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Canal vs. Circuito
En las redes de telecomunicaciones se emplean ampliamente dos conceptos, que si bien están íntimamente relacionados, no son iguales y suelen confundirse con frecuencia, tales conceptos son:
Canal de Telecomunicaciones: es el conjunto de elementos que hacen posible el envío de información de un terminal a otro, incluyendo tanto el medio de transmisión de la información como los propios terminales. Un canal de telecomunicaciones es por su propia naturaleza unidireccional
Circuito de Telecomunicaciones: Existen tres tipos de circuitos de telecomunicaciones, a saber: (Ver Figura 1-5)
Circuito Simplex Se tiene sólo un canal de telecomunicaciones por el que se transmite la información en una dirección
Circuito Semiduplex (Half-Duplex) Se tiene sólo un canal de telecomunicaciones, pero se permite que alternativamente en el tiempo exista un canal de transmisión en cada sentido de la comunicación
Circuito Duplex (Full Duplex) Se tienen simultáneamente en el tiempo dos canales para la transmisión de información, uno en cada sentido de la comunicación
Canal telefónico
Uno de los sistemas de mayor arraigo en el mundo, es el Sistema Telefónico. Los sistemas telefónicos permiten la conversación entre usuarios situados entre puntos distantes. Los sonidos generados por ondas acústicas son convertidos en señales eléctricas por los aparatos telefónicos. La señal eléctrica así producida es también denominada como señal de voz.
El sonido es una vibración que se propaga a través del aire, gracias a que las moléculas del aire transmiten la vibración hasta que llega a nuestros oídos. Se aplican los mismos principios cuando se lanza una piedra a un estanque: la perturbación de la piedra provoca que el agua se agite en todas direcciones hasta que la amplitud (o altura) de las ondas es tan pequeña, que dejan de percibirse.
Las señales de voz están compuestas por una gama de frecuencias, conocidas como frecuencias audibles, que son captadas por el oído humano, y nos permiten diferenciar los sonidos.
Los sonidos tienen su origen en diversas fuentes, y dependiendo de la fuente, se tienen distintos anchos de banda.
TerminalTerminalEmisorEmisor
Circuito Simplex ó Canal TerminalTerminalReceptorReceptor
TerminalTerminalEmisorEmisor
Circuito Half-Duplex TerminalTerminalReceptorReceptor
t1
t2 t1 t2
TerminalTerminalEmisorEmisor
Circuito Full Duplex TerminalTerminalReceptorReceptor
t1 = t2
t1
t2
Figura 1- 5. Tipos de Circuitos.
Actualmente, la Unión Internacional de Telecomunicaciones ITU, recomienda la adopción del canal telefónico a 4 KHz, en cuyo interior la banda pasante para la señal de voz, esta comprendida de 300 a 3.400 Hz, el resto constituye una zona de reserva. (Ver Figura 1- 6).
Para establecer la utilidad de esta banda, se
A (dbu)
ƒs (khz)0 0,3 3,4 4Canal de Voz
Canal Telefónico
Espectro de Frecuencia
Ancho de Banda delcanal telefónico está comprendido entre
0-4Khz
Figura 1- 6. Canal Telefónico.
realizaron estudios estadísticos minuciosos de la influencia en la limitación de la banda para el funcionamiento del sistema.
De esta manera, en el camino intermedio de los sistemas telefónicos, la señal proveniente de las centrales deberá sufrir un tratamiento en una unidad de canal, cuya función principal, es limitar el espectro de la señal a la banda apropiada.
Digitalización de señales
Las señales analógicas pueden convertirse a digitales o viceversa, utilizando la rutina adecuada en cada momento:
La voz humana es una señal continua (analógica) en el rango de frecuencias de 0 - 4 KHz. Ahora bien, la comunicación digital se basa en la transmisión y recepción de bits discretos (0 y 1).
Por consiguiente para transmitir tanto la voz humana como otras señales analógicas es necesario convertir las señales analógicas en una corriente de bits, y en el destino, se debe realizar el proceso inverso, regenerando la señal de acuerdo a las cifras recibidas.
La conversión analógica a digital se hace por muestreo de las señales analógicas, caracterizando su nivel por una o más cifras, las cuales se transmiten por la vía digital. A este proceso se le denomina Modulación por Codificación de Pulsos – PCM.
Modulación por En los sistemas de transmisión analógicos, la
Codificación de Pulsos (PCM)
señal moduladora hace variar la amplitud (AM) y la fase (PM) o la frecuencia (FM) de un tren de ondas sinusoidales.
En los sistemas de transmisión digitales, la señal moduladora puede variar por:
La amplitud de un tren de pulsos (Modulación por Amplitud de Pulsos – PAM)
Por la posición de los pulsos (Modulación por Posición de Pulsos – PPM)
Por la duración de los impulsos (Modulación por Duración de Pulsos – PDM)
El método que se usa habitualmente es el primero de ellos: Modulación por Amplitud de Pulsos – PAM, que representa no obstante el primer paso, solamente del conjunto de operaciones necesarias para transformar la señal analógica en digital, las cuales son:
1. Muestreo
2. Cuantificación
3. Codificación
4. Multiplexación y División en el tiempo
El conjunto de las tres (3) primeras operaciones origina un nuevo tipo de modulación llamada Modulación por Codificación de Pulsos – PCM.
La última operación (multiplexación) sirve para agrupar y transmitir las muestras correspondientes a un conjunto de señales sobre una misma línea.
Muestreo: Por muestreo de una señal se entiende la extracción de algunos de sus valores instantáneos, de duración teóricamente nula (muy pequeña). El muestreo consiste en la multiplicación de una señal analógica por un tren de pulsos de duración, posición y amplitud constantes, el resultado es a la salida, el mismo tren de pulsos pero ahora la amplitud o tamaño de los pulsos dependerá de la amplitud que tenía la señal analógica, este resultado es conocido como Modulación por Amplitud de Pulsos – PAM.Una señal periódica se puede descomponer en una señal con una frecuencia fundamental, más un número “N” de armónicos, como se deduce del desarrollo de la serie de Fourier.
PAM PC
M
Como consecuencia, una señal vocal está formada por un cierto número de señales sinusoidales fundamentales, correspondientes a todas las frecuencias contenidas en la señal vocal, junto con todos sus armónicos.
Si limitamos con un filtro las frecuencias contenidas en una señal vocal a un valor máximo de 4 KHz, se obtiene la señal a procesar, y esta señal puede contener armónicos de frecuencia máxima igual a 4 KHz.
