Redes de transporte
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Definición
Una red de transporte, también denominada (red troncal), "nucleo de red" o (backbone) tiene como objetivo concentrar el tráfico de información que proviene de las redes de acceso para llevarlo a mayores distancias.
Evolución de las redes de transporte
Tradicionalmente su arquitectura y sus características particulares estaban subordinadas al tipo de información que se deseaba transportar y a las características de las redes de acceso utilizadas. Así, por ejemplo, existen redes de transporte de señal de televisión (para el servicio convencional de difusión de televisión), redes de transporte de televisión por cable, múltiples tipos de redes de transporte de datos dependientes del servicio de datos en cuestión, redes de transporte de telefonía fija y redes de transporte de comunicaciones móviles. Sin embargo, la llegada de la digitalización comenzó un proceso de convergencia en las redes de transporte para hacerlas potencialmente capaces de transportar cualquier tipo de información, independientemente de su origen. A este proceso contribuyó también el uso masivo de la fibra óptica como el medio físico de preferencia para el transporte. A lo largo de este proceso han ido apareciendo una serie de tecnologías digitales para su aplicación en el transporte: X25, Frame Relay, SDH, ATM, cada una de ellas orientada inicialmente a solventar problemas específicos en arquitecturas específicas de transporte y que han tenido diferentes períodos de éxito y decadencia.
La llegada de la conmutación de paquetes y del paradigma de Internet, con el éxito de los protocolos IP como la base del transporte masivo de datos, introdujo una nueva cuestión al plantear si las redes de transporte debían o no tener un grado significativo de inteligencia en su núcleo central o si esta inteligencia se debía encontrar en los bordes de la red de transporte. La cuestión es muy relevante pues se pretende que las nuevas redes de transporte sean lo más transparentes posibles frente al despliegue de nuevas aplicaciones de interés para los usuarios, es decir, que sean válidas para cualquier nueva aplicación sin cambios significativos y sobre todo sin inversiones y retardos que puedan impedir cumplir las expectativas de los usuarios. Las redes de nueva generación en su parte de transporte darán respuesta a esta cuestión.
Redes PDH, SDH y ATM
El proyecto DVB ha definido una interfaz que se usará para conectar el mundo de las señales DVB a las redes PDH [ETS 300 813]. También se ha definido una interfaz para redes SDH [ETS 300 814] y redes ATM [ETS 300 815].
Redes PDH
(jerarquía digital Plesiócrona (Plesiochronous Digital Hierarchy))
La ITU-T define en la G.701 que dos señales digitales que tengan la misma velocidad nominal V (bit/s), que mantengan sus desviaciones máximas respecto a esta cadencia dentro de límites especificados ±ΔV (bit/s) y que no provengan del mismo reloj son señales digitales plesiócronas.
Limitaciones de la PDH
El proceso de justificación por una parte, y por otra el hecho de que la temporización vaya ligada a cada nivel jerárquico, hacen que en la práctica sea imposible identificar una señal de orden inferior dentro de un flujo de orden superior sin demultiplexar completamente la señal de línea. Uno de los mayores inconvenientes de la demultiplexación plesiócrona es que una vez formada la señal múltiplex, no es posible extraer un tributario concreto sin demultiplexar completamente la señal. Supongamos por ejemplo que tenemos un flujo de 140 Mbit/s, y que en un punto intermedio deseamos extraer un canal a 2 Mbit/s; es necesario para ello recurrir a las voluminosas y rígidas cadenas de multiplexación, que de forma esquemática se representan en la siguiente figura:
Las diferentes jerarquías plesiócronas existentes: americana, europea y japonesa, hacen muy difícil el interfuncionamiento. La escasa normalización ha conducido a que los códigos de línea, la modulación o las funciones de supervisión, sean específicas de cada suministrador, de forma que equipos de diferentes fabricantes son incompatibles entre sí.
Redes SDH
SDH = Jerarquía Digital Síncrona (Synchronous Digital Hierarchy). La revolución de los sistemas de transmisión, como consecuencia de la utilización de la fibra óptica como medio de transmisión, así como de la necesidad de sistemas más flexibles y que soporten anchos de banda elevados La trama básica de SDH es el STM-1(Synchronous Transport Module level 1), con una velocidad de 155 Mbps.
