Servicios de Telecomunicaciones

Introducción a la Ingeniería
TEMA 5*
Servicios de Telecomunicaciones
*Todas las imágenes de esta presentación son reproducciones del libro: “Una panorámica de las telecomunicaciones”, Prentice-Hall, 2002.
II 5: Servicios de telecomunicaciones
Introducción
1
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Contenidos
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
Servicios de telecomunicación
Servicios telefónicos
Servicio de transmisión de datos
Servicios de telecomunicación por cable
Servicios por la ISDN
Servicio de retransmisión de tramas
Servicios por al red ATM
Servicios sobre xDSL
Servicios de acceso a Internet
Servicios y sistemas inalámbricos
Servicios móviles
Servicios de radiodifusión
II 5: Servicios de telecomunicaciones
Contenidos
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
2
Servicios de telecomunicación (I)
•
•
Conjunto de facilidades y medios gestionados por un proveedor de servicio que éste pone
a disposición de los usuarios, con unas normas de acceso y utilización, para satisfacer las
necesidades de telecomunicación de los clientes.
Elementos:
– Hardware (redes y terminales), software, proveedor de servicio (propietario o no de la red),
clientes, naturaleza y tipo de información.
•
Marco general de análisis:
– Modo y protocolos de acceso, red y conectividad con otras redes, equipos y terminales de
usuario, señalización y gestión, calidad de servicio, tarificación.
•
Clasificación de los servicios:
– Básicos (telefónico) / Suplementarios (identificación de llamada, llamada en espera, etc.).
– Portadores (proporcionan capacidad de red, modo circuito/paquete, ej. transmisión de datos por
la red telefónica) / Teleservicios (capacidad completa de transmisión de información –
incluyendo terminales, ej. tefonía básica/móvil, videoconferencia, etc.)
• Servicios de valor añadido: funciones adicionales a transmisión, ej, almacenamiento y procesamiento
de información
– Otras clasificaciones, según:
• Colectivo de usuarios (intercomunicación / comunicación social), transacciones de información
(comerciales / particulares), tipo de información (voz, datos, ...), anchura de banda (estrecha / ancha),
red que soporta el servicio (PSTN, ISDN, ...), modo de comunicación (conversacional, mensajería, ...),
movilidad (fijos / móviles), tipos de repetidores (terrenales / satélites).
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.1 Servicios de telecomunicación
3
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Servicios de telecomunicación (y II)
Designación de servicios por atributos:
•
Transferencia de la información:
–
–
–
–
–
–
–
–
•
Modo de transferencia (circuito/paquete)
Velocidad de transferencia (bits/s o múltiplos)
Capacidad de transferencia (información digital, conversación, audio, vídeo, …)
Anchura de banda (estrecha/ancha)
Establecimiento de la comunicación (demanda/reservado/permanente)
Establecimiento de la conexión (conmutada, semi-permanente, permanente)
Simetría (unidireccional, bidireccional simétrico/asimétrico)
Configuraciones de la comunicación (punto a punto, punto a multipunto, multipunto)
Acceso:
– Velocidad de acceso a la red
– Protocolos de acceso
•
•
Interfuncionamiento entre redes
Generales:
– Calidad del servicio:
• Fidelidad (tasa de errores), fiabilidad (porcentaje de interrupciones), retardo
• Factores tecnológicos, percepción del usuario, gestión estática/dinámica de recursos
– Servicios suplementarios proporcionados
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.1 Servicios de telecomunicación
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
4
Servicios telefónicos
•
Servicio telefónico básico:
–
–
–
–
–
•
Voz sobre PSTN Æ POTS (Plain Old Telephone Service)
Infraestructura ubicua
Tarificación en función de distancia, duración, franja horaria y planes promocionales
Acceso: par de cobre
Servicios suplementarios: contestador, llamada en espera, desvío de llamadas, tarjeta personal,
llamada a tres, identificación de llamadas
Servicios telefónicos de empresas:
– Para conexiones de ámbito local Æ centralita privada (PABX –Private Automatic Branch
eXchange)
– Para conexiones remotas Æ Red Privada Virtual sobre PSTN (circuitos alquilados), marcación
por extensiones Æ RPV móviles
•
Servicios de redes privadas:
– El usuario ejerce el control (líneas alquiladas), coste superior a RPV
