xDSL y ATM

xDSL y ATM

TODO LO QUE TIENES QUE SABER

xDSL

¿Que es xDSL?

xDSL está formado por un conjunto de tecnologías que proveen un gran ancho de banda sobre circuitos locales de cable de cobre, sin amplificadores ni repetidores de señal a lo largo de la ruta del cableado, entre la conexión del cliente y el primer nodo de la red. Son unas tecnologías de acceso punto a punto a través de la red pública, que permiten un flujo de información tanto simétrico como asimétrico y de alta velocidad.

¿Que hace?

Las tecnologías xDSL convierten las líneas analógicas convencionales en digitales de alta velocidad, con las que es posible ofrecer servicios de banda ancha en el domicilio de los clientes, similares a los de las redes de cable o las inalámbricas, aprovechando los pares de cobre existentes, siempre que estos reúnan un mínimo de requisitos en cuanto a la calidad del circuito y distancia.

Sus ventajas:

Por una parte se descongestionan las centrales y la red conmutada, ya que el flujo de datos se separa del telefónico en el origen y se reencamina por una red de datos.


Por otra, se puede ofrecer el servicio de manera individual sólo para aquellos clientes que lo requieran, sin necesidad de reacondicionar todas las centrales locales.
xDSL es una tecnología "Modern-Like" (muy parecida a la tecnología de los módems) en la que es requerido un dispositivo módem xDSL terminal en cada extremo del circuito de cobre. Estos dispositivos aceptan flujo de datos en formato digital y lo superponen a una señal analógica de alta velocidad.
En general, en los servicios xDSL, el envío y recepción de datos se establece a través de un módem xDSL (que dependerá de la clase de xDSL utilizado: ADSL, VDSL, etc). Estos datos pasan por un dispositivo, llamado "splitter", que permite la utilización simultánea del servicio telefónico básico y del servicio xDSL. El splitter se coloca delante de los módems del usuario y de la central; está formado por dos filtros, uno paso bajo y otro paso alto. La finalidad de estos dos filtros es la de separar las señales transmitidas por el canal en señales de alta frecuencia (datos) y señales de baja frecuencia (Telefonía).

Los formatos soportados son:

La tecnología xDSL soporta formatos y tasas de transmisión especificados por los estándares, como lo son T1 (1.544 Mbps) y El (2.048 Mbps), y es lo suficientemente flexible como para soportar tasas y formatos adicionales, como por ejemplo, 6 Mbps asimétricos para la transmisión de alta velocidad de datos y video.

Tipos de xDSL:

1⤃Digital suscriber line(IDSL ): Es una tecnología xDSL desarrollada por Ascend Communications, que permite el uso de las tecnologías de tarjetas RDSl para el uso exclusivo de datos. IDSL transmite la información, de manera simétrica (en ambos sentidos), a 128 Kbps por un cable telefónico (cable de cobre de par trenzado) desde el usuario hasta el destino usando transmisión digital, pasando por la central 
telefónica, que trabaja con señales analógicas.
➢Diferencias entre IDSL y RDSl: DSL es un servicio digital, mientras que RDSl es analógico.
RDSI se costea por tiempo de uso, mientras que IDSL ofrece tarifa plana (costo único independientemente del tiempo de conexión).
DSL permite estar siempre conectado mientras el ordenador está encendido, mientras que para RDSl es necesario establecer conexión telefónica mediante marcación.
DSL es un servicio dedicado para cada usuario, al contrario que RDSI.
Se espera que para este año 2.001 se haya incrementado la velocidad de transmisión de IDSL hasta 256 Kbps.

2⤃High-data-rate Digital Suscriber Line (HDSL): Es un tipo de tecnología xDSL simétrica, es decir, provee el mismo ancho de banda en los dos sentidos. Debido a su velocidad (1.544Mbps sobre dos pares de cobre y 2.048Mbps sobre tres pares), las compañías telefónicas emplean HDSL como una alternativa para las líneas T1/E1 (las líneas T1, usadas en América del Norte y Japón, tienen una velocidad de 1.544Mbps; las líneas E1, usadas en Europa, tienen una velocidad de 2.048Mbps), disminuyendo el costo de dichas líneas y el tiempo que requiere su instalación. HDSL puede operar hasta una distancia máxima de 3'6 km. Aunque esta distancia es menor que la de ADSL (como veremos más adelante), existen repetidores que las compañías telefónicas pueden instalar para aumentar dicho alcance, sin elevar excesivamente el costo. La característica principal de HDSL es su capacidad para mantener o reestablecer la señal íntegra a pesar de las imperfecciones del cobre.

