Redes de Transmisión de Datos REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ Departamento de Ingeniería Electrónica Redes de Transmisión de Datos Cárdenas, Deivis C.I. 25.660.991 Gómez, Dani C.I. 20.807.470 Millán, Roberto C.I. 19.804.703

Redes de Transmisión de Datos Parte 1

Sumario (Parte 1) Definición y clasificación. Técnicas de Multicanalización. Multicanalización de los canales telefónicos. Jerarquía de los sistemas de transmisión de datos. Sistema troncal E1, estándares que le rigen. Sumario (Parte 1)

Redes de Trasmisión de Datos Físico Lógico Usuarios Ponente: Roberto Millán

Según su topología Malla

Según su topología Estrella

Según su topología Árbol

Según su topología Bus

Según su topología Anillo

Clasificación de la redes de transmisión Redes LAN (Local Area Network) Distancia: 10mts a 1km Velocidad: 10 a 100 Mbs

Clasificación de la redes de transmisión Redes MAN (Metropolitan Area Network) Distancia: comprende un área de unos 10km Velocidad: no superior a 2Mbs

Clasificación de la redes de transmisión Redes WAN (Wide Area Network) Distancia: 100 a 1000 Km Velocidad: 1200 Kbits a 1.55Mbits

Dispositivos utilizados en las redes Tarjeta de red Cables UTP, coaxial, etc.

Técnicas de multicanalización Multicanalización por División de Tiempo: TDM Multicanalización por División de Frecuencia: FDM Multicanalización por División de Código: CDM

Multicanalización por división de tiempo (TDM) La señal en el dominio del tiempo, se va muestreando periódicamente, trasmitiéndose las muestras a través del canal de transmisión.

Multicanalización por división de tiempo (TDM) Como solo se tiene que trasmitir las muestras de la señal en este número finito de instantes, entonces, se pueden intercalar muestras de varias señales, para de esta forma, transmitir varias señales por el mismo canal en forma sincrónica y periódica.

Multicanalización por división de tiempo (TDM)

Multicanalización por división de tiempo (TDM)

Multicanalización por división de frecuencia (fdm) El teorema de traslación en frecuencia, establece que la multiplicación de una señal f(t) por una señal sinusoidal de frecuencia c, traslada su espectro de frecuencia en  c radianes. X f(t) Cos(wct) f(t).Cos(wct)

Multicanalización por división de frecuencia (fdm) w -wm +wm F(w) Señal Modulante w +wc -wc F(w) Señal Portadora wc+wm +wc -wc w F(w) Señal Modulada wc-wm

Multicanalización por división de frecuencia (fdm) Si se desea transmitir varias señales simultáneamente, solo hace falta desplazar los espectros de cada una de las señales hasta valores de frecuencia tales que, no se traslapen unos con otros, evitando así las posibles interferencias entre ellos.

Multicanalización por división de frecuencia (fdm) F2(w) w wm2 F3(w) w wm3 F1(w) w wm1 Datos A Datos B Datos C A n c h o d e B a n d a d e l C a n a l No Hay solapamiento de espectros No Hay solapamiento de espectros wInicial wc1 wc2 wc3 wFinal w

Multicanalización por división de frecuencia (fdm) En el receptor, será necesario primero utilizar un filtro pasa banda que seleccione el espectro adecuado, para luego proceder recuperar la información original. A n c h o d e B a n d a d e l C a n a l w wInicial wFinal wc1 wc2 wc3 Filtro Pasa Banda

Multicanalización por división de código (cdm) Asigna a cada usuario un código único para colocar diversos usuarios en el mismo ancho de banda al mismo tiempo. Los códigos, llamados secuencias de pseudoruido, son utilizados para distinguir los diversos canales.

Multicanalización por división de código (cdm) Todos los usuarios de CDM pueden compartir el mismo canal de frecuencia debido a que se distinguen por código digital. Usuario 1 - Usuario 2 - Usuario 3 - Usuario 4 Requiere una potencia mucho menor que las tecnologías FDM y TDM.

Multicanalización de los Canales Telefónicos FDM. 4 KHz por canal. Formación de conjuntos (de 12 hasta 900 canales) Canales 1 2 … 12 Grupo 12 Canales 60 KHz 108 KHz 3 1 2 4 5 Súper Grupo 60 Canales 300 Canales 1 3 2 4 5 Grupo Master 1 Súper Grupo Master 900 Canales

Multicanalización de los Canales Telefónicos (0 – 4) KHz (30 – 34) KHz Modulador (0 – 4) KHz (34 – 38) KHz Modulador (38 – 42) KHz (0 – 4) KHz Modulador (30 – 42) KHz

Multicanalización de los Canales Telefónicos Filtro Pasa Banda (0 – 4) KHz (38 – 42) KHz (30 – 34) KHz (34 – 38) KHz (30 – 42) KHz

Multicanalización de los Canales Telefónicos Telefonía Móvil 2G Full Duplex. A cada usuario se le asignan dos canales de 30 KHz. Rango disponible cada vez que se realiza una llamada.

