ESPECIALIZACIÓN
EN GERENCIA MENCIÓN REDES Y TELECOMUNICACIONES
CURSO: REDES Y
TELECOMUNICACIONES
USB - SS7
MULTIPLEXACIÓN
REDES DE CONMUTACIÓN
FACILITADOR:
EDUARDO ZUBILLAGA INTEGRANTES:
ING. LUZ MATHEUS
ING. MIGUEL GARCIA
ING. GABRIEL RAMIREZ
ING
L
GA
MAYO
2004
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Como
complemento de la clase anterior, investigue qué son interfases o estándares
USB, para las comunicaciones en serie (no más de una página) (4 ptos) |
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Revisar la dirección
electrónica: http://www.webproforum.com/illuminet/
sobre señalización SS7, definir su arquitectura y describir las
características más resaltantes, el texto no menor de 02 páginas ni mayor de
03 (6 ptos) |
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Además de las dos (02)
formas más comunes de multiplexión que otra
tenemos, descríbala usando ayudas gráficas. (4 ptos) |
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Elabore
un cuadro comparativo de los diferentes tipos de redes de conmutación que
usted conoce (4 ptos) |
Ejercicio
N° 1
USB (Universal Serial Bus)
USB
Universal Serial Bus es una interfase plug&play
entre
USB
es un bus basado en el paso de un testigo. El controlador host
USB distribuye testigos por el bus; luego el dispositivo cuya dirección
coincide con la que porta el testigo responde aceptando o enviando datos al
controlador. Este también gestiona la distribución de energía a los periféricos
que lo requieran.
Cuando
un dispositivo se conecta al bus USB, el host lo
encuesta solicitando una serie de descriptores que determinan sus
características, y le asigna una dirección que se utilizará para identificarlo
posteriormente.
El USB implementa un sistema de agrupamiento, definiendo clases
de dispositivos y estableciendo para cada una de ellas la forma de accionar del
driver y del dispositivo. Algunas de las clases
definidas son: Printer, Image,
Audio, entre otras. Esto evita que el usuario deba instalar distintos drivers y configurar los distintos periféricos. Sin
embargo, cada fabricante puede construir y ofrecer su propio driver para diferenciar su producto.
Un
sistema que utiliza tecnología USB está constituido por:
-
Host: Es típicamente una PC con un
sistema operativo que soporta USB. Puede haber solo un host
en el sistema y es el que controla las actividades de una comunicación.
-
Concentradores: Son distribuidores inteligentes de datos y alimentación,
y hacen posible la conexión a un único puerto USB de 127 dispositivos.
-
Dispositivos: Son aquellos periféricos que poseen un
controlador de USB. Estos responden a los comandos que envía el host.
Para la comunicación se
utiliza un cable de cuatro conductores: dos para la comunicación y dos para
suministrar energía a los periféricos.
Características de USB
-
USB permite a los dispositivos trabajar a velocidades
contempladas entre 1,5 y 12 Mbps. La versión 2.0
permite velocidades hasta 480 Mbps.
-
Interfase Plug&Play y facilidad
de conexión en caliente; es decir, que se pueden conectar y desconectar los
periféricos sin necesidad de reiniciar el ordenador.
-
Topología en estrella, lo que implica la necesidad de
dispositivos tipo "hub" que centralicen las
conexiones, aunque en algunos dispositivos como teclados y monitores ya se implementa
esta característica.
-
Permite suministrar energía eléctrica a dispositivos que no
tengan un alto consumo y que no estén a más de
-
Cada puerto utiliza una única solicitud de interrupción
(IRQ) independientemente de los periféricos que tenga conectados (sea 1 ó 127),
por lo tanto no hay riesgo de conflictos entre una cantidad de dispositivos; de
la misma manera tampoco utilizan DMA (asignación de memoria).
Ejercicio
N° 2
Sistema
de Señalización SS7
El Sistema de Señalización SS7 es una arquitectura
para realizar señalización out-of-band en soporte del establecimiento de la llamada,
facturación, envío y funciones de intercambio de información de la red
telefónica Switchada (PSTN). Señalización se refiere
al intercambio de información entre componentes de llamada, requeridos para
proveer y mantener el servicio. Como usuarios de PSTN, intercambiamos
señalización con elementos de red todo el tiempo. SS7 significa por cuales
elementos de la red telefónica se intercambia información. La información es
transmitida en forma de mensajes.
