Actividad 2. Redes y Telecomunicaciones

1. Como complemento de la clase anterior Investigue que son interfases o estándares USB para las comunicaciones en serie(no mas de una página) (4 Ptos)

USB (Universal Serial Bus)

USB es una interfaz para transmisión de datos y distribución de energía que ha sido introducida en el mercado de PC´s y periféricos para mejorar las lentas interfaces serie (RS-232) y paralelo. Esta interfaz de 4 hilos, 12 Mbps y "plug and play", distribuye 5V para alimentación, transmite datos y está siendo adoptada rápidamente por la industria informática. El Universal Serial Bus, es un bus serie que hace posible la conexión de hasta 127 periféricos a una única puerta de un PC, con detección y configuración automáticas, siendo esto posible con el PC conectado a la red y sin tener que instalar ningún hardware ni software adicionales, y sin tener que reiniciar el ordenador. Ha sido desarrollado por empresas líderes del sector de las telecomunicaciones y de los ordenadores: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC y Northern Telecom. En este momento ya hay en el mercado PCs y periféricos (teclados, ratones, monitores, etc.) que disponen de puertos USB.

ORGANIZACIÓN DEL USB

USB es un bus basado en el paso de un testigo, semejante a otros buses como los de las redes locales en anillo con paso de testigo y la red FDDI (Fiber Distributed Data Interface). El controlador USB distribuye testigos por el bus. El dispositivo cuya dirección coincide con la que porta el testigo, responde aceptando o enviando datos al controlador. Este también gestiona la distribución de energía a los periféricos que lo requieran. USB emplea una topología de estrellas apiladas (ver figura 1) que permite el funcionamiento simultáneo de 127 dispositivos a la vez. En la raíz o vértice de las capas, está el controlador anfitrión o host que controla todo el tráfico que circula por el bus. Esta topología permite a muchos dispositivos conectarse a un único bus lógico sin que los dispositivos que se encuentran más abajo en la pirámide sufran retardo.

A diferencia de otras arquitecturas, USB no es un bus de almacenamiento y envío, de forma que no hay retardo en el envío de un paquete de datos hacia capas inferiores.

El sistema de bus serie universal USB consta de tres componentes:

Un controlador: Reside dentro del PC y es responsable de las comunicaciones entre los periféricos USB y la CPU del PC. El controlador es también responsable de la admisión de los periféricos dentro del bus, tanto si se detecta una conexión como una desconexión. Para cada periférico añadido, el controlador determina su tipo y le asigna una dirección lógica para utilizarla siempre en las comunicaciones con el mismo. Si se producen errores durante la conexión, el controlador lo comunica a la CPU, la cual se lo transmite al usuario. Una vez se ha producido la conexión correctamente, el controlador asigna al periférico los recursos del sistema que éste precise para su funcionamiento.

Hubs o concentradores: Son distribuidores inteligentes de datos y alimentación, y hacen posible la conexión a un único puerto USB de 127 dispositivos. De una forma selectiva reparten datos y alimentación hacia sus puertas descendentes y permiten la comunicación hacia su puerta de retorno o ascendente. Un hub de 4 puertos, por ejemplo, acepta datos del PC para un periférico por su puerta de retorno o ascendente y los distribuye a las 4 puertas descendentes si fuera necesario. Los concentradores también permiten las comunicaciones desde el periférico hacia el PC, aceptando datos en las 4 puertas descendentes y enviándolos hacia el PC por la puerta de retorno.

Periféricos: USB soporta periféricos de baja y media velocidad. Empleando dos velocidades para la transmisión de datos de 1.5 y 12 Mbps se consigue una utilización más eficiente de sus recursos. Los periféricos de baja velocidad tales como teclados, ratones, joysticks, y otros periféricos para juegos, no requieren 12 Mbps. Empleando para ellos 1.5 Mbps, se puede dedicar más recursos del sistema a periféricos tales como monitores, impresoras, modems, scanners, equipos de audio, etc, que precisan de velocidades más altas para transmitir mayor volumen de datos o datos cuya dependencia temporal es más estricta.

