Integración de voz y datos
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Integración de voz y datos Integración de voz y datos Document Transcript

  • República Bolivariana de Venezuela<br />Ministerio del Poder Popular para la Educación<br />Decanato de Ingeniería<br />Escuela de Telecomunicaciones<br />Universidad Fermín Toro<br />Cabudare – Edo. Lara<br />Modelos Integrados de Voz y Datos<br />Alumnas:<br />Monroy, Victoria<br />Velásquez, Daniella<br />Cátedra:<br />Transmisión de Datos<br />Cabudare, 2011<br />INTRODUCCIÓN<br />Tradicionalmente, las redes de voz están separadas de las de datos y, si bien, hace ya muchos años que se habla de la integración de unas y otras, la realidad es que se ha avanzado poco en este aspecto; la razón puede que sea que económicamente aún no resulta del todo rentable, por lo que los administradores de redes siguen pensando en dos redes separadas como solución a las comunicaciones, a pesar de las desventajas técnicas y de gestión que tal hecho les pueda suponer.<br />Sin embargo, actualmente, hay nuevos factores que juegan a favor de la integración y que pueden servir de catalizador: la imagen, la telefonía asistida por ordenador y, en general, todo lo que es multimedia, entendiendo por tal la combinación de sonido, textos, imágenes y vídeo en la que el usuario tiene cierto grado de interactividad y puede intervenir en el desarrollo de la acción. En el futuro las redes se han de construir para ser capaces de soportar tráfico multimedia, con lo que la integración verá facilitado su camino.<br />La integración de voz y datos en una red corporativa ofrece una serie de ventajas para el administrador de la red, como es el disponer de una infraestructura común de acceso y transporte y un sistema único de gestión. Para ello se confía en una red digital y medios de conmutación capaces de tratar cualquier tipo de información, basados en tecnologías tales como puede ser TDM, RDSI, Frame Relay o ATM.<br />Cuando se habla de integración de voz y datos en la misma red se pueden dar tres situaciones distintas:<br />a) Transporte de datos, junto con voz, sobre redes específicas de voz, como son las redes telefónicas públicas, bien sean fijas o móviles como sucede en el caso de GSM.<br />b) Transporte de voz, junto con datos, sobre redes específicamente diseñadas para datos, como puede ser Internet.<br />c) Transporte de voz y datos sobre redes específicas para ambos tipos de tráfico, como es la RDSI.<br />Cuando se trata de integrar hay que tener en cuenta las diferentes características del tráfico de voz y de datos; por una parte, la voz necesita de un retardo constante en la red, mientras que los datos pueden fluir a distinto ritmo, encargándose el receptor de reordenarlos; por otra, la voz admite cierta distorsión en la señal ya que el ser humano es capaz de entender un mensaje aunque presente algunas alteraciones, mientras que una transmisión de datos requiere una alta calidad ya que si no, se producen errores en la misma que pueden ser fatales. La transmisión de imágenes presenta unas características similares a las de la voz -ambas señales son isócronas- pero requiere de un ancho de banda muy superior. Para que el retardo del sonido que se produce en una red, si es suficientemente extensa, no moleste al usuario, debe ser inferior a unos 250 milisegundos; si es mayor habrá que utilizar canceladores de eco. La tasa de error, para datos, en cualquier situación debe ser inferior a 10-4, siendo lo habitual una tasa de error de 10-6.<br />RDSI<br />La RDSI ha sido una de las tecnologías más prometedoras y populares de la historia de las telecomunicaciones, pero por muchas razones, en especial, los altos costes y la irrupción del ADSL, se acabó convirtiendo en uno de los más sonados fracasos tecnológicos. <br />RDSI sigue siendo empleada en la actualidad en varias empresas como alternativa de respaldo para algunos servicios de datos y para soporte de videoconferencias. Su adopción masiva nunca llegó a producirse, ADSL llegó más tarde, pero pegó mucho más fuerte.<br />La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) es una red que procede por evolución de la Red Telefónica Básica (RTB) o Red Telefónica Conmutada (RTC) convencional, que facilita conexiones digitales extremo a extremo entre los terminales conectados a ella (teléfono, fax, ordenador, etc.) para proporcionar una amplia gama de servicios, tanto de voz como de datos, a la que los usuarios acceden a través de un conjunto de interfaces normalizadas definidas por el ITU-T (antiguo CCITT). Esta red coexiste con las redes convencionales de telefonía y datos e incorpora elementos de interfuncionamiento para su interconexión con dichas redes, tendiendo a convertirse en una única y universal red de telecomunicaciones.