red telefónica de conmutación pública pstn

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Página 0 Fundamentos de PSTN - VOIP Edwin Ramón Lacayo Cruz

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Escritor MSc. Ing. Edwin Lacayo, Nicaragua

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    Fundamentos de PSTN - VOIP

    Edwin Ramn Lacayo Cruz

  • Pgina 1

  • Pgina 2

    Dedico esta obra

    Al creador, por ser mi gua espiritual en todos los actos de mi vida, por darme fe en m mismo, prudencia y fortaleza para llevar a cabo y a feliz

    trmino esta obra, y poder as compartir mis humildes conocimientos. Todo lo puedo con Cristo que me fortalece (Filipenses 4:13):

    "Mi agradecimiento a cuantas personas han hecho posible la realizacin del

    presente trabajo, con cita especial a mi madre Carmen Cruz, supo despertar

    en m el espritu de superacin".

  • Pgina 3

    Introduccin

    Desde que Alexander Graham Bell invent el telfono en 1876, los sistemas de telefona

    han sido parte de nuestra vida. Ms recientemente, con la llegada de Internet, la mayor

    parte de nuestra comunicacin del da a da (por ejemplo, correo electrnico) atraviesa

    una red IP (por ejemplo, Internet). Hoy en da, estos dos mundos se estn fusionando, y las

    empresas pueden realizar llamadas telefnicas a travs de su infraestructura de red de

    datos existentes utilizando una tecnologa llamada Voz sobre IP (VoIP). Este libro explica

    cmo se construye una infraestructura de telefona bsica y trabaja hoy en da, los

    principales conceptos relativos a la creacin de redes de voz y datos, la transmisin de voz

    a travs de los datos y protocolos de sealizacin IP utilizadas para trabajar con sistemas

    de telefona actuales.

    Tiene los siguientes objetivos:

    Proporcionar una introduccin a los fundamentos de la empresa y las redes de telefona pblica

    Introducir los conceptos de redes IP

    Proporcionar una explicacin slida de cmo se transporta voz sobre redes IP

    Cubra las diversas advertencias de redes convergentes de voz y datos

    Proporcionar informacin de referencia detallada sobre diversos red telefnica pblica conmutada (PSTN) y protocolos de sealizacin IP

    Bibliografa

    Jos M. Caballero. Redes de Banda Ancha. Editorial Marcombo, S.A., Barcelona Espaa, 1998

    James F. Durkin, Voice-Enabling the Data Network: H.323, MGCP, SIP, QoS, SLAs, and Security. Cisco Press 201 West 103rd Indianapolis, IN 46290 USA.

    Jonathan Davidson y James Peters. Fundamentos de Voz sobre IP. PEARSON EDUCACION, S.A., Madrid, 2001. ISBN:84-205-3190-1.

    Kevin Wallace. Voice over IP First-Step. Published by: Cisco Press 800 East 96th Street, Indianapolis, IN 46240 USA

  • Pgina 4

    Contenido

    Captulo 1. Red Telefnica de Conmutacin Pblica PSTN. 4

    Captulo 2. Red Digital de Servicios integrado ISDN 24

    Captulo 3. Red ATM o B-ISDN, Broadband ISDN .. 41

    Captulo 4. Arquitecturas de red VoIP: H.323, SIP y MGCP. 55

    Captulo 5. Calidad de servicios QoS.. 97

  • Pgina 5

    Captulo 1 Red Telefnica de Conmutacin Pblica PSTN

    Antecedente y conceptos

    Las telecomunicaciones hacen posible la

    comunicacin elctrica a distancia. El

    servicio puede ser privado o pblico. El

    grueso de la industria de

    telecomunicaciones est dedicado a la

    red telefnica y tradicionalmente estas

    dividida en tres parte: planta externa

    (tendido de la red cableada),

    conmutacin y transmisin. La

    transmisin se ocupa del transporte de

    una seal elctrica desde el punto X hasta el puno Y. Por su parte la conmutacin se ocupa de conectar X con Y y no con Z.

    1.1 Introduccin a las redes pblicas,

    PSTN

    Orgenes, En 1876, Alejandro Graham

    Bell presenta el telfono como inversin

    de la telefona que consiste de un

    microtelfono y su base con un

    dispositivo de sealizacin que incluye un

    disco para marcar o un teclado, el

    microtelfono contiene dos traductores

    electroacstica, el audfono o receptor el

    micrfono o transmisor . Contiene

    tambin un circuito de efecto local que

    permite retroalimentar hacia el receptor

    parte de la energa que se transmite.

    En 1877 se estableci la compaa

    Telefnica Bell. La red telefnica bsica

    se cre para permitir las comunicaciones

    de voz a distancia. En los aos 1.876 -

    1.890, Con el sistema telefnico, solo se

    podran establecer la comunicacin entre

    dos personas creando unos enlaces entre

    los usuarios de punto a punto, por medio

    de un par de cobre (en un principio un

    nico hilo, de hierro y despus de cobre,

    con el retorno por tierra) entre cada

    pareja de usuarios. Cundo cada abonado

    se conectaba con todos y cada uno de los

    dems, se obtiene una conexin de

    topologa de red telefnica

    completamente mallada, tal y como se

    muestra en la Figura 1-1: La Conexin

    mediante una red completamente mallada

    el tendido entre usuario es de una

    distancia de 30 Km.

    Figura 1-1: Conexin mediante una red

    completamente mallada

    Si se hacen las cuentas, esta solucin se

    ve que es claramente inviable. Si se

    quiere dar servicio a una poblacin de N

    usuarios, con este modelo completamente

    mallado, haran falta N x (N - 1)/2

    enlaces. Por esa razn se evolucion

    hacia el modelo en el que cada usuario,

    por medio de un par de cobre se conecta

    a un punto de interconexin (central

    local) que le permite la comunicacin con

    el resto.

    Debido a las preocupaciones sobre los

    costos y la imposibilidad de ejecutar un

    cable fsico entre todos los usuarios, que

    quiere tener acceso a un telfono, otro

    mecanismo fue desarrollar un dispositivo

    de interrupcin manual para

    comunicarse con otro telfono,

    permitiendo un cable nico a la oficina

    de interruptor centralizado.

  • Pgina 6

    Al principio, un operador de telefona

    actu como el interruptor. Este operador

    pregunt llamadas donde queran marcar

    y luego se conecta manualmente las dos

    vas de voz. La figura 1-2 muestra cmo

    el ejemplo de la red de cuatro telfono

    colgado hoy con un operador

    centralizado para cambiar las llamadas.

    Figura 1-2. Operador centralizado: El

    interruptor Humanos

    1.2 RED TELEFONICA BSICA

    Bsicamente la red de telefona bsica

    est conformada por tres grandes

    mdulos: Mdulo de Acceso Mdulo de Conmutacin Mdulo Troncal

    El Mdulo de Acceso est integrado por

    segmentos de red en cable de cobre o de

    fibra ptica:

    Segmento de Red Primaria Segmento de Red Secundaria Segmento de Dispersin

    Figura 1-3: Diagrama Esquemtico de

    Red Telefnica Bsica Fija. El Mdulo de Conmutacin puede estar

    integrado por una sola central telefnica

    de conmutacin o por ms de una. La

    configuracin mnima de red permite la

    interconexin con las dems redes

    telefnicas adyacentes y/o

    complementarias. Este mdulo est

    integrado por:

    Etapa de abonado Matriz de Conmutacin Etapa Troncal Procesamiento y control Sealizacin Sincronismo Gestin

  • Pgina 7

    Al Mdulo Troncal pertenecen todos los

    equipos e infraestructura necesarios para

    la conexin entre las diferentes centrales

    telefnicas de conmutacin, cuando hay

    ms de una central en la red, y para la

    interconexin de la red con las dems

    redes telefnicas adyacentes y/o

    complementarias, mediante fibra ptica

    con tecnologa SDH.

    1.2.1 Mdulo de acceso

    Como consideracin preliminar se debe

    indicar que para efectos de diseo y

    clculo de costos se ha tomado como

    rea de cobertura de una central

    telefnica de conmutacin un

    cuadriltero de 36 km2, atendiendo a

    consideraciones tcnicas del par de cobre

    como medio de acceso y la calidad

    mnima de los niveles de voz exigida y

    recomendada. El centro telefnico se

    ubica en el centro de este cuadriltero

    garantizando un cubrimiento homogneo

    del rea de cobertura.

    Figura 1-4

    En la Figura 1-4 se muestran los

    segmentos de red primaria, secundaria y

    de dispersin que conforman la red de

    acceso.

    1.2.1.1 Segmento de red primaria

    Este segmento est comprendido entre los

    puntos de conexin (lado calle) de las

    regletas del Distribuidor General (Main

    Distribution Frame, MDF) y los puntos

    de conexin en las regletas del armario

    telefnico.

    El rea de cobertura se subdivide en

    segmentos rectangulares de 80.000 m2

    denominados reas de distrito. Cada

    distrito corresponde a un armario de 300

    pares primarios.

    Con estas consideraciones tenemos los

    siguientes datos:

    Central Telefnica: rea de cobertura

    de 36 km2

    Armario: rea de distrito de

    80.000 m2

    Dentro de un rea de cobertura, se

    proyectan 450 distritos, con un armario

    de 300 pares primarios en cada uno. Si

    cada distrito atiende hipotticamente 8

    manzanas con 36 casas cada una y una

    lnea telefnica por cada casa, se tienen

    288 lneas por distrito. Es decir que la

    central telefnica proyectada atiende:

  • Pgina 8

    CANTIDAD DE LINEAS = 288 *

    450 = 129.600

    Figura 1-5: Segmento Primario de la Red

    de Acceso en Cobre.

    Se utilizan cables primarios de 2400

    pares, los que van disminuyendo en

    cantidad de pares a medida que se van

    alimentando los armarios de 300 pares

    de cada distrito. El nmero de cables

    (NC) que salen del centro telefnico est

    dado por la relacin entre el nmero de

    lneas a instalar (N) y el nmero de pares

    por cable primario:

    NC = N / Cp = 129.600 / 2400 = 54

    cables de 2400 pares

    Se utilizan cables primarios de 2400,

    1800, 1500, 1200, 900, 600 y 300 pares,

    todos distribuidos mediante canalizacin

    subterrnea. Las cmaras se ubican cada

    50 metros.

    1.2.1.2 Segmento de red secundaria

    Este segmento est comprendido entre los

    puntos de conexin del armario y los

    puntos de conexin en las cajas de

    dispersin de 10 pares instaladas en los

    postes.

    Se utilizan armarios Krone de 1200 pares

    cableados con 300 pares primarios y 400

    pares secundarios. Considerando un

    armario por cada distrito, se requieren

    450 armarios para el rea de cobertura.

    Se utilizan cables de 200, 150, 100, 80,

    30 y 20 pares para distribucin de la red

    secundaria en cada distrito. De armario

    salen dos cables de 200 pares.

