Fibra óptica (página 2)

A medida que las señales electricas se transmiten por un cable, tienden a degenerar proporcionalmente a la longitud del cable. Este fenomeno se conoce como atenuacion. Un repetidor es un dispositivo sencillo que se instala para amplificar las señales del cable, de forma que se pueda extender la longitud de la red. El repetidor normalmente no modifica la señal, excepto en que la amplifica para poder retransmitirla por el segmento de cable extendido. Algunos repetidores tambien filtran el ruido.

Un repetidor basicamente es un dispositivo "no inteligente" con las siguientes caracteristicas: – Un repetidor regenera las señales de la red para que lleguen mas lejos.

– Se utilizan sobre todo en los sistemas de cableado lineales como Ethernet.- Los repetidores funcionan sobre el nivel mas bajo de la jerarquia de protocolos.- Se utilizan normalmente dentro de un mismo edificio.- Los segmentos conectados a un repetidor forman parte de la misma red. Los repetidores funcionan normalmente a la misma velocidad de transmision que las redes que conectan.

4.3. PUENTES.

Un puente añade un nivel de inteligencia a una conexion entre redes. Conecta dos segmentos de red iguales o distintos. Podemos ver un puente como un clasificador de correo que mira las direcciones de los paquetes y los coloca en la red adecuada. Se puede crear un puente en un servidor NetWare instalando dos o mas tarjetas de interfaz de red. Cada segmento de red puede ser un tipo distinto (Ethernet, Token Ring, ArcNet). Las funciones de puente y routers incorporadas en el NerWare distribuyen en trafico de una red entre los segmento de LAN.

Se puede crear un puente para dividir una red amplia en dos o mas redes mas pequeñas. Esto mejora el rendimiento al reducir el trafico, ya que los paquetes para estaciones concretas no tienen que viajar por todas la red. Los puentes tambien se usa para conectar distintos tipos de redes, como Ethernet y Token Ring ; podemos ver en la figura 4.3 Los puentes trabajan en el nivel de enlace de datos. Cualquier dispositivo que se adapte a las especificaciones del nivel de control de acceso al medio (MAC, media Access Control) puede conectarse con otros dispositivos del nivel MAC. Recordemos que el nivel MAC es subnivel del nivel del enlace de datos.

4.4.ROUTERS. Son criticos para las redes de gran alcance que utilizan enlace de comunicacion remotas. Mantienen el trafico fluyendo eficientemente sobre caminos predefinidos en una interconexion de redes compleja.

4.5. ENLACE PRINCIPAL (Backbone).

Un cable principal (Backbone) es un cable que conecta entre si dos o mas segmento de una red local y ofrece un enlace de datos de alta velocidad entre ellos. Mientras que un puente se establece instalando dos o mas tarjetas de red en un servidor, la interconexion de redes se realizan conectando varios servidores o segmentos de red local, generalmente con un enlace backbone.

Los enlaces backbone son generalmente medios de alta velocidad, como es el caso de la fibra optica. La figura 4.5 muestra un backbone basado en servidores. Cada servidor al backbone, y ofrece conexion a los restantes segmentos de red conectados al backbone. Las otras tarjetas del servidor estan conectadas a segmentos locales.

4.6. FDDI Y ATM.

En el nuevo entorno de conexiones de alta velocidad entre redes, se estan usando como backbone dos tecnologias de transferencias de datos. Existe una creciente necesidad de mas ancho de banda. Las estaciones de trabajo cientificas y para ingenieria son comunes en las redes locales y globales. Estas requieren ancho de bandas al transferir grandes archivos graficos y al conectarse a sistemas centrales (hosts). Las aplicaciones informaticas cliente– servidor que distribuyen en procesamiento entre varias computadoras de una red tambien comparten la necesidad de un mayor ancho de banda. FDDI y ATM son posibles soluciones.

Figura 4.5.Un backbone basado en servidores NetWare.

4.6.1. FDDI.

La Interfaz de datos distribuida de fibra (Fiber Distribuited Data Interface, FDDI) es un estandar de cable de fibra optica desarrollado por el comite X3T9.5 del American National Standards Institute (ANSI). Trabaja a 100 Mb/seg. y utiliza una topologia en anillo doble. FDDI se esta implementando como backbone en redes a nivel de campus y de empresas.

Los anillos dobles en sentidos opuestos ofrecen redundancia. Si falla un anillos, el se reconfigura , como se muestra en la figura 4.6, de modo que se puede seguir aceptando trafico en la red hasta que se corrija el error.

4.6.2. ATM.

ATM (Asynchronous Transfer Mode, Modo de transferencia asincrona) es una tecnologia de comunicacion de datos de conmutacion de paquetes de banda ancha diseñada para combinar las caracteristicas de los multiplexores por division de tiempo con retardo dependiente (ATD) y redes locales de retardo variable. Los multiplexores por division de tiempo es un metodo para combinar señales separadas en una unica transmision de alta velocidad. Con ATM se transmiten cerdas provenientes de muchas fuentes. Pueden mezclarse, pero cada una tiene su direccion de destino especifica, en la multiplexion por division de tiempo las señales llegan en orden en intervalos de tiempo regulares. En otras palabras, todas las celdas son del mismo tamaño, tanto en byte como en tiempo. El retardo variable es habitual en las redes locales, debido a que cada metodo de red puede utilizar un tamaño de paquete distinto. ATM divide los paquetes largos para adaptarlos a su tamaño de celda y los envia por el canal de datos ; esto son reensamblados en el otro extremo.

