Instituto Tecnológico de Culiacán

Ing. Sistemas Computacionales

Teoría de las Telecomunicaciones

UNIDAD III

TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN, MULTIPLEXACIÓN Y CONMUTACIÓN

3.1- Tipos de Velocidades.

Tasa de transferencia o rendimiento es el término para todo el proceso, se refiere a cuántos datos se mueven durante una cierta cantidad de tiempo. Puesto que el módem es sólo una parte del proceso del movimiento de datos, adquirir un módem más rápido puede no resultar en conseguir acelerar el traslado de los datos.

Hay dos clases de cosas diferentes a medir:

• Proceso digital.• proceso análogo-Digital

La velocidad de la transmisión digital se mide en bits por segundo (bps).

Los dispositivos completamente son mucho más rápidos. Cuanto más rápido, desde luego es mejor. Una velocidad de 2400 bps enviaría un texto de 20-páginas tipeado a un espacio, en 5 minutos donde resulta algo lento.

El lado análogo es medido en baudios, dónde 1 baudio es un cambio por segundo en la señal. Muchos usan bps y baudios cómo si fueran la misma cosa. Para velocidades de 2400 bps y menores, eso es verdad, pero no para las velocidades más elevadas donde por cada cambio de señal se transmite más de un bit.

3.1.1- Velocidades de Transmisión (bps)

La velocidad de transmisión es la relación entre la información transmitida a través de una red de comunicaciones y el tiempo empleado para ello. Cuando la información se transmite digitalizada, esto implica que está codificada en bits (unidades de base binaria), por lo que la velocidad de transmisión también se denomina a menudo tasa binaria o tasa de bits (bit rate, en inglés).

La unidad para medir la velocidad de transmisión es el bit por segundo (bps) pero es más habitual el empleo de múltiplos como kilobit por segundo (kbps, equivalente a mil bps) o megabit por segundo (Mbps, equivalente a un millón de bps).

Es importante resaltar que la unidad de almacenamiento de información es el byte, que equivale a 8 bits, por lo que a una velocidad de transmisión de 8 bps se tarda un segundo en transmitir 1 byte.

La velocidad de transmisión a través de un canal de comunicaciones hace referencia al número de bits transmitidos por unidad de tiempo, pero esto incluye también la información contenida en las cabeceras de los protocolos empleados para transmitir la información entre equipos.

3.1.2- Velocidades de Modulación (Baudios)

Máximo número de cambios de estado de la señal por unidad de tiempo. Se mide en Baudios (Nº de bits/seg.).

VM= Nº de bits / Tiempo

Se denomina velocidad de modulación a la inversa de la medida del intervalo de tiempo nominal más corto entre dos instantes significativos sucesivos de la señal modulada.

La velocidad de modulación se mide en Baudios:

Vm=1/T (seg)

La velocidad de modulación también se puede llamar velocidad de señalización.Pero la modulación intenta conseguir la adecuación entre señal y canal.

• Velocidad de Transmisión de Datos. • Es medido en Baudios. • Solo a baja velocidad, los baudios son iguales a los bits por segundo

(bps); por ejemplo, 300 baudios representan 300 bps. Sin embargo, puede hacerse que un baudio represente más de un bit por segundo. Por ejemplo, el modem V.22bis genera 1200 bps a 600 baudios.

• Por lo general (y erróneamente) utilizado para especificar bits por segundo en la velocidad de un modem.

3.2- Transmisión de Datos

3.2.1- Modo de Transmisión Simples, Half Duplex y Full Duplex

El intercambio de datos sobre una línea de transmisión se puede clasificar como "full-duplex" "semi-duplex".

En la transmisión semi-duplex cada vez solo una de las dos estaciones del enlace punto apunto puede transmitir. Esto es comparable a un puente con un solo carril con circulación en los dos sentidos.

En la transmisión full-duplex las dos estaciones pueden simultáneamente enviar y recibir datos. Este modo se denomina a su vez simultáneo en dos sentidos y es comparable a un puente con dos carriles con tráfico en ambos sentidos.

En la señalización digital, en la que se requiere un medio guiado, la transmisión full-duplex normalmente exige dos caminos separados (por ejemplo dos pares trenzados), mientras que la transmisión semi-duplex necesita normalmente uno. Para la señalización analógica dependerá de la frecuencia: si una estación transmite y recibe a la misma

frecuencia, para la transmisión inalámbrica se deberá operar en modo semi-duplex, aunque para medios guiados se puede operar en full-duplex utilizando dos líneas de transmisión distintas.

3.2.2- Tipos de transmisión: Serie y Paralela

Transmisión Paralela: Se denomina transmisión en modo paralelo a aquella en que los n bits que componen cada byte o carácter se transmiten en varias líneas en un solo ciclo de reloj. Se usa en los ordenadores para realizar la transferencia interna de los datos. Generalmente se emplean altas velocidades, dado que esa es precisamente una de sus características más importantes, enviar más bits en el menor tiempo posible. No se suele usar cuando las distancias superan las decenas de metros, debido a que el tiempo de llegada de los bits difiere de una línea a otra y esto empeora con la distancia. Ej. buses internos y puerto paralelo en ordenadores

Es el envio de datos de byte en byte sobre un mínimo de ocho líneas paralelas a través de un interfaz paralela por ejemplo la Interfaz Paralela Centronics para impresoras.

Transmisión en Serie: Es el envio de datos de bit a bit sobre un interfaz serial. Requiere menos cables que la transmisión paralela, pero el tiempo de transmisión se incrementa como función del tamaño de la cadena de los bits al ser transmitida. Por ejemplo la RS232 y la RS485

3.2.3- Técnicas de Transmisión sincronía y asíncrona

La Transmisión síncrona es una técnica que consiste en el envío de una trama de datos (conjunto de caracteres) que configura un bloque de información comenzando con un conjunto de bits de sincronismo (SYN) y terminando con otro conjunto de bits de final de bloque (ETB). En este caso, los bits de sincronismo tienen la función de sincronizar los relojes existentes tanto en el emisor como en el receptor, de tal forma que estos controlan la duración de cada bit y carácter.

También llamada Transmisión Sincrónica. A todo el conjunto de bits y de datos se le denomina TRAMA.

Aquí se transmite un bloque de bits como una cadena estacionaria sin utilizar códigos de comienzo o parada. Para prevenir la desincronización entre el emisor y el receptor, se deben sincronizar sus relojes de alguna manera. Una posibilidad puede ser proporcionar la señal de reloj a través de una línea independiente.

Uno de los extremos (el receptor o el transmisor) enviará regularmente un pulso de corta duración. El otro extremo utilizará esta señal a modo de reloj. Esta técnica funciona bien a distancias cortas, no así en largas.

La otra alternativa consiste en incluir la información relativa a la sincronización en la propia señal de datos.

En la transmisión asíncrona se requiere además un nivel de sincronización adicional hará que el receptor pueda determinar donde está el comienzo y el final de cada bloque de datos. Para llevar a cabo esto, cada bloque comienza con un patrón de bits de preámbulo y generalmente termina con un patrón de bits de final.

La Transmisión asíncrona: Cuando el proceso de sincronización entre emisor y receptor se realiza en cada palabra del código transmitida. Esto se produce debido a que se lleva a cabo a través de unos bits especiales que ayudan a definir el entorno de cada código. Es la sincronización entre emisor y receptor se realiza a cada carácter transmitido, utiliza unos bits especiales que definen el entorno de cada carácter (START, STOP).

Consiste en evitar el problema de la temporalización mediante el envío ininterrumpido de cadena de bits que no sean muy largas. En su lugar los datos se transmiten enviándolos carácter a carácter, de donde cada carácter tiene una longitud de 5 a 8 bits. La temporalización o sincronización se debe mantener durante la emisión del carácter, ya que el receptor tiene la oportunidad de resincronizarse al principio de cada carácter.

El principio de cada carácter se indica mediante un bit de comienzo que corresponde al valor binario 0. A continuación se transmite el carácter, comenzando por el bit menos significativo, que tendrá desde cinco a ocho bits. Por ejemplo en los caracteres ASCII, el primer bit transmitido se rotula b1. Normalmente, este va seguido de un bit de paridad, que corresponderá al bit más significativo. E bit de paridad se determina en el emisor de tal manera que el número de unos dentro del carácter, incluyendo el bit de paridad ,sea par o impar. Este bit se utiliza también para la detección de errores. El último elemento es de parada, que corresponde a un 1 binario.

