Frame Relay En el pasado, las redes X.25 dominaron el mercado de las redes de área amplia (WANs). Las redes Frame Relay constituyen el siguiente paso de la tecnología de conmutación de paquetes. Existen redes Frame Relay operacionales desde 1991.

Frame Relay Las redes de área amplia de conmutación de paquetes han evolucionado en la última década para satisfacer los requerimientos de mayor velocidad de transmisión, conservando su característica de compartición del ancho de banda.

Frame Relay Dos características de las líneas digitales han influído considerablemente en el diseño de las redes de conmutación rápida de paquetes: la baja probabilidad de error la alta velocidad de transmisión

Frame Relay La conmutación rápida de paquetes aumenta la velocidad de tránsito a través de una red reduciendo el procesamiento efectuado sobre los paquetes en cada uno de los nodos. Los nodos actuan sólo como “relevadores”: reciben paquetes y los envían sobre la línea de salida correspondiente.

Frame Relay Las dos grandes divisiones de la conmutación rápida de paquetes son: Frame Relay (tramas de longitud variable) Cell Relay (celdas de longitud fija) SMDS ATM

Frame Relay En 1988 la Recomendación I.122 introdujo de manera global a Frame Relay dentro del marco de los servicios adicionales de transmisión de paquetes de ISDN.

Frame Relay En Frame Relay los canales de datos y de señalización se separan lógicamente en dos planos.

Frame Relay El canal de señalización se utiliza para establecer un circuito virtual y pertenece al plano C.

Frame Relay El establecimiento de circuitos virtuales puede realizarse: estáticamente bajo control del administrador de la red (PVC), o dinámicamente por demanda de los usuarios (SVC) utilizando el protocolo especificado en la Recomendación Q.933 sobre el DLCI 0. Q.2933 Digital Subscriber Signalling System No. 2 - Signalling specification for Frame Relay service

Frame Relay Sobre el plano C se define también LMI para accesar funciones de administración que permiten al equipo del usuario: Ver si la red está activa (mensajes “heartbeat” o “keepalive”). Obtener una lista de los DLCIs válidos sobre la interfaz. Conocer el estado (congestionado o no) de cada DLCI. LMI (Local Management Interface) fue originalmente desarrollado por el Grupo de los 4 y ha dado lugar sucesivamente al Anexo D de la norma ANSI T1.617 y al Anexo A de la norma ITU-T Q.933. El intercambio de tramas de control se efectúa sobre el DLCI 0, aunque la especificación original utilizaba el DLCI 1023. El Grupo de los 4 fundadores del Foro Frame Relay está constituido por: Cisco DEC StrataCom Northern Telecom

Frame Relay El canal de datos se emplea para transferir información del usuario y pertenece al plano U. Los aspectos de transferencia de información se encuentran descritos en la Recomendación Q.922 Anexo A.

Frame Relay Las normas de Frame Relay han sido desarrolladas por ITU-T, ANSI y el Foro Frame Relay (FRF).

Acuerdos de Implementación FRF 1 UNI 2 NNI 14 Interfaces de nivel físico. Se incluyen velocidades de transmisión de: 56/64 Kbps, 1.5, 2, 34, 45, 52 y 155 Mbps. Interfaces: V.35, V.36/V.37, EIA-530, X.21, HSSI (EIA-613) 56/64 Kbps, ISDN (I.430 y 431), T1, E1, T3, E3, STS3c, STM-1

Acuerdos de Implementación FRF 4 SVC 10 SVC en NNI Se utilizan direcciones X.121 E.164

Acuerdos de Implementación FRF 5 Interworking de red con ATM 8 Interworking de servicio con ATM (PVC) 18 Interworking de servicio con ATM (SVC)

Acuerdos de Implementación FRF 7 Multicast 9 Compresión de datos 17 Privacidad 3 Encapsulamiento multiprotocolo 20 Compresión del encabezado IP Compresión: LZS Privacidad: ANSI X3.92 DES con CBC y Triple DES. Encapsulamiento de múltiples protocolos sobre un mismo circuito virtual: RFC 2427 (1 byte NLPID, IP==0xCC).

Frame Relay Sobre el plano U, Frame Relay es una versión aligerada de X.25 que aumenta la velocidad de transferencia a través de una red. Se reducen al mínimo los procedimientos de control de errores y de control de flujo, y se deja que las estaciones de los usuarios se encarguen de las tareas de corrección de errores de extremo a extremo.

Frame Relay Las redes Frame Relay ofrecen un servicio orientado a conexión basado en el establecimiento de circuitos virtuales. En los circuitos virtuales: se entregan las tramas en secuencia no se duplican tramas la probabilidad de pérdida de tramas es pequeña

Frame Relay UNI tramas Usuario 1 User to Network Interface Usuario 3 Nodo Nodo Usuario 1 tramas Nodo User to Network Interface Usuario 3

Frame Relay La información se transfiere en tramas tipo HDLC. DLCI C/R EA0 DLCI FECN BECN DE EA1 Bandera Dirección Información FCS Bandera

Frame Relay Con 10 bits reservados para el DLCI es posible multiplexar hasta 1024 circuitos virtuales por enlace físico. 976 DLCIs están disponibles para el usuario (del 16 al 991), el resto se utiliza para la administración de la red o están reservados.

Frame Relay Cada usuario debe respetar una velocidad media de transferencia de información (CIR, Commited Information Rate) negociada durante el establecimiento del circuito virtual.

Frame Relay El CIR se mide sobre un intervalo de tiempo T que es proporcional al rafagueo (burstiness) de la fuente de información.