Figura 4.6.FDDI se reconfigura automaticamente en un anillo normal cuando falla un enlace.

1.RDSI DE BANDA ANCHA (ATM)

La RDSI de banda ancha ( RDSI-BA ) es el resultado de la evolución de la RDSI ( conocida ahora como RDSI de banda estrecha ) para soportar mayores velocidades y posibilitar servicios avanzados como la transmisión de vídeo.

Fue en 1988 cuando el CCITT ( Comité de Consulta Internacional en Telegrafía y Telefonía ) aprobó la primera recomendación para la RDSI-BA ( I.121 ). En ella se define RDSI-BA como " un servicio que requiere canales de transmisión capaces de soportar velocidades mayores que la velocidad primaria ". Se definió ATM ( Modo de Transferencia Asíncrono ) como la tecnología de conmutación que utilizaría RDSI-BA y 155 Mbps la velocidad que debía soportar. A pesar de las diferencias entre RDSI-BA y RDSI-BE, ambas mantienen muchos puntos en común, ya que la RDSI-BA es la evolución hacia la alta velocidad de la RDSI-BE. Alguno de estos puntos en común son

? El modelo de referencia para la configuración es similar, ya que RDSI-BA asumió con algunas modificaciones el de RDSI-BE.

? Ambas son de naturaleza conmutada y con conexión, utilizando un protocolo de señalización similar.

1.1.ARQUITECTURA DE RDSI-BA (ATM)

Para reunir los requisitos para vídeo de alta resolución, se necesitan velocidades de unos 150 Mbps. Además para poder ofrecer uno o más servicios interactivos y distribuidos se necesita una velocidad de línea de abonado de unos 600 Mbps. La única tecnología que permite estas velocidades es la fibra óptica. Por tanto la introducción de la RDSI-BA depende del ritmo de introducción del bucle de abonado de fibra. El dispositivo de conmutación debe soportar un amplio rango de velocidades diferentes y de parámetros de tráfico. Por eso se utiliza una tecnología de conmutación de paquetes rápidos que admite fácilmente el protocolo ATM.

Arquitectura funcional

En la siguiente figura vemos la arquitectura funcional de RDSI-BA:

RDSI-BA debe dar soporte a todos los servicios de transmisión a 64 Kbps que son admitidos por RDSI-BE para facilitar la conexión de RDSI-BE a RDSI-BA.

También observamos como el control de RDSI-BA se basa en señalización de canal común. Se usa un SS7 mejorado para admitir capacidades suplementarias de red de mayor velocidad.

En cuanto al protocolo de señalización, dos son los organismos que han definido estándares utilizados en ATM. El ITU-T ( antiguo CCITT ) definió el estándar Q.2391, versión mejorada del Q.391 utilizado en RDSI-BE. Por otro lado, el ATM FORUM ( asociación de fabricantes ) propuso la señalización UNI 3.0, basado precisamente en el Q.2391, que permite la interoperatividad entre distintos fabricantes.

Las diferencias entre Q.391 y Q.2391 son

? En Q.2391 no existe un canal común para la señalización ( canal D ), sino un canal virtual independiente para cada terminal.

? En vez de negociar el acceso a un canal B, se negocia una conexión de canal virtual entre extremos de la comunicación.

1.2.CONFIGURACIÓN DE REFERENCIA

Es básicamente la misma que la de RDSI-BE. Se utilizaron los mismos grupos funcionales añadiéndoles el prefijo B- para diferenciarlos. Con los puntos de referencia ocurre lo mismo, son iguales pero con el subíndice B.

Grupos funcionales

–B-NT1: Encargado de mantener las funciones de bajo nivel que conectan, mediante una línea física punto a punto, la red pública con los servicios de usuario. Es trasparente a los protocolos de señalización y al tráfico transportado.

-B-NT2:Realiza las funciones de adaptación a los diferentes medios y topologías. Son funciones suyas la señalización, adaptación y la multiplexación /demultiplexación de celdas.

-B-TE1: Es un equipo de usuario que soporta las interfaces y los protocolos definidos para RDSI-BA. Se conecta a los punto SB y TB.

-B-TE2: Es un equipo de usuario con una interfaz no estandarizada por la RDSI-BA. Se conecta al punto RB.

-B-TA: Adaptador que permite a los terminales B-TE2 conectarse a una RDSI-BA.

Puntos de referencia

Son los mismos que los de RDSI-BE con el subíndice B, aunque sólo se estandarizaron SB y TB. El punto RB se puede considerar dentro de este conjunto y permite conectar los dispositivos que acceden a través de los adaptadores de terminal de banda ancha ( B-TA ).

1.3.ESTRUCTURA DE LA TRANSMISIÓN

En términos de velocidades disponibles para abonados, se definen tres servicios de transmisión

? Servicio Full-duplex a 155´52 Mbps.