SS7 es caracterizada por paquetes de datos de alta
velocidad y señalización out-of-band,
lo cual significa que no se ubica en la misma ruta que la conversación. La
telefonía tradicional utiliza, para la señalización, el mismo canal que usa
para hablar, para ello toma una serie de tonos de multifrecuencia,
muchos de los cuales tocan el tono de dial entre los Switches.
La señalización out-of-band
estabiliza un canal digital separado para el
intercambio de información de señalización, este canal es llamado enlace
de señalización y es usado para cargar todos los mensajes necesarios entre
nodos; hoy en día cargan información a
velocidades de
- Permite
transportar más datos a altas velocidades (56 Kbps
puede cargar datos mucho más rápido que multifrecuencia).
- Permite
señalización en cualquier momento durante la llamada, no solo al comienzo.
- Habilita
señalización a elementos de red, a los cuales no hay conexión de línea
directa.
Arquitectura
SS7
La señalización se carga en una ruta diferente a la
voz y los datos, el diseño más simple debería asignar uno de los caminos entre
cada par interconectado de interruptores o switches,
como el enlace de señalización; está sujeto a limitaciones de capacidad, esto
se conoce como señalización asociada y puede verse en la siguiente figura.
La mayor parte de la señalización out-of-band en Europa utiliza el modo
asociado.
Los norteamericanos que implementaron SS7, quisieron
diseñar una red señalada que permitiría a cualquier nodo cambiar la
señalización con cualquier otro nodo SS7. Claramente, la señalización asociada
se hace mucho más complicada cuando es usada para cambiar la señalización entre
los nodos que no tienen una conexión directa; de esta necesidad nació la
arquitectura norteamericana SS7. La arquitectura norteamericana señalada define
una red completamente nueva y separada. La red es construida de tres componentes
esenciales, interconectados por enlaces de señalización:
- Signal switching
points (SSPs) — SSPs son interruptores
telefónicos equipados con el software SS7 y enlaces de señalización
terminados. Ellos generalmente originan, terminan, o cambian llamadas.
- Signal transfer
points (STPs) — STPs
son los interruptores de paquete de la red SS7. Ellos reciben y enrutan mensajes entrantes de señalización hacia el
destino apropiado. Ellos también realizan funciones de enrutamiento
especializadas.
- Signal control
points (SCPs) — SCPs son las bases de datos que
proporcionan la información necesaria para capacidades avanzadas de
procesamiento de llamadas.
El protocolo ha sido definido entre elementos
interconectados para facilitar el encaminamiento (envío) de tráfico de
señalización alrededor de cualquier dificultad, que puede surgir en la red
señalada. Para permitir a arquitecturas de red ser fácilmente comunicadas y
entendidas, un juego de símbolos estándar fue adoptado para representar redes
SS7. La siguiente figura muestra los símbolos que son usados para representar
los tres elementos clave de cualquier red SS7.
Enlaces SS7
Los enlaces SS7 son caracterizados según su uso en la
red. Prácticamente todos coinciden en que son enlaces de transmisión bidireccionales de 56-kbps o 64-kbps que soportan las capas bajas del protocolo; la
diferencia radica en su uso dentro de la red. La figura muestra los diferentes tipos de enlace:
Enlaces A ("A"
apoya el acceso): Interconectan un STP y SSP o un SCP, que en conjunto son
referidos como puntos finales de señalización.
Son usados para el objetivo exclusivo de entregar la señalización o de
indicar los puntos finales (ellos también podrían mencionarse como puntos de
inicio). Los ejemplos de los eslabones son 2-8, 3-7, y 5-12 en
Enlaces C
(“C” apoya la cruz): Interconectan STPs, son usados para mejorar la fiabilidad de la
red en casos donde uno o varios enlaces no son disponibles. (7-8, 9-10, y 11-12
son enlaces C).
Enlaces B, Enlaces D y Enlaces B / D:
Interconectan dos pares de STPs
se mencionan como enlaces B, enlaces D , o enlaces B/D. Independientemente de
su nombre, su función es llevar mensajes más allá de su punto inicial de
entrada a la red hacia su destino intencionado. "
Enlaces E (extendidos):
Mientras un SSP es conectado a su par inicial STP por un set
de enlaces A, pueden proporcionar la mayor fiabilidad desplegando un set adicional de vínculos a un segundo par STP.
