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2.3. Red digital de servicios integrados
En 1984 la CCITT definía la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados), como una red evolucionada de una red tradicional telefónica, que proporciona conectividad digital, soportando un amplio abanico de servicios ya sean vocales u otros y a la que los usuarios pueden tener acceso mediante dispositivos o interfaces multiservicio.
La característica clave de la RDSI es que integra voz y datos en la misma línea, añadiendo características que no estaban disponibles en el sistema de teléfono clásico.
En función de la capacidad de transferencia de información entre el usuario y la red, la norma ITU-T ha definido los siguientes tipos de acceso a la red de servicios integrales:
1 Acceso Básico (BRI). Es conocido como 2B+D. Está compuesto por dos canales B full-duplex de 64 kbps (para voz o datos) y un canal D full-duplex de 16 kbps (para la realización de llamadas y otros tipos de señalización entre dispositivos de la red), lo que da una capacidad de 144 kbps de transmisión entre el usuario de acceso y la central. Con la división por tramas, la sincronización y otros bits adicionales dan una velocidad total en el punto de acceso básico de 192 kbps (2B+D+señalización+framing).
2 Acceso Primario (PRI). El acceso primario está destinado a usuarios con requisitos de capacidad mayores, tales como oficinas, centrales PBX o red local. La característica de este concepto es 30B+D, compuesto por 30 canales B de 64 kbps (para voz y datos) y un canal D de 64 kbps (para la realización de la llamada y señalización entre dispositivos de la red), lo que da una capacidad de 1984 kbps de transmisión entre el usuario y la central. En Europa la velocidad estándar es 2.048 Mbps, 30 canales B más un canal D de 64 kbps (30B(64)+D(64)+ señalización+framing(64) 2048 kbps). Nota: El canal D, también denominado de señalización, permite el establecimiento, monitorización y control de la conexión RDSI, siendo incluso el responsable de generar los timbres de llamada.
Cuadro-resumen de acceso a la red de servicios integrados
1 RDSI de banda ancha. La RDSI de banda ancha se desarrolla para los servicios que requieren velocidades superiores a 2 Mbps. Esta red permite la transmisión de datos de hasta 34 Mbps, y el acceso hasta el abonado se realiza mediante una línea de fibra óptica.
Componentes de la RDSI
En la siguiente figura se puede ver la configuración de referencia de acceso de usuario, según ITU-T:
Configuración y puntos de referencia del acceso de usuario de la red RDSI
En ella se puede observar diversos equipos o pares de equipos (denominados agrupaciones funcionales) y puntos de referencia. Los equipos son:
1 Equipo terminal (ET1): designa a un dispositivo que sea compatible con la red RDSI, por lo que puede conectarse directamente a una terminación de red de tipo básico o primario sin necesidad de equipo adicional.
2 Equipo terminal 2 (ET2): designa a un dispositivo que no es compatible con RDSI y requiere un adaptador de terminal.
3 Adaptador de terminal (AT): convierte las señales eléctricas estándares en la forma utilizada por RDSI, de tal modo que los terminales ET2 se puedan utilizar en la red RDSI.
4 Terminación de red de tipo 1 (TR1): permite la conexión y la conversión de señales al bucle local convencional.
5 Terminación de red de tipo 2 (TR2): dirige el tráfico hacia y desde diferentes dispositivos de abonado y el TR1.
6 Terminación de línea (TL): es el equivalente al TR1 en la central local.
7 Terminación de central (TC): conecta los canales de información con las etapas de conmutación de la central
Los puntos de referencia son los que se exponen a continuación:
1 R: corresponde al punto de conexión entre un terminal no compatible con RDSI y un adaptador de terminal.
2 S: hace referencia a la conexión física de salida desde la NT2 a la red RDSI.
3 T: es el punto en el que TR2 se conecta a la red RDSI.
4 U: es el punto de referencia en el que la TR1 se conecta a la red RDSI.
5 V: es el punto que dentro de la central local RDSI separa los elementos de transmisión y los de conmutación.
2.4. Redes interiores PDS
Tradicionalmente a los edificios se les ha dotado de las infraestructuras de telecomunicaciones conforme se han ido necesitando: si hacen falta nuevas líneas de teléfonos se han instalado nuevos cables y así sucesivamente.
