Telecomunicaciones

1. Telecomunicaciones Realizado por: Jaime López T.

2. El terminal

3. Definición • Dispositivo de emisión/recepción de datos(numéricos o caracteres) hacia/desde un ordenador, pudiendo ser dicha transmisión uni o bidireccional.

4. Tipos • Half duplex. Transmisión en ambos sentidos pero no de manera simultánea. El sentido de la transmisión debe alternarse. • Full duplex. Trasmisión de datos en ambos sentidos de manera simultánea.

5. Modems y conexión remota

6. Modem: definición • Dispositivio de transmisión de datos que conecta terminales usando la red telefónica como via de transmisión (freq. Inferiores a 4 KHz.)

7. Modems: funcionamiento • Frecuencia portadora. Frecuencia “base” a partir de la cual, mediante modulación (modificación de sus características), pueden transmitirses unos y ceros.

8. Tipos de modulación • En amplitud. • En frecuencia. • En fase. QPSK=4 fases • Combinaciones.

9. Unión modem-terminal • Norma RS232 EIA y V24 CCITT. Conector CANNON 25 pines. • Cada una de las 25 líneas tiene una función • Transmisión de datos (1 línea en cada sentido). • Petición de envio. • Listo para enviar. • Modem preparado. • Terminal preparado. • Etc. • 1 y 0 se envian con tensiones de +3V y –3V

10. Tipos de modem • Full duplex (2 tipos): • Dos portadoras, una por sentido. • 4 hilos (dos ida y dos vuelta). • Half duplex: • La transmisión se alterna. Solo hay una portadora.

11. Modem: Tipos de linea • Conmutada. La central establece el circuito que une los terminales de los extremos. Es el método utilizado para las conexiones de voz. • Dedicada. Unen mediante circuitos fijos ambos terminales. Son conexiones “punto a punto”.No pasan por la central.

12. Modem: Usando una linea conmutada • Debe seleccionarse el destino. El llamante marca el número de teléfono para contactar con el terminal de destino. • El modem de destino descuelga y produce una señal de 2100 Hz durante aprox 1 seg.. • El llamante oye el tono y se conmuta la llamada al modem que detecta la señal de 2100 Hz y se pone en modo preparado. • Continua el “dialogo” entre modems y se establece la transmisión de datos.

13. Modem: Usando una linea conmutada bajo V25bis • El terminal se encarga de manejar el modem. • El terminal se pone en DTR(Data terminal ready). • El modem contesta con CTS (clear to send). • El terminal envia caracteres ASCII seguidos del número de teléfono. • El terminal remoto responde automáticamente. • Al recibir la señal de 2100 Hz se retira el CTS. • El modem se pone en modo DSR (modem preparado) y luego en CTS. • El terminal pone RTS (petición de envio) y comienza el envio.

14. Tipo de envio de datos • Síncrono. Se siguen un reloj de emisión y otro de recepción, que marcan el ritmo de la transmisión de datos. No hay marcadores de comienzo y fin, por lo que la transmisión es rápida. • Asíncrono. Hay un indicativo de comienzo (un 0) antes de enviar os bits del caracter, tras los cuales se manda un bit de paridad y otro de fin (otro 1). Total=10 bit para enviar 7 u 8 (en función del código) de datos “puros”.

15. Teletipos • Se unían a los ordenadores a través de un bucle de corriente. • Circuitos de 4 hilos, dos para cada sentido. • El circuito se cierra con 20 ma.

16. Terminales de pantalla (VDU) • Muestran en pantalla los caracteres a emitir. • Se unen al ordenador por cable coaxial (como los terminales IBM 370= o por RS232 • Envio asíncrono o síncrono.

17. Terminales: tipos (por uso) • De envio por lotes (batch terminal). Teclado, impresora y unidad de disco. • De petición/respuesta (cajeros o reserva de billetes).

18. Líneas: tipos • Punto a punto. • Multipunto. De un mainframe a varios terminales mediante un multiplicador de interfaz. • Conmutadas.

