1 Red Digital Servicios Integrados ISDN-HISTORIA ISDN

Red Digital Servicios
Integrados
ISDN-HISTORIA
ISDN-HISTORIA
Tecnología switching de años 50 al 70
con buena calidad en la voz
Tecnología switching es susceptible al
ruido.
Tecnología Digital ofrece inmunidad
al ruido, compresión y altas velocidades.
En años 70 se desarrolla el primer
circuito “Very Large Scale Integrated”
(VLSI), para conmutación digital.
EVOLUCIÓN DEL ISDN
ANALÓGICO
Las facilidades digitales se presentan
en lado de redes telefónicas y no hasta
el usuario.
En 1972 se establece el concepto de llegar
al cliente con la facilidad digital y el
UIT-T antiguo CCITT lo estandarizó en el
Libro Rojo en 1984.
En 1990 empieza su implementación
ANA
DIGITAL
LÓG
módem
CENTRAL
LOCAL
ANALÓGICO
PSTN
ICO
ANALÓGICO
CENTRAL
LOCAL
DIGITAL
CENTRAL
LOCAL
DIGITAL
PSTN
DIGIT
AL
PSTN
L
I TA
DIG
1
ISDN (Integrated Service
Digital Network)
De la figura:
El primer caso, se parte de una red totalmente
analógica.
Del segundo caso, su primer paso a la
digitalización de los elementos de conmutación de
la red y de las arterias de transmisión.
El tercer caso, es la suma del segundo paso más
la digitalización del elemento de unión entre la
central física y el usuario terminal, con ello se
proporciona la posibilidad de ofrecer muchos y
variados servicios en una red totalmente digital.
ISDN (Integrated Service Digital Network)
GENERACIONES DEL ISDN:
La primera generación se conoce como ISDN-BE
(narrowband ISDN), es una red que procede de la
red telefónica existente, basada en conexiones por
conmutación de circuitos de 64 Kbps integrando
voz, datos, texto, imágen. Se dispone de múltiples
canales duplex de información ( canal B portador y
canal D de señalización).
La segunda generación se le conoce como ISDNBA (Broadband ISDN), soporta velocidades altas
de hasta Gbps y esta basada en tecnología ATM
(Asynchronous Transfer Mode).
ISDN (Integrated Service
Digital Network)
El UIT-T definió el ISDN como:
Una evolucionada de la red de telefonía
integrada digital, que proporciona conectividad
digital extremo a extremo para dar soporte a una
amplia gama de servicios.
Extremo a extremo significa que es una tecnología
diseñada para digitalizar hasta el último metro o sea
solo 1 y 0 viajarán por el enlace.
Aún así, ISDN no ha alcanzado en nuestros días
el desarrollo esperado en banda estrecha.
Donde está ISDN Hoy?
La ley A creada en Europa por el Euro-ISDN
de acuerdo al UIT-T
A principios de 1990 se crea en USA el
estándar propio ISDN-1 (NI-1) en ley µ
usada también en Japón.
ISDN-1 y Euro-ISDN son incompatibles
Otro problema de aceptación fue su rango
reducido de operación, hasta 2 millas.
La video conferencia ayudó un poco a su
aceptación y difusión en los mercados
internacionales.
2
Donde está ISDN Hoy?
A pesar del esfuerzo del UIT-T, algunos
problemas afectaron su aceptación:
i. Incompatibilidad entre diferentes vendedores
ii. Rango de operación limitado
iii. Análisis incorrecto de usuarios potenciales
Su inicio fue desordenado por lo que se
creó la canalización de ley A o µ para
establecer estándares entre europeos y
americanos pero su incompatibilidad se
mantiene aún hoy en día.
Donde está ISDN-BE Hoy?
El concepto detrás de ISDN es atractivo
para los operadores de redes como
integrador de servicios.
Consiste también en manejar diferentes
tipos de tráfico en un mismo medio.
ISDN-BA ha evolucionado hasta el uso
de fibra con transporte de alta velocidad
(SONET/SDH), retomando los principios
de la integración de servicios del ISDNBE en la nueva tecnología.
Donde está ISDN-BE Hoy?
ISDN-BE ha sido considerado fuera de
tiempo.
Sin embargo, en los últimos años ha
resurgido con el crecimiento de INTERNET
y video conferencia.
Presenta una alternativa robusta a las
líneas analógicas, ISDN-BE ofrece dos
alternativas: PRI y BRI.
ISDN (Integrated Service
Digital Network) en Banda
Estrecha
ISDN-BE
3
ISDN (Integrated Service
Digital Network)
OBJETIVOS:
Proporcionar capacidad de interoperavilidad
en red que permita a los usuarios acceder
fácilmente, integrar y compartir información
de todo tipo : datos, texto, imágen y video
con interdependencia de las fronteras
geográficas, organizativas y tecnológicas.
Por lo tanto el ISDN, es consecuencia
evidente de la convergencia
de la
informática y las telecomunicaciones.
SERVICIOS DEL ISDN-BE
A. SERVICIOS PORTADORES: hay dos
tipos:
1) Para el modo circuito el UIT-T ha definido 8
tipos de estos servicios:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
64 Kbps, no restringido, estructurado 8 Kbps
64 Kbps, estructurado 8 Kbps, utilizable para la
transmisión de voz.
64 Kbps, estructurado 8 Kbps, utilizable para la
transferencia de información de audio en 3.1 Khz.
Alterno voz/64 Kbps no restringido, estructurado
8 Khz
2 * 64 Kbps no restringido, estructurado 8 Khz
384 Kbps no restringido, estructurado 8 Khz
1,536 Kbps no restringido, estructurado 8 Khz
1,920 Kbps no restringido, estructurado 8 Khz
SERVICIOS DEL ISDN-BE
Tres tipos de capacidades de servicios según
UIT-T de la serie I.200 y en función del
usuario:
A. Servicios portadores (Transporte).
Transmisión de voz, datos e imágen entre usuarios
Proporcionan la capacidad necesaria para la transmisión de
señales entre puntos de terminación de red definidos.
Ejemplos son: Telefonía digital y transmisión digital
B. Teleservicios (Servicios de Valor Añadido SVA).
Combinan funciones de transporte con procesamiento de la
información.
Ejemplos son: Telefonía, teletexto, facsímil, correo electrónico
C. Servicios suplementarios.
Son complemento de los dos anteriores. Ej. Llamada abreviada,
identificación de llamada entrante, conferencia entre usuarios.
SERVICIOS DEL ISDN-BE
SERVICIOS PORTADORES MODO CIRCUITO:
Los
cuatro
primeros
proporcionan
la
capacidad de transferencia de información a
64 Kbps.
El primero es un servicio de propósito general y de
modo transparente. Utiliza un reloj de 8 Khz y
delimita los datos en unidades de 8 bits llamados
octetos de voz o datos a esto se le llama
estructurado.
El segundo define una estructura digital conocida
como MIC(modulación por impulsos codificados,
popular PCM). Por lo tanto la integridad de los datos
no esta garantizada en el servicio aunque la calidad
de voz es alta .
4
SERVICIOS DEL ISDN-BE
SERVICIOS PORTADORES MODO CIRCUITO:
El tercer servicio se utiliza para la transferencia
digital de información de audio a 3.1 Khz. Permite el
enrutamiento de circuitos analógicos y el
procesamiento propio de señales de voz.
El cuarto servicio no se restringe la transferencia de
modo alternativo aunque si es estructurada.
El quinto servicio proporciona al usuario dos canales
relacionados a través de señalización, popularmente
conocido como BRI.
Los últimos tres servicios de este modo
proporcionan transmisión digital de alta velocidad y
se utilizan principalmente en las aplicaciones de
vídeo,
conexión
privada
entre
PBXs
y
videoconferencia.
SERVICIOS DEL ISDN-BE
B. TELESERVICIOS
Aplican en las capas del 4 al 7
Basados en necesidades de transporte de
información para teleservicios.
Orientados a la aplicación. Ejemplos:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
Telefonía
Teletex
Telefax
Mixto
Videotex
Telex
SERVICIOS DEL ISDN-BE
2)
SERVICIOS PORTADORES DE MODO
DE PAQUETES:
El UIT-T ha definido 3 tipos de estos
servicios.
I.
El primero se refiere a la llamada virtual y
circuito virtual permanente se refiere al acceso
de usuarios a la red como conmutador de
paquetes pero en ISDN.
II. El segundo en el modo sin conexión se refiere a
el servicio es orientado a la no conexión a
través de datagramas y cuya demanda esta en
función del servicio. Ejs. Telemetría y alarmas.
III. El último se refiere a la señalización de usuario
como parte del control entre usuarios de la red.
SERVICIOS DEL ISDN-BE
LOS TELESERVICIOS:
El UIT-T lo define en la norma I.212. Se
define para servicios de valor agregado o
SVA, que varían considerablemente en el
tiempo:
a. TELEFONÍA: Proporciona comunicación de voz en
3.1 Khz de Ancho de Banda. Codificación estándar
y con condiciones de red adicionales como
compresión y cancelación de eco.
b. TELETEX: Tuvo expectativas en los 80. Su objetivo
era proporcionar comunicación punto a punto en
caracteres codificados.
c. TELEFAX: Se basa en la recomendación del UIT-T
Grupo 4 a través del Facsímil. Su operación es
punto a punto con protocolos de comunicación ,
resolución y codificación de gráficos
5
SERVICIOS DEL ISDN-BE
LOS TELESERVICIOS:
d. MIXTO: Combina el Teletex y el Telefax.
e. VIDEOTEX: Desde los años 90 su
desarrollo
ha
mejorado
extraordinariamente en los desarrollos de
los servidores de la Internet. Proporciona
mayor capacidad y funciones de buzón
para la información de texto y gráfico.
f. Télex: Proporciona una comunicación
interactiva de texto, siguiendo las
recomendaciones para télex sobre la capa
física del ISDN.
SERVICIOS DEL ISDN-BE
LOS SERVICIOS SUPLEMENTARIOS:
3.
4.
5.
6.
7.
CONCLUSIÓN DE LLAMADA: Abarca los siguientes
servicios; Llamada en espera, llamada retenida,
conclusión de llamadas a subscriptores ocupados.
PARTICIPACIÓN MULTIPLE: Realiza los servicios
de; llamada en conferencia, servicios a tres partes.
SOCIEDAD DE INTERES: Obedece a tener un grupo
cerrado de usuarios y/o plan de numeración
privado
FACTURACIÓN: Se puede tener; las llamadas al
crédito, informe de costos, facturación reservada
TRANSFERENCIA DE INFORMACIÓN ADICIONAL:
Se refiere a la señalización que se establece de
usuario a usuario.
SERVICIOS DEL ISDN-BE
C. LOS SERVICIOS SUPLEMENTARIOS:
El UIT-T lo define en la norma I.250. Se define su
implementación de manera independiente del
servicio portador o teleservicio en el que puede ser
utilizado, algunos de ellos son:
1.
2.
NÚMERO DE IDENTIFICACIÓN: Abarca los siguientes
servicios; Marcación directa, número de subscripción
múltiple, presentación de la identificación del que llama,
restricción de la identificación del que llama, presentación
de la identificación del llamado, restricción de la
identificación del llamado, identificación de llamadas
maliciosas.
OFERTA DE LLAMADA: Realiza en los servicios de;
Transferencia de llamada, redireccionar llama ocupada,
redireccionar llamada no respondida, redireccionar llamada
incondicionalmente, desviación de llamada, busca de línea.
ARQUITECTURA DEL ISDN-BE
El UIT-T en su recomendación I.325 establece
la siguiente arquitectura:
Funciones
nivel inferior
Conmutación de
Paquetes
Conmutador
Conmutador
ET
ISDN
Conmutación de
Circuitos
ISDN
ET
Equipo
Equipo
terminal
terminal
Equipo
Equipo
terminal
terminal
Señalización
Funciones no
conmutadas
usuario-red
Funciones del Canal
Común de Señalización
Señalización de usuario
6
PROTOCOLO DEL ISDN-BE
RECOMENDACIONES DEL ISDN-BE
ARQUITECTURA DE LOS PROTOCOLOS PARA
LA INTERFASE UNI EN ISDN-BE.
I.
Aplicación
Señalización
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Físico
de usuario
extremo a
extremo
Control de llamada
(I.451/Q.931)
Capa de paquetes de
X.25
Paquetes
de X.25
En estudio
I.465/ V.20
LAP-D (I.441/Q.921
Frame Relay
LAP-B
I.430 Intefase Básica +I.431 Interfase Primaria
Señalización
Paquetes
tramas
Conmutación
SEMI-
Conmutac
de circuitos
permanente
de paquetes
Canal D
Canal B
II.
Las recomendaciones para la capa 1
según UIT-T son:
I.430 para acceso básico donde se
describe la conexión física entre el
equipo Terminal de Red (TR) y el equipo
Terminal de Usuario (ET). Los canales B y
D se multiplexan sobre la misma
interfase física con diferentes frames
desde el equipo TR de acceso hasta la
operadora de servicios.
I.431 para el acceso primario se definen
las características eléctricas, tipo de
conector, codificación en la línea y el
Frame.
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
Transferencia de información entre
terminales y la Central Telefónica(PBX)
Proporciona el soporte a las funciones:
Canales B
Canal D
Control de Acceso al Medio (MAC)
Activación/Desactivación
Los canales del ISDN se definen por
el UIT-T en su recomendación I.421
establecidos como:
CANAL B: 64 Kbps
CANAL D: 16 ó 64 Kbps
CANAL H0: 384 Kbps
CANAL H11: 1,536 Mbps
CANAL H12: 1,92 Mbps
7
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
CANAL B: 64 Kbps:
Es el canal de usuario básico. Se utiliza para
transmisión de tráfico mixto de voz y datos.
La conmutación de circuitos elemental se realiza a
través de este canal B, aunque en el mismo
existan varios subcanales más compartiendo el
mismo circuito.
Se establecen tres tipos de conexiones:
1. Conmutación de circuito: Es el que se encuentra
disponible actualmente a través de una llamada
telefónica
2. Conmutación de paquetes: Cuando a través de nodo se
interconecta en datos con otros usuarios en F.R. o en
X.25
3. Semipermanente: Es equivalente al de una línea
dedicada y se establece mediante procedimientos del
plano de gestión
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
CANALES H (H0, H11, H12)
Se utilizan para transmisión de información
de usuario a alta velocidad. El usuario
puede utilizarlo como un canal de alta
velocidad o subdividirlo en TDM.
Ejemplos de esta aplicación son: facsímil
rápido, vídeo, datos de alta velocidad y
multiplexación en baja velocidad.
Se pueden clasificar en dos tipos de
conexiones:
i. Estructura de canal de acceso básico (BRI)
ii. Estructura de canal de acceso primario (PRI)
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
CANAL D: Tiene dos propósitos
1. Para transmitir información de señalización, para
controlar llamadas de conmutación de circuitos
asociadas con los canales B en la interfase de
usuario. Esta técnica se le llama señalización de
canal común ya que D proporciona señales de
control para los demás canales haciendo uso del
canal en forma más eficiente.
2. También para la conmutación de paquetes y de
tramas a baja velocidad.
Estos tipos de servicio comparten el canal D
utilizando multiplexación STDM o sea la suma de
las velocidades pico puede ser superior a la
capacidad del canal D.
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
CANALES H (H0, H11, H12)
Estructura de canal de acceso básico (BRI)
Proporciona dos canales B a 64 Kbps y un canal D a
16 o 64 Kbps. Normalmente la velocidad en el
usuario es de 144 Kbps o 192 Kbps sumando los bits
de control, sincronismo y mantenimiento.
Dentro de sus aplicaciones permite la transmisión de
voz y datos simultáneamente.
Aunque en algunos casos no se utilizan los dos
canales B, la interfase sigue siendo el mismo BRI
con el fin de mantener el esquema 2B+D
8
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
Estructura de canal de acceso primario
(PRI)
CANALES H (H0, H11, H12)
Estructura de canal de acceso primario (PRI)
Para Europa se utilizan treinta canales B a 64 Kbps y
un canal D a 64 Kbps 30B+D (1920 + 64) más la
señalización del canal 0 en 64 Kbps a través de un
E1 y sumando los 2,048 Mbps. En Estados Unidos,
Canadá y Japón se utilizan veinte tres canales B a 64
Kbps y un canal D a 64 Kbps 23B+D ((24 canales * 8
bits) + 1 bit) a través de un T1 para sumar 1,544
Mbps. Para ambos casos se denomina una
multitrama.
En general para cualquier intervalo de tiempo se
cumple nB+D, donde n puede variar hasta 23 o 30
servicios primarios. También es importante que solo
se necesita un canal D para cualquiera de las
tramas.
También se definen para enlaces de alta velocidad
a nivel primario las siguientes estructuras:
Para H0 soporta múltiples canales H0 en 384 Kbps
con estructura de: 3H0+D y 4H0 para T1, mientras
que 5H0+D para el E1.
Para H11 y H12: Un canal H11 en 1,536 Kbps (24
canales B) y un H12 en 1,920 Kbps (30 canales B).
El canal D lleva 8 bits para H11 y 64 bits para H12.
Finalmente la estructura formada por canales B y
H0 donde es opcional el canal D y es una
combinación de ambos. Por ejemplo para un T1:
1H0+5B+D y 3H0+6B.
1.
2.
3.
Formato de Trama BRI
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
Formato de Trama BRI
La trama ISDN porta la información final de
usuario sobre el nivel físico en una velocidad útil
de 144 Kbps .
La trama BRI además contiene una velocidad
auxiliar de 48 Kbps para los bits de control.
Por lo que la velocidad real de la línea para un
canal BRI es de 192 Kbps.
Hay dos formatos trama, uno para enviar de la
red hacia la terminal y el otro enviar de la
terminal a la red.
Trama RT (Red a Terminal)
Longitud en bits
1
1
F L
8
B1
1
1
1
1
1
8
L D L F L
B2
1 1
1
L D L
8
1
1 1
B1
8
B2
...
Trama RT (Terminal a Red)
Longitud en bits 1
A
B1
B2
D
=
=
=
=
E
=
F
L
S
M
N
=
=
=
=
=
1
8
F L
B1
1
1
1
8
E D A F N
1
1
B2
1
8
E D M
1 1
B1
1 1
8
E D S
1
B2
...
Bit de Activación usado para activar dispositivos
Bits de canal B1 usados para datos de usuario
Bits de canal B2 usados para datos de usuario
Canal D usado para señalización así como datos de usuario
(4 bits X 4000 tramas/seg = 16Kbps)
Bit de canal Eco usado para contención cuando muchos tratan de ocupar
un canal pasivo al mismo tiempo
Bit de tramado el cual provee el alineamiento y sincronización
Bit de balanceo de carga el cual ajusta el promedio del valor de bit
Bit de respaldo reservado para futura estandarización
Bit de multitrama
Bit con desplazamiento de la trama de control
9
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
Los puntos de referencia ISDN y agrupaciones
se definen por el UIT-T en su recomendación
I.411 establecidos como:
Grupos funcionales: Son conjuntos de
funciones que pueden necesitarse para el
acceso ISDN y son parte del equipo terminal
ET.
Son
puntos
Puntos
de
referencia:
conceptuales
que
dividen
los
grupos
funcionales, un ejemplo podría ser un punto
de referencia que corresponde a una interfase
física entre distintos equipos. Puede ser que
esta interfase física no exista y sea solo
lógica.
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
Tipos de grupos funcionales:
1. Terminación de Red 1 (TR1): Incluyen
funciones con la terminación eléctrica y
física de la red, puede constituir la frontera
entre la red pública y privada. Ejemplo: Una
interfase residencial puede incluir un
teléfono, un PC o Alarma.
2. Terminación de Red 2 (TR2): Sus funciones
son
de
señalización,
conmutación,
concentración o enrutamiento. Ejemplos:
PBX,
concentradores,
multiplexores
estadísticos, puentes y enrutadores con
interfase ISDN.
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
3. Equipo terminal: existen dos tipos:
a. Equipo terminal tipo 1 (ET1): Su conexión
es natural y directa a la red, por ejemplos:
teléfonos digitales, DTE con voz, datos y
facsímil grupo 4.
b. Equipo terminal tipo 2 (ET2): Su conexión
a la red es a través de un adaptador que
permita el acceso al ISDN ya que no es
natural. Ejs. Teléfonos analógicos, PC con
V.35, V.24 o 10 baseT.
4. Adaptador de terminales (AT):
Son
acopladores que transforman de V.24 o
V.35 a ISDN para su compatibilidad.
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
GRUPOS FUNCIONALES Y PUNTOS DE
REFERENCIA
Compañía Telefónica
ET
CT
ET
CT
Cliente
U
U
TR-1
T
TR-1
T TR-2
TR-2
ET1
S
AT R
ET2
ISDN
10
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
Capa 1 - Nivel Físico del ISDN-BE
Un ejemplo de operación del ISDN:
Tipos de puntos de referencia:
1.
2.
3.
4.
Punto de referencia R: Es la interfase entre un ET2
y el AT, por lo tanto no es un estándar y depende
de cada fabricante quién es el que la define. Es
una solución temporal mientras se concluye un
ET1.
Punto de referencia S: Define la comunicación
entre un equipo ISDN ET1 y el TR2.
Punto de referencia T: Eléctricamente es el mismo
que S y esta situado entre TR2 y TR1.
Punto de referencia U: En sus funciones básicas
esta la transformación de un circuito de 2 hilos a 4
hilos directamente en el usuario del TR1.
Ejemplo No1 de operación de una
red ISDN-BE
Sí en una oficina se tiene una microcomputadora que opera
con 2400 bps y un teléfono. El AT convierte la velocicidad de
2400 bps a 64 Kbps del canal B dejándola en condiciones
para llevarlos a una red X.25. El AT también convertirá la
señal analógica del teléfono en señal digital de 64Kbps
utilizando las técnicas PCM. En la oficina no hay conmutación
o sea TR2 pero sí el TR1 en una sola salida AT de interfase T.
La información de señalización del canal D envía a través de
una red de paquetes independiente se denominada CCS7
(Common Channel Signalling), que permite la operación
coordinada de los centros de conmutación, controlando el
enrutamiento de las llamadas, el establecimiento y liberación
de las mismas.
