Tecnología de trasporte en telecomunicaciones

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El documento redacta tecnologías mayormente utilizadas en el campo de telecomunicaciones

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  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 1/85

    Tabla de Contenidos

    Tecnologas de transporte para redes............................................................5 Redes de conmutacin de paquetes .........................................................5

    X.25 ...................................................................................................................8 Historia ....................................................................................................8 Estructura de X.25 conforme al modelo OSI ..........................................8 Caractersticas de operacin ....................................................................9

    Dispositivos X.25......................................................................................... 10 Arquitectura de Protocolos ....................................................................10

    Nivel de Paquete ......................................................................................... 10 Nivel de Enlace ........................................................................................... 11 Nivel Fsico ................................................................................................. 12

    Sealizacin y Transferencia de Datos..................................................12 Establecimiento de llamada (Call Setup).................................................... 12 Diagramas de estado X.25 .......................................................................... 13

    Control de Errores y de Flujo de Informacin.......................................14 LAPB-Link Access Protocol, Balanced. ...................................................... 14 Formato de los Paquetes............................................................................. 15

    El Paquete de Control .......................................................................15 El Paquete CALL REQUEST...........................................................16 El paquete de datos ...........................................................................17

    Direccionamiento ..................................................................................18

    ISDN................................................................................................................19 Historia ..................................................................................................19 Caractersticas de operacin ..................................................................21

    Tipo de Servicios......................................................................................... 21 Configuracin de Referencia ...................................................................... 22 Servicio ISDN BRI....................................................................................... 23 Servicio ISDN PRI....................................................................................... 23

    Arquitectura de Protocolos ....................................................................24 Capa 1 ......................................................................................................... 25 Capa 2 ......................................................................................................... 26 Capa 3 ......................................................................................................... 27

    Sealizacin y transferencia de datos....................................................27 Direccionamiento ..................................................................................28

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    Frame Relay ...................................................................................................30 Historia ..................................................................................................30 Frame Relay conforme al modelo OSI..................................................33

    Nivel 1 ......................................................................................................... 33 Nivel 2 ......................................................................................................... 33

    Caractersticas de operacin ..................................................................34 SVCs ............................................................................................................ 35 PVCs............................................................................................................ 35 Estructura de la Trama ............................................................................... 36 Interfaz de Administracin Local, LMI....................................................... 37 Parmetros de Configuracin de Frame Relay .......................................... 39

    CIR....................................................................................................39 Control de errores y de flujo de informacin ........................................40 Control de trfico y congestin .............................................................40 Direccionamiento ..................................................................................41 Comparacin con X.25 ..........................................................................41

    ATM................................................................................................................44 Historia ..................................................................................................44 Estructura de ATM conforme al modelo OSI .......................................45 Caractersticas de operacin ..................................................................46

    Categoras de Servicios ATM y Aplicaciones ............................................. 47 Tasa de Bits Constante, CBR............................................................48 Tasa de Bits Variable de Tiempo Real, rt-VBR ...............................48 Tasa de Bits Variable de Tiempo no Real, nrt-VBR ........................48 Tasa de Bits Disponible, ABR..........................................................49 Tasa de Bits no Especificada, UBR..................................................50

    Arquitectura de protocolos ....................................................................50 Modelo ATM................................................................................................ 50 Capa fsica .................................................................................................. 51 Capa ATM ................................................................................................... 52 Capa de adaptacin ATM ........................................................................... 53

    Capa de Adaptacin ATM, AAL1....................................................54 Capa de Adaptacin ATM, AAL2....................................................54

    Capa de Adaptacin ATM 3/4, AAL3/4....................................................... 55 Capa de Adaptacin ATM 5, AAL5............................................................. 56

    Canales y rutas virtuales ........................................................................57 Definicin y estructura de una celda ATM ...........................................58 Direccionamiento ..................................................................................59 Control de trfico y congestin .............................................................62

    Sealizacin ATM ....................................................................................... 62

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    Ethernet ..........................................................................................................65 Historia ..................................................................................................65 Ethernet conforme al modelo OSI.........................................................67 Capa fsica .............................................................................................68 Caractersticas de operacin ..................................................................69

    CSMA/CD, Ethernet Half-Duplex............................................................... 70 Transmisin Full-duplex ............................................................................. 73

    SONET/SDH ..................................................................................................74 Historia ..................................................................................................74 Jerarqua de seales SONET/SDH ........................................................75 Estructura de la trama............................................................................75

    Multiplexaje................................................................................................. 78

    Otras tecnologas............................................................................................80 DWDM..................................................................................................80

    Historia ....................................................................................................... 80 Estructura de un sistema DWDM................................................................ 80

    DSL........................................................................................................82 ADSL ........................................................................................................... 82

    Wireless .................................................................................................84

    Referencias .....................................................................................................85

    ndice de Figuras Figura 1. X.25 y el Modelo OSI 9 Figura 2. Establecimiento de una llamada X.25 13 Figura 3. Diagrama de estados X.25 para CALL SETUP. 14 Figura 4. Trama LAPB de X.25. 14 Figura 5. Paquete de Control X25. 15 Figura 6. Paquete CALL REQUEST de X.25. 16 Figura 7. Paquete de Datos X.25. 17 Figura 8. Direccin X.25. 18 Figura 9. Configuracin de Referencia ISDN 22 Figura 10. ISDN y el modelo OSI 25 Figura 11. Trama fsica ISDN 25 Figura 12. Estructura de la trama LAPD 27 Figura 13. Establecimiento de una llamada ISDN. 29 Figura 14. Estructura del servicio de Frame Relay en Norteamrica. 32 Figura 15. Frame Relay y el Modelo OSI. 33 Figura 16. Trama Frame Relay. 36

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    Figura 17. Trama LMI de Frame Relay. 38 Figura 18. Procesamiento de Frame Relay vs X.25. 43 Figura 19. ATM y el Modelo OSI. 45 Figura 20. Modelo de Referencia ATM. 50 Figura 21. Capa de Adaptacin ATM 1 (AAL1). 54 Figura 22. Capa de Adaptacin ATM 3/4 (AAL 3/4) 55 Figura 23. Capa de Adaptacin ATM 5 (AAL 5) 56 Figura 24. Canales y Rutas Virtuales en ATM. 57 Figura 25. Estructura de las celdas ATM. 58 Figura 26. Formato(s) de Direcciones ATM. 61 Figura 27. Ethernet y el Modelo OSI. 67 Figura 28. Modelo de referencia genrico para la capa fsica de Ethernet. 68 Figura 29. Estructura de la(s) trama(s) Ethernet. 72 Figura 30: Estructure de la trama STS-1 de SONET 75 Figura 31: Posicin del STS-1 SPE en la trama STS-1 de SONET 76 Figura 32: Estructura de la trama STS-N de SONET 77 Figura 33. Multiplexaje de VTs en una trama STS-1. 79 Figura 34. Estructura de un sistema DWDM. 80

    ndice de Tablas Tabla 1: Comparacin de los servicios de conmutacin de circuitos virtuales y datagramas.

    6 Tabla 2. Campos de la Trama LAPB de X.25 14 Tabla 3. Campos de la trama fsica ISDN. 25 Tabla 4: Comparacin entre Frame Relay, TDM y X.25. 42 Tabla 5. Capas de Adaptacin ATM (AALs). 53 Tabla 6. Campos de una celda ATM. 59 Tabla 7: Formato(s) de Direcciones ATM. 61 Tabla 8: Campos de la(s) trama(s) Ethernet. 72 Tabla 9: Jerarqua de seales SONET/SDH 75 Tabla 10: Equivalencia de trminos SONET-SDH 77 Tabla 11: SDH VCs 79 Tabla 12: SONET VTs 79 Tabla 13: Tecnologas inalmbricas para redes locales/personales. 84

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    Tecnologas de transporte para redes

    El campo de las telecomunicaciones ha evolucionado enormemente durante las ltimas

    dcadas. Actualmente, resulta difcil identificar hasta donde el desarrollo en el campo de las

    comunicaciones y en el cmputo ha influenciado en mayor o menor medida el desarrollo de

    las telecomunicaciones. De la integracin de estas dos ramas tecnolgicas surgen las

    tecnologas de transporte de redes, de las cuales retomaremos varias implementaciones para

    su discusin.

    En mdulos anteriores se discuti sobre la necesidad de clasificar las redes de acuerdo a

    diferentes criterios con el fin de facilitar su anlisis y/o diseo. En este mdulo trataremos

    varias tecnologas de transmisin para redes de computadoras que pueden ser clasificadas

    de acuerdo a varias categoras: ancho de banda, cobertura geogrfica, etc. De entre todas

    estas categoras, una de las ms bsicas, y que describiremos a continuacin, es el tipo de

    conmutacin utilizada para manejar eficientemente los recursos de la red.

    Redes de conmutacin de paquetes

    Las computadoras intercambian informacin de la misma forma en que los seres humanos

    intercambian palabras. As como entre individuos slo una estructuracin adecuada de

    palabras permite una comunicacin eficiente, entre computadoras slo una estructuracin

    adecuada de la informacin a ser intercambiada resulta en una comunicacin eficiente. As

    pues, las redes de computadoras establecen mecanismos precisos para comunicar equipos

    de cmputo. Estos mecanismos bien podran entenderse como el equivalente a los lenguajes

    en el caso de los seres humanos y al igual que con la comunicacin entre personas, sta

    puede seguir diferentes formatos y estructuras (los idiomas pueden ser expresados en forma

    escrita o hablada y puede estar estructurado de diferente forma: gramtica y fontica.)

    Creemos importante la elaboracin de esta analoga debido a que en nuestra comparacin

    de tecnologas de transporte en ms de una ocasin llegaremos a situacin similares a si

    deseramos comparar dos idiomas (no hay un lenguaje perfecto, pero siempre hay

    circunstancias en las cuales un idioma resulta ms efectivo para comunicar un mensaje.)

