1. SINCRONIZACION
DE REDES DIGITALES
Y
TECNOLOGIA ATM
Por:
Milton Andres Toro
Jose Luis Maya
Paul Gomez

2. SINCRONIZACION
DE REDES DIGITALES

3. SINCRONISMO
Cuando el modo de
transmisión entre dos
equipos es asíncrono éstos
no tienen un reloj común,
pero es necesario que el receptor sepa en
que instante reciba un bit y cual es la
duración del mismo ya que tiene que
recogerlo del enlace para interpretar la
información que le está llegando.

4. SINCRONISMO
El emisor envía la información en bloques de
palabras, cada vez que va a transmitir una palabra
envía un bit denominado de arranque, que indicará
al receptor que va a comenzar a recibir un dato.
Terminada la transmisión envía uno (o varios bits)
denominados de parada, que indican al receptor
que la palabra ha terminado.

5. SINCRONISMO

6. SINCRONISMO
Como la longitud de la palabra es fija el
receptor puede leer e interpretar esta
información sin problemas y sin la necesidad
de compartir un reloj con el emisor.
El mayor problema de este mecanismo es la
necesidad de insertar bits adicionales de
parada y espera que disminuyen el rendimiento
de las líneas de transmisión.

7. SINCRONISMO
Cuando el modo de transmisión es síncrono
los datos se transmiten con un ritmo fijo,
marcado por un reloj común a los equipos
transmisor y receptor.
El sincronismo es el establecimiento de este
reloj con la finalidad de interpretar
adecuadamente las señales recibidas.

8. SINCRONISMO
Cuando hay sincronismo los equipos
involucrados en una transmisión conocen
el instante exacto en que debe aparecer
determinada información, de este modo
las tareas de inserción, recuperación o
conmutación de los datos del canal
resultan mucho más sencillas.

9. SINCRONISMO

10. SINCRONISMO
No es necesario usar bits de arranque y parada para
indicar el comienzo y el final de la transmisión como
ocurría con las de tipo asíncronas, esto lleva a un
aprovechamiento de la capacidad del enlace, ya que
toda la información transmitida es útil.
El receptor conoce dónde comienza y termina cada bit
sin necesidad de que el emisor añada ninguna
información adicional.

11. SINCRONIZACION DE REDES
DIGITALES
Todos los componentes de un sistema de
transmisión digital necesitan una señal de reloj
para su funcionamiento. Utilizando ésta señal
se generarán las secuencias de unos y ceros,
es decir la información digital, con un régimen
binario determinado. El comienzo de cada bit
vendrá marcado por la fase del reloj.

12. SINCRONIZACION DE REDES
DIGITALES
La función de la
sincronización es lograr que
todas las centrales digitales de
la red trabajen con una señal
de reloj básica idéntica o lo más parecida
posible en frecuencia y fase, a fin de
controlar precisamente la tasa a la cual las
señales digitales se transmiten y procesan
a través de dicha red.

13. SINCRONIZACION DE REDES
DIGITALES
En una RDSI las centrales pueden ser
consideradas como fuentes de información, que
introducen mensajes en el sistema en forma bits.
Los mensajes se envían a través del sistema de
transmisión y son conmutados hacia una nueva
ruta desde cada central, a fin de alcanzar al
abonado llamado.

14. SINCRONIZACION DE REDES
DIGITALES
Los bits llegan a cada central
con su propia velocidad, que
depende de factores como el
reloj de la central de origen, la
distancia recorrida, la
temperatura ambiente, etc., y
son llevados a un almacén
temporal en la central de
destino. La misión de este
almacén temporal, utilizado en
cada uno de los enlaces
entrantes en la central, es el de
adaptar la fase de la señal
entrante (F1) con el reloj de la
central (F2).