➢Las ventajas de HDSL son:
- Permite ampliar el alcance cambiando el tipo de cable (podemos pasar de 3'6 Km. con un cable de cobre de 0'5 mm, a distancias mayores de 7 Km. con cables de mayor diámetro). - La instalación de HDSL no requiere nuevas infraestructuras ni reacondicionar las ya existentes (HDSL se puede implantar en el 99% de las líneas de par trenzado ya instaladas). HDSL2 fue propuesto como la segunda generación de HDSL por ANSI y ETSI: tiene las mismas características que HDSL, pero sobre un cable simple.

3⤃Symetric Digital Suscriber Line(SDSL): Igual que HDSL, SDSL también contribuye a las transmisiones T1/E1 simétricas, pero SDSL difiere de HDSL en dos factores muy importantes: Por un lado, emplea un único par de cobre (en lugar de dos o tres como ocurría con HDSL)

Por otro, tiene una distancia máxima de operación de 3Km. (menor que la de HDSL). Con estas limitaciones de distancia, SDSL es muy apropiada en aplicaciones, que requieren la misma velocidad tanto en sentido red-usuario como en sentido usuario-red, como pueden ser la videoconferencia o la compartición de recursos entre diferentes ordenadores. SDSL es un precursor de HDSL2.

4⤃Rate adaptative Digital Suscriber Line (RDSL): R-ADSL opera con las mismas velocidades de transmisión que ADSL, pero se adapta dinámicamente a las variaciones en la longitud y otros parámetros de las líneas de pares trenzados. Con R-ADSL es posible conectar diferentes líneas que vayan a distintas velocidades. La velocidad de la conexión se puede seleccionar cuando se inicia, durante la conexión, o bien cuando la señal llega a la oficina central.

5⤃Very high-data-rate Digital Suscriber Line (VDSL): También llamado BDSL o VADSL, la tecnología VDSL es la más rápida de todas las tecnologías xDSL, con velocidades en sentido red-usuario dentro del rango 13-52Mbps y en sentido usuario-red 15-2'3Mbps, sobre un único par de cobre.
- Disminuye el costo y el tiempo necesarios para la instalación de las líneas T1 /E1.

HDSL está enfocado principalmente hacia usos empresariales (interconexión de nodos proveedores de Internet, redes privadas de datos, enlaces entre centralitas, etc) más que hacia el usuario (cuyas necesidades se verán mejor cubiertas por las tecnologías ADSL y SDSL).

VDSL se considera como una buena alternativa a la fibra en el hogar. Sin embargo, la distancia máxima para esta tecnología asimétrica es, tan sólo 1.5 Km. VDSL, además de soportar las mismas aplicaciones que ADSL, tiene un mayor ancho de banda que ésta, lo que facilita a los proveedores de servicio de red ofrecer televisión de alta definición (HDTV), video bajo demanda y video digital conmutado, así como servicios en redes LAN.

6⤃Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL): En esencia, el ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) no es más que una tecnología que permite, usando la infraestructura telefónica actual, proveer servicios de banda ancha. Utilizando el cable telefónico normal, basado en el par de cobre (dos alambres de este material rodeados de plástico), la mayor velocidad que se alcanza con el módem más rápido es de 56 Kilobits por segundo (Kbps). Incluso usando la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados), la máxima velocidad de transmisión que se logra es de 128 Kbps. Con el ADSL, esta velocidad sube hasta los 8 Megabits por segundo (Mbps) en dirección al centro del usuario (recepción)y 1 Mbps en el sentido opuesto (envío). Como se ve, el incremento en el flujo de datos es más que considerable. El incremento de velocidad se logra por medio de dos módem especiales ubicados a ambos lados de cada línea. Estos aparatos se comunican entre sí abrazando las interferencias propias del cobre y evitándolas cambiando de frecuencia cuando se producen. Eso sí, para que esto se dé, el ADSL exige que la distancia entre ambos módems no puede superar los 5 kilómetros, ya que cuanto más largo es el cable de cobre, mayores interferencias se producen.

