Arquitectura De Redes Y Servicios

ARQUITECTURA DE REDES SISTEMAS Y SERVICIOS.

2º Ing. Telecomunicación. Curso 2007/08

ARQUITECTURA Y ORGANIZACIÓN DE LAS REDES DE TELECOMUNICACIÓN 1.

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LAS COMUNICACIONES .........................................3

1.1

INTRODUCCIÓN: MODELO PARA LA COMUNICACIÓN ......................................................3

1.2

LOS PRIMEROS SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN .........................................................4

1.3

EL TELÉGRAFO ELÉCTRICO ...............................................................................................8

1.4

EL TELÉFONO Y LA RED DE TELEFONÍA ............................................................................9

1.5

LAS COMUNICACIONES RADIO .........................................................................................15

1.6

LA SOCIEDAD DE LA INFORMACIÓN .................................................................................16

2.

SERVICIOS DE TELECOMUNICACIÓN ....................................................................19

2.1

DEFINICIÓN Y EJEMPLOS ..................................................................................................19

2.2

TIPOS DE SERVICIOS .........................................................................................................22

2.2.1

SERVICIOS BÁSICOS.....................................................................................................22

2.2.2

SERVICIOS SUPLEMENTARIOS...................................................................................23

2.3

FACTORES EN EL ÉXITO DE NUEVOS SERVICIOS .............................................................23

2.3.1

FACTORES ORIENTADOS AL CLIENTE ......................................................................23

2.3.2

FACTORES ORIENTADOS A LA ADMINISTRACIÓN ..................................................25

3.

COMPONENTES Y ESTRUCTURA DE LAS REDES.................................................26

3.1

INTRODUCCIÓN: DEFINICIONES BÁSICAS ........................................................................26

3.1.1

CANAL DE COMUNICACIÓN ...............................................................................................27

3.1.2

ENLACE ............................................................................................................................27

3.1.3

NODO ...............................................................................................................................28

3.1.4

RED DE TELECOMUNICACIÓN ............................................................................................28

3.2

CLASIFICACIÓN DE LAS REDES DE TELECOMUNICACIÓN...............................................28

2 Arquitectura y organización de las redes 3.2.1

EN FUNCIÓN DEL MODO DE ADMINISTRARLAS .....................................................29

3.2.2

EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO O ALCANCE ..................................................................29

3.2.3

EN FUNCIÓN DEL FLUJO DE LA INFORMACIÓN.....................................................29

3.3

TOPOLOGÍAS .....................................................................................................................30

3.3.1

CONFIGURACIÓN EN ESTRELLA................................................................................30

3.3.2

CONFIGURACIÓN EN MALLA .....................................................................................31

3.3.3

CONFIGURACIÓN EN BUS...........................................................................................31

3.3.4

CONFIGURACIÓN EN ANILLO ....................................................................................32

3.3.5

CONFIGURACIÓN EN ÁRBOL......................................................................................33

3.4

ESTRUCTURA DE LA RED ..................................................................................................34

3.4.1

- RED TERMINAL ...............................................................................................................35

3.4.2

- RED DE ACCESO .............................................................................................................36

3.4.3

- RED DORSAL ..................................................................................................................36

4.

NORMALIZACIÓN ..........................................................................................................36

4.1

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................36

4.2

ORGANISMOS INTERNACIONALES ...................................................................................38

4.2.1

UIT: UNIÓN INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONES..................................................38

4.2.2

ISO: ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DE ESTANDARIZACIÓN............................................40

4.2.3

IEC: COMITÉ ELECTRÓNICO INTERNACIONAL...................................................................42

4.3 4.3.1

ORGANISMOS EUROPEOS .................................................................................................42 CEPT: CONFERENCIA DE ADMINISTRACIONES EUROPEAS DE CORREOS Y

TELECOMUNICACIONES .................................................................................................................42

4.3.2

ECMA: ASOCIACIÓN EUROPEA DE FABRICANTES DE ORDENADORES................................42

4.3.3

ETSIT: EUROPEAN TELECOMUNICATIONS STANDARDS INSTITUTE. ...................................42

4.3.4

CEN/CENELEC ..............................................................................................................42

4.4

OTROS ORGANISMOS ........................................................................................................43

4.4.1

IEEE: INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERS ......................................43

4.4.2

IETF: INTERNET ENGINEERING TASK FORCE ....................................................................44

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 3

1. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LAS COMUNICACIONES 1.1 Introducción: Modelo para la comunicación

Figura 1. Modelo de comunicación

En la figura 1 se representa el modelo general de cualquier comunicación entre dos elementos, la fuente y el destino. La finalidad de toda comunicación es la misma TRANSMITIR INFORMACIÓN DESDE LA FUENTE AL DESTINO. El concepto de información es por tanto clave al estudiar los sistemas de comunicación. Se puede, en primer lugar, distinguir entre un sistema origen, en el que se genera la información, un sistema de transmisión, que se encargará de transportar la información generada y un sistema destino, en el que se recibirá la información. Cuestión 1. Observe que el concepto de información es clave en un sistema de comunicación. ¿Cuál es la unidad de medida de la información?

•

Sistema origen: En el sistema origen existen dos componentes principales; la

fuente y el transmisor. La fuente generará la información a transmitir. La naturaleza de esta información puede ser muy diversa: se pueden transmitir sonidos, imágenes, palabras, datos generados en un PC, … El Transmisor transforma y codifica la información generada en la fuente para que ésta pueda ser transmitida a través del sistema de transmisión. Por ejemplo se pueden producir señales electromagnéticas susceptibles de ser transmitidas a través de un cable portador. Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

4 Arquitectura y organización de las redes Cuestión 2. ¿Cómo definirías el término codificación? ¿Qué papel juega el símbolo en la codificación?

•

Sistema de Transmisión: Representa el conjunto de medios a utilizar para

trasmitir la información entre un extremo y otro. En el ámbito de las telecomunicaciones puede ser desde un simple cable hasta una red compleja. En el interior de este sistema de transmisión se transporta una señal que sufrirá modificaciones, se atenuará, se le añadirá ruido, interferencias… Todas estas perturbaciones deberán estar controladas, para que una vez que la señal llega al destino se pueda extraer correctamente la información que transporta. •

Sistema destino: En el sistema destino se distinguen dos componentes

principales; El receptor y el destino. El receptor acepta la señal que proviene del sistema de transmisión y la transforma para extraer la información que será entregada al destino. El destino toma los datos del receptor y los interpreta o procesa de la forma más conveniente.

Cuestión 3. Por supuesto este modelo general puede materializarse de cientos, MILES, de formas en el mundo real. Piensa en algunos ejemplos de comunicaciones que uses a diario.

1.2 Los primeros sistemas de telecomunicación Cuando el sistema de transmisión utilizado permite la transferencia de información entre usuarios situados en puntos geográficos distantes, sin obligar a la proximidad física de origen y destino, se puede hablar de telecomunicación en lugar de simple comunicación. Hasta la aparición de los primeros sistemas de telecomunicación la comunicación de información entre dos personas distantes, ya sea oral, escrita o gestual precisa que al menos una de ellas se desplace a un punto de encuentro con la otra. Dependiendo de la distancia puede ser preciso contar con vías adecuadas y un sistema de desplazamiento lo bastante eficiente para que se cumpla una de las premisas básicas de la comunicación: que sea rápida y eficaz. No tiene sentido que un mensajero nos informe de que un ciclón está avanzando sobre nuestra ciudad tres días después de que el ciclón haga estragos en ella. Podríamos considerar el origen de las telecomunicaciones en tiempos muy remotos, cuando la información a transmitir se enviaba a través de mensajeros que, a pie o a caballo, recorrían grandes distancias. El uso de mensajeros es poco eficiente pues los Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 5 mensajes pueden perderse, ser interceptados, y, en cualquier caso, el retraso que sufren los hace poco válidos en ciertas situaciones. Cuestión 4. Piense en los problemas de este tipo de telecomunicación. ¿Cómo se podrían mejorar problemas como la seguridad o el tiempo de recepción?

Los sistemas de telecomunicación tratan de crear medios dedicados que ahorren tiempo evitando el desplazamiento físico del mensajero a lo largo de todo el recorrido, proporcionando así una comunicación eficiente. Cualquier sistema de telecomunicación estable necesita de una infraestructura y unos gastos que sólo pueden ser sufragados por una entidad poderosa. Por ello los primeros sistemas de telecomunicación eran siempre por y para el servicio del estado. En el pasado los primeros sistemas de telecomunicación aparecen pronto en aquellos pueblos que por su expansión guerrera se vieron obligados a contar con algún medio de envío rápido de noticias: señales luminosas, de humo, sonidos de tambor... Los cartagineses utilizaron las antorchas para comunicarse en la larga marcha, a través de los Alpes, de Aníbal hacia Roma. Los romanos llegaron a tener un sistema de señales de fuego combinado con columnas de humo que permitía comunicar sus diferentes campamentos. En 1340 la Marina castellana adoptó la telegrafía de señales mediante gallardetes de diferentes colores que comunicaban órdenes y noticias codificados a las naves que luchaban contra el reino de Aragón.