    Para operar eficientemente todas las redes de telecomunicaciones siguen un principio

    bsico: multiplexar sus recursos. Existen tres tcnicas bsicas de multiplexaje en redes de

    telecomunicaciones: circuitos, mensajes y paquetes. La primera tcnica es propia de las

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    redes telefnicas y la ltima de las de computadoras. Con el fin de economizar espacio

    describiremos en detalle solamente esta ltima.

    En las redes de conmutacin de paquetes el proceso bsico de operacin consiste en el

    consecutivo encolado y transmisin de paquetes a travs de los nodos de la red hasta

    alcanzar el equipo terminal destino. Existen dos modalidades de la conmutacin de

    paquetes: datagramas y circuitos virtuales, cada una de estas tiene ventajas y desventajas

    que la hacen conveniente para diferentes aplicaciones.

    Circuitos Virtuales Datagramas Establecimiento de la comunicacin Requerido No es necesario

    Manejo de errores Es transparente a los equipos terminales Efectuado por equipos

    terminales

    Direccin destino Requerida solo en fase inicial Necesario en cada uno

    de los paquetes

    Control de flujo Efectuado por la red Efectuado por los equipos terminales Secuenciacin de paquetes Siempre en orden

    Los paquetes pueden arribar en desorden

    Tecnologas que la usan

    X.25, Frame Relay, ATM Ethernet

    Tabla 1: Comparacin de los servicios de conmutacin de circuitos virtuales y datagramas.

    El proceso de encaminamiento en cada nodo es ms rpido cuando se usan circuitos

    virtuales debido a que antes de iniciar la transmisin se estableci una ruta predeterminada

    para todos los paquetes, de ah el nombre de circuito virtual, ya que recuerda al uso de

    circuitos dedicados empleado en las comunicaciones telefnicas. Debido al

    preestablecimiento de esta ruta, el procesamiento del encabezado de los paquetes es ms

    sencillo que el utilizado en la conmutacin de datagramas y se garantiza adems que los

    paquetes arribarn en orden al equipo terminal destino. Sin embargo, esta simplificacin

    implica una perdida de flexibilidad. Si un nodo en la ruta preestablecida falla, la

    comunicacin se interrumpe y los paquetes son desechados mientras un procedimiento de

    reconstruccin de la ruta toma lugar. En contraste, la conmutacin de datagramas es ms

    flexible; el enrutamiento de los paquetes es ajustado dinmicamente de acuerdo a las

    condiciones de la red, incluyendo fallas, lo que puede repercutir en que los paquetes arriben

    a su destino en desorden. El servicio de circuitos virtuales valida los datos en cada nodo y

    en caso de encontrar errores los paquetes son descartados, en contraste, el servicio de

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    conmutacin de datagramas la correccin de errores es responsabilidad de los nodos

    terminales. La tabla #1 resume las caractersticas de estos dos mtodos de conmutacin de

    paquetes:

    La mayor parte de las tecnologas que vamos a describir en este trabajo operan con

    datagramas, pero al menos SONET e ISDN estn basados en la conmutacin de circuitos.

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    X.25

    Historia

    A principios de la dcada de los 70s existan varias redes pblicas de datos, cada una de las

    cuales tenan caractersticas internas diferentes y eran operadas por diferentes entidades:

    corporaciones, gobierno y otras organizaciones. En la medida que la necesidad de

    comunicarse entre estas redes creca la necesidad de tener una interfaz comn para su

    interconexin se volvi imperiosa.

    En 1976 la CCITT adopt la recomendacin X.25 como el protocolo para la interconexin

    de estas redes. Posteriores revisiones del protocolo han sido publicadas en 1980, 1984,

    1988 y 1992.

    Estructura de X.25 conforme al modelo OSI

    La arquitectura de X.25 abarca las tres primeras capas del modelo OSI y esta dividida a su

    vez en tres niveles (Red, Enlace y Fsico) cuya especificacin es muy similar a sus capas

    correspondientes en el modelo OSI. Los siguientes protocolos son comnmente usados en

    las implementaciones de X.25: Packet-Layer Protocol (PLP), Link Access Procedure,

    Balanced (LAPB), y algn estndar de capa fsica para interfaces seriales (tales como

    X.211, X.21-bis, V.24, EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, EIA-530 y G.703). La siguiente figura

    muestra la correspondencia entre los niveles de la arquitectura X.25 y las capas

    correspondientes del modelo OSI.

    1 El estndar X.21 es equivalente al EIA-232 trabajando a una velocidad mxima de 19,200 baud.

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    Figura 1. X.25 y el Modelo OSI

    Caracterst icas de operacin

    X.25 es un protocolo para redes WAN que define los procedimientos a seguir para la

    comunicacin entre un dispositivo terminal del usuario (host), denominado Data Terminal

    Equipment (DTE) y un nodo en la red, denominado Data Circuit Terminating Equipment

    (DCE). Los servicios que provee X.25 garantizan la entrega ordenada de datos mediante el

    uso de canales virtuales.

    X.25 esta diseado para trabajar efectivamente sin importar las caractersticas de los

    sistemas conectados a la red. Es utilizado comnmente en las redes de los proveedores de

    servicios de telecomunicaciones (compaas telefnicas). A los usuarios se les cobra de

    acuerdo a su utilizacin de la red.

    Con el fin de garantizar la entrega y secuencia de cada uno de los paquete X.25 require que

    los nodos finales (DTEs) y los nodos intermedios efecten funciones de confirmacin

    (acknowledge), almacenamiento (buffer) ruteo, encaminamiento (forwarding) y

    posiblemente retransmisin de cada trama enviada. Esto reduce las tasas de transmisin y

    genera retardo. Si la red es grande y contiene muchos saltos confiables el retardo y

    deterioro en el desempeo que se debe pagar por mantener las garantas de entrega y

    secuencia es considerable.

    Las redes X.25 han mejorado su desempeo en el transcurso de ms de 20 aos de historia;

    las conexiones modernas manejan velocidades de 56 kbps, 64 kbps e incluso 2 Mbps. En

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    resumen, X.25 todava puede proveer servicios de conexin competitivos a velocidades

    entre bajas a medianas. El servicio es ubicuo en muchos pases y existen equipos

    disponibles. Es mas barato emplear X.25 para transferir pequeas cantidad de informacin

    y permite el establecimiento de circuitos sobre demanda.

    Disposi t ivos X.25

    Existen bsicamente tres tipos de dispositivos en una red X.25: DTEs, DCEs y PSEs

    (Packet-switching Exchange). Los DTEs son dispositivos terminales que se comunican a

    travs de la red X.25, son usualmente computadoras personales o nodos de red que se

    encuentran ubicados en las instalaciones del usuario final. Los DCEs son dispositivos de

    comunicacin, tales como modems, y proveen una interfaz entre los DTEs y los PSEs,

    usualmente se encuentran ubicados en las instalaciones del proveedor de

    telecomunicaciones. Los PSEs son conmutadores (switches) y componen el grueso de la

    red del proveedor.

    El PAD (Packet Assembler/Disassembler) es un dispositivo que se encuentra comnmente

    en las redes X.25. Los PADs son empleados cuando el dispositivo DTE es demasiado

    sencillo para llevar a cabo todas las funcionalidades del protocolo X.25. Los PADs se

    colocan entre el DTE y el DCE y cumplen con las siguientes tareas bsicas: ensamble y

    desensamble de paquetes y almacenamiento temporal (buffering).

    Arquitectura de Protocolos

    Nivel de Paquete

    El nivel de paquete (tambin llamado nivel 3 o nivel de red) utiliza unidades de datos

    llamadas paquetes que contienen informacin de control y datos del usuario. Este nivel

    provee procedimientos para el manejo de los siguientes servicios:

    Circuito Virtual (Virtual Circuit, VC) es una asociacin temporal entre dos DTEs, es

    iniciada por un DTE que enva un CALL REQUEST a la red. Este servicio garantiza la

    secuencia de entrega de paquetes entre los DTEs en ambas direcciones. Los circuitos

    virtuales son establecidos en cualquier momento cuando dos DTEs necesiten comunicarse.

    Este es el servicio mas comnmente empleado en el protocolo X.25.

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    Circuito Virtual Permanente (Permanent Virtual Circuit, PVC) es una asociacin

    permanente entre dos DTEs existentes que no requiere de procedimientos de inicializacin

    (conectarse) o terminacin (desconectarse) por parte de los DTEs.

    Datagramas (Datagrams, DG) es una unidad de datos autocontenida. Incluye informacin

    suficiente para ser enrutada al DTE destino en forma independiente a todas las dems

    unidades de datos y sin necesidad del establecimiento de una llamada. Las unidades de

    datos son transmitidas sin garantas de entrega y secuencia. Cada datagrama debe contener

    informacin completa de direccionamiento y control para permitir su entrega al DTE

    destino.

    Seleccin Rpida (Fast Select) es un servicio que habilita al paquete de control para

    tambin transmitir datos.

    Otros Servicios: El nivel de paquetes tambin provee los procedimientos de

    establecimiento y terminacin de llamadas requeridos para el servicio de VC. El nivel de

    paquete se encarga del control de flujo para evitar que un transmisor sature al otro con

    paquetes y que la entrega de paquetes sea ordenada y eficiente. El nivel de paquete tambin

    maneja errores para abortar o reinicializar un VC en caso de ser necesario.

    Nivel de Enlace

    El nivel de enlace (tambin llamado nivel 2, o nivel de trama) asegura la transferencia

    confiable de datos entre el DTE y el DCE mediante la transferencia de una secuencia de

    tramas.

    Las funciones llevadas a cabo por la capa de enlace incluyen:

    Transferencia sincronizada y eficiente de los datos. Sincronizacin del enlace para garantizar que el receptor esta en concordancia con el

    transmisor. Deteccin y recuperacin de transmisiones errneas. Identificacin y reporte de fallas en procedimientos hacia las capas superiores para su

    recuperacin.

    El nivel de enlace emplea un procedimiento de control del enlace que es compatible con

    HDLC (High Level Data Link) estandarizado por ISO. Existen varios protocolos que

    pueden emplearse en este nivel:

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    LAPB (Link Access Protocol, Balanced) es derivado de HDLC y es el que se utiliza ms comnmente. Permite el establecimiento de un enlace lgico adems de las caractersticas propias de HDLC.