Ventajas y desventajas de SDH
La SDH presenta una serie de ventajas respecto a la jerarquía digital plesiócrona (PDH). Algunas de estas ventajas son:
- El proceso de multiplexación es mucho más directo. La utilización de punteros permite una localización sencilla y rápida de las señales tributarias de la información.
- El procesamiento de la señal se lleva a cabo a nivel de STM-1. Las señales de velocidades superiores son síncronas entre sí y están en fase por ser generadas localmente por cada nodo de la red.
- Las tramas tributarias de las señales de línea pueden ser subdivididas para acomodar cargas plesiócronas, tráfico ATM o unidades de menor orden. Esto supone mezclar tráfico de distinto tipo dando lugar a redes flexibles.
- Compatibilidad eléctrica y óptica entre los equipos de los distintos proveedores gracias a los estándares internacionales sobre interfaces eléctricos y ópticos.
En cuanto a las desventajas tenemos que:
- Algunas redes PDH actuales presentan ya cierta flexibilidad y no son compatibles con SDH.
- Necesidad de sincronismo entre los nodos de la red SDH, se requiere que todos los servicios trabajen bajo una misma referencia de temporización.
- El principio de compatibilidad ha estado por encima de la optimización de ancho de banda. El número de Bytes destinados a la cabecera de sección es demasiado grande, lo que nos lleva a perder eficiencia.
Redes ATM
ATM = Modo de Transferencia Asíncrona (Asynchronous Transfer Mode), es una tecnología para generar redes de alta capacidad y respuesta para permitir el trafico de grandes cantidades de información. A fin de aprovechar al máximo la capacidad de los sistemas de transmisión, sean estos de cable o radioeléctricos, la información no es transmitida y conmutada a través de canales asignados en permanencia, sino en forma de cortos paquetes (celdas ATM) de longitud constante y que pueden ser enrutadas individualmente mediante el uso de los denominados canales virtuales y trayectos virtuales.
El metodo de transmision ATM (Asynchronous Transfer Mode) consta de celdas de tamaño fijo de 53 bytes, los cuales conforman 5 bytes de header y 48 bytes de payload (carga util de la celda). Diferentes flujos de información, de características distintas en cuanto a velocidad y formato, son agrupados en el denominado Módulo ATM para ser transportados mediante grandes enlaces de transmisión. Estas tramas se multiplexan y pueden ser transportadas por redes de tipo SDH ( Syncrhonus Digital Hierachy) para norma europea y PDH para norma americana.
Las velocidades de transmisión de ATM más frecuentemente usadas son STM1 u OC3 (SDH, PDH respectivamente) que son 155,2MBits/s . Esta velocidad se puede transmitir tanto por fibra óptica como por cable del tipo STP5 y velocidades mayores solo transmitibles por fibra de STM4 - OC12 que son 622,5 Mbits/sec, STM16 - OC48 que son 2,5 Gbits/sec y una sobremultiplexacion (canalizacion) en STM64 - OC192 de casi 10 Gbits/sec.
Toda las transmisiones de ATM contienen parametros de QoS (Quality of Service) , ToS (Type of Service) , conformance y muchos parametros mas para asegurar la transmision.
Perspectiva de la tecnología ATM
El ATM fue la apuesta de la industria tradicional de las telecomunicaciones por las comunicaciones de banda ancha. Se planteó como herramienta para la construcción de redes de banda ancha (B-ISND) basadas en conmutación de paquetes en vez de la tradicional conmutación de circuitos. El despliegue de la tecnología ATM no ha sido el esperado por sus promotores. Las velocidades para las que estaba pensada (hasta 622Mbps) han sido rápidamente superadas; no está claro que ATM sea la opción más adecuada para las redes actuales y futuras, de velocidades del orden del gigabit. ATM se ha encontrado con la competencia de las tecnologías provenientes de la industria de la Informática, que con proyectos tales como la VoIP parece que ofrecen las mejores perspectivas de futuro.
En la actualidad, ATM es ampliamente utilizado allá donde se necesita dar soporte a velocidades moderadas, como es el caso de la ADSL, aunque la tendencia es sustituir esta tecnología por otras como Ethernet que esta basada en tramas de datos.
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