Figura 2. Telégrafo y alfabeto óptico

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

6 Arquitectura y organización de las redes

“En el siglo XVI, las comunicaciones interiores de los tercios de España se realizaban mediante toques de tambor, con un código de señales que permitían transmitir las órdenes. Del sargento mayor dependía directamente el tambor general o tambor mayor, cuya misión era comunicar, mediante señales acústicas de su caja, las órdenes del alto mando al resto de los tambores. Era éste cargo de gran responsabilidad. Además de conocer todos los toques de ordenanza debía saber comunicar las órdenes de combate: arma furiosa, batalla soberbia, retirara presurosa, … También estaba obligado a conocer los toques de otros ejércitos: franceses, alemanes, ingleses, italianos, turcos y moriscos. Esta misión era ayudada por trompetas para evitar que se perdieran las órdenes en la confusión y estruendo de la batalla” El Cautivo. Jesús Sánchez Adaliz

Estos sistemas primitivos permitían la rápida transmisión de un conjunto muy limitado de símbolos, pero no una comunicación completa con un vocabulario relativamente amplio. La primera red de telecomunicación propiamente dicha surge con la aparición de la telegrafía óptica, que permite sustituir a la mensajería. Se cuenta con un vocabulario amplio, como muestra la figura 2, que facilita la transmisión de cualquier tipo de mensaje. Data de la revolución francesa, cuando Claude Chappe, ideó una red ópticamecánica cuyos nodos consistían en una columna con una barra perpendicular en su extremo y dos brazos móviles fijados en dicha barra. Combinando las distintas posiciones de la barra y los brazos era posible fijar hasta 196 figuras distintas. En principio cada una de estas combinaciones correspondía a una sílaba, adoptando un código similar al de la taquigrafía, aunque posteriormente se sustituyó por otro basado en un diccionario o vocabulario de 92 páginas con 92 palabras en cada página, siendo necesario sólo dos símbolos por palabra.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 7 Cuestión 5. Observe como mejorando el sistema de codificación se puede mejorar el rendimiento de la transmisión. Más información en cada palabra (mayor número de bits por segundo).

Dicho equipo (semáforo) se instalaba encima de una torre en puntos elevados para hacerlo visible desde lejos. Las torres distaban unas de otras aproximadamente 10 Km, y los semáforos se pintaban de negro para ser distinguidos con claridad (aunque no era posible transmitir mensajes por la noche). La primera línea telegráfica puesta en marcha data de 1794, y consistía en 22 estaciones que cubrían una distancia de 240 kilómetros, uniendo Lille con París. Esta línea permitía transmitir un mensaje en menos de 6 minutos, frente a las 30 horas necesarias para un mensajero a caballo. En menos de una década el telégrafo de Chappe se extendía por Europa. Cuestión 6. Piense en algún sistema de telecomunicación en el que la distancia visual siga siendo un concepto importante en la actualidad.

En España no será hasta el 20 de junio de 1831 cuando se envió el primer despacho por telegrafía óptica. Se utilizaba el sistema del español Lerena, perteneciente a la escuela inglesa y mucho más rápido en transmisión que el de Chappe. Tenía también la ventaja de que las torres se podían situar a 2 leguas y media como máximo, lo que alargaba la red considerablemente. Pero para un estado endeudado, como lo estaba el Español entonces, una empresa de tales características tenía un alto coste: 25.000 reales por torre y 1.500 por lente (de procedencia inglesa), a lo que había que sumar gastos de mantenimiento. Por ello, el 8 de octubre de 1835 se ordenaba a Lerena que cesase en la dirección de Los Reales Telégrafos. Los trabajos para la realización de una red telegráfica nacional no se retoman hasta 1845, con la construcción de la línea principal Madrid-Irún con 52 torres en 9 provincias, que a su vez enlazaba con Francia a partir de la frontera gracias a una torre óptica Chappe que transmitía a París. El 2 de octubre de 1846 se envió el primer telegrama por dicha línea. Se configura una red estatal que envía mensajes oficiales y garantiza el secreto en la comunicación según se dispone en el reglamento de 1846. Las líneas proyectadas son: Madrid con Valencia, Barcelona, Sevilla, Cáceres, Badajoz, La Coruña y Zaragoza; así como Zaragoza con Pamplona y Lérida, y Albacete con Cartagena. Hubo algunas dificultades en la implantación de esta red, por ejemplo en Sevilla no consintieron que se instalara el telégrafo en la Torre del Oro y hubo que buscarle otro emplazamiento.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

8 Arquitectura y organización de las redes Cuestión 7. ¿Existe un problema similar actualmente?¿Dónde?

Los trabajadores eran de tres clases: ingenieros (que decidían el emplazamiento de las torres), torreros (ejecutores de los servicios de transmisión, conocían el significado de los textos que transmitían y se decodificaban en los extremos) y subalternos. En 1851 se afirmaba que, de Valladolid a Madrid un mensaje tardaba no más de 1/4 de hora si el día era despejado, por lo que el sistema resulta extremadamente rápido en comparación con el mensajero terrestre. Los primeros telegrafistas era personal licenciado del Ejército, acostumbrados a condiciones duras de trabajo (intrusiones, asaltos, aislamiento, ...). Cuestión 8. Piense en la propagación de errores en este sistema. ¿Es una transmisión analógica o digital? ¿Qué ventaja puede tener en cuanto a la propagación de errores?

1.3 El telégrafo eléctrico El telégrafo eléctrico fue uno de los primeros inventos que surgieron como aplicación de los descubrimientos de Ampere y Faraday. Consiste en un dispositivo que transmite mensajes codificados a larga distancia mediante impulsos eléctricos que circulan a través de un cable conductor. Fue Joseph Henry quién, en 1829, construyó el primer telégrafo eléctrico, cuyo esquema se muestra la figura 3. Sin embargo, la persona que le dio el gran impulso fue el estadounidense Samuel Morse, quien en 1844 llevó a cabo la primera transmisión telegráfica entre Washington y Baltimore.

Figura 3. Telégrafo eléctrico

El telégrafo consiste básicamente en una batería con un extremo conectado a un manipulador o conmutador. Cuando éste es accionado se cierra el circuito eléctrico que tiene conectado un electroimán en la estación receptora. Al cerrar el circuito, el Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08 Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 9 electroimán atrae a un estilete que puede imprimir una marca en una hoja de papel que gira. En lugar del estilete se puede colocar algún dispositivo que produzca sonido. De esta forma se logra transmitir la señal de un extremo a otro. Morse completó su invento con un alfabeto que permitía representar las letras y números basándose en tres símbolos: el punto, una pulsación corta de manipulador, la raya o una pulsación larga y el silencio, para diferenciar las letras y las palabras. En 1866 se instaló el primer cable trasatlántico que unía América con Europa, permitiendo así la interconexión de ambas redes telegráficas. La telegrafía eléctrica se había impuesto ya por esta época en otros países de Europa desarrollada al amparo del ferrocarril, donde las compañías tenían su propia red que coincidía con el trazado de la línea. En España la primera línea ferroviaria en funcionamiento, de Mataró a Barcelona, contó sorprendentemente con un servicio de telegrafía óptica, lo que constituyó una excepción pues las posteriores líneas se sirvieron de la telegrafía eléctrica para sus comunicaciones. Si la telegrafía óptica apareció con bastante retraso en España respecto a vecinos como Francia, la telegrafía eléctrica no lo hizo con tanta diferencia. Hacia 1863 el mapa telegráfico tenía ya una cierta complejidad con 7 líneas radiales y una red periférica que cubría costas y fronteras. A esta red básica se sumaban una serie de líneas de socorro por si algún tramo de la red básica fallaba. El sistema de transmisión más utilizado al comienzo fue el Wheastone de dos agujas, pero pronto se optó por el Morse que facilitaba las comunicaciones internacionales, dejando el Wheastone para la transmisión interior. Cuestión 9. Fíjese en que la importancia de la redundancia en la red es considerada desde los primeros sistemas de telecomunicación

1.4 El teléfono y la red de telefonía En febrero de 1876, Alexander Graham Bell registra la patente de su teléfono basado en el principio de la resistencia variable. Aunque años antes Meucci había patentado un invento similar, al que había llegado por pura casualidad cuando realizaba tratamientos con descargas eléctricas, pero el impago de la renovación de la patente hizo que éste la perdiera. Este teléfono, en esencia, consta de un transmisor y un receptor unidos por un hilo metálico a través del cual pasa la electricidad, como se muestra en la figura 4. Las Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

10 Arquitectura y organización de las redes vibraciones en la membrana del transmisor originan variaciones eléctricas en el circuito gracias a un electroimán (originalmente se conseguía con una solución ácida líquida). El cable por el que se transmite la corriente eléctrica variable que envía el emisor se conecta, en el equipo receptor, a un electroimán, cuyo extremo se encuentra unido por medio de una lengüeta metálica a un diafragma que produce el sonido. Las variaciones eléctricas producen vibraciones mecánicas en la membrana que son réplica de las vibraciones sufridas en la membrana del transmisor. En principio se podía hablar y escuchar por un solo tubo, pero para mayor comodidad se separó en dos piezas.

Figura 4. Esquema del teléfono

El teléfono evolucionó rápidamente, lo que permitió incrementar la calidad de la voz transmitida y la distancia de alcance. En 1877, año en que se crea la empresa Bell, Thomas Edison patenta un transmisor mejorado que se basa en un bloque con un granulado de carbón que varía su densidad y conductividad en función de la presión de la onda sonora incidente. Las primeras comunicaciones telefónicas se llevaban a cabo uniendo los teléfonos directamente, por lo que dos personas que deseen hablar, tan sólo deben comprar un teléfono y unirlo con un cable hasta el otro. Esto implicaría que para conversar con tres personas necesitaríamos, como se aprecia en la figura 5, seis cables y doce aparatos telefónicos. Si consideramos N personas, el número de cables necesarios será de N(N1)/2, del orden de N2, como se muestra en la figura 5. Así mismo será necesario disponer de N(N-1) aparatos telefónicos, por lo que el coste de la instalación crece rápidamente a medida que incrementamos el número de usuarios. Para disminuir costes, y teniendo en cuenta que en un instante determinado sólo se está hablando con una persona, es posible tener un teléfono que incorpore un dispositivo (conmutador) que permita seleccionar la línea que se pretende utilizar, por lo que tan sólo hará falta un

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 11 teléfono

y

un

conmutador

por

usuario,

aunque

continuamos

necesitando

aproximadamente N2 líneas telefónicas, como muestra la figura 6.

