REDES DIGITALES DE SERVICIOS INTEGRADOS

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REDES DIGITALES DE SERVICIOS INTEGRADOS

• Ramón Fabregat Gesa
• EPS - Edificio P4 Despacho 210
• ramon.fabregat_at_udg.es
• 972 41 84 84

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1. INTRODUCCION

• 1.1 Evolución de las redes de comunicaciones
• 1.2 Servicios de banda ancha
• 1.3 Requerimientos
• 1.4 Arquitectura

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1.1 EVOLUCION DE LAS REDES DE COMUNICACIONES

• Inicialmente, cada red de telecomunicaciones ha
  sido especialmente diseñada para diferentes
  servicios.
• Red telefónica
• Transmisión de voz
• Comunicación entre personas
• Redes de datos
• Transmisión de datos
• Comunicación entre ordenadores
• Redes de distribución
• Transmisión de imágenes de televisión

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1.1 EVOLUCION DE LAS REDES DE COMUNICACIONES (2)

• Posteriormente, se pasa de una tecnología
  analógica a una tecnología digital.
• 1959 (ATT)
• Se pensó en una integración de estas redes, pero
  no se realizó por no disponer de la tecnología
  necesaria y porque los usuarios no pedían la
  integración de servicios.
• 1972 (CCITT) Red Digital de Servicios Integrados
  
• Los mismos conmutadores y caminos digitales son
  usados para establecer las conexiones de
  diferentes servicios.

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1.1 EVOLUCION DE LAS REDES DE COMUNICACIONES (3)

• Avances tecnológicos
• Microelectrónica
• Tecnología óptica(introducción de sistemas de
  transmisión óptica gigabits/segundo)
• Monitores de vídeo y cámaras de alta calidad
• Estaciones de trabajo de alta capacidad
• Software
• Procesamiento de imágenes

• Nuevos servicios
• Aplicaciones multimedia
• TV de alta definición
• Videoconferencia
• Educación a distancia
• Trabajo colaborativo
• Vídeo bajo demanda
• Transferencia de ficheros a alta velocidad

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1.1 EVOLUCION DE LAS REDES DE COMUNICACIONES (4)

• Estas nuevas aplicaciones requieren más recursos
  que las aplicaciones existentes

• La aparición de nuevos servicios implica un
  incremento en la utilización de las redes

• Necesidad de incrementar la velocidad de las
  redes
• El incremento de la velocidad hace que los
  usuarios utilicen más las aplicaciones, lo que a
  su vez vuelve a provocar la necesidad de
  incrementar la velocidad
• Son necesarias velocidades del orden de 150
  Mbits/s para ofrecer un servicio y de 600 Mbits/s
  para ofrecer varios simultáneamente

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1.1 EVOLUCION DE LAS REDES DE COMUNICACIONES (5)

• La realimentación entre los avances tecnológicos
  y los nuevos servicios provoca un cambio
  importante en las redes de telecomunicaciones.

Nuevos requerimientos, diferentes entre si
Red universal flexible para proporcionar los
requerimientos a todos los servicios
Nuevas aplicaciones o servicios
Red Digital de Servicios Integrados de Banda
Ancha (B-ISDN)
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1.1 EVOLUCION DE LAS REDES DE COMUNICACIONES
(6)B-ISDN

• Hablaremos de banda ancha cuando los servicios o
  sistemas requieran canales capaces de soportar
  velocidades superiores a 2 Mbits/s
• Ventajas
• La aparición de un servicio nuevo no implica el
  diseño de una nueva red. Se obtiene una
  disminución de los costes de implantación y de
  mantenimiento.
• Utilización mas eficiente de los recursos de la
  red. Todos los recursos de la red pueden ser
  usados por todos los servicios.