    LAP (Link Access Protocol) Es una versin anterior de LAPB y raramente se le utiliza en la actualidad.

    LAPD (Link Access Protocol, D Channel) es derivado del LAPB y es utilizado en ISDN.

    LLC (Logical Link Control) es un protocolo LAN de la serie IEEE 802 que permite en envio de paquetes X.25 a travs de un canal en una red local (LAN).

    Nivel Fsico

    La capa fsica (nivel 1) maneja las especificaciones elctricas, mecnicas, de

    procedimientos y la interfase funcional entre un DTE y un DCE. El nivel fsico puede estar

    especificado por cualquiera de las recomendaciones para modems y circuitos de

    interconexin: X.21, X.21-bis o V.24

    X.21 es una recomendacin de la CCITT para la operacin de circuitos digitales.

    Emplea ocho circuitos de interconexin (tierra, regreso comn del DTE, transmisin,

    recepcin, control, indicador, sealizacin de elemento y sincrona). La funcin de cada

    uno esta definida en la recomendacin X.24 y sus caractersticas elctricas en la

    recomendacin X.27.

    X.21-bis es una recomendacin de la CCITT que define la interfase analgica para

    acceder al circuito digital de la red de conmutacin de paquetes por medio de un

    circuito analgico. X.21-bis incluye procedimientos para enviar y recibir informacin

    de direccionamiento, lo cual le permite a un dispositivo DTE establecer comunicacin

    con otro dispositivo DTE con acceso a la red digital.

    V.24 es tambin una recomendacin de la CCITT y provee procedimientos que

    permiten la operacin de un DTE sobre una lnea privada que lo conecta con un

    dispositivo de conmutacin de paquetes o un concentrador.

    Sealizacin y Transferencia de Datos

    Establecimiento de llamada (Call Setup)

    Cuando un DTE A quiere comunicarse con un DTE B este debe crear un paquete de

    establecimiento de llamada (CALL REQUEST) y pasrselo a su DCE. El DTE B recibe el

    paquete por medio de la red y su DCE. Si el DTE B desea aceptar la llamada enviar de

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    regreso un paquete de aceptacin de la llamada (CALL ACCEPTED). En el momento en

    que el DTE A recibe el paquete de aceptacin de la llamada (CALL ACCEPTED) el

    circuito virtual (VC) esta establecido. A partir de este momento los dos DTEs pueden

    emplear la conexin full-duplex para intercambiar datos. Cuando alguna de las partes desea

    terminar la conexin, basta con enviar una solicitud de liberacin (CLEAR REQUEST) y

    esperar la confirmacin del mismo por parte de su interlocutor (CLEAR

    CONFIRMATION).

    Figura 2. Establecimiento de una llamada X.25

    El DTE determina el nmero del circuito para las llamadas de salida, en tanto que el DCE

    determina el nmero de circuito para las llamadas de entrada. Si ambos eligen el mismo

    nmero de manera simultanea, se presenta una colisin (Call Collision). X.25 especfica

    que en este caso, la llamada de salida ser procesada y la de entrada ser cancelada.

    Diagramas de estado X.25

    El estndar X.25 contiene varios diagramas de estado que describen la secuencia de eventos

    tales como el establecimiento de llamada y la terminacin de sta. El siguiente diagrama

    marca las fases del procedimiento de establecimiento de llamada.

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    Figura 3. Diagrama de estados X.25 para CALL SETUP.

    Inicialmente, la referencia es el estado P1. Un paquete CALL REQUEST o INCOMING

    CALL cambia el estado a P2 o P3 respectivamente. Desde estos estados, el estado de

    transferencia de datos puede ser alcanzado directamente o pasando a travs del estado P5.

    Existen diagramas similares para la terminacin de llamadas o reinicializacin de estas.

    Control de Errores y de Flujo de Informacin

    LAPB-Link Access Protocol, Balanced.

    A continuacin describiremos en detalle LAPB debido a que es el protocolo que se utiliza

    normalmente en X.25. Este protocolo utiliza la siguiente estructura de trama:

    8 8 8 Variable 16 8

    Bandera Direccin Control Datos Checksum Bandera

    Longitud de los campos en bits

    Figura 4. Trama LAPB de X.25.

    Campo Descripcin

    Flag Los campos de banderas indican el inicio y fin de la trama. Contienen la secuencia 011111110. Address El campo de direccin contiene las direcciones del DTE/DCE.

    Control El campo de control contiene una secuencia de nmeros, comandos y respuestas que controlan el flujo de datos entre el DTE y el DCE.

    Cheksum El campo de secuencia de suma indica si se ha presentado un error en la transmisin. Es una variante del CRC (Cyclic Redundancy Code).

    Tabla 2. Campos de la Trama LAPB de X.25

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    Existen tres tipos de tramas:

    Informacin: Contiene los datos que estn siendo transferidos El campo de control

    contiene los nmeros de secuencia de las tramas transmitidas.

    Supervisin: Existen varios tipos.

    RECEIVE READY-Es una trama indicando el nmero de secuencia esperado en la siguiente trama.

    REJECT-Indicador negativo empleado para indicar la identificacin de un error en la transmisin.

    RECEIVE NOT READY (RNR)-Misma informacin que en RECEIVE READY pero le indica al transmisor que interrumpa el envo de tramas.

    No-numeradas: Empleado exclusivamente con fines de control. Sus funciones incluyen el

    establecimiento del enlace y su desconexin, as como el reporte de errores.

    Los siguientes comandos tambin son empleados en LAPB:

    DISC (DISConnect)- Le permite al equipo indicar que esta a punto de desconectarse.

    SNRT (Set Normal Response Time)- Le permite anunciar su presencia a un equipo que

    acaba de reconectarse.

    FRMR (FRaMe Reject)- Es empleado para indicar que una trama con secuencia de suma

    adecuada pero sin significado semntica ha sido recibida.

    Formato de los Paquetes

    Ahora examinaremos el formato de los paquetes en el protocolo X.25

    El Paquete de Control

    El formato de los paquetes de control es como sigue:

    Figura 5. Paquete de Control X25.

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    Al igual que los dems paquetes X.25, los paquetes de control comienzan con una cabecera

    de 3 bytes. Los bytes 1 y 2 contienen los campos de grupo y de canal que juntos conforman

    el nmero de identificacin del canal virtual. El nmero cero esta reservado para usos

    futuros, de tal forma que un DTE puede usar 4095 identificadores de canales virtuales a un

    mismo tiempo.

    El Paquete CALL REQUEST

    La informacin adicional del paquete CALL REQUEST es como sigue:

    Figura 6. Paquete CALL REQUEST de X.25.

    La longitud de las direcciones origen y destino esta determinada por los dos primeros

    campos del paquete. La pareja de campos subsecuentes contienen las direcciones

    propiamente dichas, codificadas como dgitos decimales, cuatro bits por cada digito.

    Las funcionalidades pueden variar de red a red. Estas pueden ser llamadas por cobrar,

    canales unidireccionales (en lugar de full-duplex), tamao mximo del paquete y tamao de

    la ventana, en lugar de usar los valores por omisin de 128 bytes y 2 paquetes.

    El siguiente campo, Facilities Length, determina cuantos bytes de facilidades siguen. El

    campo de facilidades es empleado para solicitar funcionalidades especiales para la

    conexin.

    El ltimo campo, User Data, permite al DTE enviar hasta 16 bytes de informacin junto

    con el paquete CALL REQUEST.

    Otros paquetes de control son:

    CALL ACCEPTED es enviado si el DTE marcado acepta la llamada.

    CLEAR REQUEST es empleado bajo diversas circunstancias, el cuarto byte del paquete

    informa porque la conexin esta siendo inicializada. Es confirmado por el paquete CLEAR

    REQUEST CONFIRMATION.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 17/85

    INTERRUPT permite el envi fuera de secuencia de una pequea seal (32 bytes). Es

    confirmada por el paquete INTERRUPT CONFIRMATION.

    RECEIVE READY (RR) es utilizado cuando no existe trfico en la direccin contraria. El

    campo ppp (los tres primeros bits del campo type) indican que paquete se espera a

    continuacin.

    RECEIVE NOT READY (RNR) permite a un DTE indicar al otro extremo que debe

    suspender el envo de paquetes.

    REJECT permite al DTE solicitar la retransmisin de una serie de paquetes. El campo ppp

    indica el numero de secuencia del primer paquete en cuestin.

    RESET y RESTART son utilizados para recuperarse de diferentes situaciones de error. Son

    confirmados por un paquete RESET CONFIRMATION y RESTART CONFIRMATION

    respectivamente.

    DIAGNOSTIC permite notificar problemas al usuario.

    El paquete de datos

    El formato del paquete de datos es como sigue:

    Figura 7. Paquete de Datos X.25.

    El bit Q permite a los protocolos de las capas superiores calificar los datos. El bit puede ser

    empleado para diferenciar entre los paquetes de control y los de datos de las capas

    superiores. El bit de control es siempre cero para los paquetes de datos.

    Los campos de secuencia (Sequence) y Piggyback son utilizados para el control de flujo

    usando un mecanismo de ventana deslizante (sliding window). Los nmeros de secuencia

    son modulo 8, si el campo Mdulo es 01 o mdulo 128 si el Mdulo es 10 (00 y 11 no estn

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 18/85

    permitidos). Si los nmeros de secuencia son modulo 128, la cabecera es extendida un byte

    ms para acomodar campos de secuencia y Piggyback ms largos.

    El bit D determina el significado del campo Piggyback. D=0, significa que el DCE local ha

    recibido el paquete, pero no el DTE remoto. D=1, significa que el paquete ha sido

    entregado al DTE remoto.

    El campo More permite a un DTE indicar que un conjunto de paquetes debe estar agrupado.

