Redes de Comunicaciones

Objetivos
x
Redes de Comunicaciones
x
Tema 1. Aspectos Generales de las
Redes de Comunicaciones
x
Jorge Martínez
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
x
1
Índice
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
Conocer los elementos básicos que componen
una red de comunicaciones.
Justificar la idoneidad de las comunicaciones
vía conmutación de circuitos y de paquetes
para la transferencia de diferentes tipos de
información.
Comprender la necesidad de la conmutación y
señalización en la red telefónica.
Comprender la metodología genérica seguida
para el diseño de una red .
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
2
Las Señales
Las Señales.
Estructura de la Red Telefónica.
Elementos de la Red Telefónica.
La Señalización en la Red Telefónica.
Redes de Datos.
Comunicaciones Vía Conmutación de Circuitos
y de Paquetes.
Diseño de la Red Telefónica.
¾
¾
El objetivo de las redes de comunicaciones es
ofrecer servicios de transferencia de
señales/información entre los terminales.
Tipos de señales más comunes:
‰
‰
Voz.
Datos.
TMN
(Telecommunications
Management Network)
Red de
Conmutación
de Paquetes
IN
(Intelligent
Network)
Red de Señalización
SSN7
Servidores
de Red
(OSS, SMS, ...)
Servidores
de Red
(SCP, MCP, ...)
Servidores
Locales
Gestión de Red
* Creación de servicios
* Control de los Abonados
* Soporte de Operación
Inteligencia de Red
* Personalización del Servicio
* Soporte de la Movilidad
* Funciones de Autentificación
Redes de Acceso
y Transporte
* Cableada e Inalámbrica
* Banda Estrecha y Ancha
* Privadas y Públicas
Terminales Fijos
y Móviles
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
3
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
4
La Señal de Voz
¾
¾
¾
Los Datos
Admite una representación tanto analógica
como digital.
Se limita en banda de 300-3400 Hz.
Su representación analógica es continua en el
tiempo.
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
¾
¾
¾
5
Las Redes
¾
¾
¾
¾
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
6
Índice
Se han creado redes específicas para la
transferencia de cada tipo de señal.
Redes telefónicas, optimizadas para el
transporte de señales de voz.
Redes de datos (conmutación de paquetes)
optimizadas para el transporte de señales
alfanuméricas codificadas.
En la actualidad se prefieren las redes
digitales de servicios integrados o redes
multiservicio.
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
Son señales que contienen mayoritariamente
información textual.
Al codificarse (ASCII) admite una
representación digital.
Son señales discontinuas en el tiempo (perfil
temporal a ráfagas).
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
7
Las Señales.
Estructura de la Red Telefónica.
Elementos de la Red Telefónica.
La Señalización en la Red Telefónica.
Redes de Datos.
Comunicaciones Vía Conmutación de Circuitos
y de Paquetes.
Diseño de la Red Telefónica.
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
8
Estructura de la Red Telefónica
Estructura de la Red Telefónica
1. Interconexión Total
2. Agrupación por Proximidad Geográfica.
Área_1
Nº enlaces = C 2N
Área_1
N!
2!˜(N 2)!
N(N 1)
2
A
Área_2
C
Enlace
M
B
D
Centrales de Conmutación
Terminales
Reducción de coste debido a:
‰
‰
Área_2
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Interconexión de los Terminales con la Central
de Conmutación
Bucle abonado longitud reducida (1-2 Km).
Nº circuitos enlace < M (probabilidad todos estén
hablando en mismo instante de tiempo es
despreciable)
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
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Ejemplo de Funcionamiento de las Centrales de
Conmutación
1. A 4 hilos.
4 Hilos
Puerto de
Entrada
Enlace
mf
Terminal
Central
mf B
Híbrida:
2. A 2 hilos.
2 Hilos
mf
au
Terminal
1
mf A
au
Híbrida
Central
Inicialmente se
implementaba
mediante una
bobina. En la
actualidad es un
dispositivo
electrónico.
Puerto de
Salida
2
2
mf C
1
mf D
2
2
au A au B
au D au C
1 A<>B
2 A<>C
Nota. Las centrales conmutan a 4 hilos.