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1.1 EVOLUCION DE LAS REDES DE COMUNICACIONES (7)
B-ISDN

• Es necesario diseñar un nivel de transporte y de
  protocolos que proporcionen un entorno en el que
  se puedan integrar todos los servicios actuales y
  los que puedan definirse en el futuro
• El modo de transferencia asíncrono (ATM) es el
  modo de transferencia que se ha desarrollado para
  soportar todos estos nuevos servicios y es
  independiente del medio de transporte del nivel
  físico

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1.1 EVOLUCION DE LAS REDES DE COMUNICACIONES (8)
B-ISDN

• Factores que guían el trabajo de la ITU-T
  (I.121)
• La demanda creciente de servicios de banda ancha
• La disponibilidad de tecnologías de transmisión
  de alta velocidad, de conmutación y de
  procesamiento de la señal
• Los avances en las aplicaciones de software que
  se procesan
• La necesidad de integrar los servicios
  interactivos y los de distribución
• La necesidad de integrar la conmutación de
  circuitos y la conmutación de paquetes en una red
  de banda ancha universal
• La necesidad de proporcionar flexibilidad para
  satisfacer los requerimientos de los usuarios y
  los operadores de red

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1.2 SERVICIOS DE BANDA ANCHA

• B-ISDN pueden soportar servicios de velocidad
  constante y de velocidad variable
• Puede transmitir diferentes medios datos, voz,
  sonidos, imágenes estáticas, imágenes de vídeo y
  aplicaciones multimedia que combinan todos éstos
  medios
• La variedad de servicios posibles requiere una
  red con capacidad de transferencia universal
  para
• proveer servicios que puedan emplear bastantes
  velocidades diferentes
• soportar tráfico a ráfagas
• considerar tanto aplicaciones sensitivas al
  retardo como aplicaciones sensitivas a las
  pérdidas

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1.2 SERVICIOS DE BANDA ANCHA (2)

• La recomendación I.121 de la ITU-T describe los
  servicios ofrecidos por la B-ISDN
• Servicios interactivos son aquellos en los que
  hay intercambio de información (además de la
  información de control) en los dos sentidos,
  tanto entre usuarios como entre proveedor y
  usuario
• Servicios conversacionales,
• Servicios de mensajería
• Servicios de recuperación de información
• Servicios de distribución el camino de la
  información es principalmente uno, desde el
  proveedor al usuario
• Servicios en los que el usuario no tiene control
  sobre la presentación de la información
• Servicios en los que el usuario si tiene control
  sobre la presentación de la información

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1.2 SERVICIOS DE BANDA ANCHA (3) SERVICIOS
CONVERSACIONALES

• Proporcionan los medios para una comunicación con
  una transferencia de información extremo a
  extremo en tiempo real.
• El flujo de información puede ser bidireccional o
  unidireccional
• Esta categoría incluye un gran rango de
  aplicaciones y tipos de datos
• Ejemplos de servicios conversacionales
• Vídeo-teléfono,
• Videoconferencia
• Vídeovigilancia
• Transferencia de ficheros y de documentos

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1.2 SERVICIOS DE BANDA ANCHA (4) SERVICIOS DE
MENSAJERÍA

• Ofrecen comunicación entre usuarios individuales
  mediante el almacenamiento de unidades de
  información con funciones de almacenar - reenviar
  (store-and-forward), buzones y manejo de mensajes
• En contraste con los servicios conversacionales
  no son servicios de tiempo-real
• Hace menos demanda a la red y no es necesario que
  los dos usuarios estén conectados al mismo tiempo
  
• Ejemplos de servicios de mensajería
• Correo electrónico
• Correo de voz
• Correo de imágenes

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1.2 SERVICIOS DE BANDA ANCHA (5)SERVICIOS DE
RECUPERACIÓN

• Permiten que el usuario pueda recuperar
  información almacenada en centros de información
  que generalmente está accesibles para ser usados
  públicamente
• La información únicamente es enviada al usuario
  cuando la solicita
• La información se recupera individualmente, el
  momento en el cual una secuencia de información
  empieza a ser enviada está bajo el control del
  usuario
• Ejemplos de servicios de recuperación
• Archivos de información
• Web