Figura 5. Conexión de N usuarios sin conmutación

No obstante el coste de la instalación sigue siendo elevado debido al precio de las líneas, que es proporcional a la distancia entre usuarios. Además, resulta ineficiente pues un usuario sólo puede utilizar una línea en un instante de tiempo, quedando el resto ociosas. Pensemos que para 10.000 usuarios sería necesario instalar 50 millones de líneas, lo que dificulta la escalabilidad de la solución, que tan sólo será válida para pocos usuarios y siempre que no se encuentren muy alejados.

Figura 6. Teléfono con conmutador

Un paso adelante en la solución de este problema se puede llevar a cabo alejando la conmutación de los usuarios. De esta forma todos los usuarios llevan una línea hasta el conmutador, disminuyendo en número de líneas necesarias hasta N (al igual que el número de equipos telefónicos). En el conmutador terminarán todas las líneas en unos Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

12 Arquitectura y organización de las redes conectores, o puntos terminales. Una persona, llamada operadora, se encargará de conectar los dos puntos terminales correspondientes a los usuarios que deseen mantener una comunicación, como muestra la figura 7.

a

Figura 7. Conmutación en la conexión

De esta forma, pasamos de tener una línea dedicada para cada usuario destino, a tener líneas compartidas entre todos los usuarios, con lo que el rendimiento aumenta. En 1878 aparece el primer tablero de conmutación manual con capacidad para 21 abonados, aunque los últimos tableros utilizados tenían una capacidad de hasta 10.500 abonados, como muestra la figura 8.

Figura 8. Conmutación manual Cuestión 10. Reflexione sobre cómo se establecían las conexiones cuando se usaba este tipo de conmutación. ¿Qué es la señalización? ¿Qué tipo de señalización se utilizaba?

Cuando el número de abonados crece en exceso, y la distancia entre estos y la central de conmutación resulta elevada, se hace rentable tener una nueva central de conmutación y dividir a los abonados entre ambas. Para facilitar la comunicación entre dichas centrales se establecen unas líneas especiales denominadas enlaces. A las líneas que conectan los Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 13 abonados con sus centrales se les denomina extensiones o bucles de abonado. En la figura 9 se representa un ejemplo de comunicación para dos centrales con cuatro abonados cada una.

Figura 9. Conmutación con varias centrales

Cuando dos abonados pertenecientes a distintas centrales deseen hablar entre si, la operadora deberá utilizar un enlace disponible entre ambas centrales. Si dichos enlaces no estuvieran disponibles (ocupados con otras conexiones) la llamada no podrá efectuarse. Este hecho nos lleva a la aparición de un nuevo problema: la pérdida de llamadas por saturación en los enlaces, concepto que aparece ligado al uso compartido de enlaces entre varios usuarios. El número de enlaces siempre resulta sensiblemente inferior al de líneas de abonado, ya que no todos los usuarios de una central suelen llamar en el mismo instante de tiempo ni tampoco las llamadas van siempre dirigidas a otro conmutador. Cuestión 11. ¿Qué parámetros consideraría usted para elegir el número de enlaces a desplegar entre dos centrales de conmutación?

Cuando el número de centrales es pequeño y no están geográficamente muy separadas, compensará económicamente unir todas las centrales entre si, pero cuando la red crezca se deberá aplicar la misma solución de antes: unir las centrales a otra central dedicada exclusivamente a la conmutación entre ellas. Esta solución facilita la escalabilidad, permite un control centralizado y la ordenación geográfica de la red.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

14 Arquitectura y organización de las redes Cuestión 12. Defina el concepto de escalabilidad. ¿Por qué este diseño de red es escalable?

En España se realizó en 1878 la primera prueba telefónica, aunque no hubo legislación al respecto hasta 1882, año en el que la Administración se atribuye la titularidad de la red, aunque permite que ésta sea instalada por iniciativa privada. En 1886 existen en España tres centrales privadas: la más antigua en Barcelona con 602 abonados, 346 alberga la de Madrid y 64 la de Valencia. Las primeras instalaciones consistían en cables aéreos desde las casas hasta los postes telefónicos de la central o directamente entre los abonados, lo que originó un caos debido a la gran cantidad de hilos que cruzaban la calle, como muestra la figura 10.

Figura 10. Cableado aéreo y por fachada

La red telefónica continuó su evolución en el siglo XX con las centrales automáticas basadas en electromecánica, lo que originó la aparición de señalización entre el teléfono y las centrales automáticas. De esa época datan los teléfonos con marcación por pulsos que aun hoy, más de un siglo después, continúan vigentes. Se reguló el bucle de abonado subterráneo, evitando así el caos en que estaban sumidas las ciudades. Con la aparición de los primeros transistores y la entrada en escena del mundo digital las centrales de conmutación evolucionaron como grandes computadoras que funcionaban según un programa almacenado. El transporte de la voz se digitalizó, lo que permitió el uso de nuevas técnicas para compartir los medios de transmisión entre miles de conversaciones. Posteriormente también la señalización fue digitalizada, lo que dio lugar a la aparición de nuevos servicios sobre la misma red telefónica. Aparecerán redes especializadas en el transporte digital de gran capacidad basadas en fibra óptica y redes exclusivamente dedicadas a la señalización, a la gestión y al mantenimiento. Todo ello será tratado en temas sucesivos, pero no ha de olvidarse que el funcionamiento básico de las redes de telefonía es el mismo expuesto en este capítulo y basado en la Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08 Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 15 conmutación de circuitos; es decir, la asignación de un camino o circuito por el tiempo que dure la comunicación, y su posterior liberación. 1.5 Las comunicaciones radio Como se comentó anteriormente Michael Faraday descubrió la inducción eléctrica, fue en el año 1821, logrando corriente eléctrica gracias al movimiento de un conductor alrededor de un imán permanente. Así pues, consiguió realizar el primer generador de corriente eléctrica a partir de la energía mecánica. En 1864 Maxwell publica su teoría dinámica sobre campos electromagnéticos, donde establece sus ecuaciones que demuestran que la radiación electromagnética se incrementa rápidamente con la frecuencia, es decir, para una señal de una potencia determinada se detectan más ondas electromagnéticas radiadas cuanto mayor es la frecuencia de dicha señal. Para poder hablar de transmisión vía radio, es necesario generar una onda electromagnética de alta frecuencia. Podemos definir radio como la transmisión y recepción de señales electromagnéticas de alta frecuencia sin medio conductor. La generación de señales eléctricas de alta frecuencia se lograba, en principio, mediante el encendido y apagado de un circuito eléctrico con un interruptor. Las primeras transmisiones vía radio eran señales de morse, por lo que la información se basaba en la presencia o no de señal en el receptor. En 1888 se lograba transmitir a más de 300Km una señal telegráfica vía radio, aunque no fue hasta finales de ese mismo año cuando el científico alemán Heinrich Hertz, logró emitir y recibir ondas electromagnéticas con fiabilidad. En la Convención de la Asociación Nacional de Alumbrado Eléctrico de St. Louis, 1893, Tesla demostró por primera vez la transmisión de energía eléctrica sin cables, y por consiguiente, la posibilidad de la comunicación inalámbrica. En 1897 con un transmisor y un receptor portátil operado sobre un bote que navegó por el Río Hudson, demostró la posibilidad de la transmisión inalámbrica a 25 millas de distancia. Las dos patentes fundamentales de transmisión de energía eléctrica sin alambres (645.576 y 649.621) fueron registradas en septiembre de 1897. En 1901 Marconi consiguió con radiotelegrafía enviar señales atravesando el océano Atlántico, y siguió trabajando para mejorar la fiabilidad de los aparatos emisores y receptores, desarrollando receptores basados en cristal que actuaban como el encendido y apagado de un circuito y que permanecieron en uso hasta mediados de 1915, cuando Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