<br />En los primeros años de la RTB, la red era completamente analógica y se utilizaba multiplexación por división en frecuencia para transportar un largo número de canales telefónicos sobre un único cable coaxial. La actual RTB es una Red Digital Integrada (RDI), es decir, una red telefónica en la que los medios de transmisión y conmutación son digitales, a excepción del bucle de abonado. Para digitalizar la señal telefónica, ésta es muestreada a una frecuencia de 3,1 KHz en la banda vocal de 300-3.400 Hz, cuantificada, codificada y finalmente transmitida a una tasa binaria de 64 Kbps. Mediante la Modulación de Impulsos Codificados (MIC) fue posible la utilización múltiple de una única línea por medio de la multiplexación por división en el tiempo. La RDI utiliza también técnicas de procesamiento de la información tales como la cancelación de eco y la atenuación de la señal. En la RDI se integran servicios de voz y datos, y se utilizan técnicas de señalización por canal común.<br />CARACTERISTICAS GENERALES<br />Acceso a través de interfaces normalizados.<br />Conectividad digital extremo a extremo.<br />Incorporación de elementos de conmutación de paquetes.<br />Utilización de vías diferentes para el envío de la señalización y la transferencia de información, lo que confiere al sistema en su conjunto de una gran flexibilidad y potencia. <br />Amplia gama de servicios.<br />La RDSI es el ejemplo más conocido de una red digital en la que se integra tráfico de voz con tráfico de datos (también admite vídeoconferencia), disponiendo el usuario en su domicilio de una terminación común para ambos. En la RDSI todo el diseño de la red se ha hecho, desde un principio, teniendo en cuenta que iba a soportar ambos tipos de tráfico, por lo que su implementación, siguiendo los estándares marcados, no plantea problemas, existiendo acuerdos entre distintos operadores europeos para interconectar sus redes (norma EuroRDSI).<br />ESTRUCTURA GENERAL DE LA RDSI<br />Los principales elementos que componen la estructura de la RDSI son los accesos digitales de abonado, la red de tránsito y los nodos especializados.<br />Los accesos digitales de abonado permiten conectar los terminales del abonado a la red a través de configuraciones de acceso normalizadas. Los accesos digitales de abonado están constituidos por:<br />Los propios locales del abonado con equipos terminales y una red interior que interconecta estos terminales con la línea de transmisión, que se conocen por instalaciones del abonado.<br />Los equipos y líneas de transmisión digital que unen las instalaciones con la central, que se conocen por red local.<br />La red de tránsito interconecta las centrales locales entre sí o con los nodos especializados de la red. La red de tránsito está constituida por:<br />Sistemas digitales de transmisión.<br />Centrales digitales de conmutación de circuitos, con elementos adicionales de conmutación de paquetes.<br />Sistemas de señalización por canal común.<br />Los nodos especializados son de diversos tipos:<br />Nodos para servicios centralizados y de valor añadido.<br />APLICACIONES DE LA RDSI<br />Mediante el empleo de la RDSI, los usuarios podrán acceder a través de terminales específicos a los siguientes servicios finales o teleservicios:<br />Telefonía. Servicio de transmisión de voz similar al de la RTB. No obstante, utilizando un teléfono RDSI se pueden acceder a todas las facilidades y servicios adicionales ofrecidos por las centrales de conmutación digitales (grupo cerrado de usuarios, identificación del número llamante, indicación de llamada en espera, desvío de llamadas, etc.).<br />Telefonía a 7 KHz. Servicio de telefonía de alta calidad y con mejoras en la inteligibilidad exclusivo de la RDSI. Se utiliza un teléfono específico RDSI para telefonía de alta calidad.<br />Fax Grupo 4. Servicio exclusivo de la RDSI que mejora la calidad de las imágenes y la velocidad de transmisión de los faxes tradicionales. No es posible el interfuncionamiento con la RTB. Teletex. Servicio de comunicación de texto que puede utilizar varias redes de comunicación, tales como la RTB. <br />Videotex. Servicio para la comunicación interactiva con bases de datos remotas que ha sido ofrecido accediendo a través de la RTB. <br />Videotelefonía. Permite transmitir voz y vídeo lento utilizando, bien sólo uno de los canales B o bien ambos.<br />ATM<br />Una tecnología actual como es el ATM, base de la RDSI de banda ancha, está pensada para soportar un caudal de tráfico muy intenso, entre el que se encuentra el de voz y el de datos, junto con el de vídeo. Por sus características (celdas con una longitud fija de 53 octetos -permite la conmutación por hardware-, de los cuales 48 configuran la información de usuario y los otros 5 constituyen la cabecera que se utiliza fundamentalmente para identificar la conexión a la que pertenece cada celda y encaminarla a través de la red) resulta adecuado para cualquier situación, pero su overhead y su alto coste no le hacen adecuado para velocidades inferiores a 2 Mbit/s.<br />El Modo de Transferencia Asíncrono es una tecnología de conmutación que usa pequeñas celdas de tamaño fijo. En 1988, el CCITT designó a ATM como el mecanismo de transporte planeado para el uso de futuros servicios de banda ancha. ATM es asíncrono porque las celdas son transmitidas a través de una red sin tener que ocupar fragmentos específicos de tiempo en alineación de paquete, como las tramas T1. Estas celdas son pequeñas (53 bytes), comparadas con los paquetes LAN de longitud variable. Todos los tipos de información son segmentados en campos de pequeños bloques de 48 bytes, los cinco restantes corresponden a un header usado por la red para mover las celdas. ATM es una tecnología orientada a conexión, en contraste con los protocolos de base LAN, que son sin conexión. Orientado a conexión significa que una conexión necesita ser establecida entre dos puntos con un protocolo de señalización antes de cualquier transferencia de datos. Una vez que la conexión está establecida, las celdas ATM se auto-rutean porque cada celda contiene campos que identifican la conexión de la celda a la cual pertenecen.<br />Asynchronous Transfer Mode (ATM) es una tecnología de switching basada en unidades de datos de un tamaño fijo de 53 bytes llamadas celdas. ATM opera en modo orientado a la conexión, esto significa que cuando dos nodos desean transferir deben primero establecer un canal o conexión por medio de un protocolo de llamada o señalización. Una vez establecida la conexión, las celdas de ATM incluyen información que permite identificar la conexión a la cual pertenecen.<br />En una red ATM las comunicaciones se establecen a través de un conjunto de dispositivos intermedios llamados switches.<br />Transmisiones de diferentes tipos, incluyendo video, voz y datos pueden ser mezcladas en una transmisión ATM que puede tener rangos de155 Mbps a 2.5Gbps.Esta velocidad puede ser dirigida a un usuario, grupo de trabajo o una red entera, porque ATM no reserva posiciones específicas en una celda para tipos específicos de información. Su ancho de banda puede ser optimizado identificando el ancho de banda bajo demanda. Conmutar las celdas de tamaño fijo significa incorporar algoritmos en chips de silicón eliminando retrasos causados por software. Una ventaja de ATM es que es escalable. Varios switches pueden ser conectados en cascada para formar redes más grandes.<br />¿Cómo funciona ATM?<br />El componente básico de una red ATM es un switch electrónico especialmente diseñado para transmitir datos a muy alta velocidad. Un switch típico soporta la conexión de entre 16 y 32 nodos. Para permitir la comunicación de datos a alta velocidad la conexión entre los nodos y el switch se realizan por medio de un par de hilos de fibra óptica.<br />Aunque un switch ATM tiene una capacidad limitada, múltiples switches pueden interconectarse ente si para formar una gran red. En particular, para conectar nodos que se encuentran en dos sitios diferentes es necesario contar con un switch en cada uno de ellos y ambos a su vez deben estar conectados entre si.<br />Las conexiones entre nodos ATM se realizan en base a dos interfaces diferentes como ya mencionamos, la User to Network Interfaces o UNI se emplea para vincular a un nodo final o «edge device» con un switch. La Network to Network Interfaces o NNI define la comunicación entre dos switches.<br />Los diseñadores piensan en UNI como la interface para conectar equipos del cliente a la red del proveedor y a NNI como una interface para conectar redes de diferentes proveedores.<br />BENEFICIOS<br />1.- Una única red ATM dará cabida a todo tipo de tráfico (voz, datos y video). ATM mejora la eficiencia y manejabilidad de la red.<br />2.- Capacita nuevas aplicaciones, debido a su alta velocidad y a la integración de los tipos de tráfico, ATM capacita la creación y la expansión de nuevas aplicaciones como la multimedia.<br />3.- Compatibilidad, porque ATM no está basado en un tipo especifico de transporte físico, es compatible con las actuales redes físicas que han sido desplegadas. ATM puede ser implementado sobre par trenzado, cable coaxial y fibra óptica.<br />4.- Simplifica el control de la red. ATM está evolucionando hacia una tecnología standard para todo tipo de comunicaciones. Esta uniformidad intenta simplificar el control de la red usando la misma tecnología para todos los niveles de la red.<br />5.- Largo periodo de vida de la arquitectura. Los sistemas de información y las industrias de telecomunicaciones se están centrando y están estandarizado el ATM. ATM ha sido diseñado desde el comienzo para ser flexible en:<br />Distancias geográficas<br />Número de usuarios<br />Acceso y ancho de banda (hasta ahora, las velocidades varían de Megas a Gigas).<br />FRAME RELAY<br />Frame Relay es un protocolo de acceso que define un conjunto de procedimientos y formatos de mensajes para la comunicación de datos a través de una red, sobre la base del establecimiento de conexiones virtuales entre 2 corresponsales.<br />Es un servicio orientado a conexión, sin mecanismos para la corrección de errores o el control de flujo, que permite una asignación dinámica del ancho de banda basada en los principios de la concentración y multiplexación estadística empleada en la X.25, pero a la vez provee la baja demora y alta velocidad de conmutación que caracteriza a los multiplexores por división de tiempo (TDM). Las conexiones virtuales pueden ser del tipo permanente,(PVC, Permanent Virtual Circuit) o conmutadas (SVC, Switched Virtual Circuit).<br />Es una interfaz entre la red y el cliente, que permite el acceso de este último al servicio en un entorno público o privado. Hasta el momento actual, solo se utilizan conexiones virtuales permanentes (PVC) para el transporte de extremo a extremo, ya que solo estas han sido normalizadas. La posibilidad de multiplexar varios canales lógicos empleando una sola conexión física así como la capacidad de manejar el tráfico en ráfagas generadas por las redes de área local, convierten a este interfaz en la elección ideal para consolidar el caudal de múltiples líneas arrendadas de forma muy económica.<br />Es un protocolo de señalización. Las normas de Frame Relay dividen el nivel de enlace del modelo de referencia OSI en dos áreas fundamentales: servicios centrales o de núcleo y servicios definidos por el usuario (y elegibles por este). Los servicios centrales incluyen una serie de funciones implementadas por la red que garantizan el transporte de las tramas de extremo a extremo. Los servicios definidos por el usuario solo se utilizan en los equipos de abonado y comprenden funciones de corrección de errores, control de flujo y chequeo de la utilización del enlace. Ambos tipos de servicios han sido definidos por la UIT y el Comité ANSI. Algunos fabricantes han escrito interfaces de administración local (LMI), que trabajan junto a las normalizadas o han sido sustituidas por ellas, a través de las cuales los equipos terminales pueden conocer el estado de las conexiones virtuales (PVC) en cada momento.<br />El protocolo Frame Relay se ha impuesto gracias a la habilidad con que asocia su simplicidad con la eficacia de la transmisión, ya que solo utiliza las dos primeras capas del modelo de referencia OSI y además, la capa de enlace fue aligerada de todas las funciones de control de flujo y recuperación de errores, las cuales pasan a ser responsabilidad de los equipos terminales. Con ello, las demoras son reducidas al mínimo en cada conmutador, que ya no necesita efectuar esas funciones en cada trama antes de reenviarla, y se elimina el tráfico adicional que generaban los mecanismos de corrección de errores. La gran ventaja de este protocolo radica en su sencillez y se puede emplear a velocidades de hasta 34 Mbit/s. Otra ventaja no menos importante, es la capacidad de compartir el ancho de banda de forma dinámica, para la consolidación del tráfico, lo que lo hace económicamente muy atractivo frente al empleo de líneas arrendadas.