La transmisión asíncrona es sencilla y no costosa, si bien requiere de 2 o 3 bits suplementarios por cada carácter. Por ejemplo en un código de 8 bits, si se usa 1 bit de parada, de cada 10 bits, 2 no contendrán información ya que se

dedicarán a la sincronización; por tanto los bits suplementarios llegará a un 20%.

3.2.4- Tipo de conexión punto a punto y multipunto

La distribución geográfica de dispositivos terminales y la distancia entre cada dispositivo y el dispositivo al que se transmite son parámetros importantes que deben ser considerados cuando se desarrolla la configuración de una red. Los dos tipos de conexiones utilizados en redes son punto a punto y multipunto.

Las líneas de conexión que solo conectan dos puntos son punto a punto. Cuando dos o más localidades terminales comparten porciones de una línea común, la línea es multipunto. Aunque no es posible que dos dispositivos en

una de estas líneas transmita al mismo tiempo, dos o más dispositivos pueden recibir un mensaje al mismo tiempo. Cuando se emplean líneas multipunto, se pueden reducir los costos globales puesto que porciones comunes de la línea son compartidos para uso de todos los dispositivos conectados a la línea.

Cuando se diseña un red local de datos se pueden mezclar tanto líneas punto a punto como multipunto, y la transmisión se puede efectuar en modo simplex, half-duplex o full-duplex.

Conexión punto a punto

Conexión multipunto

3.3 Dispositivos para la transmisión de datos: MODEM

Características usuales del Módem.Es un dispositivo que acepta los datos provenientes (digitales) de una PC o Terminal digital y los convierte en analógicos, para poder ser enviados a través de la línea telefónica. Las principales funciones del módem serán:

• Modulación/ demodulación.• Compensación/ecualización del canal.• Conmutación emisión/recepción.• Adaptación de impedancias.• Codificación/decodificación.

Por ello el módem se utiliza para adecuar las señales a los canales de transmisión cuando comparten la misma naturaleza.

3.3.1- Estándares utilizados por los módems

ESTÁNDARES • Los estándares cubren la modulación y técnica de transmisión usada por

los módems así como otros elementos de su operación. • Hasta la mitad de los 80's todos los módems en Estados Unidos usaban

técnicas de modulación basados en estándares de los laboratorios Bell con velocidades de 300 hasta 1200 bps. Estos son conocidos como Bell103 y Bell 212A, respectivamente.

• Sumado a los estándares de velocidad, existen también estándares para verificación, errores y compresión de datos. A continuación se muestra una lista de estándares internacionales con sus características operacionales.

V.22. Proporciona 1200 bits por segundo a 600 baudios (cambios de estado por segundo).

V.22bis. permite 2400 bits por segundo a 600 baudios.

V.32. Proporciona 4800 y 9600 bits por segundo a 2400 baudios.

V.32bis. Proporciona 14,400 bits por segundo o baja a 12,000, 9600, 7200, y 4800 bits por segundo.

V.32terbo.. Proporciona 19,200 bits por segundo o baja a 12,000, 9600, 7200, y 4800 bits por segundo; puede operar a mayores tasas de transmisión de datos con compresión.

V.34.Proporciona 28,800 bits por segundo o baja a 24,000 y 19,200 bits por segundo y compatibilidad hacia atrás con V.32 y V.32bis.

V.34bis. Proporciona hasta 33,600 bits por segundo o baja a tasas de transferencia de 31,200 o V.34.

V.35. Interfaz troncal de paquetes entre un dispositivo de acceso a una red y una red a tasas de transmisión de datos mayores a 19.2 Kbps. El V.35 puede usar los anchos de banda de varios circuitos telefónicos como grupo. Existen Transformadores de Género y Adaptadores V.35.

V.42. La misma tasa de transferencia que V.32, V.32bis y otros estándares pero con mejor corrección de errores y por tanto más fidedigno.