? Servicio asimétrico: Abonado-red a 155´52 Mbps y Red-abonado a 622´08 Mbps.

? Servicio Full-duplex a 622´08 Mbps.

La velocidad de 155´52 Mbps puede ya admitir todos los servicios de RDSI-BA. A esta velocidad se pueden incluir uno o varios canales de vídeo, por tanto, el servicio full-duplex a 155´52 Mbps será el servicio RDSI-BA más usado. La velocidad de 622´08 Mbps se necesita para gestionar la distribución de vídeo múltiple ( Videoconferencias simultáneas múltiples ). El abonado que quiera acceder a estos servicios utilizará el servicio asimétrico, dejando el servicio full-duplex a 622´08 Mbps para los suministradores de distribución de vídeo.

1.4.PROTOCOLO

El hecho de utilizar ATM en RDSI-BA marca la diferencia en los protocolos de RDSI-BA y RDSI-BE. En efecto, aunque RDSI-BA debe admitir aplicaciones en modo de circuito, estas se realizarán sobre un mecanismo de transporte basado en paquetes, por tanto, podemos decir que RDSI será una red de conmutación de paquetes ya que contiene servicios de banda ancha. El modelo de referencia de protocolo se muestra en la figura siguiente:

Se observa como se distinguen tres planos separados

Plano de usuario: Proporciona al usuario transferencia de información, contemplando el control de flujo y control de errores.Plano de control: Realiza control de llamadas y control de conexión (establecimiento, liberación, etc…).Plano de gestión: Coordinan todos los planos y controla los recursos que residen en sus entidades de protocolo.

Estos planos se dividen en capas, como muestra la figura anterior, y estas capas se dividen a su vez en subcapas. En la tabla siguiente se contemplan las subcapas existentes y se indican las funciones que realizan cada una de ellas.

2.INTERCONEXIONES RDSI-BERDSI-BA

Como cualquier red que desee tener aceptación en la industria, un objetivo prioritario es la interconexión con las redes existentes. El caso de la RDSI-BA y su relación con su predecesora, la RDSI-BE, no va a ser una excepción: cuando la RDSI-BA esté comercialmente disponible como servicio público, la RDSI-BE dispondrá de una base instalada considerable y unas infraestructuras relativamente recientes.

Fig. 1: Efectos de la aplicación de la RDSI en banda ancha comparada con la banda estrecha

Las interconexiones se realizarán, en principio, con gateways entre las dos redes conectadas en cualesquiera de los grupos funcionales LE o TE del modelo de configuración de referencia. La interconexión estará limitada a las facilidades que ambas tengan en común. Por ejemplo, supongamos una conferencia entre un videoteléfono de alta definición conectado a RDSI-BA y un videoteléfono de la RDSI-BE. Es evidente que la resolución de la conexión será la de la RDSI-BE.

1.EL CAMINO DE LA DIGITALIZACIÓN

Desde que A. Graham Bell descubriera el teléfono, las redes analógicas han dominado el panorama de las comunicaciones durante más de un siglo y han resultado adecuadas para la transmisión de voz a través de las redes telefónicas o de imágenes en movimiento mediante la difusión de las señales de TV. Sin embargo, este tipo de redes resultaron inapropiadas para transmitir datos cuando aparecieron los primeros ordenadores digitales, ya que la naturaleza íntima de estas señales no coincidía con la de las redes de comunicaciones existentes. Este requerimiento empujó al desarrollo de los módems (laboratorios Bell, 1958) para realizar la transformación analógico-digital y poder utilizar las redes telefónicas existentes para conectar equipos digitales. Pero la tecnología digital hoy en día ya no sólo se utiliza para transmitir datos informáticos, sino que también ha sido adoptada para la transmisión de voz e incluso de vídeo gracias a las posibilidades que ofrece y a la mayor calidad obtenida.

A causa de las ventajas que ofrecen las tecnologías digitales frente a sus equivalentes analógicas, las tres últimas décadas han estado marcadas por la progresiva digitalización de las redes de comunicaciones que, sucesivamente, han ido sustituyendo tramos enteros de la red analógica: primero fueron los troncales, luego los conmutadores, y finalmente, han sido los bucles de abonado hasta llegar a ser finalmente redes totalmente digitales.

Fig. 1: Las redes telefónicas han ido evolucionando hacia la progresiva digitalización de sus infraestructuras, comenzado por los centros de conmutación y las arterias principales, hasta finalizar con la digitalización del bucle de abonado.

1.1.REDES ANALÓGICAS

Las redes analógicas puras, a pesar de su uso extensivo durante casi un siglo, presentan dos graves inconvenientes intrínsecos a su misma naturaleza. Por un lado, el ruido que inevitablemente se introduce y que resulta prácticamente imposible de eliminar y, por otro, las dificultades para el almacenamiento, la reproducción fidedigna y análisis de las señales transmitidas. La combinación de ambos problemas impide dar servicios como el routing y limita la detección de errores, imprescindibles para la transmisión de datos.

