Redes de Transmisión de Datos

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

Departamento de Ingeniería Electrónica

Redes de Transmisi

ón de Datos

Cárdenas, Deivis C.I. 25.660.991Gómez, Dani C.I. 20.807.470Millán, Roberto C.I. 19.804.703

Parte 3

Redes de Transmisi

ón de Datos

Sumario (Parte 3)

Estándares, Tecnologías y servicios de Alta velocidad.

Estándar SDH.Estándar PDH.Modo de transferencia asincrónica (ATM).Servicio de datos conmutados Multimegabits

(SMDS).Espectro Expandido.Características del Espectro Expandido.Tecnologías del espectro expandido.Dispositivos de interconexión de redes.

ESTÁNDARES, TECNOLOGÍAS Y

SERVICIOS DE ALTA VELOCIDAD

XDSL: DSL ADSL: Línea de abonado digital asimétrica

Velocidades: 1.5 Mbps Distancias: 5-6 Km

HDSL: High bit rate Digital Subscriber Line o Linea de abonado digital de alta velocidad binaria

Flujos : 1024 Kbps Distncias: 3-4 Km

SDLS: Symmetric Digital Suscriber Line

Velocidad: 2048 Kbps simetricos VDSL: Very high bit-rate Digital Suscriber Line

Velocidad: 52 Mbps descarga, 16 Mbps bajada asimétricos

26 Mbps simetricos

ESTÁNDARES, TECNOLOGÍAS Y

SERVICIOS DE ALTA VELOCIDAD

ESTÁNDAR SDH (JERARQUÍA DIGITAL

SINCRÓNICA)

Multiplexión Digital

Emplea Fibra Óptica

Topología en anillo

VENTAJASReduce la cantidad de equipos utilizados Posee una arquitectura que se adapta a futuras aplicaciones

La definición de un formato de multiplexión sincrónico para trabajar con señales digitales de bajo nivel

Permite multiplexión y demultiplexión en un nivel simple.

ESTÁNDAR PDH (JERARQUÍA DIGITAL

PLESIÓCRONA)Usa TDM y PCM

Existen 3 tipos de PDH:

E1: 30 canales, 64kbps

T1: 24 canales, 64kbps

J1: 24 canales, 64kbps

DESVENTAJASNo existe un estándar mundial en el formato digitalNo existe un estándar mundial para las interfaces ópticas

La estructura asíncrona de multicanalización es muy rígida

Capacidad limitada de administración

Modo de Transferencia Asincrónica (ATM)

Gran demanda

Transferencia mediante celdas

Velocidades desde 25 Mbps a más de 622 Mbps (incluso se espera que las velocidades alcancen más de 2 Gbps a través de la fibra óptica).

identificadores que permiten dar a conocer la calidad del servicio

Hardware costoso.

Servicio de Datos Conmutados Multimegabits (SMDS)

Es un servicio de área extendidacapaz de proporcionar un transporte de datos trasparente “no orientado a conexión”. Permite una comunicación eficiente entre redes de área local (LAN), y al mismo tiempo es un servicio público, como las redes de área metropolitana (MAN).

SMDS utiliza accesos de alta velocidad, paquetes conmutados y banda ancha para el transporte de datos.

Celda SMDS

7 Bytes 44 Bytes 2 Bytes Encabezado Carga útil Cola

Se basa en un subconjunto de la capa física y en un estándar de subcapa MAC (control de acceso al medio), que especifica un protocolo de red de alta velocidad.

Especifica un diseño bus dual que usa fibra óptica.

Aplicaciones

•Despliegue de servicios de VoIP, en el ámbito metropolitano, permitiendo eliminar las "obsoletas" líneas tradicionales de telefonía analógica o RDSI, eliminando el gasto corriente de esta líneas.

•Interconexión de redes de área local (LAN)

•Despliegue de Zonas Wifi sin Backhaul inalámbrico liberando la totalidad de canales Wifi para acceso, esto en la práctica supone más del 60% de mejora en la conexión de usuarios wifi.

•Interconexión ordenador a ordenador

•Sistemas de Videovigilancia Municipal.

•Transmisión CAD/CAM

•Pasarelas para redes de área extensa (WAN)

Espectro Expandido(Spread Espectrum - SS)1) La señal ocupa un ancho de banda mucho mayor que el mínimo ancho de banda necesario para transmitir la información.