V.90. Proporciona hasta 56,000 bits por segundo corriente abajo (pero algo menos en la práctica). Derivado de la tecnología x2 de 3Com (US Robotics) y la tecnología K56flex de Rockwell.

Tipo de Módem Velocidad máxima de Datos

Técnica de Transmisión Técnica de Modulación Modo de Transmisión Uso de Línea

Bell System 103A,E 300 Asíncrono FSK Half, Full Conmutada 103F 300 Asíncrono FSK Half, Full Privada 201B 2400 síncrono PSK Half, Full Privada 201C 2400 síncrono PSK Half, Full Conmutada 202C 1200 asíncrono FSK Half Conmutada 202S 1200 asíncrono FSK Half Conmutada 202D/R 1800 asíncrono FSK Half, Full Privada 202T 1800 asíncrono FSK Half, Full Privada 208A 4800 síncrono PSK Half, Full Privada 208B 4800 síncrono PSK Half Conmutada 209A 9600 síncrono QAM Full Privada 212 0-300 asíncrono FSK Half, Full Conmutada

1200 asíncrono/ síncrono PSK Half, Full Conmutada

Tipo de Módem Velocidad máxima de Datos

Técnica de Transmisión Técnica de Modulación Modo de Transmisión Uso de Línea

ITU-T (CCITT) V.21 300 asíncrono FSK Half, Full Conmutada

V.22 600 asíncrono PSK Half, Full Conmutada/ Privada

1200 asíncrono/ síncrono PSK Half, Full Conmutada/ Privada

V.22 bis 2400 asíncrono QAM Half, Full Conmutada V.23 600 asíncrono/ síncrono FSK Half, Full Conmutada

1200 asíncrono/ síncrono FSK Half, Full Conmutada V.26 2400 síncrono PSK Half, Full Privada

1200 síncrono PSK Half Conmutada V.26 bis 2400 síncrono PSK Half Conmutada V.26 ter 2400 síncrono PSK Half, Full Conmutada V.27 4800 síncrono PSK V.29 9600 síncrono QAM Half, Full Privada V.32 9600 síncrono TCM/QAM Half, Full Conmutada V.32 bis 14,400 sincr/asinc TCM/QAM Half, Full Privada V.42 9,600 sincr/asinc TCM/QAM Half, Full Privada V.34 28,800 sincr/asinc TCM/QAM Half, Full Conmutada V.90 56,800 sincr/asinc ----- Half, Full Conmutada V.42 Cualquiera Corrección de error V.42bis Cualquiera Compresión de Datos

3.4- Múltiplexación

La multiplexación se refiere a la habilidad para transmitir datos que provienen de diversos pares de aparatos (transmisores y receptores) denominados

canales de baja velocidad en un medio físico único (denominado canal de alta velocidad).

Un multiplexor es el dispositivo de multiplexado que combina las señales de los transmisores y las envía a través de un canal de alta velocidad. Un demultiplexor es el dispositivo de multiplexado a través del cual los receptores se conectan al canal de alta velocidad.

En las telecomunicaciones se usa la multiplexación para dividir las señales en el medio por el que vayan a viajar dentro del espectro radioeléctrico. El término es equivalente al control de acceso al medio.

De esta manera, para transmitir los canales de televisión por aire, vamos a tener un ancho de frecuencia x, el cual habrá que multiplexar para que entren la mayor cantidad posible de canales de tv. Entonces se dividen los canales en un ancho de banda de 6Mhz (en gran parte de Europa y Latinoamérica, mientras que en otros países o regiones el ancho de banda es de 8 Mhz). En este caso se utiliza una multiplexación por división de frecuencia FDM.

3.4.1- FDM (esquema analógico)

La multiplexación por división de frecuencia (MDF) o (FDM), del inglés Frequency Division Multiplexing, es un tipo de multiplexación utilizada generalmente en sistemas de transmisión analógicos. La forma de funcionamiento es la siguiente: se convierte cada fuente de varias que originalmente ocupaban el mismo espectro de frecuencias, a una banda distinta de frecuencias, y se transmite en forma simultánea por un solo medio de transmisión. Así se pueden transmitir muchos canales de banda relativamente angosta por un solo sistema de transmisión de banda ancha.

