CAPÍTULO 3. ASPECTOS FÍSICOS DE LA TRANSMISIÓN DE DATOS
3.7. I NTERCONEXIÓN DE REDES
3.8.9. RDSI de banda estrecha
El estándar RDSI (Red Digital de Servicios Integrados o ISDN, Integrated Services Digital Network) está diseñado como una red de área extensa cuya transmisión es digital extremo a extremo (es decir, durante todo el trayecto la información siempre es digital27). El objetivo fundamental de esta red es integrar en una sola tecnología todos los servicios que demanda el usuario: transmisión de voz analógica, datos digitales, vídeo, fax, etc.
Puesto que RDSI va a transmitir diferentes tipos de información, el comité encargado de definir el estándar decidió definir distintos canales independientes por los que circularía cada tipo de información. Estos canales no son físicos, sino que se multiplexan para ser transmitidos por un único medio. Además, RDSI utiliza algunos de esos canales para transportar información de control de la comunicación, característica que no se da en otros sistemas de transmisión. La división en diferentes canales lógicos permite también que los usuarios puedan contratar diferentes velocidades y capacidades de transmisión según sus necesidades; si se contratan más canales, se puede conseguir una velocidad de transmisión mayor. Por ejemplo, un usuario particular preferirá contratar un servicio básico que le permita una velocidad considerable a un coste inferior; en una empresa, donde existen gran cantidad de dispositivos de comunicación y se espera un caudal mayor, se pueden contratar más canales para conseguir mayor capacidad, aunque con un coste más elevado.
Cuando la compañía telefónica instala el acceso RDSI a un cliente, ésta coloca un dispositivo, llamado NT1 (o TR1), en la vivienda o local de él, y lo conecta con la centralita local, usando un cable de par trenzado. En la caja NT1 es donde parten los enlaces con las tomas de pared (el NT1 soporta hasta ocho tomas en paralelo) y a estas últimas se conectan los terminales RDSI (teléfonos, faxes, módem, etc.). Las conexiones del NT1 con las tomas de pared son de 4 hilos (dos pares trenzados),
27 Aunque ésta es la definición de RDSI, muchas compañías telefónicas utilizan temporalmente
enlaces analógicos para transportar señales digitales, ya que la implantación de esta tecnología suele ser progresiva.
mientras que las conexiones entre las tomas de pared y los terminales RDSI se realizan con latiguillos de 8 hilos. La figura 3.65 muestra esta estructura de conexión y la tabla 3.9 especifica los pines empleados en los latiguillos que unen los terminales con las tomas de pared.
Figura 3.65. Conexión física RDSI entre el cliente y la centralita local. Este ejemplo de conexión se realiza para usuarios que no van a utilizar más de ocho dispositivos para
transmisión.
Para usuarios y empresas que demandan más capacidad, la configuración de conexión anterior se queda pequeña en cuanto a número de dispositivos en uso. Así, la compañía telefónica instala al usuario un dispositivo adicional, llamado NT2 (o TR2), conectado al NT1, que permite manejar más comunicaciones simultáneas. Estas conexiones se realizan en tomas independientes (utilizando también cableado de 4 hilos con las tomas de pared) y no es posible sacar varias conexiones de una misma toma de NT1. La figura 3.66 muestra esta configuración y la tabla 3.9 muestra los pines de las conexiones con los terminales.
Figura 3.66. Conexión física RDSI para empresa. Aquí se permite una mayor cantidad de conexiones simultáneas (a través del punto S).
Cuando el usuario contrata una conexión RDSI, por esa línea ya no se podrá utilizar terminales analógicos (ni teléfonos convencionales, ni módem, ni faxes, etc.), sino que deberá instalarse terminales digitales específicos para RDSI. Sin embargo, el cliente tiene la posibilidad de realizar esta migración de una manera progresiva, ya que tiene la opción de instalar un dispositivo llamado TA (Terminal Adapter o adaptador de terminal) que permite la conexión de equipos de transmisión analógicos. Este elemento convierte las señales analógicas que utiliza el terminal en señales digitales que son transmitidas por la línea.
Tabla 3.9. Especificación de conectores para terminales RDSI Pin N° Uso 1 Alimentación +3 V 2 Alimentación –3 V 3 Señal de transmisión 4 Señal de recepción 5 Masa de recepción 6 Masa de transmisión 7 Sincronismo –2 V 8 Sincronismo –3 V
Los conectores utilizados en los latiguillos que enlazan los terminales RDSI con las tomas de pared son muy parecidos a los conectores RJ-45, ya que disponen del mismo número de pines y su forma es similar. Sin embargo, su tamaño es ligeramente menor y no dispone de carcasa metálica (utilizada para la pantalla global en las tomas de red).
En una conexión de cliente RDSI existen cuatro puntos de referencia básicos a tener en cuenta (véanse las figuras 3.65 y 3.66):
U: Es la conexión entre la centralita local RDSI de la compañía telefónica y el NT1. Puede ser un par trenzado de cobre de dos hilos o fibra óptica. T: Es la conexión básica de RDSI que soporta la conexión simultánea de hasta ocho dispositivos digitales.
S: Es el punto donde se conectan los terminales digitales específicos de RDSI, con capacidad para más de ocho.
R: Es el punto donde se conectan los terminales que no son RDSI (analógi- cos convencionales).
En RDSI se han estandarizado varios tipos de canales lógicos, cada uno de los cuales transmite un determinado tipo de información:
⌦ A: Canal analógico para transmisión de voz a 4 kHz.