En el canal B hay un ordenador central, una central de
conmutación para un gran número de teléfonos. En función
del tráfico podrían haber varios PRI y BRI entre el local B y la
central.
Ejemplo No2 de operación de una
red ISDN-BE
Sitio del Cliente (ISDN)
Sitio de la Red (IDN)
CCS7
ET1
CENTRAL DE
TRÁNSITO
AT
Switch
Digital
Función de
Interworking
AT
TR1
CENTRAL
LOCAL
CENTRAL
LOCAL
TR 1
Switch
PBX
T
S
TR2
CENTRAL DE
TRÁNSITO
LOCAL A
CCS7
CENTROS DE
COMUNICACIÓN
R
AT
TR2
??
T
??
LOCAL B
U
CCS7
Switch
Digital
Switch
Digital
U
Switch
Switch
CCS7 - Common Channel Signalling System # 7
IDN
Switch
Digital
- Integrated Digital Network
Switch
11
Capa 2 - Data Link Layer del ISDN-BE
Protocolo de enlace conocido como LAP-D
Capa 2 - Data Link Layer del ISDN-BE
Para el canal D, en datos se define un nuevo
estándar, LAP-D (Link Access Protocol-D
Channel).
Derivado del LAP-B usado en X.25
Formalmente especificado en el UIT-T y Q.921
como el procedimiento que asegura la
comunicación física y lógica entre el usuario y
la red.
Provee corrección de errores, detección y
retransmisión de tramas perdidas.
Capa 2 - Data Link Layer del ISDN-BE
TRAMA DE LAP-D
Donde:
F : Es la bandera de inicio y fin de trama
Address : En el primer campo contiene el identificador de
punto de acceso (SAPI) y que es la puerta de entrada a los
servicios de capa 3. En el segundo campo indica si es un
comando o una respuesta quién la envía y donde va.
Control: Contiene la información de supervisión,
información o numeración y la secuencia de trama.
Información: Información de usuario.
FCS: Corresponde al CRC para detección y corrección de
errores.
TRAMA DE LAP-D
LAP-D Frame
F
Address
Control
Information FCS F
Capa 2 - Data Link Layer del ISDN-BE
LAP-D soporta tres aplicaciones básicas:
1. Señalización:
Se
definió
el
protocolo
I.451/Q.931
para
el
establecimiento
y
finalización de los canales B su aplicación de
alto nivel esta arriba de la capa 3.
2. Conmutación de paquetes: A través del
canal D se puede utilizar para la conmutación de
paquetes en nivel 3 del X.25, que sirve para
establecer circuitos virtuales con otros usuarios
del canal D.
3. Intercambio de datos empaquetados: Las
tramas LAP-D se transmiten paquetes en X.25
también en capa 3.
12
Capa 2 - Data Link Layer del ISDN-BE
Canal B soporta tres aplicaciones básicas:
1. Conmutación de circuitos: Se establecen circuitos de
TDM en B utilizando de control de llamada el canal D.
2. Circuitos semipermanentes: Cuando se establece la
conexión del canal B mediante procedimientos de
llamada, una vez establecido se convierte en una
conmutación de circuitos SOLAMENTE a nivel 1 con
excepción de I.465/V.120 para acceso a ISDN ya que es la
base para el Frame Relay.
3. Conmutación
de paquetes: Crea un circuito
conmutado en el canal B entre el usuario y el nodo. Una
vez establecida la conexión, se pueden usar los niveles 2 y
3 de X.25 para establecer un SVC o un PVC para Frame
Relay en el cual se puede cambiar el canal B por un canal
H.
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Provee el establecimiento, mantenimiento,
y terminación de la conexión lógica de red
entre dos dispositivos end-to-end.
Obedece a las especificaciones UIT-T Q.930
, Q.931 y Q.932 para la descripción, control
y servicio de llamada respectivamente.
Provee soporte a conexiones punto a punto
en conmutación de circuitos y conmutación
de paquetes.
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Pasos del establecimiento de llamada:
1. El llamante envía un SET-UP request a la CT levantando el auricular.
TRAMA DE LA LLAMADA EN ISDN-BE
Protocol Discriminator
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
Longitud del próximo
campo(en octetos)
Identificador de llamada
2. Si el SET-UP es OK, la CT envía un CALL PROceeding al llamante y
luego un SET-UP al receptor.
3. El receptor recibe el SET-UP . Sí esta OK, genera el ring al teléfono y
envía un mensaje de ALERTING a la CT.
4. La CT del receptor pone en ALERTING al llamante.
5. Cuando el receptor contesta la llamada, envía un mensaje de
CONNECT a la CT.
6. La CT del receptor pone el mensaje de CONNECT al llamante.
0
Privilegios de conexión y mensaje,
SETUP, CONNECT, otros
Otros elementos de Información requeridos por
mensajería
7. El llamante envía un mensaje de CONNECT ACKnowledge a la CT.
8. La CT llamante pone el mensaje de CONNECT ACK en el receptor.
9. Se establece la llamada.
13
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Proceso de llamada
Pasos de terminación de una llamada:
C.T.
Llamante
Al colgar el emisor se enviará un
“disconnect”, que será respondido con un
“release”.
Finalmenete en ambos puntos el canal B se
libera con un “release complete”
Receptor
1 SETUP Request
2
4
6
2 SETUP Request
CALL PROceed
3
ALERTING
CONNECT
7 CONNECT ACK
5
ALERTING
CONNECT
nt
8
CONNECT ACK
9 Connection Established
10
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
PASOS DE INICIO PARA LA CONMUTACIÓN
DE PAQUETES:
El usuario solicita a través de I.451/Q.931
una conexión de circuitos con manejador
de paquetes en el canal B.
ISDN lo establece mediante la conexión y
se lo notifica al usuario mediante el control
del canal D.
El usuario establece un circuito virtual con
otro usuario en el canal B por llamada en
X.25. Para lograr esto se hace a través de
LAP-B, entre el usuario y el manejador de
paquetes.
Disconnect
11
Release complete
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
PASO DE FIN DE LA CONMUTACIÓN DE
PAQUETES:
El usuario finaliza el circuito virtual
utilizando X.25 en el canal B.
Finalmente el usuario indica mediante canal
D la terminación de conexión por la
conmutación de circuitos al nodo de
conmutación de paquetes.
ISDN finaliza la conexión.
14
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
PROCESO DE CONMUTACIÓN DE PAQUETES:
DTE ISDN
ISDN
Set-up
Connect
(I.451/Q.931)
DTE X.25 o FR
Set-up
Conexión de
canal B
Red de
Paquetes
CL CL
local connect
Central
SABM
Enlace
LAP-B
UA
Llamada
virtual en
X.25
Call
request
Incoming
Call
Call
connect
Call
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Funciones del nivel 3 de ISDN con el Q.931:
Procesamiento de primitivas para la comunicación a nivel
de enlace de datos.
Generación de mensajes.
Procedimiento de control de llamadas.
Administración de recursos desde B y otros canales lógicos.
Verificación del servicio
Enrutamiento y retransmisión
Control de conexión de la red
Multiplexación de la conexión de red
Segmentación y reensamblaje
Detección y corrección de errores
Secuencia del mensaje
Control de congestión y control de flujo.
Accepted
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Control
de
llamadas
del
protocolo ISDN: Se especifican los
procedimientos de establecer, mantener
y finalizar las conexiones a traves del
canal B y su señalización de control con
el canal D.
1. I.450/Q.930: Se realiza la descripción de la
llamada .
2. I.451/Q.931: Especificación del protocolo
de control de llamada.
3. I.452/Q.932: Se realizan procedimientos
adicionales para
suplementarios.
el
control
de
servicios
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Se
reconocen
conexiones:
4
tipos
de
1. Llamadas de conmutación de circuitos sobre
un canal B: Cuando se comprende en una
conexión extremo a extremo usando tanto el canal
B para transporte de información como el canal D
de control, esta normado por el nivel 3 en
I.451/Q.931 y con CCS7.
2. Conexiones semipermanentes: Cuando se
establece la conexión del canal B mediante
procedimientos de llamada por un intervalo de
tiempo que puede ser indefinido en el nivel 1. Dos
formas de implementarlo:
a.
b.
Proporcionada por una red independiente o sea por el
canal B.
Integrada en el ISDN que puede ser por canal B o D
15
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
3.
4.
Llamadas de conmutación de paquetes sobre un
canal B: El usuario ISDN asume el papel de un DTE de
X.25, siendo el nodo de la red de conmutación ISDN de
destino también un DTE y el X.25 el DCE del sistema ya
sea en PVC o en SVC a través del canal B en canal
semipermanente o en conmutación de circuitos.
Llamadas de conmutación de paquetes sobre un
canal D: Cuando el servicio de conmutación de
paquetes es proporcionado por el ISDN, el usuario
puede conectar con el manejador de paquetes mediante
el canal B o D si la conexión es semipermanente con un
nodo de ISDN. Como el canal D se utiliza también para
señalización de control, se necesita un procedimiento
conocido como LAP-D que permita distinguir entre el
tráfico de ISDN o X.25
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Protocolo
LAP-D
Protocol-D channel)
(Link
Access
Se reconocen dos tipos de operación que pueden
coexistir en un único canal D y con un formato
trama idéntico, la diferencia es el campo de
direccionamiento en HDLC.
1. Operación
sin
reconocimiento:
La
información de nivel 3 se transmite en tramas
sin enumerar y utilizando CRC para detección de
errores (no hay corrección), no hay control de
flujo.
2. Operación con reconocimiento: También se
transmite en el nivel 3 pero con detección,
corrección de errores y flujo.
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Protocolo
LAP-D
Protocol-D channel)
(Link
Access
Es el estándar de enlace de datos para ISDN
normado por el UIT-T I.441/Q.921 y es basado
en LAP-B y HDLC.
Dos tipos de servicios del LAP-D:
a.
b.
Servicio sin reconocimiento: Este servicio no garantiza que la
información llegue a su destino, una eventual falla del emisor
y no tiene control de flujo ni control de errores. Se utiliza para
la transmisión rápida de datos y en punto a punto.
Servicio con reconocimiento: Este servicio es basado en LAP-B
y HDLC y establece una conexión lógica entre dos usuarios
LAP-D antes que se produzca el intercambio de datos
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Protocolo LAP-D y su campo de
direccionamiento
Se
reconocen
multiplexación:
dos
niveles
de
1. Abonado: Cuando varios dispositivos de
usuario comparten la misma interfase
física.
2. Dispositivo: Cuando cada dispositivo de la
interfase compartida puede tener diferente
tráfico.
16
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
1.
2.
Para control de los niveles de LAP-D emplea una
dirección compuesta de dos partes:
Identificador de punto final de terminal (TEI): Es
el identificador de un dispositivo de usuario.
Identificador de punto de acceso de servicio
(SAPI): Indica el tipo de procesamiento
requerido.
La dirección completa recibe el nombre de
Identificador de Conexión de Enlace de Datos
(DLCI), siendo DLCI=(SAPI,TEI). El DLCI es un
concepto utilizado internamente por las entidades
de nivel de enlace y es totalmente transparente
en las entidades de nivel 3. Esto lo hace, con la
ayuda de la Conexión de Enlace de Datos (DLC)
en la capa 2 y el Identificador de punto Final de
Conexión (CEI) en la capa 3.