2) La expansión del espectro se lleva a cabo por medio de una señal de expansión (llamada señal de código; independiente del mensaje).

3) En el receptor, para recuperar los datos originales, se debe realizar la correlación entre la señal recibida y una réplica exacta de la señal de código.

Espectro Expandido(Transmisión)

Poco eficiente en la utilización del ancho de banda.

Rinden al máximo cuando se los combina con sistemas que trabajan con frecuencias.

La señal de espectro ensanchado puede coexistir con señales en banda estrecha, ya que sólo les aportan un pequeño incremento en el ruido.

El canal es seguro e inaccesible para oyentes no autorizados.

Espectro Expandido(Recepción)

El receptor no ve las señales de banda estrecha, ya que está escuchando un ancho de banda mucho más amplio.

El sistema resiste interferencias externas.

La información se envía cifrada; por lo que posee mayor seguridad.

Se requiere de un receptor de ancho de banda especial; con el decodificador apropiado.

Es difícil interferir el canal.

Espectro Expandido

Es uno de los sistemas de espectro ensanchado más ampliamente utilizado y sencillo de implementar.

Una portadora en banda estrecha se modula mediante una señal periódica que parece ruido.

El incremento de ensanchado depende de la tasa de bits de la señal periódica por bit de información. En el receptor, la información se recupera al multiplicar la señal con una réplica generada localmente de la secuencia de código.

Técnicas de Expansión de Espectro

Sistema de Secuencia Directa

Espectro Expandido

La frecuencia portadora del transmisor cambia abruptamente de acuerdo con una secuencia pseudoaleatoria. El orden de las frecuencias seleccionadas por el transmisor viene dictado por la secuencia de código. El receptor rastrea estos cambios y produce una señal de frecuencia intermedia constante. Usualmente se utiliza en conjunto con la técnica de Salto temporal.


Sistema de Salto de Frecuencia

Canal

1234567

Espectro Expandido

Se produce un pulso que barre todas las frecuencias, para obtener la señal expandida.

Su aplicación es mucho más común en los radares, que en las comunicaciones.


Sistema de Frecuencia Pulsada

Canal

Espectro Expandido

1) Resiste todo tipo de interferencias.

2) Se puede compartir la misma banda de frecuencia con otros usuarios.

3) Confidencialidad de la información transmitida, gracias a la multiplexación por división de código.

4) Tiene la habilidad de eliminar o aliviar el efecto de las interferencias multitrayecto.


Ventajas

Espectro Expandido

1) Uso ineficiente del ancho de banda.

2) La implementación de los circuitos es muy compleja en algunos casos.


Desventajas

Interconexión de Redes(Internetworking)

Es la preparación de una red, para efectuar conexiones a través de otras redes, sin importar qué características posean.

Se busca sacar el máximo rendimiento a las capacidades de las redes, proveyendo un servicio de comunicación de datos transparente para el usuario.

Se diseñan las aplicaciones que utilizarán los usuarios de los servicios, haciendo que las cuestiones técnicas particulares de cada red, puedan ser ignoradas.

Ventajas de laInterconexión de Redes

Aumento de la cobertura geográfica.

Compartición de recursos dispersos. Coordinación de tareas de diversos grupos de trabajo.

Reducción de costos, al utilizar recursos de otras redes.

Tipos de Interconexión de Redes

Área Local Área Extensa

Dispositivos de Interconexión de Redes

Concentradores (Hubs)Las conexiones de cableado de cada nodo de una red se centralizan y conectan en un único dispositivo.

Soportan módulos individuales que concentran múltiples tipos de funciones en un solo dispositivo (encaminamiento, filtrado y conexión a diferentes medios de transmisión).


Concentradores (Hubs); Primera Generación

Son cajas de cableado que ofrecen un punto central de conexión conectado a varios puntos.

Beneficios:Conversión de medio (coaxial, fibra óptica)

Particionamiento automático cuando se detecta un problema en un segmento determinado.


Concentradores (Hubs); Segunda Generación

Ofrecen un período mayor de funcionamiento de la red (gestión, supervisión y control remoto).

Aceleración del diagnóstico y solución de problemas.

Son limitados al tratar de emplearse como herramienta universal de configuración y gestión de arquitecturas complejas.


Concentradores (Hubs); Tercera Generación

Formados por múltiples placas de alta velocidad, que constan de varios buses independientes de gestión, lo que elimina la saturación de tráfico.