    El estndar especifica que los proveedores deben de soportar un paquete con una longitud

    de de hasta 128 bytes. Sin embargo, tambin permite ofrecer longitudes mximas entre los

    16 hasta 4096 bytes (en potencias de 2).

    Direccionamiento

    Una direccin completa X.25 puede tener hasta 14 dgitos, de los cuales los tres primeros

    identifican el pas, el siguiente el nmero de red y los 10 dgitos restantes pueden ser

    asignados por el operador local de la forma que considere conveniente.

    El esquema de direccionamiento empleado en X.25 esta definido por la recomendacin

    X.121 de la CCITT. El sistema es similar al sistema telefnico. Una direccin X.121 esta

    formada por un IDN (Internacional Data Number) que consiste de dos campos: el DNIC

    (Data Network Identification Code) y el NTN (National Terminal Number).

    El DNIC es un campo opcional que identifica el PSN (Public Switched Network) exacto en

    el cual el nodo terminal DTE esta localizado. Este nmero es omitido algunas veces cuando

    la llamada es dentro del mismo PSN. El DNIC tiene dos subcampos: Pas y PSN

    Figura 8. Direccin X.25.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 19/85

    ISDN

    Historia

    El desarrollo de la Red Digital de Servicios Integrados (Integrated Services Digital

    Network, ISDN) es una continuacin de la digitalizacin de las redes telefnicas. Desde el

    punto de vista de estas compaas, ISDN es una tecnologa que permitira integrar

    diferentes aproximaciones para la interconexin de redes (circuitos y paquetes, voz y

    datos.) Siendo ISDN una continuacin en la evolucin de las redes telefnicas, el bloque

    bsico para la transmisin de informacin es un canal de 64 kbps. Por otro lado, la

    sealacin empleada en ISDN tambin es herencia de la evolucin en los sistemas

    telefnicos. La sealizacin fuera de banda utilizada en las redes telefnicas (SS7) es una

    caracterstica fundamental de ISDN junto con el procesamiento distribuido.

    La historia de ISDN (una recomendacin del CCITT, ahora llamado ITU) es prcticamente

    la historia de su proceso de estandarizacin.

    El trmino ISDN fue usado por primera vez en 1971 durante una reunin de trabajo del

    grupo de estudio XI del CCITT (conmutacin y sealizacin) por H. Shimada, el entonces

    delegado de NTT al CCITT. El concepto de Red Digital de Servicios Integrados (ISDN)

    hacia nfasis en la integracin de voz y datos; en tanto que el concepto precursor, Red

    Digital Integrada (IDN), se enfocaba en la estructura interna de la red que integrara los

    equipos de conmutacin y transmisin.

    Pasaran de 15 a 20 aos antes de que ISDN recibiera una completa atencin internacional

    en la ITU. Durante el periodo de 1981-1984 se condujeron los primeros estudios, que

    concluyeron con el Libro Rojo de Recomendaciones para ISDN en 1984 (Red Book ISDN

    Recommendations.) El libro presentaba la arquitectura de red, los protocolos de usuario

    para acceso a red y los protocolos de sealizacin de canal comn. El subsiguiente periodo

    de estudios fue ms amplio y culmin con la publicacin del Libro Azul de

    Recomendaciones de 1988. Los contenidos de esta recomendacin pueden ser resumidos de

    la siguiente forma:

    Son suficientes para ofrecer servicios de transporte y teleservicios de 64 kbps.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 20/85

    Solamente la etapa 1 de un nmero reducido de servicios suplementarios fue definida (por

    ejemplo: identificacin de llamadas, identificacin de servicios, etc.)2

    Pese a la atencin recibida, la implementacin de ISDN ha sido lenta. Una de las razones es

    que dos de los principales fabricantes de equipo de conmutacin: Northern Telecom (ahora

    conocido como Nortel Networks), y AT&T (cuyo negocio de fabricacin de equipo de

    conmutacin se conform en una compaa independiente y es llamada ahora Lucent

    Technologies) decidieron diferentes formas de implementar el estndar de la CCITT3.

    A principios de los 90s, una iniciativa de la industria comenz a desarrollar el estndar para

    la implementacin de ISDN en EUA (National ISDN 1, NI-1) aunque no todas las

    compaas operadoras de telecomunicaciones accedieron inicialmente a implementar los

    servicios de ISDN en sus centrales telefnicas (tal fue el caso de SouthWestern Bell y US

    West.) La subsiguiente iniciativa (NI-2) fue ms amplia e incluy el esfuerzo de varios

    fabricantes de equipo para la definicin de configuraciones estndares y finalmente todos

    los operadores implementaron ISDN.

    Actualmente muchos de los servicios de ISDN han sido desplazados por otros servicios de

    banda ancha para acceso a Internet, como xDSL y cable modems. Estos servicios son ms

    accesibles, rpidos y fciles de instalar y mantener que los de ISDN. Sin embargo, ISDN

    todava tiene su lugar en localidades donde no existen otros medios de acceso y como

    respaldo para servicios dedicados.

    2 Dado que las etapas 2 y 3 no fueron presentadas, es imposible la implementacin de servicios

    suplementarios de acuerdo al Libro Azul de Recomendaciones de ISDN.

    3 La situacin era comparada con la problemtica de los ferrocarriles en Norteamrica a principios del siglo

    XIX "People had different gauges, different tracks... nothing worked well."

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 21/85

    Caractersticas de operacin

    ISDN es un diseo para una red pblica completamente digital para servicios de telefona y

    telecomunicaciones. ISDN comprende, casi exclusivamente, los componentes de la red del

    lado del usuario y esta diseada para transportar todo tipo de informacin: voz, datos

    imgenes y video. El desarrollo de ISDN representa un esfuerzo por estandarizar los

    servicios del subscriptor, la interfaz red/usuario y la interoperabilidad entre redes. Su diseo

    incluye el uso de una interfaz nica, en trminos de equipamiento y protocolos de

    comunicacin.

    ISDN permite la operacin simultnea de varios canales digitales sobre la misma lnea

    telefnica empleada para los servicios analgicos, aunque tambin soporta otros tipos de

    medios.

    Tipo de Servicios

    ISDN provee tres tipos de servicios:

    Servicios de Carga Teleservicios Servicios Suplementarios

    Los servicios de carga proveen los mecanismos de transporte requeridos para transferir

    infamacin a travs de una UNI (User Network Interface). La informacin es transparente

    para los servicios de carga y puede ser voz, datos o video. La informacin intercambiada

    por medio de este servicio no es modificada por la red. Los servicios de carga estn

    definidos dentro de las tres primeras capas del modelo OSI.

    Los teleservicios emplean los servicios de carga para pasar informacin a travs de la UNI.

    Pueden ser vistos como aplicaciones de telecomunicaciones que permiten a los usuarios

    comunicarse utilizando protocolos estndares. Operan en las capas 4 a 7 del modelo OSI.

    Los servicios suplementarios pueden ser utilizados para extender los servicios de carga o

    los de teleservicios. Proveen funcionalidades que normalmente no estn disponibles en los

    servicios de carga bsicos o los de teleservicios. Los servicios suplementarios no pueden

    ser utilizados directamente, sino que deben de ser empleados en conjunto con otro servicio

    o conjunto de servicios.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 22/85

    Configuracin de Referencia

    El siguiente esquema muestra una configuracin de referencia para dispositivos ISDN y a

    continuacin presentamos un breve glosario de los trminos manejados en ste.

    Figura 9. Configuracin de Referencia ISDN

    TE1, Terminal Equipment type 1: Equipo Terminal tipo 1. Cualquier equipo que puede ser

    conectado directamente a la red ISDN: telfonos, computadoras, etc. con interfaces ISDN.

    TE2, Terminal Equipment type 2: Equipo Terminal tipo 2. Equipos tradicionales

    (analgicos en su mayora) conectador al Adaptador de Terminales, tales como telfonos o

    equipos de fax.

    TA, Terminal Adaptor: Adaptador de Terminales. Permite a los dispositivos tradicionales

    conectarse a la red ISDN. No solo trabaja para dispositivos analgicos, sino tambin para

    digitales como puede ser una interfaz Ethernet.

    NT1, Network Terminador type 1: Terminador de Red tipo 1. Es el fin de la lnea desde el

    punto de vista del operador de telecomunicaciones y por tanto el inicio de la red interna del

    usuario. En Norteamrica este es el caso, pero en otras partes del mundo este equipo se

    encuentra en las instalaciones del proveedor de telecomunicaciones. Este equipo adapta el

    cableado de cuatro hilos usado en la red interna del usuario al cableado tradicional de dos

    hilos empleado por las compaas telefnicas.

    NT2, Network Terminador type 2: Terminador de Red tipo 2. Para enlaces sencillos este

    dispositivo no existe, pero en localidades donde se tiene una red privada interna este

    dispositivo corresponde al equipamiento interno de dicha red (PBXs, etc).

    LT, Line Terminator: Terminador de Lnea. Es la conexin fsica a la red del proveedor de

    telecomunicaciones.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 23/85

    ET, Exchange Termination: Terminador de Intercambio. Es el punto de conexin entre los

    telfonos del usuario y la red telefnica desde el punto de vista lgico.

    Las letras R, S, T, U y V en el diagrama son puntos de referencia que se usan para definir

    interfaces lgicas entre elementos. As por ejemplo, el punto de referencia R es la interfaz

    entre los telfonos tradicionales y un adaptador de terminal. Como en la mayor parte de las

    acometidas ISDN no se dispone de equipamiento NT2, los puntos de referencia S y T son

    normalmente referidos en conjunto como S/T

    Servicio ISDN BRI

    El servicio de la Interfaz de Tasa Bsica (Basic Rate Interface, BRI) ofrece dos canales B y

    uno D (2B+D). Los canales B operan a 64 kbps4 y transportan informacin del usuario; el

    canal D trabaja a 16 kbps y maneja informacin de control y sealizacin, aunque tambin

    puede llevar datos. La sealizacin del canal D comprende de la capa uno a la tres del

    modelo OSI. La interfaz BRI tambin define la estructura de la trama y otras sobrecargas,

    alcanzando una tasa de transmisin de 192 kbps.