Multicanalización de los Canales Telefónicos Bandas Cada banda es de 25 MHz, entre 30 Khz que se le asigna a cada usuario, genera 832 canales. (824 – 849) MHz (869 – 894) MHz 42 de Control 790 para Usuarios

Jerarquía Digital Plesiócrona (JDP) El término viene del griego (Cerca y a tiempo). Diferentes partes de la red están sincronizadas. Se aumenta la velocidad de transmisión, multiplexando diversas señales. M U X M U X M U X 34.368 Mbits/s M U X 8.448 Mbits/s 2.048 Mbits/s 64 Kbits/s

Jerarquía Digital Síncrona Se creó por la necesidad de enlaces de mayor capacidad. Fibra óptica como medio de transmisión. Mayor ancho de banda. Tramas de 2430 bytes Área de Carga Útil 2349 bytes Unidad Administrativa Área de Puntero 9 bytes Área de Cabecera 72 bytes

Jerarquía Digital Síncrona Trama STM-1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,270 2,1 2,2 2,3 2,4 2,270 3,1 3,2 3,3 3,4 3,270 4,1 4,2 4,3 4,4 4,270 9,1 9,2 9,3 9,4 9,270

Jerarquía Digital Síncrona Área de Carga Útil Comprende el conjuntos de bytes que ocupa el mensaje a enviarse. Se ubica después de la cabecera.

Jerarquía Digital Síncrona Área de Puntero Es la unidad administrativa del paquete de datos. Indica el inicio del contenedor virtual. Permite insertar ó extraer información. 1 4 2 3

Jerarquía Digital Síncrona Área de Cabecera de Sección Es una etapa de organización. Sirven para la sincronización de la trama. Permite la comunicación entre elementos adyacentes.

Jerarquía Digital Síncrona Ventajas La Multiplexión es más directa; los punteros permiten la localización rápida y sencilla de las señales de información. Amplia estandarización; para aumentar la compatibilidad.

Jerarquía Digital Síncrona Desventajas Requiere que todos los servicios trabajen bajo una misma señal de sincronismo. Hay sistemas plesiócronos que no son compatibles con ésta jerarquía.

Sistema Troncal Es un enlace que interconecta las llamadas externas de una central telefónica.

Sistema Troncal “T1” PCM/TDM 24 CH , 64Kbps

1,544 Mbps  ISP 8.000/s Marco 192 bits + 1 bit(-) Multitrama=12 tramas (1,5 mseg) 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0

Sistema Troncal “E1” E1 o Trama E1 es un formato de transmisión digital. Portadora-E (parte del sistema PDH). Interconectar troncales entre centrales telefónicas

Señalización 32 Time Slots 64K PCM 30CH+ 2CH DT=8x32 (TR0 y TR1) CH Multitrama=16 tramas (2 mseg) Par: Internacional Impar: Nacional e Int. DT=8x32 =256

Fin parte 1

Gracias

Hipervínculos

Sistema Troncal Es un enlace que interconecta las llamadas externas de una central telefónica. Concentra y unifica varias comunicaciones simultáneas en una sola señal para un transporte y transmisión a distancia más eficiente (generalmente esta señal es digital). Permite establecer comunicaciones con otra central o una red entera de ellas.

PBX Una central telefónica tipo PBX utiliza una línea troncal para poder hacer de la central parte de la red de otras centrales y mantener comunicaciones. Generalmente las líneas troncales de los PBX son enlaces digitales E1 y T1 que soportan hasta 30 canales (líneas) de voz para la intercomunicación. Si se llegase a interrumpir la comunicación de la línea troncal, no habría manera de establecer comunicación entre las centrales por ninguno de sus 30 canales. PBX: Es cualquier central telefónica conectada directamente a la red pública de teléfono por medio de líneas troncales para gestionar, las llamadas internas, las entrantes y/o salientes con autonomía sobre cualquier otra central telefónica. Este dispositivo generalmente pertenece a la empresa que lo tiene instalado y no a la compañía telefónica, de aquí el adjetivo privado a su denominación. Un PBX Se refiere al dispositivo que actúa como una ramificación de la red primaria pública de teléfono, por lo que los usuarios no se comunican al exterior mediante líneas telefónicas convencionales, sino que al estar el PBX directamente conectado a la RTC (red telefónica pública), será esta misma la que enrute la llamada hasta su destino final mediante enlaces unificados de transporte de voz llamados líneas troncales. En otras palabras, los usuarios de una PBX no tienen asociada ninguna central de teléfono pública, ya que es el mismo PBX que actúa como tal, análogo a una central pública que da cobertura a todo un sector mientras que un PBX lo ofrece a las instalaciones de una compañía generalmente.

Sistema Troncal “T1” El sistema T-Portador fue introducido por Bell System, Estados Unidos en los 60. T1 se diseño inicialmente para que fuera compatible con los sistemas de comunicación analógicos existentes.

Los equipos de T1 habían sido diseñados principalmente para los enlaces telefónicos intercentrales, pero pronto emergieron las técnicas digitales PCM que ofrecían una mejor inmunidad al ruido y a medida que avanzaba la tecnología de los circuitos integrados, los costos de los equipos se hicieron cada vez más bajos que los analógicos. Además, la transmisión de la información de señalización requerida para el control de las operaciones de conmutación telefónica era más fácil y económica en forma digital que en analógica.

T1 funciona a través del sistema T-portador que es enteramente digital, usando PCM (código de modulación de pulso) y TDM (multiplexación de división de tiempo). El sistema utiliza cuatro hilos y proporciona la capacidad a dos vías (dos hilos para recibir y dos para enviar al mismo tiempo). T1 es un estándar de entramado y señalización para transmisión digital de voz y datos basado en PCM. Conocido también como T1-DS1  (Digital Signal 1) Ampliamente usado en telecomunicaciones en Norteamérica, Corea del Sur y Japón.

T1 consiste en 24 canales 64-Kbps multiplexados (el canal estándar de 64 Kbps se basa en el ancho de banda necesaria para una conversación de voz.) Los cuatro hilos eran originalmente un par de cables de cobre trenzado, pero ahora pueden también incluir cable coaxial, la fibra óptica, la microonda digital y otros medios. La tasa de transmisión original (1,544 Mbps) en la línea T-1 es comúnmente usada en conexiones de Proveedores de Servicios de Internet (ISP) hacia la Internet.

Una línea T-3 proporciona 44,736 Mbps, que también es comúnmente usada por los Proveedores de Servicios de Internet. Otro servicio comúnmente instalado es un T-1 fraccionado, que es el alquiler de una cierta porción de los 24 canales en una línea T-1, con los otros canales que no se están usando.

En el sistema T1: * Las señales de la voz se muestrean 8.000 veces por segundo y cada muestra se digitaliza en una palabra de 8 bits. * Con 24 canales que son convertidos a digital al mismo tiempo, un marco de 192 bits (24 canales cada uno con una palabra de 8 bits) se está transmitiendo así 8.000 veces por segundo.

* Cada marco es separado del siguiente por un solo bit, haciendo un bloque 193 bits. * El marco de 192 bits se multiplicó por 8.000 y los 8.000 bits que enmarcan hacen crecer la tasa de datos del T-1 hasta 1,544 Mbps. * Los bits de señalización son los menos significativos para cada marco.

* Se agrupan las tramas para formar multitramas de 12 tramas T1 cada una; la duración de la multitrama es de 1,5 mseg. * El dígito de sincronización de trama en la multitrama tiene la forma 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 y se repite en la multitrama siguiente.

Trama del Sistema T1

Sistema Troncal “E1” E1 o Trama E1 es un formato de transmisión digital. Es una implementación de la portadora-E (parte del sistema PDH). Se creó para interconectar troncales entre centrales telefónicas y después se le fue dando otras aplicaciones. La trama E1 consta en 32 divisiones (time slots) PCM (pulse code modulation) de 64k cada una, lo cual hace un total de 30 líneas de teléfono normales mas 2 canales de señalización, en cuanto a conmutación.

La señalización es lo que usan las centrales para hablar entre ellas y decirse que es lo que pasa por el E1. El ancho de banda se puede calcular multiplicando el número de canales, que transmiten en paralelo, por el ancho de banda de cada canal: Hoy contratar una trama E1 significa contratar el servicio de 30 líneas telefónicas digitales para nuestras comunicaciones.

* La trama contiene 32 ranuras de tiempo RT de las cuales dos son para señalización y alineación, y treinta para los canales de Voz/Datos * Está formado por 32 canales, con 8 dígitos por canal para un total de 256 dígitos por trama. * Como la frecuencia de muestreo es de 8000 muestras por segundo, la velocidad de la trama E1 es de 2048 kbps. * La duración de cada trama es de 125 microsegundos, el período de cada ranura es de 3906 nanosegundos, siendo 488 nanosegundos la duración de cada dígito. * La multitrama, formada por 16 tramas, tiene una duración de 2 ms

* Las informaciones de alineación y de señalización van en las dos primeras tramas, en las ranuras TR0 y TR1. * La palabra de alineación de trama tiene la forma 0011011 y va en la ranura de tiempo RT0 de las tramas pares. Esta señal se utiliza para permitir que cada trama sea reconocida en el receptor. Un dígito de la misma ranura contiene el Dígito Internacional I. * Las tramas impares llevan información de Señalización Nacional e Internacional, además de una indicación de alarma.