Proporcionan la conectividad de respaldo a la red SS7 en el caso de que los STPs iniciales no puedan ser alcanzados vía enlaces A.
Estos enlaces son opcionales y la decisión de desplegarlos puede ser hecha
comparando el costo de despliegue con la mejora de la fiabilidad. (1-11 y 1-12
son enlaces E.)
Enlaces F (totalmente
asociado): Son los que directamente conectan dos puntos finales. Los enlaces F
permiten señalización asociada solamente. Como ellos evitan los rasgos de
seguridad proporcionados por un STP, generalmente no son desplegados entre
redes. Su empleo dentro de una red individual es a discreción del proveedor de
red. (1-2 es un eslabón de F.)
Direccionamiento en
Requieren direcciones de red de modo que un nodo pueda
cambiar nodos de señalización a los cuales no tiene un enlace físico. En SS7,
las direcciones son asignadas usando una jerarquía de tres niveles. Los puntos
de señalización individuales son identificados como pertenecientes a un cluster
de puntos de señalización. Dentro de aquel cluster, a cada punto es asignado un
número de miembro. Cualquier nodo en la red de SS7 americana puede ser dirigido
por un número de tres niveles definido por su red, cluster, y números de
miembro. Cada uno de estos números es un número de 8 bits y puede asumir
valores de
Ejercicio
N° 3
En
telecomunicaciones, la multiplexación es la
combinación de dos o más canales de información en un sólo medio de transmisión
usando un dispositivo llamado multiplexador. El
proceso inverso se conoce como demultiplexación. A
continuación se explica brevemente el principio de funcionamiento de algunos
tipos de multiplexación:
TDM (Multiplexación
por División de Tiempo
Time-division multiplexing (TDM)
consiste en un método de colocación de tramas múltiples de datos en una sola
señal separada en muchos segmentos, cada uno de los cuales con una muy corta
duración Cada trama de datos es reensamblada individualmente en la
recepción cronometrada.
En
la figura siguiente se representa de forma visual las fuentes de información y
las tramas de datos separadas con un control de tiempo:
La
parte de preparación de la señal y modulación del sistema se denomina
multiplexor (MUX), y la parte de desmodulación se llama desmultiplexor
(DE-MUX). En el MUX, como se ve en la figura de abajo, un conmutador
sincronizado (interruptor electromecánico) conecta secuencialmente
un impulso de sincronización, seguido por cada canal de información, con la
salida. La combinación de este grupo de impulsos se denomina cuadro, que vemos
en
FDM (Multiplexación
por División de Frecuencia
Frequency-division multiplexing
(FDM) consiste en un esquema donde numerosas señales son combinadas a una
frecuencia diferente (subcanal) para la transmisión
en un canal de comunicación principal donde. Cada señal es asignada a una
frecuencia diferente (subcanal) dentro del canal
principal.
En
la siguiente figura se muestra cómo funciona un sistema FDM. En el transmisor,
las frecuencias de cada canal se cambian por medio de moduladores y filtros
equilibrados. Entonces las salidas de los filtros se alimentan a un MUX
(multiplexor), donde se sitúan una junto a otra en un canal de banda ancha para
su transmisión en grupo.
CDM (Multiplexación
por División de Código)
Code Division Multiplexing
(CDM), esta basada en el uso de distintas codificaciones para cada canal,
y cada canal puede ser transmitido compartiendo tiempo y
frecuencia simultáneamente. Hacen uso de complejos algoritmos de codificación.
Utilizado en medios digitales complejos.
En
esta técnica de transmisión, el espectro de frecuencias de una señal de datos
es esparcido usando un código no relacionado con dicha señal. Como resultado el
ancho de banda es mucho mayor. En vez de utilizar las ranuras de tiempo o
frecuencias, como lo hacen las tecnologías tradicionales, usa códigos
matemáticos para transmitir y distinguir entre conversaciones inalámbricas
múltiples. Los códigos usados para el esparcimiento tienen valores pequeños de
correlación y son únicos para cada usuario. Esta es la razón por la que el
receptor de un determinado transmisor, es capaz de seleccionar la señal
deseada.
A
continuación se puede observar las diferencias entre la multiplexión
FDM,TDM y CDM al representar
la trama de datos en una gráfica de Frecuencia versus Tiempo.