Se basan en la arquitectura RISC (Reduced Instructions Set Computer).

A un hub Ethernet se le denomina "repetidor multipuerta". El dispositivo repite simultáneamente la señal a múltiples cables conectados en cada uno de los puertos del hub.


Concentradores Inteligentes(Smart Hubs); Un hub Ethernet se convierte en un hub inteligente (smart hub)

cuando soporta una lógica añadida para hacer monitorización y funciones de control.

Permiten a los usuarios, dividir la red en segmentos de fácil detección de errores.

Pueden diagnosticar remotamente, un problema.

Aíslan un punto con problemas del resto de la Red Lan.


Repetidores:

Regeneran eléctricamente las señales, para permitir alcanzar distancias mayores, con el mismo nivel la señal a lo largo de la red.

Sólo es utilizable si las redes tienen los mismos protocolos de nivel físico.

Los paquetes llegan a todos los nodos de la red.

Poseen mayor riesgo de colisión y congestión de la red.


Repetidores:

Enlazan redes próximas (500m).

Enlazan redes alejadas; y se necesita un medio intermedio de comunicación.

Normalmente la utilización de repetidores está limitada por la distancia máxima de la red y el tamaño máximo de cada uno de los segmentos de red conectados.

Locales

Remotos


Repetidores:

Incrementa la distancia cubierta por la Red LAN.

Retransmite los datos sin retardos.

Es transparente a los niveles superiores al físico.

DesventajasIncrementa la carga en los segmentos que interconecta.

Puede repetir las colisiones de datos.

Ventajas


Puentes (Bridges): Son nodos de la red, que conectan entre sí dos subredes, transmitiendo de una a otra el tráfico generado no local.

Distinguen los tráficos locales y no locales y disminuyen el mínimo total de paquetes circulando por la red.

Generan menos colisiones y resulta más difícil llegar a la congestión de la red.

Se encargan de filtrar el tráfico que pasa de una a otra red según la dirección de destino y una tabla que relaciona las direcciones.


Puentes (Bridges):Las redes conectadas a través de puentes, aparentan ser una única red.

Un puente ejecuta básicamente tres (3) funciones:

1) Aprendizaje de las direcciones de nodos en cada red.

2) Filtrado de las tramas destinadas a la red local.

3) Envío de las tramas destinadas a la red remota.


Puentes (Bridges):

Una falla sólo imposibilita las comunicaciones en un segmento.

Eficiencia. Segmentando una red se limita el tráfico por segmento, no influyendo el tráfico de un segmento en el de otro.

Para un segmento de red, no es visible la información que circula por otro.

La interconexión alcanza mayores distancias que con repetidores

VENTAJAS


Puentes (Bridges):

Conllevan gran cantidad de tráfico administrativo, por lo que son ineficientes en grandes conexiones.

Pueden surgir problemas de temporización cuando se encadenan varios bridges.

Las redes no deben ser muy complejas.

DESVENTAJAS


Enrutadores (Routers):Establecen rutas de enlace a través de las redes que los interconectan.

Dependen del protocolo particular de cada red. Envían paquetes de datos de un protocolo común, desde una red a otra.

Durante el envío de datos, el Router examina el paquete buscando la dirección de destino y consultando su propia tabla de direcciones

Actualiza la tabla de direcciones, comunicándose con otros routers.


Enrutadores (Routers):

Facilitan el proceso de localización de fallas en la red.

Las redes pueden ser de mayor extensión y más complejas que las redes enlazadas con puentes.

Son dependientes de los protocolos utilizados, aprovechando de una forma eficiente la información de cabecera de los paquetes de red.

Buena Relación Precio / Eficiencia, a pesar de ser más costosos.

Brindan un buen Control de Flujo y Encaminamiento.

Ventajas


Enrutadores (Routers):

Lentitud de proceso de paquetes respecto a los bridges.

Necesitan de gestionar el subdireccionamiento en el Nivel de Enlace.

Precio superior a los bridges.

Desventajas

FIN PARTE 3

GRACIAS

Hipervínculos

El Modo de Transferencia Asíncrona o Asynchronous Transfer Mode (ATM) es una tecnología de telecomunicaciones reciente desarrollada para hacer frente a la gran demanda de capacidad de transmisión para servicios y aplicaciones.