16 Arquitectura y organización de las redes el invento del tubo de vacío triodo permitió un desarrollo espectacular de la telefonía sin cables. En 1943, la Corte Suprema de los Estados Unidos estableció que el trabajo de Tesla, junto con los logros independientes de Oliver Lodge y John Stone, anticiparon el trabajo de Marconi. Como resultado, se declaró inválida la importante patente sobre inalámbricos de Marconi de 1904. En junio de 1920 se transmite la primera difusión pública mediante un radio teléfono de Marconi de 15 KW, y en 1921 los primeros programas de entretenimiento. Las emisoras operan modulando en A.M., donde la amplitud de la señal de alta frecuencia responde a la señal vocal de información. Nace en 1922 la British Broadcasting Corporation (BBC) para la emisión de programas de radiodifusión, que en 1936 comienza también a producir programas de la recién aparecida televisión. En las redes de difusión, sean de radio o de televisión, la información se transmite desde un punto emisor a varios receptores a la vez, atravesando para ello diferentes estaciones repetidoras. Algunas de las redes presentadas en este capítulo han perdurado, con modificaciones, durante todo el siglo XX y nada hace prever su completa desaparición a principios del XXI. 1.6 La sociedad de la información Cada etapa de la humanidad ha venido marcada por una revolución en la tecnología; la imprenta, la máquina de vapor, la energía atómica… La era actual está intrínsecamente ligada a las tecnologías de la información. Las actividades humanas dependen, cada día más, del almacenamiento, proceso e intercambio de información (voz, imágenes, datos…), tanto que se podría definir la sociedad actual como la Sociedad de la Información. La capacidad de proceso de información ha aumentado de forma exponencial en los últimos años y la velocidad de transmisión también lo ha hecho a un ritmo muy acelerado. Al mismo tiempo, el coste de esta tecnología se reduce de tal forma que ha dejado de estar sólo al alcance de unos pocos privilegiados para acercarse, cada vez más, al ciudadano medio. Este intercambio de información tiene mayor repercusión en la sociedad cuanto mayor es el número de puntos entre los cuales se puede realizar esta transacción y cuanto mayor es la distancia que los separa. En lo referente a lo primero, ya no parece una utopía la interconexión total de todos los habitantes del planeta. Redes como la de telefonía móvil han conseguido una penetración en la población casi impensable no Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 17 hace demasiados años. En cuanto a lo segundo, poder transmitir información a grandes distancias y en tiempo real supone un importante ahorro de tiempo, recursos y, en consecuencia, dinero. Esto acarrea repercusiones de todo tipo. El rápido acceso a la información proporcionará mayor velocidad de desarrollo de nuevos productos y de adquisición de los mismos. Se podrán crear entornos de trabajo virtuales compartiendo, entre oficinas muy distantes, la misma información y pudiendo trabajar en colaboración… La unión de lugares muy alejados, utilizando sistemas de telecomunicación, acabará con la tiranía de la geografía. Esta tiranía ha venido marginando a zonas aisladas o alejadas que quedaban fuera del desarrollo tecnológico y que ahora se podrán ver integradas en el mismo. Existe otro tipo de repercusiones, quizá más filosóficas, como el hecho de que un acontecimiento en un país determinado puede ser conocido instantáneamente en todos los demás, lo que conlleva una obligación inminente de involucrarse y colaborar, o bien la condena pública y masiva de hechos delictivos. Vivimos lo se podría denominar como un proceso de globalización. En este escenario aparece la Telemática. La Telemática es una disciplina científica y tecnológica que surge de la evolución y fusión de las telecomunicaciones y la informática. El término Telemática se acuñó en Francia (Telematique) en 1976, en un informe encargado por el presidente francés y elaborado por Simon Nora y Alain Minc (conocido como informe Nora-Minc y distribuido por el título: "Informatización de la Sociedad") en el que se daba una visión increíblemente precisa de la evolución tecnológica futura. La Telemática se centra en el estudio, diseño y gestión de las redes y servicios de comunicación de datos, transportando texto, audio, video, o combinaciones de los mismos. La Telemática abarca varios planos: a) el plano de usuario, donde se distribuye y procesa la información de las aplicaciones b) el plano de señalización y control, donde se distribuye y procesa la información de control del propio sistema, y su interacción con los usuarios c) el plano de gestión, donde se distribuye y procesa la información de operación y gestión del sistema y los servicios Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

18 Arquitectura y organización de las redes A lo largo de este curso se va a intentar dar una visión panorámica del mundo de las telecomunicaciones desde el punto de vista de esta nueva ciencia.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 19

2. SERVICIOS DE TELECOMUNICACIÓN 2.1 Definición y ejemplos

Servicio: Acción y efecto de servir Servir: 1. Favor que se hace a alguien. 2. Dicho de un instrumento o de una máquina: Ser a propósito para determinado fin. P.e. Estas tijeras sirven para podar. Acepciones de Servicio y Servir según la RAE Las redes de telecomunicación se caracterizan por proporcionar servicios de comunicación a distancia a los usuarios. Las redes actuales ofrecen múltiples servicios, debiendo satisfacer las necesidades del usuario, es decir, calidad del servicio, características y prestaciones. Entendemos como servicio de telecomunicación un conjunto de prestaciones y facilidades proporcionadas y gestionadas por un proveedor, para satisfacer las necesidades específicas de comunicación a distancia de los usuarios. Entendemos por proveedor la entidad que explota los distintos recursos que la red ofrece a los usuarios. Es éste el encargado de proporcionar al usuario la información necesaria acerca del modo de uso y normas de funcionamiento del servicio que se ofrece.

Cuestión 13. Antes de continuar piensa en los servicios que te ofrecen las redes de telecomunicación y que utilizas a menudo. ¿Qué necesidad cubren?¿Qué requisitos le impones?¿Qué calidad esperas?

En definitiva las redes deben diseñarse para satisfacer las necesidades y requisitos de las aplicaciones del usuario. El servicio de telefonía es el más popular de entre los servicios de tiempo real. Este servicio permite que dos personas sean capaces de comunicarse transmitiendo su voz a través de la red. Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

20 Arquitectura y organización de las redes

Cuestión 14. ¿Qué requisitos le impondrías al servicio de telefonía?

Requiere un funcionamiento en tiempo real, ya que los usuarios no podrían interaccionar, como ocurre en las conversaciones presenciales, si el retardo fuese mayor que una fracción de segundo (aproximadamente 250 ms). Debe ser un servicio seguro, en el sentido de que una vez que la conexión esté establecida no debe ser interrumpida debido a fallos en la red. Como mínimo la señal de voz transmitida debe ser inteligible, aunque en la mayoría de las situaciones los usuarios esperan una calidad mucho más alta que posibilite al receptor no sólo reconocer a su interlocutor sino que además le permita percibir detalles de entonación, modo, humor, etc… Otro requisito es un alto nivel de disponibilidad: los usuarios de telefonía esperan que la red sea permanentemente capaz de realizar todas las conexiones solicitadas. Además, aspectos de seguridad y privacidad son igualmente, en algunas situaciones, requisitos ineludibles. Las redes que ofrecen el servicio de telefonía suelen proporcionar un buen número de servicios adicionales o suplementarios. Por ejemplo servicios de gestión de llamadas que a partir del número llamante o llamado determinen qué hacer con esa llamada en concreto. Así tenemos el servicio de devolución de llamada, de identificación de llamada entrante, buzón de voz… El servicio de telefonía tradicional se conoce también como servicio de telefonía fijo, indicando así la necesidad de que los terminales se encuentren siempre en una posición determinada. Podríamos hablar también del servicio de telefonía móvil, donde se proporciona libertad de movimiento dentro del área cubierta por la unión de un conjunto de áreas geográficas de dimensión reducida denominadas células o celdas.

Cuestión 15. ¿Qué nuevos requisitos impondrías al servicio de telefonía móvil?

En este servicio, a las características del servicio de telefonía, se añaden algunas más ligadas a la movilidad. En cada célula se dispone de una estación base que impone una serie de compromisos en el diseño que pueden resultar en una variación de la calidad, la disponibilidad y una mayor vulnerabilidad en lo referente a escuchas no deseadas. El requisito de movilidad obliga a solventar el problema del desplazamiento de usuarios entre células, de tal forma que la conversación en curso no se interrumpa repentinamente. Algunos sistemas proporcionan servicios más complejos, como la Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 21 itinerancia (roaming), permitiendo al usuario realizar llamadas desde áreas geográficas distantes a su localidad habitual donde el servicio es ofrecido por distinto operador. También es requisito inherente a la movilidad la capacidad de localización. Uno de los servicios más utilizados es el de difusión de radio o televisión, que puede incluir servicios añadidos como el teletexto o el multi-idioma. Es un servicio en el que la información fluye sólo en un sentido y que exige determinados niveles de calidad en las señales de imagen y audio. Actualmente el servicio de televisión ha evolucionado hacia servicios más complejos, que pueden incluir la transmisión de información en ambos sentidos, ejemplos de estos servicios más avanzados serían el video bajo demanda o el pago por visión. La interactividad de estos servicios implica nuevas exigencias en cuanto a retardos y tiempos de respuesta. Otro servicio popular es el correo electrónico. En este caso no se exige el tiempo real, ya que se toleran retardos relativamente largos, pero sí se requiere fiabilidad, exigiendo una alta probabilidad de recibir el mensaje sin errores y en el destino adecuado. Aspectos como la seguridad y la privacidad pueden llegar a ser problemas de primera magnitud. La consulta de páginas web también es un servicio, en este caso un servicio interactivo en el que se descargan ficheros multimedia desde un servidor web a un cliente web (normalmente un “navegador”). Aunque no se necesita respuesta en tiempo real, un retardo excesivo en la recuperación de los ficheros reducirá el nivel de interactividad de toda la aplicación, degradando la calidad del servicio. Es MUY importante tener en cuenta que el servicio es ofrecido al usuario a través de la red de telecomunicación, utilizando los medios técnicos de los que ésta dispone. Tradicionalmente se han diseñado redes específicas para cada servicio, optimizando la red para el servicio que iba a soportar, pero el paradigma actual es utilizar la misma red para ofrecer CUALQUIER servicio de telecomunicación. De manera que todo esto no implica que para cada nuevo servicio de telecomunicación sea preciso disponer de una red independiente. Los nuevos servicios utilizan fundamentalmente las redes telefónica (fija o móvil) y de datos evolucionadas, por razones de economía, cobertura y universalidad. Dado que las exigencias del usuario no son las mismas para todos los servicios si se utiliza la misma red pueden ser necesarias pequeñas variaciones en la forma de operar en función del servicio que se ofrece. Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

22 Arquitectura y organización de las redes 2.2 Tipos de servicios 2.2.1 SERVICIOS BÁSICOS Tienen entidad propia. Sin ellos no tienen sentido el resto de los servicios ofrecidos en la red. La ITU_T ha definido 3 tipos de servicios básicos: a)

Servicios Portadores

Proporcionan y definen la capacidad necesaria para la transmisión de señales entre dos puntos de terminación de red definidos, así como los requisitos funcionales de la red. Un servicio portador ofrece al usuario, a través de una interfaz normalizada de acceso usuario/red, la capacidad de transportar información independientemente de su contenido y aplicación. Las diferentes modalidades y capacidades de transferencia de información permitidas por la red dan lugar a diferentes tipos de servicios, ofreciendo cada uno de ellos a los usuarios distintas formas de comunicación. Se puede establecer una clasificación en función del modo de transferencia de la información que define el modo operacional para la transferencia (transporte y conmutación ) de la información del usuario a través de una red. De esta forma tenemos servicios portadores en modo paquete o en modo circuito. a.1) Modo circuito: La información de usuario se transporta por conmutación de circuitos. El retardo máximo está asegurado. a.2) Modo paquete: la información del usuario se transmite por conmutación de paquetes en la red. El retardo mínimo no está asegurado. La integridad de la información a transmitir está asegurada. Podemos definir varios servicios en función de la velocidad de transferencia. b)

Teleservicios

Proporcionan la capacidad completa de comunicación entre usuarios, incluidas las funciones de equipo terminal. Es necesario el uso del servicio portador apropiado. Los teleservicios definen no sólo el tipo de conexión requerida de la red, sino también las características del terminal que lo soporta. Un teleservicio ofrece al usuario de la red, una capacidad de comunicación completamente definida en todos sus aspectos, tanto en lo referente al transporte de las señales como a la organización y presentación de la información a los usuarios. Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 23 Ejemplos de teleservicios son: Telefonía, Telefax, Teletex… c)

Servicios de Valor Añadido

Son servicios que utilizando como soporte servicios portadores o finales de telecomunicación, añaden otras facilidades al servicio soporte o satisfacen nuevas necesidades específicas de telecomunicación. Algunos ejemplos de este tipo de servicios son los siguientes: -

Servicio videotex.