    La especificaciones fsicas del la interfaz BRI son un estndar de la ITU-T (I.430).

    Servicio ISDN PRI

    El servicio de la Interfaz de Tasa Primaria (Primary Rate Interface, PRI) ofrece 23 canales

    B y uno D en Estados Unidos y Japn, agregando una tasa de transmisin de hasta 1.544

    Mbps (con el canal D operando a 64 kbps). En Mxico, Europa, Australia y otras partes del

    mundo la interfaz provee 30 canales B y un canal D de 64 kbps para una tasa de

    transmisin de 2.048 Mbps. La especificacin fsica de la interfaz es la ITU-T I.431.

    Cuando un usuario requiere anchos de banda superiores a los 64 kbps ISDN provee canales

    de banda ancha denominados canales H. Los canales H son una agrupacin de canales B.

    La primera denominacin de un canal como de banda ancha es la agrupacin de seis

    canales B para formar un canal H0 de 384 kbps.

    4 En Norteamrica algunos canales operan a slo 56 kbps debido a la existencia de equipo antiguo que tomaba

    un bit para sealizacin.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 24/85

    Un canal H1 se forma mediante la agrupacin de todos los canales disponibles en una

    interfaz PRI (24 para T1s o 30 en E1s). Otros canales H han sido definidos para manejar

    diferentes requerimientos: H10 maneja 10 canales H0, H11, 11 y H12 12 para ofrecer

    anchos de banda de 1.472 Mbps, 1.536 Mbps y 1.920 Mbps respectivamente.

    El ltimo tipo de canales disponible en ISDN se denomina Nx64 y opera en forma similar a

    los canales H, pero permite agrupar cualquier cantidad de canales B (de 1 a 24) y no es

    necesario tener un equipo de multiplexaje inverso en las instalaciones del usuario ya que la

    red mantiene la secuencia de los segmentos de 64 kbps en la trama.

    Los nombres de los canales se dice que se deriva de que los canales analgicos eran

    referidos como canales A (A de Analog), el siguiente tipo de canal empleado fue entonces

    B, que coincidentemente puede tambin verse como derivado de Binario (aunque algunos

    dicen que se deriva del termino en ingls, Bearer channel). Los canales D eran llamados en

    algn tiempo canales delta, por su relacin con los canales B, pero dada la dificultad de

    escribir la letra griega se volvi simplemente D.

    Arquitectura de Protocolos

    Los protocolos que permiten a un usuario acceder a los servicios de ISDN operan en las tres

    primeras capas del modelo OSI. Las aplicaciones y teleservicios trabajan en los niveles 4 a

    7.

    Los protocolos de la capa fsica estn definidos en los estndares I.430 e I.431 para los

    accesos BRI y PRI respectivamente. En la capa 2 y 3 existen diferentes protocolos

    definidos de acuerdo a si se esta examinando el canal D o el canal B.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 25/85

    Figura 10. ISDN y el modelo OSI

    Capa 1

    En ISDN la estructura de las tramas en la capa fsica son diferentes dependiendo de la

    direccin en la que se esta enviando la informacin. Ambas tramas tienen 48 bits de

    longitud con 36 bits representando datos. Los bits de una trama de capa fsica ISDN tienen

    el siguiente significado:

    1 1 8 1 1 1 1 1 8 1 1 1 8 1 1 1 8 F L B1 L D L F L B2 L D L B1 L D L B2

    Trama TE (terminal a red) 1 1 8 1 1 1 1 1 8 1 1 1 8 1 1 1 8 F L B1 E D A F F B2 E D S B1 E D S B2

    Trama NT (red a terminal) Longitud de los campos en bits

    Figura 11. Trama fsica ISDN

    Campo Descripcin F Provee sincrona. L Ajusta el valor promedio de los bits (componente de CD).

    E Asegura la resolucin de disputas cuando varias terminales en un bus compiten por un canal. A Activa dispositivos. S No esta asignado.

    B1, B2 y D Manejan datos del usuario, canal B1, B2 y D respectivamente. Tabla 3. Campos de la trama fsica ISDN.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 26/85

    Varios dispositivos pueden estar conectados a un mismo circuito fsico. Bajo esta

    configuracin pueden presentarse colisiones cuando dos terminales tratan de transmitir en

    forma simultnea. Debido a esto ISDN provee un mecanismo para determinar disputas por

    el medio fsico. Cuando un NT recibe un bit D del TE, ste repite el bit en la siguiente

    posicin del bit E. El TE espera recibir un bit E igual al su ltimo bit D enviado para

    determinar que su trama fue recibida. El inicio de la trama NT esta retrasada de la trama TE

    por dos bits y dada esta situacin, en la figura anterior se muestra uno de estos mapeos.

    Las terminales no pueden transmitir en el canal D a menos de que detecten un determinado

    nmero de unos (indicando la ausencia de seal) que corresponden a una prioridad

    preestablecida. Si un TE detecta un eco diferente de sus bits D (en el canal E) debe dejar de

    transmitir inmediatamente. Esta simple tcnica asegura que solo un equipo transmitir en el

    canal D en cualquier momento. Despus de que una terminal ha transmitido en el canal D

    su prioridad es reducida y tendr que detectar un mayor numero de unos en la lnea antes de

    transmitir; esto permitir que todos los equipos conectados a una misma lnea tendrn una

    oportunidad de transmitir en el canal D. Las conexiones telefnicas tienen una prioridad

    superior a todos los dems servicios y la informacin de sealizacin tiene prioridad sobre

    cualquier informacin que no sea de sealizacin.

    Capa 2

    La capa 2 del protocolo de sealizacin de ISDN es LAPD (Link Access Procedure,

    Channel D). LAPD es similar a HDLC y LAPB. Como el nombre del protocolo lo indica,

    esta capa es utilizada a travs del canal D para asegurar que la informacin de sealizacin

    y control fluye y es recibida correctamente. La estructura de la trama LAPD es muy similar

    a la de HDLC y como HDLC, LAPD emplea tramas de supervisin, informacin y no

    numeradas. El protocolo LAPD es especificado formalmente en ITU-T Q.920 y ITU-T

    Q.921.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 27/85

    1 2 1 Variable 1 1

    Banderas Direccin Control Informacin FCS Banderas

    SAPI C/R EA TEI EA

    6 1 1 7 1

    Figura 12. Estructura de la trama LAPD

    Los campos de banderas y control son idnticos a los de HDLC. El campo de direccin

    puede ser de uno o dos bytes de extensin. Si el bit de direccin extendida (EA) esta

    presente en el primer byte la direccin es entonces de un byte, en tanto que si esta ausente

    la direccin es de dos bytes. El primer byte del campo de direccin contiene el Identificador

    del Punto de Acceso (Service Access Point Identificator, SAPI) el cual especifica el portal

    de acceso a los servicios de capa 3. El bit C/R indica cuando la trama contiene un comando

    o una respuesta. El Identificador de Nodo Terminal (Terminal Endpoint Identifier, TEI)

    identifica una o mltiples terminales. Un TEI con solo unos corresponde a un broadcast.

    Capa 3

    En ISDN se emplean dos especificaciones para la sealizacin de capa 3: ITU-T I.450

    (tambin conocida como ITU-T Q.930) y ITU-T I.451 (tambin conocida como ITU-T

    Q.931). En conjunto, estos dos protocolos soportan conexiones de usuario a usuario, con

    circuitos conmutados y de conmutacin de paquetes. Mensajes para el establecimiento y

    terminacin de llamadas, informacin y varios otros son especificados, incluyendo SETUP,

    CONNECT, RELEASE, USER INFORMATION, CANCEL, STATUS y DISCONNECT.

    Estos mensajes son funcionalmente similares a aquellos del protocolo X.25.

    Sealizacin y transferencia de datos

    Toda la sealizacin y mensajes de control en ISDN son manejados por el canal D en forma

    similar a como la red telefnica digital maneja su propio trfico de sealamiento y de

    control en canales independientes a los de trfico (out-of-band). Como se mencion

    anteriormente, los mensajes de control en ISDN son similares a los empleados en X.25 y

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 28/85

    existen diferentes procedimientos definidos para el establecimiento de llamadas, su

    mantenimiento y terminacin.

    La figura en la siguiente pgina muestra la secuencia de seales necesarias para el

    establecimiento de una llamada en ISDN para un ruteador.

    Direccionamiento

    El esquema de direccionamiento de ISDN esta definido en el estndar E.164 (tambin

    numerado como I.331). El esquema permite el uso de nmeros telefnicos como direccin.

    Una direccin E.164 puede contener hasta 15 dgitos. La longitud de este campo es de

    ocho octetos y los dgitos de la direccin son codificados en BCD (Binary Coded Decimal,

    que usa 4 bits). A una direccin I.164 se le agregan tantos 0s antes del primer dgito para

    completar la longitud mxima de 15 dgitos. Al final, un semiocteto compuesto

    exclusivamente por unos (1111) es agregado para conformar un nmero entero de octetos.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 29/85

    Figura 13. Establecimiento de una llamada ISDN.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 30/85

    Frame Relay

    Historia

    Frame Relay fue concebido originalmente como un protocolo para ser usado en interfaces

    ISDN. Las propuestas iniciales a este respecto fueron entregadas a ITU-T en 1984. En

    Norteamrica tambin se iniciaron trabajos de estandarizacin de esta tecnologa a travs de

    un comit de la ANSI denominado T1S1.

    La estandarizacin de Frame Relay cubre tres operaciones bsicas: descripcin del servicio,

    aspectos esenciales y sealamiento de acceso. La primera de estas especificaciones fue

    aprobada por ANSI (Norteamrica) en 1990 y las dos restantes fueron aprobadas para 1991.

    Las recomendaciones equivalentes de la ITU-T fueron aprobadas poco despus.