    En cuanto al criterio utilizado para la

    ubicacin de los postes, estos se instalan

    cada 50 metros, por lo que para cada

    rea de distrito se proyectan 40 postes.

  • Pgina 9

    Figura1-6: Segmento Secundario de la

    Red de Acceso en Cobre.

    1.2.1.3 Segmento de Dispersin

    Este segmento est comprendido entre la

    caja de distribucin localizada en el

    poste y el punto de conexin en la caja

    mural (strip telefnico) en el lado del

    cliente. La utilizacin de la caja es del

    80%, es decir, 8 pares por caja de 10

    pares, con acometidas de no ms de 60

    metros.

    Figura 1-7: Segmento de Dispersin de la

    Red de Acceso en Cobre.

    Adems, para el caso de clientes con

    requerimientos en cantidad de lneas que

    superen las 10 en un mismo punto de

    conexin, se definen los segmentos

    primario y secundario directo en cobre,

    que hacen referencia a la distribucin

    directa desde la central al strip telefnico

    del cliente.

    1.2.1.4 Segmento primario directo en

    cobre

    Est comprendido entre los puntos de

    conexin (lado calle) de las regletas del

    Distribuidor General (MDF) y el strip

    telefnico en el lado del usuario, sin

    pasar por el armario, postes no cajas de

    dispersin. Este segmento es totalmente

    canalizado con cmaras cada 50 metros.

  • Pgina 10

    Se utiliza este tipo de acceso para

    aquellos casos en que un mismo cliente

    asociado a un mismo strip telefnico,

    supere la demanda de 100 lneas.

    Figura 1-8: Red de Acceso Directa en

    Cobre.

    1.2.1.5 Segmento secundario directo en

    cobre

    Est comprendido entre los puntos de

    conexin del armario y el strip telefnico

    en el lado del usuario, sin pasar por los

    postes ni cajas de dispersin. Este

    segmento es totalmente canalizado con

    cmaras cada 50 metros.

    Se utiliza este tipo de acceso para

    aquellos casos en que un cliente asociado

    a un mismo strip telefnico, tenga una

    demanda entre 10 y 100 lneas

    telefnicas.

    Para el caso de clientes con red

    secundaria directa, y para distancias que

    no superen los 3 Km desde la central

    telefnica, se puede implementar el uso

    de tecnologas como la HDSL para

    instalar 30 lneas utilizando uno o dos

    pares de cobre

    1.3 MODULO DE CONMTACIN

    La central telefnica de conmutacin es

    la encargada de atender las solicitudes

    de conexin proveniente de los abonados

    y/o de otras centrales o redes telefnicas

    y mediante el anlisis del nmero

    marcado por el usuario, encaminar el

    trfico hacia su destino, el cual puede

    terminar en la misma central o ser

    enrutador hacia otras centrales o redes.

    1.3.1 Mtodos de Encaminamiento

    En general, existen tres mtodos de

    enrutamiento de llamadas desde el

    origen, pasando por uno o varios nodos

    de conmutacin intermedio. Los tres

    mtodos son:1) enrutamiento de extremo

    a extremo, 2) enrutamiento por secciones

    y 3) enrutamiento controlado por

    conmutadores (con sealizacin de canal

    comn).

    Enrutamiento de extremo a extremo, la

    central de origen determina la ruta desde

    la fuente hasta el destino. El uso de este

    tipo es exclusivamente a reas locales.

    El enrutamiento por secciones se permite

    cambio en el enrutamiento a medida que

    la llamada progresa hacia su destino.

    Este sistema es prcticamente adecuado

    para redes de enrutamiento alterno y que

    manifiesten cambio en los patrones de

    enrutamiento segn las variaciones de

    trfico. En las redes telefnicas

    convencionales, la informacin de

    sealizacin de cada llamada se maneja

    sobre la misma trayectoria que se usa

  • Pgina 11

    para la voz, llamada a menudo,

    trayectoria de conversacin. La

    sealizacin, consiste en la generacin y

    transmisin de la informacin que sirve

    para establecer la llamada, enrutamiento

    por la red hasta su destino.

    En las redes modernas controladas por

    computadora se usa a menudo una

    trayectoria separada para levar la

    informacin necesaria de sealizacin.

    Esto es lo que se conoce como

    enrutamiento controlado por

    computadora o enrutamiento con

    sealizacin por canal comn con seales adaptadas para el manejo de la

    red.

    1.3.2 Conmutacin en la red Telefnica

    Una red de telfonos consta de

    trayectoria que conecta nodos de

    conmutacin, de manera que cada

    telfono en la red se puede conectar con

    cualquier otro al que la red proporciones

    servicio, en el diseo de una red

    telefnica que consta de conmutacin y

    transmisin. La transmisin permite que

    dos abonados cualquiera de la red se

    escuchen satisfactoriamente. La

    conmutacin permite que la red se

    construya econmicamente concentrado

    los recurso de transmisin, esto recurso

    constituyen las trayectoria que conectan

    los nodos de conmutacin. La

    conmutacin establece una trayectoria

    entre dos terminales especifica que, en

    telefona, se conoce como abonado. Este

    trmino implica una red telefnica

    pblica en trmino generales, un sistema

    de conmutacin satisfaces los siguientes

    requisitos del usuario:

    1. Cada usuario tiene la necesidad de poder comunicarse con

    cualquier otro usuario.

    2. La velocidad de conexin no es crtica, pero en tiempo de

    conexin debe ser relativamente

    corto comparado con el tiempo

    de retencin o el tiempo de

    conversacin.

    3. La calidad del servicio o la probabilidad de completar una

    llamada, tampoco es crtica, pero

    debe ser alta. El porcentaje

    mnimo aceptable de llamada

    lograda durante la hora pico

    (HP) puede bajar hasta un

    promedio de 95 %, sin embargo,

    la meta general del grado de

    servicio para el sistema debe ser

    de 99 % (p=0.1 por enlace en

    una conexin internacional).

    4. El abonado espera y supone un carcter privado en su

    conversacin, pero por lo comn

    no la pide especficamente ni se

    le puede garantizar, excepto en

    caso especiales.

    5. La principal forma de comunicacin, para la mayora

    de los usuario, ser la voz (o el

    canal de voz)

    1.3.3 Numeracin una de las base de la

    conmutacin

    Un abonado telefonito que observe hacia

    el interior de una red telefnica vera una

    especie de rbol con varias ramas, que

    constituyen los enlaces. Para alcanzar a

    ese abonado, se establece una conexin

    utilizando una eleccin en cada punto de

    ramificacin. Tambin se presenta

    trayectoria alterna. La llamada se

    encamina a travs del nmero telefnico.

    Este nmero es el que activa el

    conmutador o los conmutadores en los

    puntos de ramificacin.

    El nmero telefnico realiza dos

    operaciones importante: 1) enruta la

  • Pgina 12

    llamada; y 2) activa los aparatos

    necesario para el cargo correspondiente

    de la llamada. A cada abonado se le

    asigna un nmero definido en su central

    telefnica local.

    Si el abonado desea hacer una llamada,

    levanta su micro telfono y espera el tono

    de invitacin a marcar que le indica el

    conmutador que le atiende. El nmero de

    abonado es el nmero que se debe

    marcar para alczar a un abonado en la

    misma rea local.

    Si se tiene un conmutador con capacidad

    para

    100 lneas, se puede atender hasta

    100 abonados y se puede asignar

    nmero telefnico de 00 a 99

    Si se tiene un conmutador con capacidad

    para

    1000 lneas, se puede atender

    hasta 1000 abonados y se puede

    asignar nmero telefnico de 000

    a 999

    Si se tiene un conmutador con capacidad

    para

    10,000 lneas, se puede atender

    hasta 10,000 abonados y se puede

    asignar nmero telefnico de

    0000 a 9999

    Los puntos crticos se presenta cuando el

    nmero de abonado alcanza los valores

    de 100, 1000 y 10,000.

    Para analizar la conmutacin, se

    considerarn centrales con nmeros de

    abonados de siete dgitos, como: 278-

    3677, donde 278 identifica la central

    local y 3677 identifica al abonado.

    1.3.4 Concentracin

    Una clave para el diseo de la

    conmutacin y la red es la concentracin.

    La central de conmutacin local

    concentra el trfico. La concentracin

    reduce la cantidad de trayectoria de con

    conmutacin o enlace dentro de la

    central y el nmero de troncales que se

    conectan la central local con otras

    centrales. El conmutador realiza tambin

    la funcin de expansin para permitir que

    todos los abonados atendidos por la

    central tengan acceso a las troncales de

    entrada y a la trayectoria de conmutacin

    local

    Figura 1-9 PSTN conmutada

    1.3.5 Funciones bsica de la

    conmutacin

    En general una central local existen los

    medios para conectar cada lnea de

    abonado con cualquier otro en la misma

    central. En un conmutador o central

    convencional hay ochos funciones

    bsica:

    Interconexin Control Alerta Atencin Recepcin de informacin Transmisin de informacin Prueba de ocupado Supervisin

  • Pgina 13

    Todos los conmutadores telefnicos

    tienen, como mnimos, tres elementos

    funcionales: concentracin, distribucin

    y expansin.

    1.4 MODULO TRONCAL

    El segmento de red troncal interconecta

    dos centrales de la misma red CMET o

    una central Tndem de la red CMET con

    una central Tndem de otra red

    adyacente.

    Figura 1-10: Segmentos de Red: Troncal,

    Primaria, Secundaria y de Dispersin.

    Esta red est implementada con cables de

    fibra ptica de 12 hilos en configuracin

    de anillo usando tecnologa de

    transmisin SDH.

    1.4.1 Red Jerarqua digital Plesicrona

    PDH

    Las seales digitales de voz

    En la dcada de los setenta empezaron a

    aparecer los primeros sistemas digitales

    de transmisin basados en PCM

    (Modulacin por Impulsos Codificados).

    PCM es el mtodo ms comn de

    codificacin de una seal de voz

    analgica en un flujo digital de 1s y 0s.

    Todas las tcnicas de muestreo utilizan el

    teorema de Nyquist, que, bsicamente,

    establece que si se muestra el doble de la

    frecuencia ms alta en una lnea de voz,

    lograr la transmisin de voz de buena

    calidad.

    El proceso de PCM es la siguiente:

    1. Formas de onda analgicas se ponen a travs de un filtro de

    frecuencia de voz para filtrar algo

    mayor que 4000 Hz. Estas

    frecuencias se filtran a 4000 Hz a

    limitar la cantidad de diafona en

    la red de voz. Usando el teorema

    de Nyquist, es necesario probar

    en 8000 muestras por segundo

    para lograr la transmisin de voz

    de buena calidad.

    2. La seal analgica filtrada se muestrea a continuacin, a una

    velocidad de 8.000 veces por

    segundo.