15. PROBLEMAS DE
SINCRONISMO
El objetivo de la temporización de la red es
mantener los relojes de la fuente y del receptor
en una misma frecuencia y fase, de modo que
el receptor pueda interpretar apropiadamente
la señal digital, sin embargo ciertos factores
dificultan el sincronismo, provocando distorsión
de la información, estos son :
 Relojes imperfectos
 Fluctuación de fase
 Variación del retardo de transmisión
 Deslizamiento de trama

16. RELOJES IMPERFECTOS
los relojes no son ideales poseen
características que limitan su precisión y
estabilidad. Por esta razón, relojes distintos no
operarán en un momento dado a la misma
frecuencia, a menos que se tomen las medidas
necesarias, además a las imperfecciones
propias de los relojes que depende en gran
manera de la calidad de los mismos.

17. FLUCTUACIÓN DE FASE
También llamado jitter es el
desplazamiento del los bits, con respecto
a la posición ideal que deberían ocupar en
el tiempo. Es la acumulación de pequeñas
imprecisiones de temporización a lo largo
de regeneradores y multiplexores.

18. VARIACIÓN DEL RETARDO DE
TRANSMISIÓN
El tiempo de propagación de la señal en el sistema de
transmisión puede cambiar, esto provoca que la
información se adelante o se atrase con respecto a la
posición que debería ocupar, incluso aunque las
frecuencias sean exactamente iguales. Los cambios en la
temperatura ambiente influyen sobre las características
de propagación de los medios de transmisión,
modificando la longitud eléctrica de los mismos.

19. DESLIZAMIENTO DE TRAMA
Llamado “Slip”, ocurre cada cierto tiempo en el sistema si
existe una diferencia continuada y en la misma dirección,
entre las frecuencias de entrada y salida de la línea, es
decir entre la frecuencia con que se escribe en el buffer y
la frecuencia con que se lee de él. Cada uno de estos
deslizamientos implica un error dado que se pierde o
inserta información de forma inapropiada.

20. DESLIZAMIENTO DE TRAMA
Si el régimen binario a la entrada es mayor que el de
lectura, el buffer se empieza a llenar con datos que
esperan a que les toque su turno para ser recogidos y
transmitidos al siguiente enlace. Mientras el buffer no se
ha llenado del todo no hay problema, cuando hay que leer
algo se recoge de esta memoria. Pero si el buffer se llena
los datos que lleguen a continuación se perderán, ya que
no tienen donde guardarse hasta que les llegue su turno.

21. DESLIZAMIENTO DE TRAMA
Si el régimen binario en la línea de entrada es menor que el que
se utiliza para la lectura de los datos, el contenido del buffer
disminuye de forma gradual, ya que se sacarán los datos más
rápidamente de lo que se introducen, cuando se vacíe no habrá
nada que transmitir al siguiente enlace. En este caso lo que
suele hacer el equipo es volver a enviar la información anterior.
Hay que considerar que mientras que las variaciones de
velocidad no sean continuas o iguales, el buffer soporta estas
variaciones y no ocurriría este fenómeno de deslizamiento de
trama.

22. EFECTO DE DESLIZAMIENTO
 VOZ: Alta redundancia, ruido a menudo inaudible.
 DATOS: Son necesarios sistemas de detección y recuperación
de errores, se produce mal enrutamiento.
 SEÑALIZACIÓN POR CANAL COMÚN: Se deben implementar
mecanismos de seguridad, se generan demoras en transmisión
 FACSÍMIL: Desplazamientos de líneas, pueden destruir la
imagen

23. MÉTODOS DE
SINCRONIZACIÓN
 RED PLESIÓCRONA: Cuenta con relojes
independientes de alta precisión, la frecuencia
se mantiene dentro de cierto margen.
El uso de memorias elásticas compensa las
fluctuaciones en las relaciones de fase, para
compensar la estabilidad limitada a largo
plazo, los relojes deben ser controlados de vez
en cuando contra alguna frecuencia de
referencia externa.