    Un avance significativo en el desarrollo de Frame Relay tuvo lugar en 1991 cuando Cisco,

    StrataCom, Nortel y DEC conformaron un consorcio para favorecer el desarrollo de esta

    tecnologa y favorecer la introduccin de equipamientos compatibles. El consorcio

    desarrollo una especificacin conforme a los estndares en desarrollo por parte de T1S1 e

    ITU-T, pero extendieron sus funcionalidades para proveer servicios en complejos

    ambientes de interconexin de redes. Estas extensiones son referidas en su conjunto como

    la Interfaz de Administracin Local (Local Management Interface, LMI).

    Las primeras redes pblicas de Frame Relay se desarrollaron en Norteamrica. El mercado

    de las redes estaba dominado en ese entonces por circuitos dedicados de banda ancha (T1s

    en esa poca). Como resultado muchas compaas haban instalado sus redes privadas

    haciendo uso de servicios TDM (Time Division Multiplexing). Los servicios de

    conmutacin de paquetes no eran muy populares ya que eran vistos como lentos y de pobre

    desempeo. Las redes TDM se ajustaban a al perfeccin para implementar servicios de

    telefona y video. De hecho, muchas compaas justificaban la creacin de sus redes

    privadas con los ahorros alcanzados al manejar sus comunicaciones telefnicas en su red

    privada en lugar de hacerlo a travs de la red pblica. Las operadoras de

    telecomunicaciones lucharon contra esta tendencia y comenzaron a ofrecer servicios de

    redes privadas virtuales, que son competitivas en costo con las implementaciones mediante

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 31/85

    redes privadas. Esto dejo el campo de las redes privadas casi para uso exclusivo de

    aplicaciones de datos, pero las caractersticas de operacin de las redes de datos no se

    ajustan perfectamente a las redes TDM. En las redes TDM el ancho de banda es asignado

    estticamente, sin tomar en cuenta la naturaleza aleatoria y en rfagas del trfico de datos.

    Debido a esto los proveedores de servicios de telecomunicaciones vislumbraron una

    oportunidad para recuperar el mercado de redes de datos con circuitos dedicados. Esto le

    permitira al proveedor de telecomunicaciones hacerse cargo nuevamente de todas las

    necesidades de comunicacin de las empresas (y por tanto mejorar su tasa de ganancia).

    Debido a esta situacin Frame Relay fue comercializado agresivamente para competir con

    las tarifas de los circuitos dedicados.

    En Europa la situacin era diferente. Los operadores de redes europeas no haban provisto

    circuitos dedicados de alta velocidad a bajos costos y consecuentemente la demanda para

    equipamiento TDM se haba mantenido escasa. Adicionalmente, los operadores de redes

    pblicas no haban provisto servicios de calidad en redes de conmutacin de paquetes de

    alta velocidad (excepto por Francia). La consecuencia fue que los servicios de conmutacin

    de paquetes de velocidad reducida basados en X.25 desplazaron cualquier otra tecnologa

    de transporte de datos.

    El primer servicio pblico de Frame Relay fue ofrecido en Norteamrica durante 1992 por

    compaas tales como AT&T, US Sprint, BT Norteamrica, Dintel y Compuserve. Estas

    compaas instalaron nodos de Frame Relay en las principales ciudades y permitieron el

    acceso a estos nodos mediante lneas compradas al operador local de telecomunicaciones.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 32/85

    Figura 14. Estructura del servicio de Frame Relay en Norteamrica.

    El usuario tenia que pagar una suscripcin al servicio y por la lnea de acceso. Para las

    velocidades de acceso que se manejaban, entre 56 kbps a 1.544 Mbps esto los costos de la

    lnea de acceso no eran considerables.

    En Europa, el nico proveedor que ofreci servicios de Frame Relay durante 1992 fue BT

    con extensiones a su servicio de redes de conmutacin de paquetes administradas, GNS

    (Global Network Services), y Finish PTO, que instalo una reducida red de Frame Relay en

    Finlandia

    El Foro Frame Relay ha publicado diversos Acuerdos de Implementacin (IAs), con

    extensiones funcionales y operacionales a los estndares Frame Relay de ANSI e ITU-T.

    Una de los IAs que vale la pena mencionar es el IA FRF.11, publicado en mayo de 1997.

    Este Acuerdo de Implementacin del Foro Frame Relay corresponde a la operacin de

    aplicaciones de voz en redes Frame Relay. El acuerdo incluye aspectos tales como el

    soporte de diferentes codificadores para el manejo de voz digital comprimida (de 64 kbps a

    32, 16 u 8 kbps), supresin de silencio y soporte para el manejo de trfico de fax clase 3.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 33/85

    Frame Relay conforme al modelo OSI

    Frame Relay opera dentro de las dos primeras capas del modelo OSI y es comn

    presentarlo como una versin simplificada de X.25. El objetivo de esta simplificacin es el

    de lograr un desempeo superior, pudiendo manejar hasta 45 Mbps, en tanto que X.25 slo

    soporta hasta 2.048 Mbps.

    Figura 15. Frame Relay y el Modelo OSI.

    Frame Relay combina las funciones de red y enlace de datos en un sencillo protocolo al

    nivel de la capa de enlace de datos. Con el fin de soportar funcionalidades que normalmente

    requeriran de los servicios de un protocolo de la capa de red se han desarrollado e

    implementado estndares adicionales.

    Nivel 1

    La capa fsica de Frame Relay es esencialmente la misma que la de X.25. Especifica las

    caractersticas fsicas y elctricas para comunicar un DTE y un DCE (CSU/DSU).

    Nivel 2

    Al nivel del enlace de datos Frame Relay emplea un subconjunto de las especificaciones de

    ISDN, conocido como LAPD. LAPD es un estndar de la capa de enlace que maneja

    informacin de sealamiento en el canal D de ISDN. Las tramas utilizadas por LAPD

    cumplen con la recomendacin ITU-T Q.922, misma que ser presentada ms adelante.

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    Caractersticas de operacin

    Frame Relay es un ejemplo de las redes de conmutacin de paquetes. En estas redes, los

    nodos terminales comparten los recursos de la red en forma dinmica. Las dos tcnicas

    bsicas implementadas por estas tecnologas son el empleo de paquetes de longitud variable

    y el multiplexaje estadstico de los recursos de la red.

    El empleo de paquetes de longitud variable permite efectuar transferencias de informacin

    ms flexibles y eficientes. Cada uno de estos paquetes es conmutado a lo largo de los

    diferentes segmentos de la red hasta que se alcanza su destino.

    El multiplexaje estadstico controla el acceso a la red conmutada. La ventaja de esta

    tecnologa es que administra el ancho de banda disponible en forma flexible y eficiente ya

    que la mayora de las redes de datos actuales utilizan conmutacin de paquetes (Ethernet,

    Token Ring, etc).

    Frame Relay no ofrece las funcionalidades de caractersticas de X.25 como el uso de una

    ventana deslizante o la retransmisin de informacin para garantizar una transmisin

    confiable. Es por esto que Frame Relay puede manejar velocidades de transmisin

    superiores; sin embargo, el desempeo de esta tecnologa no se ve afectado debido a que la

    calidad de los medios de transmisin que utiliza son superiores a aquellos en los cuales el

    protocolo X.25 fue diseado para operar.

    Existen dos categoras de dispositivos: DTE y DCE. Los DTEs son considerados

    normalmente como equipos terminales y tpicamente estn ubicados en las instalaciones del

    usuario. De hecho, pueden ser propiedad del usuario. Los DCEs son equipos de

    interconexin propiedad del operador de telecomunicaciones. Son los equipos que

    transmiten la informacin a travs de la red WAN.

    Frame Relay ofrece servicios orientados a conexin en la capa de enlace. Esto significa que

    una transmisin entre cualquier par de dispositivos tiene asociado un identificador de

    conexin. Este servicio es implementado mediante circuitos virtuales que pueden ser

    multiplexados para su transmisin a travs de la red en un mismo circuito fsico. Esta

    funcionalidad reduce los requerimientos de equipo y la complejidad de la red para

    interconectar diversos DTEs.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 35/85

    Un mismo circuito virtual puede atravesar un nmero indeterminado de DCEs

    (conmutadores) en una red pblica, y pueden ser de dos categoras: circuitos virtuales

    conmutados (Switched Virtual Circuits, SVCs) y circuitos virtuales permanentes

    (Permanent Vitual Circuits, PVCs).

    SVCs

    Los Circuitos Virtuales Conmutados son conexiones temporales empleadas en escenarios

    que requieren de transmisiones espordicas de informacin. Un enlace a travs de un SVC

    consiste de los siguientes cuatro estados operacionales:

    Establecimiento de llamada, Call Setup. Establecimiento del circuito virtual entre dos

    dispositivos DTE Frame Relay.

    Transferencia de informacin, Data Transfer. La informacin es transferida entre los dos

    DTEs a travs del circuito virtual.

    Inactivo, Idle. La conexin entre los dispositivos aun esta activa, pero ninguna informacin

    esta siendo transmitida. Si el canal permanece ocioso por un determinado intervalo de

    tiempo la llamada puede ser terminada.

    Terminacin de llamada, Call Termination. El circuito virtual entre los dispositivos es

    cerrado.

    Si despus de que un SVC ha sido cerrado los DTEs necesitan transferir ms informacin,

    estos tendrn que establecer un nuevo SVC. Se espera que los SVCs sern establecidos,

    mantenidos y terminados utilizando el mismo sealamiento empleado en ISDN.

    PVCs

    Los circuitos virtuales permanentes son conexiones establecidas de manera definitiva para

    flujos consistentes y permanentes de datos entre DTEs a travs de la red Frame Relay. La

    comunicacin empleando PVCs no requiere de los estados de establecimiento y

    terminacin de llamada empleados APRA SVCs y por tanto los PVCs solo pueden estar en

    los estados operacionales de Inactivo o Transferencia de Informacin.

    Los circuitos virtuales de Frame Relay son identificados mediante DLCIs (Data-link

    Connection Identifiers). Los valores de los DLCIs son normalmente asignados por el

    proveedor de telecomunicaciones. Estos identificadores solo tienen significado local, lo que

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    Octavio Herrera 36/85

    significa que los valores son nicos en cada interfaz LAN, pero no necesariamente en la red

    WAN Frame Relay.