Según el Teorema de Nyquist, la velocidad de muestreo debe ser al menos el doble del ancho de banda de la señal, para poder posteriormente reconstruir la señal original, en términos de la teoría de Shannon, es necesario que el muestreo se realice un número de veces al menos igual al doble de la frecuencia máxima (es decir, de los armónicos de mayor frecuencia), de la señal a muestrear.
Puesto que la máxima frecuencia vocal es 4 KHz, se deben extraer (4KHz x 2) = 8.000 muestras por segundo, por lo que la frecuencia de muestreo deberá ser de 8 KHz o superior. (Ver Figura 1- 9).
Tiempo de muestreoFrecuencia = 8 KHz
Tiempo de muestreo (T)1
8 KHz= 125 µsegT =
Duración deuna muestra
SeñalOriginal
La señal vocal de entrada, limitada por el adecuado filtro pasa bajos a 4 KHz, se muestrea a
Figura 1- 9. Muestreo de Señales.
la frecuencia de 8 KHz. Proceso este que puede ser representado sencillamente por un interruptor que se cierra 8.000 veces por segundo y transforma la señal analógica de entrada, cuya amplitud varía de forma continua, en una secuencia de pulsos. Cada uno de los pulsos tiene la amplitud de la señal analógica de entrada en el instante del muestreo.
El conjunto de los pulsos así obtenidos, que llamaremos “muestras”, representa la información a transmitir modulada ahora en amplitud de pulsos – PAM. (Ver Figura 1- 10).
Señal Vocal
PAM1
8 KHzT =
T = 125 µseg
Frecuencia = 8 KHzTiempo de muestreo (T)
1
8 KHz= 125 µsegT =
0 4 KHzFiltro Pasa Bajos
Figura 1-10. Modulación por Amplitud de Pulsos – PAM.
Cuantificación: es el proceso mediante el cual se asignan valores discretos a las muestras obtenidas. Para ello se utiliza un número de valores discretos que permitan representar de forma aproximada la amplitud de las muestras dividiendo toda la gama o rango de amplitudes que puedan tomar las muestras en intervalos iguales y así cada una de las muestras toma el valor asignado a ese intervalo.
Las muestras extraídas usando la Modulación por Amplitud de Pulsos – PAM, se podrían ya transmitir. Sin embargo, un sistema de este tipo es sensible a los ruidos que se pueden superponer a los impulsos variando su amplitud durante la transmisión, y por lo tanto se prefiere codificar las muestras mediante la presencia o ausencia de grupos de otros impulsos (todos con la misma amplitud).
Cada uno de los grupos representa la amplitud de una muestra. Puesto que cada muestra puede tener infinitas amplitudes, resultaría prácticamente imposible codificar cada una de ellas, por lo que se establece una escala de valores fijos y se atribuye a la amplitud de cada muestra el valor más próximo a ella.Suponiendo que el método de cuantificación utilizado en nuestro sistema consta de 13 niveles de decisión, subdivididos en positivos y negativos, que se codifican con 4 bits, (1 para la polaridad y 3 para la amplitud). (Ver Figura 1-13).
0
1
2
3
4
5
6
7
-1
-2
1000
0000
0001
1001
1010
1011
1100
1101
1110
0010
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8
t9 t10
AmplitudesCodificadas
por escalones
Figura 1-13. Cuantificación y Codificación.
Resultando del ejemplo que la muestra que se ha tomado en el instante t1 está comprendida entre los niveles 5 y 6, y la que se ha tomado en el instante t2 está comprendida entre los niveles 6 y 7. Así, aceptando cometer un cierto error de cuantificación se han reducido las posibles amplitudes de las muestras a 8 valores positivos y 8 negativos solamente, con lo que se han “cuantificado” las muestras extraídas. Está claro que si se quiere una aproximación mejor se debe aumentar el número de niveles de decisión.
Codificación: En este punto el valor de las muestras cuantificadas, se representa mediante un código binario. Los sistemas actuales de Modulación por Codificación de Pulsos PCM, adoptan 256 niveles, para cuya representación son necesarios 8 bits. Naturalmente, también con 256 niveles se comete un error proporcionalmente mayor cuanto menor es la amplitud de la señal.
Para evitar este inconveniente, las amplitudes de las muestras se codifican según una ley no lineal que prevé el empleo de escalones cuya altura (diferencia entre dos (2) niveles de decisión) decrece al disminuir la amplitud de la señal, de forma que se mantiene prácticamente constante el error relativo introducido por la cuantificación en todo el margen de variación de la señal. En particular, esta ley no lineal se ha fijado en la sede internacional de la Unión Internacional de Telecomunicaciones – ITU, como Ley A de Cuantificación para la Norma Europea.
Para la transmisión de una comunicación telefónica mediante Modulación por Codificación de Pulsos – PCM, se requiere tomar en cada canal 8.000 muestras/segundo, y cada muestra se codifica, una vez cuantificada según un número binario de 8 bits, resultando entonces un canal
telefónico básico de:8.000 muestras / segundo X 8 bits / muestra = 64.000 bits / segundo.
Multicanalización
Para transmitir más información por unidad de tiempo, hay dos (2) maneras:
Dedicar más líneas de transmisión, un canal por línea, lo que constituye una solución poco eficaz
Transmitir a mayor velocidad por las mismas líneas disponibles, mediante el proceso de multicanalización
La Multicanalización es un procedimiento mediante el cual se reúnen o entrelazan diversas señales, en otra señal de orden superior, para posibilitar su transmisión por el mismo canal de forma simultánea e independientemente, sin que las señales agrupadas se interfieran entre sí.
La Multicanalización puede ser:
Por División de Frecuencia – FDM
Por División en el Tiempo – TDM
Multicanalización por División de Frecuencia – FDM: Una banda amplia de frecuencia se subdivide en bandas secundarias adyacentes y más estrechas, a través de procesos de modulación analógica de las señales telefónicas.La técnica de multicanalización por división de frecuencia así como los equipos involucrados en
este proceso pertenece a una red analógica.
En un sistema de Multicanalización por División de Frecuencia - FDM, se le asigna a cada canal una banda de frecuencia única para la comunicación desde un terminal a otro. (Ver Figura 1-14).
La Multicanalización por División de Frecuencia – FDM, se logra Modulando en amplitud cada señal de voz a transmitir (frecuencias de 0-4 KHz), con portadoras a frecuencias superior pre-establecidas, y luego filtrando las señales resultantes, para obtener la señal original desplazada en frecuencia. (Ver Figura 1-15).
