ACTIVIDAD Nº 2
Ejercicio 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)
En un principio teníamos la interfaz serie y paralelo, pero era necesario
unificar todos los conectores creando uno más sencillo y de mayores
prestaciones. Así nació el USB (Universal Serial Bus) con una velocidad
de 12Mb/seg. y como su evolución, USB 2.0, apodado USB de alta velocidad, con
velocidades en este momento de hasta 480Mb/seg., es decir, 40 veces más rápido
que las conexiones mediante cables USB 1.1.
Un puerto USB puede llegar a transmitir a velocidades entre 1,5 Mb/segundo y 12
Mbps; un puerto
paralelo entre 600 Kb/s a 1,5 Mb/s y un puerto
serial puede llegar hasta 112 Kb/s.
USB es una nueva arquitectura
de bus o un nuevo tipo de bus desarrollado por un grupo
de siete empresas
(Compaq, Digital Equipment Corp, IBM PC Co., Intel, Microsoft,
NEC y Northern Telecom) que forma parte de los avances plug-and-play y permite
instalar periféricos
sin tener que abrir la máquina para instalarle hardware, es decir,
basta con que conectes dicho periférico en la parte posterior de tu computador
y listo.
¿Qué
es?.
USB
Universal Serial Bus es una interfase plug&play entre la PC y ciertos
dispositivos tales como teclados, mouses, scanner,
impresoras, módems, placas de sonido,
camaras, etc).
Una característica
importante es que permite a los dispositivos trabajar a velocidades mayores, en
promedio a unos 12 Mbps, esto es más o menos de 3 a 5 veces más rápido que un
dispositivo de puerto paralelo y de 20 a 40 veces más rápido que un
dispositivo de puerto serial.
¿Cómo funciona?.
Trabaja como 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.
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 las redes FDDI. 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. Emplea una topología
de estrellas apiladas 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 se produce retardo en el envío de un paquete de datos
hacia capas inferiores.
Como detalle sorprendente es que cada puerto utiliza una única solicitud de
interrupción (IRQ) independientemente de los periféricos que tenga conectados
(sea 1 ó 127) por lo tanto no hay riesgo
de conflictos
entre una cantidad de dispositivos que de otra forma no podrían ser conectados
por falta de recursos;
de la misma manera tampoco utilizan DMA (asignación de memoria).
El sistema
de bus serie universal USB consta de tres componentes:
.
Figura N°1
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 y 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. 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 .
Controlador
El controlador reside dentro del PC y es responsable de las comunicaciones
entre los periféricos USB y la CPU
del PC. 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, que, a su
vez, 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.
El controlador también es responsable del control
de flujo de datos entre el periférico y la CPU.
Ejercicio 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)
SS7
Common Channel Signaling System Nº 7
SS7 es un estándar global para telecomunicaciones definido por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (Sector de Estandarización de Telecomunicaciones). Define los procedimientos y protocolos mediante los cuales los elementos de la Red Telefónica Conmutada (RTC o PSTN, Public Switched Telephone Network) intercambian información sobre una red de señalización digital para establecer, enrutar, facturar y controlar llamadas, tanto a terminales fijos como móviles.
Sistema de Señalización SS7.
El SS7 es el sistema de señalización
utilizado en la red PSTN y corresponde a la interconexión de la red de Telefonía-IP
en iplan con la PSTN. En iplan existen dos componentes que manejan la SS7: la
central de conmutación NEC y el Controlador de Señalización SC2200 para la
red Telefonía-IP.
Figura 12. Intercambio de mensajes en el
protocolo de señalización SS7.
Los
principales protocolos de la suite SS7, son:
-MTP-2. Corresponde a la
capa 2 del modelo OSI de 7 capas. Se ocupa del alineamiento de paquete
mediante banderas (Flag) al inicio y
final. Permite la detección de errores mediante un código denominado CRC-16.
Realiza el proceso de numeración secuencial de mensajes e indicación de
retransmisión. Efectúa la confirmación o rechazo del mensaje para la
retransmisión automática en mensajes con errores. Los paquetes son numerados
en forma secuencial con módulo-7. Indica también a longitud total del mensaje
transmitido. Con la numeración de paquetes y la detección de errores, es
posible la retransmisión de mensajes que se ven afectados por errores.
-MTP-3. Posee una dirección de punto de acceso que permite
identificar a la capa superior (TCAP o ISUP sobre el protocolo MTP3). En
la red PSTN se dispone de las direcciones de procesador CPU de origen y destino
(14 bits de dirección). Por otro lado, identifica el enlace de señalización
utilizado cuando existe más de uno. Realiza las funciones de Routing dentro de
la red de señalización SS7.
-ISUP.
Son los mensajes de señalización propiamente dichos. En la Figura 12 se
muestra el intercambio de mensajes para la apertura y cierre de una llamada
telefónica. Desde el usuario a la central se utiliza señalización MFC-R2 o
DTMF. Los mensajes típicos de ISUP entre centrales son:
-IAM
(Initial Address Message). Contiene
la información inicial de llamada para el encaminamiento. Son los primeros dígitos
seleccionados por el usuario.
