Redes de Banda Ancha

Facultad de Ingeniería
Departamento de
Telecomunicaciones
REDES DE BANDA ANCHA
Msc. Luis Rojas. C
REDES DE BANDA ANCHA
? Se
asocia el término autopistas de la
información al de? Infopistas.
inf opistas
? El concepto de alta velocidad es relativo.
Para una LAN la velocidad de 10 Mbps es
normal y el término de alta velocidad se
aplica a partir de los 100 Mbps.
REDES DE BANDA ANCHA
?
En una WAN 2 Mbps en caso de una ISDN-Be es
muy elevada.
? En los años 80 tuvo lugar el despliegue de la
informática personal, esto originó el desarrollo de
los sistemas distribuidos y la demanda de mayor
ancho de banda.
? En la actualidad la evolución de los servicios
apunta hacia el entorno de la multimedia, que
integran las formas básicas de presentación de la
información , datos, audio, e imagen estática y
vídeo.
REDES DE BANDA ANCHA
? Las
necesidades de acceso de banda ancha
están cambiando.Aplicaciones intensivas en
contenidos, incluyendo vídeo y la
convergencia de voz y datos, están
incrementando la necesidad de una mayor
velocidad.
? Las nuevas aplicaciones de usuarios están
más orientadas a gráficos que a caracteres.
REDES DE BANDA ANCHA
? La
digitalización y la fibra óptica han
incrementado la capacidad y la calidad de
las redes.
? La velocidad de la información se puede
representar como un proceso estocástico.
S ? MAX (t )(valormáximo)
REDES DE BANDA ANCHA
? Coeficiente
? B=S / E
?S
de Ráfagas ( Burstirss) (B)
(t )
?
REDES DE BANDA ANCHA
? Todos
los cambios que se avecinan
requieren que se tenga un mayor soporte de
QoS y de ingeniería de tráfico a través de
ATM y de IP / MPLS (Internet protocol/
Multi Protocol Label Switching ), sin
mencionar un gran suministro de anchura de
banda bruta.
REDES DE BANDA ANCHA
? Avances
recientes en tecnología DWDM (
Multiplexación por División de Onda Densa
), asi como en productos SONET / SDH (
Red Óptica Síncrona / Jerarquía Digital
Síncrona ), han asegurado la disponibilidad
de suficiente anchura de banda.
REDES DE BANDA ANCHA
? Las
tecnologías de conmutación IP, MPLS,
ATM y TDM pueden utilizarse para acercar
esta anchura de banda al usuario, pero ,
hasta fechas muy recientes, “ la última
milla” ha sido siempre un cuello de botella
REDES DE BANDA ANCHA
? Los
proveedores de servicios tienen muchas
opciones tecnológicas para satisfacer la
demanda creciente de ancho de banda.
? Para aprovechar los pares de cobre ya
tendidos, se pueden utilizar diversas
técnicas de codificación que proporcionan
acceso de banda ancha sobre los bucles de
cobre existentes.
REDES DE BANDA ANCHA
?
ADSL ( Línea Digital Asimétrica de Abonado),
SDSL ( DSL simétrica ) y VDSL ( Línea Digital
de Abonado de Muy Alta Velocidad ) son usadas
para tal fin.
? Además , las tecnologías de acceso de banda
ancha por radio tales como LMDS ( Servicio
Local de Distribución Multipunto ), hacen uso de
nuevos espectros de radio y de asignación
dinámica de la anchura de banda.
Redes de Banda Ancha
?
En interconexión de redes, lo que se transporta son
unidades de datos (DUs).
? Los protocologos del usuario son mapeados en el
formato exigido por las redes de interconexión;
según el caso:
? Mapeados bit a bit en los canales transparentes de
redes determinísticas.
? Encapsulados para transporte en las unidades de
datos (DUs) de las redes WAN o de los bakbone
(eventualmente fragmentados y reconstruidos,
caso necesario).
REDES DE BANDA ANCHA
?
