
de video, Audio y Datos.
Hay una gran tendencia a integrar voz y datos.
Dos enfoques:


El mundo de telefonía se adapta al mundo de los
datos.
El mundo de los datos adopta al mundo de la
telefonía.
En el segundo esquema equipos como routers,
multiplexores, FRADS, entre otros implementan
interfaces del mundo de la voz como: FXS/FXO,
E&M, G.703.
INTERFACES DE VOZ
SIGNALING (SEÑALIZACION): Indicaciones o
información entre los diversos componentes en el
sistema telefónico (PABX, plantas, centrales, teléfonos).
Ejemplo: señales al descolgar, colgar, marcar, etc.
IN-BAND SIGNALING (SEÑALIZACION EN
BANDA): la señalización se hace por el mismo “canal”
utilizado para el envío de la información. Ej: sistema
telefónico convencional.
OUT-BAND SIGNALING (SEÑALIZACION FUERA
DE BANDA: La señalización tiene un canal especial.
Ejemplo: RDSI con el canal D.
ESQUEMA TRADICIONAL
WAN DATOS
ROUTER
ROUTER
Extensiones
Extensiones
PABX
PABX
RED TELEFONICA
PUBLICA
ESQUEMA TIPICO DE VOZ Y DATOS
PBX
ROUTER
ROUTER
WAN
IP/FR/ATM
PBX
CODIFICADORES
COMPRESORES
INTERFACES
TRANSPORTE
FXS/FXO
Interface telefónica análoga.
FXS (Foreign eXchange Station): Es la interface hacia el
teléfono. Genera ring, voltaje y el tono de llamado.
FXO (Foreign eXchange Office): Simula al teléfono para
la central.
Típicamente en conector RJ-11 (Registered Jack).
Ventaja: No se requieren tarjetas especiales en el lado
de la planta telefónica ya que puedo usar troncales o
extensiones.
INTERFACE FXS/FXO - ESQUEMA 1
PBX
ROUTER
ROUTER
WAN
102
101
TRONCALES
FXO
Extensiones
de la planta
FXS
103
INTERFACE FXS/FXO- ESQUEMA 2
ROUTER
101
PBX
ROUTER
WAN
101
TRONCALES
101
FXO
Extensiones
de la planta
FXS
Entran como
troncales
102
FXS/FXO
Esquema entrando como troncales en ambos
extremos.
FXO
FXS
PBX
MUX/
ROUTER
PBX
MUX/
ROUTER
Esquema de conversión E&M a FXS/FXO.
PBX
E&M
E1
MUX/
ROUTER
PBX
FXS
MUX/
ROUTER
CONVERSOR E&M A FXS/FXO
E&M
Interface telefónica para conexión entre
conmutadores
Nombre derivado de los hilos E: Ear (Recibe),
M: Mouth (Transmite) para señalización:
cuelgue, descuelgue, etc
Interface Troncal-Troncal.
Análoga, antigua y con muchas variantes
(compleja).
La cantidad de hilos varía entre 4 y 8
dependiendo del tipo de interface: I, II, III, IV y
V.
Dos o cuatro hilos para señalización y dos o
cuatro hilos para la voz.
E&M
• Nombres confusos:
E&M 2 hilos: utiliza una interface con 2-hilos
compartidos para transmitir y recibir y 2 o 4 hilos para
los E y M.
• E&M 4 hilos: utiliza 4 hilos (2 para transmitir y 2 para
recibir) y 2 o 4 hilos para E y M.
• Generalmente requiere plan de numeración consistente
entre todas las centrales.
•
• Generalmente la planta hace forwarding de los dígitos
marcados en la fuente hacia el destino.
• No todas las centrales soportan esta interface.
• Se debe ser muy cuidadoso al elegir la interfaz tanto en el
router o equipo de datos como en la planta.
• Generalmente en Estados Unidos se usa tipo I. En el resto
del mundo tipo V.
HILOS EN E&M
 E&M Interface Supervision Signal Description
 E (Ear or Earth) - Signal wire from trunking (CO) side to signaling side.
 M (Mouth or Magnet) - Signal wire from signaling side to trunking (CO)
side.
 SG (Signal Ground) - Used on E&M Types II, III, IV (Type IV is not
supported on Cisco router/ gateways).