    3. Despus se muestrea la forma de onda, se convierte en una forma

    digital discreto. Esta muestra est

    representada por un cdigo que

    indica la amplitud de la forma de

    onda en el instante en que la

    muestra se tom. La forma de la

    telefona PCM utiliza ocho bits

  • Pgina 14

    para el cdigo y un mtodo de

    compresin logartmica que

    asigna ms bits en seales de

    menor amplitud.

    4. Si se multiplican las palabras de ocho bits de 8.000 veces por

    segundo, se obtiene 64, 000 bits

    por segundo (bps). La base para

    la infraestructura telefnica es 64,

    000 pb (o 64 kbps).

    Los parmetros de digitalizacin

    bsicamente son de 64 kbps se utilizan

    comnmente en: -law, el estndar utilizado en Amrica del Norte y Japn, y

    la ley A es el estndar utilizado en

    Europa.

    Los mtodos son similares en que tanto el

    uso de la compresin logartmica para

    lograr el 12 y 13 bits de calidad de PCM

    lineal, en slo palabras de ocho bits, pero

    difieren en detalles relativamente

    menores.

    Una vez digitalizada se transmite por la

    lnea junto con el resto de seales

    utilizando tcnicas de multiplexacin por

    divisin en el tiempo (TDM). La seal de

    4 KHz queda convertida en un flujo de

    bits que se transmite a 64 Kbps. Esta

    velocidad es la unidad de conmutacin

    utilizada en las redes.

    1.4.1.1 La trama bsica E1 de 2 Mbps

    La trama bsica utilizada en los sistemas

    europeos es la trama de 2 Mbps, tambin

    denominada E1. En la Recomendacin

    G.703 queda definida su estructura

    bsica, la trama de 2 Mbps (E1), como la

    agrupacin de 30 canales de voz ms dos

    canales adicionales: alineamiento y

    sealizacin con 8 bits cada una. Ver

    figura 1-11.

    Figura 1-11. Trama de 2 Mbps, E1.

    Como puede apreciarse en la figura 2, la

    trama de 2 Mbps est subdivida en 32

    intervalos (slots) de tiempo, cada uno de

    ellos con 8 bits. Tiene por lo tanto una

    longitud de 32 bytes 8 bits = 256 bits.

    La trama tiene una frecuencia de

    muestreo de 8000 veces por segundo, es

    decir se enva una trama cada 125 s, por lo que el rgimen binario es de 2048

    Kbps.

    La trama bsica de 2 Mbps representa un

    buen ejemplo de multiplexacin

    determinstica, (trama E1) se forma

    mediante un proceso de multiplexacin de

    30 canales tributarios, al que se le suma

    una seal de cabecera e informacin de

    sealizacin. El intervalo de tiempo cero

    es utilizado para transportar la seal de

    alineamiento de trama (FAS, Frame

    Alignment Signal), siendo transmitida

    cada dos tramas y alternndose con una

    palabra de alarmas, denominada NFAS

    (Not Frame Alignment Signal). El

    intervalo de tiempo 16 se utiliza bien

  • Pgina 15

    para transportar la sealizacin asociada

    de los canales tiles:

    1. Sealizacin CAS (Channel Associated

    Signaling).

    2. Sealizacin Canal D del acceso

    primario de la RDSI.

    3. Sealizacin y control del protocolo de

    acceso V.5

    Con la introduccin de la sealizacin

    por canal comn (SS7), el intervalo de

    tiempo 16 pasa a utilizarse para

    transporte de un canal til adicional de

    datos o voz. La sealizacin de todos los

    canales tiles de varias tramas es

    transportada en un canal til (de una de

    las tramas) designado para ello pero de

    manera no asociada forzosamente a los

    canales de su propia trama.

    1.4.2 Alineamiento de la trama E1

    El intervalo de tiempo o canal 0 se utiliza

    para transmitir la cabecera de la trama

    de la trama de acuerdo con el siguiente

    esquema:

    1. La palabra de alineamiento de trama

    (FAS) se transmite en las tramas pares 0,

    2, 4, 6 y contiene la secuencia binaria Sj

    0 0 1 1 0 1 1. El primer bit Sj est

    reservado para uso internacional. Suele

    tener el valor 1 o se utiliza para albergar

    un cdigo CRC-4, el cual ser tratado

    ms adelante.

    2. En las tramas impares se utiliza el

    canal 0 para transmitir informacin de

    servicio.

    La secuencia Sj 1 A A X X X X. El

    primer bit Sj est reservado para uso

    nacional o para albergar informacin de

    alineamiento. El segundo bit se fija a 1

    para evitar la simulacin de la palabra

    de alineamiento de trama. El siguiente

    bit, primer bit A (ms significativo) se

    utiliza para enviar informacin de

    alarmas urgentes. El siguiente tambin es

    un bit de alarma pero no urgentes. Los

    bits X se reservan para uso nacional.

    Figura 1-12. Alineamiento de la trama de

    2 Mbps

    1.4.3 Sealizacin CAS de la trama E1

    Una de las aplicaciones del canal 16 era

    el transporte de la sealizacin CAS, la

    informacin necesaria para conmutar y

    encaminar los 30 canales (cdigos de

    sealizacin y estado). Para enviar la

    sealizacin correspondiente a un canal

    se utiliza 4 bits. Los otros 4 bits del

    intervalo de tiempo 16 se utilizan para

    enviar la sealizacin de otro canal. Esto

    quiere decir que por trama se sealizan 2

  • Pgina 16

    canales. Para sealizar los 30 canales es

    necesario enviar 15 tramas. La manera

    de sealizar ser en la trama i, se

    sealizarn los canales i y canal i+16,

    ver tabla 1. Debido a que se necesita 15

    tramas para sealizar los 30 canales se

    necesita crear una multitrama de

    sealizacin la cual debe contener

    informacin de alineamiento de

    multitrama.

    Esta informacin se enva en el intervalo

    de tiempo 16 de la trama 0, y en las 15

    tramas siguientes la informacin de

    sealizacin.

    Trama Canal 16 de 4 bits

    0 0000 1011

    1 Canal 1 Canal 17

    2 Canal 2 Canal 18

    3 Canal 3 Canal 19

    4 Canal 7 Canal 20

    ---- ------------- --------------

    13 Canal 13 Canal 29

    14 Canal 14 Canal 30

    15 Canal 15 Canal 31

    Tabla 1. Sealizacin en intervalo de

    tiempo 16

    1.4.4 Jerarquas de orden superior E2, E3

    y E4

    La trama de 2 Mbps (E1) se puede

    combinar para dar lugar a niveles

    superiores: 8Mbps, 34 Mbps, 140 Mbps y

    565 Mbps.

    Figura 1-13. Agregados de orden

    superior de la Jerarqua Digital

    Plesicrona.

    Las seales agregadas de orden superior

    se multiplexan con 4 seales de entrada.

    La trama de 2 Mbps se obtiene como

    resultado de multiplexar 30 canales ms

    2 canales, uno de alineamiento y otro de

    sealizacin. El siguiente orden de

    multiplexacin se formara a partir de

    multiplexar 4 tramas de 2 Mbps dando

    como resultado la trama de 8 Mbps o

    trama E2. El siguiente orden se obtiene al

    multiplexar 4 tramas E2, dando lugar a

    la trama E3 o trama de 34 Mbps. La

    trama de 140 Mbps o trama E4 se obtiene

    como resultado de multiplexar 4 tramas

    de 34 Mbps o tramas E3. Sealar que la

    trama E1 se forma a partir de la

    multiplexacin a nivel de bytes de los

    canales de informacin y que las tramas

    E2, E3 y E4 se forman a partir de la

    multiplexacin a nivel de bits. Indicar que

    esto supone un problema a la hora de

    extraer la informacin de un canal, ya

    que se demultiplexar todos los niveles.

  • Pgina 17

    Otro de los problemas que aparecen al

    multiplexar es la diferencia de velocidad

    que presentan las distintas lneas de

    entrada al transmisor, producidas por las

    imprecisiones de los relojes de los

    transmisores. Unas seales irn ms

    rpido que otras, esto ocasiona:

    - Si el rgimen binario de una lnea es

    mayor del debido, el multiplexor no

    tendr tiempo de llegar a leer todos los

    bits en cada una de sus vueltas.

    - Si el rgimen binario de una lnea es

    menor del debido el multiplexor puede

    que lea el mismo bit dos veces seguidas.

    Para resolver este problema se utiliza un

    mecanismo denominado justificacin de

    bits o relleno de bits positivo o negativo.

    TABLA 2. Tasas binarias PDH en Europa

    y Norteamrica.

    Nivel Tasa binaria

    nominal (Mbit/s)

    Nmero de

    canales de voz

    E-1 2048 30

    E-2 8,448 4 x 30 = 120

    E-3 34,368 4 x 120 = 480

    E-4 139,264 4 x 480 = 1920

    E-5 564,992 4 x 1920 =

    7680

    T-1 1,544 24

    T-2 6,312 4 x 24 = 96

    T-3 44,736 7 x 96 = 672

    T-4 274,176 6 x 672 = 4032

    Una portadora T1 multicanaliza por

    divisin de tiempo 24 muestras

    codificadas en PCM para una

    transmisin, en un solo par de cables

    metlicos o de fibra ptica.

    8 b/canal x 25 canales/trama = 192

    b/trama + 1 bit de trama = 193 b/trama

    La velocidad de lnea para la

    portadora T1 es 193 b/trama x 8000

    tramas/seg = 1.544 Mbps

    1.5 Rede Jerarqua Digital Sncrona

    SDH

    La jerarqua digital sncrona (SDH) se

    puede considerar como la evolucin de

    los sistemas de transmisin, como

    consecuencia de la utilizacin la fibra

    ptica como medio de transmisin y como

    necesidad de sistemas ms flexibles y que

    soporten anchos de banda grandes.

    La jerarqua SDH se desarroll en

    EE.UU bajo el nombre de SONET

    (Synchronous Optical NETwork) y

    posteriormente el CCITT (actualmente la

    ITU-T) en 1989 public una serie de

    recomendaciones donde quedaba definida

    esta jerarqua con el nombre de SDH. En

    la tabla 1 aparece la correspondencia

    entre SONET y SDH.

    Uno de los objetivos de esta jerarqua

    estaba en el proceso de adaptacin del

    sistema PDH, ya que el nuevo sistema de

    jerarqua se implantara paulatinamente

    y deba convivir con la jerarqua

    plesicrona instalada. Esta es la razn

    por la que la ITU-T normaliz el proceso

    de transportar las antiguas tramas en la

    nueva. La trama bsica en SDH es STM-1

    (Synchronous Transport Module), con

    una velocidad de 155.52 Mbps (ver tabla

    1).

    TABLA 3. Jerarquas SONET/SDH.