19. Protocolos • De linea. Bsync (BSC) de IBM. Protocolo orientado al envio de datos en forma de carácter. • Orientados a bit. High data link control. Protocolos HDLC. Los datos van insertados en una trama delimitad por dos octetos llamados flags.

20. Modems de alta velocidad

21. El modem de alta velocidad • Usa técnicas de modulación avanzada (Trellis). • Procedimientos de compresión de la señal analógica (V42 bits). • Procedimientos de corrección analógica basados en HDLC. • El camino y la conmutación tienden a ser digitales, siendo analógico solo tramo final hasta el abonado.

22. Modulación V32 bis Permite velocidades de 14400 bits/s en circuito conmutado de 2 hilos. Se basa en: • Códigos convolucionales de corrección de errores. La salida depende de las entradas anteriores, añadiendose bits redundantes que permiten realizar una corrección estadística de los errores producidos. • Modulación Trellis. Modulación de fase posterior a la incorporación de un codificador convolucional.

23. Compresión V42 bis • Está basado en un diccionario de entradas con un código de n bits (normalmente 9) asociado a cada una. • Cada carácter básico o cadenas más usuales poseen su propia entrada y código. • Las nuevas cadenas son asignadas con una entrada y un código. • Se puede eliminar del diccionario la asosiación de entradas y códigos para cadenas poco usadas, liberando asignaciones.

24. Corrección V42 • Basado en un enlace HDLC. • Trama XID de información no numerada, para acordar el comienzo, el número max. de bits a incluir en cada trama. • Trama de prueba.

25. RDSI

26. Definición • ISDN = Integrated services digital network. • Son conexiones digitales punto a punto. • Permite conexiones X25 y no requiere de la existencia de modem para la transmisión de datos. • El trayecto hasta el abonado es totalmente digital.

27. PCM: Pulse code modulation • Son técnicas de digitalización de voz. • Realizan el muestreo de una señal analógica cada 125 μs. • En función de una escala no lineal de 256 valores (ley A) se obtienen muestras de 8 bits. • Si tenemos 8 bits/125 μs en 1 segundo tenemos 64 Kb. Necesitamos 64 Kb/seg para enviar la voz digitalizada.

28. RDSI: 3 canales • Se basa en el par metálico ya instalado. • Cada abonado dispone de 2 canales de 64 Kb/seg (8 bit/125 μs ) cada uno y uno de 16 Kb/seg (2 bit/125 μs) de señalización (aunque lleva datos cuando no se usa). • Los canales de 64 Kb/seg pueden usarse para voz o para datos de manera independiente.

29. Red RDSI • Centrales digitales unidas por enlaces en los que se señaliza mediante mensajes CCITT N7. • Acceso hasta el abonado: dos hilos (planta externa actual) por el que van 2 canales de 64 Kb/seg y uno de 16 Kb/seg. • El abonado puede conectar a su interfaz hasta 8 terminales, sean de voz o datos. • El acceso a la red de paquetes (Iberpac) se realiza mediante acceso digital para la conmutación de paquetes X25.

30. Puntos de referencia • Line termination. Equipo de linea de abonado que está en la central telefónica. • Network termination 1.Entre él y el LT resuelven la transmisión digital. Lo proporciona la administración. Del tamaño de un modem. • Punto de referencia U. Interfaz de dos hilos que une NT1 y LT. • Network termination 2. Equipo de conmutación local del abonado, ya sea PABX o LAN. (Opcional). Unido a NT 1 por el punto de referencia T (interfaz de 4 hilos). • Terminal adaptor. Interfaz entre NT y terminales tradicionales no RDSI. • Punto de referencia S. Une los terminales tradicionales con NT2 a traves de un terminal adaptor.

31. Tipos de acceso • Básico. Usa Interfaz U (dos hilos tradicionales). • Primario. Usa un enlace de 30 canales, más uno de sincronismo y otro de señalización (que usa mensajes CCITT Q.931). Se suele usar para unirse a estructuras más complejas, como una PABX.

