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UV Maestra en Ingeniera Aplicada

Elctrica e Informtica

Tarea #2

Uriel Heriberto Lomel Dorantes

urielomeli@gmail.com

Boca del Ro, Ver. Febrero 28, 2014

TCNICAS DE CONMUTACIN

Una de las topologas en la que la comunicacin entre dispositivos es ms eficiente y fiable es por medio

de la implementacin de redes de malla, ya que la conexin "todos con todos" genera muchos caminos

para que la informacin fluya, reduciendo la posibilidad de que los datos no lleguen a su destino.

Sin embargo lo anterior implica un gasto mayor y adems luego de la interconexin de varios

dispositivos, se vuelve sumamente compleja la administracin e implementacin, por lo que se cre una

tcnica que permite el encaminar las comunicaciones sin necesidad de conexiones punto a punto entre

todos los elementos de la red, a esto se le llama conmutacin.

La conmutacin apareci como uno de los primeros conceptos que se necesit desarrollar para conseguir

interconectar entre s a los usuarios de los diferentes sistemas de telecomunicacin a un costo razonable,

pudiendo ser definida la conmutacin como la parte de la telecomunicacin que estudia los sistemas que

permiten establecer conexiones semipermanentes entre dos terminales cualesquiera enlazados al

sistema.

Tipos de Conmutacin

Conmutacin de Circuitos

Conmutacin de Mensajes

Conmutacin de Paquetes

o Circuito Virtual

o Datagrama

Figura 1 Red de Malla

mailto:urielomeli@gmail.com

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Conmutacin de circuitos

En la transmisin basada en conmutacin de circuitos, bsicamente con dispositivos especializados

llamados centrales de conmutacin o conmutadores, estos se interconectan entre s y permiten ir creando

puntos de contacto y con ello un camino entre ambos extremos de la comunicacin.

Una vez que se crea el camino, este permanece exclusivamente para tal conexin entre ambos extremos

mientras la transmisin est activa, aunque no se est enviando informacin, por lo que su ancho de

banda se mantiene, las fases de establecimiento de conexin es muy eficiente y permite que datos

constantes como voz y video puedan ser transmitidos de manera efectiva.

Los ejemplos tpicos son los sistemas de video vigilancia y la telefona convencional y ambos extremos

deben tener conectividad para ser funcionales.

Fases para llevar a cabo la conmutacin:

Fase de Establecimiento

Fase de Transferencia

Fase de Desconexin

La capacidad del canal est totalmente asignada aun cuando no haya transferencia de datos.

Conmutacin de mensajes

Al enviar mensajes por medio de centros de red o centros de conmutacin, estos primero recaban el

mensaje completo antes de reenviarlo al dispositivo destino. Estos mensajes son bloques de datos

completos (entidad de informacin), por lo que cuentan con una cabecera con la direccin del

destinatario, as que no es necesario crear un camino ya que sin l, puede llegar, otra caracterstica es

que se envan en un solo sentido.

Los dispositivos que van recibiendo el mensaje primero lo almacenan completo en memoria y

posteriormente si no son los destinatarios, lo reenvan, por lo que es un mtodo que tiene un retardo al

estar en funcionamiento.

Figura 2. Conexin Establecida y permanente

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Si el trfico en la red es alto, se puede colocar en espera, lo que tambin genera que no necesariamente

tengan que estar todos los dispositivos en lnea y al estar diferidos, puede usarse el canal de transmisin

de manera simultnea por otros usuarios. Ejemplo de uso es el de mensajes telegrficos.

Figura 3. Mensaje viajando por cada destino hacia su destino

Caractersticas de la conmutacin por mensajes:

Se incorpora al mensaje la direccin de destino

El mensaje pasa por la red nodo a nodo. En cada nodo se realiza la recepcin, almacenamiento y

retransmisin del mensaje (Nodo = Miniordenador)

No necesita una ruta dedicada entre terminales

Conmutacin de paquetes

Combina las ventajas de las anteriores. Se trata de una tcnica en la que los mensajes se dividen en

bloques ms pequeos con cierta longitud acorde a lo que se pretende enviar, con una cabecera que los

identifica en la red, a los que se les denomina paquetes. Estos al encontrarse en el medio de transmisin,

pasan en cada uno de los dispositivos de la red hasta llegar a su destino, dnde se vuelven a juntar

aquellos que corresponden entre s y que inicialmente fueron divididos.

Con el uso de paquetes la red se puede compartir ya que no se "apartan" totalmente los caminos, adems

no importa la velocidad de transferencia entre dispositivos y existe la posibilidad de que cada paquete

tome caminos diferentes para llegar al mismo destino. Este tipo de conmutacin no es recomendada para

servicios que requieren continuidad de transmisin como video y voz, ya que la informacin al tomar

varias alternativas hacia el mismo destino, pueden llegar los paquetes sin estar sincronizados y esto

requiere reorganizarlos.