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Operación del protocolo LAP-D
El SAPI identifica el punto de acceso al servicio
por parte de la red y de la interfase del usuario a
la red con 6 bits de contenido en el primer octeto
de dirección. El tráfico máximo asignado puede
ser de 64 SAPI sin embargo el UIT solo ha
definido cinco de acuerdo a los siguientes
valores en D:
0: Procedimientos de control de llamada de
acuerdo al Q.931.
1:Reservado para paquetes de comunicaciones
utilizando
el
control
de
llamada
del
I.451/Q.931.
16: Comunicación de paquetes según X.25
32-62: Comunicación en Frame Relay
63: Procedimientos de gestión de nivel 2
Resto: Reservados para estandarización futura.
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
El Service Acces Point (SAP)
El dispositivo de usuario recibe normalmente
desde la interfase PRI, H0 o BRI una única TEI. A
través del canal D y actuando como un
concentrador puede recibir más de una conexión
con el siguiente orden de designación para la
combinación de los siete bits de TEI en la que
viene asignado. Se reconocen tres clases
diferentes.
0-63: Asignación no automática de TEI para el
DTE.
Se debe hacer físicamente en el
ROM o en el
DCE.
64-126: Asignación automática de TEI para el
DTE a
traves de LAP-D.
127 : Es utlizado solo durante la asignación
automática de la interfase TEI para
mensajes.
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Operación del protocolo LAP-D
El Identificador de punto Final de Conexión (CEI):
Opera en el nivel 3 como punto final de conexión de
enlace de datos, identifica la mensajería de los niveles
2 y 3. Esta formado por el SAPI y por el Sufijo de
punto Final de Conexión (CES) y los DTE acceden los
servicios de señalización y de paquetes de los SAPIS
“0” y “16”.
Equipo de usuario ET
Equipo Terminal de Red
Paquetes
Señal
8
L-SAP
16
L-SAP
Señal
1
8
0
Paquetes
1
L-SAP
0
L-SAP
16
LAP-D
1-8
CES
0-16
SAPI
TEI 127
TEI 64
17
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Operación del Protocolo LAPD
1.
Tramas de información :
Se distinguen por la presencia de un “0” en el primer bit
del cuarto octeto ( las otras tramas tienen en ese bit un
con un 1). Su aplicación es a nivel de red que lleva el
campo del etiquetado de información sin corregir errores y
cuando ellos ocurren solicitará nuevamente la secuencia.
Se reconocen tres tipos de tramas
para los dos servicios mencionados
(con y sin reconocimiento):
BITS
8 7 6
0 1 1
1. Tramas de información
2. Tramas de supervisión
3. Tramas de control (no numeradas)
Octeto
5 4
1 1
3
1
2 1
1 0
c/r 0
1
TEI
1
3
N(S)
0
4
N(R)
P
5
SAPI
FORMATO DE
INFORMACION
(I)
2
INFORMACIÓN
n-2
FCS
0 1 1
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
2. Tramas de supervisión:
Tienen un “0” en el segundo bit del cuarto
octeto. Se utiliza para señalizar los tipos de
trama a traves de SS. La recepción de una
trama fuera de secuencia o contestar a las
tramas de información recibidas o para
realizar o contestar sondeos al otro extremo.
BITS
8 7 6
0 1 1
5 4
1 1
3
1
c/r
SAPI
FORMATO
Supervisión (U)
TEI
X
X
X
X
S S
0
N(R)
1
0
2
1
3
1
4
1 1
3.
8 7 6
5 4
3
2 1
0 1 1
1 1
1
1 0
c/r
SAPI
FORMATO NO
Numerado (U)
TEI
M
M
M
P/f
MM
1
1 0
8
1
0
2
1
3
1
4
INFORMACIÓN
n-2
n-1
FCS
1
n
1 0
Tramas de control (no numeradas):
Se distinguen por tener un “1” en los bits 1 y 2 del
cuarto octeto. Se usa para inciar y cerrar las
conexiones de los canales lógicos del nivel de enlace,
intercambio de información no secuenciada e indica
por
las
errores
que
no
son
corregidos
retransmisiones.
BITS
Octeto
5
FCS
0 1 1
1
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Octeto
2 1
1 0
n-1
1 1
0 1 1
1 1
1
1 0
n
18
Recomendaciones para ISNDISND-BE
Capa 3 - Network Layer del ISDN-BE
Funciones del protocolo LAP-D
1.
2.
3.
4.
5.
Se reconocen cinco tipos de funciones
para el nivel 2 orientado al bit:
Delimitación de las tramas, alineación y
transparencia
Control de secuencia envío y espera
mediante los campos N(s) y N(r).
Detección y corrección de errores.
Notificación de errores no recuperados a la
entidad de control.
Control de flujo mediante ventana
deslizante
El futuro de ISDN-BE
Recientemente ha experimentado un
crecimiento en implementación pese a sus
10 años de atraso.
Métodos de compresión analógicos tienden
a desplazarlo como el cable modem con
velocidades de 560Kbps.
Otras tecnologías como Digital Subscriber
Line (DSL), se pueden obtener velocidades
hasta de 34 Mbps en un costo muy
económico sobre el mismo cobre.
La principal recomendación es para usuarios
con necesidades de ancho de banda pequeño
(menor a 2 Mbps).
Procedimiento recomendado para la
instalación de un circuito ISDN:
I.
Seleccionar las aplicaciones a utilizar sobre una red
global ISDN tanto en PRI como en BRI con costos
aceptables.
II. Determinar la cantidad de ancho de banda a utilizar.
III. Velocidad real de utilización en ISDN-BE de acuerdo
al número de canales a utilizar.
IV. Situación de la instalación de cobre en el lugar.
V. Tipo de equipo a utilizar.
El futuro de ISDN-BE
El dilema de las compañías de hoy es
si instalar nueva infraestructura ISDN o
si proveer el servicio solamente donde
no hay que invertir en infraestructura.
Algunos creen que ISDN salió al
mercado fuera de tiempo.
Otros creen que es la onda del futuro.
19
El futuro de ISDN-BE
En los últimos años los usuarios de redes
consideran que el cobre ha alcanzado su
límite.
ISDN fue hecho con la idea de
proporcionar temporalmente una opción
de uso del cobre.
Ha servido de base para el ISDN-BA, el
cual ha surgido como la alternativa a las
necesidades de ancho de banda
importante en el presente y en el futuro.
Voltaje de línea
Acceso Básico BRI
Equipos y
conexiones
MODEM NT1
20
MODEM NT2
Conexión MODEM y Router
Teléfono ISDN
Modulo S/T para Router
21
ISDN-BA
Red Digital de Servicios
Integrados de Banda Ancha
Objetivos generales del tema
3. Mostrar la aplicabilidad de Redes Virtuales
Locales (VLAN) para el manejo de granjas
de servidores y distribución de miembros por
diferentes medios.
4. Mostrar las necesidades de los usuarios
sobre la tecnología ATM para cuando se debe
recomendar la Emulación de Circuitos (CE).
5. Análisis de algunos lineamientos para la
instalación y puesta en redes de acceso a
ATM en Costa Rica.
Objetivos generales del tema
Definir la tecnología ATM como el ISDN-BA.
Se estudiarán al menos tres de los servicios
fundamentales de red que se pueden brindar
sobre esta red (LANE, VLAN y Circuit
Emulation) orientándolo a redes corporativas
en los siguientes cinco aspectos:
1. Operación y protocolo en redes ATM y su
funcionalidad.
2. Definir la arquitectura de la Emulación de
LANs utilizando LANE como principal
tecnología de transporte a utilizar sobre
protocolo ATM para implementar redes IP de
alta velocidad en el país.
Introducción a los servicios ATM
Local Area Network Emulation
(LANE)
⌧Definición.
⌧Tipos de equipo conectados a ATM.
⌧Operación
⌧Componentes y Tipos de conexión
⌧LANE sobre WAN
⌧LANE y el Spanning Tree.
22
Introducción a los servicios de ATM
Virtual Local Area Network(VLAN)
⌧Definición
⌧Tipos
⌧Automatización de configuración.
⌧Comunicando la información de los
miembros de las VLANs.
⌧Estándares
⌧Beneficios de la Implementación.
⌧VLANs y ATM
Introducción al protocolo ATM
Algunas consideraciones generales:
Implementación de redes ATM y
consideraciones.
⌧Necesidades por clientes actuales.
⌧Operación de la red Frame Relay sobre
ATM.
Recomendaciones generales:
⌧Cuando utilizar ATM
⌧Procedimiento recomendado
Introducción a los servicios de ATM
Emulación de Circuitos (CE)
⌧Definición.
⌧Papel del AAL1 en los contenidos de las
celdas.
⌧Servicios de Emulación de Circuitos
(CES).
Algunos conceptos generales de la
Arquitectura del ATM por analizar
Definición.
Dispositivos y el ambiente de red.
Formato del encabezado de celda.
Servicios.
Modelo de Referencia.
Direccionamiento.
Calidad de Servicio (QoS).
Señalización y Establecimiento de Conexión.
Administración de Conexión por Mensajes
23
ISDN-BA
Definición:
El Modo de Transferencia Asíncrona (ATM) es
un protocolo WAN estándar de transmisión de
celdas (cell relay) de la UIT-T, donde la
información de múltiples servicios es transmitida
en tamaño fijo.
Por convención se considera ATM como ISDNBA cuando se converge en ISDN-BA es igual a
ISDN-BE+ATM+SDH.
Basado en el estándar de la ISDN como
“Broadband” (Banda Ancha) fue concebido
originalmente para trabajar sobre redes públicas
en 1988. Luego el Forúm de ATM extiende la
visión a redes privadas.
PROTOCOLO Y TECNOLOGÍA
ATM(ISDN-BA)
ISDN-BA
Los servicios emitidos sobre este tema
se pueden clasificar en interactivos y
de distribución:
1. Interactivos: Se incluyen todos los
servicios de la red telefónica actual,
más los servicios conversacionales,
mensajería y consulta. La clasificación
por clases de servicio interactivos es
de tres:
ISDN-BA
I.
Servicios convencionales: Destacan entre ellos
videoconferencia, videoteléfono, televisión multilingue,
LAN de alta velocidad, transferencia entre computadoras
de archivos de alta capacidad, imágen de alta resolución
y fax de alta velocidad. Se definen como de tiempo real y
transferencia de información como imágenes en
movimiento, sonido, datos o documentos.
II.
Servicios de mensajería: Son de comunicación usuario a
usuario vía buzones como voz, vídeo y servicios de
correo e-mail, pueden ser imágenes en movimiento con
sonido o documentos.
III. Servicios de consulta: Permiten también servicios de
información almacenada en bases de datos, como
videotex o vídeo, imágenes estáticas, documentos,
gráficos y datos.
24
ISDN-BA
2. Distribución: Pueden operar con o sin control
del usuario.
I.
II.
