Unidad 1 - Redes de conmutación de circuitos

La transmisión de datos a larga distancia, se lleva a cabo a través de una red de nodos intermedios de conmutación; esto también se utiliza a veces, para el diseño de redes LAN y MAN conmutadas. Una característica de los nodos de conmutación es que el contenido de los datos no les incumbe, su objetivo es proporcionar el servicio de conmutación que traslade los datos de un nodo a otro, hasta alcanzar el destino final. Los dispositivos finales que desean comunicarse, se denominan estaciones. Las estaciones, pueden ser terminales, computadoras, teléfonos etc.

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Redes que deben conectarse a través de un enlace por solicitud, como por ejemplo una llamada telefónica. Los datos provienen de dispositivos finales que desean comunicarse conmutando de nodo a nodo objetivo facilitar la comunicación.

Conmutación De Circuitos

Es el procedimiento por el que dos nodos se conectan, permitiendo la utilización de forma exclusiva del circuito físico durante la transmisión. En cada nodo intermedio de la red se cierra un circuito físico entre un cable de entrada y una salida de la red. La red telefónica es un ejemplo de conmutación de circuitos

Red de conmutación de circuitos (diagrame)

Es un tipo de conexión que realizan los diferentes nodos de una red para lograr un camino apropiado para conectar dos usuarios de una red de telecomunicaciones. A diferencia de lo que ocurre en la conmutación de paquetes, en este tipo de conmutación se establece un canal de comunicaciones dedicado entre dos estaciones. Se reservan recursos de transmisión y de conmutación de la red para su uso exclusivo en el circuito durante la conexión. Ésta es transparente: una vez establecida parece como si los dispositivos estuvieran realmente conectados.

La comunicación por conmutación de circuitos implica tres fases: el establecimiento del circuito, la transferencia de datos y la desconexión del circuito. Una vez que el camino entre el origen y el destino queda fijado, queda reservado un ancho de banda fijo hasta que la comunicación se termine. Para comunicarse con otro destino, el origen debe primero finalizar la conexión establecida. Los nodos deben tener capacidad de conmutación y de canal suficiente como para gestionar las conexiones solicitadas; los conmutadores deben contar con la inteligencia necesaria para realizar estas reservas y establecer una ruta a través de la red.

Las redes conmutadas presentan las siguientes características:

• Cada segmento genera su propio dominio de colisión

• Todos los dispositivos conectados al mismo bridge o switch forman parte del mismo dominio de difunción.

• Todos los segmentos deben utilizar la misma implementación al nivel de la capa de enlace de datos como, por ejemplo , Ethernet o Token Ring.

• Si un puesto final concreto necesita comunicarme con otro puesto final a traves de un un medio diferente , se hace necesario la presencia de algún dispositivo, como puede ser un router o un bridge de traducción , que haga posible el dialogo entre los diferentes tipos de medios.

• En un entorno conmutado, puede haber un dispositivo por segmento. Y todos los dispositivos pueden enviar tramas al mismo tiempo, permitiendo de este modo que se comparta la ruta primaria.

Fases de la comunicación en una red de conmutación por circuitos

La comunicación utilizando conmutación de circuitos, implica la existencia de un camino dedicado entre dos estaciones. Este camino es una secuencia de enlaces conectados entre nodos de la red. En cada enlace físico, se dedica un canal lógico para cada conexión

La comunicación por circuitos conmutados implica tres fases:

1. Establecimiento del circuito. Antes de transmitir cualquier señal, se debe establecer un circuito extremo a extremo (estación a estación)

2. Transferencia de datos. Tras el establecimiento del circuito, la información se podrá transmitir desde la estación origen a la estación destino a través de la red. Dependiendo de la naturaleza de la red, los datos podrán ser tanto analógicos como digitales. Normalmente, la conexión es full dúplex.

3. Desconexión del circuito. Tras la fase de transferencia de datos, la conexión se finaliza. Para la desconexión del circuito, se deben propagar las señales correspondientes a los nodos con los que se estableció la conexión, para que éstos liberen los recursos utilizados.

Fases de la comunicación en una red de conmutación por circuitos, técnicas de conmutación de circuitos.

Las fases son:

1. Establecimiento del Circuito .-Dedica un Canal para cada par de Estaciones

2. Transferencia de Datos.- Analógicos o Digitales

3. Desconexion del Ciruito.- Libera los recursos reservados

Proceso de señalización en una red conmutada por circuitos:

El mantener y terminar llamadas.