ƒs (khz)
A
Banda defrecuenciano usada
Canal 1 Canal NCanal 3Canal 2
min max
Figura 1-14 Multicanalización por División de
0 4 K
12K12-16 K
0 4 K
16K16-20 K
0 4 K
20K20-24 K
12-16 K
16-20 K
20-24 K
12K
16K
20K
0 4 K
0 4 K
0 4 K
1 2 3
12 16 20 24
Medio de Transmisión
Lado RecepciónLado Transmisión
Modulador Demodulador
La utilidad de la Multicanalización por División de Frecuencia FDM, es identificable claramente cuando se envían varias señales de voz por un mismo medio de transmisión. Estableciéndose entonces que la transmisión de información debe regirse por la siguiente clasificación:
Nombre de la Banda
Banda de Frecuencia
(KHz)
Cantidad de Canales
Grupo Básico 60 a 108 12
Super Grupo 312 a 552 60
Master Grupo 812 a 2.044 300
Super Master Grupo
8.516 a 12.388 900
Banda Base de 12 MHz
316 a 12.388 2.700
Multicanalización por División de Tiempo – TDM: Mediante esta técnica se asigna a cada canal una fracción de tiempo, de un espacio de tiempo mayor, denominada ranura (slot), y luego las ranuras se van transmitiendo consecutivamente. Esto permite transmitir varios canales de datos y voz en el mismo cable.
La Modulación por Codificación de Pulsos – PCM, permitió representar en forma binaria señales analógicas, como la voz humana, y mediante este método se puede representar una señal telefónica analógica estándar de 4 KHz como una corriente
Figura 1-15. Diagrama Multicanalización de 3 canales en FDM.
de bits digitales a 64 Kbps.Este potencial sirvió para producir sistemas de transmisión más efectivos, combinando varios canales PCM, transmitiéndolos en el mismo cable que antes ocupaba una única señal analógica, por asignación de intervalos de tiempo: Multiplexación por división de tiempo – TDM. En este proceso a cada canal, se le asignó un esquema estándar de multiplexado. En Europa se adoptó la combinación de 30 canales de 64.
Kbps, con dos canales de control de la información, dando una capacidad total de transmisión de 2.048 Kbps (2 Mbps), esquema adoptado por Cantv.
Conforme se va incrementando la demanda de telefonía y creciendo los niveles de tráfico, la señal estándar de 2 Mbps fue insuficiente para soportar la carga de las redes. Con el fin de evitar la utilización de un aumento del número de líneas de 2 Mbps, se creó un nivel de multiplexado con mayor capacidad.
El estándar adoptado en Europa fue la combinación de cuatro (4) canales de 2 Mbps para obtener un único canal de 8 Mbps.
Así como fueron creciendo las necesidades, se incorporaron nuevos niveles de multiplexado, creándose estándares para 34, y 140 Mbps, dando lugar a una jerarquía completa de velocidades de transmisión, llamada Jerarquía Digital Plesiócrona – PDH.
En Norte América, se adoptó un esquema distinto para la velocidad estándar, que consistió en la agrupación de 24 canales de 64 Kbps y un canal de señalización, lográndose una velocidad de 1.544 Kbps, y se siguió el criterio de enviar los flujos de información en grupos de 4, 7 y 6 con lo que se lograron velocidades de 6 Mbps, 44 Mbps, y 274 Mbps.
Zonas NivelJerárquico
VelocidadBinaria(Kbps)
Capacidadde
CanalesDenominación
Europa
1 2.048 30 E1
2 8.448 120 E2
3 34.368 480 E3
4 139.264 1.920 E4
5 564.992 7.680 *
Norte América
1 1.544 24 T1
2 6.312 96 T2
3 44.736 672 T3
4 274.176 4.032 *
NOTA: * Estos niveles no están Estandarizados.
Para ilustrar el concepto de multiplexado, veamos un ejemplo: Supongamos que tenemos 32 canales, cada uno de ellos con una velocidad de 64 Kbps, que queremos transmitir. El multiplexado toma de cada una de las 32 líneas, un único byte y lo transmite uno detrás del otro.
A continuación toma el siguiente byte de cada uno de los canales y así con todos sucesivamente. Con el objeto de que no se pierdan bytes, el multiplexado tiene que ser capaz de enviar los 32 x 8 bits de los 32 canales sin que se alteren. Esto implica que la velocidad de salida del multiplexado tendría que ser de 32 x 64 Kbps, es decir, un 2.048 Kbps (E1). (Ver Figura 1-16).
0 1 1 0 0 1 1 1
1 1 1 0 0 1 1 0
1 1 1 1 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 1 1
1 0 0 0 1 1 0 0
0 0 0 0 0 1 1 1
1 0 0 0 1 0 0 1
1 1 1 0 0 0 1 1
1 0 0 1 1 0 0 1
1
2
3
4
5
6
7
8
30
31
32
1
MULTIPLEXOR
TDM
MMUULLTTIIPPLLEEXXOORR
TTDDMM
0110011101100111 1110011011100110 1000100110001001........
Canal 1 Canal 2 Canal 1
125 µseg
Ahora bien, se tienen las muestras de cada canal codificadas mediante el proceso de Modulación por Codificación de Pulsos – PCM. La forma de organizar estos códigos es colocándolos en TRAMAS y MULTITRAMAS. Como se mencionó anteriormente la trama de primer orden organiza 30 canales y 2 canales auxiliares: uno de sincronismo y otro de señalización. El primer orden digital posee 32 canales y transmite a 2.048 Kbps. (Ver Figura 1-17).
Figura 1-16 Multicanalización por División de Tiempo TDM.
La trama, con 125 µseg de duración, se divide en 32 intervalos de tiempo IT. El intervalo IT 0 se reserva para el sincronismo de la trama y el IT 16 se reserva para la señalización.
Como la señalización lleva una cantidad de información menor que la señal, requiere menos bits. El intervalo IT 16 se divido en dos (2) grupos de 4 bits cada uno. Como se envían dos (2) canales de señalización por trama, se requiere de 15 tramas, para enviar la señalización de los 30 canales. A este grupo de 15 tramas le agregamos la trama TR 0 y denominamos al conjunto Multitrama. La duración de la misma es de 2 mseg.
En el IT 16 de la TR 0 se envía un código de sincronismo de multitrama 0000XAXX que indica el comienzo de esta. En todas las tramas del intervalo IT 0 se coloca la palabra de sincronismo de trama. Esta palabra es X0011011 si la trama es par (0, 2, 4, 6,...), si es impar (1, 3, 5, 7,...) la palabra es X1AXXXXX dentro de la multitrama.