Sin control: también se les conocen como servicios de
difusión puros, que proporcionan un flujo continuo de
información desde una fuente central de la que el
usuario no tiene control. Ejemplos: Televisión de
calidad ampliada (EQTV), Televisión de alta definición
(HDTV), Televisión de pago (PPV), datos financieros
de alta velocidad, meteorología y distribución de
documentos.
Con control: A diferencia del anterior son los mismos
servicios pero con control de transmisión y selección.
Ejemplos: difusión vidiográfica como el periódico “On
Line”, distribución de vídeo selectivo.
ISDN-BA
Nuevo paradigma de transferencia
superará:
Funcionar en entorno LAN, MAN y WAN con
medio de fibra o inalámbrico.
Integración de datos – audio – vídeo
Velocidades que superan los Gigabits por
segundo.
-12
-15
Confiabilidad en equipos y medio de 10 y
10 en el BER (Bit Error Rate)
Conmutación de alta velocidad
ISDN-BA
Algunos beneficios actuales de la
tecnología a través del ISDN-BA:
Telemedicina.
Conferencias.
Correo multimedia.
Telemarketing
Telecompras
Museos
Bibliotecas Virtuales
EVOLUCIÓN HACIA EL ISDNISDN-BA
VOZ
Década
60
Redes
analógicas
Datos
MODEMS
Red de
paquetes X.25
70
Imágen
Difusión
analógica
80
ISDN-BE
Digitalización
90
Frame
Relay
Tx óptica
2000 ++
ISDN-BA
Conmutación óptica
25
HISTORIA DEL ISDN-BA
Introducción de la operación del Protocolo
Principios de las Redes ISDN-BA:
En 1987 el UIT-T busca integrar conmutación de
paquetes con conmutación de circuitos.
En 1991 el UIT-T hace 13 recomendaciones que
son la base del ATM propuestas por el foro de
implementadores: Cisco, Nortel y Sprint.
En un principio la operación era basada en la
asignación dinámica de servicios con ancho de
banda flexible, integración y diversidad de
servicios.
El ATM lo reconoce el UIT-T como el integrador
de servicios de banda ancha para redes futuras.
Introducción de la operación del Protocolo
Algunos conceptos básicos
acordados del ISDN-BA son:
i.
ii.
iii.
iv.
v.
48 celdas de longitud fija de información
y 5 celdas de control.
Orientado a la conexión a través de
Virtual Channel Identifier (VCI).
A nivel de nodos no hay control de
errores solo a nivel de DTE.
Retardo muy pequeño y por ello permite
señales isocrónicas.
Garantiza que el destino de todas las
celdas lleguen en el mismo orden.
Introducción de la operación del Protocolo
Tamaño del tramado de las celdas:
La cabecera en un principio debería estar entre
3 y 8 octetos, finalmente 5 para 1990.
El tamaño de 48 bytes por celda de información
fue escogido aleatoriamente.
Desde el punto de vista de USA 64 bytes es un
mínimo razonable de 8 ms.
Desde el punto de vista de Europa 32 octetos
parecería lo mínimo razonable de 4 ms.
Finalmente se escogió 48 bytes asumiendo 6 ms
de retardo en una trama de 8.000 octetos
tomando en cuenta que este delay para
transmisión de voz es aceptable.
Algunas generalidades de ATM:
I.
Basado en celdas de información.
Tamaño pequeño y fijo.
Conmutación por hardware.
Transporte de voz, datos e imágen
II. Tecnología por conmutación.
Anchos de banda dedicados
Escalable
Variedad de velocidades de acceso
Interconexión de nodos
III. Servicios por contratos.
Transmisión por ráfagas
Latencia máxima permitida
Sensibilidad a la pérdidade celdas
26
Introducción de la operación del Protocolo
Algunos procesos básicos de ATM:
I.
II.
Por ser una técnica orientada a la
conexión, tiene que establecerse una
conexión virtual entre los usuarios finales
antes de que inicie la transmisión de
información.
Cada conexión permanente o
semipermanente asigna un “contrato” de
parámetros de tráfico y de calidad de
servicio de acuerdo a las demandas del
usuario de la red y la asignación que
tenga el canal, este proceso se le conoce
como Control de Admisión de
Conexión (CAC).
Introducción de la operación del Protocolo
UNI-IS (Sistema Intermedio)
NNI-ICI (Inter- Carrier - Interfase):
Conecta dos conmutadores públicos de
diferentes proveedores de servicio.
Introducción de la operación del Protocolo
III. Control de Parámetros de Usuario
(UPC): Durante la transferencia existe un
“policía de tráfico” cuya función es vigilar
la conexión y tomar las medidas del caso
para que la conexión no execeda los
límites asignados.
IV. Los estándares de ATM definen dos
interfases significativas:
User-to-Netware-Interfase (UNI): A través
de un Sistema Intermedio (IS), para conexión
de hubs, switches ó router
Network-to-Network-Interfase (NNI):
Para conexión Inter Carrier Interfase (ICI) en
redes ATM.
Introducción de la operación del Protocolo
Interfase UNI versión 3:
Definida para la gestión, tráfico y señalización de la
interfase privada o pública. El protocolo esta en términos
de mensajes y elementos de información que aseguran el
estándar de conexión basados en Q.2931 del UIT para los
servicios suplementarios pero punto a punto o
multipunto.
Capacidades:
a.
b.
Señalización: No cuenta con canal D ya que cada canal la tiene propia.
Conexiones: Para el multipunto se define:
i.
ii.
Flujo unidireccional
El nodo principal es el único que puede agregar o eliminar canales de
modo dinámico.
iii. El mismo ancho de banda para todos los canales
iv. No existe multipunto-multipunto
c.
d.
e.
Conexiones de AB asimétricos entre usuarios finales
Movilidad de terminales por el intercambio de información en el
direccionamiento.
Compatibilidad de parámetros entre extremos a nivel de protocolos.
27
Introducción de la operación del Protocolo
OPERACIÓN BÁSICA DEL ATM
En resumen del formato general para ISDN-BA:
Formato de las celdas de ATM:
Consiste de 53 octetos o bytes
voz
• 5 bytes de encabezado
• 48 de Payload (Información)
Interfases de Red para ATM
UNI (User Network Interfase).
• Interfase entre usuarios finales y un conmutador privado o
público de ATM para transporte en PVC, o entre un conmutador
privado y el portador de la red ATM.
• Describe los protocolos para el establecimiento, mantenimiento y
liberación de conexión.
Servicios de
modo de
circuito
PBX
Paquetes
Router
ATM
Estación
de ATM
NNI (Network to Network Interfase)
• Comunicación entre nodos de modo dinámico con señalización
número 7 (SS#7).
Servicios de
modo
paquete
Servicios
de ATM
C
O
N
M
U
T
A
D
O
R
VOZ
DATOS
IMAGEN
VIDEO
Flujo de celdas
NODO ATM
Servicios
Nivel de Adaptación
Niveles de ATM y Físico
OPERACIÓN BÁSICA DEL ATM
OPERACIÓN BÁSICA DEL ATM
Canales y trayectos virtuales:
El canal es un término heredado de X.25 y Frame
Relay.
Los cuatro objetivos que se interrelacionan son:
1. Enlace de canal virtual ECV(VC). Es un término
genérico para describir la capacidad de comunicación
unidireccional para el transporte de celdas en la red.
2. Conexión de canal virtual CCV(VCI): Término
genérico para agrupar los canales virtuales desde el
usuario.
3. Enlace del trayecto virtual ETV (VP): Es una
agrupación de VC con los mismos puntos de
terminación en la red.
4. Conexión del trayecto virtual CTV (VPI): Es una
concatenación de los VP que los identifica y conmuta
en su totalidad o donde los VC individuales se
conmutan.
28
Operación básica de los VC y VP
VCI 1
Enlace de
Canal
Virtual
(VCI)
VCI 1
VCI
2
VCI
3
OPERACIÓN BÁSICA DEL ATM
Respecto a los dispositivos de ATM y el
ambiente de Red, se puede afirmar entonces:
VCI
4
VPI 1
VCI 2
VPI 2
VCI 4
VPI 3
VCI 3
Conmutador de Circuitos Virtuales (VC)
VCI 1
VPI 4
VPI 5
VCI 2
Enlace de
Trayecto
Virtual
(VPI)
VCI 1
VCI 2
Conmutador de ATM (VP)
ARQUITECTURA DEL ATM
Modelo de Referencia
1. Tecnología de conmutación de celdas y
multiplexación, combina los beneficios de
conmutación de circuitos (capacidad
garantizada y retardo de transmisión
constante) y los beneficios de la conmutación
de paquetes (flexibilidad y eficiencia para
tráfico intermitente).
2. Por que ATM es más eficiente que TDM?
No se asigna un Time Slot a cada cliente, por lo
que las tramas no se envían vacías (idle).
Utiliza celdas (tamaño reducido) de conmutación,
para evitar el encolamiento de paquetes.
La transmisión asíncrona, permite que los Time
Slots estén disponibles por demanda y asegura el
uso de nodos de conmutación a velocidades muy
altas.
OPERACIÓN BÁSICA DEL ATM
Respecto a los grupos funcionales:
1. TR1-BA: Mantiene las funciones punto a
punto mediante la línea física, transparente
para el transporte de protocolos sin importar
la señalización y el control.
2. TR2-BA: Realiza las funciones de adaptación
de medios y topologías. Las principales son:
señalización, adaptación, multiplexación y
demultiplexación de celdas.
3. ET1-BA: Equipo de conexión de modo nativo
tanto en interfases como en protocolos.
4. ET2-BA: Equipo para interfase no estándar
similar a ISDN-BE.
5. AT-BA: Adaptador de terminales cualesquiera
conectarse a la red ATM en celdas.
29
OPERACIÓN BÁSICA DEL ATM
Respecto a los puntos de
referencia, solo se
estandarizaron los siguientes:
1. Los puntos SB y TB están
estandarizados en el ATM forum
en la interfase UNI versión 3.0,
para niveles físicos de 25 Mbps
(E3), 100 Mbps y STM-1.
2. RB permite conectar los
dispositivos que accese a través
de adaptadores de terminal
ARQUITECTURA DEL ATM
Modelo de Referencia para ISDN-BA
ISDN-BA Privada
ISDN-BA Pública
UB
SB
ET1-BA
TR2-BA
TR1-BA
TB
RB
ET2-BA
ET1-BA: Equipo Terminal Natural
AT-BA
TR1-BA: Terminación de Red 1 de BA
ET2-BA: Equipo Terminal no Natural
TR2-BA: Terminación de Red 2 de BA
AT-BA: Adaptador para terminal de BA
ARQUITECTURA DEL ATM
Su clasificación por capas funcionales:
1. Física: Medio de transmisión.
Subcapa Física dependiente del medio (PMD).
Subcapa de Convergencia de Transmisión (TC).
2. ATM:
Establecimiento de conexiones y de pasar las
celdas a través de la red.
3. Capa de Adaptación de ATM (AAL):
Separa las capas más altas de protocolos de los
servicios en los procesos de ATM.
ESTRUCTRA DE LAS CAPAS DEL ATM
G
E
S
T
I
Ó
N
D
E
R
E
D
CAPAS
Convergencia
Segmentación/ Reensamblado
CS
SAR
Control de Flujo
Generación/ Extracción de cabeceras
de celdas.