Funciones de Señalización de una red conmutada por cicrcuitos:

• Comunicación audible con el abonado: tono de marcar, llamada, ocupado, etc.

• Transmisión del número marcado a la central de conmutación que realizará la conexión.

• Transmisión entre conmutadores indicando que la llamada no puede hacerse.

• Señal que hace que el teléfono suene.

• Información para la tarificación.

Técnicas de conmutación de circuitos.

Las tecnicas son:

1. Conmutación de circuitos por división en el espacio

En este tipo de conmutación, las rutas establecidas son físicamente independientes.

 Cada conexión requiere un camino físico a través del conmutador que se dedique exclusivamente a transmitir señales de esa conexión.

• Conmutadores mono etapa (matriz de líneas):

• Demasiados puntos de cruce.

• Pérdida de un punto de cruce imposibilita la conexión entre dos dispositivos.

• Puntos de cruce usados ineficientemente: la mayor parte del tiempo desocupados.

• No bloqueante.

Técnicas de conmutación de circuitos: conmutación por división de espacio y conmutación por división de tiempo y el proceso de señalización (intercambio de mensajes) en una red conmutada por circuitos (diagrame).

Conmutación por división en el espacio
 

En un conmutador por división en el espacio las rutas que se establecen son físicamente independientes. Cada conexión requiere el establecimiento de un camino físico a través del conmutador. El bloque básico de un conmutador de este tipo consiste en una matriz de conexiones o puertas semiconductoras o puntos de cruce que son habilitadas o deshabilitadas por la unidad de control del conmutador

Un conmutador multietapa necesita un sistema de control más complejo, los conmutadores multietapa pueden ser bloqueantes. La matriz de líneas de cruce en un conmutador de una sola etapa es no bloqueante, es decir, siempre habrá un camino disponible para conectar una entrada a una salida libre. Para conseguir conmutadores multietapa no bloqueantes se aumentan el número o el tamaño de los conmutadores, aunque así aumenta el coste

Conmutación por división en el tiempo

La conmutación por división en el tiempo implica la partición de la cadena de bits de menor velocidad en fragmentos que compartirán una cadena de mayor velocidad con otras líneas de entrada. Los fragmentos se manipulan por lógica de control para encaminar los datos desde la entrada hasta la salida.

Una de las técnicas más utilizadas de conmutación por división en el tiempo es la conmutación mediante bus TDM. Esta técnica se basa en la en la utilización de la multiplexación por división en el tiempo (TDM) síncrona. Técnica que permite que varias cadenas de bits de baja velocidad compartan una línea de alta velocidad. Se realiza un muestreo de las entradas por turnos. Las muestras se organizan en ranuras o subdivisiones temporales (canales) para formar la trama, que tendrá un número de ranuras igual al número de entradas. Una ranura puede ser un bit un byte o cualquier bloque de longitud constante. Como se conocen la fuente y el destino de los datos para cada ranura, no se necesitan bits de direccionamiento para cada ranura. Cada dispositivo se conecta al conmutador a través de una línea full dúplex. A cada línea de entrada se le asigna una ranura temporal. Durante la existencia de la ranura, la puerta de esa línea se habilita, permitiendo así que una ráfaga pequeña de datos se dirija hacia el bus. Mediante esa misma ranura, una de las otras puertas correspondientes a alguna línea de las líneas de salida se habilita. Los dispositivos conectados consiguen la operación full dúplex transmitiendo durante una ranura asignada y recibiendo durante otra. La ranura temporal debe ser igual al tiempo de transmisión de la entrada más el retardo de propagación desde la entrada a la salida a través del bus. Para mantener la duración de las sucesivas ranuras uniforme, se define la longitud de la misma como el tiempo de transmisión más el retardo de propagación de extremo a extremo en el bus.

La razón de datos en el bus debe ser lo suficientemente alta como para que las ranuras completen el ciclo, y no perder información. La razón de datos real debe ser lo suficientemente alta como para tener en cuenta el tiempo invertido en la propagación. Para un conmutador bloqueante, no hay asignación fija de las líneas de entrada a las ranuras; la asignación se hace bajo demanda. La razón de datos en el bus dicta el número de conexiones que se pueden hacer en un momento dado. El esquema de conmutación TDM puede admitir líneas con diferentes razones de datos, asignando a cada línea, tantas ranuras como necesite para la velocidad del dispositivo. Por supuesto, sólo se pueden conectar líneas de la misma velocidad.