El valor de A actúa como alarma remota de sincronismo, de forma tal que A=0 indica que nuestro equipo terminal digital está en sincronismo. Si A=1 indica que se ha perdido el sincronismo.
IT0 Trama
Canal n Canal n+15
0 1 2
3 4
5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 Multitrama N° de tramas
Señalización
Trama 0 Sincronismo de multitrama
Sincronismo de trama No Sincronismo de trama
IT16
a b c d a b c d
IT IT31
x 0 0 1 1 0 1 1 x 1 x x x x x
PA PB A
0 0 0 x x x 0 A
Figura 1-17 Trama Básica de 2 Mbps.
Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH)
La jerarquía de multiplexado digital plesiócrona - PDH, presenta la característica de que los canales multiplexados son generados por diferentes equipos, cada uno con diferentes referencias de reloj y una ligera diferencia de velocidad. Así, antes de multiplexar los canales de 2 Mbps, se tiene que añadir información con el fin de sincronizarlos e igualarlos en velocidad, esto se logra mediante la inserción en cada una de las tramas de bits adicionales. Esta información es llamada “bits de justificación”. Estos bits de justificación son reconocidos en el proceso de multiplexado, y son eliminados dejando la señal original.
Este proceso es conocido como una operación plesiócrona, del griego, significante “casi sincróna”.
El mismo problema de sincronización aparece a cada nivel de la jerarquía de multiplexado, de tal manera que se tienen que añadir bits de justificación en cada etapa de multiplexado. La utilización de la operación plesiócrona a lo largo de toda la jerarquía ha originado el término“jerarquía digital plesiócrona”, o PDH (del inglés Plesiochronus Digital Hierarchy). (Ver Figura 1-18).
MEnlaces Troncales
Líneas Privadas(Extensiones)
Central Privada
X
2 Mbps
MUX
8 Mbps
MUX
34 Mbps
MUX
140 Mbps
123.30
La Jerarquía Digital Plesiócrono – PDH, tiene ciertas desventajas:
La estructura de tramas de las centrales, hecha por entrelazamiento de octetos a 64 Kbps, es síncrona, por tanto el empleo de la justificación para adoptar temporización se vuelve innecesario
El entrelazamiento de bits hace que canales a 64 Kbps, pertenecientes a un tramo de tráfico, sólo se puedan bifurcar hasta que se multiplexa al nivel del multiplexor primario; es decir, es necesario que todo el flujo se desmonte y monte de nuevo, cada vez que se extrae o inserte alguna señal
Los canales de “n” 64 Kbps que no se pueden incluir bajo el multiplexor primario no se pueden tramitar de ninguna otra forma por la red
La información de mantenimiento no esta asociada a vías completas de tráfico, sino a enlaces individuales, por lo cual el procedimiento de mantenimiento para una vía completa es complicado
Jerarquía Digital Síncrona (SDH)
A principios de los años 80, la comunicación digital se vuelve claramente el método más escogido para hacer crecer las redes y las fibras ópticas se vuelven una alternativa práctica. Entonces, unos cuantos métodos diferentes se utilizaban para combinar líneas E3 juntas y así conseguir unas líneas con una velocidad mayor.
La combinación de líneas T3, exigía un mayor control, y un
Figura 1-18 Jerarquía de Multiplexación Europea.
mejor acceso, pero esto involucra mayores costos, y es por ello que la Organización de Investigación en Comunicaciones Bell (Bell Communications Research Organization), inicia el desarrollo de las normas de un sistema llamado Red Óptica Sincróna – SONET.
La Red Óptica Síncrona – SONET, estuvo diseñada para crear una red de alta capacidad, flexible y confiable, realizada sobre fibra óptica, capaz de proporcionar un método de empaquetamiento para toda la información digital, que permitía no tan sólo combinar diferentes tipos de información digital, sino gestionar esta red desde una localización centralizada.
La efectividad representada por esta técnica estuvo reconocida por la Unión Internacional de Telecomunicaciones – ITU, que unió sus características con las de la Jerarquía Europea, y así nació una nueva jerarquía de mayor extensión, y fue nombrada Jerarquía Digital Síncrona – SDH.
Estos dos estándares generaron una nueva forma de acceso global para las comunicaciones digitales por fibra óptica, que se ha extendido rápidamente para todo el mundo.
La estructura de la Jerarquía Digital Síncrona – SDH, permite manipular de forma efectiva todo tipo de comunicaciones con una estructura gestionadle que proporciona otras características de redes de un cierto nivel de complejidad.
En las señales SDH/SONET, no hay inconsistencia en las velocidades, ya que no es necesario insertar bits de relleno. La información es enviada y llega en tiempos pre-establecidos, lo cual hace posible insertar y extraer información directamente del flujo a alta velocidad.
SDH vs. PDH La Jerarquía Digital Síncrona – SDH, nace como una solución a los inconvenientes de la Jerarquía Digital Plesiócrona – PDH.
Al comparar encontramos que la Jerarquía Digital Síncrona – SDH, tiene ciertas ventajas sobre la Jerarquía Digital Plesiócrona – PDH, a saber:
Permite mayor velocidad de transmisión
Pueden extraerse circuitos individuales de los sistemas de alta capacidad sin tener que demultiplexar el sistema entero
Mejor capacidad de gestión de la red
La Jerarquía Digital Síncrona – SDH, se caracteriza por tener:
Nuevas topologías de red especialmente en la parte de acceso
Facilidad de multiplexación y
demultiplexación
Acceso directo a afluentes de baja velocidad sin tener que demultiplexar toda la señal que viene a alta velocidad como ocurre con la Jerarquía Digital Plesiócrona – PDH actual
Mejor capacidad de operación, administración y mantenimiento
Adopción de canales auxiliares estandarizados
Estandarización de interfaces
Fácil crecimiento hacia velocidades mayores, en la medida que lo requiera la red
Enlaces Troncales
Líneas Privadas(Extensiones)
Central Privada
Implementación de sistemas con estructura flexible que pueden ser utilizados para construir nuevas redes (incluyendo LAN, MAN, ISDN)
Trama básica de SDH
La existencia de diversas jerarquías digitales (la europea y la americana), hacen que cuando el tráfico sobrepasa las fronteras nacionales, haya necesidad de efectuar conversiones generalmente costosas para llevar la señal a otro país. Esto y las desventajas de la Jerarquía Digital Plesiócrona – PDH actual, que nombramos anteriormente forzaron a crear una jerarquía digital que proporcionará un standard mundial unificado que a su vez ayude a que la administración de la red sea más efectiva y económica.
Además, satisface las demandas de nuevos servicios y más capacidad de transmisión, por parte de los usuarios.