-

Servicio datafónico.

-

Servicio de mensajería telefónico.

-

Servicio de intercambio electrónico de datos.

2.2.2 SERVICIOS SUPLEMENTARIOS Son servicios que modifican o complementan a los servicios básicos, ofreciendo al usuario una funcionalidad adicional. No pueden presentarse por si solos, se presentan siempre asociados a un servicio básico, dependiendo de las necesidades de los usuarios. Los servicios suplementarios constituyen el conjunto de facilidades y prestaciones adicionales que mejoran o modifican a un servicio básico, sin que puedan ser ofrecidos como servicios independientes. Algunos ejemplos de servicios suplementarios son: Identificación de línea llamante, restricción de identificación de línea llamante, marcación directa, marcación abreviada, desvío de llamada, llamada en espera, conferencia… 2.3 Factores en el éxito de nuevos servicios Según la recomendación F.15 de la ITU-T algunos factores que influyen en el éxito de la oferta de nuevos servicios de telecomunicación ofrecidos por el proveedor, y que deben analizarse y tenerse en cuenta al evaluar las posibilidades de éxito de una oferta de servicio nuevo son: 2.3.1 FACTORES ORIENTADOS AL CLIENTE Necesidades de los clientes

•

–

Importancia de las necesidades (profesionales/privadas) de los clientes.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

24 Arquitectura y organización de las redes –

Medida en que el servicio resuelve las necesidades de los clientes;.

–

Disponibilidad de otras soluciones. Aspectos de factores humanos del servicio

•

–

Facilidad de aprendizaje (comprensibilidad).

–

Facilidad de utilización (usabilidad).

–

Grado de adaptación a las exigencias de los usuarios (funcionalidad).

–

Aptitud para satisfacer las necesidades de diferentes categorías de usuarios (flexibilidad).

–

Beneficios producidos a los usuarios (utilidad).

–

Disponibilidad de los servicios correspondientes para otros (ubicuidad). Sensibilidad de los clientes al precio

•

–

Límite y gama previstos en las tarifas del servicio (o del lote de servicios).

–

Precio de los servicios alternativos.

–

Relación precio/beneficios. Calidad de servicio esperada por los clientes

•

–

Disponibilidad.

–

Rapidez de conexión, precisión y claridad.

–

Fiabilidad.

– Facilidad de comunicación de los problemas. Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 25 –

Velocidad de reparación.

–

Privacidad y seguridad.

–

Formación y asistencia al cliente. Aspectos de tarificación y facturación

•

–

Modo/método de tarificación.

–

Precisión de la tarificación.

–

Integridad y claridad de las facturas.

–

Frecuencia de presentación de las facturas.

–

Resolución de impugnaciones de facturación. Aspectos de la prestación del servicio

•

–

Facilidad de formulación de las solicitudes.

–

Rapidez de instalación.

–

Consideración de peticiones especiales.

–

Puntualidad en la puesta a disposición de los servicios.

2.3.2 FACTORES ORIENTADOS A LA ADMINISTRACIÓN Dimensión del mercado previsto

•

–

Número previsto de clientes: inicialmente y a largo plazo.

–

Grado de utilización del servicio por el cliente típico.

– Disponibilidad de servicios alternativos: en la actualidad y en el futuro. Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08 Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

26 Arquitectura y organización de las redes –

Reacción de los competidores.

–

Vida útil del servicio. Prestación del servicio

•

–

Procedimientos internos e interfaces.

–

Procedimientos externos e interfaces. Exigencias técnicas

•

–

Exigencias de desarrollo y calendario.

–

Repercusiones en la red y en otros servicios.

–

Consideraciones de mantenimiento y operacionales. Repercusiones reglamentarias

•

–

Posibles contradicciones con la reglamentación actual y futura.

–

Requisitos de privacidad.

–

Requisitos de seguridad.

Cuestión 16. ¿Cree que un Ingeniero de Telecomunicación debe conocer estos factores? ¿Por qué?

3. COMPONENTES Y ESTRUCTURA DE LAS REDES 3.1 Introducción: definiciones básicas A lo largo de esta asignatura se profundizará en el estudio de las redes de telecomunicación, cuya necesidad e importancia se han puesto ya de manifiesto. Comenzamos con unas definiciones muy básicas para intentar aclarar la terminología que se va a utilizar. Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 27 3.1.1 Canal de comunicación El término canal, en telecomunicaciones, tiene las siguientes acepciones: 1. En un sistema de comunicaciones, es la parte que conecta una fuente (generador) a un sumidero (receptor) de datos. 2. Un camino único, facilitado mediante algún medio de transmisión, para el transporte de señales eléctricas o electromagnéticas, usualmente distinguido de otros caminos paralelos mediante algún método como: a) Separación física, tal como un par de un cable con varios pares (multipar). b) Separación eléctrica, tal como una frecuencia en un enlace con multiplexión por división de frecuencia (MDF) o un instante de tiempo en un enlace con multiplexión por división de tiempo (MDT). 3. En conjunción con una predeterminada letra, número o código, hace referencia a una radiofrecuencia específica. 4. Una conexión entre los puntos de inicio y terminación de un circuito. 3.1.2 Enlace Un enlace será un vínculo entre dos equipos con el objeto de intercambiar señales de cualquier naturaleza. Es por tanto el conjunto de medios que permiten establecer uno o más canales de comunicación entre dos puntos de una red. Como se puede observar la diferencia entre canal de comunicación y enlace es tan sutil que en ocasiones se utilizan ambos términos indistintamente. Se pueden diferenciar dos clases básicas de enlaces. a) Enlace conmutado Con enlaces conmutados el equipo terminal que origina la llamada puede elegir al equipo terminal con el cual se desea comunicar. Es el caso de los enlaces en la red telefónica conmutada en los que el usuario “llamante” elige al usuario destino. b) Enlace dedicado El enlace está siempre destinado a la comunicación entre puntos fijos. Es el caso de líneas dedicadas alquiladas a determinado operador o de enlaces de Internet dedicados. La elección, por parte del usuario, entre enlaces conmutados o dedicados dependerá de los costes de ambos y del volumen de información a transmitir.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

28 Arquitectura y organización de las redes 3.1.3 Nodo Se define un nodo de red como un elemento de la misma en el que concurren dos o más enlaces de comunicación. El nodo estará por tanto equipado con dispositivos que permitan la función de conmutación, es decir, que permitan decidir por cuál de los enlaces de salida y en qué momento hay que transmitir la información. 3.1.4 Red de telecomunicación Se entiende por red de telecomunicación un conjunto de medios técnicos instalados, operados, organizados y administrados con la finalidad de facilitar a los usuarios distintos servicios de telecomunicación. Por lo tanto las redes de telecomunicación constituyen la infraestructura básica de transporte para el intercambio de información entre puntos distantes. Como ejemplos de redes de telecomunicación se pueden citar la Red Telegráfica, la Red Telefónica Conmutada (RTC), Internet… Se pueden considerar algunos elementos básicos que forman parte de cualquier red de telecomunicación: •

Equipos Terminales

•

Medios de Transmisión

•

Elementos de Multiplexión

•

Sistemas de Conmutación.

•

Elementos de Señalización

Una red queda identificada cuando se conocen: •

La naturaleza de los elementos físicos que la conforman: Terminales, medios de

transmisión, de conmutación, de señalización, etc… •

Su topología: Es decir, la disposición o arquitectura que adoptan dichos

elementos. •

Las normas operativas que establecen las reglas o protocolos de acceso y

funcionamiento de los elementos que conforman la red. 3.2 Clasificación de las redes de telecomunicación Existen diferentes criterios a la hora de clasificar las redes de telecomunicación. A continuación se muestran algunos ejemplos. Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 29 3.2.1 EN FUNCIÓN DEL MODO DE ADMINISTRARLAS •

Red pública: Cuando para ser usuario de la misma la única restricción es la

disponibilidad de los medios técnicos. La red pública más extendida es la red telefónica conmutada; para ser usuario de esta red sólo será necesaria la instalación del bucle de abonado y del terminal telefónico en el hogar del abonado •

Red privada: Cuando tienen una forma de operar consecuente con un fin

determinado y sus usuarios pertenecen a una o varias compañías que tienen intereses específicos en la red. Ejemplos de estas redes pueden ser: Para aplicaciones específicas simples, como podría ser la reserva de pasajes aéreos, se usan, por tanto, para dar soporte a una sola aplicación. Redes corporativas que interconectan las instalaciones de una empresa, ofreciendo un servicio dedicado y orientado a las aplicaciones que necesita la empresa. Redes militares o multicorporativas por ejemplo la red de administración de justicia. 3.2.2 EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO O ALCANCE •

En telefonía se suele hablar de redes urbanas, interurbanas e internacionales.