DIAGRAMA DE CAPAS DEL USB

En el diagrama de capas de la figura 1 podemos ver cómo fluye la información entre las diferentes capas a nivel real y a nivel lógico.

Figura 1. Capas del sistema de comunicaciones USB.

En dicha figura está materializada la conexión entre el controlador anfitrión o host y un dispositivo o periférico. Este está constituido por hardware al final de un cable USB y realiza alguna función útil para el usuario.

El software cliente se ejecuta en el host y corresponde a un dispositivo USB. Se suministra con el sistema operativo o con el dispositivo USB.

El software del sistema USB, es el que soporta USB en un determinado sistema operativo. Se suministra con el sistema operativo independientemente de los dispositivos USB o del software cliente.

El controlador anfitrión USB está constituido por el hardware y el software que permite a los dispositivos USB ser conectados al anfitrión.

Como se muestra en la figura 5, la conexión entre un host y un dispositivo requiere la interacción entre las capas. La capa de interfaz de bus USB proporciona la conexión física entre el host y el dispositivo. La capa de dispositivo USB es la que permite que el software del sistema USB realice operaciones genéricas USB con el dispositivo.

La capa de función proporciona capacidades adicionales al host vía una adecuada capa de software cliente. Las capas de función y dispositivos USB tienen cada una de ellas una visión de la comunicación lógica dentro de su nivel, aunque la comunicación entre ellas se hace realmente por la capa de interfaz de bus USB.

2. Revisar la dirección electrónica: http://www.webproforum.com/illuminet/ sobre señalización SS7, definir su arquitectura y describir las características mas resaltantes, el texto no menor de 02 páginas ni mayor de 03. (6 Ptos)

Las redes telefónicas utilizan cada vez más las técnicas digitales: transmisión digital sobre canales MIC (Modulación de Impulsos Codificados), y centrales temporales. Paralelamente a la digitalización de la red, se ha visto la necesidad de mejorar la velocidad de los intercambios de señalización. La señalización por canal común se puede definir como un método en el que una sola vía, es decir, el canal de señalización (SL, Signaling Link), encamina gracias a unos mensajes etiquetados, la información de señalización correspondiente a una multiplicidad de circuitos o a mensajes de gestión y de supervisión. El sistema de señalización por canal común normalizado por la ITU-T en la serie de recomendaciones Q.700 es comúnmente llamado CCITT nº7, o SS7 (Sistema de Señalización nº7, Signaling System Nº7). Su principal objetivo es definir un standard a nivel mundial, optimizado para las redes digitales, de un alto nivel de fiabilidad y evolutivo para convenir a la elaboración de servicios futuros. El conjunto de enlaces comunes forma toda una red especializada en la transferencia de la señalización. Esta red, la SS7, funciona siguiendo el principio de la conmutación de paquetes. Posee conmutadores de paquetes llamados puntos de transferencia de señalización (STP, Signaling Transfer Point) y equipamientos terminales que son las centrales telefónicas llamadas puntos de señalización (SP, Signaling Point). Gracias a la red de señalización, dos centrales se pueden intercambiar en todo momento mensajes de señalización independientemente de los circuitos establecidos entre ellos. Por otra parte, los intercambios entre los elementos SSP y SCP de la red inteligente se transmiten también a través de la red de señalización. La Red de Señalización nº7 (SS7) tiene por tanto como objetivo el encaminamiento de las informaciones de control entre los elementos de una red de telecomunicaciones, como son los conmutadores, las bases de datos y los servidores. La Red de Señalización nº7 es la clave para la introducción de servicios de valor añadido. La Red de Señalización nº7 será el objeto de este curso donde se presentará su arquitectura, sus protocolos y los servicios que ofrece, y sus evoluciones.

Definición

SS7 es un componente crítico de los sistemas modernos de las telecomunicaciones. SS7 es un protocolo de comunicaciones que proporciona señalización y control para varios servicios y capacidades de red. Mientras que en Internet, los datos sin hilos, y la tecnología relacionada han capturado la atención de millones, muchos se olvidan o no se dan cuenta de la importancia de SS7. Cada llamada en cada red es dependiente en SS7. Por ende, cada usuasip, rio del teléfono móvil es dependiente del SS7 permitiendo una red interna que vaga. SS7 es también el "pegamento" de las redes (tradicionales) con conmutador de circuito de los palillos junto con las redes basadas en IP.