– Tipos de servicios: Frame Relay, ATM, satélite VSAT
•
Servicios telefónicos corporativos:
– Grandes empresas (p.ej., call centers)
•
Redes especiales:
– Telefónica: Ibercom (red virtual con marcación directa), Ibermic (datos a alta velocidad),
Iberpac (red pública de conmutación de paquetes, protocolo X25)
– Administración: Télex (transmisión e impresión de mensajes)
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.2 Servicios telefónicos
5
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Servicios de transmisión de datos
•
Características generales:
–
–
–
–
–
•
Modems de datos:
–
–
–
–
•
Datos sobre PSTN debido a su ubicuidad
Red conmutada/dedicada
Equipos terminales de datos (DTE –Data Terminal Equipment) Æ equipos de terminación de circuito de datos
(DCE –Data Communication Equipment) = modems
Sincronización: modo asíncrono (arranque-parada, baja velocidad) / síncrono (caracteres de sincronización
periódicos, alta velocidad)
Modo de comunicación: símplex, semidúplex, dúplex (simétrico/asimétrico)
Dependen de: velocidad, tipo de conexión (conmutada/dedicada) y modo de funcionamiento de la red
Ejemplo: modems de red conmutada, que incluyen dispositivo de marcación telefónica
Frontera DTE-DCE = interfaz de datos, se encuentra estandarizada
Velocidades de hasta 56 kbits/s
Conexiones de datos:
–
Entre puntos fijos (ver figura) o punto a multipunto (contienda, llamada selectiva)
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.3 Servicios de transmisión de datos
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
6
Servicios de telecomunicación por cable
•
•
•
•
•
•
Se prestan de forma integrada hasta el
domicilio utilizando infraestructuras de
cable (coaxial, HFC, o fibra óptica -FTTC)
Gran versatilidad en capacidad y número de
servicios
Gran ancho de banda a precio reducido
Servicios interactivos multimedia (voz,
video, acceso telefónico, ..)
Servicios típicos: acceso a Internet,
telefonía básica, TV clásica + pay-per-view
La estructura de la red que permite los
servicios de cable se indica en la figura:
– Cabecera-nodo de distribución: anillos FO
– Nodo de distribución-nodo de servicio:
• Bus: para ubicaciones en línea o anillo
• Estrella: para nodos dispersos
• Árbol: configuración mixta
•
Aprovechamiento de los tendidos de coaxial
telefónico o TV con modems de cable
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.4 Servicios de telecomunicación por cable
7
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Servicios por la ISDN
•
•
•
•
ISDN Æ Comunicaciones digitales extremo a extremo (PCM-TDM), interfaces normalizadas, alta
calidad y seguridad, rapidez en el establecimiento de llamadas, interfuncionamiento con las redes
fijas (PSTN) y móvil (PLMN)
Integración de servicios básicos (telefonía, datos, videoconferencia) y suplementarios (retención y
desvío de llamadas, presentación y restricción de llamadas, etc.)
Norma ETSI Æ 2048 Mb/s, 30 (tráfico, 64 kb/s) + 2 (señalización, 16 kb/s) canales
Clasificación de servicios:
–
Banda estrecha (N-ISDN): acceso básico = 2B+D = 144 kb/s (ej., llamada telefónica y conexión a Internet
simultáneas, ver figura) / Banda ancha (B-ISDN): acceso primario = 30B+D (EEUU y Japón, 23B+D)
•
•
•
•
Telefonía digital individual: teléfono ISDN (terminal avanzado, adaptador de comunicaciones)
Transmisión de datos: hasta 128 kb/s, conectividad con otros servicios ISDN, funcionalidades adicionales (ej, fax PC)
Telefonía con funciones de centralita: comunicaciones externas simultáneas, intercomunicación interna
Videoconferencia personal: transmisión simultánea de video, voz, sonidos y datos
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.5 Servicios por la ISDN
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
8
Servicios de retransmisión de tramas
•
•
•
•
•
Servicio de retransmisión de tramas (FR, Frame Relay): servicio de transmisión
de datos (servicio de transporte) a alta velocidad (64 kb/s a 2 Mb/s) diseñado
para interconexión de LAN Æ integración de servicios de tasas variables,
tráfico a ráfagas, tiempo de respuesta corto
Conmutación de paquetes simplificada, conexiones virtuales permanentes o
conmutadas que comparten una infraestructura común de gran capacidad
Gran variedad de protocolos y aplicaciones (ej., voz sobre FR)
Red de Cliente FR = conexiones de acceso + recursos de red
Aplicaciones:
–
–
–
–
–
Intercambio de información en tiempo real