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Figura 4. Conmutacin de Paquetes

El tamao de los paquetes esta normalizado: 128, 256 512 bits. Si mensaje > paquetes, el terminal

divide el mensaje en paquetes. Existen dos mtodos de envo de paquetes del terminal a su nodo:

Datagrama

Circulo Virtual

Enrutamiento por medio de datagrama

Con esta tcnica los equipos de la red son los encargados de encaminar los paquetes por medio de la

informacin que encuentran en las cabeceras, por lo que cada paquete puede tomar diferentes caminos

con diferentes tiempos, siendo un protocolo no orientado a la conexin.

Cada paquete se trata independientemente, el tratamiento es anlogo al de conmutacin de mensajes.

Todos los paquetes tienen la misma direccin de destino. Los paquetes pueden seguir rutas distintas,

pueden llegar desordenados y la reordenacin de paquetes se realiza en el terminal destino.

Figura 5. Ejemplo de Datagrama

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Enrutamiento por medio de circuito virtual

Dentro de la conmutacin por paquetes, una de las maneras de que los datos se transmitan, es por medio

de establecer un camino virtual (caminos sobre un mismo medio fsico), entre el origen y el destino, de

este modo los paquetes se encaminarn solo por esa ruta, pero al terminar el envo el circuito se libera

para su uso por otra conexin, denominndose un protocolo orientado a la conexin. Cada paquete

contiene identificacin del circuito virtual y la informacin. La principal caracterstica del mtodo de

circuito virtual es que la ruta entre terminales se establece con anterioridad a la transferencia de

informacin, lo que no significa que haya una ruta dedicada. Los paquetes se almacenan en cada nodo y

se aseguran a la lnea de la cola de salida. La diferencia con el mtodo datagrama estriba en que cada

nodo no necesita realizar una decisin de encaminamiento para cada paquete, sino que se realiza una

sola vez la decisin por cada conexin. Este tipo de circuitos se subdivide en 2 tcnicas:

a) Circuito virtual permanente: el camino ya est establecido en la red entre dos equipos y no hay

liberacin del circuito.

b) Circuito virtual conmutado: se crea el camino en la red entre dos equipos cada vez que va a haber

comunicacin entre ellos.

Ilustracin 1 Ejemplo de Datagrama 2 Figura 6. Ejemplo de datagrama 2

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Figura 7. Ejemplo de circuito virtual

Figura 8. Ejemplo de circuito virtual 2

Comparacin de las tcnicas de conmutacin.

En la figura 9 se realiza una comparacin grfica de las tcnicas de conmutacin de circuitos, mensajes

y paquetes (mtodo de circuito virtual conmutado), desde un punto de vista cualitativo. En dicha figura

se representa la transmisin de un mensaje a travs de cuatro nodos.

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Figura 9. Comparativa de diferentes tipos de conmutacin

En la grfica comparativa se aprecian tres tipos de demoras, a saber: retardo de propagacin (RP), que

es el tiempo que requiere una seal para propagarse de un nodo a otro, tiempo de transmisin, que es el

tiempo que precisa un terminal emisor para enviar un bloque de informacin, y retardo nodal (RN), que

es el tiempo requerido en un nodo para conmutar la informacin.

A continuacin, en la figura 10, se indican un conjunto de caractersticas que, junto con el rendimiento,

se deben tener en cuenta a la hora de efectuar un anlisis de utilizacin de las distintas tcnicas de

conmutacin en aplicaciones de telecomunicacin.

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Figura 10. Caractersticas de los distintos tipos de conmutacin.

Para finalizar se muestra un cuadro comparativo de los diferentes tipos de conmutacin:

Tipo de conmutacin Ventajas Desventajas Conmutacin de circuitos La transmisin se realiza en tiempo

real, siendo adecuado para

comunicacin de voz y vdeo.

Acaparamiento de recursos. Los

nodos que intervienen en la

comunicacin disponen en exclusiva

del circuito establecido mientras dura

la sesin.

Retraso en el inicio de la comunicacin. Se

necesita un tiempo para realizar la conexin, lo

que conlleva un retraso en la transmisin de la

informacin.

Acaparamiento (bloqueo) de recursos. No se

aprovecha el circuito en los instantes de tiempo

en que no hay transmisin entre las partes. Se

desperdicia ancho de banda mientras las partes

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No hay contencin. Una vez que se

ha establecido el circuito las partes

pueden comunicarse a la mxima

velocidad que permita el medio, sin

compartir el ancho de banda ni el

tiempo de uso.