Con los nuevos equipos de telecomunicaciones y sistemas de control se hace necesaria una red de distribución que facilite tener un acceso organizado y estructurado, permitiendo articular una red con infraestructura común, posibilidad de interconexión interior y, en determinados casos, comunicada con un centro de control. Una red de cableado estructurado como el PDS (Premised Distribution System), soportaría todas las comunicaciones. El cableado estructurado es un sistema de cableado abierto, que se diseña para ser independiente tanto del proveedor como de la aplicación, lo que permite utilizar los mismos cables aunque los equipos cambien. En el cableado estructurado la red se divide en tramos que pueden tratarse por separado, permitiendo modificar cada tramo sin que esto afecte al resto de tramos.
Nota
El cableado estructurado es un sistema que permite utilizar los mismos cables aunque los equipos cambien.
Frente al cableado tradicional, el cableado estructurado ofrece las siguientes ventajas:
1 Trazados homogéneos.
2 Fácil traslado de equipos.
3 Convivencia de distintos sistemas sobre el mismo soporte físico.
4 Transmisión a altas velocidades para redes.
5 Mantenimiento más eficiente, rápido y sencillo.
6 Fácil implementación de nuevos equipos.
En el ejemplo de la figura se puede ver como al edificio de oficinas se le ha dotado de un cableado estructurado desde las tomas en cada planta a un repartidor situado en un rack común, que está equipado con repartidores tipo patch.
Esta tipología permite asociar cualquier toma del edificio con cualquier posición del servidor de datos, servidor de voz, etc. Al trasladar la oficina 1 a la oficina 3 tan solo ha sido necesario cambiar los latiguillos de conexión en el rack para asociarlos a las nuevas tomas, quedando las antiguas sin servicio y libres para posteriores usos.
Ejemplo de cableado estructurado en un edificio de oficinas
La dimensión de una red PDS puede variar desde un sistema simple, como el visto en el ejemplo, a redes complejas en las que se integran telefonía, interfonía, CCTV, control de acceso, megafonía, etc.
Nota
CCTV son las siglas en inglés de closed circuit televisión, circuito cerrado de televisión.
En estos sistemas existe una parte de la red que soporta un elevado tráfico; a esta parte de la red se la denomina redes verticales y normalmente están constituidas por cables de fibra óptica.
Las redes que dan servicios a los puntos terminales, redes horizontales, están constituidas por cableado de cobre; estos se clasifican por categorías en función de la velocidad de transmisión que soportan. Actualmente existen siete categorías, aunque en cableado estructurado los requerimientos mínimos exigibles hoy en día corresponden a la categoría 5. Los elementos que cumplen con la categoría 5 permiten transmitir datos hasta 100 Mbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 100 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre.
Ejemplo de cable categoría 5 con conector RJ45
2.5. ADSL. Alta velocidad en servicios de abonado
La línea de abonado digital asimétrica (Asymmetric Digital Subscriber Line) es una tecnología que permite la transmisión de datos a alta velocidad sobre el par simétrico de cobre de la línea tradicional de telefonía. Trasmite por el mismo portador un circuito de telefonía y otro de datos. Con este sistema las operadoras pueden aprovechar la red de cobre tradicional implementado nuevos servicios.
Importante
Con la ADSL las operadoras pueden aprovechar la red de cobre tradicional implementado nuevos servicios.
Existe toda una serie de tecnologías digitales que funcionan sobre par de cobre, y que constituyen lo que se ha llamado familia xDSL, donde la ‘x’ corresponde al tipo de tecnología. En esta familia se puede encontrar las siguientes tipologías:
1 HDSL (High Bit Rate DSL): permite constituir líneas de 2 y 8 Mbps de forma simétrica (las velocidades red-usuario y usuario-red son idénticas) para circuitos punto a punto. Se utiliza para cubrir necesidades de empresas.
2 ADSL: circuitos asimétricos para transmisión de datos y telefonía, se caracteriza por tener un ancho de banda reservado para el circuito de subida sensiblemente inferior que el circuito de bajada.
3 VDSL (Very High Bit Rate DSL): es otra conexión asimétrica que se diferencia del ADSL en que el ancho de banda de bajada es muy superior para transportar señales de televisión. Es la más rápida de las tecnologías.
Distribución del ancho de banda usado en ADSL
Como se observa en la figura, la zona 1 corresponde al ancho de banda del circuito de telefonía, la zona 2 al circuito de subida de datos y la zona 3 al de bajada o descarga de datos.
En la tecnología ASDL y VDSL los equipos se encuentran situados en las centrales telefónicas. La señal proveniente del abonado se pasa por filtros pasa-banda (splitter) cuya única función es separar las dos señales que van por la línea de transmisión, la de telefonía vocal (bajas frecuencias) y la de datos (altas frecuencias). Las señales de frecuencia inferior a 4 KHz al ser separadas son enviadas a la central de telefonía y el resto al nodo ADSL para su gestión y acceso a la red Gigabit (Internet).