WDM (Multiplexación
por División Longitud de Onda)
Wavelength Division Multiplexing
(WDM) consiste en la manera efectiva para multiplicar el ancho de banda de un
sistema de fibra óptica debido a que a través de un haz de luz millones de
señales independientes con diferentes longitudes de ondas que pueden ser
moduladas por señales de radio frecuencia en el receptor.
Bajo
el mismo principio de funcionamiento de WDM se encuentra el DWDM (Dense Wave Division Multiplexing) que
permite la transmisión de canales de señal independientes usando longitudes de
onda diferentes a través de una sola fibra (capacidad para multiplexar
de hasta 32 longitudes de onda diferentes) y el
el equipo óptico es “pasivo”
La
técnica de multiplexación WDM permite aumentar de una
forma económica la capacidad de transporte de las redes ópticas existentes. Por
medio de multiplexores y demultiplexores, los
sistemas WDM combinan multitud de canales ópticos sobre una misma fibra, de tal
modo que pueden ser amplificados y transmitidos simultáneamente. Cada uno de
estos canales, a distinta longitud de onda, puede transmitir señales de
diferentes velocidades y formatos. Las redes DWDM (Dense WDM) transportan 80
canales OC-48/STM-16 de 2,5 Gbit/s (un total 200 Gbit/s), ó 40 canales OC-192/STM-64 de 10 Gbit/s (un total de 400 Gbit/s).
Una de las principales ventajas de los sistemas WDM es su modularidad,
la cual permite crear una infraestructura conocida como "grow as you go",
que se basa en añadir nuevos canales ópticos al sistema de forma flexible en
función de las demandas de los usuarios. Así, los proveedores de servicio
pueden reducir los costes iniciales significativamente, al tiempo que
desarrollan progresivamente la infraestructura de red que les servirá en el
futuro. Adicionalmente, las labores de gestión y enrutamiento de la red tienden
a realizarse completamente en el dominio óptico, lo que les proporciona gran
flexibilidad.
SDM (Multiplexación
por División de Espacio)
Space Division Multiplexing
(SDM), es una fuerte alternativa al WDM, debido a que su uso en redes ópticas
pequeñas, donde la fibra óptica exista en manojos de alta multiplicidad, SDM
puede proveer la misma conectividad que WDM. SDM es utilizada para la
distribución en partes del acceso a la red, ya que consiste en la división del
espacio físico de un medio en canales o circuitos ópticos y puede ser implementada
con WDM tal y como se muestra en la figura siguiente:
SCM (Multiplexación
de Subportadora)
Subcarrier multiplexing (SCM), los sistemas de subportadoras multiplexadas se
utilizan comúnmente para la transmisión de señales de RF sobre enlaces de fibra
óptica. SCM es una técnica en la que una señal de banda ancha compuesta por
diversos canales multiplexados en frecuencia se aplica directamente a un láser
modulado en intensidad. Estos sistemas se caracterizan por acomodar en el
espectro tantos canales analógicos como digitales, transportando señales de
voz, datos, vídeo, audio digital, TV de alta definición, y cualquier
combinación de servicios que se desee. Cada usuario puede servirse con una
única subportadora, o bien distribuir una señal multicanal entre todos los usuarios.
Su
enorme flexibilidad los hace muy atractivos en el caso de aplicaciones de banda
ancha, especialmente si los servicios se originan desde distintos proveedores
utilizando esquemas de modulación y anchos de banda diferentes. La configuración básica de un sistema SCM se
muestra en la siguiente figura. Un gran número de subportadoras
de microondas, moduladas con las señales a transmitir, se combinan para generar
una señal multiplexada en frecuencia. Esta señal
compuesta se aplica ahora junto con la corriente de polarización a un láser de
semiconductor o modulador externo, el cual actuará como transmisor óptico del
sistema. La señal óptica modulada en intensidad se transmite sobre un enlace de
fibra óptica monomodo y finalmente se fotodetecta utilizando un fotodiodo InGaAs
p-i-n de banda ancha.