-SAM
(Subsequent
Address Message). Transporta las cifras no enviadas en el mensaje
IAM. Se completa el número del usuario B llamado.
-ACM
(Address Complete Message). Indica
que se ha obtenido en acceso al destino. SE entrega al usuario A el tono de
llamada.
-ANM
(Answer
Message). Indica que el usuario llamado ha respondido. Se cierra el
circuito vocal.
-BLO
(Blocking
Message). Permite el bloqueo del canal útil.
-UBL
(Unblocking Message). Desbloquea
el canal útil.
-REL
(Release
Message). Permite iniciar la liberación del canal. La comunicación
se cierra.
-RLC
(Release Complete Message). Informa
que la liberación ha sido completada.
-TCAP. Facilita la transferencia de mensajes en tiempo real entre
HLR (Home Location Register), VLR (Visitor
LR), MSC (Mobile Switching Center),
EIR (Equipment ID Register),. Se
aplica también para enlaces con O&M. En tarjetas de crédito permite
verificar la autenticidad y movimientos de cuenta. Realiza el control de diálogo
con el terminal remoto. Es un servicio de transporte.
La
información contiene los siguientes componentes:
-tipo
de mensaje (unidireccional, inicio, final, intermedio, aborto);
-longitud
del mensaje (número de bytes total);
-identificador
de origen y destino de transacción;
-tipo
de componente (retorno de resultado, reporte de error y de reject) y
-contenido
de información (código de operación, de error, de problema, parámetros,
etc).
Ejercicio 3. Además de las dos(02) formas mas comunes de múltiplexión que otra tenemos, descríbala usando ayudas gráficas. (4 Ptos)
Múltiplex
es la transmisión simultánea de varios canales de información separados en el
mismo circuito de comunicación sin interferirse entre sí. Para la comunicación
de voz, esto significa dos o más canales de voz en una sola portadora. Para los
sistemas telefónicos significa muchos canales en un sólo par de cables o en
una sola línea de transmisión coaxial. La transmisión simultánea puede
llevarse a cabo por división de tiempo o por división de frecuencia.
La multiplexión por división de tiempo (MDT) es un medio de transmitir dos o más canales de información en el mismo circuito de comunicación utilizando la técnica de tiempo compartido. Se adapta bien a las señales binarias que consisten en impulsos que representan un dígito binario 1 o 0. Estos impulsos pueden ser de muy corta duración y sin embargo, son capaces de transportar la información deseada; por tanto, muchos de ellos pueden comprimirse en el tiempo disponible de un canal digital. La señal original puede ser una onda analógica que se convierte en forma binaria para su transmisión, como las señales de voz de una red telefónica, o puede estar ya en forma digital, como los de un equipo de datos o un ordenador.
La
multiplexión por división de tiempo es un sistema sincronizado que normalmente
implica una MIC. En la Figura puede verse un diagrama simplificado del sistema
MDT con tres canales de información simultáneos. Las señales analógicas se
muestrean y la MAI los transforma en impulsos, y después la MIC codifica los
muestreos. Después los muestreos se transmiten en serie en el mismo canal de
comunicación, uno cada vez. En el receptor, el proceso de desmodulación se
sincroniza de manera que cada muestreo de cada canal se dirige a su canal
adecuado. Este proceso de denomina múltiplex o transmisión simultánea, porque
se utiliza el mismo sistema de transmisión para más de un canal de información,
y se llama MDT porque los canales de información comparten el tiempo
disponible.
La parte de preparación de la señal y modulación del sistema se denomina multiplexor (MUX), y la parte de desmodulación se llama desmultiplexor (DE-MUX). En el MUX, como se ve en la Figura, un conmutador sincronizado (interruptor electromecánico) conecta secuencialmente un impulso de sincronización, seguido por cada canal de información, con la salida. La combinación de este grupo de impulsos se denomina cuadro, que vemos en la Figura 1.14B. El impulso de sincronización se utiliza para mantener la transmisor y la receptor sincronizados, es decir, para mantener en fase el sincronizador del receptor con el del transmisor. En el DEMUX, que puede verse en la Figura, un desconmutador dirige impulsos de sincronización hacia el sincronizador del receptor, y el muestreo de información envía los impulsos hasta sus canales correctos para su posterior análisis.
Una ventaja de la MDT es que puede utilizarse cualquier tipo de modulación por impulsos. Muchas compañías telefónicas emplean este método en sus sistemas MIC/MDT.
Al
igual que la MDT, la multiplexión por división de frecuencia (MDF) se utiliza
para transmitir varios canales de información simultáneamente en el mismo
canal de comunicación. Sin embargo, a diferencia de la MDT, la MDF no utiliza
modulación por impulsos. En MDF, el espectro de frecuencias representado por el
ancho de banda disponible de un canal se divide en porciones de ancho de banda más
pequeños, para cada una de las diversas fuentes de señales asignadas a cada
porción. Explicado de forma sencilla, la diferencia entre los dos sistemas es
ésta: En MDF, cada canal ocupa continuamente una pequeña fracción del
espectro de frecuencias transmitido; en MDT, cada canal ocupa todo el espectro
de frecuencias durante sólo una fracción de tiempo.
En
la Figura se muestra cómo funciona un sistema MDF. En el transmisor (Figura),
las frecuencias de cada canal se cambian por medio de moduladores y filtros
equilibrados. Entonces las salidas de los filtros se alimentan a un MUX, donde
se sitúan una junto a otra en un canal de banda ancha para su transmisión en
grupo. En el receptor (Figura 1.15B), un DEMUX cambia los canales a sus
frecuencias originales mediante filtrado. A continuación, las señales
filtradas pasan a un modulador equilibrado y después a un filtro PB para su
posterior recuperación.
Multiplexado
estadístico o asíncrono.
Es
un caso particular de la multiplexación por división en el tiempo. Consiste en
no asignar espacios de tiempo fijos a los canales a transmitir, sino que los
tiempos dependen del tráfico existente por los canales en cada momento.
Sus
características son:
-
Tramos
de longitud variables.
-
Muestreo
de líneas en función de su actividad.
-
Intercala
caracteres en los espacios vacíos.
-
Fuerte
sincronización.
-
Control
inteligente de la transmisión.
Ejercicio 4. Elabore un cuadro comparativo de los diferentes tipos de redes de conmutación que usted conoce. ( 4 Ptos)
En la red pública conmutada PSTN cada dispositivo es conectado a los switches Clase 5, usando un par de hilos referidos como última milla, el teléfono es conectado a otros usando líneas troncales a través de Switches Clase 4, cada teléfono maneja una parte de la señalización hasta que las conexiones son establecidas, luego el circuito de diálogo se habilita para la conversación entre ambas partes. Las operaciones de colgar, descolgar, intermitencia de la bocina y la emisión de tonos son parte de la señalización desde el dispositivo al switch.
Los Tono de ocupado, Tono de repique, tono de marcado son un tipo de señalización emitida por el Switch. El dispositivo telefónico permite el intercambio de información entre el que llama y la persona que es llamada.
La información se transmitía de forma analógica a través de pares de cables entre los Switches y los teléfonos. Entre los switches la comunicación se realizada por medio de modulación TDM y cada llamada toma un intervalo de tiempo especial para realizarse
La primera generación de switches telefónicos utilizaban un arreglo enorme de circuitos eléctricos basados en Relés para el establecimiento de las conexiones físicas para crear el establecimiento de las llamadas y en algunas ocasiones necesitaban de un operador en paralelo para ejecutar algunas funciones manuales. Este tipo de sistema de telefonía de primera generación (POTS) se refiere a los servicios básicos los cuales no contemplan las capacidades de caller ID y llamada en espera.
Posteriormente surgen la generación de Switch automáticos equipados con generadores de tonos, decodificadores de tono, codificador de pulso rotativo, plan de numeración y plan de cableado que mejoran las características funcionales de los switches de primera generación.
En los años 1970 la implementación de las tecnologías digitales llegaron a ser las mas populares utilizado TDM Multiplexación por división de tiempo, lo cual resolvió las limitaciones de los métodos analógicos. La primera implementación de TDM en un canal simple DS0 (8 khz =64 kbps) para digitalizar la voz y un bit para señalización. La Banda de señalización para este tipo de tecnología eventualmente era muy propensa a errores.
La información es transmitida a través de un bus TDM y el proceso de señalización se transmite a través de señalización ss7
En la generación actual los paquetes digitalizados son transportados en un solo canal DS0 mientras que la información de señalización es transmitida por medio de unos paquetes separados en la red conmutada. La señalización mas comúnmente usada es la SS7, basada en el Signalling Systems 7 y la carga útil es transportada sobre la red digital TDM la cual es direccionada directamente por el Switch, de esta manera la red PSTN es conformada por la red TDM para voz y la red SS7 para señalización.
La nueva generación de Voz, datos, videos y fax serán implementadas utilizando tecnología IP basada en Packet Switch , dentro de esta generación se encuentra la tecnología Softswitch, en este modelo la información útil y la señalización se transporta a través del mismo paquete
Los mensajes de SS7 son transmitidos a la red IP y son transportados usando el protocolo TCP, voz, datos y videos son transportados por la red IP usando el protocolo UDP.
Nueva Generación de Redes ( NGN)
|
PSTN |
INTERNET |
|
Basada en conmutación de Circuitos |
Basada en conmutación de paquetes |
|
Excelente Calidad de servicio |
No garantiza la Calidad de servicio (QoS) |
|
Posee Servicios avanzados de Voz, datos y
Fax |
Provee servicios de datos muy flexibles |
|
Red de bajo retardo Ancho de banda
Fijo |
Red de retardo variable Ancho de Banda
variable |
|
Los servicios son proporcionados por los
nodos de conmutación y las RI |
Existencia de Nodos de Paquetes |
|
Las Redes Inalámbricas poseen
conectividad Global |
Mayor crecimiento |