    Nivel

    SONET

    Nivel SDH

    ITU-T

    Tasa de lnea

    (Mbit/s)

    STS-1/

    OC-1 - 51,84

    STS-3/

    OC-3 STM-1 155,52

    STS-12

    /OC-12 STM-4 622,08

  • Pgina 18

    STS-18

    /OC-18 STM-6 933,12

    STS-24

    /OC-24 STM-8 1244,16

    STS-36

    /OC-36 STM-12 1866,24

    STS-48

    /OC-48 STM-16 2488,32

    STS-192

    /OC-192 STM-64 9953,28

    Tabla 3. Jerarqua Digital Sncrona,

    (SDH)

    Cada trama va encapsulada en un tipo

    especial de estructura denominada

    contenedor.

    Una vez se ha encapsulado se aade

    cabeceras de control que identifican el

    contenido de la estructura y el conjunto

    se integra dentro de la estructura STM-1.

    Los niveles superiores se forman a partir

    de multiplexar a nivel de byte varias

    estructuras STM-1, dando lugar a los

    niveles STM-4, STM-14 y STM-64.

    Figura 1-14

    Estructura de trama SDH+PDH=STM-1

    1.4.5.1 Modelo de Referencia

    Se define trayecto como el tramo

    comprendido entre puntos de ensamblado

    y desensamblado de contenedores

    virtuales, es decir aquellos puntos donde

    se inserta o extrae la carga de transporte.

    Hay dos tipos fundamentales de trayecto:

    1. Alto orden (HOP, High Order Path):

    es aquel en el que varias cargas viajan

    juntas, separndose en algn punto

    (terminacin del trayecto de alto orden) y

    unindose con otras en su viaje por la

    red.

    2. Bajo orden (LOP, Low Order Path):

    estn asociados a cargas individuales que

    circulan por la red, desde que entran

    hasta que salen por la red.

    La seccin de multiplexacin o de lnea

    est compuesta por elementos que pueden

    insertar o extraer carga de la seal de

    transporte, as como asociar varias

    seales de transporte a una jerarqua

    mayor (ejemplo: multiplexor SMT-1,

    STM-16, ADM (Add & Drop Mux,

    multiplexor de insercin y extraccin)).

  • Pgina 19

    La seccin de regeneradores est

    constituida por enlaces comprendidos

    entre elementos que no extraen o insertan

    carga. Su funcin es nicamente la de

    regenerar la seal para que alcance el

    otro extremo en perfectas condiciones.

    Entre dos nodos multiplexores siempre

    existe una seccin de regeneracin,

    aunque no existan fsicamente, los nodos

    multiplexores asumen la tarea de

    regeneracin.

    Figura 1-15. Arquitectura de red SDH

    1.4.5.2 Estructura de la Trama STM-1

    Las tramas contienen informacin de

    control de cada uno de los niveles de la

    red: trayecto, lnea y seccin; adems de

    la informacin de usuario. Los datos son

    encapsulados en contenedores especficos

    para cada tipo de seal tributaria.

    Figura 1-16. Estructura de la trama

    STM-1

    La transmisin se realiza bit a bit en el

    sentido de izquierda a derecha y de

    arriba abajo. La trama se transmite a

    razn de 8000 veces por segundo. Por

    tanto el rgimen binario es:

    Rb (STM-1) = 8000 (270 octetos 8bits

    9 filas) = 155.52 Mbps

  • Pgina 20

    Para los siguientes niveles el rgimen

    binario es:

    Rb (STM-4) = 4 8000 (270 octectos

    8bits 9 filas) = 622 Mbps

    Rb (STM-16) = 16 8000 (270 octectos

    8bits 9 filas) = 2.5 Gbps

    1.4.5.2.1 Estructura de la cabecera de

    seccin

    Las nueve primeras columnas de la trama

    STM-1 contienen la informacin de

    control de seccin y de lnea y recibe el

    nombre de cabecera de seccin, ver

    figura 4.

    1. La cabecera de seccin de

    regeneracin est formada por las tres

    primeras filas. La informacin de esta

    cabecera es procesada en cada repetidor

    de lnea. En la figura 5 aparece el

    contenido de esta cabecera y el

    significado de uso de estos bytes.

    2. La cabecera de seccin de

    multiplexacin est formada por las cinco

    ltimas filas. Se procesa en los

    multiplexores (interfaz de lnea) donde se

    extraen y combinan las seales de

    diferentes tramas. En la figura 5 aparece

    el contenido de esta cabecera y el

    significado de uso de estos bytes.

    3. El rea de punteros, ver figura 5,

    contiene informacin sobre la posicin

    exacta de la informacin de usuario

    dentro de la trama; esta posicin se

    indica mediante punteros.

    Figura 1-17. Estructura de las cabeceras

    de lnea y de seccin

    1.4.5.2.2 Estructura de la cabeza de

    trayecto

    La parte de datos de usuario est

    formada por una cabecera de control que

    ocupa una columna, denominada

    cabecera de trayecto y por los datos de

    usuario, ver figura 4. En la figura 6

    aparece el contenido de esta cabecera y

    el significado de uso de estos bytes.

    J1 Canal de retorno

    B3 Paridad para la deteccin de

    errores

    C2 Identificar la informacin (ej:

    00010011 ATM)

    G1 Errores en el trayecto

    F2 Canal de usuario a 64 kbps

  • Pgina 21

    H4 Identificador de multitrama

    Z3

    Z4 Reservado para uso de cada

    pas

    Z5

    Figura 1-18. Estructura de la cabecera

    de trayecto

    1.4.5.3 Definiciones

    Para entender cmo se multiplexan las

    distintas tramas es necesario previamente

    definir y entender una serie de conceptos:

    Contenedor (C-n) (n=1, 2, 3, 4): es la

    informacin propiamente dicha. Cada

    contenedor se define por niveles, n,

    dependiendo de la trama que sea 2Mbps,

    34 Mbps, 140Mbps, etc. Por ejemplo una

    trama de 2 Mbps se almacena en un

    contenedor C-12.

    - Contenedor Virtual (VC-n). Un

    contenedor virtual es la estructura para

    transportar la informacin a nivel de

    trayecto. En definitiva es un contenedor

    con una cabecera de trayecto. Hay

    definidas dos estructuras:

    1. VC-n de bajo nivel (n=1, 2)

    2. VC-n de alto nivel (n=3, 4)

    - Unidad tributaria-n (TU-n) es la

    estructura que permite adaptar la capa

    de bajo nivel y el alto nivel. Est formada

    por un contenedor virtual de orden 1, 2,

    3 y por un puntero que indica la posicin

    del VC dentro de la entidad superior que

    lo acoge.

    - Grupo de Unidad Tributaria (TUG-n).

    Est formado por varias unidades

    tributarias TU, ocupando posiciones fijas

    y definidas en la carga de VC-n de alto

    nivel (n=3, 4).

    Hay definidas dos estructuras:

    1. TUG-2: est formado por varios TU-1

    o un TU-2.

    2. TUG-3: est formado por varios TUG-

    2 o un TUG-3

    - Unidad Administrativa (AU).

    Proporciona la adaptacin entre la capa

    de trayecto de alto nivel y la capa de

    lnea. Est formada por un contenedor

    virtual (VC) de alto nivel n=3, 4 y por un

    puntero que indica la posicin del VC

    dentro de la entidad superior que lo

    acoge.

  • Pgina 22

    En la figura 1-18 aparece un esquema de

    las distintas maneras que los diferentes

    tributarios son organizados dentro de una

    trama STM-N.

    - Grupo de Unidad Administrativa

    (AUG). Est formada por varias

    unidades administrativas ocupando

    posiciones fijas en el rea de datos de

    una trama STM-N.

    Puede estar formada por:

    1. Tres AU-3

    2. Un solo AU.

    - STM-N (Synchronous transport Module

    Level N). Es la estructura de informacin

    utilizada para transmitir informacin a

    nivel de seccin. Est formada por una

    cabecera de seccin (SOH) y por los

    datos de usuario. El campo de datos est

    formado por N grupos administrativos

    (AUG) situados en posiciones fijas y

    definidas.

    1.4.5.3 Trama STM-N

    Para multiplexar las seales en una

    trama hay que considerar que la trama

    STM-1 es la unidad bsica. Todas las

    seales, ver figura 7, se encapsulan en un

    contenedor con su cabecera, se combinan

    con otras seales hasta completar una

    trama STM-1. Cada tributario tiene su

    contenedor especfico.

    1.4.5.3.1 La trama STM-4 y STM-16

    La trama bsica es la STM-1 a 155.52

    Mbps. La siguiente trama en la jerarqua

    SDH es la trama STM-4, la cual presenta

    una velocidad de 622 Mbps y es el

    proceso de multiplexacin byte a byte de

    cuatro tramas STM-1, ver figura 8.

    Figura 1-19. Multiplexacin de la trama

    STM-4

    En SDH las posibles desviaciones de

    reloj se pueden asimilar mediante

    cambios en los valores de los punteros

    asociados.

    1.4.5.4 Ventaja de SDH

    La Jerarqua Digital Sncrona (SDH)

    presenta una serie de ventajas respecto a

    la Jerarqua Digital Plesicrona (PDH).

    Algunas de estas ventajas son:

    1. El proceso de multiplexacin es mucho

    ms directo. La utilizacin de punteros

    permite una localizacin sencilla y rpida

    de las seales tributarias de la

    informacin.

    2. El procesamiento de la seal se lleva a

    cabo a nivel de STM-1. Las seales de

    velocidades superiores son sncronas

  • Pgina 23

    entre s y estn en fase por ser generadas

    localmente en cada nodo de red.

    3. Las tramas tributarias de las seales

    de lnea, denominadas contenedores

    virtuales (VC) pueden ser subdividas

    para acomodar cargas plesicronas,

    trfico ATM o unidades de menor orden.

    Esto supone mezclar trfico de distinto

    tipo dando lugar redes flexibles.

    4. Compatibilidad de elctrica y ptica

    entre los equipos de los distintos

    suministradores gracias a los estndares

    internacionales.

    1.4.5.5 Desventajas de SDH

    A pesar de las ventajas que ofrece la

    Jerarqua Digital Sncrona, presenta

    algunas desventajas:

    1. Algunas redes PDH actuales presentan

    ya cierta flexibilidad y no son

    compatibles con SDH.

    2. Necesidad de sincronismo entre los

    nodos de la red SDH, se requiere que

    todos los servicios trabajen bajo una

    misma referencia de temporizacin.

    3. El principio de compatibilidad ha

    estado por encima de la optimizacin de

    ancho de banda. El nmero de bytes

    destinados a la cabecera de seccin es

    muy grande, perdindose eficiencia.