La Jerarquía Digital Síncrona – SDH, trabaja con una estructura básica según lo define la Unión Internacional de Telecomunicaciones – ITU. Esta estructura es llamada trama básica, la cual tiene una duración de 125 µseg, y corresponde a una matriz de 9 filas y 270 columnas, cuyos elementos son octetos (8 bits) de 64 Kbps cada uno, por lo tanto la trama tendrá:
2.430 Octetos x 64 Kb/s = 155.520 Kb/s
Esta trama básica recibe el nombre de Módulo de Transporte Síncrono de Nivel 1 – STM-1. Es oportuno resaltar que por su frecuencia de repetición y por estar conformada por octetos, permite la observación directa y la fácil extracción e inserción de canales de 64 Kbits.
En la trama se distinguen tres áreas: (Ver Figura 1-19).
Encabezado de sección
Punteros de Unidad Administrativa – AU
Carga útil
270 columnas-125µseg
9 filas PUNTERO AU
RSOH
MSOH
CARGA UTIL
1
3
5
9
9
270
Figura 1-19 Trama Básica STM-1 de la Jerarquía Digital Síncrona SDH.
El encabezado de sección esta compuesto por:
Encabezado de la Sección Regeneradora – RSOH ubicado en el sector comprendido por las filas 1 a 3, columnas 1 al 9
Encabezado de la Sección Múltiplex - MSOH ubicado en el sector comprendido por las filas 5 a 9, columnas 1 al 9
Desempeña funciones como:
Alineamiento de trama
Monitoreo de errores
Canales de datos auxiliares
Los punteros de Unidad Administrativa – AU, están ubicados en el sector comprendido por la fila 4, columnas 1 al 9, son secuencias de octetos que tienen como función identificar las posiciones de comienzo de los tributarios contenidos en la carga útil (Pay Load).
La carga útil, ubicada en el área restante, es la información útil transportada por el STM-1.
Principio de operación SDH
La Jerarquía Digital Síncrona – SDH, define un cierto número de “contenedores”, cada uno de ellos correspondiente a una velocidad plesiócrona existente.
La información de una señal plesiócrona se agrupa y empaqueta en contenedores. La forma en que se realiza esta operación es similar a la forma en que se hace en un multiplexor plesiócrono convencional.
En cada contenedor se asocia una zona de bytes de información de control (POH), que se adjuntan al resto de la información.
Este conjunto de bytes de control permite la supervisión del paquete de información. El contenedor y los bytes de control forman los llamados “contenedores virtuales VC”.
En una red síncrona, todo el equipo es sincronizado por un reloj global de la red.
Ahora bien, los atrasos asociados a un enlace de transmisión pueden variar ligeramente con el tiempo, y como consecuencia, la localización de contenedores virtuales en una trama STM podría no ser fija. Estas variaciones se ajustan asignando un puntero en cada contenedor virtual.
El puntero indica la posición del inicio del contenedor virtual en una trama STM.
El STM-1, puede transportar afluentes de cualquiera de las
jerarquías existentes o tributarios de banda ancha en un futuro.
Jerarquía de multiplexación SDH
Las velocidades de bit para los niveles más altos de las
jerarquías SDH van de acuerdo al nivel N del Módulo de
Transporte Síncrono –STM-1. Según la recomendación G.707
de la Unión Internacional de Telecomunicaciones – ITU, estas
velocidades son:
Nivel Señal Velocidad
1 STM-1 155.520 Kbps
4 STM-4 622.080 Kbps
16 STM-16 2.488.320 Kbps
A diferencia de la Jerarquía Digital Plesiócrona, aquí la
velocidad del STM-N, se obtiene multiplicando la velocidad
del módulo básico STM-1, por N, donde N es un entero.
Red de datos conmutados Frame Relay
Frame Relay constituye un método de comunicación orientado a paquetes para la conexión de sistemas informáticos. Se utiliza principalmente para la interconexión de redes de área local (LANs, local area networks) y redes de área extensa (WANs, wide area networks) sobre redes públicas o privadas. La mayoría de compañías públicas de telecomunicaciones ofrecen los servicios Frame Relay como una forma de establecer conexiones virtuales de área extensa que ofrezcan unas prestaciones relativamente altas.
Frame Relay es una interfaz de usuario dentro de una red de conmutación de paquetes de área extensa, que típicamente ofrece un ancho de banda comprendida en el rango de 56 Kbps y 1.544 Mbps. Frame Relay se originó a partir de las interfaces ISND y se propuso como estándar al Comité consultivo internacional para telegrafía y telefonía (CCITT) en 1.984. El comité de normalización T1S1 de los Estados Unidos, acreditado por el Instituto americano de normalización (ANSI), realizó parte del trabajo preliminar sobre Frame Relay. La mayoría de las principales compañías de telecomunicaciones, como AT&AT, MCI, US Sprint y las compañías de operaciones regionales BELL (RBOCs, regional Bell operating companies) ofrecen Frame Relay.
Las conexiones a una red Frame Relay requieren un encaminador y una línea desde las instalaciones del cliente hasta el puerto de entrada a Frame Relay en la compañía de telecomunicaciones. Esta línea consiste a menudo en una línea digital alquilada como T1 aunque esto depende del tráfico.
A continuación se muestran dos posibles métodos de conexión en área extensa.Método de red privada: En este método, cada instalación necesita tres líneas dedicadas (alquiladas) y encaminadores asociados, para conectarse con cualquiera de los otros lugares, con un total de seis líneas dedicadas y 12 encaminadores.Método de Frame Relay: En este método de red pública, cada instalación requiere una única línea dedicada (alquilada) y un encaminador asociado dentro de la red Frame Relay. Los paquetes recibidos de múltiples usuarios se multiplexan sobre la línea y se envían a través de la red Frame Relay a sus destinos.Un circuito virtual permanente (PVC, permanent virtual circuit) consiste en un trayecto predefinido a través de la red Frame Relay que conecta dos puntos finales. El servicio Frame Relay proporciona PVCs situados donde hayan especificado los clientes, entre los emplazamientos designados. Estos canales permanecen activos continuamente y están garantizados, con objeto de proporcionar un nivel específico de servicio, que se ha negociado con el cliente. Los circuitos virtuales conmutados se añadieron al estándar Frame Relay a finales de 1.993. Así, Frame Relay se ha convertido en una auténtica red de conmutación "rápida" de paquetes.