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
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Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
12
Ejemplo de Funcionamiento de las Centrales de
Conmutación
Conmutación Local
Conmutación Remota
Puerto de
Entrada
Enlace
1
mf A
mf B
Puerto de
Salida
2
2
2
mf B
au A au B
au D au C
Puerto de
Salida
13
¾
¾
¾
¾
¾
¾
mf D
2
au A au B
au D au C
2 A<>C
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
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Elementos e Interfaces
de la Red Telefónica
Las Señales.
Estructura de la Red Telefónica.
Elementos de la Red Telefónica.
La Señalización en la Red Telefónica.
Redes de Datos.
Comunicaciones Vía Conmutación de Circuitos
y de Paquetes.
Diseño de la Red Telefónica.
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
mf C
2
1 A<>B
Índice
¾
2
1
2 A<>C
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
2
1
mf A
mf D
2
Puerto de
Entrada
Enlace
mf C
1
1 A<>B
Ejemplo de Funcionamiento de las Centrales de
Conmutación
Elementos:
1. Terminales
2. Red de Acceso
3. Centros de
Conmutación
4. Medios de
Transmisión
(alámbricos, ópticos,
inalámbricos...)
Interfaces:
1. User-Network
Interface (UNI).
2. Network Node
Interface (NNI).
15
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
UNI
Central
Local
Central
Troncal
NNI
Central
Local
UNI
NNI
Medios de Transmisión
Terminales
UNI
Central
Local
Central
Local
UNI
NNI
NNI
Red Toncal
Bucle de
Abonado
Red de
Acceso
16
Índice
¾
¾
¾
¾
¾
¾
Comunicación y Conexión
Las Señales.
Estructura de la Red Telefónica.
Elementos de la Red Telefónica.
La Señalización en la Red Telefónica.
Comunicaciones Vía Conmutación de Circuitos
y de Paquetes.
Diseño de la Red Telefónica.
¾
¾
Comunicación: Hace referencia a la
transferencia de información de acuerdo a
unas normas pre-establecidas.
Conexión: Hace referencia a la concatenación
de canales de transmisión, medios de
conmutación y otros elementos funcionales
que hacen posible la transferencia de señales
entre dos puntos, o más, de una red para
soportar una misma comunicación.
Nota. Puede haber comunicaciones con/sin conexión.
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
17
¾
En la red telefónica, la comunicación entre
dos terminales sólo es posible si previamente
se establece una conexión (bidireccional)
entre ellos.
Tres fases de la comunicación:
¾
¾
1. Establecimiento de la conexión.
2.Transferencia de la información.
3.Liberación de la conexión.
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
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Establecimiento de una Conexión en la Red
Telefónica
Comunicaciones Orientadas a la Conexión
¾
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
19
El terminal origen comunica a su central local
el “número” del terminal destino.
Las centrales que participan en el
establecimiento de la conexión, tanto locales
como
troncales,
“dialogan”
entre
sí
(intercambiar el número del terminal destino,
el puerto de entrada por el que le llegará la
señal de voz a la siguiente central que
participa en esta conexión, etc..).
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
20
El Protocolo de Señalización
¾
¾
¾
Establecimiento de una Llamada Telefónica.
Señalización: “Lenguaje” utilizado para el
diálogo entre terminales y centrales, y
centrales entre sí.
Protocolo: “Vocabulario” y conjunto de reglas
que definen el “lenguaje”.
La red telefónica maneja tanto señales de voz
(tráfico de abonado) como de señalización
(tráfico de control).
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
¾
¾
¾
¾
21
Dos Tipos de Señalización en Redes Telefónicas
¾
De abonado.
‰
‰
¾
¾
¾
Se utiliza el Sistema de Señalización número 7
(SS7) de la UIT-T, basado en mensajes.
¾
¾
RTB
RDSI
22
Índice
¾
De red.
‰
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
¾
Basada en tonos en la Red Telefónica Básica (RTB).
Basada en mensajes en la RDSI-BE (Q.931).
Terminal descuelga y recibe “tono de
invitación a marcar”.
El abonado marca el número destino (decádica
o multifrecuencia).
La centran local inicia el proceso de
encaminamiento (búsqueda de ruta óptima).
Una vez alcanzado el terminal destino el
origen puede recibir dos señales “tono de
retorno de llamada” o “tono ocupado”.
¾
Las Señales.
Estructura de la Red Telefónica.