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1.2 SERVICIOS DE BANDA ANCHA (6)SERVICIOS DE
DISTRIBUCIÓN

• Proporcionan un flujo continuo de información que
  es distribuido desde un emisor central a un
  conjunto ilimitado de receptores autorizados que
  están conectados a la red
• Propiedades de las aplicaciones de distribución
• no todos los servicios requieren velocidades de
  transmisión muy grandes
• la naturaleza de algunos tipos de comunicaciones
  es de ráfagas (la multiplexación estadística
  permitirá economizar considerablemente los
  recursos utilizados)

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1.2 SERVICIOS DE BANDA ANCHA (7) SERVICIOS DE
DISTRIBUCIÓN SINCONTROL SOBRE LA PRESENTACIÓN

• Un usuario puede controlar cuando accede a la
  información pero no tiene ningún otro control
  sobre ella, no puede controlar cuando empieza la
  emisión ni puede ordenar la información que
  recibe
• Los usuarios sencillamente reciben el flujo de
  información
• Ejemplos de servicios de distribución sin control
• distribución de televisión
• distribución de radio

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1.2 SERVICIOS DE BANDA ANCHA (8) SERVICIOS DE
DISTRIBUCIÓN CON CONTROL SOBRE LA PRESENTACIÓN

• La información es proporcionada como una
  secuencia de entidades de información que se
  repite cíclicamente
• El usuario tiene la capacidad de acceder
  individualmente a la información distribuida
  cíclicamente y controlar el inicio y el orden de
  la presentación.
• Como la información, seleccionada por el usuario,
  se distribuye cíclicamente siempre es presentada
  desde el principio
• Ejemplos de servicios de distribución con control
• teletexto
• vídeo bajo demanda

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1.3 REQUERIMIENTOS

• De velocidad
• Algunos servicios transmiten a una velocidad
  constante
• otros requieren la facilidad de transmitir a una
  velocidad variable
• De calidad de servicio
• Retardo en el tránsito de celdas (Cell Transfer
  Delay - CTD)
• Variación del retardo de celdas (Cell Delay
  Variation - CDV)
• Relación de pérdida de celdas (Cell Loss Ratio
  -CLR)

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1.3 REQUERIMIENTOS (2)VELOCIDAD

• Aproximaciones para reducir los requerimientos de
  velocidad en la transmisión de vídeo
• permitir algunas distorsiones que no son
  apreciadas por el ojo humana
• utilizar técnicas de compresión de datos que
  eliminen la redundancia o la información
  innecesaria
• las técnicas de compresión interframe se pueden
  aplicar cuando un frame tiene pocos cambios
  respecto al frame anterior (video-conferencia y
  video-telefono)
• en el fax se utilizaban técnicas de compresión
  intraframe

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1.3 REQUERIMIENTOS (3)RETARDO EN EL TRANSITO DE
CELDAS

• Se define como el tiempo que transcurre desde que
  el primer bit de una celda sale del origen hasta
  que el último bit de la celda pasa por el destino
• Esta determinado por varios factores
• Retardo de codificación tiempo necesario para
  convertir una señal no digital a digital o para
  comprimir grandes volúmenes de datos antes de ser
  transmitidos
• Retardo de paquetización tiempo que transcurre
  para disponer del número de bits necesarios para
  formar una celda ATM, dependerá del tipo de capa
  de adaptación usada y de la velocidad de la fuente

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1.3 REQUERIMIENTOS (4)RETARDO EN EL TRANSITO DE
CELDAS

• Retardo de propagación es proporcional a la
  distancia entre el origen y el destino. Se
  produce debido a la velocidad de la luz en el
  medio de transmisión
• Retardo en el conmutador es el tiempo requerido
  para que la celda pase por el conmutador.
  Dependerá de la velocidad interna del conmutador
  y de la cantidad de información añadida a la
  celda para el encaminamiento dentro del
  conmutador