Modo de Transferencia Asincrónica (ATM)

Esta tecnología se usa con el fin de aprovechar al máximo la capacidad de los sistemas de transmisión (sean estos de cable o radioeléctricos) puesto que ATM a diferencia de Ethernet, red en anillo y FDDI, permite la transferencia de manera simultánea de datos y voz a través de la misma línea.

Aquí la información no es transmitida y conmutada a través de canales asignados en permanencia, sino en forma de cortos paquetes (celdas ATM) de longitud constante y que pueden ser enrutadas individualmente mediante el uso de los denominados canales virtuales y trayectos virtuales.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:ATM3_opti

En ATM se transmiten paquetes en forma de celdas con una longitud de 53 bytes (5 bytes de encabezado y 48 bytes de datos) e incluyen identificadores que permiten dar a conocer la calidad del servicio (QoS), entre otras cosas. La calidad de servicio representa un indicador de prioridad para paquetes que dependen de la velocidad de red actual.

ATM posibilita la transferencia de datos a velocidades que van desde 25 Mbps a más de 622 Mbps (incluso se espera que las velocidades alcancen más de 2 Gbps a través de la fibra óptica). Debido a que el hardware necesario para redes ATM es costoso, los operadores de telecomunicaciones las utilizan mas que todo para líneas de larga distancia.

El ATM fue desarrollado con CNET. Al contrario de las redes sincrónicas (como las redes telefónicas, por ejemplo), en donde los datos se transmiten de manera sincrónica, es decir, el ancho de banda se comparte (multiplexado) entre los usuarios según una desagregación temporaria, una red ATM transfiere datos de manera asíncrona, lo que significa que transmitirá los datos cuando pueda. Mientras que las redes sincrónicas no transmiten nada si el usuario no tiene nada para transmitir, la red ATM usará estos vacíos para transmitir otros datos, lo que garantiza un ancho de banda más óptimo.

Es un servicio de área extendida, con base en celdas, capaz de proporcionar un transporte de datos trasparente “no orientado a conexión”. Permite una comunicación eficiente entre redes de área local (LAN), y al mismo tiempo es un servicio público, como las redes de área metropolitana (MAN).

SMDS utiliza accesos de alta velocidad, paquetes conmutados y banda ancha para el transporte de datos.

Servicio de Datos Conmutados Multimegabits (SMDS)

Esta tecnología puede aportar varias velocidades de datos y representa una evolución del concepto de red de área local a un ámbito más amplio, pudiendo cubrir áreas mayores que en algunos casos no se limitan a un entorno metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional e incluso nacional mediante la interconexión de diferentes redes de área metropolitana.

SMDS utiliza celdas de longitud fija al igual que ATM, (estas celdas contienen 53 bytes) compuestas por un encabezado de 7 bytes, una carga útil de 44 bytes y una cola de 2 bytes.

Celda SMDS

7 Bytes 44 Bytes 2 Bytes Encabezado Carga útil Cola

Especificaciones de la capa física SMDS

Se basa en un subconjunto de la capa física y en un estándar de subcapa MAC (control de acceso al medio), que especifica un protocolo de red de alta velocidad. En la capa física, especifica un diseño bus dual que usa fibra óptica. En la capa de enlace el acceso a la red SMDS es regido por el protocolo Bus distribuido de cola dual y esto lo que hace es subdividir cada bus en cuadros de tiempo, que se usan para transmitir datos.

El protocolo DQDB antes de enviar datos, un nodo debe primero reservar cuadros sobre un bus para usarlos sobre el segundo bus, esto permite avisar a sus vecinos que ellos tienen datos que transmitir.

Aplicaciones

Las redes de área metropolitana tienen muchas y variadas aplicaciones, las principales son:

•Despliegue de servicios de VoIP, en el ámbito metropolitano, permitiendo eliminar las "obsoletas" líneas tradicionales de telefonía analógica o RDSI, eliminando el gasto corriente de esta líneas.

•Interconexión de redes de área local (LAN)

•Despliegue de Zonas Wifi sin Backhaul inalámbrico liberando la totalidad de canales Wifi para acceso, esto en la práctica supone más del 60% de mejora en la conexión de usuarios wifi.

•Interconexión ordenador a ordenador

•Sistemas de Videovigilancia Municipal.

•Transmisión CAD/CAM

•Pasarelas para redes de área extensa (WAN)

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