Frame Relay AR s T AR velocidad de acceso s duración de las ráfagas T tiempo entre ráfagas Bc = AR*s CIR = Bc/T

Frame Relay El tamaño de las ráfagas Bc (commited burst size), negociada durante el establecimiento del circuito virtual, es el número máximo de bits que la red se compromete a transportar sobre cualquier intervalo de tiempo T. El valor de T normalmente es menor a 8 segundos.

Frame Relay AR Bc s T

Frame Relay Si el tráfico de un usuario excede su CIR (Bc bits en T segundos), el nodo de acceso a la red enciende el indicador de elegibilidad para ser descartado (bit DE) de todas las tramas en exceso.

Frame Relay AR Bc s T

Frame Relay Si hay congestión grave, una función correctiva en la red comienza a descartar tramas. Se descartan primeramente las tramas que tienen el bit DE encendido.

Frame Relay Finalmente, el tráfico de un usuario que exceda Bc en más de una cierta cantidad Be (excess burst size, también negociada al establecer el circuito virtual) durante un intervalo de tiempo T, es descartado por el nodo de acceso a la red.

Frame Relay AR Bc Be s T

Frame Relay La compartición estadística de recursos permite el uso eficiente de la red pero no garantiza la ausencia de condiciones de congestión. Frame Relay proporciona indicaciones que pueden usarse para resolver un problema de congestión en la red.

Frame Relay Los bits FECN y BECN se utilizan para notificar explícitamente al receptor y al emisor, respectivamente, de un estado de congestión moderada con la esperanza de que los usuarios reduzcan las transmisiones.

Frame Relay El control de la congestión es un problema que enfrentan las redes Frame Relay ya que dependen de la reducción voluntaria en el flujo de información por parte de los usuarios. En una red pública se tiene poco control sobre el comportamiento de las estaciones de los usuarios.

Frame Relay Las redes Frame Relay ofrecen servicios de circuitos virtuales permanentes y cubren el espectro de velocidades entre las redes X.25 y las redes ATM.

Frame Relay Las redes Frame Relay compiten en el mercado de transmisión de datos con los enlaces dedicados. En un enlace dedicado el usuario puede transmitir a máxima velocidad durante todo el tiempo.

Frame Relay En un circuito virtual pueden enviarse ráfagas a máxima velocidad, pero la velocidad media de transferencia de información debe permanecer por abajo de un nivel predeterminado. En contrapartida, el costo de un circuito virtual es inferior al de un enlace dedicado.

Voz sobre Frame Relay Los fabricantes de FRADs han creado productos que permiten transmitir voz sobre Frame Relay, a pesar de los retardos de propagación variables que sufren las tramas a través de la red (VFRADs). FRADs y enrutadores.

Voz sobre Frame Relay Se eliminan los periodos de silencio en las conversaciones para transmitir tramas de voz sólo cuando se detecta actividad en la comunicación. Se utilizan algoritmos sofisticados de codificación de voz para reducir la velocidad de transmisión necesaria en las comunicaciones. Los periodos de silencio representan en promedio más del 50% del tiempo en las conversaciones telefónicas. Voice Activity Detector. El acuerdo de implementación FRF.11 del Foro Frame Relay (mayo de 1997) describe el formato de las tramas de voz (así como de señalización) y especifica el uso de los algoritmos ADPCM (G.726) y CS-ACELP (G.729) (y opcionalmente de otros). PCM utiliza una codificación de forma de onda (waveform coding) que reproduce la señal de entrada sin importar cómo fue generada. ADPCM codifica diferencialmente la forma de onda. Los vocoders (voice coders) integran un modelo explícito de la generación de la voz en su algoritmo de codificación (channel, homomorphic, formant o linear predictive vocoders) aprovechando la casi-estacionaridad de la voz sobre períodos cortos (20 ms). Los codecs híbridos combinan estas dos técnicas (MBE y CELP, por ejemplo). G.722.2 (AMR-WB): 50 – 7000 Hz, naturalidad e inteligibilidad.

Voz sobre Frame Relay Se agrega un buffer en el FRAD receptor para suavizar la variabilidad en el retardo de propagación de las tramas. El buffer almacena las tramas de voz antes de entregarlas al receptor de manera isócrona. FRAME RELAY CODIFICADOR FRAD VOZ VOZ CON RETRASO DECODIFICADOR PBX

Voz sobre Frame Relay Se da prioridad a la transmisión de las tramas de voz sobre las tramas de datos en los FRADS.

Voz sobre Frame Relay Se limita el tamaño de las tramas de datos transmitidas por los FRADs. Para evitar que las tramas de voz sean frenadas por tramas de datos grandes. La fragmentación reduce el retardo de propagación en la red y su variabilidad.

Acuerdos de Implementación FRF 11 Voz 12 Fragmentación 13 Definiciones de nivel de servicio SLA: retardo razón de entrega de tramas disponibilidad El acuerdo de implementación FRF.11 (mayo de 1997) describe el formato de las tramas de voz (así como de señalización) y especifica el uso de los algoritmos 40, 32, 24, 16 kbit/s ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation (G.726) y CS-ACELP Conjugate Structure – Algebraic Code Excited Linear Predictive (G.729). Opcionalmente también pueden usarse: MP-MLQ Multi Pulse Maximum Likelihood Quantizer: Dual Rate Speech Coder for Multimedia Communications Transmitting at 5.3 & 6.3 kbit/s (G723.1), LD-CELP Low Delay - Code Excited Linear Prediction: Coding of Speech at 16 kbit/s Using Low-Delay Code Excited Linear Prediction (G.728).

Frame Relay Inicialmente fue usado como sustituto de enlaces dedicados para la interconexión de LANs. Ahora, también transporta tráfico sensible al retardo: voz y SNA, e incluso video. Existen implementaciones propietarias que ofrecen diferentes calidades de servicio.