2.2 SERVICIOS DE CIRCUITOS DEDICADOS

2.2.1 Canales de categoría de voz y servicios analógicos de banda ancha.

2.2.2 Servicios digitales.

2.2.3 Redes ópticas síncronas (SONET) y servicios satelitales.

DEFINICIÓN DEL ÁREA EXTENSA

Una red de área extensa (WAN, wide area network) utiliza conexiones dedicadas o conmutadas para enlazar computadoras de ubicaciones geográficamente remotas que están demasiado dispersas como para estar enlazadas directamente en la red de área local. Éstas conexiones de area extensa se pueden realizar a través de la red publica o a través de una red privada construida por la organización a la que sirve.

            Se muestra en la figura una WAN típica y el equipo que necesita para las conexiones de WAN. Un encaminador envía él trafico dirigido a una ubicación remota desde la red local a través de la conexión de área extensa hacia el destino remoto. El encaminador esta conectando a una línea analógica o a una línea digital. Los encaminadores se conectan a líneas analógicas a través de módem o a líneas digitales a través de una unidad de servicio de servicio de canal/unidad de datos (CSU/DSU, chanel service unit/data service unit). E l tipo de servicio de la compañía de telecomunicaciones determina el tipo exacto de equipo que necesitara el área extensa para funcionar.



Una red de área extensa

Líneas dedicadas frente a conmutadas

Las redes de area extensa pueden incluir líneas dedicadas o conmutadas. Una línea dedicada es una conexión permanente entre dos puntos que habitualmente se alquila mensualmente, como se muestra en la figura.



Servicio de línea conmutada

 

            Un servicio de línea conmutada no requiere conexiones permanentes entre dos puntos fijos. En su lugar, permite que los usuarios establezcan conexiones temporales entre puntos múltiples que solo duran hasta la terminación de la transmisión de los datos, como se muestra en la figura.

            Hay dos tipos de servicios de conmutación disponibles: servicios de comunicación de circuitos, que son similares a los servicio utilizados para realizar una gran variedad de llamadas telefónicas de voz, y servicios de conmutación de paquete, que son mas adecuados para transmisión de datos, como se explica a continuación.

Servicio de línea dedicada

Servicio de conmutación de circuitos

En una conexión con conmutación de circuitos, se establece un canal dedicado, llamado circuito entre dos puntos durante toda la llamada. Proporciona una cantidad fija de ancho de banda durante la llamada y los usuarios pagan solo por dicha cantidad y por el tiempo de la llamada. A veces hay un retraso al comienzo de estas llamadas mientras se establece la conexión, aunque las técnicas de conmutación y los equipos nuevos han hecho que dicho retraso sea despreciable en la mayoria de los casos.

Las conexiones de comunicación de circuitos tienen un par de desventajas serias. En primer lugar, el ancho de banda es fijo en estas conexiones, por lo que no pueden manejar ráfagas de trafico, necesitándose retransmisiones frecuentes. Dado que las conexiones WAN son de por si relativamente lentas, las retransmisiones pueden hacer que el rendimiento sea mínimo. La segunda desventaja es que estos circuitos virtual solo tienen una ruta, sin trayectos alternativos especificados. Por lo tanto, cuando se desconecta una línea, se para la transmisión o uno de los usuarios tiene que intervenir manualmente para reencaminar el trafico. La figura  muestra una red de conmutación de circuitos.



Red de conmutación de circuitos

Servicios de conmutación de paquetes

Los servicios de conmutación de paquetes eliminan el concepto del circuito virtual fijo. Los datos se transmiten de paquete en paquete a través de una malla de nube, y cada paquete tiene la capacidad de tomar una ruta diferente a través de la nube de red. Esto se muestra en la figura Dado que no hay ningún circuito virtual predefinido, la conmutación de paquetes puede incrementar o disminuir el ancho de banda cuando se necesite, y, por lo tanto, gestiona ráfagas de paquetes elegantemente. Aprovechando la ventaja de tener múltiples trayectos en la nube de red, los servicios de conmutación de paquetes puede encaminar paquetes rodeando líneas averiadas o congestionadas.



Red de conmutación de paquetes

CONSIDERACIONES SOBRE ANCHO DE BANDA EN LOS SERVIDORES DEDICADOS

 

¿Qué es el ancho de banda?

Al buscar hosting para nuestro sitio web nos encontraremos con el término ancho de banda frecuentemente. En términos básicos se están refiriendo a la cantidad de datos que se nos permite transferir en un periodo de tiempo. Este periodo es mensual en la mayoría de los casos. Si usamos un diccionario para definir el ancho de banda nos encontraremos con lo siguiente:

Ancho de banda: Capacidad de transferencia de datos de un sistema electrónico de comunicaciones. Tasa máxima de transferencia de dicho sistema.

EJEMPLO: Ancho de banda en el hosting
Al navegar por un sitio web sobre alojamiento nos encontraremos con algún texto que nos indica por ejemplo que permite una transferencia de 5 Gigas de ancho de banda al mes para un paquete de hosting dedicado en particular. En otras palabras, podremos transferir 5000 Megabytes de datos al mes desde nuestro sitio. Habitualmente si superamos dicha cantidad de ancho de banda tendremos que pagar una cantidad extra por cada Giga adicional consumido.