32. Servicios portadores • Modo circuito: • Voz a 64 Kb/seg. Suele tener dispositivos de tratamiento de señal (canceladores de eco, etc) y se pasa de digital a analógico. • Audio a 3´1 Khz. Para enviar datos mediante modem. No hay dispositivos de tratamiento. • Digital no restringida. Envio transparente de datos a 64 Kb/seg. No puede usarse si hay que usar analógico en algún tramo. • Modo paquete.

33. Teleservicios • Aplicaciones que van sobre los servicios portadores: • Telefonía. Usa la capacidad portadora “64 Kb/seg). Sin ruidos y con atenuación independiente de la distancia. • Facsímil. Fax grupo 3 usa “audio 3´1 KHz”. Fax grupo 4 usa “digital sin restricciones” para conexión hacia red de paquetes. • Teletex. Usa un terminal adaptador Adaptor X25 y la capacidad “digital sin restricciones” para conectar a la red de paquetes. • Videotex. Usa el terminal, modem y adaptador de terminal.

34. Señalización • Utiliza el canal D (16 Kb/seg.). • Mediante estos mensajes se pueden solicitar los servicios básicos de establecimiento de comunicaciones sobre los canales B, asi como otros contratados. • Sistema de señalización basado en mensajes CCITT N7. • Mensajes de abonado recogidos en recomendaciones Q.931 e I.441 del CCITT

35. Niveles de señalización • Nivel 1. Formado por los dos canales de 64 Kb/seg. (B1 y B2) y el canal de 16 Kb/seg. (canal D). Son las vias. • Nivel 2. Todo lo relativo a la conformación del canal D en tramas. • Nivel 3. En el campo información de cada trama se incluye el mensaje de señalización o el paquete X25.

36. Interfaz U en el acceso básico (Nivel 1) • Hay que reducir la alta frecuencia de envio a traves del par de hilos tradicional, pues presenta problemas. • Usando codigos ternatios. 120 Kb/seg. • Usando codigos cuaternarios (EEUU). 80 Kb/seg. • Hay que separar la señal saliente y entrante, pues se envian por el mismo par. Esto se realiza con técnicas de cancelación de eco.

37. Interfaz S (Nivel 1) • Formado por 4 hilos por los que se envian y reciben por separado los conjuntos B-B-D hacia y desde los terminales. • Los terminales se conectan al cable mediante conectores ISO normalizados. Si son RDSI directamente, y sino requieren de adaptadores de terminal (para teléfonos o PC). • Distancias: • Punto a punto. 1 terminal. Hasta 1 Km. • Bus pasivo corto. 8 terminales. Hasta 150 Mts. • Bus ampliado. 8 terminales agrupados en el extremo del bus. Hasta 500 Mts. • Alimentación. • El NT se alimenta de la red y alimenta a los terminales, mediante un par separado y superponiendo la señal. • Si cae la alimentación el NT se alimenta de la corriente continua que viene por el par de abonado (74 v en España) con la que solo puede alimentar uno de los terminales.

38. Nivel de enlace (Nivel 2) • En el terminal (o en su TA) y en la central hay una entidad (firmware) que por el canal D (16 Kb/seg) se envia tramas mediante el protocolo LAPD, CCITT I.440. • Las tramas tienen flag de principio y fin, 2 campos de dirección ( identidad del terminal, servicio) otro de control, campo de datos y un CRC de comprobación. • Las tramas van numeradas y se comprueba su llegada secuencial mediante el campo de control, • La entidad de señalización entrega a la de nivel 2 el mensaje a intercambiar y esta lo hace llegar al otro extremo incluyendolo en la trama. • Hay terminales que usan el canal D para enviar paquetes X25. El nivel 2 distingue estos paquetes por el valor 16 en el campo de identidad de servicio y lo envia a traves de la conexión TA-Terminal. Si son mensajes de señalización el valor en ese campo es 0. • Esto se simplifica colocando una placa TA dentro del terminal.

39. Ambito del nivel 2 • Si el terminal no envia datos por el canal D, por encima del nivel 2 solamente se situa la entidad de señalización. • Dicha entidad entrega el mensaje a la entidad de nivel 2 que construye la trama y la envia con la identidad del terminal (TEI) de destino. • Todos los terminales reciben la trama, pero solo aquel que coincide con la TEI lo acepta y entrega el mensaje a su entidad de señalización.