El FDM es un esquema analógico de multiplexado; la información que entra a un sistema FDM es analógica y permanece analógica durante toda su transmisión. Un ejemplo de FDM es la banda comercial de AM, que ocupa un espectro de frecuencias de 535 a 1605 kHz. Si se transmitiera el audio de cada estación con el espectro original de frecuencias, sería imposible separar una estación de las demás. En lugar de ello, cada estación modula por amplitud una frecuencia distinta de portadora, y produce una señal de doble banda lateral de 10KHz.

Hay muchas aplicaciones de FDM, por ejemplo, la FM comercial y las emisoras de televisión, así como los sistemas de telecomunicaciones de alto volumen. Dentro de cualquiera de las bandas de transmisión comercial, las transmisiones de cada estación son independientes de las demás.

Una variante de FDM es la utilizada en fibra óptica, donde se multiplexan señales, que pueden ser analógicas o digitales, y se transmiten mediante portadoras ópticas de diferente longitud de onda, dando lugar a la denominada multiplexación por división de longitud de onda, o WDM del inglés Wavelength Division Multiplexing.

En la Figura 1 siguiente se representa, de forma muy esquematizada, un conjunto multiplexor- demultiplexor por división de frecuencia para tres canales, cada uno de ellos con el ancho de banda típico del canal telefónico analógico (0,3 a 3,4 kHz).

3.4.2- TDM (Un esquema digital)

La multiplexación por división de tiempo (MDT) o (TDM), del inglés Time Division Multiplexing, es el tipo de multiplexación más utilizado en la actualidad, especialmente en los sistemas de transmisión digitales. En ella, el ancho de banda total del medio de transmisión es asignado a cada canal durante una fracción del tiempo total (intervalo de tiempo).

En la figura 1 siguiente se representa, esquematizada de forma muy simple, un conjunto multiplexor-demultiplexor para ilustrar como se realiza la multiplexación-demultiplexación por división de tiempo.

Figura 1.- Conjunto multiplexor-demultiplexor por división de tiempo

En este circuito, las entradas de seis canales llegan a los denominados interruptores de canal, los cuales se cierran de forma secuencial, controlados por una señal de reloj, de manera que cada canal es conectado al medio de transmisión durante un tiempo determinado por la duración de los impulsos de reloj.

En el extremo distante, el demultiplexor realiza la función inversa, esto es, conecta el medio de transmisión, secuencialmente, con la salida de cada uno de los seis canales mediante interruptores controlados por el reloj del demultiplexor. Este reloj del extremo receptor funciona de forma sincronizada con el del multiplexor del extremo emisor mediante señales de temporización que son transmitidas a través del propio medio de transmisión o por un camino independiente.

3.4.3- Multiplexión Por división de Código (CDM)

La multiplexación por división de código, acceso múltiple por división de código o CDMA (del inglés Code Division Multiple Access) es un término genérico para varios métodos de multiplexación o control de acceso al medio basado en la tecnología de espectro expandido.

La traducción del inglés spread spectrum se hace con distintos adjetivos según las fuentes; pueden emplearse indistintamente espectro ensanchado, expandido, difuso o disperso para referirse en todos los casos al mismo concepto.

Habitualmente se emplea en comunicaciones inalámbricas (por radiofrecuencia), aunque también puede usarse en sistemas de fibra óptica o de cable.

El término CDMA, sin embargo, suele utilizarse popularmente para referirse a una interfaz de aire inalámbrica de telefonía móvil desarrollada por la empresa Qualcomm, y aceptada posteriormente como estándar por la TIA norteamericana bajo el nombre IS-95 (o, según la marca registrada por Qualcomm, "cdmaONE" y su sucesora CDMA2000). En efecto, los sistemas desarrollados por Qualcomm emplean tecnología CDMA, pero no son los únicos en hacerlo.

3.4.4- Multiplexación por longitud de onda (WDM)

En telecomunicación, la multiplexación por división de longitud de onda (WDM, del inglés Wavelength Division Multiplexing) es una tecnología que multiplexa varias señales sobre una sola fibra óptica mediante portadoras ópticas de diferente longitud de onda, usando luz procedente de un láser o un LED.

Este término se refiere a una portadora óptica (descrita típicamente por su longitud de onda) mientras que la multiplexación por división de frecuencia generalmente se emplea para referirse a una portadora de radiofrecuencia (descrita habitualmente por su frecuencia). Sin embargo, puesto que la longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales, y la radiofrecuencia y la luz son ambas formas de radiación electromagnética, la distinción resulta un tanto arbitraria.

El dispositivo que une las señales se conoce como multiplexor mientras que el que las separa es un demultiplexor. Con el tipo adecuado de fibra puede disponerse un dispositivo que realice ambas funciones a la vez, actuando como un multiplexor óptico de inserción-extracción.

Los primeros sistemas WDM aparecieron en torno a 1985 y combinaban tan sólo dos señales. Los sistemas modernos pueden soportar hasta 160 señales y expandir un sistema de fibra de 10 Gb/s hasta una capacidad total 25.6 Tb/s sobre un solo par de fibra.

3.5- Sistemas de conmutación

3.5.1- Topologías

La topología hace referencia a la forma de una red. La topología muestra cómo los diferentes nodos están conectados entre sí, y la forma de cómo se comunican está determinada por la topología de la red. Las topologías pueden ser físicas o lógicas.

• Topología en Malla: Los dispositivos están conectado en muchas interconexiones redundantes entre nodos de la red. En una verdadera topología en malla, cada nodo tiene una conexión con cada otro nodo de la red.

• Topología en Estrella: Todos los dispositivos están conectados a un hub central. Los nodos se comunican en la red a través del hub.

• Topología en Bus: Todos los dispositivos están conectados a un cable central llamado bus o backbone.

• Topología en Anillo: Todos los dispositivos están conectados al otro en un bucle cerrado, de esta manera cada dispositivo es conectado directamente con otros dos dispositivos, uno en cada lado de este.

• Topología en Árbol: Es una topología híbrida. Grupos de redes en estrella son conectados a un bus o backbone lineal.

3.5.2- Técnicas de conmutación:

- Técnica de conmutación

La conmutación es el proceso por el cual se pone en comunicación un usuario con otro, a través de una infraestructura de comunicaciones común, para la transferencia de información.

Los tres servicios fundamentales que emplean técnicas de conmutación son el telefónico, el telegráfico y el de datos, pudiendo utilizar una de las tres técnicas

de conmutación actuales: de circuitos, de mensajes y de paquetes, si bien los dos primeros suelen emplear las dos primeras, respectivamente, y el tercero cualquiera de las tres. Existen diferencias en el tiempo que se tarda en enviar un mensaje a través de una red compuesta de “n” nodos, debido fundamentalmente al establecimiento de la conexión y las técnicas de comprobación.

Aunque ya se han comentado en el capítulo anterior, seguidamente se hará un breve repaso de ellas, considerando más que la técnica que emplean las aplicaciones que hacen uso de cada una de ellas, con lo que esta información complementa y sirve para comprender la anterior.

3.5.2.1- De Circuitos

La C.de Circuitos es un sistema muy ineficiente, mantiene las líneas ocupadas siempre aunque no estén circulando datos por el circuito establecido.En la C. de Circuitos los dos sistemas conectados se requiere que trabajen a la misma velocidad

Para cada conexión entre dos estaciones, los nodos intermedios dedican un canal lógico a dicha conexión. Para establecer el contacto y el paso de la información de estación a estación a través de los nodos intermedios, se requieren estos pasos:

1. Establecimiento del circuito: el emisor solicita a un cierto nodo el establecimiento de conexión hacia una estación receptora. Este nodo es el encargado de dedicar uno de sus canales lógicos a la estación emisora (suele existir de antemano). Este nodo es el encargado de encontrar los nodos intermedios para llegar a la estación receptora, y para ello tiene en cuenta ciertos criterios de encaminamiento, coste, etc...

2. Transferencia de datos: una vez establecido el circuito exclusivo para esta transmisión (cada nodo reserva un canal para esta transmisión), la estación se transmite desde el emisor hasta el receptor conmutando sin demoras de nodo en nodo (ya que estos nodos tienen reservado un canal lógico para ella).