Otro inconveniente es el de la multiplexión que resulta excesivamente compleja cuando se han de conmutar por separado varios canales. En una red telefónica analógica los canales de comunicación llegan a las centrales donde las señales son moduladas y transmitidas utilizando técnicas de multiplexión por división en frecuencia (FDM). Los canales de comunicación pasan por varios centros de conmutación, donde necesariamente la señal ha de ser demultiplexada y demodulada antes de ser reenviada hacia su destino a través de la arteria adecuada, donde es nuevamente modulada y multiplexada.

1.2.LA DIGITALIZACIÓN

Desde que se realizaron los primeros ensayos, las tecnologías digitales demostraron ser más sólidas que sus equivalentes analógicas, simplemente porque resultaban más fáciles de manipular y almacenar; no obstante, el coste de los primeros equipos limitó su instalación a gran escala, quedando reducido su uso a unos pocos sectores. El concepto de telefonía digital ya fue desarrollado en los años treinta y cuarenta, y las primeras implementaciones datan de los años cincuenta. Desde entonces, la evolución hacia la digitalización ha utilizado dos fundamentos tecnológicos:

? La conmutación digital

? La transmisión digital

AT&T fue la primera operadora que introdujo, en 1962, la transmisión digital y Western Electric la primera que introdujo la conmutación digital en 1976. Cuando la transmisión y la conmutación son digitales, los conmutadores basados en multiplexión por división de tiempo (TDM) pueden extraer señales individuales sin necesidad de decodificarlas, ni tampoco son necesarios los multiplexores pues el mismo conmutador realiza esta función.

La utilidad de los nodos digitales, que integran en una sola operación conmutación y transmisión, dio lugar a las denominadas Integrated Digital Network (IDN) o redes totalmente digitales de extremo a extremo. Si a estas redes les añadimos unos estándares universales de acceso, empezaremos a estar muy cerca de lo que se conoce como Integrated Services Digital Network (ISDN) .

1.RDSI: EL ESTANDAR UNIVERSAL

RDSI (o bien ISDN en inglés) es un concepto ligado al de una red totalmente digital que, utilizando unos estándares universales de acceso, permite la conexión de una amplia gama de terminales como teléfonos, ordenadores, centrales PBX, etc., a los que la red proporciona una gran variedad de servicios entre los que se incluyen voz, datos e imágenes.

Siendo rigurosos, cabría matizar la anterior definición diciendo que los estándares no son tan universales como hubiera sido deseable, existiendo serias diferencias entre EEUU, Japón y Europa. También podría considerarse la terna "voz, datos e imágenes" como poco significativa (a pesar de haberse convertido en un tópico), ya que al tratarse de una red digital de paquetes y de circuitos poco importa el origen de la información codificada, y la lista podría ampliarse indefinidamente con texto, Hi-Fi, gráficos, etc.

Es decir, la RDSI se presenta como la bandera de las redes RDI, aunque su oferta es diferente

· Audio de 7 kHz de ancho de banda, en vez de los 3.1 kHz de la red telefónica actual.

· Canales digitales de 64 kbps de velocidad en vez de las que se alcanzan utilizando módems que difícilmente llegan a los 40 kbps.

· Mayor funcionalidad y servicios gracias al canal común de señalización.

· Un único y estandarizado método de acceso que da paso a toda una red de área extensa, con posibilidad de transferir información tanto en modo circuito como en modo paquete.

Fig. 1: La RDSI-BE integra redes de circuitos y redes de paquetes permitiendo el soporte eficiente de voz, datos e imágenes en baja definición.

1.1.LA RDSI DE BANDA ESTRECHA (RDSI-BE)

Las comunicaciones hoy en día se configuran como un conjunto de redes separadas:

· Red X.25 para datos.

· Redes de conmutación de circuitos para voz y datos.

· Redes para transmisión de la señal de TV.

· Redes de área local (LAN).

· Redes metropolitanas (MAN).

· etc.

Es evidente que no existe una red universal donde podamos conectar indistintamente el teléfono, los terminales X.25, ni por supuesto un receptor de TV. Cada uno de estos disposi-tivos requiere un tipo específico de servicio, contratado, instalado y gestionado por separado. La RDSI pretende ser la gran integradora de los servicios que hasta ahora proporcionaban las compañías telefónicas: desde la red conmutada para voz, redes de paquetes, hasta los enlaces digitales punto a punto, pasando por la mayoría de redes especializadas en dar un solo servicio. La integración de las LAN y circuitos de TV quedan como objetivo para una futura RDSI en banda ancha. En principio, la RDSI convivirá y permitirá la conectividad con el resto de redes públicas, aunque éstas progresivamente irán siendo integradas o sustituídas por la RDSI hasta llegar a constituirse en red única.

Para permitir la interconexión de los terminales actuales, que no soportan de forma nativa protocolos RDSI, se han diseñado los denominados Adaptadores de Terminal (TA). Los TA garantizan de esta forma la conexión de la mayoría de recursos de comunicaciones existentes sin necesidad de cambios notables.

Especial énfasis están poniendo las compañías operadoras en captar el máximo número de usuarios en datos, ya que es el sector de mayor crecimiento. Un reciente estudio indica que la red telefónica en voz tiene un crecimiento anual en Europa estimado entre el 2% y el 5%, mientras que la demanda para datos se estima entre el 20% y el 30%. A pesar de que se habla mucho de los nuevos usuarios residenciales y sus aplicaciones típicas como vídeo bajo demanda y otros, lo cierto es que las fuerzas que van a mover la banda ancha en los próximos años van a ser la industria y los gobiernos principalmente.