JAIME ANDRES MAYA

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Establecimiento de llamada:

Todas las informaciones necesarias en el establecimiento de llamada son emitidas por el demandante al conmutador con autonomía de encaminamiento (CAA) o al conmutador de origen, dentro de un mensaje SETUP en el caso de un acceso ISDN. Estas informaciones (informaciones de dirección e informaciones relativas al encaminamiento y al tratamiento de llamada) son utilizadas en el conmutador de origen para determinar el próximo conmutador hacia donde encaminar la llamada y para seleccionar un circuito libre con este conmutador.

El mensaje SETUP se traduce entonces en un mensaje inicial de dirección IAM en el conmutador de origen, que es emitido hacia el conmutador intermedio. Este mensaje es encaminado paso a paso hasta el conmutador de destino.

Cuando el solicitado recibe el mensaje SETUP, reenvía un mensaje ISDN ALERTING que indica que el teléfono del llamado está sonando.

Cuando el conmutador de destino recibe este mensaje ALERTING, lo traduce a un mensaje ISUP dirección completa (ACM, Address Complete Message) que es emitido al conmutador intermedio precedente para indicar que el teléfono del llamado está sonando. Este mensaje es encaminado paso a paso hasta el conmutador de origen.

Cuando el llamado descuelga, se envía un mensaje ISDN CONNECT del destinatario al conmutador de llegada. El mensaje ISUP correspondiente es el mensaje respuesta (ANM, Answer message).

Este mensaje se encamina paso a paso hacia el conmutador de origen y lo convierte en un mensaje ISDN CONNECT emitido hacia el llamante.

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Control de continuidad:

Una petición de control de continuidad puede proceder de un conmutador de origen a un conmutador intermedio. Esta petición se indica inicialmente en el mensaje IAM.

El conmutador intermedio que ha recibido el mensaje IAM informa al conmutador de llegada que se está efectuando un control de continuidad sobre la sección ascendente de la conexión a través de un mensaje IAM.

Al recibir una tonalidad de control, el conmutador de origen considera el control de continuidad positivo y emite un mensaje de control de continuidad (COT, Continuity Check) hacia el conmutador intermedio y a su vez Transmite el mensaje al conmutador de llegada, para informarle del éxito de la operación de control de continuidad.

La petición de control de continuidad puede ser efectuada tras el establecimiento del circuito. Para llevarlo a cabo, el conmutador de origen envía un mensaje de petición de control de continuidad (CCR, Continuity check request) independientemente del mensaje IAM utilizado para establecer la conexión.

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Progresión de llamada (CPG):

El mensaje de progresión de llamada se emite del conmutador de llegada al conmutador de origen, sólo detrás del mensaje de dirección completa, para indicar que un evento (identificado con el parámetro tipo de evento), del cual el demandante debe ser informado, se produce durante el establecimiento de llamada. Los eventos notificados son ALERTA, PROGRESION DE LLAMADA, Reenvío selectivo de llamadas en caso de ocupado (uso nacional), Reenvío selectivo de llamadas en caso de no respuesta (uso nacional) y Reenvío selectivo de llamadas incondicional (uso nacional)

La recepción de un mensaje de progresión de llamada al conmutador de origen no provoca ningún cambio de estado y la indicación adecuada es enviada al demandante.

Liberación de llamada:

El procedimiento de liberación se basa en dos mensajes ISUP llamados Liberación (REL, Release) y Liberación completa (RLC, Release Complete).

La liberación de una conexión puede ser iniciada por la parte llamante o la parte llamada, con un procedimiento efectuado igual en los dos casos.

La parte llamante decide colgar y ésta última dispone de un acceso ISDN; se emite un mensaje DISC (RDSI) al conmutador de origen, que libera el trayecto conmutado en los dos sentidos. Por otro lado, envía un mensaje REL al conmutador intermedio. Cuando el conmutador intermedio recibe el mensaje REL, este último libera el trayecto. Si no se recibe un mensaje RLC en respuesta a un mensaje REL el conmutador retransmite el mensaje REL

Cuando el conmutador de llegada recibe el mensaje REL, este último libera el trayecto conmutado y envía un mensaje DISC (RDSI) a la parte llamada. Por otro lado, se emite un mensaje RLC al conmutador intermedio que puede emitir a su vez un mensaje RLC al conmutador precedente en ruta hasta que un mensaje RLC sea recibido por el conmutador de origen.

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Subido por jhon Fernandez.