Es importante resaltar que el ancho de banda es usado siempre que alguien visita nuestro sitio. Cada vez que se carga una imagen o un documento estamos usando ancho de banda que se descontará del total mensual que tengamos asignado. Por tanto debemos tener en cuenta todos los archivos que intervienen en la visualización de una página web y no sólo el documento concreto (sea éste hmtl, php, asp, etc.).

En la fase de diseño de nuestro sitio web resulta muy conveniente la optimización de todos sus componentes al máximo, especialmente los archivos gráficos donde podremos ahorrar en un futuro gran cantidad de nuestro ancho de banda. Resulta bastante sencillo calcular el total transferido cada vez que un usuario visite nuestra página web. Se expone un ejemplo a continuación:

Tamaño total de la página de inicio: 10 KB
Número total de imágenes: 10
Tamaño combinado de las imágenes: 75 KB
Número total de visitantes: 1

En este ejemplo, por cada persona que visita nuestra página web se transfieren 85 KB de datos sólo con nuestra página de inicio. Ésto no incluye cuando una persona navega a través del resto de nuestro sitio. Si se realiza una promoción intensiva y empezamos a recibir aproximadamente 500 visitas diarias, realizando la multiplicación 85 KB x 500 = 42500 KB (42.5 MB) de transferencia de datos de nuestra página de inicio por día.

También podríamos hacer una estimación más realista si calculamos por ejemplo que cada usuario visita como media 2 páginas más aparte de nuestra página de inicio antes de abandonar nuestro sitio web y estaríamos por tanto en una transferencia aproximada de 150 MB diarios. Podríamos hacer entonces un estimado mensual de 4.5 GB y decidir que un servidor dedicado que nos permitiera un consumo 5 GB al mes sería adecuado para nuestras necesidades actuales.

2.2.1 CANALES DE CATEGORÍA DE VOZ Y SERVICIOS ANALÓGICOS DE BANDA ANCHA

INTRODUCCIÓN

En la década pasada, las industrias de telecomunicaciones han presenciado cambios rápidos en las comunicaciones de las organizaciones y personas. Muchos de estos cambios surgieron desde el crecimiento explosivo de la Internet y de aplicaciones basadas en el protocolo Internet (IP). La Internet ha llegado ser un significado omnipresente de la comunicación, y la cantidad total de tráfico de red basado en paquetes ha superado rápidamente al tráfico de red de voz tradicional (PSTN).

En el despertar de estos adelantos tecnológicos, es claro para los portadores de telecomunicaciones, compañías y vendedores que los servicios y tráfico de voz será uno de las mayores aplicaciones para tomar ventaja completa de IP. Esta esperanza esta basada en el impacto de un nuevo grupo de tecnologías generalmente referidas como Voz sobre IP (VoIP) o Telefonía IP.

VoIP suministra muchas capacidades únicas a los portadores y clientes quienes dependen en IP o en otra red basada en paquetes. Los beneficios más importantes incluyen lo siguientes:
Ahorros de costos: moviendo tráfico de voz sobre redes IP, las compañías pueden reducir o eliminar los cargos asociados con el transporte de llamadas sobre la red telefónica publica conmutada (PSTN). Los proveedores de servicios y los usuarios finales pueden aun conservar ancho de banda invirtiendo una capacidad adicional solo cuando es necesario. Esto es posible por la naturaleza distribuida de VoIP y por los costos de operación reducida según las compañías combinen tráficos de voz y datos dentro de una red.

Estándares abiertos e Interoperabilidad: adoptando estándares abiertos, ambos los negocios y proveedores de servicios pueden comprar equipos de múltiples fabricantes y eliminar su dependencia en soluciones propietarias.
Redes integradas de voz y datos: haciendo la voz como otra aplicación IP, las compañías pueden construir verdaderamente redes integradas para voz y datos. Estas redes integradas no solo proveen la calidad y confianza de las actuales PSTN’s, también estas redes habilitan a las compañías para tomar rápidamente ventaja de nuevas oportunidades dentro del mundo cambiante de las comunicaciones.

En 1995, el primer producto VoIP comercial comenzó a acertar en el mercado. Estos productos fueron el blanco de las compañías que buscaban reducir las pérdidas de telecomunicaciones moviendo el tráfico de voz a redes de paquetes. Mientras estas redes de telefonía de paquetes y las dependencias de interconexión aparecían, llego a ser claro que la industria necesitaba protocolos VoIP estándares. Muchos grupos tomaron el reto, resultando en estándares independientes, cada una con sus propias características únicas. En particular, los suministradores de equipos de red y sus clientes pueden escoger entre 4 diferentes protocolos de control de llamadas y señalización para VoIP:

H.323

Protocolo de control Gateway Media (MGCP).

Protocolo de iniciación de sesión (SIP).

Control Gateway Media / H.248 (MEGACO).

 

En el proceso de implementación de soluciones VoIP factibles, los ingenieros de red han de determinar como cada uno de estos protocolos trabajaran y cual de ellos funcionaran mejor para las aplicaciones y redes particulares.
Las Empresas, las ISP’s, las ITSP’s (Proveedores de servicios de telefonía Internet), y los portadores ven a VoIP un camino viable para implementar la voz empaquetada. Razones para implementar VoIP típicamente incluyen:

Toll – Bypass: permite llamadas de larga distancia sin incurrir en los cargos asociados usuales.

Consolidación de Red: voz, video y datos pueden ser transportados sobre una misma red, de este modo se simplifica la administración de red y se reduce los costos por uso de equipamiento común.

Convergencia de servicios: la funcionalidad realzada puede ser implementada a través de la unión de servicios multimedia.

 

Esta integración completa permite nuevas aplicaciones, tales como mensajería unificada, Web Center Call, Telefonía multimedia sobre IP, Servicios de FreePhone. Sin embargo diseñando una red VoIP requiere cuidadosa planificación para asegurar que la calidad de voz pueda ser mantenida correctamente. Este trabajo provee alguna guía y entendimiento de estos protocolos VoIP y examina los factores que afectan la calidad de voz.

COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO DE UNA RED VOIP

DEFINICION DE VoIP:

VoIP viene de las palabras en ingles Voice Over Internet Protocol. Como dice el término, VoIP intenta permitir que la voz viaje en paquetes IP y obviamente a través de Internet.

La telefonía IP conjuga dos mundos históricamente separados: la transmisión de voz y la de datos. Se trata de transportar la voz previamente convertida a datos, entre dos puntos distantes. Esto posibilitaría utilizar las redes de datos para efectuar las llamadas telefónicas, y por ende desarrollar una única red convergente que se encargue de cursar todo tipo de comunicación, ya sea voz, datos, video o cualquier tipo de información.

La VoIP por lo tanto, no es en sí mismo un servicio sino una tecnología que permite encapsular la voz en paquetes para poder ser transportados sobre redes de datos sin necesidad de disponer de los circuitos conmutados convencionales conocida como la PSTN, que son redes desarrolladas a lo largo de los años para transmitir las señales vocales. La PSTN se basaba en el concepto de conmutación de circuitos, es decir, la realización de una comunicación requería el establecimiento de un circuito físico durante el tiempo que dura ésta, lo que significa que los recursos que intervienen en la realización de una llamada no pueden ser utilizados en otra hasta que la primera no finalice, incluso durante los silencios que se suceden dentro de una conversación típica.

En cambio, la telefonía IP no utiliza circuitos físicos para la conversación, sino que envía múltiples conversaciones a través del mismo canal (circuito virtual) codificadas en paquetes y en flujos independientes. Cuando se produce un silencio en una conversación, los paquetes de datos de otras conversaciones pueden ser transmitidos por la red, lo que implica un uso más eficiente de la misma.

Según esto son evidentes las ventajas que proporciona las redes VoIP, ya que con la misma infraestructura podrían prestar mas servicios y además la calidad de servicio y la velocidad serian mayores; pero por otro lado también existe la gran desventaja de la seguridad, ya que no es posible determinar la duración del paquete dentro de la red hasta que este llegue a su destino y además existe la posibilidad de perdida de paquetes, ya que el protocolo IP no cuenta con esta herramienta.

COMPONENTES PRINCIPALES DE VoIP:

La figura muestra los principales componentes de una red VoIP. El Gateway convierte las señales desde las interfaces de telefonía tradicional (POTS, T1/E1, ISDN, E&M trunks) a VoIP. Un teléfono IP es un terminal que tiene soporte VoIP nativo y puede conectarse directamente a una red IP. En este trabajo de investigación, el término TERMINAL será usado para referirse a un Gateway, un teléfono IP, o una PC con una Interface VoIP.

El servidor provee el manejo y funciones administrativas para soportar el enrutamiento de llamadas a través de la red. En un sistema basado en H.323, el servidor es conocido como un Gatekeeper. En un sistema SIP, el servidor es un servidor SIP. En un sistema basado en MGCP o MEGACO, el servidor es un Call Agent (Agente de llamadas). Finalmente, la red IP provee conectividad entre todos los terminales. La red IP puede ser una red IP privada, una Intranet o el Internet.


ENCAPSULAMIENTO DE UNA TRAMA VoIP:

Una vez que la llamada ha sido establecida, la voz será digitalizada y entonces transmitida a través de la red en tramas IP. Las muestras de voz son primero encapsuladas en RTP (protocolo de transporte en tiempo real) y luego en UDP (protocolo de datagrama de usuario) antes de ser transmitidas en una trama IP. La figura muestra un ejemplo de una trama VoIP sobre una red LAN y WAN.



FUNCIONAMIENTO DE UNA RED VoIP

Años atrás, se descubrió que enviar una señal a un destino remoto también se podría enviar de manera digital es decir, antes de enviar la señal se debía digitalizar con un dispositivo ADC (analog to digital converter), transmitirla y en el extremo de destino transformarla de nuevo a formato análogo con un dispositivo DAC (digital to analog converter).

VoIP funciona de esa manera, digitalizando la voz en paquetes de datos, enviándola a través de la red y reconvirtiéndola a voz en el destino. Básicamente el proceso comienza con la señal análoga del teléfono que es digitalizada en señales PCM (pulse code modulación) por medio del codificador/decodificador de voz (codec). Las muestras PCM son pasadas al algoritmo de compresión, el cual comprime la voz y la fracciona en paquetes (Encapsulamiento) que pueden ser transmitidos para este caso a través de una red privada WAN. En el otro extremo de la nube se realizan exactamente las mismas funciones en un orden inverso.



Dependiendo de la forma en la que la red este configurada, el Router o el gateway pueden realizar la labor de codificación, decodificación y/o compresión. Por ejemplo, si el sistema usado es un sistema análogo de voz, entonces el router o el gateway realizan todas las funciones mencionadas anteriormente

En cambio si el dispositivo utilizado es un PBX digital, entonces es este el que realiza la función de codificación y decodificación, y el router solo se dedica a procesar y a encapsular las muestras PCM de los paquetes de voz que le ha enviado el PBX

Para el caso de transportar voz sobre la red pública Internet, se necesita una interfaz entre la red telefónica y la red IP, el cual se denomina gateway y es el encargado en el lado del emisor de convertir la señal analógica de voz en paquetes comprimidos IP para ser transportados a través de la red. Del lado del receptor su labor es inversa, dado que descomprime los paquetes IP que recibe de la red de datos, y recompone el mensaje a su forma análoga original conduciéndolo de nuevo a la red telefónica convencional en el sector de la última milla para ser transportado al destinatario final y ser reproducido por el parlante del receptor.
Es importante tener en cuenta también que todas las redes deben tener de alguna forma las características de direccionamiento, enrutamiento y señalización.

El direccionamiento es requerido para identificar el origen y destino de las llamadas, también es usado para asociar las clases de servicio a cada una de las llamadas dependiendo de la prioridad. El enrutamiento por su parte encuentra el mejor camino a seguir por el paquete desde la fuente hasta el destino y transporta la información a través de la red de la manera más eficiente, la cual ha sido determinada por el diseñador. La señalización alerta a las estaciones terminales y a los elementos de la red su estado y la responsabilidad inmediata que tienen al establecer una conexión.

ESTÁNDARES Y TIPOS DE PROTOCOLOS VoIP:

VoIP comprende muchos estándares y protocolos. La terminología básica debe ser entendida para comprender las aplicaciones y usos de VoIP. Las siguientes definiciones sirven como un punto de partida:

H.323: es una recomendación ITU que define los Sistemas de Comunicaciones Multimedia basados en paquetes. En otras palabras, H.323 define una arquitectura distribuida para crear aplicaciones multimedia, incluyendo VoIP.

H.248: es una recomendación ITU que define el protocolo de Control Gateway. H.248 es el resultado de una colaboración conjunta entre la ITU y la IETF. Es también referido como IETF RFC 2885 (MEGACO), el cual define una arquitectura centralizada para crear aplicaciones multimedia, incluyendo VoIP.

La IETF se refiere a la Fuerza de Trabajo de la Ingeniería de Internet que intentan determinar como la Internet y los protocolos de Internet trabajan, así como definir los estándares prominentes.

La ITU es la Unión Internacional de Telecomunicaciones, una organización internacional dentro del sistema de las Naciones Unidas donde los gobiernos y el sector privado coordinan las redes y servicios de telecomunicaciones globales.

MEGACO, también conocido como la IETF RFC 2885 y recomendación ITU H.248, define una arquitectura centralizada para crear aplicaciones multimedia, incluyendo VoIP.

MGCP, también conocido como la IETF 2705, define una arquitectura centralizada para crear aplicaciones multimedia, incluyendo VoIP.

El Protocolo de Transporte en Tiempo Real (RTP), también conocido como la IETF RFC 1889, define un protocolo de transporte para aplicaciones en tiempo real. Específicamente, RTP provee el transporte para llevar la porción audio/media de la comunicación VoIP. RTP es usado por todos los protocolos de señalización VoIP.

SIP: también conocido como la IETF RFC 2543, define una arquitectura distribuida para crear aplicaciones multimedia, incluyendo VoIP.

 

2.2.2 SERVICIOS DIGITALES

TIPOS DE REDES DIGITALES

Red digital integrada

Nivel intermedio de evolución de una red de comunicaciones hacia la Red Digital de Servicios Integrados, refiriéndose a la integración de la conmutación y la transmisión digital.

Red digital de servicios integrados

Es una red de comunicaciones, digital, de banda estrecha, que evolucionó a partir de la red telefónica y permite conectividad digital de usuario a usuario, proporcionando servicios telefónicos y no telefónicos entre los mismos. Normalmente se expresa como "RDSI" o "RDSI-BE".

Red digital de servicios integrados de banda ancha

Es la evolución lógica de la RDSI hacia una red universal que engloba todos sus servicios, con velocidades mayores de 2 Mbit/s y basada sobre fibra óptica monomodo. Integra la transmisión de voz, imágenes y datos. Utiliza la tecnología "Modo de Transferencia Asíncrono". Normalmente se expresa como "RDSI-BA".

 

TIPOS DE SERVICIO

Líneas analógicas
Las líneas analógicas son una gran variedad de líneas de voz que se desarrollaron originalmente para el transporte de trafico de voz. Son parte del servicio telefónico antiguo y simple (POTS) y por lo tanto están en todas partes. Aunque el trafico de datos digitales no es compatible con las señales de portadora analógica, se puede transmitir se puede transmitir trafico digital sobre líneas analógicas utilizando un MODEM, que modula señales digitales sobre servicios de portadora analógicos.

La velocidad máxima de transmisión de trafico digital que se puede conseguir sobre las líneas analógicas es de 43.000 bits por segundo aproximadamente , aunque no se ha completado el estándar internacional para esta velocidad de transmisión. En la actualidad los módem disponibles mas rapidos transmiten a 32.600 bps, que es una velocidad de transmisión del estándar v.34 bis del ITU del CCITT.  Incluso cuando se disponga de un módem que transmita a la velocidad mas alta, seguirá siendo mucho mas lenta que las velocidades que se puedan conseguir con la líneas digitales.

Líneas digitales
Las líneas digitales están diseñadas para transportar trafico de datos que es digital por naturaleza. Por lo tanto, el equipo de la computadora no necesitara un módem para cargar los datos en la señal de potadora digital. En su lugar utilizara una unidad de servicio de canal/unidad de servicio de datos (CSU/CDU) que simplemente proporciona una interfaz con la línea digital. Las líneas digitales pueden transmitir trafico de datos a velocidades de hasta 45 Mbps y están disponibles como servicios dedicados o conmutados.

SERVICIOS DE DIGITALES

Redes diferentes requieren velocidades de transmisión, prioridad de los datos y niveles de servicio diferentes. También disponen de presupuestos diferentes para conexiones de area extensa. Afortunadamente, hay una gran variedad de servicios de compañía de telecomunicaciones de area extensa. Describiremos brevemente las más populares.

 

Líneas analógicas conmutadas
Como hemos mencionado antes, las líneas de voz analógicas tradicionales están compuestas de los POTS que todos conocemos. Están muy extendidas y son baratas, y teóricamente pueden admitir un ancho de banda de datos de hasta 43.000 bits por segundo aproximadamente, aunque el limite practico actual establecido por la norma V.34 bis es 32.600 bps con compresión. Las líneas analógicas son de dos tipos:
            • Líneas por marcación.
            • Líneas dedicadas

Líneas por marcación. En acceso por marcación solo se establece una conexión cuando hay datos que transmitir. Es especialmente bueno para trafico  que no es sensible a retrasos, como transferencias de archivos y correo electrónico.

Líneas dedicadas. Estas líneas analógicas proporcionan las mismas velocidades de datos que las líneas por marcación, a excepción de que los clientes tienen un contrato con la compañía que estipula que las líneas siempre estarán disponibles para su utilización inmediata, a cambio de una tarifa baja.

Servicios de conmutación de circuitos. Los servicios conmutados por circuitos son servicios que establecen una conexión virtual antes de transmitir los datos. Dos de los mas utilizados son los servicios de 56 conmutado (switched-56) y la red digital de servicios integrados, RDSI (ISDN, integrated services digital network).

Servicios de 56 conmutado. Es un servicio de datos digital que transmite a 56 Kbps. Dado que es digital, no necesita un modem. En su lugar  utiliza una CSU/DSU para proporcionar una interfaz entre el encaminador y el servicio de la compañía de telecomunicaciones. 56 conmutado se utiliza mas a menudo como respaldo para los servicios de datos de velocidad mas alta, ademas de transmiciones de fax y transferencias de archivos.

Red digital de servicios integrados (RDSI). RDSI es el primer servicio por marcación completamente digital. Es un servici de conmutación de circuitos digital de alta velocidd que proporciona servicios de voz y datos integrados en los cuales se basan muchas otras ofertas de alta velocidad, incluyendo los servicios T1 conmutados.
            La unidad de servicio RDSI basica., llamada interfaz de velocidad basica  (BRI, basic rate interface), tiene tres canales (aunque algunas compañias no ofrecen los tresen el paquete del BRI): dos proporcionan canales de datos de 64Kbps (llamados canales portadores o canales B)  y el otro es un canal de señalización de 16 Kbps (llamado canal D). La interfaz de velocidad primaria (PRI, primary rate interface) de RDSI proporciona 23 canales B y un canal D. En las dos interfaces, el canal D proporciona el establecimiento y supervisión de la llamada, manteniendo libres los canales B para transmitir los datos.

Servicios de conmutación de paquetes. Los servicios de conmutación de paquetes, descritos antes con mayor detalle, no funcionan siguiendo el modelo de circuito virtual. No Se necesitan establecer las conexiones antes de que comience la transmisión de dato. En cambio, cada paquete se transmite separadamente, y cada uno puede tomar un camino distinto a traves de la malla de trayectos de red que componen la red de conmutación de paquetes. Aujnque tampoco estan muy indicados para trafico sensible a retrasos, los servicios de conmutación de paquetes manejan mejor el traficon de ráfaga. Los mas populares son x.25 y retransmisión de tramas (frame relay)

X.25. Las redes de X.25 han existido desde 1976, cuando se utilizaban fundamentalmente para proporcionar conexiones de teminal remoto para computadoras centrales. Realizan una comprobación de error muy amplia que asegura una entrega fiable. Sin embargo, las redes de X.25 no son adecuadas para la mayor parte del trafico de LAN a LAN a causa del tiempo y ancho de banda consuido por esta comprobación de errores. A pesar de ello, X.25 funciona a velocidades de hasta 2 Mpbs., que es mucho mas elevada que los servicios de compañía de telecomunicaciones descritos anteriormente.

Retransmisión de tramas (frame relay). La retransmisión de tramas, que comenzo como un servicio RDSI, proporciona servicios similares a X.25 , pero es mas rapida y mas eficiente. La retransmisión de tramas no emplea la comprobación de errores de X.25.

Servicios de conmutación de celdas. Enlos servicis de conutacion de celdas, la unidad de datos mas pequela que se conmuta es una celda de tamaño fijo en vez de un paquete de tamaño variable. La tecnología basada en celdas permite que la conmutación se realice en hardware sin realizar calculos de trayecto trama a trama complejos y lentos. Esto hace que la conkutacion sea mas rapida y mas barata.

Modo detransferewncia asincono (ATM, Asynchronous Transfer Mode). Actualmente ATM, puede transferir datos a velocidades de 25Mbps a 622 Mbps y tiene el potencial de transferir datos a velocidades del orden de los gigabits por segundo.

Servicio de conmutación de datos multimegabit ( SMDS, Switched multimegabite data service). Al igual que ATM, este sevicio esta basado en celdas y lo proporcionan las Regional Bell Operating Companies ( RBOC) en areas seleccionadas. SMDS utiliza la conmutación de celda y proporciona servicios como la facturación basada en utlizaciuon y la administracion de red.

Servicios digitales. Los servicios digitales se utilizan a menudo para transportar voz video y datos. Los circuitos digitales pueden transmitir datos a velocidades de hasta 45 Mbps. Habitualmente, se hacen posibles las lineas digitale sacoindicionando las lineas analógicas para que puedan manejar velocidades de datos mas altas. Las lineas generalmente se alquilan a una compañía de telecomunicación local y se instalan entre dos puntos (punto a punto ) para proporcionar un servicio de3dicado.

T1. El servicio de linea digital y el mas usado es el canal T1. un canal T1 proporciona velocidades de transmisión de 1,544 Mbps y puede transportar tanto voz como datos. El ancho de banda de 1,544 Mbps de un T1 se divide generalmente en veinticuatro canales de 64 Kbps. Esto se debe a que una conversación digitalizada requiere 64 Kbps de ancho de banda, por lo que cuando los T1 se dividen en canales de 64 Kbps se pueden transportar voz y datos sobre el mismo servicio T1.

T1 fraccional. El T1 fraccional es para aquellos que necesitan canales de area extensa de 64 Kbps pero no necesita un T1 completo. Un cliente puede comenzar con varias lineas T1 fraccionales y crecer pasando a una lina T1 completa cuando sea necesario. Cuando un cliente pide un servicio T1 fraccional, la compañía telefónica establece una interfaz T1 completa, pero solo proporcionara el ancho de banda contratado hasta que se necesitre mas. Las lineas son fraccionales, lo que significa que se pueden dividir en canales para voz o datos.

T3. Es equivalente a 45 Mbps, o 28 lineas T1 o 672 canales de 64 Kbps.

2.2.3 REDES ÓPTICAS SÍNCRONAS (SONET) Y SERVICIOS SATELITALES

SONET

Synchronous Optical Network (SONET) es un estándar para el transporte de telecomunicaciones en redes de fibra óptica.
Orígenes
La decisión de la creación de SONET fue tomada en 1984 por la ECSA (Exchange Carriers Estándar Association) en los Estados Unidos para posibilitar la conexión normalizada de los sistemas de fibra óptica entre sí, aunque estos fueran de distinto fabricante. En las últimas etapas de desarrollo de SONET entró también el CCITT (Comité Consultivo Internacional Telefónico y Telegráfico), antecesor del actual UIT-T, de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) para que se pudiera desarrollar una norma que posibilitara la interconexión mediante fibra de las redes telefónicas a nivel mundial.

De esta etapa parte el desarrollo de la denominada Jerarquía Digital Síncrona, conocida popularmente como SDH (Synchronous Digital Hierarchy). A finales de los 90, se estima que los estándares SONET/SDH podrán proporcionar las infraestructuras de transporte para la red mundial de telecomunicaciones para las siguientes dos o tres décadas.

Aún cuando tienen puntos de compatibilidad, el estándar SONET prácticamente solo es aplicado en Estados Unidos y Canadá mientras que el SDH se aplica en el resto del mundo.

La señal básica de SONET
SONET define una tecnología para transportar muchas señales de diferentes capacidades a través de una jerarquía óptica síncrona y flexible. Esto se logra por medio de un esquema de multiplexado por interpolación de bytes. La interpolación de bytes simplifica la multiplexación y ofrece una administración de la red extremo a extremo.

El primer paso en el proceso de la multiplexación de SONET implica la generación de las señales del nivel inferior de la estructura de multiplexación. En SONET la señal básica la conocemos como señal de nivel 1 o también STS-1 (Synchronous Transport Signal level 1). Está formada por un conjunto de 810 bytes distribuidos en 9 filas de 90 bytes. Este conjunto es transmitido cada 125 microsegundos, correspondientes a la velocidad del canal telefónico básico de 64 Kbps, por lo que la velocidad binaria de la señal STS-1 es 51,84 Mbps.


 

Estructura de trama de la señal STS-1

ELEMENTOS DE LA RED SONET

1.- Multiplexor terminal

Es el elemento que actúa como un concentrador de las señales DS-1 (1,544 Mbps) tributarias así como de otras señales derivadas de ésta y realiza la transformación de la señal eléctrica en óptica y viceversa.Dos multiplexores terminales unidos por una fibra con o sin un regenerador intermedio conforman el más simple de los enlaces de SONET.

2.- Regenerador

Necesitamos un regenerador cuando la distancia que separa a dos multiplexores terminales es muy grande y la señal óptica que se recibe es muy baja. El reloj del regenerador se apaga cuando se recibe la señal y a su vez el regenerador reemplaza parte de la cabecera de la trama de la señal antes de volver a retransmitirla. La información de tráfico que se encuentra en la trama no se ve alterada.

3.- Multiplexor Add/Drop (ADM)

El multiplexor de extracción-inserción (ADM) permite extraer en un punto intermedio de una ruta parte del tráfico cursado y a su vez inyectar nuevo tráfico desde ese punto. En los puntos donde tengamos un ADM, solo aquellas señales que necesitemos serán descargadas o insertadas al flujo principal de datos. El resto de señales a las que no tenemos que acceder seguirá a través de la red.

Aunque los elementos de red son compatibles con el nivel OC-N, puede haber diferencias en el futuro entre distintos vendedores de distintos elementos. SONET no restringe la fabricación de los elementos de red. Por ejemplo, un vendedor puede ofrecer un ADM con acceso únicamente a señales DS-1, mientras que otro puede ofrecer acceso simultáneo a señales DS-1 (1,544 Mbps) y DS-3 (44,736 Mbps).

CONFIGURACIÓN DE LA RED SONET

1.- Punto a punto

La configuración de red punto a punto está formada por dos multiplexores terminales, unidos por medio de una fibra óptica, en los extremos de la conexión y con la posibilidad de un regenerador en medio del enlace si éste hiciese falta. En un futuro las conexiones punto a punto atravesarán la red en su totalidad y siempre se originarán y terminarán en un multiplexor.

2.- Punto a multipunto

Una arquitectura punto a multipunto incluye elementos de red ADM a lo largo de su recorrido. El ADM es el único elemento de red especialmente diseñado para esta tarea. Con esto se evitan las incomodas arquitecturas de red de demultiplexado, conectores en cruz (cross-connect), y luego volver a multiplexar. Se coloca el ADM a lo largo del enlace para facilitar el acceso a los canales en los puntos intermedios de la red.

3.- Red Hub

La arquitectura de red hub está preparada para los crecimientos inesperados y los cambios producidos en la red de una forma más sencilla que las redes punto a punto. Un hub concentra el tráfico en un punto central y distribuye las señales a varios circuitos.

4.- Arquitectura en anillo:

El elemento principal en una arquitectura de anillo es el ADM. Se pueden colocar varios ADM en una configuración en anillo para tráfico bidireccional o unidireccional. La principal ventaja de la topología de anillo es su seguridad; si un cable de fibra se rompe o se corta, los multiplexores tienen la inteligencia necesaria para desviar el tráfico a través de otros nodos del anillo sin ninguna interrupción.

La demanda de servicios de seguridad, diversidad de rutas en las instalaciones de fibra, flexibilidad para cambiar servicios para alternar los nodos, así como la restauración automática en pocos segundos, han hecho de la arquitectura de anillo una topología muy popular en SONET.



Arquitectura en anillo

SERVICIOS SATELITALES

GPS
El GPS o Sistema de Posicionamiento Global, es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) el cual permite determinar en todo el mundo la posición de una persona, (en todo su conjunto incluyendo sus extremidades) un vehículo o una nave, con una desviación de cuatro metros. El sistema fue desarrollado e instalado, y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

El GPS funciona mediante una red de satélites que se encuentran orbitando alrededor de la tierra. Cuando se desea determinar la posición, el aparato que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición de cada uno de ellos.

En base a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación consiste en averiguar el ángulo de cada una de las tres señales respecto al punto de medición. Conocidos los tres ángulos se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenada real del punto de medición.

Características

  1. Funciona en cualquier condición atmosférica, en cualquier parte del mundo, las 24 horas al día.
  2. El uso de un GPS no tiene cargos mensuales o suscripción por el uso de la señal.
  3. Los 24 satélites se están moviendo en órbita alrededor de la tierra a 12.000 millas sobre nosotros. Cada satélite hace dos órbitas completas en menos de 24 horas. Estos satélites se mueven a una velocidad de aproximadamente 7.000 millas por hora.
  4. Los satélites GPS son accionados por energía solar. Tienen baterías de reserva  para mantenerlos funcionando en caso de un eclipse solar o cuando se hallan en la parte que es de noche.