Traducción VPI-/VCI.
Multiplexación / Desmultiplexación
AA
L
ATM
Generación de HEC.
Formato de células
Transmisión de tramas.
TC
Temporización de bits.
Medio físico.
SDH, SONET, 100 Mbps.
PMD
CF
Capa
AAL
Capa
ATM
Capa
FISICA
30
Resumen de la Arquitectura del ATM
Nivel Físico: Provee el medio físico para transferir celdas de un
nodo a otro libre de errores.
Nivel ATM: Es responsable de segmentar la información en celdas
así como de funciones de conmutación y prioridad de tráfico.
Nivel de Adaptación: Asegura las características apropiadas del
servicio adaptándolas al transporte de celdas para soportar
multiples tipos de tráfico.
LANE
Ethernet
CONMUTACIÓ
CONMUTACIÓN
ATM
MULTIPLEXIÓ
MULTIPLEXIÓN
UNI
Switch
Nivel
de
Adapt
ación
Nivel
ATM
Nivel Físico
VOZ
GFC
Generic Flow Control
VPI
Virtual Path Identifier
VCI
Virtual Circuit Identifier
PTI
Payload Type Identifier
CLP
Cell Loss Priority
HEC
Header Error Checksum
Payload User information
ARQUITECTURA DE LA CAPA FÍSICA
1. CAPA FÍSICA: Es la capa de transporte y se
divide en dos: Subcapa dependiente del medio
físico y subcapa de convergencia de
transmisión.
Misión: Popularmente se adapta sobre
jerarquías de multiplexación digitales y
transporte, tales como: PDH, SDH y SONET.
Todo ello con el fin de llegar a los dispositivos
de usuario final de la red pública o privada.
Subcapa dependiente del medio físico
(PMD): Lleva a cabo funciones del medio
físico, eléctrico u óptico tanto en transmisión
como en temporización de bits.
VIDEO
DATOS
CAPA FÍSICA
Algunos de los valores usados actualmente
en la PMD para UNI son:
ATM sobre SDH: STM-1 (155,52Mbps) y STM4 (622,08 Mbps)
ATM sobre PDH: E1 (2,048Mbps), T1(1,544
Mbps), T2 (6,312 Mbps), E3 (34,368 Mbps),
E4 (139,264 Mbps) y T3 (44,736 Mbps)
ATM a 100 Mbps: Sobre FDDI y 802.3u
ATM a 25,6 Mbps: Solución particular
propuesta por IBM en el forúm para llevar
ATM a la estación de trabajo.
CAPA FÍSICA
a) Interfase de acceso a 25,6 Mbps:
Su solicitud se realizó para entornos
privados. El objetivo principal es reducir
los costos de la circuitería electrónica para
llevar ATM a nivel de usuario. El traslado
de información no se hace por tramas sino
más bién mediante celdas y por eso se le
conoce como interfase de celdas.
La velocidad de transmisión de 25,6 * 5/4
= 32 Mbps, dado su codificación 4B/5B. El
medio es UTP o STP categoría 3 ó 5.
31
CAPA FÍSICA
a.
b.
c.
d.
e.
f.
Convergencia de transmisión realiza
las siguientes funciones:
Codificación /decodificación 4B/5B.
Codificación/decodificación de línea
NRZI.
Delimitación de celdas.
Generación y verificación del HEC,
Control de Error de Cabecera.
Adaptación de las velocidades de celdas
entre la capa ATM y la capa física.
Funciones de transmisición periódica
para servicios isocrónicos
CAPA FÍSICA
La convergencia de transmisión:
De acuerdo al UIT-T se transporta para
SDH en el VC y se apunta en el VC-4.
La eficiencia es de 260/270, lo que supone
una carga útil de transporte de 150.34
Mbps. El número de octetos útiles de
transporte contenidos en VC es de 261=
2349, equivalente 44 tramas por
contenedor de SDH.
CAPA FÍSICA
b) Interfase de acceso sobre STM-1 a 155,52
Mbps:
Su solicitud se realizó para entornos privados. El
objetivo principal es la conexión en los entornos
públicos basados principalmente en PDH, Sonet
y SDH con interfase STM-1.
La velocidad de transmisión de 155,52 Mbps con
interfaase eléctrica G.708 en UTP o coaxial RG59 con distancia de 100 a 200 mts. También
medio óptico con multimodo hasta 4 Km o
monomodo hasta 50 Km sin repetidor.
CAPA FÍSICA
Subcapa de convergencia de transmisión (TC):
Responsable de las funciones de transmisión
de celdas independientes del medio como la
velocidad, el CRC, delimitación de celdas,
adaptación de tramas, generación y
recuperación de tramas.
Sus funciones principales son:
a) Generación y recuperación de la trama de
transmisión: Sobre todo en el acuse de recibo
de la trama.
b) Adaptación de la trama de transmisión: La
estrcturación en el mapeo de celdas.
32
CAPA FÍSICA
c) Generación de la secuencia para el HEC.
d) Desacople/acople de la velocidad: Sincroniza el
proceso de celdado para que exista
correspondencia.
e) Aleatorización/desaleatorización: Proporciona
una cadena de bit para un patrón invariable y
mejora la alineación.
f) Delimitación de celdas: maneja el alineamiento
de celdas usando el campo de la cabecera de
celda que se verá en la capa de ATM.
CAPA DE ATM
Principales funciones:
i.
ii.
iii.
iv.
v.
vi.
vii.
viii.
Control de flujo genérico (campo del GFC)
Multiplexación de cadenas entre diferentes
conexiones de ATM (campo VPI/VCI).
Desacople de velocidad de celda (campo
VPI/VCI).
Discriminación de celda por prioridad (campo
VPI/VCI).
Discriminación de tipo de carga útil (campo PTI)
Indicación de prioridad de pérdida (campo CLP)
Detección de bits erróneos y alineación de
celdas (campo de HEC)
Gestión de tráfico y control de congestión
(descriptores de tráfico)
ARQUITECTURA DE LA CAPA DE ATM
2. CAPA ATM:
Por definición es la responsable del transporte
de celdas de nodo a nodo por la red ATM y
proporciona el servicio de conmutación de
celdas orientado a la conexión. Opera
independiente del servicio ofrecido por la capa
superior, el medio físico y las velocidades de
acceso UNI/NNI.
En el plano de gestión se ocupa de la
administración total del sistema tanto a nivel
de plano como de capa.
Las capas físicas y ATM se ocuparán de la
transferencia y el transporte de las celdas.
ESTRUCTURA DEL FORMATO ATM
Formato del encabezado de celda
8765 4 3 2 1
Encabezado
(5 bytes)
Información
8765 4 3 2 1
GFC
VPI
VPI
VCI
VCI
VCI
VCI
PT
(48 bytes)
HEC
Celda de ATM
C
L
P
8765 4 3 2 1
VPI
VCI
VCI
VCI
VCI
PT
C
L
P
HEC
Celda de ATM UNI Celda de ATM NNI
33
ATM la estructura de su celda
Los 48 bits del encabezado de celda:
i.
ii.
iii.
iv.
v.
vi.
Control Genérico de Flujo (GFC): Funciones locales, identifica
varias estaciones con una interfase única de ATM. Valor default.
Identificador del Trayecto Virtual (VPI): Indica el destino de
la celda y el trayecto de la misma entre nodos.
Identificador del Circuito Virtual (VCI): Indica el destino de la
celda a nivel de DTE.
Tipo de Información (PTI): Indica en 3bits el contenido de
carga útil en datos de información del usuario en Q&S. La
operación, gestión y monitoreo en algún punto de la red. También
indica la notificación de congestión e indicador de tipo de servicio.
Prioridad de pérdida en congestión (CLP): CLP = 1 o sea baja
prioridad CLP = 0 alta prioridad para la celda.
Control de Error de Encabezado (HEC): Generado por la capa
física, es un CRC de 8 bits calculado con base a los restantes 32
bits restantes de la cabecera.
CAPA DE ATM
CAPA DE ATM
Operación,
administración y
mantenimiento
OAM:
Se define también
como discriminador
de carga útil y sirve
para diferenciar
entre celdas que
llevan los datos de
usuario y celdas con
otros tipos de datos
y se realiza por la
capa de ATM por
análisis del campo
PTI como se
describe:
000
001
Celda de usuario, no congestionada,
indicación usuario a usuario=1
010
Celda de usuario, congestionada,
indicación usuario a usuario=0
011
Celda de usuario, congestionada,
indicación usuario a usuario=1
100
Celda asociada al segmento F5 OAM
(VCI)
101
Celda asociada extremo a extremo, F5
OAM (VCI)
110
Celda de gestión de recursos
111
Reservado para futuro
Trayecto
Señales
tributarias
Línea
Señales
Línea
tributarias
Sección
En la capa física se definen:
Flujo F1: Sección de regeneración del medio físico
Flujo F2: Sección de la línea
Flujo F3: Trayecto de transmisión
PTI
Celda de usuario, no congestionada,
indicación usuario a usuario=0
CAPA DE ATM
Operación, administración y
mantenimiento OAM:
Se definen 5 niveles:
PTI
Multiplex
Terminal
SDH
Regenerador
Sistema de
Multiplex
Terminal
SDH
SDH
Conexión digital
En la capa ATM se definen:
Flujo F4: Esta asociado a la trayectoria virtual VP
Flujo F5: Esta relacionado con el canal virtual VC
SDH
Flujo F1
Flujo F2
Flujo F3
34
CAPA DE ATM
CAPA DE ATM
Parámetros de tráfico:
Terminal ATM
o enrutador
Conmutador ATM
Conmutador ATM
público
privado
Se definen cuando se establece una conexión de ATM y se denomina
“Contrato de Tráfico” en los que se especifican ambos parámetros,
normados por el UIT-T, ATM forúm o el ETSI (Europan
Telecomunication Standars Institute).
Paramétros críticos de tráfico:
PCR: Velocidad Pico de las celdas durante conexión ATM.
SCR: Velocidad sostenida de las celdas en un período de tiempo.
MBS: Máximo Tamaño de la ráfaga pico en período de tiempo.
MCR: Mínima velocidad de las celdas solicitada por el usuario.
F5/F4
F5/F4 Extremo a Extremo
CAPA DE ATM
Calidad de Servicio: Algunos de los
indicadores que intervienen en el
Q&S a nivel de capa de ATM son:
I. Contrato de tráfico: Picos de ancho de
banda, porcentajes, tamaños de ráfagas.
II. Formas de tráfico: Uso de colas para el
manejo de ráfagas, límites de porcentajes
de picos de datos.
III. Políticas de tráfico : Aseguramiento del
contrato. El conmutador fija el CLP.
Para conexiones de velocidad constante, CBR solamente es
relevante PCR, para conexiones de velocidad variable, VBR, los
parámetros SCR y MBS determinan la velocidad media de las
celdas y el número de celdas por ráfaga.
CAPA DE ATM
i.
ii.
Parámetros de calidad de servicio:
Se definen como los recursos significativos de
la red comprometidos hacia el usuario como
garantía del servicio. Algunos parámetros
significativos son:
CER(Cell Error Ratio): Coeficiente de error de celda.