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ATM

¿ Qué es ATM ?

Asynchronous Transfer Mode (ATM) es una tecnología de switching basada en unidades de datos de un tamaño fijo de 53 bytes llamadas celdas. ATM opera en modo orientado a la conexión, esto significa que cuando dos nodos desean transferir deben primero establecer un canal o conexión por medio de un protocolo de llamada o señalización. Una vez establecida la conexión, las celdas de ATM incluyen información que permite identificar la conexión a la cual pertenecen.

En una red ATM las comunicaciones se establecen a través de un conjunto de dispositivos intermedios llamados switches.

Transmisiones de diferentes tipos, incluyendo video, voz y datos pueden ser mezcladas en una transmisión ATM que puede tener rangos de155 Mbps a 2.5Gbps.Esta velocidad puede ser dirigida a un usuario, grupo de trabajo o una red entera, porque ATM no reserva posiciones específicas en una celda para tipos específicos de información. Su ancho de banda puede ser optimizado identificando el ancho de banda bajo demanda. Conmutar las celdas de tamaño fijo significa incorporar algoritmos en chips de silicón eliminando retrasos causados por software. Una ventaja de ATM es que es escalable. Varios switches pueden ser conectados en cascada para formar redes más grandes. 

¿ Qué interfaces permite manejar ATM ?

Existen dos interfases especificadas que son la interfase usuario-red UNI (user-network interface) y la de red a red NNI (network-network interface). La UNI liga un dispositivo de usuario a un switch público o privado y la NNI describe una conexión entre dos switches.

Hay dos interfases públicas UNI, una a 45 Mbps y otra a 155 Mbps. La interfase DS3 está definida en un estándar T1 del comité ANSI, mientras que la interfase de 155 Mbps está definida por los grupos estándar del CCITT y ANSI. Tres interfases han sido desarrolladas para UNIs privadas, una a 100 Mps y dos a 155 Mbps. Es seguro que la interfase estándar internacional SDH/SONET de 155 Mbps sea la elegida porque permite interoperabilidad en UNIs públicas y privadas.

Como ATM es una red orientada a conexión, un enlace entre dos puntos empieza cuando uno transmite una solicitud a través de la UNI a la red. Un dispositivo responsable de señalización pasa la señal a través de la red a su destino. Si el sistema indica que se acepta la conexión, un circuito virtual es establecido a través de la red ATM entre los dos puntos. Ambas UNIs contienen mapas para que las celdas puedan ser ruteadas correctamente. Cada celda contiene campos, un identificador de ruta virtual VPI (virtual path identifier) y un identificador de circuito virtual VCI (virtual circuit identifier) que indican estos mapeos.

El uso de celdas para transmitir datos no significa que los protocolos de hoy no sean usados. ATM es totalmente transparente a protocolo. La carga de cada celda es pasada por el switch sin ser "leida" a nivel binario. ATM usa el concepto de control de error y flujo de "fin a fin" en contraste a la red convencional de paquete conmutado que usa un control de error y flujo interno. Esto es que la red en sí no checa la carga de datos para errores y lo deja al dispositivo terminal final (De hecho, el único chequeo de error en las celdas es en el header, así la integridad de los VCI/VPI esta asegurada).




ATM está diseñado para manejar los siguientes tipos de tráfico:

Clase A - Constant Bit Rate (CBR), orientado a conexión, tráfico síncrono (Ej. voz o video sin compresión)

Clase B - Variable Bit Traffic (VBR), orientado a conexión, tráfico sícrono (voz y video comprimidos).

Clase C - Variable Bit Rate, orientado a conexión, tráfico asíncrono (X.25, Frame Relay, etc).

Clase D - Información de paquete sin conexión (tráfico LAN, SMDS, etc).

Los switches que se utilizan en la actualidad son usados para formar terminales de trabajo de alto desempeño en grupos de trabajo. El mayor mercado para los switches ATM será como columna vertebral de redes corporativas. Uno de los mayores problemas que se enfrentan es el desarrollo de especificaciones para emulación de LAN, una manera de ligar los switches ATM con las redes de área local. En la actualidad solo existen soluciones de propietario.
¿ Cómo funciona ATM ?

El componente básico de una red ATM es un switch electrónico especialmente diseñado para transmitir datos a muy alta velocidad. Un switch típico soporta la conexión de entre 16 y 32 nodos. Para permitir la comunicación de datos a alta velocidad la conexión entre los nodos y el switch se realizan por medio de un par de hilos de fibra óptica.