Separación de las señales de voz y datos
Los nodos que se están instalando actualmente en España son suministrados, principalmente, por Lucent Technologies y Huawei. Los equipos de última generación permiten servicios integrados de ADSL y VDSL, llegando estos últimos a velocidades de descarga de 34 Mbps.
Ejemplo de conexionado para un nodo de Lucent Technologies
En el ejemplo podemos observar:
1 Repartidor del nodo ADSL.
2 Repartidor principal, lado vertical, de la central de conmutación.
3 Repartidor principal, lado horizontal, de la central de conmutación.
Recuerde
El par de cobre se comporta como un condensador aumentando su capacidad con la distancia. Al ser la resistencia que presentan entre sí los hilos del par inversamente proporcional a la frecuencia y capacidad, su uso está limitado por la distancia del par entre el abonado y la central, alrededor de 5,5 km. Es la causa por la que antes de darse de alta en este servicio debe comprobarse la distancia del abonado a la central.
Aplicación práctica
Entre las tecnologías DSL (línea de abonado digital) que se están usando en la actualidad, ADSL, HDSL y VDSL, ¿qué tipo se ajusta mejor para cada una de las aplicaciones siguientes?
1 Un abonado que requiera línea telefónica y acceso a Internet.
2 Realizar un enlace para una empresa de servicios.
3 Un abonado que requiera una línea telefónica, acceso a Internet y televisión por cable.
SOLUCIÓN
La solución tecnológica a cada necesidad sería:
1 Un abonado que requiera línea telefónica y acceso a Internet: ADSL.
2 Realizar un enlace para una empresa de servicios: HDSL.
3 Un abonado que requiera una línea telefónica, acceso a Internet y televisión por cable: VDSL.
3. Ámbito de aplicación
Un sistema telefónico debe estar diseñado de manera que permita a cualquier pareja de terminales comunicarse con calidad suficiente, independiente del lugar donde se encuentren. Por ello la red se diseña atendiendo a los principios de:
1 Conectividad: establece una conexión permanente o temporal entre dos terminales.
2 Jerarquización: establece que cada nodo inferior dependa exclusivamente de un nodo de orden superior. Agrupa un número de usuarios en torno a una central, otros en torno a otra y así sucesivamente.
3 Calidad: una red telefónica no dispone de un mismo número de circuitos que usuarios tiene, por lo que se puede provocar en un determinado momento que exista bloqueo como consecuencia de un número de peticiones de conexión muy elevado.
Cada nueva tecnología de red ha supuesto una evolución y mejora sobre las anteriores, si bien no todas han tenido la misma repercusión. La Red Telefónica Básica (RTB) era originalmente una red completamente analógica, que transportaba un gran número de canales telefónicos sobre cable coaxial. Para la trasmisión se utilizaban técnicas de multiplexado por división de frecuencia. En origen se diseñó para la transmisión de señales de voz, aunque también puede transportar datos, como por ejemplo en la transmisión de fax.
Red telefónica básica (RTB) completamente analógica
Importante
La Red Telefónica Básica además de voz puede transportar datos, , como por ejemplo en la transmisión de fax.
Posteriormente, las centrales telefónicas introdujeron la tecnología digital con la digitalización de los sistemas de transmisión, lo que supuso la introducción de convertidores analógico/digitales a la salida de los conmutadores.
Digitalización de los sistemas de transmisión
Tras esto se digitaliza también la conmutación, con lo cual la conversión analógico/digital se produce antes de entrar en el conmutador; y así mientras que los medios de transmisión y conmutación son digitales, el bucle del abonado (B.A.) sigue siendo analógico. Esto supuso una mejora en la calidad de la señal de voz y un incremento en la cantidad de llamadas que podían establecerse simultáneamente. Así surgió la tecnología RDI, con la que se obtienen los beneficios de la tecnología digital, pero de forma más económica, ya que la introducción de la tecnología digital en el bucle del abonado suponía unos costes demasiado elevados.
Digitalización de la conmutación
Con la digitalización del bucle del abonado se llega a la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI), que proporciona conexión digital, de extremo a extremo de la línea y da soporte a un amplio rango de servicios. Entre las ventajas que proporciona el uso de tecnología RDSI destacan la mayor velocidad de transferencia de datos, menor tiempo para establecer la comunicación que en una red con señal analógica, posibilidad de transmitir simultáneamente datos digitales de diferentes fuentes y hacer que lleguen cada uno a su destino, etc. Así, la red RDSI no solo permite establecer comunicaciones de voz, sino que permite servicios como la transmisión de datos informáticos, videoconferencia, conexión a Internet, y otros como gestión de llamadas, identificación del origen, etc.