    1.4.5.6 Arquitectura de red SONET/SDH

    Los elementos bsicos de una red ptica

    SONET/SDH son: sistemas pticos de

    lnea, multiplexores terminales, add-drop

    multiplexers (ADMs) y digital cross-

    connects (DXCs). Los sistemas pticos de

    lnea estn formados por fibras pticas,

    amplificadores y regeneradores, entre

    otros, y proporcionan la capacidad de

    transmisin de la red SONET/SDH. Por

    otro lado, los multiplexores terminales se

    encargan de multiplexar el trfico de los

    diferentes servicios a travs de interfaces

    normalizados. Los ADMs ofrecen las

    mismas funcionalidades que los

    multiplexores terminales, si bien permiten

    adems acceder a una porcin del trfico

    que los atraviesa para realizar labores de

    insercin/extraccin (add/drop) de

    canales. Por ltimo, los DXCs se

    encargan de realizar funciones de

    conmutacin. As, un DXC permite

    conexiones sin bloqueo entre cualquiera

    de sus puertos de entrada y de salida. Por

    lo tanto, los DXCs son los elementos que

    permiten la mayor flexibilidad en

    relacin con la gestin de red.

    La forma de conexionar entre s los

    anteriores elementos de red proporciona

    la topologa de la red SONET/SDH, la

    cual puede ser muy variada. De este

    modo, se pueden tener topologas en

    anillo, malla, estrella o rbol-rama. De

    entre todas ellas, las ms comunes son el

    anillo y la malla, las cuales se

    representan en la figura 3. En el caso de

    la malla, cada nodo de red puede

    conectarse con cualquier otro por medio

    de DXCs. Esta topologa permite gran

    nmero de rutas alternativas en caso de

    cada de algn elemento de red o de corte

    de alguna fibra. Suele utilizarse en el

    ncleo de la red. Por otro lado, el anillo

    consiste en una concatenacin de ADMs,

    cada uno de los cuales se encarga de

    insertar/extraer trfico en/del anillo

    desde/hacia una determinada rea. Suele

    utilizarse como red de acceso y dispone

    de mecanismos de gestin de ancho de

    banda y de proteccin frente a cortes de

    fibra o fallos de los equipos. En el

    siguiente artculo se describirn en

    detalle las principales arquitecturas de

    anillo utilizadas en las redes

    SONET/SDH, as como sus mecanismos

    de proteccin.

  • Pgina 24

    Fig. 1-20. Topologas de malla y anillo en

    SONET/SDH.

    Todas estas topologas de red pueden

    combinarse y enlazarse entre s para

    formar arquitecturas de red ms

    complejas. As, por ejemplo, varios

    anillos pueden enlazarse entre s por

    medio de un anillo mayor utilizando

    DXCs para enrutar el trfico en los

    puntos de unin de dos de los anillos. En

    la figura 4 se muestra una posible

    arquitectura de red. Varios anillos

    SONET/SDH se encargan de recoger el

    trfico de diferentes usuarios (Customer

    Premises Equipment, CPE) por medio de

    ADMs y encaminarlo por medio de DXCs

    hacia una o varias redes metropolitanas.

    Asimismo, estas redes metropolitanas

    disponen de enlaces con redes de largo

    alcance (backbone) basadas en DWDM y

    que suelen tener una estructura de malla.

    Estas redes deben caracterizarse por una

    buena escalabilidad para poder

    acomodar los incrementos de ancho de

    banda de las redes metropolitanas.

    Fig. 1-21. Arquitectura de red ptica SONET/SDH.

    Radio Link C

    Radio Link C

    Radio Link D

    Radio Link D

    Radio Link A

    Radio Link A

    Radio Link B

    Radio Link B

    STM-1

    STM-1

    STM-1

    STM-1

    STM-1

    STM-1 STM-1

    STM-1

    C B X 5 0

    0

    CBX 500

    CBX 500

    C B X 5 0

    0

    11 GHz Non Protected

    SDH

    11 GHz Non Protected

    SDH

    11 GHz Non Protected

    SDH

    11 GHz Non

    Protected SDH Wave guide Wave

    guide

    Wave guide

    Wave guide

    Wave guide

    Wave guide

    Wave guide

    Wave guide

    Link D

    Link A

    Link B

    Link C

    F.O.

    F.O.

    F.O.

    F.O.

    F.O.

    F.O.

    F.O.

    F.O. Interfaces

    STM-1

  • Pgina 25

    Arquitectura de una Red de Transmisin de dato con SDH y STM-1 hacia las centrales de conmutacin

  • Pgina 26

    Captulo 2 Red digital de Servicio Integrado ISDN

    Introduccin

    Se pueden implementar varios

    tipos de tecnologas WAN para

    solucionar los problemas de conectividad

    para los usuarios que necesitan tener

    acceso de red desde ubicaciones remotas.

    En este captulo, aprender acerca de los

    servicios, estndares, componentes,

    operacin y configuracin de la

    comunicacin de la Red digital de

    servicios integrados (RDSI o ISDN).

    RDSI est diseada especficamente para

    solucionar los problemas de ancho de

    banda bajo que tienen las pequeas

    oficinas o los usuarios de marcado con

    los servicios telefnicos de marcado

    tradicionales.

    Las compaas telefnicas

    desarrollaron RDSI con la intencin de

    crear una red totalmente digital. RDSI se

    desarroll para utilizar el sistema de

    cableado telefnico existente y funciona

    de forma similar a un telfono. Cuando

    realiza una llamada de datos con RDSI,

    el enlace WAN se activa durante la

    duracin de la llamada y se desactiva

    cuando la llamada se completa. Es muy

    similar a lo que ocurre cuando se realiza

    una llamada telefnica a un amigo y

    luego se cuelga el tubo del telfono

    cuando la conversacin ha terminado.

    2.1

    2.1.1

    ISDN

    Qu es ISDN?

    ISDN permite que las seales

    digitales se transmitan a travs del

    cableado telefnico existente. Esto se hizo

    posible cuando se actualizaron las

    centrales de conmutaciones de la

    compaa telefnica PSTN (Red de

    telefnica de Conmutacin Publica) para

    que manejaran seales digitales. RDSI

    generalmente se considera como una

    alternativa para las lneas arrendadas,

    que se pueden utilizar para el trabajo a

    distancia y conectar mediante networking

    oficinas pequeas y remotas en las LAN,

    figura 1.

    Figura 1

    IDN: La digitalizacin

    Las compaas telefnicas

    desarrollaron IDN (Red digital

    Integrada) como parte del esfuerzo por

  • Pgina 27

    estandarizar los servicios a los abonados.

    El concepto de telefona digital ya fue

    desarrollado en los aos treinta y

    cuarenta y la primera implementacin

    data de los aos cincuenta. Desde

    entonces la evolucin hacia la

    digitalizacin ha utilizado dos

    fundamentos de tecnolgico:

    a) Conmutacin Digital b) Transmisin digital

    La utilidad de los nodos digitales,

    que integran en una sola operacin

    conmutacin y transmisin, dio lugar a

    las denominadas Integrated Digital

    Network (IDN) o redes totalmente

    digitales de extremo a extremo. Si a estas

    redes les aadimos unos estndares

    universales de acceso empezaremos a

    estar muy cerca de lo que se conoce como

    Integrated Services Digital Nework

    (ISDN).

    ISDN en la banda universal

    ISDN es un concepto ligado al de una red

    totalmente digital que, utilizando unos

    estndares universales de acceso, permite

    la conexin de una amplia gama de

    termnales como telfonos, ordenadores,

    PBX, etc. a los que la red proporciona

    una gran variedad de servicios entre los

    que se incluyen voz, datos e imgenes,

    figura 1.

    La aptitud de ISDN que se

    presenta como la heredera de la red IDN,

    para otorgar conectividad digital a los

    sitios locales tiene muchas ventajas,

    aunque su oferta es diferente:

    Audio de 7 kHz de ancho de banda en vez de los 3,1 kHz de la

    red telefnica actual.

    Canales digitales de 64 Kbps de velocidad en vez de las que se

    alcanzan utilizando mdems que

    difcilmente llegarn a superar los

    40 Kbps.

    Mayor funcionalidad y servicios gracias al canal comn de

    sealizacin.

    Un nico y estandarizado mtodo de acceso que da paso a toda una

    red de rea extensa, con

    posibilidad de transferir

    informacin tanto en modo

    circuito como en modo paquete.

    N-ISDN eligi 64 Kbps como velocidad bsica; fue porque era

    la velocidad para la transmisin

    de voz digitalizada en PCM.

    RDSI puede transportar una gran variedad de seales de trfico de

    usuario. RDSI permite acceder a

    servicios de vdeo digital, de datos

    conmutados por circuito y los

    servicios de la red telefnica

    utilizando la red telefnica

    normal, que es conmutada por

    circuito.

    RDSI ofrece una configuracin de llamada mucho ms rpida que

    las conexiones de mdem porque

    utiliza sealizacin fuera de

    banda (canal D, o de datos). Por

    ejemplo, algunas llamadas RDSI

    se pueden establecer en menos de

    un segundo.

    RDSI suministra una velocidad de transferencia de datos mucho ms

    rpida que la de los mdems al

    utilizar el canal principal (canal B

    de 64Kbps). Con mltiples

    canales B, RDSI brinda a los

    usuarios ms ancho de banda en

    las WAN que algunas lneas

    arrendadas. Por ejemplo, si fuera

    a utilizar dos canales B, la

  • Pgina 28

    capacidad de ancho de banda es

    de 128Kbps, ya que cada canal B

    administra 64Kbps.

    RDSI puede suministrar una ruta de datos limpia a travs de la que

    se pueden negociar los enlaces

    PPP. .

    2.1.2 La ISDN en banda estrecha (N-

    ISDN)

    Las comunicaciones hoy en da se

    configuran como un conjunto de redes

    separadas a menudo estancas:

    Red X.25 para dalos.

    Redes de circuitos para voz y daros.

    Redes para 3a transmisin de la seal de TV.

    Redes de rea local (LAN)

    Redes metropolitanas

    La ISDN pretende ser la gran

    integradora de los servicios que hasta

    ahora proporcionaban las compaas

    telefnicas: desde la red conmutada para

    voz, redes de paquetes, hasta los enlaces

    digitales punto a punto, pasando por la

    mayora de redes especializadas en dar

    un solo servicio. La integracin de las

    LAN y circuitos de TV quedan como

    objetivo para una futura ISDN en banda

    ancha.

    Componente bsico de la ISDN

    Para permitir la interconexin de

    los terminales actuales, que no soportan

    de forma nativa protocolos ISDN, se han

    diseado los denominados Adaptadores

    de Terminales (TA). Los TA garantizan de

    esta forma la conexin de la mayora de

    recursos de comunicaciones existentes sin

    necesidad de cambios notables. Los

    dispositivos de terminacin de red (NT),

    son equipo de terminacin de lnea y

    equipo de terminacin de central

    telefnica. Las terminales RDSI vienen en

    dos tipos, Tipo 1 o Tipo 2, como se indica

    en la figura 2.