 SB (Signal Battery) - Used on E&M Types II, III, IV (Type IV is not
supported on Cisco router/ gateways).
 T / R (Tip/Ring) - T / R leads carry audio between the signaling unit
and the trunking circuit. On a 2-wire audio operation circuit, this pair
carries the full-duplex audio path.
 T1/R1 (Tip-1/Ring-1) - Used on 4-wire audio operation circuits only.
The 4-wire implementation provides separate paths for receiving and
sending audio signals.
INTERFACE E&M
ROUTER
101
ROUTER
WAN
PBX
201
E&M
E&M
TRONCALES
202
E&M
E&M tipo V
E&M
E&M tipo V
E&M
E&M
EJEMPLO DE OPERACIÓN EN TIPO V.
PBX to Cisco Router/Gateway
Cisco Router/Gateway to PBX
Type
5
Lead
On-Hook
Off-Hook
Lead
On-Hook
Off-Hook
M
Open
Ground
E
Open
Ground
E&M
Esquema con multplexor E&M y PABX sin E&M
INTERFACE G.703 PARA E1/T1
Interface digital.
E1=32 canales PCM=30 VOZ + 1 Señalización (16)
+ 1 Sincronismo (0).
T1=24 canales PCM=23 VOZ + 1 Señalización.
Típicamente usa 4 hilos o dos coaxiales.
Resuelve el problema de alta densidad de canales
en el sitio central.
Se requieren esquemas de señalización como R2,
MD, QSIG, etc.
INTERFACE G.703
ROUTER
ROUTER
WAN
FXS
G.703 (E1)
ROUTER
PBX
E&M
CHANNEL BANK
Dispositivo para hacer conversión generalmente
agrupar varios canales análogos bajo un enlace digital
E1/T1.
OTRAS
RDSI (ISDN)
RJ-45
TE
NT
3
4
5
6
7
8
TRAN REC +
REC TR
+
REC TR
TRAN REC Segunda fuente de potencia
Segunda fuente de potencia
10BASE-T RJ-45
RJ-45
1
2
3
6
TE
TXD+
TXDREC+
REC-
POLARITY
COMUNICACIÓN AL INTERIOR DEL NODO
La comunicación no nace y termina en la interface externa del
nodo, se extiende al interior del nodo: procesador,discos, memoria,
interfaces de entrada y salida, etc se comunican entre sí.
Se debe prestar especial atención en el diseño de la plataforma a la
comunicación interna en los equipos de la red: servidores, PC’s,
enrutadores, suiches, etc.
A las actuales tasas de velocidad los cuellos de botella se presentan
en los buses internos de los equipos.
Otro factor importante a tener en cuenta es la capacidad y
optimización del sistema operativo para operar con enlaces de altas
velocidades.
ARQUITECTURA INTERNA DE UN COMPUTADOR
ALGUNOS BUSES/INTERFACES/PUERTOS
NOMBRE
VELOCIDMhz VELOMbps ANCHO INT. B/M PnP
ISA 8
8.33
2-6Mbps
8
ISA 16
8.33
8.3
16
N
EISA
8.33
33.3
32
S
S
EISA-2
X
132
32
S
S
MCA
10
S
S
PCI
33
132 MBps
32
S
PCI
33
264 MBps
64
S
PCI 2.1 3.3V 66
533.3 MBps 64
S
AGP ?
66
528 Mbps
AGP4X
66
900MBps
64
VLB
33
133.3
32
USB
12Mbps
IEEE 1394
100/200/400
Mbps
SI
NRO
DISP.
N
1
N
N
1-2
127
INTERFACES
NOMBRE
VELOCIDMhz VELOMbps ANCHO INT. B/M PnP
IDE/ATA
8.33
2-6Mbps
8
EIDE
8.33
8.3
16
N
SCSI
8.33
33.3
32
S
S
SCSI-II
X
132
32
S
S
VLB
33
133.3
32
N
N
SI
NRO
DISP.
N
1-2
LECTURAS RECOMENDADAS
Computer Networks. Andrew S. Tanenbaum. Tercera Edición.
Capitulo 2.
Data Networks. Concepts, Theory, and Practice. Uyless Black.
Prentice-Hall International, Inc.
Capitulo 9.
Comuniciones y redes de Computadores. William Stalings.
Quinta Edicion.
Capitulo 5.