24. MÉTODOS DE
SINCRONIZACIÓN
 RED SÍNCRONA: Relojes controlados para
andar a la misma velocidad media, son de
dos tipos.

25. SINCRONIZACIÓN DESPÓTICA
Existe un solo reloj maestro o un grupo de
relojes, que tienen un poder absoluto de
control sobre los otros relojes de la red y no se
permite un cambio del ejercicio de esta función
o una sustitución.

26. SINCRONIZACIÓN MUTUA
Es un concepto para lograr una
red digital interconectada
altamente síncrona sin un reloj
principal. Cada reloj de la central
está fijado a la media de todas las
velocidades de reloj entrantes, de
esta manera todas las centrales
tienden a trabajar a la misma
frecuencia.

27. CARACTERÍSTICAS DE LOS
MÉTODOS DE SINCRONIZACIÓN

28. TECNOLOGIA ATM
(MODO DE TRANSFERENCIA ASÍNCRONO)

29. REDES DE COMUNICACIÓN
Las redes de comunicación proporcionan la capacidad y los elementos
necesarios para mantener a distancia un intercambio de información, ya
sea en forma de voz, datos o vídeo, los elementos necesarios son:
 Acceso a la red.
 Transporte de la información.
 Medios y procedimientos (conmutación, señalización, protocolos)
para poner en contacto a los extremos (abonados, usuarios,
terminales, etc.) que desean intercambiar información.

30. CLASIFICACIÓN DE LAS REDES DE
COMUNICACIÓN
Las redes de comunicación se clasifican en dos
grandes grupos: conmutadas y por difusión.

31. LAS REDES DE COMUNICACIÓN
CONMUTADAS
Constan de una serie de nodos interconectados
(conmutadores), capaces de crear conexiones temporales
entre 2 ó más dispositivos. Según el método de
conmutación, se clasifican, a su vez, en redes de
conmutación de circuitos y redes de conmutación de
paquetes.
En estas redes conmutadas, los nodos se conectan a
terminales finales, como teléfonos o PC. Algunos nodos
son sólo para enrutamiento.

32. REDES DE CONMUTACIÓN DE
CIRCUITOS
Establecen un circuito dedicado, exclusivo y temporal para la
transmisión de extremo a extremo entre dos puntos.
La red recibe del emisor una dirección que identifica al receptor y con la
cual establece el circuito dedicado. Los enlaces físicos que conectan a
los conmutadores utilizan sólo un canal dedicado en cada enlace. Cada
enlace tiene n canales multiplexados con FDM o TDM, brinda
disponibilidad exclusiva del circuito, pero consume muchos recursos del
sistema.

33. REDES DE CONMUTACIÓN DE
PAQUETES
Establecen el intercambio de bloques de información con un tamaño
específico. El emisor divide la información en paquetes, a los que añade la
dirección del receptor, por lo que cada paquete contiene un encabezado
con información de control.
Los paquetes se transmiten por la red, y se reensamblan en destino, en
cada nodo conmutador, un paquete se almacena brevemente y se enruta
según la información de cabecera. Pueden existir múltiples rutas hasta el
receptor, la óptima la gestiona la red. consume recursos del sistema sólo
cuando hay transmisión.

34. TIPOS DE REDES DE
CONMUTACIÓN DE PAQUETES
 Las Redes Orientadas a Conexión están basadas en circuitos
virtuales. Tienen características comunes con las de
conmutación de circuitos y con las basadas en datagramas.
 Las Redes No Orientadas a Conexión están basadas en
datagramas. Cada router analiza la ruta de destino en forma
independiente.

35. TIPOS DE REDES DE
CONMUTACIÓN DE PAQUETES
REDES ORIENTADAS A CONEXIÓN REDES NO ORIENTADAS A CONEXIÓN
La tendencia es combinar datagramas y circuitos virtuales. La red
enruta el primer paquete de acuerdo al datagrama y luego crea
un circuito virtual para el resto de los paquetes que vienen del
mismo origen y van al mismo destino.