Elementos que lo componen.

  1. Sistema de satélites: Formado por 21 unidades operativas y 3 de repuesto en órbita sobre la tierra a 20.200 km con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo y que se abastecen de energía solar.
  2. Estaciones terrestres: Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.
  3. Terminales receptores: que nos indica la posición en la que estamos, conocidas también como Unidades GPS.

Funcionamiento.
El receptor GPS funciona midiendo su distancia de los satélites, y usa esa información para calcular su posición. Esta distancia se mide calculando el tiempo que la señal tarda en llegar a su posición, y basándose en el hecho de que la señal viaja a la velocidad de la luz (salvo algunas correcciones que se aplican), se puede calcular la distancia sabiendo la duración del viaje.
Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera con centro en el propio satélite y de radio la distancia total hasta el receptor.
Obteniendo información de dos satélites se nos indica que el receptor se encuentra sobre la circunferencia que resulta cuando se interceptan las dos esferas.
Si adquirimos la misma información de un tercer satélite notamos que la nueva esfera solo corta el círculo anterior en dos puntos. Uno de los cuales se puede descartar porque ofrece una posición absurda. De esta manera ya tendríamos la posición en 3-D. Sin embargo, dado que el reloj que tienen los receptores GPS no está sincronizado con los relojes atómicos que tienen los satélites GPS, sólo se puede obtener una posición en 2-D.
Teniendo información de un cuarto satélite eliminamos el inconveniente de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posición tridimensional, 3-D (latitud, longitud y altitud).
Fiabilidad de los datos.

Actualmente no aplique tal error inducido, el GPS ofrece por sí solo una precisión aproximada de entre 0 y 15 metros. Las principales fuentes de error son las siguientes:

  1. Retraso de la señal en la ionosfera y troposfera.
  2. Señal multiruta, producida por el rebote de la señal en edificios y montañas cercanos.
  3. Errores de orbitales, donde los datos de la órbita del satélite no son completamente precisos.
  4. Número de satélites visibles.
  5. Geometría de los satélites visibles.
  6. Errores locales en el reloj del GPS.

Aplicaciones.

  1. Navegación terrestre, marítima y aérea. Bastantes coches lo incorporan en la actualidad, siendo de especial utilidad para encontrar direcciones o indicar la situación a la grúa.
  2. Topografía y geodesia. Localización agrícola (agricultura de precisión).
  3. Salvamento.
  4. Deporte, acampada y ocio.
  5. Para enfermos y discapacitados.
  6. Aplicaciones científicas en trabajos de campo.
  7. Geocaching, actividad consistente en buscar "tesoros" escondidos por otros usuarios.

GLONASS
GLONASS es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) desarrollado por Rusia y que representa la contrapartida al GPS norteamericano y al futuro Galileo europeo.
Características:

  1. Consta de una constelación de 24 satélites (21 en activo y 3 satélites de repuesto) situados en tres planos orbitales con 8 satélites cada uno y siguiendo una órbita inclinada de 64,8º con un radio de 25510 kilómetros.
  2. La constelación de GLONASS se mueve en órbita alrededor de la tierra con una altitud de 19.100 kilómetros (algo más bajo que el GPS) y tarda aproximadamente 11 horas y 15 minutos en completar una órbita.

Evolución
Los satélites se han lanzado desde Tyuratam, Kazajstán. Los tres primeros fueron colocados en órbita en octubre de 1982. El sistema fue pensado para ser funcional en el año 1991, pero la constelación no fue terminada hasta diciembre de 1995 y comenzó a ser operativo el 18 de enero de 1996. La situación económica de Rusia en los años 90 supuso que en abril de 2002 solo 8 satélites estuvieran completamente operativos. En el 2004, 11 satélites se encuentran en pleno funcionamiento y tras un acuerdo con el gobierno indio se plantea tener de nuevo completamente operativo el sistema para el año 2007.
La aparición en el mercado de receptores que permiten recibir señales pertenecientes a los dos sistemas GLONASS y GPS (con sistemas de referencia diferentes) hace interesante las posibilidades de GLONASS en la medición como apoyo al GPS norteamericano.


GALILEO
Galileo, es un Sistema Global de Navegación por Satélite desarrollado por la Unión Europea (UE), desarrollando para evitar la dependencia de los sistemas GPS y GLONASS, entre otros motivos porque el sistema GPS se reserva la posibilidad de introducir errores de entre 15 y 100 metros en la localización y si hay algún accidente debido a estos errores no hay ningún tipo de responsabilidad.
El sistema Galileo no entrará en funcionamiento hasta 2008, a partir de abril del 2004 entro en funcionamiento el "sistema Egnos", un sistema de apoyo al GPS para mejorar la precisión de las localizaciones. En otras regiones del mundo hay otros sistemas similares compatibles con Egnos: WAAS, Estados Unidos; MSAS Japón.

 

Parnell, Tere. Guía LAN Times de Redes de Alta Velocidad. Osborne/McGraw-Hill. 1997

Ford, Merilee ; Lew, H. Kim ; Spanier, Steve ; Stevenson, Tim. "Tecnologías de Interconectividad de Redes". Prentice Hall, Primera Edición. 1998.