1.2.CONFIGURACIÓN DE REFERENCIA PARA RDSI DE BANDA ESTRECHA

La configuración de referencia del acceso usuario-red está basado en dos elementos:

a) Grupos funcionales o los modelos de los terminales.

b) Puntos de referencia o interfaces de comunicación de los terminales. 

 Grupos funcionales

Se llaman grupos porque no intentan describir un terminal específico, sino un conjunto genérico de equipos con sus funciones y responsabilidades:

· NT1: Terminación de Red 1. Localizado en casa del abonado es el responsable de ejecutar funciones de bajo nivel. Presenta el final de la conexión física que monitoriza el acceso a la red.

· NT2: Terminación de Red 2. Equipo de usuario que realiza las funciones de adpatación a los distintos medios físicos, así como de la señalización y multiplexión del tráfico. Por ejemplo, una centralita PBX.

· TE1: Equipo Terminales 1. Son periféricos que integran de forma nativa los protocolos RDSI y pueden conectarse directamente a la interfaz S y T. Por ejemplo, un teléfono digital o una tarjeta adaptadora para PC.

· TE2: Equipos Terminales 2. Son aquellos periféricos que utilizan las actuales interfaces y protocolos no-RDSI. Precisan de un TA para poder acceder a la red. Por ejemplo, un teléfono analógico tradicional.

· LT: Terminación de línea. Su función es simétrica a la del NT1 pero localizado al lado de la central.

· TA: Adaptador de Terminal. Permiten la conexión de los ET1 a la RDSI actuando como conversor de protocolos V.24 o X.21 en la señalización RDSI.

Puntos de referencia

Son las interfaces de comunicación entre los grupos funcionales. Están definidos:

· R: Son todos los protocolos no-RDSI, como V.24 o X.21, los que pueden ser incluídos en este apartado. Precisan adaptadores de terminal para conectarse.

· S: Subscriber, es el punto de acceso universal a la red para los terminales con RDSI nativo. Puede coincidir o incluir al punto T.

· T: Interfaz entre NT1 y NT2. Separa el bucle de abonado de la instalación propia del usuario.

· V: Interfaz dentro de la central. Pertenece a la implementación propia de la compañía operadora.

 2.CANALES RDSI

Se denomina canal al medio a través del cual fluye le información y que es utilizado por los abonados para interaccionar con otros usuarios. Hay definidos tres tipos de canales según su capacidad y funcionalidad.

· Canal D: Transporta la información de señalización entre el usuario y la red, que sirve para controlar las llamadas de circuitos conmutados asociadas a los canales B. Dependiendo de la configuración pueden tener una velocidad de 16 o 64 Kbps.

·Canal H: Usados para información de usuario a alta velocidad. Tienen por tanto la misma funcionalidad que los canales B, de hecho son agrupaciones de canales B con lo que conseguimos velocidades múltiplos de 64 Kbps: 384 Kbps ( H0 ), 1536 ( H11 ) y 1920 Kbps ( H12 ).

Ya hemos dicho que el acceso a los servicios de la red se consigue a través del canal D ( canal de señalización ), mientras que los datos se transportan a través de los canales B. Todos ellos son digitales, full-duplex e independientes entre sí.

Estos tipos de canales se agrupan en estructuras de transmisión que se ofrecen como paquetes al usuario. Podemos distinguir dos tipos de estructuras.

Para usuarios con menos requerimientos, se pueden usar menos canales B, proporcionando accesos no estandarizados ( D, B+D, 6B+D, etc… ).

También existen estructuras que incluyen canales H.

Cuando en una estructura no hay ningún canal D, se supone que otro canal D en otra interfaz primaria, en la misma posición de abonado, proporcionará cualquier señalización necesaria.

2.1.PROTOCOLOS RDSI

Los protocolos definen reglas para el intercambio de información entre los diferentes niveles de una red. El modelo OSI para redes está estructurado en siete niveles, cada uno con un conjunto de funciones específicas que definen desde las interfaces físicas hasta la estructura de datos de las aplicaciones.

Fig.3: Los canales B accesibles son auténticos circuitos que conectan los usuarios finales y proporcionan un inmejorable nivel de transparencia cuyas limitaciones son únicamente las del nivel físico.

En RDSI, el canal D tiene implementados los niveles 1, 2 y 3 del modelo OSI, mientras que los canales B sólo tienen implementado el nivel 1, lo que permite a los usuarios utilizar sus propios protocolos desde el nivel 2 hasta el 7

Protocolos en el canal D: Los tres niveles definidos en el canal D son:

Nivel 1: Basado en la recomendación I.430, describe la conexión física entre el Equipo Terminal (TE) y el Terminal de Red (NT2). Define las características eléctricas, el tipo de conector, codificación de línea y framming. La conexión física es síncrona, serie y full-duplex. Los canales B y D son multiplexados en el tiempo sobre la misma línea física en un mismo frame, desde el NT1 en casa del abonado y la central telefónica.