•

En redes de ordenadores se distingue entre redes de área local (LAN),

metropolitana (MAN) o extensa (WAN). 3.2.3 EN FUNCIÓN DEL FLUJO DE LA INFORMACIÓN •

Redes de interconexión total o de conmutación: El modelo de este tipo de redes

responde a la necesidad de interconectar entre sí, aleatoria y alternativamente, cualesquiera usuarios de un determinado sistema de comunicación. Consiste básicamente en disponer de enlaces entre centros de conmutación, a los que se hallan adscritos los distintos usuarios o puntos de terminación asociados, y desde los que puede establecerse conexión con cualquier otro a través de las diferentes centrales en sus distintas jerarquías. Un ejemplo claro de este tipo de redes es la red telefónica conmutada. •

Redes de distribución o difusión: También conocidas como de punto a

multipunto, la transmisión se realiza desde un punto central a distintos puntos periféricos asociados. Una de las redes más conocidas y que se puede considerar perteneciente a este tipo es la red de televisión por ondas hertzianas. Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

30 Arquitectura y organización de las redes •

Redes de recolección o contribución: El modelo que conforman estas redes

responde a un concepto inverso al anterior; los distintos puntos periféricos confluyen jerárquicamente en uno central. Sería el caso de una red de telealarmas, en la que distintos sensores envían su información a un punto en el que se recolecta y procesa toda esta información 3.3 Topologías En el diseño de redes de comunicación se emplea el término topología para referirse a la disposición en que están conectados los distintos equipos de la red. En general se adopta alguna de las configuraciones básicas que se citan a continuación o bien mezclas de las mismas, de manera que las distintas topologías coexisten en la actualidad en alguno de los diversos niveles de red. 3.3.1 CONFIGURACIÓN EN ESTRELLA Existe un nodo central al que están conectados todos los equipos terminales y que actúa como distribuidor del tráfico de las comunicaciones, como se muestra en la figura 11.

Figura 11. Topología en estrella

Esta topología se usa, por ejemplo, en el bucle de abonado de la red telefónica conmutada. Los equipos terminales (teléfonos) están conectados en estrella a la central local, hasta 10000 equipos conectados a la misma central. Algunas características de esta topología son: •

Permite una comunicación rápida.

•

Exige un nodo central de gran capacidad cuando el número de elementos a

interconectar crece. •

Estructura simple y fácil de cablear.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 31 •

Especialmente apta cuando los terminales se encuentran en un área geográfica

concentrada y el número no es demasiado grande. •

Fiabilidad baja, mucha dependencia del nodo central.

•

La reconfiguración de la red puede resultar problemática si es necesario detener

el nodo central ya que en ese caso se interrumpe el servicio durante un tiempo. 3.3.2 CONFIGURACIÓN EN MALLA Todos los equipos están conectados entre sí, de manera que ninguno posee una función especial en cuanto a la concentración de tráfico. Aunque podría utilizarse para conectar equipos terminales entre si, así se consigue tener todos los terminales interconectados de forma permanente, lo más usual es usar esta topología para conectar equipos conmutadores, lo que confiere mayor robustez a la red ya que se cuenta con caminos alternativos en caso de fallo en algún nodo. También puede existir el mallado parcial, cuando se elimina alguno de los enlaces de la malla sin perjuicio de que exista un camino para llegar a los demás.

Figura 12. Configuración en malla

3.3.3 CONFIGURACIÓN EN BUS Cada equipo terminal está conectado a un medio de transmisión compartido (bus) por el que circula toda la información que tiene como destino alguno de los equipos de esa red, como se muestra en la figura 13. En este caso la información se distribuye por el procedimiento de difusión, todos los equipos reciben la misma información y no existe la conmutación. Cuando el nodo reconoce que un mensaje es para él lo rescata del canal. Es muy empleado en redes de área local ya que se aconseja sólo para pocos terminales (ethernet). Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

32 Arquitectura y organización de las redes

Figura 13. Configuración en bus

•

El bus es pasivo y se necesita un método de control para acceder al medio de

transmisión dado que está compartido por todos. Esta responsabilidad recae sobre cada nodo, cada uno deberá transmitir, recibir y resolver problemas relativos a la colisión de mensajes. •

Los mensajes pueden ser transmitidos a todos los nodos simultáneamente a

través del bus, normalmente existen direcciones de difusión para este fin. •

No existen elementos regeneradores y en consecuencia habrá una degradación

de la señal con la distancia por lo que hay una longitud máxima admisible que dependerá del medio de transmisión. Esta longitud también está limitada por los métodos de acceso al medio compartido. 3.3.4 CONFIGURACIÓN EN ANILLO Redes diseñadas de forma que cada equipo está conectado a los dos que tiene adyacentes, hasta formar entre todos ellos un círculo. Las formas de operar sobre esta topología son diversas. Si los equipos tienen capacidad de conmutación se puede entender como una malla parcial, en la que faltan algunos enlaces, pero que proporciona dos caminos alternativos para llegar al mismo punto, esto proporciona más robustez a la red, como se muestra en la figura 14.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 33

Figura 14. Configuración en anillo

Sin embargo en redes de área local, aunque actualmente esta topología está en desuso, estaciones de trabajo sin capacidad de conmutación se conectan entre sí formando un anillo, utilizando el medio de transmisión de forma compartida y por difusión, con la misma filosofía que en la topología bus tal y como muestra la figura 15, por lo que se necesitarán técnicas para acceder al mismo y evitar colisiones. En este último caso la topología es poco robusta, en general las técnicas de medio compartido con transmisión por difusión y topología en anillo quedan relegadas al uso en redes locales. 3.3.5 CONFIGURACIÓN EN ÁRBOL

Figura 15. Configuración en anillo con medio compartido

En este, como muestra la figura 16, se forma un árbol en el que cada “hoja” es un equipo conectado a otro superior por una rama, el enlace. Salvo un nodo que sirve de raíz para los demás.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

34 Arquitectura y organización de las redes

Figura 16. Topología en árbol

Con esta topología es fácil establecer jerarquías y se facilita el encaminamiento. Algunos puntos se convierten en críticos, ya que existe un único camino para llegar a cada punto. Podría verse también como una red híbrida de estrellas. Normalmente no se encontrarán las topologías básicas de forma aislada, si no que habrá mezcla entre ellas. Por ejemplo en una topología en árbol es usual añadir enlaces entre nodos de la misma jerarquía de forma que se puedan encontrar rutas alternativas en caso de que caiga algún enlace, esto dará más robustez a la red. 3.4 Estructura de la red Las redes se diseñan optimizando al máximo los desembolsos de despliegue, operación, mantenimiento y ampliaciones futuras de la red. La decisión de adoptar una configuración u otra depende, en gran medida, del número de abonados a cubrir, de la ubicación geográfica de los mismos, de las características de la zona (viviendas, oficinas, industrias, urbanizaciones), del crecimiento previsible, de los tipos de servicios ofrecidos o por ofrecer y de la calidad de servicio buscada. También son factores importantes las previsiones de tráfico de información y de ingresos a medio y largo plazo. Se requiere un estudio previo de la red que englobe puntos como: •

Volumen de tráfico esperado entre puntos de conmutación

•

Características de los servicios ofrecidos y demanda esperada

•

Aspectos económicos sobre costes de centros de conmutación, enlaces y otros

componentes de red Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 35 •

Análisis de las rutas directas

•

Condicionantes técnicos acerca de las exigencias marcadas en los planes de

transmisión, conmutación señalización y numeración •

Fiabilidad y calidad que se espera de la red

•

Explotación, mantenimiento y la flexibilidad que se desee lograr para incorporar

nuevos usuarios a la red •

Topología del lugar

La fiabilidad esperada de la red es un factor crucial para decidir el diseño de la misma. Para mejorar la fiabilidad se puede usar redundancia en los posibles puntos de fallo de la red. Se distinguen de dos tipos de redundancia: -

Redundancia en medios de transmisión o de camino: consiste en tener distintos

caminos físicos para llegar a un nodo, lo que facilita el cambio de camino ante el fallo en uno de ellos. La estructura de mallado parcial (o total) es la que presenta mayor redundancia en medios de transmisión. Por ejemplo un mallado en anillo proporciona dos caminos posibles entre cada dos equipos. -

Redundancia en equipos: consiste en poseer equipos (o parte de ellos) inactivos

que puedan sustituir a los que están funcionando en caso de avería. Podremos tener redundancia en el equipo completo o bien en partes del mismo, como el chasis, la fuente de alimentación o distintas placas (procesadoras, puertos para la conexión de usuarios,…). Esto último se suele dar en equipos modulares, normalmente empleados en los núcleos de grandes redes. La redundancia en equipos puede ser realizada mediante la compra de equipamiento redundante o mediante la subcontrata de una empresa de mantenimiento que asegure la sustitución de una pieza o equipo en un tiempo máximo. La elección de uno u otro método dependerá de lo crítico que sea el fallo de un punto de la red y del coste económico, pues el acopio inicial de piezas de reserva puede suponer una elevada inversión. Las redes suelen organizarse en tres niveles: 3.4.1 -Red Terminal Es la parte de la red que se encuentra en el local de abonado. Tiene una necesidad relativamente baja en cuanto a fiabilidad por lo que habitualmente no se utiliza redundancia. Cursa poco tráfico y el coste de los equipos es bajo. Los requisitos de Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

36 Arquitectura y organización de las redes seguridad son bajos y se suelen emplear las topologías bus, estrella o anillo, en muchos casos se utiliza medio de transmisión compartido entre los equipos de la red terminal. Ejemplos serían una red local de PC’s en casa de un usuario, o una centralita telefónica en un edificio de oficinas. 3.4.2 -Red de Acceso Permite al tráfico de los usuarios acceder al núcleo de la red. Se suele definir como el tramo de red entre el punto terminal de red (PTR), situado en el local de abonado, y el primer punto de conmutación. Requiere un nivel medio de fiabilidad, por lo que suele emplearse redundancia en equipos, y algunas medidas de seguridad. Cursa mas tráfico que la red terminal y el coste de los equipos es mayor, pues son de mayor capacidad y fiabilidad. Las topologías empleadas normalmente son anillo, estrella y árbol. Aunque en algunas redes de acceso el medio de transmisión es dedicado (uno por abonado), como es el caso del bucle de abonado de la red telefónica fija, existen otras redes de acceso en las que es necesario compartir el mismo medio de transmisión, como en el caso del enlace radio en las redes de telefonía móvil. 3.4.3 -Red Dorsal Conocida también como núcleo de la red o red de transporte, en literatura anglosajona core o backbone. Soporta un alto nivel de tráfico, por lo que normalmente se emplean enlaces de alta velocidad y nodos con gran capacidad de conmutación. Necesita la máxima fiabilidad, por lo que suele emplearse redundancia en equipos y camino. Los equipos utilizados son críticos para el funcionamiento de la red, y suelen ser de tipo modular. Las topologías malladas (total o parcial) y jerárquica con mallado parcial son las mas habituales.