36. TECNOLOGIA ATM
El modo de transferencia asíncrona ATM es una
red de conmutación de paquetes basada en
circuitos virtuales que envía paquetes (celdas ATM)
de longitud fija a través de LAN o WAN, en lugar de
paquetes de longitud variable utilizados en otras
tecnologías.
Fue Concebida para transmitir voz, video y datos,
Publicada por la UIT-T en 1988 (Rec. I.121).

37. TECNOLOGIA ATM
Antes que aparezca IP, fue recomendada por la UIT-T como la
tecnología para la futura red de banda ancha, como la autopista de la
superautopista de la información. Actualmente se usa en:
 Redes troncales (backbone) para ISP.
 Conexiones de video punto a punto y multipunto.
 Conexiones de voz para telefonía celular.
 Emulación de circuitos.
 Soporte a redes de acceso basadas en ADSL.
ATM es desapercibida para el usuario final, útil para los operadores y
permite integrar el tráfico de distintas aplicaciones de una manera
flexible.

38. PROBLEMAS ASOCIADOS CON
SISTEMAS EXISTENTES
Antes de ATM, las comunicaciones se basaron en conmutación
de tramas y redes de tramas. Diferentes protocolos utilizan
tramas de diferentes tamaños, lo que hace el tráfico
impredecible.
¿Qué ocurre si la línea 1 utiliza paquetes grandes (normal en
paquetes de datos) mientras que la línea 2 utiliza paquetes muy
pequeños (normal en sonido y vídeo)?
La mezcla de los pequeños paquetes de voz y video con el
tráfico de datos convencional crea retardos inaceptables y hace
que los enlaces de paquetes compartidos no se puedan utilizar
para voz y video.
Solución: la redes basadas en celdas.

39. REDES BASADAS EN CELDAS
Con ATM, la información se transmite y conmuta en
forma de paquete cortos (celdas ATM) de longitud
fija, los cuales se enrutan individualmente a través
de circuitos virtuales y caminos virtuales.
Una celda ATM es una pequeña unidad de datos
de tamaño fijo (48 bytes de datos y 5 de control).
Para su transmisión por la red, las celdas se
multiplexan en forma asíncrona.
Los flujos de información de distinta velocidad y
formato, se agrupan en el Módulo ATM para ser
transportados mediante enlaces de transmisión de
155 Mbps facilitados por sistemas SDH.

40. REDES BASADAS EN CELDAS
En el módulo ATM, la información se segmenta y se
escribe byte a byte en el campo de datos de celdas ATM,
a la cual se le añade luego la cabecera.

41. MULTIPLEXACIÓN ASÍNCRONA
ATM la utiliza para multiplexar las celdas que
vienen de diferentes canales. Por ejemplo, en la
figura se muestra cómo se multiplexan las celdas
de 3 canales de entrada. En el primer pulso de
reloj, el canal 2 no tiene ninguna celda, por lo que
el multiplexor rellena la ranura con una celda del
tercer canal.
Cuando las celdas de todos los canales se han
multiplexado, las ranuras de salida están vacías.

42. ARQUITECTURA ATM
Una red ATM está formada por conmutadores y terminales
ATM. El conmutador es responsable del transporte de
celdas a través de la red: acepta las que le llegan de un
terminal o de un conmutador, lee y actualiza la información
de cabecera y la conmuta a una interfaz de salida hacia su
destino.
Un terminal ATM contiene un adaptador de interfaz a la
red ATM, el cual sí lee los bytes de datos de la celda.
Ejemplos: servidores, routers, unidades de servicio
digitales, conmutadores LAN, codificadores y
decodificadores de vídeo.

43. TIPOS DE INTERFAZ
Existen dos interfaces especificadas que son la interface
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.