<br />CARACTERISTICAS GENERALES<br />Frame Relay proporciona conexiones entre usuarios a través de una red pública, del mismo modo que lo haría una red privada con circuitos punto a punto. De hecho, su gran ventaja es la de reemplazar las líneas privadas por un sólo enlace a la red. El uso de conexiones implica que los nodos de la red son conmutadores, y las tramas deben de llegar ordenadas al destinatario, ya que todas siguen el mismo camino a través de la red.<br />Las redes Frame Relay se construyen partiendo de un equipamiento de usuario que se encarga de empaquetar todas las tramas de los protocolos existentes en una única trama Frame Relay. También incorporan los nodos que conmutan las tramas Frame Relay en función del identificador de conexión, a través de la ruta establecida para la conexión en la red. Estas deben garantizar la transferencia bidireccional de los datos entre 2 abonados sin alterar su orden, mediante el intercambio de tramas de información no numeradas. Ello implica que debe proveerse un servicio orientado a conexión. Estas conexiones pueden ser de 2 tipos:<br />Circuito Virtual Permanente (PVC), donde cada conexión virtual entre dos abonados es establecido por el operador de la red en el momento de la subscripción y solo puede ser modificado por este.<br />Circuito Virtual Conmutado (SVC), en este caso debe existir un procedimiento de nivel 3 a fin de que los usuarios puedan establecer y liberar las conexiones a voluntad.<br />Al haber sido desarrollado mucho después que la tecnología X.25, Frame Relay se adapta mejor a las características de las infraestructuras de telecomunicaciones actuales. La norma está descrita sólo sobre las dos primeras capas o niveles del modelo OSI, a diferencia de X.25, que llega hasta el Nivel 3 de red, en el cual se consignan las funciones de control del flujo y la integridad de los datos. Por tanto, al estar liberado de estos cometidos, Frame Relay resulta mucho más rápido que X.25, que como fue concebida inicialmente para operar con circuitos analógicos, utiliza procedimientos de control de errores, frecuentemente pesados, lentos y complejos.<br />La evolución tecnológica ha logrado mejorar la calidad de las líneas, permitiendo desplazar el control de los errores a los propios equipos situados en los extremos de la comunicación, que pueden interpretar las señales de control de flujos generadas por la red.<br />En todos estos aspectos técnicos reside la fuerza de Frame Relay, que, además, permite al usuario pagar sólo por la velocidad media contratada y no sobre el tráfico cursado.<br />BENEFICIOS<br />La multiplexación y conmutación de conexiones lógicas tiene lugar en la capa 2 en lugar de la 3 eliminando una capa entera de proceso.<br />No hay control de flujo ni control de error de salto. Este control se realiza extremo a extremo es responsabilidad de una capa más alta, si se emplea.<br />Tiene la característica de implementar una multiplexación estadística de muchas conversaciones lógicas de datos sobre un simple enlace de transmisión físico. Esto permite un uso más flexible del ancho de banda disponible.<br />Acelera el proceso de routing de paquetes a través de una serie de switches a una localización remota, eliminando la necesidad de que cada HYPERLINK "http://www.monografias.com/trabajos7/swich/swich.shtml" l "swi"switch chequee cada paquete que recibe antes de retransmitirlo al siguiente switch. Con esto se destaca que el chequeo de errores y control de flujo solamente se realiza en la estación destino, no en los nodos intermedios.<br />Soporta mecanismos de notificación de congestión muy simples para permitir a una red informar a un dispositivo de usuario que los errores de la red están agotados cuando se alcanza el estado de con gestión.<br />Proporciona conexiones entre usuarios a través de una red pública, del mismo modo que lo haría una red pública con circuitos punto a punto. Es decir que permite reemplazar las líneas privadas por un solo enlace de red.<br />Permite poner en servicio varios circuitos virtuales sobre una misma interfaz física.<br />Con la integración de de servicios se puede gestionar una única red en lugar de varias, demás el ancho de banda contratado se pone a disposición en cada momento de quien lo necesite.<br />Transporte integrado de distintos protocolos de voz y datos.<br />