Nivel 2: Basado en la recomendación Q.421, describe los procedimientos que aseguran la comunicación libre de errores sobre el enlace físico y define la conexión lógica entre el usuario y la red. El protocolo también proporciona las reglas para la conexión de múltiples terminales sobre una misma línea física (multipunto). El protocolo de nivel 2 es LAPD, una extensión del LAPB del X.25, que mejora la capacidad de direccionamiento.

Nivel 3: Basado en la recomendación Q.931, define la interfaz y los mensajes de señalización entre el usuario y la red. El protocolo implementado a este nivel determina las rutas tomadas a través de la red para conectar a los usuarios entre sí. También puede utilizarse el protocolo X.25 como nivel 3, aunque no está implementado en todas las redes.

Protocolos en el canal B:

Nivel 1: Tiene exactamente la misma especificación I.430 que el canal D ya que comparten la misma línea física donde ambos canales son multiplexados.

Nivel 2-7: No está definido ninguno de estos niveles, lo que permite al usuario utilizar los protocolos que prefiera.

2.2.SEÑALIZACIÓN

El canal de señalización utilizado en RDSI es conocido por SS7 y es un aspecto muy significativo de la arquitectura de la red. Hasta la aparición de RDSI, las redes transportaban los datos y la señalización por el mismo medio. En RDSI, como ya hemos comentado, la señalización es transportada por los canales D, que son independientes de los canales B utilizados para transportar los datos.

El término independiente no ha de tomarse en un sentido lógico, sino también físico, puesto que los canales D utilizan una propia subred con sus propios enlaces, protocolos y formatos. Se puede afirmar por tanto que RDSI está formada por dos redes separadas pero complementarias.

Los canales B y H al quedar liberados de la señalización, pueden ofrecer un servicio portador puro, de alta calidad y sin limitaciones de protocolos. Por otra parte, los canales D, además de gestionar la conexión y controlar los circuitos, proporcionan los servicios complementarios, incluso pueden llegar a constituir una red de paquetes X.25.Esta arquitectura segregada aporta una serie de ventajas:

3.SERVICIONS DE UNA RED RDSI

Se pueden estructurar en tres categorías:

a) Básicos o portadores

Permiten acceder (a través de una interfaz normalizada) a la red básica y transferir informa-ción entre usuarios. Existen dos modalidades:

· Conmutación de circuitos en el canal B

Proporciona un circuito dedicado de principio a fin. Es utilizado por aquellas aplicaciones que requieren una conexión en tiempo real, por ejemplo una conversación telefónica. Es un servicio sin restricciones, por lo que los usuarios pueden implementar sobre él cualquier protocolo.

· Conmutación de paquetes en los canales B y D

Proporciona una conexión lógica entre los usuarios. Es utilizable por aquellas aplicaciones insensibles al retardo, como por ejemplo, una transmisión de ficheros.

b) Teleservicios o Servicios de Valor Añadido

Utilizan los servicios portadores e implementan niveles superiores de comunicación. Pueden ser ofertados tanto por la compañía operadora como por terceras empresas. Pertenecen a esta categoría el videotext, el facsímil, incluso la telefonía digitalizada.

c) Servicios Suplementarios

Proporcionan a los usuarios información que ya tiene la red, razón por la que no se consideran de valor añadido. Entre los muchos servicios de esta categoría se encuentra la identificación de la llamada entrante, la multiconferencia, la redirección de llamadas, la información de tarificación, etc.

FAMILIA DE PROTOCOLOS TCP/IP

Los protocolos están presentes en todas las etapas necesarias para establecer una comunicación entre equipos de cómputo, desde aquellas de más bajo nivel (e.g. la transmisión de flujos de bits a un medio físico) hasta aquellas de más alto nivel (e.g. el compartir o transferir información desde una computadora a otra en la red).

Tomando al modelo OSI (Open Systems Interconection) como referencia podemos afirmar que para cada capa o nivel que él define existen uno o más protocolos interactuando. Los protocolos son entre pares (peer-to-peer), es decir, un protocolo de algún nivel dialoga con el protocolo del mismo nivel en la computadora remota.

En 1973, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Defensa (DARPA), de los Estados Unidos, inició un programa para la investigación de tecnologías que permitieran la transmisión de paquetes de información entre redes de diferentes tipos y características. El proyecto tenía por objetivo la interconexión de redes, por lo que se le denominó "Internetting", y a la familia de redes de computadoras que surgió de esta investigación se le denominó "Internet". Los protocolos desarrollados se denominaron el Conjunto de Protocolos TCP/IP, que surgieron de dos conjuntos previamente desarrollados; los Protocolos de Control de Transmisión (Transmition Control Protocol) e Internet (Internet Protocol).

En la actualidad, las funciones propias de una red de computadoras pueden ser divididas en las siete capas propuestas por ISO para su modelo de sistemas abiertos (OSI). Sin embargo la implantación real de una arquitectura puede diferir de este modelo. Las arquitecturas basadas en TCP/IP proponen cuatro capas en las que las funciones de las capas de Sesión y Presentación son responsabilidad de la capa de Aplicación y las capas de Liga de Datos y Física son vistas como la capa de Interface a la Red. Por tal motivo para TCP/IP sólo existen las capas Interface de Red, la de Intercomunicación en Red, la de Transporte y la de Aplicación. Como puede verse TCP/IP presupone independencia del medio físico de comunicación, sin embargo existen estándares bien definidos a los nivel de Liga de Datos y Físico que proveen mecanismos de acceso a los diferentes medios y que en el modelo TCP/IP deben considerarse la capa de Interface de Red; siendo los más usuales el proyecto IEEE802, Ethernet, Token Ring y FDDI.