Elementos de la Red Telefónica.
La Señalización en la Red Telefónica.
Redes de Datos.
Comunicaciones Vía Conmutación de Circuitos
y de Paquetes.
Diseño de la Red Telefónica.
SSN7
Señalización de abonado
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
Señalización de red
23
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
24
Visión Conceptual de un Conmutador de
Paquetes
Ejemplo de una Red de Datos
¾
¾
¾
Los 4 elementos de la red.
Las señales transferidas son datos (digitales
y discontinuas en el tiempo, a ráfagas).
Los recursos de transmisión y conmutación se
comparten entre todas las comunicaciones
activas.
Unidad de
Información
Conmutador de Paquetes
Procesador
Central
Local
Colas de Paquetes
Direcc. Direcc.
Origen Destino
Información
Terminal
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
25
Multiplexación en un Puerto de Salida de un
Conmutador
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
Índice
¾
A
X
A2
¾
B
A
B
A1
B1
¾
C
C1
¾
C
X
¾
A1
B1
A2
¾
C1
t
Las comunicaciones solo ocupan recursos de
transmisión y conmutación cuando están
transfiriendo señales.
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
26
¾
¾
27
Las Señales.
Estructura de la Red Telefónica.
Elementos de la Red Telefónica.
La Señalización en la Red Telefónica.
Redes de Datos.
Comunicaciones Vía Conmutación de Circuitos
y de Paquetes.
Diseño de la Red Telefónica.
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
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Comunicaciones Vía Conmutación de Circuitos
¾
Comunicaciones Vía Conmutación de Paquetes
Se reservan recursos de transmisión y
conmutación para el uso exclusivo de cada
comunicación.
¾
¾
Para ello se requieren un protocolo de señalización
específico que permita el establecimiento previo de
una conexión.
¾
¾
El término circuito hace referencia al conjunto
de recursos de transmisión y conmutación que
se reservan.
Es eficiente cuando las señales son continuas
en el tiempo (voz).
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
29
Índice
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
Pueden o no requerir el establecimiento
previo de conexión.
Los recursos de transmisión y conmutación
son compartidos dinámicamente por las
comunicaciones activas.
Es eficiente cuando las señales son
discontinuas en el tiempo (datos).
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
Diseño de la Red Telefónica
Las Señales.
Estructura de la Red Telefónica.
Elementos de la Red Telefónica.
La Señalización en la Red Telefónica.
Comunicaciones Vía Conmutación de Circuitos
y de Paquetes.
Diseño de la Red Telefónica.
¾
¾
El problema: Encontrar una solución que
permita ofrecer a los abonados una grado de
servicio (Grade of Service, GoS) mínimo
especificado al menor coste para el
explotador.
Uno de los parámetros más importantes que
define el GoS que ofrece una red es el
denominado Probabilidad de Bloqueo (PB).
PB
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
30
31
Número de llamadas bloqueadas
Número de llamadas ofrecidas
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
32
Diseño de la Red Telefónica
¾
¾
Componentes de la Probabilidad de Bloqueo
El problema: Encontrar una solución que
permita ofrecer a los abonados una grado de
servicio (Grade of Service, GoS) mínimo
especificado al menor coste para el
explotador.
Algunos aspectos que deben ser diseñados:
‰
‰
‰
PBC1
PBCi
Ubicación de las centrales de conmutación.
Topología red de interconexión y capacidad
enlaces (nº max. de circuitos).
Capacidad de los conmutadores (nº max. de
comunicaciones simultáneas).
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
PBEi
PB
33
Organización de la Asignatura
Tema 1. Introducción
a las redes de
comunicaciones
Tema 2,3,4. Sistemas
de Conmutación
Tema 5.
RDSI-BE
SSN7
Tema 6. Sistemas de
Señalización de Red
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
Red Telefónica
A
35
PBE1
PBC2
PBE2
PBC3
B
PBE3
PBC4
Número de llamadas bloqueadas en el conmutador i
Número de llamadas ofrecidas al conmutador i
Número de llamadas que no encuentran canal libre en enlace i
Número de llamadas ofrecidas al enlace i
PBC1 PBE1 PBC2 PBE2 PBC3 PBE3 PBC4
Redes de Comincaciones. Jorge Martínez.
34