    Estructura de la Trama

    Las tramas estndar Frame Relay tienen la siguiente estructura.

    8 16 Variable 16 8

    Banderas Direccin Datos FCS Banderas

    DLCI C/R

    EA

    DLCI FE

    CN

    BEC

    N

    DE

    EA

    6 1 1 4 1 1 1 1 Longitud de los campos en bits

    Figura 16. Trama Frame Relay.

    El significado de cada uno de los campos es el siguiente

    Banderas, Flags. Delimitan el principio y el fin de la trama. El valor de este campo es

    siempre el mismo y es representado ya sea por el numero hexadecimal 7E o por el nmero

    binario 011111110.

    Direccin, Address Contiene la siguiente informacin:

    DLCI. El DLCI de 10 bit es la esencia de la cabecera Frame Relay. Este valor representa la

    conexin virtual entre el DTE y el switch. Cada conexin virtual que es multiplexada en la

    medio fsico ser representada por un DLCI nico. El valor del DLCI solo tienen

    significado local, lo cual quiere decir que los equipos en los extremos de un circuito virtual

    pueden usar diferentes DLCIs y aun referirse al mismo circuito virtual.

    Direccin Extendida, Extended Address (EA). Este bit determina el ltimo octeto de la

    direccin. Cuando el bit es uno se trata del ltimo octeto. A pesar de que todas las

    implementaciones de Frame Relay actualmente utilizan dos octetos esta funcionalidad

    permite el uso de direcciones de mayor longitud. El ltimo bit de cada byte es utilizado

    para este campo.

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    Octavio Herrera 37/85

    C/R. Este campo corresponde al bit que sigue al ltimo byte del campo del DLCI. El uso

    de este campo no esta definido todava.

    Manejo de Congestion, Congestion Control. Este campo consiste de tres bits que controlan

    el mecanismo de notificacin de congestin de Frame Relay. Son denominados FECN,

    BECN y DE, y corresponden a los tres ltimos bits del campo de direccin.

    Datos, Data Encapsula datos de las capas superiores. Cada trama en este campo de

    longitud variable contiene datos del usuario de una longitud de hasta 16,000 octetos. Este

    campo permite el transporte de los PDUs (Protocol Data Unit) de las capas superiores en la

    red Frame Relay. Tericamente la capacidad mxima de este campo es 4,096 bytes, el

    mximo real depende del fabricante, aunque el estndar define que se debe soportar un

    mximo-mnimo de 1,600 bytes.

    Secuencia de Verificacin de la Trama, Frame Check Sequence (FCS) Asegura la

    integridad de los datos recibidos. El campo es calculado por el transmisor y verificado por

    el receptor para garantizar la integridad de la transmisin.

    Interfaz de Administracin Local, LMI

    La Interfaz de Administracin Local (LMI) es un conjunto de adiciones a la especificacin

    bsica de Frame Relay. El conjunto incluye funcionalidades para direccionamiento global,

    multicast y mensajes de estatus de los circuitos virtuales. La extensin de direccionamiento

    asigna DLCIs con significado global en vez de local. Los valores del DLCI son empleados

    como la direccin del DTE, misma que es nica en toda la red Frame Relay. Esta extensin

    facilita la interconexin y administracin de redes Frame Relay. Los mensajes de estatus

    del circuito virtual proveen comunicacin y sincrona entre los dispositivos DTE y DCE.

    Estos mensajes son empleados para reportar el estatus de PVCs peridicamente, lo cual

    evita el envo de informacin a hoyos negros, es decir, PVC que ya no existen. Las

    extensiones de multicast permiten el envo de informacin de ruteo y de resolucin de

    direcciones a solo a un grupo de dispositivos.

    Las extensiones a Frame Relay usan una variante de la trama de Frame Relay que tiene la

    siguiente estructura:

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 38/85

    1 2 1 1 1 1 Variable 2 1

    Band

    era

    LMI D

    LCI

    Indi

    cado

    r de

    info

    rmac

    in

    no

    num

    erad

    o D

    iscrim

    inad

    or

    de p

    roto

    colo

    Re

    fere

    ncia

    de

    llam

    ada

    Tipo

    de

    men

    saje

    Ele

    men

    tos d

    e in

    form

    aci

    n

    FCS

    Band

    era

    Longitud de los campos en bytes.

    Figura 17. Trama LMI de Frame Relay.

    Bandera, Flag. Determina el inicio y el final de la trama.

    LMI DLCI. Identifica la trama como una trama LMI en logar de una trama Frame Relay

    estndar. El DLCI especifico utilizado por la especificacin del consorcio es DLCI = 1023.

    Indicador de Informacin no numerado, Unnumbered Information Indicador. Establece

    el bit poll/final a cero.

    Discriminador de Protocolo, Protocol Discriminator. Siempre contiene un valor indicando

    que la trama es LMI.

    Referencia de llamada, Call Referente. Siempre contiene ceros. Este campo no es usado

    actualmente para nada.

    Tipo de Mensaje, Message Type. Etiqueta la trama con alguno de los siguientes tipos de

    mensajes:

    Status-inquiry message. Le permite preguntar al equipamiento del usuario por el estatus de la red.

    Status message. Responde los mensajes de solicitud de estatus (Status-inquiry). Estos mensajes incluyen mensajes de keepalives y estatus de PVCs.

    Elementos de Informacin, Information Elements. Contiene un numero variable de

    elementos individuales de informacin (information elements, IEs). Los IEs consisten en

    los siguientes campos:

    IE Identifier. Identifica de forma nica el IE.

    IE Length. Indica la longitud del IE.

    Data. Consiste de 1 o mas bytes conteniendo informacin del capas superiores

    encapsulada.

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    Octavio Herrera 39/85

    Secuencia de verificacin de la trama, Frame Check Sequence (FCS). Asegura la

    integridad de la informacin recibida.

    Parmetros de Configuracin de Frame Relay

    La forma en que una red Frame Relay manejar el trfico generado depende de si ste

    concuerda con las especificaciones contratadas para el circuito o no. Un enlace Frame

    Relay se caracteriza por tres parmetros: CIR, Bc y Be

    CIR

    La tasa de transmisin comprometida (Commited Information Rate, CIR) es la velocidad

    que la red soporta bajo condiciones de operacin normales. Su nombre se explica a si

    mismo; dado un contrato con el proveedor de servicio este se compromete a garantizar al

    menos esa tasa de transmisin. Este valor se mide en bits por segundo y debe estar

    especificado para cada circuito virtual. Se puede establecer un contrato con un CIR de 0, en

    cuyo caso se brindara un servicio best-effort y la red no garantizara el flujo de los datos.

    El CIR mximo de un enlace Frame Relay no puede exceder la velocidad del medio de

    acceso o la velocidad mxima del otro extremo del circuito virtual.

    Cuando la informacin inyectad en la red excede el valor del CIR, el bit de descarte (DE) es

    encendido para todos aquellos paquetes por arriba de la tasa especificada. En la prctica,

    para controlar la cantidad de trfico que puede ser inyectada en la red es necesario

    proporcionar un intervalo durante el cual se contabilizar el trfico inyectado para

    compararlo con respecto a las especificaciones contratadas. Para obtener este valor, se debe

    especificar cual es el mximo nmero de bits que la red deber aceptar (Bc) y al dividirlo

    por el CIR contratado se obtiene el valor de Tc, que ser el intervalo de medicin. Por

    ltimo, ya se mencion que Frame Relay permite a las conexiones excederse en sus tasas de

    transmisin con respecto al CIR contratado, pero encender el bit de descarte de todas las

    tramas correspondientes. Adicionalmente, Frame Relay impone un lmite en la cantidad de

    trfico que puede ser manejada por una conexin (en adicin a las limitaciones impuestas

    por la conexin fsica) y es especificada mediante el parmetro Be.

    Los conmutadores de acceso a una red Frame Relay implementan un mecanismo de

    formateo del trfico recibido llamado cubeta goteante (leaky bucket). El mecanismo

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 40/85

    consiste en una ventana deslizante Tc, durante la cual no se aceptar ms de Be bits y todas

    aquellas tramas excediendo el CIR contratado sern marcadas como elegibles para ser

    descartadas.

    Control de errores y de flujo de informacin

    Frame Relay emplea un mecanismo de verificacin de errores comn, CRC (Cyclic

    Redundancy Check). El CRC compara dos valores para determinar si la informacin

    recibida llego sin errores a su destino. Mediante la implementacin de un mecanismo de

    verificacin de errores en lugar de uno de correccin de errores Frame Relay reduce la

    sobrecarga en la red. Cuando el mecanismo detecta un error, la trama es simplemente

    descartada.

    Control de trfico y congestin

    Frame Relay minimiza la sobrecarga de la red mediante el empleo de simples mecanismos

    de notificacin, en lugar de efectuar control de flujo por cada circuito virtual. Debido a que

    Frame Relay es implementado sobre medios de transmisin confiables, esto no significa un

    deterioro en el desempeo ya que el control de flujo puede ser dejado a los protocolos de

    capas superiores. Frame Relay ofrece dos mecanismos de notificacin de congestin:

    FECN (Forward-Explicit Congestion Notification) y BECN (Backward-Explicit

    Congestion Notification).

    Ambos mecanismos son controlados mediante un bit contenido en la cabecera de la trama

    Frame Relay. La cabecera tambin contiene un bit de descarte (Discard Eligibility, DE) que

    es utilizado para identificar el trafico de menor importancia y que puede ser eliminado

    durante periodos de congestin.

    El bit FECN es parte del campo de direccin en la cabecera de la trama Frame Relay. El

    mecanismo es iniciado cuando un dispositivo DTE inyecta tramas a la red. Si la red esta

    congestionada, los DCEs (switches) establecern el estado del bit FECN a uno. Cuando las

    tramas alcanzan el nodo DTE destino, el FECN destino indica que las tramas

    experimentaron congestin con direccin al destino. El DTE podr entonces pasar la

    indicacin a las capas superiores para su procesamiento. Dependiendo de la

    implementacin, podra iniciarse control de flujo o simplemente ignorar la seal.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 41/85

    Actualmente solo DECnet y OSI son los nicos protocolos de capas superiores que

    implementan esta funcionalidad.