    Figura 2

  • Pgina 29

    Las terminales especializadas

    RDSI se denominan equipo de terminal

    de tipo 1 (TE1). Las terminales que no

    son RDSI, como el equipo terminal de

    datos (DTE), ms antiguos que los

    estndares RDSI, se denominan equipo

    de terminal de tipo 2 (TE2). Los TE1 se

    conectan a la red RDSI a travs de un

    enlace digital de par trenzado de cuatro

    hilos. Los TE2 se conectan a la red RDSI

    a travs de un TA. El TA RDSI puede ser

    un dispositivo autnomo o una placa

    dentro del TE2. Si el TE2 se implementa

    como un dispositivo autnomo, se

    conecta al TA a travs de una interfaz

    estndar de la capa fsica.

    Ms all de los dispositivos TE1 y

    TE2, el siguiente punto de conexin en la

    red RDSI es el dispositivo de terminacin

    de red de tipo 1 (NT1) o de terminacin

    de red de tipo 2 (NT2) Estos son

    dispositivos de terminacin de red que

    conectan el cableado de cuatro hilos del

    abonado con el loop local de dos hilos

    convencional. En Estados Unidos, NT1 es

    un dispositivo del equipo terminal del

    abonado (CPE). En la mayora de los

    pases del mundo, adems de Estados

    Unidos, NT1 forma parte de la red

    suministrada por la portadora. NT2 es un

    dispositivo ms complicado, que

    habitualmente se encuentra en las

    centrales telefnicas privadas (PBX)

    digitales, que ejecutan servicios de

    protocolo de Capa 2 y Capa 3. Tambin

    hay un dispositivo NT1/2, que es un

    dispositivo nico que combina las

    funciones de NT1 y NT2.

    2.1.3 Punto de referencia de ISDN

    Como el equipo terminal del

    abonado (CPE) abarca una amplia

    variedad de destrezas y requiere una

    diversidad de servicios e interfaces. Los

    puntos de referencia son un conjunto de

    especificaciones que definen la conexin

    entre dispositivos especficos, segn sus

    funciones en la conexin de extremo a

    extremo. Es importante conocer estos

    tipos de interfaz porque un dispositivo

    CPE, como un router, puede soportar

    distintos tipos de referencia. Los puntos

    de referencia que soportan determinan

    cul es el equipo especfico que se debe

    adquirir.

    La tabla en la figura 3, resume los

    puntos de referencia que afectan al

    cliente de la conexin RDSI.

    Figura 3

  • Pgina 30

    Figura 4 En la figura 5, aparece

    un ejemplo de configuracin RDSI, en la

    que hay tres dispositivos conectados a un

    switch RDSI en la Oficina central (CO).

    Dos de estos dispositivos son compatibles

    con RDSI, de modo que se pueden

    conectar a travs de un punto de

    referencia S con los dispositivos NT2. El

    tercer dispositivo (un telfono estndar,

    que no es del tipo RDSI), se conecta a

    travs del punto de referencia R a un TA.

    Aunque no aparecen en la figura, hay

    estaciones de usuario similares

    conectadas al switch RDSI ubicado a la

    derecha.

    Figura 4

    Figura 5

    2.1.4 Swintch ISDN y SPID

    Para que RDSI funcione

    correctamente, es importante configurar

    el tipo de switch correcto en el dispositivo

    RDSI. En los Estados Unidos, el tipo ms

    comn es 5ESS de AT&T y DMS-100 de

    Nortel. En Japn, el tipo ms comn es

    NTT. En el Reino Unido, los tipos ms

    comunes son Net3 y Net5. Los

    proveedores de servicios RDSI utilizan

    una diversidad de tipos de switch para los

    servicios RDSI. Los servicios que ofrecen

    las portadoras varan considerablemente

    de un pas a otro y de una regin a otra.

    Como en el caso de los mdems, cada

  • Pgina 31

    tipo de switch opera de forma levemente

    distinta y tiene un conjunto especfico de

    requisitos de configuracin de llamada.

    Como resultado, antes de poder conectar

    un Reuter a un servicio RDSI, debe saber

    cules son los tipos de switch que se

    utilizan en la CO. Esta informacin se

    especifica durante la configuracin del

    router, de modo que el router pueda

    realizar llamadas a nivel de la red RDSI

    y enviar datos.

    Adems de aprender acerca del

    tipo de switch que utiliza su proveedor de

    servicios, tambin debe saber cules son

    los identificadores del perfil del servicio

    (SPID) asignados a su conexin. La

    portadora RDSI suministra un SPID para

    identificar la configuracin de lnea del

    servicio RDSI. Los SPID son un conjunto

    de caracteres (que pueden ser similares a

    los nmeros de telfono) que lo

    identifican ante el switch en la CO. Una

    vez que est identificado, el switch enlaza

    los servicios que ha pedido con la

    conexin.

    2.1.5 Mtodo de accesos y estndares de

    la N-ISDN

    La investigacin de los estndares

    para las ISDN comenz a fines de la

    dcada de los 60. En 1984, se public un

    conjunto completo de recomendaciones

    para las ISDN, el cual es actualizado

    constantemente por el Sector de

    Estandarizacin de la Unin

    Internacional de las Telecomunicaciones

    (UIT-T), conocido anteriormente como

    Comit Consultivo Internacional

    Telegrfico y Telefnico (CCITT). Los

    estndares ISDN son un conjunto de

    protocolos que agrupa las

    comunicaciones de datos y de telefona de

    acuerdo con los siguientes aspectos

    generales:

    Protocolos E: recomiendan

    estndares de telefona para las

    ISDN. Por ejemplo, el protocolo

    E.164 describe el

    direccionamiento internacional

    para las ISDN.

    Protocolos I: se refieren a los

    conceptos, terminologa y

    mtodos generales. La serie I.100

    incluye conceptos generales sobre

    ISDN y la estructura de otras

    recomendaciones de la serie I.

    Los I.200 se refieren a los

    aspectos del servicio de las ISDN.

    Los I.300 describen los aspectos

    de la red. Los I.400 describen

    cmo se proveen las UNI.

    Protocolos Q: se refieren a cmo

    debe operar la conmutacin y la

    sealizacin. El trmino

    sealizacin, en este contexto,

    significa el proceso de establecer

    una llamada ISDN.

    Los estndares ISDN definen dos

    tipos principales de canal, cada uno de

    distinta velocidad de transmisin.

    El canal portador o canal B se define

    como una ruta digital libre de 64 Kbps.

    Se le llama libre porque puede transmitir

    cualquier tipo de datos digitalizados, en

    modo full dplex. Por ejemplo, es posible

    hacer un enlace digital de voz en un

    canal B. El segundo tipo de canal recibe

    el nombre de canal delta o canal D.

    Puede ser de 16 Kbps para la Interfaz de

    acceso bsico (BRI) o de 64 Kbps para la

    Interfaz de acceso principal (PRI). Ver la

    figura 6. El canal D transporta la

    informacin de control del canal B.

  • Pgina 32

    Figura 6

    Una vez establecida la conexin

    TCP, se produce un intercambio de

    informacin denominado "la

    configuracin de la conexin". Dicha

    informacin se intercambia en la ruta en

    la que al final se transmitir los datos.

    Tanto la informacin de control como los

    datos comparten la misma ruta. Esto se

    denomina sealizacin dentro de banda.

    Sin embargo, la tecnologa ISDN utiliza

    un canal aparte para la informacin de

    control, el canal D. Esto se denomina

    sealizacin fuera de banda.

    La tecnologa ISDN especifica dos

    mtodos de acceso estndar, BRI y PRI.

    Una nica interfaz BRI o PRI provee un

    grupo multiplexado de canales B y D.

    La BRI utiliza dos canales B de 64

    Kbps ms un canal D de 16 Kbps. La BRI

    se usa en muchos routers de Cisco. Como

    la BRI utiliza dos canales B y un canal D,

    a veces se conoce como 2B+D.

    Los canales B se pueden usar

    para transmisiones digitales de voz. En

    este caso, se utiliza mtodos

    especializados para la digitalizacin de

    la voz. Los canales B tambin pueden

    utilizarse para el transporte de datos a

    velocidades relativamente altas. De este

    modo, la informacin se transporta en el

    formato de tramas, mediante el control de

    enlace de datos de alto nivel (HDLC) o el

    protocolo PPP como protocolos de Capa

    2. El PPP es mucho ms slido que el

    HDLC ya que ofrece un mecanismo para

    la autenticacin y negociacin de la

    configuracin de protocolos y enlaces

    compatibles.

    Se considera a las ISDN como

    conexiones conmutadas por circuito. El

    canal B es la unidad elemental para la

    conmutacin por circuito.

    El canal D transporta mensajes de

    sealizacin tales como establecimiento y

    corte de la llamada, para el control de

    llamadas en los canales B. El trfico en el

    canal D emplea el Protocolo de

    procedimiento de acceso al enlace en

    canales D (LAPD). El LAPD es un

    protocolo de capa de enlace de datos

    basado en el HDLC.

    En Amrica del Norte y Japn, las

    PRI ofrecen veintitrs canales B de 64

    Kbps y un canal D de 64 Kbps. Las PRI

    ofrecen el mismo nivel de servicio que las

    conexiones T1 o DS1. En Europa y en

    gran parte del resto del mundo, las PRI

    ofrecen 30 canales B y un canal D, para

  • Pgina 33

    as ofrecer el mismo nivel de servicio que

    un circuito E1. Las PRI utilizan la

    Unidad de servicio de datos/Unidad de

    servicio del canal (DSU/CSU) para las

    conexiones T1/E1

    2.2 Relacin entre ISDN y el modelo

    OSI

    2.2.1 Estndares UIT-T de las tres

    primeras capas de RDSI

    RDSI utiliza un conjunto de

    estndares UIT-T que abarcan las capas

    fsica, de enlace de datos y de red del

    modelo de referencia OSI:

    Capa fsica: La especificacin de

    la capa fsica de la interfaz de

    acceso bsico (BRI) RDSI se

    define en UIT-T I.430. La

    especificacin de la capa fsica de

    la interfaz de acceso principal

    (PRI) RDSI se define en UIT-T

    I.431.

    Capa de enlace de datos: La

    especificacin de la capa de

    enlace de datos RDSI se basa en

    LAPD y se especifica formalmente

    en UIT-T Q.920, UIT-T Q.921,

    UIT-T Q.922 y UIT-T Q.923.

    Capa de red RDSI: La capa de

    red RDSI se define en UIT-T

    Q.930 (tambin denominado

    I.450) y UIT-T Q.931 (tambin

    denominado I.451). De forma

    conjunta, estos dos estndares

    especifican conexiones de usuario

    a usuario, conmutadas por

    circuito y conmutadas por

    paquete.

    Figura 7

    2.2.2 Capa fsicas

    Los formatos de trama de la capa

    fsica (Capa 1) RDSI difieren segn si la

    trama es saliente (desde la terminal hacia

    la red - formato de trama TE) o entrante

    (desde la red hacia la terminal - formato

    de trama NT). Ambas tramas tienen una

    longitud de 48 bits, de los cuales 36 bits

    representan datos. En realidad, las

    tramas son dos tramas de 24 bits en

  • Pgina 34

    sucesin formadas por 2 canales B de 8

    bits, un canal D de 2 bits y 6 bits de

    informacin de entramado

    (2*(2*8B+2D+6F) = 32B+4D+12F =

    36BD+12F = 48BDF). En la figura

    aparecen ambos formatos de trama de la

    capa fsica.

    Figura 8

    Los bits de una trama de capa

    fsica RDSI se utilizan de la siguiente

    manera:

    Bit de entramado: Suministra

    sincronizacin.

    Bit de equilibrado de la carga:

    Ajusta el valor de bit promedio.

    Eco de los bits anteriores del

    canal D: Se utilizan para la

    resolucin de contencin cuando

    varias terminales de un bus pasivo

    se disputan un canal.

    Bit de activacin: Activa los

    dispositivos.

    Bit de repuesto: No asignado.

    Bits de canal B1.

    Bits de canal B2.

    8 bits de nmero de bits de canal

    agregados.

    Bits del canal D: Se utilizan para

    los datos de usuario.

    Tenga en cuenta que cada una de

    las tramas de BRI RDSI se enva a una

    velocidad de 8000 por segundo. Hay 24

    bits en cada trama (2*8B+2D+6F = 24)

    para una velocidad de transmisin de bits

    de 8000*24 = 192Kbps. La velocidad

    efectiva es de 8000*(2*8B+2D) =

    8000*18 = 144Kbps.

    Puede haber mltiples dispositivos

    de usuario RDSI conectados fsicamente

    a un circuito. En esta configuracin, se

    pueden producir colisiones si dos

    terminales transmiten de forma

    simultnea. Por lo tanto, RDSI

    proporciona funciones para determinar

    la contencin de enlace. Estas funciones

    forman parte del canal D RDSI, que se

    describe de forma ms detallada

    posteriormente en este captulo.

    2.2.3 Capa de enlace

    La capa 2 del protocolo de

    sealizacin RDSI es un Procedimiento

    de acceso al enlace en el canal D

    (LAPD). LAPD es similar al Control de

    enlace de datos de alto nivel (HDLC) y al

  • Pgina 35

    Procedimiento de acceso al enlace

    balanceado (LAPB). LAPD se utiliza a

    travs del canal D para garantizar que la

    informacin de control y sealizacin

    fluya y se reciba correctamente. Como lo

    indica la expansin de la abreviatura

    LAPD (Procedimiento de acceso al

    enlace en el canal D), se utiliza a travs

    del canal D para garantizar que la

    informacin de control y sealizacin

    fluya y se reciba correctamente.

    Los campos de control y de

    sealador de LAPD son idnticos a los de

    HDLC. El campo de direccin de LAPD

    puede tener una longitud de 1 2 bytes.

    Si se establece el bit de direccin

    extendida del primer byte, la direccin es

    1 byte. Si no se ha establecido, la

    direccin es 2 bytes. El primer byte del

    campo de direccin contiene el

    identificador de punto de acceso de

    servicio (SAPI), que identifica el portal

    en el que se suministran los servicios de

    LAPD a la Capa 3. El bit de

    Comando/Respuesta (C/R) indica si la

    trama contiene un comando o una

    respuesta. El campo identificador del

    punto final de terminal (TEI) identifica un

    terminal nico o mltiples terminales. Si

    hay slo unos en el campo de TEI, esto

    indica un broadcast.

    Figura 9

    2.2.4 Capa de red

    Se utilizan dos especificaciones de

    Capa 3 para la sealizacin RDSI: UIT-T

    I.450 (tambin denominada UIT-T Q.930)

    y UIT-T I.451 (tambin denominada UIT-

    T Q.931). De forma conjunta, estos

    protocolos soportan conexiones de

    usuario a usuario, conmutadas por

    circuito y conmutadas por paquete. Se

    especifica una variedad de mensajes de

    establecimiento de llamadas, terminacin

    de llamadas, informacin y mensajes

    diversos, incluyendo configuracin,

    conexin, emisin, informacin del

    usuario, cancelacin, estado y

    desconexin. La figura muestra las

    etapas tpicas de una llamada conmutada

    por circuito RDSI.

  • Pgina 36

    Figura 10

    2.2.5 Encapsulamiento

    Cuando se distribuyen soluciones

    de acceso remoto, hay varias opciones de

    encapsulamiento disponibles. Los dos

    encapsulamientos ms comunes son PPP

    y HDLC. La opcin por defecto para

    RDSI es HDLC. Sin embargo, PPP es

    mucho ms slido que HDLC porque

    ofrece un mecanismo excelente para la

    autenticacin y la negociacin de la

    configuracin de protocolos y enlaces

    compatibles. Uno de los dems

    encapsulamientos para RDSI extremo a

    extremo es LAPB (Procedimiento de

    acceso al enlace balanceado).

    Las interfaces RDSI permiten un

    solo tipo de encapsulamiento. Una vez

    que se ha establecido una llamada RDSI,

    el router puede utilizar una nube RDSI

    para transportar cualquiera de los

    protocolos de capa de red requeridos,

    como IP, a mltiples destinos.

    La mayora de los diseos de

    networking utilizan PPP para el

    encapsulamiento. PPP es un mecanismo

    de par a par modular y poderoso que se

    utiliza para establecer enlaces de datos,

    suministrar seguridad y encapsular el

    trfico de datos. Una vez que se ha

    negociado una conexin de PPP entre

    dos dispositivos, puede ser utilizada por

    protocolos de red tales como IP e IPX

    para establecer la conectividad de red.

    PPP es un estndar abierto

    especificado por RFC 1661. PPP fue

    diseado con varias funciones que hacen

    que sea particularmente til en

    aplicaciones de acceso remoto. PPP

  • Pgina 37

    utiliza el Protocolo de control de enlace

    (LCP) para establecer inicialmente el

    enlace y acordar la configuracin. El

    protocolo contiene caractersticas de

    seguridad incorporadas. El Protocolo de

    autenticacin de contrasea (PAP) y el

    protocolo CHAP facilitan la obtencin de

    un diseo de seguridad slido. El

    Protocolo de autenticacin de saludo

    (CHAP) es un protocolo de autenticacin

    popular para el control de llamadas.

    PPP posee varios componentes:

    Entramado de PPP: RFC 1662

    describe la implementacin de

    PPP en un entramado de tipo

    HDLC. Hay diferencias en la

    forma en que se implementa PPP

    en enlaces asncronos y sncronos.

    Cuando uno de los extremos del

    enlace utiliza PPP sncrono (como

    un router RDSI) y el otro utiliza

    PPP asncrono (como un TA RDSI

    conectado a un puerto serial de

    PC), hay dos tcnicas disponibles

    para suministrar compatibilidad

    de entramado. El mtodo

    preferido es habilitar la

    conversin de trama de PPP

    sncrona a asncrona en el TA

    RDSI.

    LCP: El LCP (Protocolo de

    control de enlace) de PPP

    suministra un mtodo para

    establecer, configurar, mantener y

    terminar una conexin punto a

    punto. Antes de que se puedan

    intercambiar datagramas de capa

    de red (por ejemplo, IP), LCP

    primero debe abrir la conexin y

    negociar los parmetros de

    configuracin. Esta fase se

    completa cuando se ha enviado y

    recibido una trama de acuse de

    recibo de configuracin.

    Autenticacin de PPP: La

    autenticacin de PPP se utiliza

    para suministrar seguridad

    principal en RDSI y otros enlaces

    encapsulados de PPP. Los

    protocolos de autenticacin de

    PPP (PAP y CHAP) se definen en

    RFC 1334 (y puede encontrar ms

    informacin acerca de ellos en el

    Captulo 10, "PPP"). Una vez que

    LCP ha establecido la conexin

    de PPP, puede implementar un

    protocolo de autenticacin

    opcional antes de continuar con la

    negociacin y establecimiento de

    los programas de control de la

    red. Si es necesaria la

    autenticacin, se debe negociar

    como una opcin en la fase de

    establecimiento de LCP. La

    autenticacin puede ser

    bidireccional (cada uno de los

    lados autentica al otro - CHAP) o

    unidireccional (un lado,

    generalmente el lado que recibe la

    llamada, autentica al otro - PAP).

    La autenticacin de PPP se

    habilita mediante el comando de interfaz

    ppp authentication. PAP y CHAP se

    pueden utilizar para autenticar la

    conexin remota. Se considera que CHAP

    es un protocolo de autenticacin superior

    porque utiliza un saludo de tres vas para

    evitar enviar la contrasea en texto no

    cifrado por el enlace PPP.

    2.3

    2.3.1

    Usuario de ISDN

    Tres usos de la ISDN

    RDSI tiene varios usos en networking.

    Las siguientes secciones describen los

    siguientes usos de RDSI:

    Acceso remoto

  • Pgina 38

    Nodos remotos

    Conectividad de oficinas

    pequeas/oficinas hogareas

    (SOHO)

    El acceso remoto implica la conexin de

    usuarios ubicados en ubicaciones

    remotas a travs de conexiones de acceso

    telefnico/marcado. La ubicacin remota

    puede ser el hogar de una persona que

    trabaja en su casa, la habitacin de hotel

    de un usuario mvil o una pequea

    oficina remota. La conexin de marcado

    se puede realizar a travs de una

    conexin analgica que utiliza un

    servicio telefnico bsico o a travs de

    RDSI. La conectividad se ve afectada por

    la velocidad, el costo, la distancia y la

    disponibilidad.

    Figura 11

    Los enlaces de acceso remoto

    generalmente representan el enlace de

    velocidad ms baja en la empresa.

    Cualquier mejora en la velocidad es

    conveniente. El costo del acceso remoto

    tiende a ser relativamente bajo,

    especialmente para el servicio telefnico

    bsico. Las tarifas del servicio RDSI

    pueden variar ampliamente, y a menudo

    dependen del rea geogrfica, la

    disponibilidad del servicio y el mtodo de

    facturacin. Es posible que existan

    limitaciones de distancia para los

    servicios de marcado, especialmente

    RDSI, como en el caso de una ubicacin

    que se encuentra fuera del rea

    geogrfica de cobertura.

    2.3.2 Nodo Remoto

    Con el mtodo de nodos remotos,

    como se indica en la figura 11, los

    usuarios se conectan a la LAN local en el

    sitio central a travs de la Red pblica de

    telefona conmutada (PSTN) mientras

    dure la llamada. Adems de tener una

    conexin de velocidad ms baja, el

    usuario puede ver el mismo entorno que

    ve el usuario local. La conexin con la

    LAN normalmente se realiza a travs de

    un servidor de acceso. Este dispositivo

    generalmente combina las funciones de

    un mdem y las de un router. Cuando el

    usuario remoto se conecta, puede acceder

    a los servidores en la LAN local como si

    fueran locales.