S-ECBR(Severly-Errored Cell Block Ratio):
Coeficiente con errores de celdas severos.
iii. CLR(Cell Loss Ratio): Coeficiente de celdas pérdidas.
iv. CMR(Cell Misinsertion Rate): Celdas mal insertadas
por unidad de tiempo.
v. CTD(Cell Transfer Delay): Retardo de transferencia de
celdas.
vi. MCTD(Mean Cell Tranfer Delay): Retardo medio de
transferencia de celdas para una o más conexiones.
vii. CDV(Cell Delay Variation): Variación del retardo de
celda
35
CAPA DE ATM
El foro de ATM define las clases de Calidad de
Servicio basadas en los siguientes cinco
descriptores de tráfico:
1. Constant Bit Rate (CBR): Veloc. Binaria Constante(fija).
Esta def. por la PCR y es adecuada para el tráfico Isocrónico
de voz y de video con codec de veloc. constante. Se usa para
emulación de circuitos conmutados.
2. Variable Bit Rate (VBR): Veloc. Binaria variable. Es
adecuada para servicios de video con calidad constante de
velocidad variable como televisión por: cable digital,
interactiva, video en; teleconferencia, videoconferncia y video
comprimido. VBR proporciona garantías de ancho de banda,
retardo y pérdidas.
3. Unspecified Bit Rate (UBR): Veloc. no especificada. No se
garantizan valores respecto al retardo o pérdida de celdas.
Puede verse similar a un datagrama pero se puede usar para el
transporte de datos como ficheros y e-mail.
CAPA DE ATM
Cell Loss Priority (CLP): Para cualquier
caso de congestión, la determinación del
descarte de celdas y la decisión de quienes se
van primero, se realiza a través del Generic
Cell Rate Algorithm (GCRA).
Existen dos consideraciones estadísticas de
multiplexación en ATM, obteniéndose una
mejora en los enlaces:
I. Un incremento en la relación entre el ancho
de banda de los enlaces y la tasa pico de los
servicios usando multi-enlace.
II. Reduciendo el coeficiente de ráfaga de los
servicios.
CAPA DE ATM
4. Available Bit Rate(ABR): Veloc. Binaria
disponible. Se garantiza un bajo valor para las
pérdidas de celdas a cambio de no proporcionar
ninguna garantía respecto al retardo. El parámetro
que la define es MCR que puede llegar a MCR=0 y
es la única clase con control de congestión.
Adecuada para aplicaciones donde el tiempo de
respuesta no sea crítico como ficheros y e-mail.
5. ATM Block Transfer (ABT): Transferencia de
Bloque ATM. Similar a ABR, la diferencia es que
antes de transferir la ráfaga debe solicitar
autorización a la red, la cual aceptará la
transferencia en caso que estén disponibles.
Especialmente su usos para la transmisión de
datos.
CAPA DE ATM
Gestión de tráfico y control de la
congestión:
El comportamiento de una red ATM es función
de un adecuado diseño y dimensionamiento,
así como una adecuada gestión de OAM. Por
ejemplo para un trayecto virtual adecuado se
debe considerar el comportamiento estadístico
del tráfico y la ganancia.
Para esto existen tres métodos básicos:
1. Control de Admisión de Conexión(CAC):
Sí la red puede ofertar parámetros de tráfico y
de Calidad de Servicio, se establece una nueva
conexión asegurando los recursos adecuados
disponibles de red.
36
CAPA DE ATM
CAPA DE ATM
2. User Parameter Control (UPC):
3. Realimentación de bucle cerrado:
Es el policía controlador del tráfico real
hacia el usuario sea el correspondiente a
través de algoritmos denominados GCRA
(Generic Cell Rate Algorithm).
Entre los populares está el “cubo
goteante”, donde la información llega a un
cubo agujereado a una velocidad constante
y el tráfico del mismo se le llama “traffic
shaping” que proporciona la previsibilidad
necesaria para que la red pueda evitar la
congestión.
CAPA DE ATM
I.
Control basado en créditos: En este caso los
conmutadores y las estaciones principales
intercambian el espacio de cola disponible para cada
enlace. Las estaciones envían tráfico ABR solo
cuando hay capacidad de buffer para cada enlace.
II. Control basado en velocidad: En este caso
las estaciones y los conmutadores ajustan
dinámicamente sus velocidades. Su propuesta fue la
consideración de la utilización de mensajes
EFCI(Explicit Forward Congestion Indication) desde
los conmutadores. Estos mensajes van en las celdas
y avisan al RM(Resourse Management) para el
ajuste de veloc.. El inconveniente es que no trabaja
si se pierde la celda o cuando alguna estación esté
averiada o no soporte ABR.
A las fuentes se les comunica dinámicamente
sobre la congestión y pueden alterar
apropiadamente la carga de tráfico ofrecida a
través de los servicios de ABR. Fue concebido
pensando en el Generic Flow Control (GFC)
como controlador de tráfico en la UNI.
Para esto existen dos métodos reactivos
como son:
ARQUITECTURA DE LA CAPA DE
ADAPTACIÓN DE ATM
3. Capa de Adaptación de ATM (AAL): Las
funciones principales son:
I.
La responsabilidad de proporcionar una interfase
entre la capa de ATM y las aplicaciones y protocolos
de las capas superiores.
II. Mientras ATM está en los usuarios finales de ATM y
nodos de red, la AAL esta presente solo en las
estaciones de usuario finales.
III. La misión de la capa AAL es complementar los
servicios heterogéneos ofrecidos por la capa de ATM
para soportar una gran variedad de requerimientos
que pueden transferirse por la red de ATM como lo
Indica las normas I.362 y I.363 para las clases de
servicio.
37
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
1)
2)
3)
La calidad de servicio: La información llega a un
nodo terminal ATM es captada, segmentada y puesta
en celdas con header adecuado para cada tipo de
tráfico. Lo definen 3 parámetros:
Caudal: Volumen de información que puede ser
enviado en un período de tiempo. Sí el tráfico es
cte.,el parámetro único es la “Velocidad pico” pero sí
el tráfico es de ráfagas, se expresa en tres
indicadores: veloc.-pico,veloc.-media y duración de la
ráfaga.
Retardo: Definido por la medida y su varianza que
relaciona el retardo global medio de toda la
transmisión y variación entre retardos individuales
que afectan cada celda.
Nivel de seguridad: Es la tolerancia a un
determinado tipo de tráfico a la pérdida de celdas
que puede ocurrir durante períodos de congestión.
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Resumen de los parámetros de la clase de
servicio
Parámetro
de
llamada
Caudal
Parámetro de
conexión
ClaseA
Clase B
Clase C/D
Veloc. Pico
Veloc. Media
Tamaño de
ráfaga
X
-
X
X
-
X
X
X
Retardo
Medio
Máximo
X
X
X
-
Seguridad
Probab. Pérdida
Probab. Error
X
X
X
X
X
-
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Tipos de clases vrs AAL definidas por Servicio
Clases de servicio: Tres características que definen el
servicio extremo a extremo, a saber:
I.
Relación de temporización entre fuente destino. Sí es sensible o no al
tiempo entonces depende si es requerido o no.
II. Tasa de Bit: Si es constante o variable
III. Modo de conexión: Orientado o no a la conexión
La clasificación de las clases de servicio se define
en la siguiente tabla:
Clase de servicio
clase A
clase B
Relación de tiempo
Req.
Req.
(Fuente-destino)
Velocidad
Cte
Var.
Modo de conexión
Conex.
Conex.
Conex.
Tipo de servicio (audio – voz)
vídeo
clase C
No Req.
clase D
NoReq.
Var.
Conex.
Var.
Sin
(X.25 - FR)
IP
Clase
AAL
A
1
Veloc. Cte, origen y destino
intercambian información de
sincronismo, los errores se detectan
pero no se recuperan
CARACTERÍSTICAS
Circuitos punto a
punto.
Telefonía,
Imágenes.
EJEMPLOS
B
2
Transferencia de información generada
a velocidad variable, pero
sincronizada, los errores se detectan
pero no se recuperan
videos “ON
DEMAND”,
difusión de TV.
C&D
3/4
Para datos sensibles a pérdidas de
celdas aunque no al retrazo. Las dos
AAL se han unificado hoy.
Frame Relay,
TCP/IP y
WWW
C&D
5
Mejora del tipo 3/4 que reduce el
overhead en cada celda y mejora la
detección de errores
LAN Emulation,
Internet
38
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
AAL esta organizada en dos subcapas:
Convergencia (CS): Debe ejecutar las funciones
específicas para cada servicio ajustando la variación
de los retardos, sincronización, pérdida en la
comunicación de extremo a extremo. Por ello se
pueden encontrar diferentes CS sobre la subcapa
SAR.
Segmentación y reensamblado (SAR):
Segmenta la información de los servicios de entrada
para construir las celdas de ATM y viceversa en las
capas superiores. Sus funciones principales son:
1.
2.
I.
II.
Formateado del campo de área útil de celda en 48 celdas
Detección de pérdida o fuera de secuencia de las unidades
de datos SAR.
III. Detección y/o correcciones de errores de bits en la carga útil
de datos.
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Capa de Adaptación de ATM (AAL1):
i.
ii.
iii.
iv.
v.
Se definió para soportar el servicio de clase A
sensible al CBR.
Algunas características son :
Numeración de la secuencia de las celdas para detectar
pérdidas o celdas en mal insertadas.
Recuperación de la estructura de datos en el Rx por
medio de un apuntador . Por ejemplo, para la
transferencia de servicios de Circuit Emulation con
muestreos de 8 Khz.
Procedimientos de recuperación de reloj para casos
necesarios.
Procedimientos de corrección de celdas pérdidas y/o
información errónea del usuario.
Indicación al usuario de información errónea o pérdida
no recuperada por la capa AAL1.
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
La estructura de la celda AAL la hace en
cuatro pasos:
1. La subcapa de Convergencia (CS) crea una Unidad de
Información de Protocolo (PDU) al inicio “header” y
al fin “trailer” y un campo de longitud conocidas como
CS-PDU.
2. La subcapa de segmentación y el reesamblaje (SAR)
fragmenta el PDU y propone un encabezado para el
mismo de 5 bytes y bloques de 48 bytes.
3. Se agrega en la capa de ATM, el CRC para cada
fragmento de PDU para control de error.
4. El SAR PDU viene a ser el campo de la información
de una celda para el cuál la capa de ATM propone el
encabezado estándar.
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Capa de Adaptación de ATM
(AAL1):
De acuerdo a la recomendación I.363.1 del
UIT-T, se definen los siguientes servicios de
la subcapa de convergencia CS:
Transporte del circuito.
Transporte de la señal de video.
Transporte de señal de frecuencias de voz.
Transporte de señal de audio de alta
calidad.
39
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Estructura de la capas de ATM (AAL1):
47 BYTES
A
A
L
C
S
R Offset (7 bits) Información (46 bytes)
48 BYTES
S
A
R
C SN SNP P CS-PDU Información
CAPA DE ADPTACIÓN DE ATM
Capa de Adaptación de ATM (AAL1):
Prepara la celda para la transmisión en tres pasos:
1. Muestras síncronas (1 byte de información en una
tasa de 125 microsegundos) ajustadas al ajuste
Offset y el de reserva R.