⌦ B: Canal digital modulado en PCM28 de 64 kbps para voz o datos29.
⌦ C: Canal digital de 8 ó 16 kbps.
28 La modulación PCM (Modulación por Impulsos Codificados) consiste en transformar una
señal analógica en otra digital convirtiendo los valores de tensión en números digitales en binario.
29 Algunas tarjetas RDSI permiten utilizar a la vez varios canales B para aumentar la velocidad
⌦ D: Canal digital de 16 kbps para señalización (información de control).
⌦ E: Canal digital de 64 kbps para señalización de RDSI interna.
⌦ H: Canal digital de 384, 1.536 ó 1.920 kbps.
El abonado puede disponer de varios de estos canales para su conexión, pero, según el estándar, no se permite que éste decida una combinación arbitraria de canales, y sólo se permiten las siguientes:
Acceso básico: dos canales B más un canal D. Acceso primario: 30 canales B más uno D30.
Acceso híbrido: Un canal A y un canal C.
Cuando un usuario dispone de un acceso básico a la RDSI, puede utilizar un canal para la conexión del teléfono y otro para la conexión del ordenador. Sin embargo, el módem RDSI puede configurarse para que utilice los dos canales B simultáneamente, con lo que se puede conseguir una velocidad de transmisión de hasta 128 kbps. En caso de que el módem detecte una llamada entrante, puede pasar a trabajar con un solo canal B, dejando el otro libre para que el usuario pueda contestar.
En una red RDSI, las direcciones de los abonados se especifican como números decimales de 15 dígitos, diferentes de los empleados en la red telefónica convencional (que emplea números decimales de 11 dígitos).
3.9. EJERCICIOS
3.1. Un medio de transmisión de cobre tiene un ancho de banda de 10 MHz. ¿Cuántos bits/s se pueden enviar si se utilizan señales digitales de cuatro niveles? Supón que se trata de un canal ideal exento de ruido.
3.2. Si se envía una señal binaria por un canal de 3 kHz de ancho de banda cuya relación señal/ruido es de 2 dB, ¿cuál es la velocidad teórica máxima de transmisión de datos que se puede obtener?
3.3. Una compañía de comunicaciones desea realizar un estudio de requerimientos de una red de comunicación que transmita películas de vídeo bajo la modalidad de pago por visión. Estas películas se enviarán a los abonados como una secuencia de 24 fotogramas por segundo codificados en binario. Cada fotograma es una imagen estática de 800 puntos de anchura por 600 puntos de altura, y cada uno de esos puntos codifica el color como un número de 16 bits. Se desea obtener la velocidad de transmisión sostenida que debe soportar esa red de comunicación para que pueda cumplir con esos requerimientos.
3.4. Representa gráficamente la transmisión de la siguiente secuencia en binario utilizando los códigos NRZ, NRZ-M, RZ, Bifase y Miller:
100110001010111001
3.5. Representa gráficamente cómo se transmitiría la secuencia 1001011101101 utilizando modulación con portadora analógica en amplitud (ASK), frecuencia (FSK) y fase (PSK).
3.6. Supongamos que disponemos de un sistema de comunicación digital formado por cableado y repetidores. Sabemos que por las características del cable, la señal enviada se atenúa un 15% por cada km de cable (se considera una atenuación lineal). El emisor envía una tensión de +5 V cuando quiere representar un “1” y 0 V cuando quiere representar un “0”, mientras que el receptor interpreta un “1” si el voltaje está comprendido entre 4 V y 6 V y un “0” si el rango está entre 1 V y -1 V. Además, se ha comprobado que no es posible utilizar más de cuatro repetidores porque la señal digital queda demasiado distorsionada. ¿Cuál es la distancia máxima a la que podemos comunicar dos estaciones con este sistema?
3.7. Supongamos que la relación señal/ruido de un sistema es de 1,5 dB. Este equipo transmite utilizando una señal de 5 V de amplitud. ¿Cuál es el valor de amplitud máximo del ruido?
3.8. ¿Influye en la velocidad de transmisión la longitud del cable? ¿Por qué razones? 3.9. Supongamos que deseamos instalar una LAN en un edificio para interconectar
20 ordenadores que se encuentran aislados. Indica la cantidad de fragmentos de cable, conectores, tarjetas de red y otros dispositivos de interconexión que son necesarios. Supondremos que sólo disponemos de concentradores de cableado de ocho puertos y que los ordenadores están distribuidos en dos departamentos (10 por cada uno). Los estándares que se seguirán son:
a) Fast Ethernet. b) IEEE 802.5. c) ARCnet.
d) FDDI: 10 estaciones serán de clase A y las otras 10 de clase B.
3.10. Supongamos que ahora debemos interconectar 30 ordenadores para formar una red. Indica gráficamente las topologías lógicas si solamente diponemos de concentradores de cableado de ocho puertos (debe utilizarse el menor número de ellos). Los estándares que se seguirán son:
a) Fast Ethernet 100BaseT4. b) Gigabit Ethernet 1000BaseLX. c) 100VG-AnyLAN.
3.11. Indica gráficamente cómo se conectan a los anillos lógicos 10 estaciones utilizando la configuración FDDI. Suponemos que seis estaciones son de clase A y el resto, de clase B. ¿Cuál es la disposición óptima de las estaciones para reducir al mínimo el número de éstas que pueden quedar aisladas en caso de corte de la fibra? Representa esa misma conexión desde el punto de vista lógico, es decir, utilizando concentradores de cableado para FDDI.