    El bit BECN tambin es parte de la informacin del campo de direccin en la cabecera de

    la trama Frame Relay. Los dispositivos DCE encendern este indicador para las tramas

    viajando en la direccin contraria a aquellas que tienen su bit FECN prendido. Esto indicara

    al DTE receptor que existe congestin en algn segmento de la red. Dependiendo de la

    implementacin el DTE podr pasar este indicador a las capas superiores para su

    procesamiento e iniciar control de flujo, o bien se le ignorar.

    El bit DE (Discard Elegibility) es utilizado para indicar aquellas tramas que tienen menor

    importancia que otras. El bit es parte del campo de direccin en la cabecera de la trama

    Frame Relay.

    Los dispositivos DTE pueden asignar el valor del bit DE para indicar que porcin de su

    trafico es de menor importancia. As pues, en momentos de congestin, la red descarta

    aquellas tramas de menor importancia antes de eliminar cualquier otro trfico con mayor

    prioridad.

    Direccionamiento

    El direccionamiento en Frame Relay esta basado en al asignacin de DLCIs. Cuando se

    esta manejando la especificacin estndar, los DLCIs solo tienen significado local, en tanto

    que cuando se esta empleando las extensiones LMI, los DLCIs se convierten en direcciones

    de red.

    Comparacin con X.25

    Frame Relay combina el multiplexaje estadstico y el manejo de puertos compartidos de

    X.25 con las altas velocidades y el pequeo retardo de la conmutacin de circuitos TDM.

    En contraste con X.25, Frame Relay elimina por completo el procesamiento de capa 3.

    Slo algunas funciones de la capa 2, denominadas fundamentales, son utilizadas, tales

    como verificar que la trama ha sido recibida sin errores, pero sin implementar

    retransmisin. Dado que muchos protocolos de capas superiores implementan funciones

    tales como numeracin de paquetes, rotacin de ventanas de transmisin, confirmacin de

    recepcin y otras, la red Frame Relay no duplica estas funcionalidades.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 42/85

    La siguiente tabla resume las caractersticas de Frame Relay y las compara con aquellas de

    TDM y X.25. Slot

    Conmutacin de Circuitos

    TDM

    Conmutacin de Paquetes

    X.25 Frame Relay

    Multiplexaje en intervalos de tiempo Multiplexaje estadstico (Circuitos Virtuales)

    Puertos compartidos Altas velocidades por Circuito Retardo mnimo alto reducido

    Tabla 4: Comparacin entre Frame Relay, TDM y X.25.

    En la siguiente pgina se puede apreciar la cantidad de procesamiento adicional que X.25

    efecta en comparacin con Frame Relay.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 43/85

    Figura 18. Procesamiento de Frame Relay vs X.25.

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    Octavio Herrera 44/85

    ATM

    Historia

    La ITU-T y otros grupos de estandarizacin comenzaron a trabajar en 1984 en el

    establecimiento de una serie de recomendaciones y tcnicas para la transmisin,

    conmutacin, sealizacin y control de una red inteligente basada en fibras pticas capas de

    resolver las limitaciones existentes de la poca y capas de manejar los servicios del futuro.

    Esta red fue referida como Red Digital de Servicios Integrados de Banda Ancha, B-ISDN.

    Para 1990 la decisin haba sido tomada para basar B-ISDN en SONET/SDH y ATM.

    SONET describe los estndares de transmisin ptica. Los estndares SONET/SDH

    especifican como la informacin

    puede ser empaquetada,

    multiplexada y transmitida en

    una red ptica. Una caracterstica

    esencial de SONEt/SDH es que

    garantiza que el equipamiento y

    los servicios de diferentes

    fabricantes y proveedores son

    interoperables y administrables.

    ITU-T necesitaba entonces de un

    estndar de conmutacin para

    complementar SONET/SDH en

    el modelo B-ISDN.

    Dado que SONET solo describe

    la transmisin y multiplexaje de

    la informacin, sin saber que tipo de informacin esta siendo conmutada, puede operar con

    casi cualquier tecnologa de conmutacin emergente. Dos tipos de conmutacin fueron

    considerador originalmente: sincrona y asncrona. Se requera de una matriz de conmutado

    inteligente con la capacidad de manejar todo tipo de trfico a velocidades extremadamente

    altas y la habilidad de maximizar los recursos de la red. Idealmente, el totalidad del ancho

    de banda debera de estar disponible para todas las aplicaciones y debera de ser asignado

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    Octavio Herrera 45/85

    sobre demanda. Se eligi ATM como la tecnologa que podra satisfacer estos

    requerimientos. Aunque ATM fue concebido originalmente para las redes WAN, los

    diseadores de redes de rea local y los operadores de televisin por cable vieron ATM

    como una posible solucin a sus necesidades particulares.

    El Foro ATM fue establecido en Octubre de 1991 y public su primera especificacin ocho

    meses ms tarde. El Foro ATM fue conformado para acelerar el proceso de adaptacin de la

    tecnologa, acelerando la generacin de especificaciones de interoperabilidad. En adicin a

    esto, el Foro promueve la cooperacin entre industrias y crea una presencia en el mercado.

    Para 1996 el Foro ATM present el Acuerdo de Anchorage. El acuerdo especificaba el

    conjunto de especificaciones necesarias para la implementacin de infraestructuras ATM de

    misin crtica y un conjunto adicional para la migracin a una red multiservicios. El

    acuerdo comprometa a los participantes a mantener el desarrollo de la tecnologa

    conservando compatibilidad con las especificaciones presentadas en esta revisin.

    Estructura de ATM conforme al modelo OSI

    El ncleo de las especificaciones de ATM cubre hasta la capa dos del modelo OSI, pero

    como se describir ms adelante, muchas de sus funcionalidades comprenden funciones de

    la capa 3 o superiores y su uso depender de la aplicacin en cuestin.

    Figura 19. ATM y el Modelo OSI.

    El nivel fsico define las interfaces elctricas y fsicas, las velocidades de las lneas y otras

    caractersticas fsicas.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 46/85

    El nivel ATM define el formato de la celda ATM.

    El nivel de Adaptacin ATM (ATM Adaptation Layer, AAL) define los procesos de

    conversin del trfico de los niveles superiores en celdas ATM.

    En las capas superiores se recibe directamente el trfico de otros protocolos (IP, IPX, etc) y

    se implementan funcionalidades como LANE (LAN Emulation).

    Caractersticas de operacin

    ATM (Asynchronous Transfer Mode) es una tecnologa de conmutacin de paquetes a alta

    velocidad que utiliza pequeos paquetes de longitud fija llamados celdas. El uso de celdas

    simplifica el diseo del equipamiento de conmutacin y permite su operacin eficiente a

    altas velocidades. El trmino asncrono se refiere al hecho de que las celdas no estn

    preasignadas, de tal forma que aquellas asignadas a una conexin pueden aparecer a

    intervalos irregulares.

    La arquitectura en capas de ATM permite manejar dicersos servicios, tales como voz, datos

    y video en una misma red. Las tres capas inferiores del modelo han sido definidas para

    implementar las funcionalidades de ATM. La capa de adaptacin convierte el trfico de las

    capas superiores en una secuencia de celdas con 48 bytes de informacin. En el proceso de

    adaptacin integra informacin adicional para garantizar que las propiedades del trfico en

    cuestion son conservadas (sincronia, sensibilidad a retardos, prdidas, etc). La capa ATM

    toma estos 48 bytes y les antepone una cabecera de 5 bytes que garantiza que la

    informacin sera transmitida a la conexin correcta.

    En ATM, las conexiones entre dispositivos terminales a nivel lgico se les denomina

    Canales Virtual (Virtual Channels, VC) y varios VCs son agrupados en Rutas Virtuales

    (Virtual Path, VP) para facilitar la administracin de las conexiones. Con establecer una

    ruta de respaldo para un VP se brinda proteccin a todos los VCs que este contiene adems

    de mantener la flexibilidad de que un VC puede ser intercambiado de VP en caso de ser

    necesario. Al igual que en Fram Relay, los canales (y las rutas) en ATM pueden ser de dos

    tipos: permanentes (PVCs) y conmutadas (SVCs). Tal y como el nombre lo indica, las

    conexione permanentes estan siempre presentes, en tanto que las conmutadas requiren de

    un procedimiento de establecimiento.

  • Tecnologas de Transporte

    Octavio Herrera 47/85

    Categoras de Servicios ATM y Aplicaciones

    La introduccin de nuevas categoras de servicios ATM ha incrementado los beneficios de

    la tecnologa, haciendo ATM adecuado para un sinnmero de aplicaciones. Una red ATM

    puede proveer conexiones VPs o VCs con diferentes niveles de servicios. El concepto de

    negociar el comportamiento esperado de la capa ATM en trminos del trfico y el

    desempeo de cada conexin permite a los usuarios optimizar las capacidades de la red

    para satisfacer los requerimientos de las aplicaciones.

    Las primeras implementaciones de ATM ofrecan limitadas opciones. El comportamiento

    tpico, comn de la mayor parte de la primera generacin de redes ATM, era reservar una

    cantidad fija de ancho de banda para cada conexin durante la duracin de la llamada en

    funcin de la mxima tasa de transmisin de la fuente con una calidad de servicio nica.

    Las categoras de servicios ATM representan las bases para la creacin de nuevos servicios

    en los que los usuarios pueden seleccionar combinaciones especficas de parmetros de

    trfico y desempeo.

    ATM es una tecnologa multiservicio. De hecho, la mayor parte de los requerimientos que

    son especficos para cierta aplicacin pueden ser resueltos en los extremos de la red ATM

    mediante la seleccin de la Capa de Adaptacin ATM (AAL) adecuada. Sin embargo, de

    acuerdo a la definicin e