2. Número de secuencia (SN) que se divide en dos
partes:
– Campo de contador de secuencia de 3 bits por el CS
– Campo C, que lleva la indicación proporcionada por la
CS por default es “0”. Su aplicación en recuperación
de reloj.(4 bits)
y Número de secuencia de Protección (SNP): se
A
T
M
ENCABEZADO
C SN SNP P CS-PDU Información
5 BYTES
ATM-PDU=53 BYTES
utiliza para detección y corrección de errores simple
indicándola en P la cabecera ( 4 bits).
3. Lo restante es la “Información” que se carga para
completar los 47 bytes.
CAPA FÍSICA
CAPA DE ADPTACIÓN DE ATM
Capa de Adaptación de ATM (AAL1):
Servicio Orientado a la conexión (aplicaciones
de Emulación de Circuitos) basados en CBR
para voz, video codificado de alta calidad con
veloc. constante de la fuente al destino.
La transferencia de información requiere de
sincronía entre la fuente y el destino. Por esta
razón depende del medio.
Esta hecho principalmente para operar con
T1/E1 en n x 64 canalizado.
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Capa de Adaptación de ATM (AAL2)
Servicio orientado a la VBR de veloc. variable
para la transmisión de vídeo comprimido y baja
calidad de voz. Este tipo de tráfico es difícil
manejar por la red debido a que sus variaciones
de sincronía no son predecibles.
La norma del UIT-T es la I.363.2 se espera que a
partir de los desarrollos en 1996 principalmente
en fotografía en movimiento proporcionado por la
compresión intraframe.
Se mantienen las características de servicio
apropiadas para la compresión como (JPEP)
Grupo de Expertos Fotográficos Joint
40
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Capa de Adaptación de ATM (AAL2)
1) Servicio no asegurado: La entrega de los
paquetes no es garantizada.
2) Retransmisión no automática: Forma en
que las celdas son descartadas y la corrección
de errores se brinda solo en los dispositivos
de extremo a extremo.
3) Multiplexación: Es la forma en que muchas
aplicaciones puedan compartir un mismo VC.
4) Integridad de secuencia: Se asegura que
los paquetes lleguen en el orden que salen.
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Estructura de la capa de ATM (AAL2):
47 BYTES
A
A
L
A
T
M
C
S
Subcapa de Parte Común
CRC
S
A
R
ENCABEZADO
(CPS-Información)
48 BYTES
STF(octeto de inicio) CPS-Información
STF (Start Field) CPS-Información
5 BYTES
ATM-PDU=53 BYTES
CAPA FÍSICA
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Capa de Adaptación de ATM (AAL2)
También se le conoce como Subcapa de
Parte Común (CPS).
Contiene un Campo de Comienzo de un
byte conocido como STF .
La recomendación H.310 del UIT-T
define multimedia sobre ATM y los
esquemas de codificación de vídeo se
definen en H.260.
CAPA DE ADAPTACIÓN ATM
Capa de Adaptación de ATM (AAL3/4):
Diseñada para proveedores de servicios de datos orientados a
la conexión y connectionless.
Es usada principalmente para transmitir solo paquetes en
protocolo Switched Multi-Megabit Data Service (SMDS) sobre
ATM o DQDB de IEEE 802.6 y tráfico de LAN.
Un encabezado de AAL3/4 SAR PDU consiste en:
Tipo de segmento (ST): 2 bits indican la posición de la PDU
Número de Secuencia (SN): 4 bits para la secuencia de la SARPDU
Identificador de Multiplexación (MID): 10 bits se usan para
identificar el segmento CS-PDU.
Área de carga útil: 44 octetos de datos del usuario
Indicación de longitud (LI): 6 bits llevan una carga útil de 1 a 44
octetos
CRC: De 10 bits para cubrir el encabezado completo
41
CAPA DE ADAPTACIÓN ATM
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Estructura de la capas de ATM (AAL3/4):
Capa de Adaptación de ATM (AAL5):
Su norma se especifica para el UIT-T I.363.5
Es usada para transmitir servicios CBR con
requisitos de relación temporal entre extremos.
IP sobre ATM, Emulación de LAN (LANE).
Conocida como la Simple y Eficiente Capa de
Adaptación (SEAL).
SAR acepta el CS-PDU y lo segmenta en octetos
de 48 SAR-PDU
46 BYTES
C
S
A
A
L
ST SN
MID
Información (44 bytes)
48 BYTES
S
A
R
A
T
M
CS- PDU
ST SN MID
ENCABEZADO
LI CRC
ST SN MID CS-PDU Información LI CRC
5 BYTES
ATM- PDU=53 BYTES
CAPA FÍSICA
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Estructura de la capas de ATM (AAL5):
CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM
Preparada una celda de AAL5 la
transmisión se da en cinco pasos:
i.
II.
CS - PDU
A
A
L
A
T
M
C
S
Información (48 bytes)
CS- PDU
S
A
R
PAD UU CPI
longitud
48 Bytes Información
SAR - PDU
ENCABEZADO
ATM - SDU Información
5 BYTES
ATM - PDU=53 BYTES
CAPA FÍSICA
CRC
III.
IV.
V.
CS añade un relleno PAD de largo variable y un
campo de 0 a 47 octetos.
Utilización de indicación del usuario ATM-usuario ATM
(UU) para el soporte de función de segmentación y
reensamblado su tamaño es de 1 octeto y es de
prevista.
El Indicador Parte Común (CPI) es de un octeto y no
esta en uso .
Longitud es de dos octetos define el tamaño de la
información, es importante en el uso del PAD.
El CRC es de 4 bits y es para la detección y
corrección de errores pero de la trama no de la
información.
42
Señalización de ATM
Su orientación a servicios requieren una conexión
“End to End” basado en conexiones virtuales
similares al ISDN-BE (Q.931), pero en este caso
es Q.2931 para UNI 3.1, ILMI o NNI 4.0. como
interfases.
1. El equipo ATM en su punto final para la interfase UNI
público envía y recibe mensajes para la conexión,
liberación y punto-multipunto de acuerdo al Q.2931 y las
especificaciones ISO 8348/ UIT X.213.
Establecimiento: Setup, Connect, Call proceeding, Connect
Acknowledge.
Liberación: Release, Release Complete.
Status: Status Inquiry, Status
Punto-Multipunto: Add party, Add party Rejet, Add party
Acknowledge, Drop Party, Drop party Acknowledge.
Señalización de ATM
Señalización durante el establecimiento de
una conexión entre dispositivos de ATM
Señalización de ATM
2. Integrated Local Management Interface (ILMI):
Define un MIB y procedimientos de gestión para
que cualquier dispositivo de ATM pueda obtener
información del estado y configuración
concerniente a cualquier conexión disponible en la
UNI. Es aplicable a redes del acceso público o
privado de ATM. Lo hace con aprendizaje
dinámico de los nodos de ATM y de las interfases
de registro con conexión en modo UNI.
3. Network to network: Para interfases entre las
celdas de conexión entre los switches. Los puertos
pueden ser programados en interfase UNI o PNNI
a través de un VP de monitoreo
DIRECCIONAMIENTO DEL ATM
Netware Service Access Point (NSAP) : Se usa
solamente durante la conexión inicial no en el
celdado
AFI es ideado para tres formatos de inicio: El definido
por ISO 8348/ UIT-T X.213 conocido como DCC,
identifica las organizaciones internacionales conocido
como ICD y para E.164. usado para ISDN con conector
RJ-45.
AFI IDI
HO-DSP
Netware Prefix = 13 bytes
ESI
ID = 6 bytes
Sel
1 byte
43
DIRECCIONAMIENTO DEL ATM
Basados en ISO Network Service Access Point NSAP
para redes su formato es de 20 bytes:
Address Format Identifier (AFI): Identifica cual
formato de acuerdo al ICI (1 byte).
Inicial Domain Information (IDI): Tres modos (2
bytes)
⌧Data Country Code: Identifica el código del país por ISO
⌧International Code Designator: Direcciones MAC con 802
⌧E.164: Número telefónico usado por ISDN público.
HO-DSP se configuran los parámetros de la región (1
byte),red empresarial (3 bytes), nodo y tarjeta (6
bytes).
End System Identifier (ESI): Dirección MAC del
dispositivo final. (6 bytes).
Selector (Sel): Puerto de la tarjeta nuestra (1 byte)
DIRECCIONAMIENTO DEL ATM
Canales virtuales:
En un BRI de ISDN, un canal D puede ser compartido por 8
dispositivos sobre una misma interfase de usuario-red. En ATM,
cada dispositivo tendrá su propio canal de señalización
dedicado, punto a punto y bidereccional para el intercambio de
mensajes de red.
La UIT-T define varios tipos de Canales Virtuales de
Señalización (SVC) para la interfase UNI (No confundir con
“switch virtual circuit” ), entre ellos se incluyen:
Canal virtual de metaseñalización (MSVC): Los SVC individuales
se establecen y mantienen solo para canales activos de ATM.
De difusión general (GBSVC): Anuncia una llamada entrante, los
dispositivos que pueden aceptar una llamada responderán en su SVC
individual.
De difusión selectiva (SBSVC): Se establece temporalmente en la
dirección de red al usuario para permitir a la red enviar mensajes a
todos los dispositivos con un perfil de servicio particular equivalente.
Circuit Emulation Service
Definición:
Circuit Emulation Service
Es un servicio CBR con ancho de banda
fijo y un retardo de extremo a extremo
que emula características de un circuito
punto a punto.
Las aplicaciones que se incluyen son
voz, vídeo, datos de ISDN-BE,
videoconferencia e interconexión LAN.
Tiene la capacidad de recuperar el reloj
para transmisiones sincrónicas, también
puede detectar errores pero sin
corrección de los mismos.
44
Circuit Emulation Service
Consta de módulos de emulación de
circuitos para transportar anchos de
banda canalizados en T1 y E1 en TDM y
tráfico síncrono sobre redes ATM.
El estándar de la UIT-T I.363 el cuál fue
completado en Febrero de 1995.
Mediante la AAL1 con uso de CBR.
N x 64 Kbps
Convierte T1/E1 en celdas estructuradas.
Evita problemas de sincronía
Alta prioridad del servicio
Circuit Emulation Service
Servicio Estructurado
Asigna un PVC de ATM para cada N x DS-0 de canales en un
circuito T1/E1
Celda con 5 bytes de encabezado,1 o 2 bytes de servicio de
AAL1, 46 o 47 octetos del flujo T1/E1 encapsulado.
Opcionalmente se acarrean bits de Channel Associate
Signaling (CAS).
Circuit Emulation Service
Que papel juegan los AAL en los
contenidos de las celdas?
Como manejar los contenidos de las celdas
Clase
A
Cronometraje
Taza de Bits
Modo de
Conexión
B
Requerido
C
Orientado a la conexión
C
D
No requerido
Variable
No orientado a la conexión
Circuit Emulation Service
Servicio No Estructurado
Transporta todos los bultos DS-0 dentro de un T1/E1
sobre un mismo PVC.
Celda con 5 bytes de encabezado,1 byte de servicio de
AAL1, 47 octetos del flujo T1/E1 encapsulado.
45
Gracias.
46