Ventajas de la red Frame Relay vs. La red de
datos X.25 tradicional
Como las redes locales generan flujos esporádicos, el consumo de ancho de banda debe adaptarse a sus necesidades particulares. Y aquí reside precisamente la ventaja esencial de Frame Relay sobre X.25: Frame Relay ajusta el ancho de banda a las aplicaciones con pequeños tiempos de tránsito. Pero, además, cuenta con otras ventajas técnicas, como su velocidad de transmisión (hoy a 64bps y 2Mbps, y a 35/45 Mbps en el futuro), flexibilidad de utilización y apertura hacia el mundo ATM.Un tiempo de tránsito muy corto en redes de larga distancia, junto a la calidad de las infraestructuras digitales actuales, le garantiza velocidades muy altas. Conviene no olvidar al respecto que el rendimiento final de una red también se determina en función de los tiempos de tránsito o tiempo empleado en la transferencia de datos entre dos nodos. Además, las tramas no son reordenadas más que en la salida de la red.
Al adaptarse a las necesidades de transmisión, se adecua perfectamente al tráfico intermitente o en ráfagas de las LANs, que requiere la disponibilidad de un gran ancho de banda en un instante dado.
Características técnicas
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.
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.
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. CIR (Committed Information Rate) es un parámetro de dimensión de red específico de Frame Relay que permite a cada usuario elegir una velocidad media garantizada en los dos sentidos de la comunicación para cada circuito virtual ( CV).
Como no todos los CVs utilizan en un mismo momento dado su ancho de banda reservado, un determinado CV puede emitir parte de su carga hacia los otros. Es obvio que esta gestión dinámica del ancho de banda interesa particularmente a los responsables de telecomunicaciones de las empresas, sobre todo a la hora de tratar el tráfico en ráfagas propia de la interconexión de redes locales. En resumen, Frame Relay permite dividir estadísticamente el ancho de banda entre diferentes circuitos virtuales.
IDENTIFICACIÓN 1 byte
CABECERA
2 a 4 bytes
DATOS
de 1 a 9.189 bytes
FCS
IDENTIFICACIÓN
1 byte
CABECERA Paquete SNA
CABECERA Paquete IP
Ventajas de la red Frame Relay
Los beneficios aportados por Frame Relay pueden ser analizados desde tres criterios básicos: tarificación, multiplexación y tráfico en ráfagas. Por lo que se refiere a la tarificación, hay que decir que buena parte del éxito de Frame Relay se explica por la independencia de su costo respecto a la distancia. En este punto, este tipos de servicios obedece a una lógica inversa a la de las líneas alquiladas, donde el factor distancia es fundamental a la hora de fijar los costos. En Frame Relay, se pueden poner en servicio varios circuitos virtuales sobre una misma interfaz física. Esta forma de multiplexación favorece el mallado completo de una red sin provocar los gastos elevados inherentes a la instalación de múltiples líneas especializadas y de sus respectivos interfaces. También es este sentido se explica la amenaza real que representan los servicios Frame Relay para el negocio de líneas alquiladas. Así, por ejemplo, gracias al CIR una empresa que disponga de varios centros puede optar por instalar una red mallada basada en Frame Relay con velocidades de 32 ó 64 Kbps desde la oficina central hacia dichos centros y de 16kbps en el sentido inverso.
Por último, Frame Relay se adapta perfectamente al tráfico en ráfagas, propio de las aplicaciones cliente/servidor o de interconexión de redes locales. Según un estudio de Vertical
Figura 4 – 22 Distribución de la trama Frame Relay.
System Group, la relación costo/rendimiento ofrecido por esta tecnología resulta la más ventajosa en configuraciones de red en las que el tráfico-punta medio es igual o superior a otras y cuya utilización del ancho de banda total es del 35%
Servicios
Entre los servicios Frame Relay ofrecidos por operadores de telecomunicaciones existen muchos elementos comunes. Una de las tendencias que rigen este mercado es la provisión actual o futura de servicios de extremo a extremo; es decir, el transporte de los datos de un usuario a otro queda asegurado, administrando además si llega el caso de los routers de acceso situados en las instalaciones de los clientes.
Voz y Datos en Frame Relay
Durante mucho tiempo, a la vez que los servicios Frame Relay comenzaban a captar el interés de los usuarios europeos en aplicaciones específicas, como la interconexión de redes locales, los operadores se han visto obligados a desaconsejar su uso para soportar comunicaciones de voz. Por razones de tipo tecnológico y de tipo normativo, ésas eran las reglas del juego a las que las necesidades de los usuarios se han venido plegando. Sin embargo, desde hace apenas unos meses, el mensaje es otro muy distinto: no sólo los operadores están ya en condiciones de proporcionar servicios Frame Relay capaces de cursar tráficos de voz y datos gracias a los avances técnicos, sino que, además, la legislación que regula el uso corporativo de la telefonía ha clarificado y ampliado el concepto de Grupo Cerrado de Usuarios, liberalizándolo de hecho en el ámbito interno de las empresas. En consecuencia, una nueva ola de ofertas Frame Relay están apareciendo que intentan explotar el indudable atractivo que supone soportar sobre una misma línea las transmisiones de voz, fax y datos de las corporaciones con las consiguientes ventajas económicas (mayor aprovechamiento del ancho de banda, tarifa plana...) y de control (un
sólo operador y gestor de todos los servicios).
Y si las circunstancias lo aconsejan, siempre queda la posibilidad de que las organizaciones instalen, operen y gestionen por sí mismas sus propias redes Frame Relay.
Circuitos Virtuales
Una vez las tramas llegan a la red de datos, son transportadas a su destino a través de circuitos virtuales definidos en el momento de la contratación del servicio. Para asegurar la calidad de la voz las tramas de voz viajan por circuitos virtuales deferentes a los de las tramas de datos. De esta forma es posible configurar la red de modo que se dé el tratamiento más adecuado a cada tipo de tráfico.
El tráfico de voz es muy sensible a los retardos, por lo que los circuitos virtuales de voz se configuran como prioritarios y sensibles al retardo. Por contra, el tráfico de datos no es tan sensible al retardo pero es mucho más impulsivo, es decir, requiere altas velocidades durante cortos intervalos de tiempo. Por esta razón los circuitos virtuales de datos se configuran como no prioritarios y con maximización del caudal.
Modo de Transferencia Asíncrono – ATM
Inicialmente propuesto por la Industria de las Telecomunicaciones, rápidamente se ha convertido en la tecnología más promovida dentro de las industrias de Comunicaciones y Computadores.