Ejercicio N° 4
Redes de Conmutación
Básicamente se presentan cuatro tipos de redes de
conmutación, conocidas como: Conmutación de Mensajes, Conmutación de Circuito,
Conmutación de Paquetes y Conmutación de Celdas. A continuación se establecen
algunas de las características que éstas presentan, las cuales ayudan a
diferenciar su modo de operación.
|
Conmutación de Mensajes |
Conmutación de
Circuito |
Conmutación de
Paquetes |
Conmutación de Celdas |
|
Ruta de transmisión no dedicada |
Ruta de transmisión dedicada |
Ruta de transmisión no dedicada |
Ruta de transmisión no dedicada |
|
La transmisión se establece por mensajes |
Transmisión continua de datos |
Los mensajes se dividen en paquetes |
Los mensajes se dividen en celdas |
|
Almacenamiento de Mensajes en las etapas
conmutadoras |
No existe almacenamiento de mensajes |
Mensajes retenidos por poco tiempo en las etapas
conmutadoras |
Mensajes retenidos por poco tiempo en las etapas
conmutadoras |
|
Existe retardo en la transmisión |
Transmisión en tiempo real |
Transmisión cercana al tiempo real |
Transmisión cercana al tiempo real, con disminución
de retardos y latencia |
|
Establecimiento de ruta por cada mensaje |
Establecimiento de una ruta para todo el mensaje |
Establecimiento de ruta por cada paquete |
Establecimiento de ruta por cada celda |
|
No existe señal de ocupado |
Señal de ocupado si el receptor presenta la línea
ocupada |
No existe señal de ocupado |
No existe señal de ocupado |
|
No existe bloqueo |
Pueden presentarse bloqueos |
No existe bloqueo |
No existe bloqueo |
|
La responsabilidad de los mensajes perdidos recae
sobre la red |
Usuario responsable de la protección de los mensajes |
La red puede ser responsable de cada paquete, pero
no de todo el mensaje |
La red puede ser responsable de cada celda, pero no
de todo el mensaje |
|
Existe conversión de velocidad y/o código |
Sin conversión de velocidad y/o código |
Existe conversión de velocidad y/o código, para
adaptarlo a la plataforma |
Existe conversión de velocidad y/o código para
adaptarlo a la plataforma |
|
Ancho de Banda variable |
Ancho de Banda fijo |
Ancho de Banda variable, dependiendo de la demanda |
Ancho de Banda variable, dependiendo de la demanda |
|
Bits adicionales a cada mensaje |
Sin bits de sobrecarga, después del retardo de la
instalación inicial |
Bits adicionales a cada paquete, por ejemplo
direccionamiento |
Bits adicionales a cada celda, por ejemplo
direccionamiento |
De acuerdo a la tabla anterior, se pueden destacar algunas
diferencias claves:
-
En la conmutación de circuito los
elementos del enlace son asignados permanentemente a un usuario, mientras dure
la comunicación; lo cual origina un uso inadecuado de la red y básicamente del
ancho de banda, en los casos en los que se transmiten datos. Por el contrario,
la conmutación de paquetes y celdas, se basan en los circuitos virtuales
permanentes y conmutados, aplicando un ancho de banda bajo demanda.
-
Todas las técnicas de conmutación, a
excepción de la de circuito, presentan cierto retardo y latencia en la
transmisión, unas en mayor medida que en otras. Este elemento es importante en
el caso de la transmisión de voz.
-
Las técnicas de conmutación de
paquete y celda son muy parecidas; la diferencia fundamental entre éstas es que
en una se transmiten paquetes de tamaño variable y en la otra se transmiten
celdas, las cuales son de tamaño fijo. Un ejemplo de la transmisión de celdas
es la tecnología ATM, la cual utiliza celdas de 53 bytes,
de los cuales 5 son para el encabezado y 48 para el resto de la información
(datos).
La
celda es la
unidad de transferencia estandarizada por UIT-T que consta de dos partes que
son: la carga útil, contenedor de 48 octetos que transportan la información
generada por un emisor, y el encabezamiento de 5 octetos que contiene la
información necesaria para la transferencia de la celda.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.monografias.com/trabajos13/fire/fire.shtml
http://www.pchardware.org/usb.php
http://www.duiops.net/hardware/articulo/usb20.htm
http://www.monografias.com/trabajos11/usbmem/usbmem.shtml
http://www.upv.es/satelite/trabajos/Grupo11_99.00/KaStar/tecnologia.htm
http://www.vodafone.es/Vodafone/Campus/Campus/0,2910,3040,00.html
eLibro “Redes y Telecomunicaciones”
Tomasi Wayne “Sistemas de Comunicaciones
Electrónicas”. Segunda Edición.
http://wclb.tamu.edu/publ/theses/Weerakhantheses.pdf