Aplicaciones cliente-servidor
Acceso remoto a bases de datos
Conexiones LAN
…
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.6 Servicios de retransmisión de tramas
9
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Servicios por la red ATM
•
•
•
•
•
•
•
Tecnología ATM: aplicaciones multipunto, diferentes servicios, distintas distancias, altas
velocidades de transmisión y conmutación, numerosas conexiones virtuales de bajo coste
comparten una infraestructura común de gran capacidad, aprovecha conmutación de paquetes y de
circuitos
Mayor gama de tipos de circuitos virtuales que FR, y mayor ancho de banda
Conmutación de paquetes, celdas de 48 (datos) + 5 (cabecera) = 53 bytes, TDM asíncrona
(asignación dinámica de velocidad), cualquier jerarquía de transmisión
Las conexiones virtuales se establecen al comienzo de la transmisión, definiendo los parámetros de
la misma (velocidad, calidad de servicio, etc.) Æ “policía de tráfico”
Red de Cliente ATM = conexiones de acceso + circuitos virtuales + recursos de red
Conexiones de los equipos a la red a través de interfaces normalizadas: E3 (coaxial, 34 Mb/s),
SDH-STM-1 (óptica 155 Mb/s) Æ Punto de Terminación de Red (PTR)
Aplicaciones:
–
–
–
–
–
–
Intercambio de información en tiempo real
Conexiones LAN
Interconexión de centralitas privadas
Acceso a Internet de alta velocidad
Videoconferencia
Distribución de audio y vídeo
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.7 Servicios por la red ATM
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
10
Servicios sobre xDSL
•
•
•
•
Explotar el bucle de abonado: voz + nuevos servicios (Internet)
Enlaces ascendente (upstream) y descendente (downstream)
xDSL Æ SDSL (Symmetric, hasta 2 Mb/s, ver figura izq.), ADSL (Asymmetric, hasta 20 Mb/s),
HDSL (High rate), IDSL (Integrated), VDSL (Very high rate, hasta 50 Mb/s)
ADSL (ver figura der.):
–
–
Enlace descendente con mayor capacidad (ej., acceso a Internet), mantenimiento de la línea telefónica
Equipos:
•
•
•
DSLAM = Multiplexadores de Acceso DSL
Modem de cabecera y de usuario
Filtro (splitter)
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.8 Servicios sobre xDSL
11
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Servicios de acceso a Internet (I)
•
•
Enlaces Ascendente (upstream) y Descendente (downstream)
Modalidades de acceso a través de:
–
PSTN convencional: modem (33 kb/s EA, 56 kb/s ED) Æ PTR Æ PSTN Æ ISP, uso exclusivo de la línea
–
ISDN: se requiere acceso básico a ISDN (64 ó 128 kb/s) y adaptador ISDN (o tarjeta PC), llamadas a la vez
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.9 Servicios de acceso a Internet
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
12
Servicios de acceso a Internet (y II)
•
Modalidades de acceso a través de:
–
–
xDSL: filtro Æ modem xDSL Æ bucle de abonado Æ modem xDSL Æ ISP
Red CaTV: modems de cable Æ separadores
–
Radio celular: mediante GSM (9,6 kb/s) con modem, mediante GPRS (115 kb/s) con modem incluido
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.9 Servicios de acceso a Internet
13
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Bucle de abonado inalámbrico
•
•
Limitaciones de la red telefónica (geográficas, de capacidad de transmisión, etc.) Æ el
problema de “la última milla” Æ acceso inalámbrico entre estaciones base y estaciones
terminales
Tipos:
–
–
WLL (Wireless Local Loop):
• Baja-media capacidad
• En principio sólo telefonía
• Aprovechan la infraestructura de la red móvil celular
• Nuevos desarrollos: N-WLL o NWA (Narrowband Wireless Access) similar al acceso básico ISDN
(2B+D) con 144 kb/s
BWA (Broadband Wireless Access):
• Son sistemas de banda ancha
• Se suelen denominar LMDS (Local Multipoint Distribution System)
• Constan de una red celular de estaciones base cada una de ellas proporcionando hasta 256 Mb/s (ej.,
128 circuitos de 2 Mb/s), con portadoras en torno a 27 GHz
• Debe haber visión directa entre las antenas Æ terrazas de los edificios, < 2 km
• Características: gran capacidad, flexibilidad y escalabilidad, arquitectura abierta, despliegue rápido y
económico, todo tipo de servicios
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.10 Servicios y sistemas inalámbricos
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
14
Telecomunicaciones inalámbricas
•
•
Acceso inalámbrico y red telefónica convencional
Tipos de servicios:
– Privados:
• Residenciales:
– Teléfonos “sin cordón”, estándares CT0, CT1, y CT2/CAI Æ DECT –Digital Enhanced
Cordless Telecommunications
– Bluetooth: interconexión de equipos informáticos, baja potencia, corto alcance (10 m), y coste
reducido. Banda ISM (aplicaciones industriales, científicas y médicas) de uso libre en 2,4 GHz
• Comerciales:
– Redes interiores con una centralita telefónica inalámbrica W-PABX
– W-LAN
– Públicos:
• Telepoint: cabina telefónica con acceso inalámbrico
• Telefonía aire-tierra para pasajeros en vuelo: via satélite en vuelos transoceánicos e
interestatales (INMARSAT), estándar TFTS (Terrestrial Flight Telecommunications
System) europeo
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.10 Servicios y sistemas inalámbricos
15
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Servicios móviles
•
Servicios móviles terrestres, clasificación:
– Servicios móviles privados (Private Mobile Radio), utilizan redes radio propietarias sin
conexión a la PSTN
– Servicios móviles semipúblicos (Public Access Mobile Radio), utilizan redes radio alquiladas
con conexión a redes telefónicas privadas
– Telefonía pública PLMN (Public Land Mobile Networks), acceso vía radio a la red telefónica
pública
•
Servicios de despacho (dispatching):
– Intercambio de información (voz y datos) en flotas o en grupos de agentes: policía, protección
civil, mensajería, vigilancia, transporte, …
– Características: cobertura local o regional, acceso rápido, llamadas frecuentes y de corta
duración, comunicaciones en grupo, …
– En redes pequeñas Æ PMR, en redes grandes Æ PAMR
– Primer estándar MPT 13XX (fundamentalmente analógico) Æ reciente norma europea
TETRA (Terrestrial Trunking Radio) digital
•
Servicios de radiobúsqueda (paging):
– Unidireccionales de aviso a usuarios (tono, vibración, mensaje, etc.)
– Privados o públicos (estándar POCSAG, norma EUROSIGNAL Æ ERMES)
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.11 Servicios móviles
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
16
Servicios móviles GSM (I)
•
Servicios portadores GSM:
– Atributos: conmutación de circuitos, establecimiento de llamada por demanda, comunicación
bidireccional simétrica, comunicación punto a punto
– Norma GSM define 6 servicios portadores: UDI (Unrestricted Digital Information),
interfuncionamiento con ISDN, PAD (Packet Assembly Dissassembly), transmisión en modo
paquete, conmutación voz/datos, voz seguida de datos
– Ejemplos:
• PDS: utiliza los canales de señalización para transmitir paquetes de datos, hasta 9 kb/s
• GPRS: transmisión en modo paquete, hasta 115 kb/s Æ móviles GPRS
•
Teleservicios GSM:
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.11 Servicios móviles
17
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Servicios móviles GSM (y II)
•
Servicios suplementarios GSM:
– Modifican, complementan, o perfeccionan un servicio de telecomunicación básico
– Características: provisión, cancelación, registro, borrado, activación, desactivación,
invocación
– Ejemplos:
• Identificación/Prohibición del número llamante o línea llamada (CLIP, CLIR, CoLP, CoLR)
• Desvío de llamada: incondicional, por cliente ocupado, por no contestar, por imposibilidad de
localizar al abonado
• Realización de llamada: llamada en espera, retención de llamada
• Restricción de llamadas: todas las salientes, internacionales salientes, entrantes, entrantes cuando se
está fuera del país
• Multiconferencia
• Grupo cerrado de usuarios
• Tarificación: información, tasación
• Plan privado de numeración
•
Servicios de valor añadido GSM:
– CAMEL: traslación de servicios a una red visitada
– WAP (Wireless Access Protocol): puede funcionar sobre GRPS, comunicaciones avanzadas
de datos, acceso seguro, interacción con Internet, multitud de servicios
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.11 Servicios móviles
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
18
Servicios móviles 3G
•
Servicios móviles de tercera generación:
– Comienzo del desarrollo 3G a finales de los 80. Objetivos:
• Telefonía y datos en una red integrada móvil, anykind-anywhere-anytime, itenerancia mundial, elevado
grado de personalización, multimedia a varias velocidades, tráfico elevado, variedad de coberturas
(picocélulas a megacélulas), compatibilidad con 2G
– En vez de definir servicios como en 2G, definición de mecanismos básicos para construir
servicios, que se dejan bajo control del mercado (market driven):
•
•
•
•
Conversacionales: direccionales, tiempo real, retardo constante (voz, videotelefonía)
Afluentes (streaming): unidireccionales, retardo constante no necesariamente pequeño (vídeo)
Interactivos: bidireccionales, retardo moderado, baja tasa de errores (navegación Internet)
Diferidos (background): bidireccionales, Q no muy estricto (descarga ficheros, email)
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.11 Servicios móviles
19
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Servicios móviles 3G y por satélite
•
Servicios móviles de tercera generación (y II):
– Organismos de estandarización:
• UIT: IMT-2000 (año y banda de MHz)
• 3GPP: Europa (ETSI) y Japón Æ UMTS Æ UTRA = acceso radio W-CDMA (división de
código con espectro ensanchado):
– Modos de funcionamiento:
» Dúplex FDD: frecuencias ascendente y descendente
» Dúplex temporal TDD: misma f ascendente y descendente por división del t variable
(tráfico simétrico)
– Entornos considerados:
» Rural exterior, grandes células, 144-384 kb/s, hasta 500 km/h
» Urbano exterior, mini- y microcélulas, 384-512 kb/s, hasta 120 km/h
» Interiores, micro- y picocélulas, hasta 2 Mb/s, hasta 10 km/h
• 3GPP2: Instituciones americanas
•
Servicios móviles por satélite:
– Se utilizan satélites como radiorrepetidores Æ gran cobertura
– El enlace terminal-satélite es crítico:
• GEO (36500 km, INMARSAT): Grandes terminales, portables no móviles
• LEO/MEO (300-700 km, IRIDIUM): terminales móviles (constelación complicada)
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.11 Servicios móviles
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
20
Servicios de radiodifusión (I)
•
Radiodifusión: ondas electromagnéticas en un sólo sentido a varios receptores
(radiodifusión sonora y televisión)
– Servicios esenciales de titularidad estatal (Estado o concesión administrativa)
– Cobertura regional o nacional
– Servicios terrenales (varios centros emisores, o reemisores) / por satélite (reemisor),
recepción individual o comunal
– Analógicos (voz AM en onda larga LF, media MF, y corta HF; música FM en ondas
métricas VHF; TV en VHF-UHF) o Digitales:
• Radiodifusión sonora digital: Q + valor añadido, DAB (ETSI y EBU):
– Características:
» Diferentes Q y tasas binarias, multiplexación de audio y datos, sistemas de protección
contra perturbaciones, modulación OFDM robusta y eficiente, redes con una frecuencia
compartida (transmisores mismo tipo, transmisores principales y secundarios, emisores
principales y reemisores)
» Codificador perceptual MUSICAM (parte de MPEG), tasa binaria / 6, 192-256 kb/s
– Servicios:
» De audio (PAD), de datos en modo flujo, de datos en modo paquete
» Aplicaciones: transmisión de información (de programas, tráfico, financiera, mensajería) a
través del PAD o los servicios de datos
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.12 Servicios de radiodifusión
21
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
Servicios de radiodifusión (y II)
•
Televisión digital:
– Gran Q y ancho de banda reducido (compresión de audio y vídeo, reducción
de la tasa binaria a 34-70 Mb/s para alta calidad)
– Distintos estándares ITU, ISO (MPEG, MPEG-1 para vídeo sobre CD, 1’5
Mb/s aprox. con baja calidad), ETSI (DVB: -S, -CS, -C, -T):
• DVB-T(errenal): mismo ancho de banda de canal que los sistemas analógicos (78 MHz, 4 programas digitales Q normal), inmunidad al ruido e interferencias,
capacidad de procesado (memoria), banda de UHF estructurada en 3 sub-bandas
• DVB-S(atélite): enlace ascendente (producción programas Æ satélite) Æ
transpondedor en el satélite (cambio de f) Æ difusión a los usuarios, órbita GEO,
planificación mundial por la ITU (banda BSS entre 11’7 y 12’5 GHz) debido a
los recursos limitados (espectro, órbita), primera mitad de años 90 transmisión
analógica Æ segunda mitad años 90 DVB-S (MPEG-2)
II 5: Servicios de telecomunicaciones
5.12 Servicios de radiodifusión
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
22
Introducción a la Ingeniería
TEMA 5*
Servicios de Telecomunicaciones
*Todas las imágenes de esta presentación son reproducciones del libro: “Una panorámica de las telecomunicaciones”, Prentice-Hall, 2002.
II 5: Servicios de telecomunicaciones
Fin de tema
<Introducción a la Ingeniería. Julián Fiérrez Aguilar – Curso 2006-07>
23