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1.3 REQUERIMIENTOS (5)RETARDO EN EL TRANSITO DE
CELDAS

• Retardo en la cola de los buffers es aleatorio y
  es introducido por los buffers que hay en los
  dispositivos de conmutación durante los periodos
  de tiempo en los que la velocidad del flujo que
  llega al buffer es mayor que la velocidad del
  enlace
• Retardo de reensamblado en algunas aplicaciones
  las celdas de una aplicación deben ser
  almacenadas en el destino antes de ser pasadas a
  la aplicación. Por ejemplo, algunas celdas de voz
  son almacenadas para que al reproducirlas se
  puedan proporcionar a una velocidad constante de
  64-Kbps.
• Fijada una conexión todos los retardos son
  constantes excepto el retardo producido por los
  buffers

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1.3 REQUERIMIENTOS (6)VARIACION DEL RETARDO DE
CELDAS

• El retardo de dos celdas consecutivas de una
  misma conexión varía a lo largo del tiempo y por
  lo tanto se produce un cambio respecto al
  intervalo de tiempo esperado entre dos celdas
  consecutivas
• Las variaciones del retardo de celdas debidos a
  los efectos de la red son mínimo debido a que
• El protocolo ATM es diseñado para minimizar el
  procesamiento suplementario en los nodos
• Los conmutadores ATM se han diseñado para ofrecer
  un rendimiento extremadamente alto.

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1.3 REQUERIMIENTOS (7)VARIACION DEL RETARDO DE
CELDAS

• Incluso si la aplicación transmite a velocidad
  constante es posible que exista una variación en
  el retardo de celdas

CBR
Delay
Espacio entre celdas
Una celda de otra fuente ocupa la posición que
esperabamos que tuviera una celda de la conexión
Esta celda es retardada más de la cuenta debido a
los retardos de los buffers
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1.3 REQUERIMIENTOS (8)RELACION DE PERDIDA DE
CELDAS

• Es la relación entre el número de celdas pérdidas
  y el total de celdas enviadas en un intervalo de
  tiempo
• Las celdas se pueden perder por diversos motivos
• desbordamiento en el buffer, cuando una celda
  llega a un buffer puede encontrarlo lleno y por
  lo tanto la celda se pierde
• si cuando llega ya ha pasado el máximo tiempo
  permitido. Algunas aplicaciones, de voz y vídeo,
  descartan estas celdas porque ya no pueden ser
  usadas
• si en la cabecera de la celda hay mas de un bit
  erróneo. El 8-bit HEC de la cabecera de la celda
  corrige un error y detecta múltiples errores

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1.3 REQUERIMIENTOS (9)VELOCIDAD DE INSERCION
ERRONEA

• Pueden producirse errores que no sean detectados
  por ser una palabra del código
• Si la cabecera cambiada corresponde con la
  dirección de otra conexión, la celda es
  encaminada erróneamente a un destino incorrecto
• La velocidad de inserción errónea corresponde con
  el número de celdas que son insertadas
  erróneamente por segundo de conexión
• Este error es difícil de tratar y si la celda al
  ser insertada erróneamente usa enlaces muy
  cargados, puede producir una degradación en el
  servicio del tráfico que utiliza esos enlaces.
• También puede causar problemas de sincronización

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1.4 ARQUITECTURA

• La arquitectura del modelo B-ISDN es descrito en
  la recomendación I.327 de la ITU-T
• La transferencia de información y las capacidades
  de señalización de la B-ISDN consta de
• capacidades de banda ancha
• 64 kbit/s basados en las capacidades ISDN
• capacidades de señalización de intercambio
• señalización entre el usuario y la red
• señalización de usuario a usuario
• La transferencia de información de banda ancha es
  proporcionada por el modo de transferencia
  asíncrono (ATM)