CONCLUSIONES : El acceso de banda ancha se
está convirtiendo en un estilo de vida .
? Formas diferentes y mejoradas de contenido están
impulsando hacia delante las necesidades tanto de
velocidad como de capacidad.
? Los proveedores de servicios están presionados
para entregar rápidamente servicios a una base de
clientes ya existentes y en expansión que los
demandan.
Teorema de Nyquist
? En 1924, Nyquist estudió
la cantidad de
información que era posible enviar a través
de un canal sin ruido y de ancho de banda
finito.
? Sus estudios demostraron que esa cantidad
estaba limitada en función al ancho de
banda del canal.
Teorema de Nyquist
? Dada
una función cuya energía está
enteramente contenida en un ancho de
banda B ( Hz ) y que se muestrea a
frecuencia mayor que 2B, la función
original puede ser totalmente recuperada
por medio de un filtro pasa bajo ideal.
Teorema de Nyquist
? Fn
: frecuencia de muestreo.
? Fn = 2B (Hz), en un canal sin ruido : Vimax
= 2B, si la señal es multinivel ,
entonces,Vmax = 2Blog2n.
? Donde n: n° de niveles de la señal.
Teorema de Shannon Hartley
?
N = 2exp (n)
? N : número de posibilidades a elegir
? n : número de bits necesarios, para
discriminar entre N posibilidades.
? Igualmente :
?
n = log2N
Tiendo en paraleloTeorema
de Shannon
?
m = # de canales transmitiendo en
paralelo
?
Ti : la menor duración teórica de un
elemento de señal, para el iésimo canal
expresado en seg.
?
ni : es el número de estados
significativos de la modulación del iésimo
canal.
Teorema de Shannon
?
El número de bps = número de
baudios*log2n, donde n: es el número de
estados significativos de la señal.
? C = Vimax*log2*n max
? Si se trata de señales binarias, la velocidad
de información máxima en un canal sin
ruido será igual a :
? Vimáx = 2Blog2 (bps)
Capacidad de Canal
?
C = Vimax
? En el caso del canal ideal, se podría aumentar el
número de niveles tanto como se quisiera, ya que
siempre sería posible distinguir un nivel del
siguiente.
? Para el caso de un canal real, esta situación es
imposible, pues el número de niveles queda
limitado a la probabilidad de que se pueda
distinguir el nivel “n”, del nivel n+1, sin cometer
error al decidirse por uno u otro.
Capacidad de Canal
? El
número de niveles que es posible
implementar estará limitado por el valor de
la relación S / N.
Teorema de shannon
? Para
m=1
? Vi = 1/T log2n si n=2, log4=2
? log8= 3, log16 = 4
? Vi
= 1/T = Vm reemplazando :
? Vi = 2Vm, Vi= 3Vm, Vi =4Vm
Teorema de Shannon
? En
1948, Claude Shannon completó los
estudios de Nyquist ampliandolos a un
canal sujeto a ruido térmico ( aleatorio ).
? C = Vi max log2n max ( bps)
? Sustituyendo a Vi max = 2B, tenemos :
? C = 2B log2 n max (bps). El número de
niveles máximo está relacionado con S / N.
Teorema de Shannon
n max ? 1 ? S / N
C ? 2 B log 2 1 ? S / N
? simplifica ndo
C ? B log 2(1 ? S / N )
Conclusiones:
? El
teorema permite calcular la velocidad
máxima de transmisión de datos en un canal
que tiene ruido.
? Relaciona dos parámetros fundamentales en
todo canal de comunicaciones que son : el
ancho de banda B y la relación S /N.
Conclusiones :
? Se
puede observar que la capacidad de un
canal contínuo depende del ancho de banda
del medio físico empleado por el canal y de
la relación S / N a través de su logaritmo de
base dos.
Conclusiones :
? Igualmente
se puede determinar, que la
influencia de la variación de la relación
S/N, tiene un efecto menor que el ancho de
banda ( en la determinación de la capacidad
de canal), pues está relacionada a través de
su logaritmo.