44. CELDA ATM
Cada celda ATM consta de 53 bytes por una curiosa
razón: los americanos proponían celdas de 64 bytes y los
europeos de 32 Los americanos tenían una infraestructura
de red de mayor calidad que garantizaba un retardo no
mayor que 24 ms para una QoS aceptable en el tráfico
telefónico.
Finalmente se acordó un termino medio de 48 bytes de
información de usuario a los que se añaden 5 más de
cabecera con información de control.

45. CELDA ATM
Dos de los conceptos más significativos de
ATM, Circuitos Virtuales y Caminos Virtuales,
se materializan en dos identificadores en la
cabecera de cada celda (VCI y VPI); ambos
determinan el enrutamiento entre nodos. El
estándar define los dos tipos de
formato de celda:

46. CONEXIÓN VIRTUAL ATM
Las redes ATM son orientadas a conexión, por lo que se debe
establecer un circuito virtual previo que una los extremos de la
comunicación.
Esto permite al usuario crear una red privada virtual (VPN). Cada
conexión se representa con un VP, que a su vez contiene varios VC
que el propio usuario puede utilizar.

47. CONMUTACIÓN ATM
Para realizar el encaminamiento de las celdas desde el origen
hasta el destino ATM emplea conmutadores, para asegurar la
eficiencia emplea normalmente dos tipos de conmutadores:
 Conmutadores VP
 Conmutadores VPC
En ambos casos emplean un mapa de conexiones que se
construye en el momento de la conexión mediante mensajes de
señalización.

48. CONMUTADORES VP
Encamina las celdas empleando solo el VPI. Tienen un tabla de
conmutación donde se distingue el valor del interfaz de I/O y el
valor del VPI.

49. CONMUTADORES VPC
Encamina las celdas empleando el VPI y el
VCI, ahora la tabla de ruta además incluye
el valor del VCI.

50. CONMUTADORES DE ATM
La idea es transmitir celdas por la red de la forma más rápida posible.
A la velocidad normal de una red ATM 350.000 celdas/seg pueden
llegar a cada interfaz de un conmutador (1 celda por cada 2,7μs).
Se precisan conmutadores que puedan encaminar celdas lo más rápido
posible.
Los conmutadores ATM incorporan técnicas de enrutamientos para
todas las funciones de relevo de celdas en la red. Cada celda ATM
encuentra su camino a través de la estructura de conmutación de la red
usando información de enrutamiento que está en el encabezado de la
celda.

51. CONMUTADORES DE ATM
Un conmutador ATM acepta una celda desde el medio de
transmisión, realiza un chequeo de validación en el dato del
encabezado de la celda, lee la dirección, envía hacia el próximo
enlace en la red. Los conmutadores aceptan otra celda que
puede ser parte de la anterior y repiten el proceso.
El encabezado de la celda suministra información de control a la
capa de arquitectura ATM quien en combinación con la capa
física, provee servicios esenciales de comunicaciones en una
red ATM.

52. CONMUTADORES DE ATM
Las tecnologías utilizadas en la conmutación de paquetes
son: Eliminatorio, Banyan y Batcher – Banyan.
Conmutador Eliminatorio: Tiene un bus de broadcast para
cada línea de entrada. La activación de las intersecciones
determinan las líneas de salida, cada línea de salida tiene
una cola virtual. Un Concentrador escoge las celdas a
descartar si llegan demasiadas.

53. CONMUTADORES DE ATM
Conmutador Banyan: Conmutador multietapa,
que emplea microconmutadores para asignar a
cada celda su puerto de salida en función del
valor binario de la salida.

54. CONMUTADORES DE ATM
Conmutador Batcher-Banyan: Es un conmutador de
etapas múltiples para las celdas. El conmutador Batcher
ordena las celdas que le van llegando según su destino
final, emplea un módulo hardware especial denominado
“trap” para evitar que a un mismo conmutador Banyan
pasen celdas duplicadas (celdas con mismo destino),
asegurando que solo una celda pase por pulso para un
destino .

55. GRACIAS