4. NORMALIZACIÓN 4.1 Introducción En los primeros tiempos de la historia de los ordenadores y las redes, cada compañía fabricante tenía sus propias arquitecturas y protocolos. Es decir que cada uno desarrollaba sus equipos y los mecanismos de comunicación entre los mismos con tecnología propia, así la comunicación ente dos equipos de diferentes compañías era poco menos que imposible, no existía un lenguaje común. De esta forma no se podía establecer una red con ordenadores de distintas compañías lo que daba lugar a mercados Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 37 cautivos, es decir que una vez que se adquiría un ordenador de un fabricante todos los demás debían ser del mismo. Esta restricción provocó la exigencia por parte de los usuarios de que se estableciera una normalización al respecto. La normalización no solamente facilita la comunicación entre equipos construidos por diferentes compañías, sino que también beneficia a los productos que se acogen a la norma ya que el nicho de mercado de dichos productos (allí donde pueden ser vendidos) es mucho más amplio. Se facilita así la producción masiva de equipos, se pueden utilizar técnicas de producción mejores y la tendencia será a disminuir el precio de los productos lo que facilita la penetración de los mismos en el mercado. Las administraciones de cada país, responsables del desarrollo correcto de las telecomunicaciones, deberán indicar las normas que deben cumplir los equipos de telecomunicación y los procedimientos de homologación de los mismos, es decir de verificación de que realmente cumplen una norma. Se constituirán organismos oficiales nacionales e internacionales que controlen y recomienden la implantación de diversos reglamentos cuya finalidad es la de permitir las telecomunicaciones a escala mundial, ya que, por supuesto, no se deberá limitar el uso a las fronteras nacionales. El acelerado desarrollo de redes, servicios y aplicaciones a nivel mundial no ha hecho sino aumentar la necesidad de la coordinación y reglamentación internacional. Se pueden clasificar las normas en dos grandes categorías:

Cuestión 17. ¿Por qué cree que es necesaria la homologación de productos? ¿Quién cree que debe realizar esa homologación?

•

De Facto

O normas de hecho. Son aquellas que se consolidan sin ningún planteamiento formal previo, simplemente se convierten en normas por su gran aceptación en la práctica. Por ejemplo, Windows ha venido siendo utilizado como S.O. en la mayoría de empresas mientras que UNIX es la norma de facto en muchas universidades. •

De Jure

O normas por ley. Son formales o legales, adoptadas por un organismo que se encarga de su normalización.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

38 Arquitectura y organización de las redes 4.2 Organismos Internacionales 4.2.1 UIT: Unión internacional de Telecomunicaciones. En 1865 20 países forman la International Telegraph Union (ITU), o UIT si lo traducimos al castellano. En 1885 la UIT asume las competencias en la regulación de la conexión telegráfica internacional. En 1906 se celebra la primera conferencia radiotelegráfica internacional. La UIT tiene su sede en Ginebra y es dependiente de las Naciones Unidas (159 estados miembros) desde 1947. De los 5 órganos importantes en la ONU uno de ellos es el económico y social que se encarga de fomentar grandes estándares que afecten al progreso económico y social. Para ello se apoya en agencias especializadas como la UIT. Actualmente la UIT tiene tres órganos principales; dos de ellos se ocupan sobre todo de la difusión internacional de radio y el otro está fundamentalmente relacionado con sistemas telefónicos y de comunicación de datos. Este último grupo estaba inicialmente separado de la UIT y se conocía como CCITT (Comité Consultivo Internacional telegráfico y telefónico) pero se integra (junto con el CCIR) en 1992 denominándose a partir de este momento UIT-T. El UIT-T tiene cinco clases de miembros: •

Tipo A: que son las administraciones de correos, telégrafos y teléfonos

nacionales. •

Tipo B: que son los reconocidos como administraciones privadas

•

Tipo C: que son las organizaciones científicas e industriales.

•

Tipo D: que corresponden a otras organizaciones internacionales.

•

Tipo E: que corresponden a aquellas organizaciones cuya misión fundamental

está en otro campo, pero que están interesadas en el trabajo del CCITT. La tarea del UIT-T consiste en promover recomendaciones técnicas sobre aspectos telefónicos, telegráficos e interfases de comunicación de datos. Esta labor ha producido normas que tienen un reconocimiento internacional. Ejemplos que se pueden citar son: La norma V.24 que especifica las características funcionales de la interfaz entre el equipo terminal de datos (p.e. un PC) y el equipo terminal del circuito de datos (p.e. un MODEM). O la norma X.25, que especifica la interfase entre un ordenador y una red de ordenadores basada en técnicas de conmutación de paquetes, que se estudiarán más adelante. Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 39 La conferencia de plenipotenciarios es una reunión, realizada cada cuatro años, en la que participan representantes de todos los países miembros. Tienen una duración máxima de cuatro semanas y en ella se definen las políticas de actuación a largo plazo. En esta conferencia se elige al Consejo, que está formado por 46 miembros y es el órgano ejecutivo entre conferencias. Se distinguen 3 sectores: •

Sector de normalización de las telecomunicaciones

Este grupo se encarga de organizar conferencias mundiales sobre normalización de telecomunicaciones y de la dirección de los grupos de trabajo. Las recomendaciones de la UIT-T se agrupan en series, algunas de las cuales se listan a continuación: •

Serie A: Organización del trabajo de la ITU_T

•

Serie B: Significado de símbolos, definiciones…

•

Serie C: Estadísticas generales de telecomunicación.

•

Serie D: Principios de tarificación.

•

Serie E: Introducción a la operación de una red, servicio telefónico…

•

Serie F: Otros servicios no telefónicos.

•

Serie G: Sistemas y medios de transmisión, sistemas digitales y redes.

•

Serie H: Líneas de transmisión de señales no telefónicas.

•

Serie I: Red digital de servicios integrados.

•

Serie J: Transmisión de señales de sonido y T.V.

•

Serie K: Protección frente a interferencias.

•

Serie L: Construcción, instalación y protección de cables en planta externa.

•

Serie M: Mantenimiento: Sistemas de transmisión, circuitos telefónicos…

•

Serie N: Mantenimiento: Sistema internacional de TV.

•

Serie O: Recomendaciones de equipamiento de medidas.

•

Serie P: Calidad de transmisión telefónica, instalación de teléfonos.

•

Serie Q: Señalización y conmutación.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

40 Arquitectura y organización de las redes •

Serie R: Transmisión telegráfica.

•

Serie S: Equipos terminales para servicio de telegrafía.

•

Serie T: Características de los terminales y protocolos de alto nivel telemático.

•

Serie U: Conmutación telegráfica.

•

Serie V: Comunicación de datos sobre línea telefónica (V.24).

•

Serie X: Redes de datos y comunicación de sistemas abiertos.

•

Serie Z: Lenguajes de programación. •

Sector radiocomunicación

Este grupo organiza conferencias mundiales y regionales para tratar temas de radiocomunicaciones. Una de las tareas principales es la estructuración y distribución del espectro de frecuencias, que es un bien limitado y que hay que gestionar adecuadamente. Organiza además una asamblea de radio con distintos grupos de estudio. Por otro lado la ITU-R promueve un conjunto de series en las que se dan recomendaciones sobre técnicas de gestión de espectro, servicio fijo por satélite, servicio de radiodifusión… •

Sector de desarrollo de las telecomunicaciones

Se encarga de impulsar el desarrollo de las telecomunicaciones en países menos desarrollados. 4.2.2 ISO: Organización Internacional de Estandarización Es una organización formada por voluntarios fundada en 1946. Sus miembros son las organizaciones nacionales de normalización correspondientes a unos 150 países miembros (el representante español es AENOR). Se incluyen también la ANSI (EEUU), BSI (Gran Bretaña), AFNOR (Francia), DIN (Alemania)… Su objetivo es el de promover el desarrollo de estándares mundiales para facilitar el intercambio internacional de bienes y servicios. Emite normas en una gama muy amplia de temas, que cubren desde aquellos referentes a tuercas y tornillos hasta los recubrimientos de los postes telefónicos. La ISO está formada por casi 200 comités técnicos (TC) cuyo orden de numeración se basa en el momento de su creación, ocupándose cada uno de un tema específico. Así el TC1 trata lo referenta a tuercas y Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 41 tornillos, el TC97 está relacionado con ordenadores y procesamiento de información, el TC46 con telecomunicaciones... Cada TC tiene subcomités (SC) los cuales, a su vez, se dividen en grupos de trabajo (WG). Existen 7 grupos principales (TAG, technical advisory groups) que se dedican a temas comunes. •

Métodos y análisis químicos y fisicoquímicos

•

Metales

•

Unidades de medida

•

Equipos (tests de fuegos y equipos médicos)