40. Nivel 3 • Son los mensajes de señalización propiamente dichos. • Son intercambiados según el formato Q.931 del CCITT.

41. Formato de mensajes de señalización Q931 (Nivel 3) • Formado por octetos: • Referencia de llamada. Asocia mensajes consecutivos a la misma llamada. • Tipo de mensaje. Si es de liberación, de establecimiento, etc. • Elementos de información. • Capacidad portadora. Tipo de servicio (voz, audio 3´1 o digital no restringido). • Compatibilidad de capa alta. Tipo de teleservicio (telefonía, facsímil, etc). • Nº llamado. Número de directorio del llamado. • Nº llamante. Puede restringirse esta información (para ello se usa otro campo).

42. La llamada • Se envia el “mensaje de establecimiento”, con todos los datos de referencia de llamada, número llamado, etc. • Se devuelve el mensaje de “llamada en curso” indicando el canal asignado (B1 o B2). • Cuando alcanza al llamante se le envia un “mensaje de establecimiento”. • Se acepta la llamada. • Finaliza coando se envia el mensaje de “aviso” (se ha aceptado la llamada) y “conexión” (cuando el llamado descuelga).

43. Recomendación VII0 del CCITT • Para favorecer el desarrollo de TA para terminales de datos síncronos y asíncronos que funcionen a distintas velocidades. • Envio de datos en grupos de 48 bits dentro de bloques de 80 bits (que también incluyen alineamiento, velocidad del terminal, etc.). Estos bloques se emiten cada 5 ms, a 16 Kbs y usan como elemento transportador los dos primeros bits, b1 y b2 del canal B asignado. • El TA VII0 de destino deshace el bloque y envia a su terminal el flujo correspondiente.

44. Placa SPC • Es una placa TA para insertar en un PC. • Requiere un software que permite la marcación del destino para el envio de ficheros a 64 kb/seg o bien la partición de pantalla.

45. Ibermic. La alternativa punto a punto • Servicio de circuitos alquilados de Telefónica. Usa enlaces digitales de 2 Mb/seg. Y conexiones digitales semipermanentes. • Para llegar abonado usa sistemas de ganancia de par PGS y técnicas de eliminación de eco y códigos de línea (2B/1Q). • En el caso de proporcionar 2 Mb/seg. Se denomina al procedimiento de línea High Bitrate Subcriber Line (HDSL).

46. Concentración y proceso de datos: Redes

47. Procesadores Front end • Los main frames delegan en los front end processors FEP la tarea de recibir las líneas de los terminales, explorar los terminales si funcionan en modo pooling, comprobación de errores de transmisión,etc. para dedicarse a la ejecución de programas.

48. Procesadores de comunicaciones • Pueden actuar de Front end processors. • También pueden usarse como concentradores remotos, haciendo de FEP pero más cercano a los terminales, haciendose más rentable el uso de las líneas telefónicas. • Pueden funcionar como nodos de enrutamiento de mensajes o Store and Forward (tareas de enrutamiento), uniendo front ends y concentradores en una red.

49. Multiplexores por división en el tiempo • Un multiplexor posee entradas y salidas RS232 para conectar un main frame con varios terminales. • Multiplexación por división en el tiempo (TDM): alterna el uso de una línea con un modem de velocidad V (9600 bps) en cada extremo entre varias líneas de velocidad menor.Asigna periodos diferentes y consecutivos a cada perticipante. • El multiplexor estadístico concede tiempo de transmisión solo a los terminales activos, pudiendo conectarse más terminales que en el caso del TDM. • Algunos incluso eliminan los star y stop de la transmisión asíncrona o sustituyen los caracteres repetidos por el carácter y el número de repeticiones.

50. Compartidor de líneas • Explora el estado de la línea de cada interfaz de entrada conectandola con la salida si hay actividad. • Las otras líneas quedan a la espera con la línea Clear to send desactivada.