3. Desconexión del circuito: una vez terminada la transferencia, el emisor o el receptor indican a su nodo más inmediato que ha finalizado la conexión, y este nodo informa al siguiente de este hecho y luego libera el canal dedicado. Así de nodo en nodo hasta que todos han liberado este canal dedicado.

Debido a que cada nodo conmutador debe saber organizar el tráfico y las conmutaciones, éstos deben tener la suficiente "inteligencia" como para realizar su labor eficientemente.

La conmutación de circuitos suele ser bastante ineficiente ya que los canales están reservados aunque no circulen datos a través de ellos.

Para tráfico de voz, en que suelen circular datos (voz) continuamente, puede ser un método bastante eficaz ya que el único retardo es el establecimiento de la conexión, y luego no hay retardos de nodo en nodo (al estar ya establecido el canal y no tener que procesar ningún nodo ninguna información).

La red pública de telefonía utiliza conmutación de circuitos. Su arquitectura es la siguiente:

V Abonados: son las estaciones de la red.

V Bucle local: es la conexión del abonado a la red. Esta conexión, como es de corta distancia, se suele hacer con un par trenzado.

V Centrales: son aquellos nodos a los que se conectan los abonados (centrales finales) o nodos intermedios entre nodo y nodo (centrales intermedias).

V Líneas principales: son las líneas que conectan nodo a nodo. Suelen usar multiplexación por división en frecuencias o por división en el tiempo.

La conmutación de circuitos, a pesar de sus deficiencias es el sistema más utilizado para conectar sistemas informáticos entre sí a largas distancias debido a la profusión e interconexión que existe (debido al auge del teléfono) y a que una vez establecido el circuito, la red se comporta como si fuera una conexión directa entre las dos estaciones, ahorrando bastante lógica de control.

3.5.2.2- Paquetes

Principios de conmutación de paquetes

Debido al auge de las transmisiones de datos, la conmutación de circuitos es un sistema muy ineficiente ya que mantiene las líneas ocupadas por mucho tiempo aun cuando no hay información circulando por ellas. Además, la conmutación de circuitos requiere que los dos sistemas conectados trabajen a la misma velocidad, cosa que no suele ocurrir hoy en día debido a la gran variedad de sistemas que se comunican.

En conmutación de paquetes, los datos se transmiten en paquetes cortos. Para transmitir grupos de datos más grandes, el emisor trocea estos grupos en paquetes más pequeños y les adiciona una serie de bits de control. En cada nodo, el paquete se recibe, se almacena durante un cierto tiempo y se transmite hacia el emisor o hacia un nodo intermedio.

Las ventajas de la conmutación de paquetes frente a la de circuitos son:

1. La eficiencia de la línea es mayor: ya que cada enlace se comparte entre varios paquetes que estarán en cola para ser enviados en cuanto sea posible. En conmutación de circuitos, la línea se utiliza exclusivamente para una conexión, aunque no haya datos a enviar.

2. Se permiten conexiones entre estaciones de velocidades diferentes: esto es posible ya que los paquetes se irán guardando en cada nodo conforme lleguen (en una cola) y se irán enviando a su destino.

3. No se bloquean llamadas: ya que todas las conexiones se aceptan, aunque si hay muchas, se producen retardos en la transmisión.

4. Se pueden usar prioridades: un nodo puede seleccionar de su cola de paquetes en espera de ser transmitidos, aquellos más prioritarios según ciertos

Cuando un emisor necesita enviar un grupo de datos mayor que el tamaño fijado para un paquete, éste los trocea en paquetes y los envía uno a uno al receptor. Hay dos técnicas básicas para el envío de estos paquetes:

1. Técnica de datagramas: cada paquete se trata de forma independiente, es decir, el emisor enumera cada paquete, le añade información de control (por ejemplo número de paquete, nombre, dirección de destino, etc...) y lo envía hacia su destino. Puede ocurrir que por haber tomado caminos diferentes, un paquete con número por ejemplo 6 llegue a su destino antes que el número 5. También puede ocurrir que se pierda el paquete número 4. Todo esto no lo sabe ni puede controlar el emisor, por lo que tiene que ser el receptor el encargado de ordenar los paquetes y saber los que se han perdido (para su posible reclamación al emisor), y para esto, debe tener el software necesario.