Digitalización del bucle del abonado
A pesar de las múltiples ventajas que para la comunicación supuso la tecnología de red RDSI, el ADSL la relegó rápidamente, ya que el ADSL transformaba las líneas telefónicas del abonado en líneas de alta velocidad, facilitando el acceso a todos los servicios de Internet de alta velocidad (hasta 2 Mbps), así como: el acceso a redes corporativas para aplicaciones como teletrabajo, aplicaciones multimedia, videoconferencias, juegos on-line, además de los servicios de voz, ya que el ADSL puede coincidir con el servicio telefónico en el mismo bucle de abonado.
Las redes interiores PDS son empleadas en hospitales, edificios industriales, red de metro, etc., siendo el cableado estructurado utilizado no solo para redes de telefonía privada sino que es extensible a sistemas de transmisión de datos y control. Son numerosas las empresas que recurren al cableado estructurado como sistema de administración de los servicios que implican información y control en una edificación. Así se emplea:
1 En todos aquellos edificios donde el número de teléfonos y puestos informáticos es muy alto.
2 En aquellos edificios en los que se requiere una conexión de elevada calidad y rápida transmisión de datos.
3 En aquellas instalaciones donde la flexibilidad sea un factor a tener en cuenta.
4. Unidades y parámetros característicos
Lo que hace que la información se transmita a través de los sistemas de transmisión de las redes es la variación en el tiempo de propiedades físicas como el voltaje y la corriente, lo que permite analizar el comportamiento de las señales de forma matemática.
Se define señal como la variación en el tiempo de una magnitud de la onda electromagnética, como puede ser la intensidad, frecuencia, etc., que se utiliza para transmitir información.
Nota
Las ondas electromagnéticas se pueden definir como una perturbación de energía que se propaga en un medio.
Una señal analógica es una magnitud física variable en el tiempo. Dentro de un mismo rango puede tomar valores infinitos de amplitud; por tanto se trata de una señal continua.
Una señal digital es una magnitud física variable en el tiempo. Dentro de un mismo rango puede tomar un conjunto finito de valores de amplitud. Las señales digitales suelen representar sus valores mediante el sistema binario de ‘0’ y ‘1’ lógicos. Se trata de señales discretas, ya que solo pueden tomar determinado número de valores.
Señal analógica y señal digital
Las magnitudes que determinan las características de las ondas electromagnéticas en los equipos de telecomunicaciones son:
1 Amplitud (A). Es el valor que presenta la señal en un instante determinado. Se mide en voltios (V).
2 Periodo (T). Es el tiempo que tarda la onda en completar un ciclo. En una onda senoidal el periodo es un ciclo, 360° o 2 p radianes. La unidad de medida es el segundo (s).
3 La frecuencia (f) y pulsación (ω). La frecuencia es el número de ciclos que completa la onda en un intervalo de tiempo. Depende del periodo de la señal (tiempo que la señal comienza a repetirse de nuevo) según la siguiente expresión:
La unidad de medida es el hercio (Hz) que es el número de ciclos o periodos en un segundo.
Otras unidades de frecuencias muy utilizadas (en otros ámbitos) son las ‘revoluciones por minuto’ (rpm) y los ‘radianes por segundo’ (rad/s).
La pulsación viene expresada como:
ω = 2 π f
La unidad de medida de la pulsación viene dada en (rad/s).
Nota: La unidad de medida de la frecuencia de las ondas electromagnéticas es el hercio (Hz).
1 Longitud de onda (λ). La longitud de onda se define como la mínima distancia entre dos puntos de una onda que están en fase, es decir, es la longitud de un periodo de la señal. Su símbolo es ‘λ’ y está relacionada con la velocidad de transmisión de la onda ‘V’ y la frecuencia de la misma ‘f’ de acuerdo con la siguiente expresión:
λ = V / f
La unidad de medida es el metro (m). En el vacío:
V = c = 300.000 km/s
1 La fase (θ). Es el ángulo de adelanto o retraso de una señal respecto a otra; se considera el periodo 360°. La unidad de medida es el grado (°).
En los sistemas de comunicación analógicos, la información de la señal transmitida está contenida en la forma de onda, mientras que en los sistemas de comunicación digitales la información se transporta en la codificación de los estados permitidos para la señal que se transmite.