Ejemplo :
? Se
desea transmitir datos en un canal de
comunicaciones con una S/ N= 100,
calcular la capacidad del canal si se está
utilizando el ancho de banda de un canal
telefónico el cual es de 3000 Hz :
C ? B log 2(1 ? S / N )
C ? 3000 log 2(1 ? 100) ? 19.975bps
Ejemplo :
? Esto
significa que al tener S / N= 100, la
señal útil debe superar 100 veces a la
potencia media de ruido.
Ancho de Banda
? Definición
:se denomina ancho de banda de
una señal, al intervalo de frecuencias para
las cuales la distorsión lineal y la atenuación
permanecen bajo bajo límites determinados.
B ? f 2 ? f1 ? ? f
Ancho de Banda
? Los
valores de f1 y f2, se denominan límite
inferior y superior del ancho de banda de
una señal.
? Para los mismos la atenuación de la señal es
de 3 dB respecto de la señal o al valor de
referencia f0 que se encuentra a 0 dB.
Efecto del Ancho de Banda
? Cuando
una señal cuadrada, rectángular o
en general cualquier señal digital pasa a
través de un soporte físico, siempre sufre
deformación, producida por lo que se
denomina “ el ancho de banda pasante del
medio”.
Efecto del Ancho de Banda
?
El ancho de banda pasante es : B =f2-f1, tal que,
las componentes de la serie de Fourier, cuyas
frecuencias están comprendidas entre esos límites,
sufren atenuaciones de hasta 3dB.
? Las frecuencias que se encuentran por arriba y por
debajo de esos límites, son atenuadas más
fuertemente y el medio actúa como filtro que solo
deja pasar, a los efectos prácticos, las del ancho de
banda señalado.
Efectos del Ancho de Banda
? Se
dice entonces que el medio de
comunicación se comporta como un filtro
pasa banda.
? Si el ancho de banda fuese teoricamente
infinito, es decir f1= 0 y f2=oo, entonces
todas las armónicas de la señal pasarían sin
atenuación y por lo tanto, la señal no
sufriría deformación alguna.
Efectos del Ancho de Banda
? Sin
embargo, en la práctica esto no sucede y
a medida que el ancho de banda es menor,
mayor es la deformación de la señal.
Transmisión en Banda Base
? El
uso de transmisión en banda base, suele
ser frecuente por el bajo costo de los
equipos usados.
? Cuando se usa este tipo de transmisión, los
equipos terminales (ETCD), que por
costumbre se les denomina modem, no
realizan la función de modulación.
Transmisión en Banda Base
? Cuando
en particular, se desea enviar
señales en la modalidad de “ Banda Base”
la señal es previamente codificada de forma
de reducir a un mínimo la componente de
corriente contínua, que todo pulso
rectángular asimétrico puede presentar ( al
ser analizada mediante el desarrollo en
series de Fourier)
Transmisión en Banda Base
? Por
lo tanto, es necesario que la señal en
banda base sea codificada para adaptarla a
la línea de transmisión, de alli surge la
existencia de los diferentes códigos de línea
o códigos de banda base.
¿QUE ES ALTA
VELOCIDAD?
?
Tecnicamente , las señales que se desplazan a
través de una red de alta velocidad no se
transmitirán a mayor velocidad que una llamada
telefónica actual; la velocidad de la luz es un
umbral bastante inamovible.
? Cuando hablan de “ alta velocidad”, los
diseñadores de redes se refieren realmente a la
cantidad de información digital que pueden
trasladar a través de un hilo cada segundo, el
diámetro del conductor, por decirlo de alguna
manera.
¿QUE ES ALTA
VELOCIDAD?
? Una
simulación completa de realidad
virtual, por ejemplo, precisa un movimiento
de miles y miles de millones de bits de
datos cada segundo entre el usuario y el
equipo informático.