Tecnología SS7

La señalización SS7 es una forma de conmutación de conjunto de bits.

Diferente de la conmutación de circuito, que utiliza los datos dedicados "instala tubos" para la transmisión de la información, la conmutación de conjunto de bits asigna dinámicamente las "rutas" basadas en algoritmos de la disponibilidad y de "menos costo". Otro ejemplo de la conmutación de conjunto de bits es TCP/IP, el protocolo usado para los mensajes de la enrutamiento sobre Internet. Diferente a Internet, que utiliza una "tela pública extensa" de interconectar instalaciones y de enrutar el equipo, las redes SS7 son privadas y lógicamente autónomas. La naturaleza privada de las redes SS7 es crítica para la seguridad y la confiabilidad.

SS7 implica dos diversos tipos de señalización: la señalización orientada con conexión y la señalización orientada sin conexión. La señalización orientada con conexión refiere al establecimiento de los troncales entre oficinas de la llamada de las instalaciones del interruptor-a-interruptor. Estas comunicaciones de voz del portador de los troncales. La parte de la pieza de usuario de ISDN (ISUP) del protocolo SS7 se utiliza para establecer troncales entre los interruptores. En contraste, la pieza del uso de la capacidad de la transacción (TCAP) se utiliza sin conexión señalando cuál exige típicamente comunicaciones del interruptor-a-base de datos o de la base de datos-a-base de datos.

Redes SS7

SS7 se abarca de una serie de elementos interconectados de la red tales como interruptores, bases de datos, y nodos de la encaminamiento. Cada uno de estos elementos se interconecta con los acoplamientos, cada uno de los cuales tiene un propósito específico. Los nodos de la encaminamiento son el corazón de la red SS7 y se llaman un punto de la transferencia de la señal (STP). STPs está conectado con los puntos de la conmutación del servicio (SSP) que son interruptores equipados de lógica de control SS7. Los interruptores de SSP están conectados con el STPs vía los acoplamientos del acceso (acoplamientos de A). STPs también conecta con las bases de datos llamadas los puntos de control de Service (SCP) vía acoplamientos de A. El SCP es el elemento de la red que contiene lógica de control del servicio tal como instrucciones para convertir un número (gratis) 8XX en un número routable.

STPs se despliega siempre en los pares, el permitir los repuestos si uno del STPs tiene un problema. Cada STP de un "par acoplado" está conectado el uno al otro vía los acoplamientos cruzados (acoplamientos de C). Los pares de STP conectan con otros pares de STP vía el puente o acoplamientos diagonales (los acoplamientos de B o de D). Los acoplamientos de B conectan los pares de STP que están en el mismo nivel de la jerarquía mientras que los acoplamientos de D conectan los pares de STP que son diversos niveles hierarchial. Un ejemplo sería STPs en una red local que conecta con STPs de una red interurbana. Estando en diversas jerarquías, los acoplamientos local-a-largos de la distancia serían considerados los acoplamientos de D.

Los acoplamientos usados para la comunicación SS7 directamente entre SSPs (ningún STP implicado) se llaman los acoplamientos completamente asociados (acoplamientos de F). Un ejemplo de estos acoplamientos es los que se utilizan conjuntamente con troncos de la voz entre la red SSPs de dos móviles. El acoplamiento de F se utiliza para señalar un mensaje de la mano-apagado a partir de un SSP al otro, permitiendo que el usuario del teléfono móvil viaje a partir de una área (servida por un interruptor) a otra área (servida por otro interruptor).

Los acoplamientos extendidos (acoplamientos de E) se utilizan para conectar un SSP con un par del alternativa STP. En caso que el par primario de STP sea inoperable, el par alternativo establece operaciones con el SSP sobre los acoplamientos de E.

Ediciones De Negocios

En redes de telecomunicaciones modernas de hoy, SS7 se utiliza para virtualmente cada llamada para establecer una conexión de la voz entre llamar y las localizaciones llamadas del partido. SS7 es también el medio para las capacidades y los usos avanzados incluyendo establecimiento de una red y servicios móviles así como usos del wireline tales como gratis llamar e identificación automática de la tarjeta para el teléfono.

3.Además de las dos(02) formas mas comunes de múltiplexión que otra tenemos, descríbala usando ayudas gráficas. (4 Ptos)

Multiplexión por división de onda.

Si hasta ahora no ha oído hablar de la multiplexación por división de onda WDM ( Wave-Division Multiplexing ) , seguro que lo hará durante los próximos meses . WDM y otra tecnología estrechamente relacionada con ella, DWDM ( Dense Wave-Division Multiplexing ) , está dando a los proveedores de servicio, operadores y grandes usuarios la oportunidad de incrementar rápidamente la velocidad y capacidad de los anchos de banda .

WDM resulta muy útil para aquellas grandes compañías que precisan disponer de interconexiones de alta velocidad entre sedes muy dispersas geográficamente . La tecnología resulta además muy indicada para corporaciones que mantienen múltiples centros de datos dedicados a aplicaciones distribuidas, recuperación de desastres o CPU redundantes .

De su utilidad para los operadores de servicios de telecomunicaciones da buena muestra el hecho de que la gran mayoría ya lo están probando . La conectividad ofrecida por WDM permitirá crear infraestructuras de telecomunicaciones, LAN y WAN sin necesidad de instalar nueva planta de cableado . Según los investigadores, las actuales tecnologías de fibra usan menos del uno por ciento de la capacidad del cable de fibra debido a que la tecnología transmite usando una longitud de onda por enlace de fibra . Es más, el método más común de enviar tráfico por fibra, la multiplexación por división de tiempo, no puede tratar simultáneamente múltiples velocidades de bit, tipos de trama o protocolos .

Además, Internet plantea a las redes globales el reto de tener que tratar clases muy diferentes de tráficos de telecomunicación . Están emergiendo servicios de vídeo para soportar aplicaciones que, por su propia naturaleza, demandan mucho ancho de banda, mientras que el uso de las comunicaciones telefónicas crece exponencialmente en todo el mundo . Pero para los operadores y los usuarios finales, la cuestión de incrementar la capacidad para satisfacer las nuevas necesidades puede ser una decisión multimillonaria .

Optimizando la fibra instalada . Cuando el conducto se llena y la utilización de la fibra llega a su máximo, no son demasiadas las opciones que permitan incrementar la capacidad . Una alternativa es instalar más conductos y fibra . Pero WDM y DWDM ofrece una solución mucho más atractiva, ya que permite a los operadores y usuarios dotar de mayor capacidad la fibra ya instalada .

Los dispositivos WDM y DWDM eliminan las limitaciones transmitiendo múltiples señales a través del mismo cable de fibra . Como si fuera un prisma, WDM usa múltiples longitudes de onda o colores de luz dando a una sola fibra la capacidad de muchas . Los conmutadores WDM usan láser para dividir los datos entrantes -ya sean procedentes de un dispositivo de datos como de voz o vídeo- en varias longitudes de onda o corrientes de luz a través de un enlace de fibra entre ellos . Una corriente de luz básicamente se convierte en un conducto de gran ancho de banda capaz de transportar datos a velocidades de gigabit . Cada enlace puede portar diferentes longitudes de onda usando WDM óptica . Las corrientes de luz son entonces mezclados y llevados sobre un único cable de fibra a otro conmutador WDM, el cual demultiplexa el tráfico . Por otra parte, WDM y DWDM permiten establecer prioridades . Así, los conmutadores pueden ser configurados para que, por ejemplo, el tráfico ATM llegue antes que el IP .

La diferencia entre WDM y DWDM es que ésta última permite a una corriente de luz transportar múltiples tipos de datos sobre una misma fibra . Por ejemplo, en vez de tener que separar corrientes de luz de vídeo, LAN y ATM, los usuarios pueden poner esos tráficos en una misma transmisión .

4. Elabore un cuadro comparativo de los diferentes tipos de redes de conmutación que usted conoce. ( 4 Ptos)

Autor: T.S.U. Cároly E. Arenas

Junio, 2002.