El circuito es fijo. Dado que se dedica

un circuito fsico especficamente

para esa sesin de comunicacin. Una

vez establecido el circuito no hay

prdidas de tiempo calculando y

tomando decisiones de

encaminamiento en los nodos

intermedios. Cada nodo intermedio

tiene una sola ruta para los paquetes

entrantes y salientes que pertenecen a

una sesin especfica.

Simplicidad en la gestin de los

nodos intermedios. Una vez que se ha

establecido el circuito fsico, no hay

que tomar ms decisiones para

encaminar los datos entre el origen y

el destino.

no estn comunicndose.

El circuito es fijo. No se reajusta la ruta de

comunicacin, adaptndola en cada posible

instante al camino de menor costo entre los

nodos. Una vez que se ha establecido el circuito,

no se aprovechan los posibles caminos

alternativos con menor coste que puedan surgir

durante la sesin.

Poco tolerante a fallos. Si un nodo intermedio

falla, todo el circuito se viene abajo. Hay que

volver a establecer conexiones desde el

principio.

Conmutacin de mensajes Se multiplexan mensajes de varios

procesos hacia un mismo destino, y

viceversa, sin que los solicitantes

deban esperar que se libere el

circuito.

El canal se libera mucho antes que en

la conmutacin de circuitos, lo que

reduce el tiempo de espera necesario

para que otro remitente enve

mensajes.

No hay circuitos ocupados que estn

inactivos. Mejor aprovechamiento de

canal.

Si hay error de comunicacin se

retransmite una menor cantidad de

datos.

Se aade informacin extra de encaminamiento

(cabecera del mensaje) a la comunicacin. Si

esta informacin representa un porcentaje

apreciable del tamao del mensaje, el

rendimiento de canal (informacin

til/informacin transmitida) disminuye.

Mayor complejidad en los nodos intermedios.

Sigue sin ser viable la comunicacin entre los

terminales.

Si la capacidad de almacenamiento se llena y

llega un nuevo mensaje, no puede ser

almacenado y se perder definitivamente.

Un mensaje puede acaparar una conexin de un

nodo a otro mientras transmite un mensaje, lo

que lo incapacita para poder ser usado por otros

nodos.

Conmutacin de Paquetes Si hay error de comunicacin se

retransmite una cantidad de datos an

menor que en el caso de mensajes.

En caso de error en un paquete solo

se reenva ese paquete, sin afectar a

los dems que llegaron sin error.

Comunicacin interactiva. Al limitar

el tamao mximo del paquete, se

asegura que ningn usuario pueda

Mayor complejidad en los equipos de

conmutacin intermedios, que necesitan mayor

velocidad y capacidad de clculo para

determinar la ruta adecuada en cada paquete.

Duplicidad de paquetes. Si un paquete tarda

demasiado en llegar a su destino, el host

receptor (destino) no enviara el acuse de recibo

al emisor, por el cual el host emisor al no recibir

un acuse de recibo por parte del receptor este

volver a retransmitir los ltimos paquetes del

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monopolizar una lnea de transmisin

durante mucho tiempo

(microsegundos), por lo que las redes

de conmutacin de paquetes pueden

manejar trfico interactivo.

Aumenta la flexibilidad y

rentabilidad de la red.

Se puede alterar sobre la marcha el

camino seguido por una

comunicacin (p. ej. en caso de

avera de uno o ms enrutadores).

Se pueden asignar prioridades a los

paquetes de una determinada

comunicacin. As, un nodo puede

seleccionar de su cola de paquetes en

espera de ser transmitidos a aquellos

que tienen mayor prioridad.

cual no recibi el acuse, pudiendo haber

redundancia de datos.

Si los clculos de encaminamiento representan

un porcentaje apreciable del tiempo de

transmisin, el rendimiento del canal

(informacin til/informacin transmitida)

disminuye.

Bibliografa:

http://www.informaticamoderna.com/Tconmuta.htm

http://agamenon.tsc.uah.es/Asignaturas/ittst/rc1/download/T4/T4-alumnos.pdf

http://4.bp.blogspot.com/-eycQiMtaWiI/URDK-

zlFTLI/AAAAAAAAAKM/zLBYoY3WsOc/s1600/Image7173.gif

http://www.arcesio.net/checksum/headerIPchico.gif

http://lh3.ggpht.com/-

Nauz7n3K93Q/Temj_UzMH1I/AAAAAAAABcw/PgcOhCW4Td0/image_thumb%25255B3%25255D.

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https://portal.uah.es/portal/page/portal/GP_EPD/PG-MA-ASIG/PG-ASIG-

20594/TAB42351/Tema16.pdf

http://iscittux.blogspot.mx/2010/11/tecnicas-de-conmutacion.html

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