Aunque un switch ATM tiene una capacidad limitada, múltiples switches pueden interconectarse ente si para formar una gran red. En particular, para conectar nodos que se encuentran en dos sitios diferentes es necesario contar con un switch en cada uno de ellos y ambos a su vez deben estar conectados entre si.

Las conexiones entre nodos ATM se realizan en base a dos interfaces diferentes como ya mencionamos, la User to Network Interfaces o UNI se emplea para vincular a un nodo final o «edge device» con un switch. La Network to Network Interfaces o NNI define la comunicación entre dos switches.

Los diseñadores piensan en UNI como la interface para conectar equipos del cliente a la red del proveedor y a NNI como una interface para conectar redes del diferentes proveedores.

Tipos de conexiones

ATM provee servicios orientados a la conexión. Para comunicarse con un nodo remoto, un host debe solicitar a su switch local el establecimiento de una conexión con el destino. Estas conexiones pueden ser de dos naturalezas: Switched Virtual Circuits (SVC) o Permanent Virtual Circuits (PVC).

1⤃Switched Virtual Circuits (SVC)

Un SVC opera del mismo modo que una llamada telefónica convencional. Un host se comunica con el switch ATM local y requiere del mismo el establecimiento de un SVC. El host especifica la dirección completa del nodo destino y la calidad del servicio requerido. Luego espera que la red ATM establezca el circuito.

El sistema de señalización de ATM se encarga de encontrar el path necesario desde el host origen al host destino a lo largo de varios switches. El host remoto debe aceptar el establecimiento de la conexión.

Durante el proceso de señalización (toma este nombre por analogía con el usado en sistemas telefónicos de los cuales deriva ATM) cada uno de los switches examina el tipo de servicio solicitado por el host de origen. Si acuerda propagar información de dicho host registra información acerca el circuito solicitado y propaga el requerimiento al siguiente switch de la red.

Este tipo de acuerdo reserva determinados recursos el switch para ser usados por el nuevo circuito. Cuando el proceso de señalización concluye el switch local reporta la existencia del SVC al host local y al host remoto.

La interfase UNI identifica a cada uno de los SVC por medio de un número de 24 bits. Cuando un host acepta un nuevo SVC, el switch ATM local asigna al mismo un nuevo identificador. Los paquetes transmitidos por la red no llevan información de nodo origen ni nodo destino. El host marca a cada paquete enviado con el identificador de circuito virtual necesario para llegar al nodo destino.

Nótese que se ha evitado hablar de los protocolos usados para el establecimiento de los SVC, para los procesos de señalización y para comunicar a los hosts el establecimiento de un nuevo SVC. Además hay que tener en cuenta que comunicaciones bidireccionales van a necesitar reservar recursos a lo largo del SVC para dos sentidos de comunicación.

2⤃Permanent Virtual Circuits (PVC)

La alternativa al mecanismo de SVC descripto en el ítem anterior es evidente: el administrador de la red puede configurar en forma manual los switches para definir circuitos permanentes. El administrador identifica el nodo origen, el nodo destino, la calidad de servicio y los identificadores de 24 bits para que cada host pueda acceder al circuito.

Modelo de capas de ATM

I-Capa Física

• Define la forma en que las celdas se transportan por la red

• Es independiente de los medios físicos

• Tiene dos subcapas:

• 1-TC (Transmission Convergence Sublayer)

• 2-lPM (Physical Medium Sublayer)

II-Capa ATM

• Provee un solo mecanismo de transporte para múltiples opciones de servicio

• Es independiente del tipo de información que es transmitida (datos, gráficos, voz. audio, video) con excepción del tipo de servicio (QOS) requerido

• Existen dos tipos de header ATM:

• 1-UNI (User-Network Interface)

• 2-NNI (Network-Network Interface)

III-ATM Adaptation Layer

• Provee las funciones orientadas al usuario no comprendidas en la Capa ATM

• Permite a la Capa ATM transportar diferentes protocolos y servicios de capas superiores

• Tiene dos subcapas:

• 1-CS (Convergence Sublayer)

• 2-SAR (Segmentation and Reassembly Sublayer)

También puedes ver la explicacion en mi canal de Youtube: