ISDN(Red Digital de Servicios Integrados)
1. Introducción
Se define la RDSI (Red Digital de Servicios
Integrados, en ingles ISDN) como una evolución de las Redes actuales, que
presta conexiones extremo a extremo a nivel digital y capaz de ofertar
diferentes servicios.
Decimos Servicios integrados porque utiliza la
misma infraestructura para muchos servicios que tradicionalmente requerían
interfaces distintas (télex, voz, conmutación de circuitos, conmutación de
paquetes...); es digital porque se basa en la transmisión digital, integrando
las señales analógicas mediante la transformación Analógico - Digital,
ofreciendo una capacidad básica de comunicación de 64 Kbps.
Como podemos observar, en el caso del teléfono se
efectúa la conversión Analógico Digital. En el caso de equipos digitales,
Ordenador, se transforma el código original a otro más adecuado a la
comunicación (Transformación de código).
2. Ventajas que aporta la RDSI.
La RDSI ofrece gran número de ventajas, entre las
que se pueden destacar las siguientes:
· Velocidad
Actualmente el límite de velocidad en las
comunicaciones a través de una línea telefónicas empleando señales analógicas
entre central y usuario mediante el uso de modems está alrededor de los 56Kbps.
En la práctica las velocidades se limitan a unos 45Kbps debido a la calidad de
la línea.
La RDSI ofrece múltiples canales digitales que
pueden operar simultáneamente a través de la misma conexión telefónica entre
central y usuario; la tecnología digital está en la central del proveedor y en
los equipos del usuario, que se comunican ahora con señales digitales.
Este esquema permite una transferencia de datos a
velocidad mucho mayor. Así, con un servicio de acceso básico, y empleando un
protocolo de agregación de canales, se puede alcanzar una velocidad de datos
sin comprimir de unos 128 Kbps.
Además, el tiempo necesario para establecer una
comunicación en RDSI es cerca de la mitad del tiempo empleado con una línea con
señal analógica.
· Conexión de múltiples
dispositivos
Con líneas analógicas resulta necesario disponer de
una línea por cada dispositivo del usuario, si estos se quieren emplear
simultáneamente. Resulta muy caro enviar datos (archivos o vídeo) mientras se
mantiene una conversación hablada. Por otra parte, se requieren diferentes
interfaces para emplear diferentes dispositivos al no existir estándares al
respecto.
Con la RDSI es posible combinar diferentes fuentes
de datos digitales y hacer que la información llegue al destino correcto.
Como la línea es digital, es fácil controlar el
ruido y las interferencias producidos al combinar las señales. Además, las
normas de la RDSI especifican un conjunto de servicios proporcionados a través
de interfaces normalizados.
· Señalización
La forma de realizar un llamada a través de una
línea analógica es enviando una señal de tensión que hace sonar la
"campana" en el teléfono destino. Esta señal se envía por el mismo
canal que las señales analógicas de sonido. Establecer la llamada de esta
manera requiere bastante tiempo. Por ejemplo, entre 30 y 60 segundos con la
norma V.34 para modems.
En una conexión RDSI, la llamada se establece
enviando un paquete de datos especial a través de un canal independiente de los
canales para datos. Este método de llamada se engloba dentro de una serie de
opciones de control de la RDSI conocidas como señalización, y permite
establecer la llamada en un par de segundos. Además informa al destinatario del
tipo de conexión (voz o datos) y desde que número se ha llamado, y puede ser
gestionado fácilmente por equipos inteligentes como un ordenador.
· Servicios
La RDSI no se limita a ofrecer comunicaciones de
voz. Ofrece otros muchos servicios, como transmisión de datos informáticos
(servicios portadores), télex, facsímil, videoconferencia, conexión a
Internet.., y opciones como llamada en espera, identidad del origen...
Los servicios portadores permiten enviar datos
mediante conmutación de circuitos (con un procedimiento de llamada se establece
un camino fijo y exclusivo para transmitir lo datos en la red, al estilo de las
redes telefónicas clásicas) o mediante conmutación de paquetes (la información
a enviar se divide en paquetes de tamaño máximo que son enviados
individualmente por la red).
3. Canales y Servicios.
Canales de transmisión.
La RDSI dispone de distintos tipos de canales para
el envío de datos de voz e información y datos de control: los canales tipo B,
tipo D y tipo H:
· Canal B
Los canales tipo B transmiten información a 64Kbps,
y se emplean para transportar cualquier tipo de información de los usuarios,
bien sean datos de voz o datos informáticos.
Estos canales no transportan información de control
de la RDSI.
Este tipo de canales sirve además como base para
cualquier otro tipo de canales de datos de mayor capacidad, que se obtienen por
combinación de canales tipo B.
· Canal D
Los canales tipo D se utilizan principalmente para
enviar información de control de la RDSI, como es el caso de los datos
necesarios para establecer una llamada o para colgar. Por ello también se
conoce un canal D como "canal de señalización". Los canales D también
pueden transportar datos cuando no se utilizan para control. Estos canales
trabajan a 16Kbps o 64kbps según el tipo de servicio contratado.
· Canales H
Combinando varios canales B se obtienen canales
tipo H, que también son canales para transportar solo datos de usuario, pero a
velocidades mucho mayores. Por ello se emplean para información como audio de
alta calidad o vídeo.
Hay varios tipos de canales H:
- Canales H0,
que trabajan a 384Kbps (6 canales B).
- Canales H10,
que trabajan a 1472Kbps (23 canales B).
- Canales H11,
que trabajan a 1536Kbps (24 canales B).
- Canales H12,
que trabajan a 1920Kbps (30 canales B).
4. Tipos de servicio o modos de acceso.
Podemos dividir la RDSI en dos clases según el
ancho de banda: RDSI de banda estrecha y RDSI de banda ancha.
RDSI de banda estrecha
Los Accesos de Usuario definidos para RDSI en Banda
Estrecha permiten la comunicación a velocidades de 64 Kbps, o agrupaciones de
está velocidad.
Debido a la estructura de transmisión y conmutación
de la RDSI, técnicas digitales, la integridad de la información está asegurada.
Lógicamente ésta integridad, permite unas comunicaciones secretas o al menos
más inmunes a escuchas indeseadas. Por otra parte las técnicas digitales
permiten un tratamiento de las señales de forma que la transmisión de la
información no sufra degradaciones debido a la distancia o a perturbaciones
externas, ruido, asegurando de esta forma una información más
"limpia" de errores.
Es también una ventaja añadida la posibilidad de
enviar pequeños mensajes en la "llamada" para indicar situaciones
especiales, envío de textos como: "Llámame en 30 minutos", permiten
al Usuario Llamado la posibilidad de devolver la llamada. La aparición de
elementos como el número de origen de la llamada, el número destino, etc.,
mejoran los servicios de la Red en beneficio del Usuario.
Ver figura, ejemplo de un mensaje de
señalización.
Un usuario puede contratar dos tipos de servicio
diferentes con el proveedor telefónico según sus necesidades:
- Acceso básico o BRI (Basic Rate Interface)
Proporciona dos canales B y un canal D de 16Kbps
multiplexados a través de la línea telefónica. De esta forma se dispone de una
velocidad total de 144Kbps.
Este es el tipo de servicio que encaja en las
necesidades de usuarios individuales.
- Acceso primario o PRI (Primary Rate Interface).
En EE.UU. suele tener 23 canales tipo B y un canal
D de 64Kbps, alcanzando una velocidad global de 1536Kbps.
En Europa el PRI consiste de 30 canales B y un
canal D de 64Kbps, alcanzando una velocidad global de 1984Kbps.
En el segundo caso, los canales B también pueden
estar agrupados como 5 canales H0 o un canal H12.
Este es el tipo de servicio que contratan entidades
con gran demanda.
RDSI de banda ancha
Esta nueva red es básicamente igual a la RDSI
actual, con la diferencia de que la velocidad mínima a la que trabaje será de
2Mbps, pudiendo llegar a los 100Mbps. Estas velocidades permiten aumentar en
gran medida el número de servicios que la red ofrecerá.
Para lograr esas características, la RDSI de banda
ancha hace uso de la tecnología de redes ATM.
También se están desarrollando ya gran variedad de
aplicaciones para esta tecnología, entre las que destacan los servicios de
televisión digital de alta definición por cable.
5. Agregación de canales.
La RDSI ofrece la capacidad de agregar canales para
realizar conexiones a mayor velocidad.
Así, con un acceso BRI se puede establecer dos
conexiones a 64Kbps o una única conexión a 128Kbps, usando siempre una única
línea RDSI.
En realidad, una llamada a 128Kbps son dos llamadas
diferentes a 64Kbps cada una, existiendo un protocolo por encima que permite
ver esa llamada como una sola. Lo que también quiere decir que una conexión a
128Kbps cuesta el doble que otra de igual duración a 64Kbps. Esto es así a
pesar de que, en la práctica, doblar el ancho de banda no significa doblar la
velocidad de transferencia máxima. La mejora del rendimiento depende de la utilización
que el protocolo haga del ancho del mayor banda.
Muchos fabricantes de hardware para RDSI permiten
la agregación de canales utilizando protocolos propios. De esta forma solo es
posible conectar con usuarios que utilicen hardware del mismo fabricante. Para
garantizar la compatibilidad entre equipos de diversos fabricantes es
conveniente que el hardware soporte el protocolo MPPP (Multilink point to point
protocol). Además, el proveedor de la RDSI también debe ofrecer esta
posibilidad.
6. Interfaces y configuraciones
La configuración de referencia, ver figura 3, está
definida por Agrupaciones funcionales, equipos con una función concreta, y
puntos de referencia o interfaces, puntos concretos en los que la RDSI presenta
características de transmisión o conmutación determinadas.
Se comentan a continuación las características de
cada elemento.
Agrupaciones funcionales
Las agrupaciones funcionales son elementos que
desarrollan una función, en este caso corresponden a equipos o elementos de los
mismos bien del Cliente o de Central.
TC.- Terminación de
Central, situada en la Central de Conmutación se encarga de el mantenimiento
del Acceso de Usuario. Realiza la conexión de canales, soporta la señalización
del usuario y el envío de información en modo paquete.
TL.- Terminación de
Línea, situada en la Central, se encarga de los aspectos de transmisión.
Convierte el código binario al código de línea empleado. Controla la
sincronización del Acceso. Ésta agrupación funcional está unida a la TC
formando una agrupación.
TR1.- Terminación de
Red nº 1, es el primer elemento en el domicilio del Cliente y obligación de la
compañía explotadora del servicio, en España Telefónica. Permite la
sincronización con los equipos conectados a continuación, controla la conexión
con la Central, adecua las señales de la línea a códigos adecuados para la
conexión de los equipo, permite la verificación a distancia, pudiéndose evaluar
la calidad del enlace.
TR2.- Terminación de
Red nº 2, realiza funciones de control en la instalación del Cliente:
tratamiento de la señalización, multiplexación de canales de información,
posible conmutación local (centralita), concentración de tráfico y
mantenimiento de la instalación del usuario.
ET1.- Equipo Terminal
nº 1, es el Equipo Terminal RDSI, preparado para señalización en modo paquete y
gestión de canales de información. Algunos ejemplos pueden ser Teléfonos RDSI,
equipos de Videotelefonía, Tarjetas de PC, etc.
AT.- Adaptador de
Terminales, se trata de un equipo RDSI que tiene la capacidad de adaptar
interfaces. Convierte las señales de otros equipos no RDSI a señales adecuadas
al interfaz correspondiente (interfaz "S").
ET2.- Equipos
Terminales nº 2, son equipos no RDSI que pueden conectarse mediante un interfaz
no Normalizado por RDSI a la Red. Fax Grupos 2 y 3, Teléfonos analógicos,
módem.
Puntos de referencia o interfaces
Los Puntos de Referencia son interfaces entre las
agrupaciones funcionales y pueden ser Reales o Virtuales. Los puntos de
referencia Virtuales no son accesibles, o en algunos casos coinciden con otro
Interfaz.
V.- representa la
separación entre las funciones de conmutación y transmisión en la Central. Se
trata de un interfaz Virtual ya que TL y TC están unidas en la Placa de Línea
de la Central Pública.
U.- representa las
características de transmisión en la línea, de forma que especifica el formato
de la trama en la misma, los códigos posibles, niveles de señal, las
perturbaciones permitidas (atenuación, ruido). Brinda al TR1 la posibilidad
sincronización, la activación, y sirve de transporte al Acceso.
T.- representa la
separación entre la transmisión de línea y la transmisión en el domicilio del
Cliente. Es un punto de Transmisión que puede coincidir con el Punto
"S".
S.- representa el
interfaz de conexión físico de los equipos terminales RDSI, y define la estructura
de trama, la gestión del Canal D, la sincronización y las características de
transmisión.
R.- representa un
interfaz no normalizado en RDSI, y precisa de un AT para que el equipo
correspondiente pueda conectarse al Acceso.
En el Acceso Básico los puntos S y T corresponden
al mismo interfaz, denominándose interfaz S. Así pues la conexión de un equipo
terminal se efectúa directamente al TR1, mediante una configuración de
instalación determinada (Bus). Puede conectarse un TR2 pero éste deberá implementar
un interfaz S en la conexión.
En el Acceso Primario se conectara un TR2 para
transformar el interfaz T en interfaz S permitiendo la conexión de equipos
terminales RDSI. En el caso de equipos que gestionen los 30 canales de
comunicación, Videoconferencia de alta calidad, este se conecta al interfaz T,
ya que el equipo hará las funciones de TR2.
En el lado de Central las agrupaciones TL y TC
están siempre incluidas en la correspondiente tarjeta de línea, así pues el
interfaz V no será accesible. El interfaz U puede adaptarse a otras señales
mediante los equipos de transmisión adecuados, de esta forma se asegura una
cobertura mayor (multiplexores).
7. Codificación de tramas
Una trama de nivel físico en un interface U de un
acceso BRI se compone de un grupo de 8 tramas de menor tamaño, cada una de las
cuales incluye los siguiente campos:
· Sincronización
Secuencia especial del código de línea que ayuda al
receptor a identificar la señal de reloj de la trama.
· Datos
Doce grupos de 18 bits para los datos de los dos
canales B y el canal D. En cada grupo se toman 8 bits para cada canal B y 2
para el canal D.
· Mantenimiento.
Contiene un valor de CRC para detección de errores
en el receptor. También incluye bits dedicados a comandos especiales, como los
de prueba o test de la línea.
En el caso de un acceso PRI, para el interface U se
emplea la estructura de trama normalizada para TDM.
El sistema TDM (Multiplexión por división de tiempo)
es un sistema digital que permite combinar o multiplexar hasta 30 canales de
señales digitales de 8 bits a 64Kbps procedentes de diversas fuentes dentro de
una trama de 32 bytes enviados a 2048 Kbps (la trama dura 125 mSeg). La trama
también incorpora 2 bytes para señalización y sincronización.
Este sistema es ampliamente usado para las
comunicaciones de datos, especialmente en líneas digitales entre centrales, y
es la base para otras muchas técnicas de transmisión de datos (como frame -
relay) y protocolos.
En Norteamérica se emplea un sistema de TDM
distinto, que trabaja a 1544Kbps, y que también esta incluido en las
recomendaciones mencionadas de la ITU.
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