– La ruta se elige según el método paquete por paquete– Los distintos paquetes pueden seguir rutas diferentes– Los paquetes pueden no llegar en orden a su destino– Ej.: IP (protocolo de Internet)

2. Técnica de circuitos virtuales: antes de enviar los paquetes de datos, el emisor envía un paquete de control que es de Petición de Llamada, este paquete se encarga de establecer un camino lógico de nodo en nodo por donde irán uno a uno todos los paquetes de datos. De esta forma se establece un camino virtual para todo el grupo de paquetes. Este camino virtual será numerado o nombrado inicialmente en el emisor y será el paquete inicial de Petición de Llamada el encargado de ir informando a cada uno de los nodos por los que pase de que más adelante irán llegando los paquetes de datos con ese nombre o número. De esta forma, el encaminamiento sólo se hace una vez (para la Petición de Llamada). El sistema es similar a la conmutación de circuitos, pero se permite a cada nodo mantener multitud de circuitos virtuales a la vez.

3.5.2.3- de Celdas

Conmutación de celdas (cell-switched services):

En los servicios de conmutación de celdas, la unidad mínima de datos conmutados es una "celda" de tamaño fijo, es vez de un paquete de longitud variable. La tecnología basada en celdas permite que la conmutación sea realizada en hardware sin la complejidad y el consumo de tiempo de cálculo frame por frame. Esto hace que la conmutación por medio de celdas más rápida y barata. Los servicios más conocidos son los siguientes:

ATM (Asynchronous Tranfer Mode): ATM es un método de transmisión de celdas de tamaño fijo (15% bytes) utilizada en redes de banda ancha. ATM puede transferir datos a tasas desde 25 Mbps hasta 622 Mbps y tiene el potencial de transferir datos a velocidades de datos medidas en Gigabits por segundo. Muchos proveedores de servicios ofrecen servicios ATM, pero la gran mayoría lo tienen planeado para un futuro muy cercano ya que su implementación es muy cara.

El equipamiento de la red puede conmutar, enrutar y desplazar tramas de tamaño uniforme más rápidamente que cuando se utilizan tramas de tamaño variable. La celda consistente y de tamaño estándar utiliza, de forma eficiente, búferes y reduce el trabajo necesario relativo al procesamiento de los datos de

llegada. el tamaño uniforme de la celda también ayuda en la planificación del ancho de banda para las aplicaciones.

La interconexión en una red ATM se hace por medio de Conmutadores ATM (ATM switches). Un switch ATM es un dispositivo multipuerto que pueden actuar como un hub para enviar datos de una computadora a otra dentro de una LAN. También puede actuar de manera similar a un enrutador para enviar datos a alta velocidad a redes remotas. Los switches ATM también puede actuar como multicanalizadores permitiendo múltiples entradas de información (datos, voz, video, multimedia,..).

SMDS (Switched Multimegabit Data Service): Como ATM, SMDS es otro servicio basado en celdas de longitud fija proveído por algunos carriers en Estados Unidos pero que no está disponible en México. SMDS usa conmutación de celdas y provee servicios tales como tarificación basada en uso y administración de red. El rango de las velocidades de transmisión van desde 1 Mbps hasta los 34 Mbps con una conectividad de muchos a muchos.

SMDS es compatible con el estándar MAN IEEE 802.6 así como con B-ISDN (ISDN de Banda Ancha), pero los servicos de admisnitración y facturación que SMDS proporciona, no están especificados en el estándar 802.6.

CONMUTACIÓN

El tráfico ocurre en forma asíncrona con respecto al orden de las celdas en el canal, de aquí la naturaleza de Asynchronous Transfer Mode (ATM)

Los conmutadores son switches "inteligentes" que enrutan celdas ATM a través de la red.

El componente básico de una red ATM es un switch electrónico especialmente diseñado para transmitir datos a muy alta velocidad. Un switch típico soporta la conexión de entre 16 y 32 nodos. Para permitir la comunicación de datos a alta velocidad la conexión entre los nodos y el switch se realizan por medio de un par de hilos de fibra óptica.