Las recomendaciones iniciales propuestas por el CCITT en 1988 fueron que, ATM y la Jerarquía Digital Sincrónica (SDH) formasen la base de la Red Digital de Servicios Integrados de Banda Ancha (B-ISDN), un nuevo estándar en desarrollo para la integración en red de: Datos, Voz, Imagen y Vídeo, a velocidades de transmisión desde 34
Mbps a varios Gigabits por segundo.
Emplea el concepto de Conmutación de Celdas (Cell Switching), el cual combina los beneficios de la Conmutación de Paquetes tradicionalmente utilizada en redes de datos, y la Conmutación de Circuitos utilizada en redes de voz.
ATM se basa en el concepto de Conmutación Rápida de Paquetes (Fast Packet Switching) en el que se supone una fiabilidad muy alta a la tecnología de transmisión digital, típicamente sobre fibra óptica, y por lo tanto la no necesidad de recuperación de errores en cada nodo. Ya que no hay recuperación de errores, no son necesarios los contadores de número de secuencia de las redes de datos tradicionales, tampoco se utilizan direcciones de red ya que ATM es una tecnología orientada a conexión, en su lugar se utiliza el concepto de Identificador de Circuito o Conexión Virtual (VCI).
Fundamentos
El tráfico con tasa de bit o velocidad binaria constante (CBR), por ejemplo voz PCM o vídeo no comprimido, tradicionalmente es transmitido y conmutado por redes de conmutación de circuitos o Multiplexores por División en el Tiempo (TDM), que utilizan el Modo de Transmisión Síncrono (STM). En STM, los multiplexores por división en el tiempo dividen el ancho de banda que conecta dos nodos, en contenedores temporales de tamaño pequeño y fijo o ranuras de tiempo ("Time Slots").
Cuando se establece una conexión, esta tiene estadísticamente asignado un "slot" (o varios). El ancho de banda asociado con este "slot" está reservado para la conexión haya o no transmisión de información útil. Una pequeña cantidad de ancho de banda para control, se utiliza para la comunicación entre los conmutadores, de forma que estos conocen los "slots" que tiene asignados la conexión. Esto se conoce como direccionamiento implícito. El conmutador
receptor sabe a que canales corresponden los "slots" y por lo tanto no se requiere ningún direccionamiento adicional. Este procedimiento garantiza la permanente asignación de un ancho de banda durante el tiempo que dura la llamada, así como un tiempo de latencia pequeño y constante.
En contraste, los datos son normalmente transmitidos en forma de tramas o paquetes de longitud variable, lo que se adecua bien a la naturaleza de ráfagas de este tipo de información. Sin embargo, este mecanismo de transporte tiene retardos impredecibles, la latencia tiende a ser alta y en consecuencia la conmutación de paquetes no es adecuada para tráfico con tasa de bit constante como la voz.
Tampoco la conmutación de circuitos se adecua para la transmisión de datos, ya que si se asigna un ancho de banda durante todo el tiempo para un tráfico en ráfagas, se derrocha mucho ancho de banda cuando este no se utiliza.ATM ha sido definido para soportar de forma flexible, la conmutación y transmisión de tráfico multimedia comprendiendo datos, voz, imágenes y vídeo. En este sentido, ATM soporta servicios en modo circuito, similar a la conmutación de circuitos, y servicios en modo paquete, para datos (Fig. 4 -23).
PBX
Router
Est. de Trabajo
Serv. ModoATM
Serv. ModoPaquete
Serv. ModoCircuito
Flujo
Flujo
Flujo
de Voz
de Datos
de Video
CeldasATM
Nodo ATM
CONMUTADOR
Celda
de Voz Celda
de Voz
Celda de Datos
Celda de Vídeo
Celdas ATM de Otros nodos ATM
Servicios Nivel de Adaptación Niveles ATM y Físico
Sin embargo, a diferencia de la conmutación de circuitos, ATM no reserva "slots" para la conexión. En su lugar, una conexión obtiene "slots" o celdas, solo cuando está transmitiendo información. Cuando una conexión está en silencio no utiliza "slots" o celdas, estando estas disponibles para otras conexiones. Con esta idea en mente, se decidió que la unidad de conmutación y transmisión fuese de tamaño fijo y longitud pequeña. Esta unidad es conocida como Celda, y tiene una longitud de 53 bytes divididos en 5 de cabecera y 48 de información o carga útil. Esta celda es quien viene a sustituir al "Time Slot" o contenedor del STM (Fig. 4 -24).
Las celdas pequeñas y de longitud constante son ventajosas para tráfico con tasa de bit constante (Voz, Vídeo) y son muy útiles en general ya que permiten un tiempo de latencia muy bajo, constante y predecible, así como una conmutación por hardware a velocidades muy elevadas. También, en el caso de pérdida de celdas por congestión o corrupción, la pérdida no es muy grande siendo en muchos casos remediable o recuperable. De hecho, el tráfico de Voz y Vídeo, no es muy sensible a pequeñas pérdidas de información, pero si es muy sensible a retardos variables, sucediéndole lo contrario al tráfico de datos. En una red ATM, donde las celdas no están reservadas sino asignadas bajo demanda, el conmutador receptor no puede determinar por adelantado a que canal corresponde cada celda. La Celda ATM a diferencia del Time Slot en STM, debe transportar la identificación de la conexión a la que pertenece, de esta forma no existirán Celdas vacías ya que serán utilizadas por conexiones pendientes.
Esta es una diferencia fundamental del ATM frente al STM. La cabecera presente en cada celda, consume aproximadamente un 9.5% del ancho de banda, siendo este el precio que hay que pagar por la capacidad para disponer de ancho de banda bajo demanda, en lugar de tenerlo permanentemente reservado y eventualmente desperdiciado.La adopción de una cabecera de 5 bytes ha sido posible, porque no se realiza recuperación de errores en los nodos intermedios, tampoco se emplean direcciones válidas a nivel de toda la red, tales como la dirección MAC en Ethernet o IP en redes tipo TCP/IP (Fig. 4 -25).
Figura 4 -24 Celda ATM.
Al igual que en las redes de conmutación de paquetes (X.25 y Frame Relay), la tecnología ATM está Orientada a Conexión. Esto significa que antes de que el usuario pueda enviar celdas a la red, es necesario realizar una llamada y que esta sea aceptada para establecer una Conexión Virtual a través de la red. Durante la fase de llamada un Identificador de Conexión Virtual (VCI) es asignado a la llamada en cada nodo de intercambio a lo largo de la ruta (Fig.4 -26).
Figura 4 -25 Cabecera de la celda ATM.
Figura 4 -26 Identificador de Conexión Virtual (VCI).