Descripción del Modelo de Capas de TCP/IP

Para entender el funcionamiento de los protocolos TCP/IP debe tenerse en cuenta la arquitectura que ellos proponen para comunicar redes. Tal arquitectura ve como iguales a todas las redes a conectarse, sin tomar en cuenta el tamaño de ellas, ya sean locales o de cobertura amplia. Define que todas las redes que intercambiarán información deben estar conectadas a una misma computadora o equipo de procesamiento (dotados con dispositivos de comunicación); a tales computadoras se les denomina compuertas, pudiendo recibir otros nombres como enrutadores o puentes.

Para que en una red dos computadoras puedan comunicarse entre sí ellas deben estar identificadas con precisión Este identificador puede estar definido en niveles bajos (identificador físico) o en niveles altos (identificador lógico) de pendiendo del protocolo utilizado. TCP/IP utiliza un identificador denominado dirección internet o dirección IP, cuya longitud es de 32 bites. La dirección IP identifica tanto a la red a la que pertenece una computadora como a ella misma dentro de dicha red.

Tomando tal cual está definida una dirección IP podría surgir la duda de cómo identificar qué parte de la dirección identifica a la red y qué parte al nodo en dicha red. Lo anterior se resuelve mediante la definición de las "Clases de Direcciones IP". Para clarificar lo anterior veamos que una red con dirección clase A queda precisamente definida con el primer octeto de la dirección, la clase B con los dos primeros y la C con los tres primeros octetos. Los octetos restantes definen los nodos en la red específica.

Se ha mencionado que el enrutamiento sirve para alcanzar redes distantes. También se señaló que las direcciones IP se agrupan en clases. Ahora bien para cada clase se pueden contar con un número determinados de subredes. Las subredes son redes físicas independientes que comparten la misma dirección IP (es decir aquella que identifica a la red principal). La pregunta entonces es ¿cómo se logra que equipos que comparten el mismo identificador de red pero se sitúan en redes físicas diferentes podrán comunicarse usando compuertas? La solución a este problema es determinando una mascara de dirección.

Recordemos que los protocolos TCP/IP están enfocados a la transmisión de paquetes de información, buscando la independencia de la arquitectura de la red. Arquitecturas como la Ethernet logran la comunicación sólo mediante el conocimiento de la dirección física de las computadoras. Así en cada computadora que opere con el protocolo IP debe contar con algún procedimiento para la translación de la dirección IP a la dirección física de la computadora con la que establezca comunicación.

Una conversión dinámica de direcciones Internet a direcciones físicas es la más adecuada, debido a que se obtiene la dirección física por respuesta directa del nodo que posee la dirección IP destino. Una vez que la dirección física se obtiene ésta es guardada en una tabla temporal para subsecuentes transmisiones, de no ser así podría haber una sobrecarga de tráfico en la red debido a la conversión de direcciones por cada vez que se transmitiera un paquete.

El funcionamiento de ARP no es tan simple como parece. Supóngase que en una tabla de conversión exista un mapeo de una máquina que ha fallado y se le ha reemplazado la interface de red; en este caso los paquetes que se transmitan hacia ella se perderán pues ha cambiado la dirección física, por tal motivo la tabla debe eliminar entradas periódicamente.

Formato de mensaje del ARP

El formato de mensaje de ARP no es fijo, lo que le permite ser usado por otros protocolos de alto nivel.

El ejemplo muestra el formato para un mensaje ARP utilizando Ethernet, en donde la longitud de la dirección física es de 42 bits.

El Protocolo Internet proporciona un servicio de distribución de paquetes de información orientado a no conexión de manera no fiable. La orientación a no conexión significa que los paquetes de información, que será emitido a la red, son tratados independientemente, pudiendo viajar por diferentes trayectorias para llegar a su destino. El término no fiable significa más que nada que no se garantiza la recepción del paquete.

Formato del Datagrama de IP

La unidad de información intercambiada por IP es denominada datagrama. Tomando como analogía los marcos intercambiados por una red física los datagramas contienen un encabezado y una área de datos. IP no especifica el contenido del área de datos, ésta será utilizada arbitrariamente por el protocolo de transporte.

La Unidad de Transferencia Máxima determina la longitud máxima, en bytes, que podrá tener un datagrama para ser transmitida por una red física. Obsérvese que este parámetro está determinado por la arquitectura de la red: para una red Ethernet el valor de la MTU es de 1500 bytes. Dependiendo de la tecnología de la red los valores de la MTU pueden ir desde 128 hasta unos cuantos miles de bytes.

Fragmentación

La arquitectura de interconexión de redes propuesta por TCP/IP indica que éstas deben ser conectadas mediante una compuerta. Sin obligar a que la tecnología de las redes físicas que se conecten sea homogénea. Por tal motivo si para interconectar dos redes se utilizan medios con diferente MTU, los datagramas deberán ser fragmentados para que puedan ser transmitidos. Una vez que los paquetes han alcanzado la red extrema los datagramas deberán ser reensamblados.