•

Aplicaciones de tecnología de la información

•

Construcciones

•

Seguridad

Este organismo publica distintos tipos de documentos: Estándares, Guías técnicas, standard´s Handbook (para encontrar estándares internacionales de forma fácil), boletines… Los grupos de trabajo son los que llevan a cabo las tareas propuestas y están formados por voluntarios de todo el mundo. Muchos de estos voluntarios son asignados por las propias compañías cuyos productos están en vías de normalización. Otros son empleados de gobiernos interesados en promover que los productos desarrollados en sus respectivos países se adopten como normas internacionales y también hay expertos académicos. El procedimiento que utiliza la ISO para el establecimiento de normas, está diseñado para conseguir el mayor consenso posible. El proceso se inicia cuando alguna de las organizaciones de normalización de carácter nacional siente la necesidad del establecimiento de una norma internacional en un área específica; entonces se forma un grupo de trabajo que plantea una DP (Propuesta de anteproyecto). Ésta se hace circular entre todos los miembros, los cuales cuentan con seis meses para plantear sus comentarios y críticas. Si una mayoría significativa aprueba la propuesta, se produce un documento revisado, denominado DIS (Anteproyecto de Norma Internacional), que circula nuevamente con objeto de tener más comentarios y realizar una votación al respecto. En base a los resultados de esta votación, se prepara, aprueba y publica el Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

42 Arquitectura y organización de las redes texto final de la IS (Norma internacional). En algunas áreas, donde existe mayor polémica, la DP o DIS probablemente tengan que pasar por varias versiones, antes de adquirir el número de votos necesarios para su aprobación, de tal forma que el proceso completo puede llevar varios años. 4.2.3 IEC: Comité Electrónico Internacional Las normas de ingeniería eléctrica y electrónica las hace el comité electrónico internacional (IEC), que en conjunción con la ISO componen el JTC-1. El representante Español también es AENOR. 4.3 Organismos Europeos A continuación se destacan los organismos europeos más implicados en la normalización en el terreno de las telecomunicaciones 4.3.1 CEPT: Conferencia de administraciones europeas de correos y telecomunicaciones Compuesta por los proveedores de servicios de telecomunicación de 31 países europeos. Creado en Montreaux (Suiza), en 1959. Su objetivo es el de llegar a acuerdos entre los operadores públicos para facilitar la interconexión de sus redes. 4.3.2 ECMA: Asociación Europea de Fabricantes de Ordenadores. Su objetivo es el de fomentar y promulgar normas sobre equipos terminales de datos y telecomunicaciones. 4.3.3 ETSIT: European Telecomunications Standards Institute. Creado en Marzo de 1988 a iniciativa de la CEPT para incrementar la velocidad de en los procesos de normalización. Sustituyó el principio de consenso por voto ponderado. Mas que redacción de nuevas normas parametriza normas internacionales ya existentes para el contexto europeo. Sus normas son de obligado cumplimiento por los países de la unión europea y se conocen como ETS (European Telecomunication Standard). Entre los grupos de trabajo existentes cabe destacar los siguientes: GSM (Especial Movile Group), TE (Terminal Equipment), NA (Network Aspects) 4.3.4 CEN/CENELEC El Comité Europeo de Normalización (CEN) desarrolla trabajos de Normalización que cubren todos los sectores técnicos con excepción del campo electrotécnico, que es competencia del Comité Europeo de Normalización Electrotécnica (CENELEC). Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 43 El papel de ambas organizaciones, sin ánimo de lucro, es crear normas europeas que fomenten la competitividad de la industria europea a nivel mundial y ayuden a crear el mercado interior europeo. Para realizar esta actividad, ambos organismos fomentan la adopción de normas ISO y CEI. Los Comités miembros nacionales del CEN/CENELEC son los Organismos nacionales de normalización pertenecientes tanto a los Estados miembros de la UE (AENOR en España) como de la EFTA, así como la República Checa. Los objetivos básicos de CEN/CENELEC son los siguientes: •

Preparar nuevas normas Europeas o documentos de armonización sobre aquellos

temas en los que no existen normas Internacionales o nacionales. •

Promover la implantación en Europa de las normas desarrolladas por ISO o por

CEI Las “Normas Europeas” (ENs) generadas por este organismo son de obligado cumplimiento por los miembros y que se adopta como norma nacional y aprobada mediante un procedimiento de voto ponderado También se desarrollan “Normas Experimentales Europeas” (ENVs) documento elaborado por los miembros para su aplicación provisional en aquellos campos técnicos donde exista un elevado grado de innovación tecnológica, una urgente necesidad de orientación o donde estén implicadas la seguridad de las personas o de los bienes. 4.4 Otros Organismos 4.4.1 IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers Fundada en 1963 es la organización profesional más grande del mundo. Esta institución, aunque en origen americana, cuenta en la actualidad con más de 300.000 miembros en 130 países distintos. Además de publicar numerosas revistas (IEEE Network, IEEE Computer Magazine, IEEE Comunications Magazine…) y programar un número importante de conferencias (unas 250 conferencias técnicas anuales), ha establecido un grupo dedicado al desarrollo de normas en el área de ingeniería eléctrica y computacional. La serie de normas 802 del IEEE para redes de área local (LAN) son las normas clave para el desarrollo de las LAN (802.3 Ethernet, 802.5 Token Ring) y posteriormente fueron adoptadas por la ISO.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

44 Arquitectura y organización de las redes Sus trabajos se agrupan en 10 divisiones, entre las que están: circuitos y dispositivos, tecnología de comunicaciones y computadores. 4.4.2 IETF: Internet Engineering Task Force Es el organismo que regula y normaliza protocolos y procedimientos en Internet. Para los protocolos en Internet se distingue entre: •

Estado del protocolo: (State), o estado de desarrollo del protocolo

•

Nivel: (Status), o nivel de aceptación que el protocolo tiene para la organización.

Existen diversas organizaciones que se ocupan de la coordinación de Internet y de las tareas de desarrollo dentro de la misma: Requisitos o ideas de usuarios, vendedores o investigadores

¿Requisito a Largo o corto Plazo? Grupo BOF de la IRTF

Grupo de Investigación de la IETF

Grupo de Investigación de la IETF Estándar Propuesto “Proposed Standard”

Prototipo (Prototype)

Implementación de al menos 2 versiones Independientes interoperativas

Borrador de Estándar “Standard Draft” Experiencia interoperativa con usuarios Reales y despliegue en Internet

Estándar de Internet “Internet Standard”

Figura 17. Creación de estándares en Internet

•

NIC (Network Information Center): Responsable de Recibir y distribuir los

protocolos que usa la red. •

NOC (Network Operations Center): Encargada de administrar los enlaces de

telecomunicaciones y los ordenadores que actúan como sistemas de conmutación nodal y forman el núncleo de la red. •

IAB (Internet Architecture Board): Junta directiva de la arquitectura de Internet.

Coordina las actividades que tienen que ver con la evolución y desarrollo de los Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

Arquitectura y organización de las redes 45 protocolos utilizados en la arquitectura TCP/IP. Supervisa dos grandes equipos de trabajo: 1.

IETF (Equipo de trabajo técnico de internet). Formado por voluntarios que

estudian aspectos técnicos y recomendaciones para la adopción de estándares. Trabaja en problemas que necesitan una resolución a corto plazo. 2.

IRTF (Equipo de investigación de internet). Realiza tareas de investigación a

largo plazo. •

IANA (Internet Assigned Numbers Authority): Responsable de la asignación de

nombres y direcciones de red. Encargada también de publicar los denominados Solicitud de Comentarios RFC o Request for comments determinantes en el proceso de desarrollo de normas de Internet que se presenta en la figura 17.

Cuestión 18. ¿Qué ventajas y desventajas cree que tienen los distintos procedimientos de formalización de normas que hemos estudiado en este tema? Compárelos de forma crítica.

Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios Curso 2007/08

Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso

46 Arquitectura y organización de las redes Ejercicios 1. Identifique los distintos elementos del modelo de comunicación en una conexión a Internet a través de la RTC. Dibuje el sistema. 2. ¿En qué elemento del modelo de comunicación se realiza el proceso de modulación? 3. Realice una lista con los conceptos de telecomunicación que se han introducido al presentar la evolución histórica de las telecomunicaciones. 4. Identifique servicios de telecomunicación que se utilizan actualmente y clasifíquelos según la clasificación mostrada en la documentación de la asignatura. 5. Identifique un servicio que se ofrezca por distintos proveedores y sobre distintas redes de telecomunicación. 6. Identifique distintos servicios que se ofrezcan sobre una misma red de telecomunicación. 7. Clasifique las siguientes redes de telecomunicación según las clasificaciones propuestas en la documentación de la asignatura: RTC, Internet, Red corporativa de la Junta de Andalucía, Red de TUSSAM, Red de Telefonía móvil, Red WIFI. 8. ¿Cuáles de estas tecnologías se pueden considerar de acceso? Internet, Bucle de Abonado, RTC, PLC, Red de Cable, Red de telefonía móvil, ADSL. ¿Por qué? Si alguna tecnología es desconocida para usted investigue sobre ella. 9. Indique las desventajas/ventajas de usar una topología con medio de transmisión compartido. 10. Indique la diferencia entre topología física y lógica. 11. Indique las topologías más utilizadas en redes de área local. 12. Realice una búsqueda de las normas que a continuación se enumeran: Q.920, Q.921, RFC 1661, ENV 13734, UNE-ENV13734, UNE EN 13757-1, TBR020, ETS 300 023, UNE-EN 50136-1-1, ANS/IEEE 802.3 (CSMA/CD), IEEE Std 1802.3 -1991. Indique el organismo que las ha dictado, fecha, el tema sobre el que tratan, el lugar donde las ha encontrado, cuántas versiones ha encontrado... ¿Cuáles considera más importantes para usted como futuro ingeniero de Arquitectura de Redes Sistemas y Servicios telecomunicación? Curso 2007/08 Isabel Román Martínez Rafael Estepa Alonso