El identificador asignado, sin embargo, solo tiene significado a nivel del enlace local, y cambia de un enlace al siguiente según las celdas pertenecientes a una conexión pasan a través de cada conmutador ATM. Esto significa, que la información de encaminamiento (routing) transportada por cada cabecera puede ser relativamente pequeña.
Asociado con cada enlace o puerto entrante del conmutador ATM, hay una tabla de encaminamiento que contiene el enlace o puerto de salida y el nuevo VCI que va a ser utilizado en correspondencia a cada VCI entrante (Fig. 4 -27).
De este modo el encaminamiento de celdas en ambas direcciones a lo largo de la ruta es extremadamente rápido, ya que consiste en una simple operación de consulta en una tabla. Como resultado, las celdas procedentes de cada enlace pueden ser conmutadas independientemente a velocidades muy altas. Esto permite el uso de arquitecturas de conmutación paralelas y circuitos de alta velocidad hasta gigabits, cada uno operando a su máxima capacidad. Celdas procedentes de diferentes fuentes son
Figura Nº 4 -27 Tablas de encaminamiento.
multiplexadas juntas de forma estadística a efectos de conmutación y transmisión.Un conmutador ATM podría describirse como una caja que mantiene en su interior una gran cantidad de Ancho de Banda, siendo este recurso cedido o recuperado dinámicamente según el aumento o disminución de las necesidades. En este sentido, se dice que ATM proporciona Ancho de Banda bajo demanda.
Nivel Físico
Define las interfases físicas, los protocolos de trama y codificación para la red ATM. Hay diferentes opciones de conexiones físicas. La especificación del ATM Forum con relación a la Interfase Usuario Red (ATM UNI) actualmente define SONET/SDH STS-3c (155.52 Mbps), DS3(44.736 Mbps), E3(34.368 Mbps), posiblemente DS1/E1, así como100 Mbps con codificación 4B/5B para fibra local (derivado del estandar FDDI a.k.a. TAXI) y 155 Mbps con codificación 8B/10B sobre fibra óptica multimodo (basado en Fibre Channel).
Existen varias propuestas para el uso de Par Trenzado con pantalla (STP) o sin ella (UTP), enfrentándose todas ellas al problema común de transmitir 100+ Mbps sobre la extensa base instalada de UTP (principalmente tipo 3) sin violar los límites de interferencia del FCC. El ATM Forum ha aprobado las especificaciones para UTP Categoría 5 con codificación SONET STS-3c a 155.52 Mbps, así como UTP Categoría 3 con codificación SONET STS-1 a 51.84 Mbps. IBM propone UTP Categoría 3 con codificación 4B/5B a 25.6 Mbps.
Cada conexión física al conmutador ATM es un enlace dedicado y todos los enlaces pueden estar simultáneamente activos.
Los conmutadores ATM están diseñados para
permitir a todos los puertos comunicarse transparentemente e independiente de la velocidad física. Esto permite que la conexión física esté acoplada con los requerimientos de ancho de banda del dispositivo conectado. La conversión de velocidad es una característica inherente de ATM, tampoco tiene restricciones topológicas de las redes clásicas tales como Token Ring o Ethernet.
El nivel físico (PHY), proporciona al nivel ATM con los medios para transportar celdas ya configuradas. Este nivel está dividido en dos sub-niveles: el sub-nivel de Convergencia de Transmisión (TC), y el sub-nivel dependiente del Medio Físico (PM). La selección del medio físico determina la operación de ambos sub-niveles. El sub-nivel PM para cada medio, define cosas tales como formas de onda, ordenación de los bits, codificación en línea, recuperación del reloj, sincronización, etc. Además, para tráfico con temporización relacionada, proporciona información de temporización al nivel de Adaptación ATM (AAL).
Pero el subnivel TC es la clave para que la celda ATM, viaje libremente sobre una amplia variedad de medios. El subnivel TC empaqueta las celdas ATM salientes en la estructura de trama del medio de transmisión, rellenando con celdas nulas según se necesite. A la recepción, el subnivel TC determina los contornos de las celdas, extrayéndolas del flujo de bits, descartando celdas nulas o erróneas y finalmente entregándolas al nivel ATM.
Nivel ATMEste es el nivel de conmutación y transmisión de ATM. Define la estructura de la cabecera de la celda, y como las celdas fluyen sobre las conexiones lógicas en la red ATM. Realiza las funciones de multiplexación estadística de celdas procedentes de diferentes conexiones, y su encaminamiento sobre las conexiones virtuales. Las conexiones lógicas en el nivel ATM, están basadas en el concepto de Ruta Virtual (Virtual Path) y Canal Virtual (Virtual Channel). Una Conexión de Ruta Virtual (VPC) es una colección de Conexiones de Canal Virtual (VCC) tributarios
que son transportados a lo largo del mismo camino o ruta. Un conmutador de tránsito podría reaccionar únicamente a la información de camino (VPC), mientras que los conmutadores terminales
reaccionarían a la información de fan-out (VCC), pudiéndose mapear diferentes sesiones contra VCIs sobre la misma conexión VPC.
En la siguiente gráfica podemos apreciar con mas detalle esta importante característica de las celdas ATM, en particular estamos mostrando la celda tipo UNI (User Network Interface), más adelante hablaremos de los dos tipos básicos de celdas ATM.
5 Bytes5 Bytes
48 Bytes48 Bytes
Virtual Virtual Channel Channel IdentifierIdentifier
77 66 55 44 33 22 11 00
Payload Payload Type Type
IdentifierIdentifier
CLPCLP
Generic Flow Generic Flow ControlControl
Virtual Path Virtual Path IdentifierIdentifier
Virtual Path Virtual Path IdentifierIdentifier
Virtual Virtual Channel Channel IdentifierIdentifier
Virtual ChannelVirtual ChannelIdentifierIdentifier
Header ErrorHeader ErrorCheckCheck
PayloadPayload(48 bytes)(48 bytes)
CLP = Cell Loss PriorityCLP = Cell Loss Priority
Canal Virtual (VCI)
Enlace Físico
Ruta Virtual (VPI)
Cada VPC o VCC puede estar establecido permanentemente, con lo que tendremos una Conexión Virtual Permanente (PVC), o establecido dinámicamente bajo demanda disponiéndose entonces, de una Conexión Virtual Conmutada (SVC). Funciones de control y señalización asociadas con el plano C, y por lo tanto fuera del modelo de referencia ATM, permiten al usuario establecer y terminar dinámicamente VPCs y VCCs (Fig. 4 -30)
Hay dos formatos diferentes para la cabecera de las celdas (Fig. 4 -31)
Figura Nº 4 -30 Protocolos externos a ATM.