Su función es la de notificar de eventos en los que los paquetes enviados no alcanzaron su destino. Proporciona un medio de transporte para que los equipos compuerta se envíen mensajes de control y error. ICMP no está orientado a la corrección de errores, sólo a su notificación.

Formato del mensaje ICMP

El formato de ICMP cambia dependiendo de la función que realice, exceptuando los campos de Tipo, Código y de Checksum. Un 1 en el campo de Protocolo del mensaje de IP indicará que se trata de un datagrama ICMP. La función de un mensaje determinado ICMP estará definida por el campo de Tipo; el campo de Código proporciona información adicional para realizar la función; el campo de Checksum sirve para efectuar una verificación por suma que sólo corresponde al mensaje ICMP.

Existen dos tipos de enrutamiento; el directo y el indirecto. Debido a que en el enrutamiento directo los datagramas se transmite de un equipo a otro, en la misma red física, el proceso es muy eficiente. La vinculación entre la dirección física y la IP se realiza mediante el ARP. En el indirecto la transmisión del datagrama se efectúa mediante la intercesión de las compuertas. Aquí la compuerta que actúa como enrutador debe de estar provista de mecanismos para conocer, y por tanto decidir, la trayectoria de la red que se desea alcanzar.

Para que en los equipos no exista una tabla excesivamente grande, que contenga todas las rutas a las redes que se interconeta el equipo, es de gran utilidad definir una ruta por default. A través de esta ruta se deverán alcanzar todas las redes destino.

La ruta por default apunta a un dispositivo que actua como compuerta de la red donde se encuentre ubicado el equipo que la posee.

Como se vio en la arquitectura de interconexión de redes de TCP/IP cada par de redes se conectan mediante compuertas. Para que los paquetes alcancen sus redes destino las compuertas deben contar con mecanismos mediante los cuales ntercambien la información de las redes que conecta cada uno.

En la Arquitectura de Enrutamiento por Compuerta Núcleo existe una compuerta que centraliza las funciones de enrutamiento entre redes, a esta compuerta se le denomina núcleo.

Cada compuerta en las redes a conectar tiene como compuerta por default a la compuerta núcleo. Varias compuertas núcleo pueden conetarse para formar una gran red; entre las compuertas núcleo se intercambiará información concerniente a las redes que cada una de ellas alcanzan.

La arquitectura centralizada de enrutamiento fue la primera que existió. Sus principales problemas radican no tanto en la arquitectura en sí, si no en la forma en que se propagaban las rutas entre las compuertas núcleo.

Conforme las complejidades de las redes aumentaron se debió buscar un mecanismo que propagace la información de rutas entre las compuertas. Este mecanismo debía ser automático esto obligado por el cambio dinámico de las redes. De no ser ásí las transiciones entre las compuertas podian ser muy lentas y no reflejar el estado de la red en un momento dado.

Este concepto ayudó a definir que tantas compuertas debería viajar un paquete para alcanzar su red destino. Mediante el vector una compuerta podía saber a que otra compuerta enviar el paquete de información, sabiendo que ésta podria no ser la última compuerta por la que el paquete tendría que viajar. Este esquema permite tener varios caminos a una misma red, eligiendo el camino más corto, es decir aquella compuerta que con menos saltos conduzca a la red destino.

Proporciona un mecanismo fiable para la transferencia de flujos de información. Aunque está íntimamente relacionado con IP TCP es un protocolo independiente de propósito general. Al ser un protocolo de alto nivel su función es que grandes volúmenes de información lleguen a su destino correctamente, pudiendo recobrar la pérdida esporádica de paquetes.

A cada paquete que es enviado se le asigna un número de identificador, el equipo que lo recibe deberá enviar un reconocimiento de dicho paquete, lo que indicará que fue recibido. Si después de un tiempo dado el reconocimiento no ha sido recibido el paquete se volverá a enviar. Obsérvese que puede darse el caso en el que el reconocimiento sea el que se pierda, en este caso se reenviará un paquete repetido.

Si el protocolo sólo contara con reconocimientos positivos gran parte de la capacidad de la red estaría desperdiciada, pues no se enviarían más paquetes hasta recibir el reconocimiento del último paquete enviado. El concepto de ventana deslizante hace que exista una continua transmisión de información, mejorando el desempeño de la red.

Este protocolo deja al programa de aplicación a ser explotado la resposabilidad de una transmisión fiable. Con él puede darse el caso de que los paquetes se pierdan o bien no sean reconstruidos en forma adecuada. Permte un intercambio de datagramas más directo entre aplicaciones y puede elegirse para aquellas que no demanden una gran cantidad de datagramas para operar optimamente.

Enviado por:

Ing.+Lic. Yunior Andrés Castillo S.

"NO A LA CULTURA DEL SECRETO, SI A LA LIBERTAD DE INFORMACION"®

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Santiago de los Caballeros,

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2015.

"DIOS, JUAN PABLO DUARTE Y JUAN BOSCH -POR SIEMPRE"®