  • Pgina 39

    Figura 12

    Este mtodo brinda muchas

    ventajas. Es el mtodo ms seguro y

    flexible, y es el ms escalable. Slo se

    requiere un PC para el usuario remoto y

    se dispone de varias soluciones de

    software para el cliente. El nico

    hardware adicional que se requiere en la

    ubicacin remota es un mdem. La

    desventaja principal de este mtodo es el

    gasto administrativo adicional que se

    requiere para soportar al usuario remoto.

    Debido a la gran cantidad de ventajas

    que brinda, esta solucin se utiliza en el

    resto de los ejemplos de diseo de este

    captulo.

    Figura 13

    El trabajador a distancia de

    tiempo completo es el que generalmente

    trabaja fuera del hogar. Este usuario

    generalmente necesita tener acceso a las

    redes empresariales durante largos

    perodos de tiempo. Esta conexin debe

    ser confiable y estar disponible en todo

    momento. Dicho requisito generalmente

    favorece a RDSI como el mtodo de

    conexin, como se indica en la figura

    . Con esta solucin, la conexin RDSI se

    puede utilizar para brindar servicio ante

    cualquier necesidad telefnica, as como

    tambin para conectarse a la estacin de

    trabajo.

    2.3.3 Conectividad SOHO

    Figura 14

    Una oficina pequea/oficina

    hogarea (SOHO) compuesta por unos

    pocos usuarios requiere una conexin

    que suministre conectividad ms veloz y

    confiable que una conexin de acceso

    telefnico analgica. En la configuracin

    que se indica en la figura 13, todos los

    usuarios en la ubicacin remota tienen el

    mismo acceso a los servicios ubicados en

    la oficina corporativa a travs de un

    router RDSI. Esto les brinda a los sitios

    SOHO de tiempos completos u

    ocasionales la capacidad de conectarse

    al sitio corporativo o a Internet a

    velocidades mucho ms altas que las que

    estn disponibles a travs de las lneas

    telefnicas y los mdems.

    Los diseos de SOHO

    normalmente involucran slo el acceso

    telefnico (conexiones iniciadas por

    SOHO) y pueden aprovechar la

  • Pgina 40

    tecnologa de traduccin de direcciones

    emergente para simplificar el diseo y

    soporte. Con estas funciones, el sitio

    SOHO puede soportar mltiples

    dispositivos, pero aparece como una sola

    direccin IP.

    2.4 Servicios ISDN: BRI y PRI

    2.4.1 BRI y PRI

    Hay dos servicios RDSI: BRI y

    PRI El servicio BRI RDSI ofrece dos

    canales B de 8 bits y un canal D de 2 bits,

    que a menudo se denominan 2B+D, como

    se indica en la figura. La BRI RDSI

    suministra un ancho de banda total de

    una lnea de 144 kbps en tres canales

    individuales (8000 tramas por

    segundo*(2*canales B de 8 bits + canal

    D de 2 bits) = 8000*18 = 144kbps). El

    servicio del canal B de BRI opera a 64

    kbps (8000 tramas por segundo*canal B

    de 8 bits) y est diseado para

    transportar datos de usuario y trfico de

    voz.

    Figura 15

    RDSI suministra ms flexibilidad

    al diseador de la red dada su capacidad

    para utilizar cada uno de los canales B

    para aplicaciones individuales de voz y/o

    datos. Por ejemplo, un documento de

    gran tamao se puede descargar desde la

    red corporativa a travs de un canal B de

    64 kbps RDSI, mientras que el otro canal

    B se utiliza para conectarse y visitar una

    pgina Web.

    El tercer canal, denominado canal

    D (de datos), es un canal de sealizacin

    de 16 kbps (8000 tramas por segundo

    *canal D de 2 bits) que se utiliza para

    transportar instrucciones que le indican a

    la red telefnica cmo debe administrar

    cada uno de los canales B. El servicio del

    canal D de BRI opera a 16 kbps y est

    diseado para transportar informacin

    de control y sealizacin, aunque en

    determinados casos puede soportar la

    transmisin de datos de usuario. El

    protocolo de sealizacin del canal D se

    produce en las Capas 1 a 3 del modelo de

    referencia OSI.

    Las terminales no pueden

    transmitir al canal D a menos que antes

    detecten una cantidad especfica de unos

    (que indica que no hay seal)

    correspondiente a una prioridad

    preestablecida. Si el TE detecta un bit en

    el canal de eco (E) que es diferente de los

    bits D, debe dejar de transmitir

    inmediatamente. Esta tcnica sencilla

    asegura que solamente una terminal

    pueda transmitir su mensaje D por vez.

    Esta tcnica es similar y tiene el mismo

    efecto que la deteccin de colisiones en

    las LAN Ethernet. Despus de que la

    transmisin del mensaje D se realiza con

    xito, la prioridad de la terminal se

    reduce ya que se requiere que detecte una

    mayor cantidad de unos continuos antes

    de realizar la transmisin. Las terminales

    no pueden elevar su prioridad hasta que

    todos los dems dispositivos en la misma

    lnea hayan tenido oportunidad de enviar

    un mensaje D. Las conexiones telefnicas

  • Pgina 41

    tienen mayor prioridad que todos los

    dems servicios, y la informacin de

    sealizacin tiene mayor prioridad que la

    informacin que no corresponde a la

    sealizacin.

    El servicio de PRI RDSI ofrece 23

    canales de 8 bits y 1 canal D de 8 bits

    ms 1 bit de entramado en Amrica del

    Norte y Japn, lo que significa una

    velocidad binaria total de 1,544 Mbps

    (8000 tramas por segundo * (23 *

    canales B de 8 bits + canal D de 8 bits +

    1 bit de entramado) = 8000*8*24,125 =

    1,544 Mbps) (el canal D de PRI funciona

    a 64 kbps). PRI RDSI en Europa,

    Australia y otras partes del mundo

    suministran 30 canales B de 8 bits ms un

    canal D de 8 bits ms un canal de

    entramado de 8 bits, lo que otorga una

    velocidad total de interfaz de 2,048 Mbps

    (8000 tramas por segundo* (30*canales

    B de 8 bits + canal D de 8 bits + canal de

    entramado de 8 bits) = 8000*8*32

    =2,048 Mbps).

    En T1/E1 y en las tramas de

    velocidad de datos superiores los canales

    B se mueven en lnea como los furgones

    en un tren de carga. Al igual que los

    furgones en un patio de maniobras, los

    canales B se reacomodan y se desplazan

    a otras tramas a medida que atraviesan

    la Red pblica de telefona conmutada

    (PSTN) hasta que llegan a su

    destino. Esta ruta a travs de la matriz

    del switch establece un enlace sncrono

    entre los dos extremos finales. Esto

    permite comunicaciones de voz continuas

    sin pausas, datos descartados o

    degradacin. RDSI saca provecho de

    esta estructura de transmisin digital

    para la transferencia de datos digitales.

    2.4.2 Establecimiento de conectividad

    BIR

    Los servicios BRI o PRI se

    seleccionan para la conectividad RDSI de

    cada sitio segn la necesidad de las

    aplicaciones y la ingeniera de trfico. La

    ingeniera de trfico puede requerir

    mltiples servicios BRI o mltiples PRI en

    algunos sitios. Una vez que se ha

    conectado a la estructura RDSI a travs

    de las interfaces BRI o PRI, se debe

    implementar el diseo de los servicios

    extremo a extremo de RDSI.

    El loop local de BRI termina en la

    terminal del cliente en un NT1. La

    interfaz del loop local en el NT1 se

    denomina punto de referencia U. En las

    instalaciones del cliente del NT1 se ubica

    el punto de referencia S/T. La figura 15,

    muestra una instalacin BRI tpica.

    Figura 16

    Hay dos tipos comunes de CPE

    RDSI para los servicios BRI: Routers

    LAN y TA de PC Algunos dispositivos de

    BRI ofrecen NT1 integrados y TA

    integrados para telfonos analgicos.

  • Pgina 42

    Los routers LAN RDSI

    suministran enrutamiento entre la BRI

    RDSI y la LAN mediante enrutamiento

    por llamada telefnica bajo demanda

    (DDR). DDR establece y enva llamadas

    conmutadas por circuito de forma

    automtica, suministrando conectividad

    transparente hacia sitios remotos

    basndose en el trfico de networking.

    DDR tambin controla el establecimiento

    y el envo de canales B secundarios

    basndose en umbrales de carga. Se

    utiliza PPP multienlace para suministrar

    ancho de banda agregado al utilizar

    mltiples canales B. Algunas aplicaciones

    de RDSI pueden requerir que el usuario

    de SOHO asuma control directo sobre las

    llamadas RDSI.

    Los TA de PC se conectan a las

    estaciones de trabajo de PC ya sea por el

    bus de PC o de forma externa a travs de

    los puertos de comunicacin (como RS-

    232) y se pueden utilizar de forma similar

    a los mdems analgicos externos e

    internos (como V.34).

    Los TA de PC pueden suministrar

    control directo a un solo usuario de PC

    sobre el inicio y el envo de una sesin

    RDSI, lo que es similar al uso de un

    mdem analgico. Se deben suministrar

    mecanismos automatizados para soportar

    la adicin y eliminacin del canal B

    secundario. Las tarjetas de PC Serie 200

    de Cisco pueden suministrar servicios

    RDSI a un PC.

    Resumen

    Ahora que ha completado este captulo,

    debe tener un conocimiento slido sobre

    los siguientes temas:

    RDSI suministra capacidad de

    voz/datos integrada que utiliza la

    red pblica conmutada.

    Los componentes de RDSI

    incluyen terminales, TA,

    dispositivos NT y switches RDSI.

    Los puntos de referencia de RDSI

    definen las interfaces lgicas

    entre agrupaciones funcionales,

    como TA y NT1.

    RDSI es direccionado por un

    conjunto de estndares de UIT-T

    que abarcan las capas fsica, de

    enlace de datos y de red del

    modelo de referencia OSI.

    Las dos opciones de

    encapsulamiento ms comunes

    para RDSI son PPP y HDLC.

    RDSI tiene varios usos,

    incluyendo acceso remoto, nodos

    remotos y conectividad de SOHO.

    Hay dos servicios RDSI: BRI y

    PRI.

    BRI RDSI proporciona un ancho

    de banda total de 144 kbps en tres

    canales distintos.

    La configuracin BRI implica la

    configuracin de una interfaz BRI,

    un tipo de switch RDSI y SPID

    RDSI.

    DDR establece y enva conexiones

    conmutadas por circuito segn

    sea necesario.

  • Pgina 43

    Captulo 3 Redes ATM o B-ISDN, Broadband ISDN

    3.1 B-ISDN. Tecnloga ATM

    uando la T -T TT se di o cuenta de que la N-ISDN se haba quedado

    obsoleta, decidi elaborar un nuevo

    estndar, llamado RDSI de banda anchan

    o, B-ISDN, Broadband ISDN y esta vez se

    bas en una tecnologa ya existente. B-

    ISDN se dise como una nueva y nica red para el futuro (lo que se llam

    po