PLADIRET y arquitecturas de redes Grupo de Ingeniería Telemática (G.I.T) DICOM / Universidad de Cantabria K.-D. Hackbarth Diseño y Dimensionamiento de

PLADIRET y arquitecturas de redes

Grupo de Ingeniería Telemática (G.I.T)DICOM / Universidad de Cantabria K.-D. Hackbarth

Diseño y Dimensionamiento de Redes de telecomunicación

CONTENIDO

•La RDI/RDSI y redes corporativas tipo RDSI

•Redes de Datos (Frame Relay)

•Redes ATM y la RDSI-BA

•Redes y Interconexión de redes vía el protocolo IP

•Redes físicos de JDP y JDS




LA RDSI-BE

Definición de la RDSI :

RDSI significa la integración de varios servicios de telecomunicación con señales de banda estrecha y banda media, bajo dos tipos de interfaces de usuario de red (IUR) y un número limitado de plataformas de red.

•Banda estrecha se refiere a todas las señales digitales con un bit rate 64 Kbit/s

•Banda media se refiere a señales digitales con un bit rate de n*64kbit/s, siendo n= 2, 30 (23)




El Camino hacia la RDSI :

•La RDSI se desarrollo en los años 80 partiendo de la Red Pública de Telefonía (RPT), incluyendo servicios de conmutación, multiplexación y transmisión digital (RDI).

•En el IUR se integraron todos los servicios de telecomunicación existentes en esta fecha, tanto de conmutación de circuitos, como de conmutación de paquetes, y se permite la definición de nuevos servicios bajo un concepto flexible de servicios portadores y teleservicio, y un modelo de atributos.

•Se separa el plano de información del usuario del plano de control físico, tanto en el IUR como en la propia red.




NOMBRE DEL ATRIBUTO POSIBLES VALORES EN LARDSI

modo de transferencia circuito paquete

velocidad de transferencia

64 384 1536 1920 kbit/s

capacidad de transferencia sin restricción voz audio vídeo

estructura 8 khz no estructurado

establecimiento

por demanda reservado permanente

simetría unidireccional bidireccional asimétrico-simétrico

configuración (topología) de la conexión

punto a punto multipunto difusión

Atributos más importantes para la definición de servicios portadores en la RDSI :




Modelo de protocolo del IUR para la RDSI (situación en 1988) :

CAPA OSI PLANO DECONTROL

PLANO DE INFORMACIÓNDE USUARIO

7 - 4 señalizaciónu-u

3 llamada decontrol Q.931

nivel depaquete X.25

abierto nivel depaquete X.25

2 LAP-D (Q.921) LAP-B1 AB I.430 ó AP I.431

aplicación señalización servicio dec.p.

telecontrol servicio dec.p.

servicio c.c.o c.r.

canal D B




capa lógica de la RDSI/RDI

Se constituye de dos tipos de nodos:

conmutadores RDSI/RDI

unidades remotos periféricos (RPU)

estructura de conexión entre los nodos

Modelo de protocolo del INR

INR entre conmutadores Rec. G.703 (98)

INR entre RPU y conmutador V.5.2




Conmutadores RDSI/RDI

Conectan clientes de la RTB vía la línea de acceso (interface a/b)

Conectan clientes de la RDSI vía la línea de acceso (interface S0)

Conectan grandes clientes de la RDSI vía la línea de acceso (interface SB)

Conectan RPU vía interfaces especiales (V5.2)

Conmutan trafico interno, de salida, entrada y de transito




RPU RDSI/RDI

Conectan clientes de la RTB vía la línea de acceso (interface a/b)

Conectan clientes de la RDSI vía la línea de acceso (interface S0)

Se conectan a un conmutador madre vía interfaces especiales

Transfiere trafico de salida desde y de entrada hastas sus clientes

Algunas RPU permiten transferencia de trafico interno otros no y el trafico interno debe pasar por el conmutador madre




Estructura de conexión entre los nodos

Se divide en la parte de acceso con sus RPU y la parte dorsal con los conmutadores,

cada RPU se conecta a un nodo dorsal (en algunos casos por razones

de seguridad a dos) y un nodo dorsal con sus RPU’s asignado forma una estructura de estrella

las nodos dorsales se conectan vía una estructura mallada

en redes dorsales de tamaño grande sus nodos se dividen en dos tipos, inferiores y superiores asignando cada nodo inferiro a un nodo superior




Ejemplos de redes

----- enlace directo

___ enlace final




Problemas en la planificación, diseño y dimensionamiento de la capa lógica RDSI/RDI

Determinar estructura de la capa lógica (selección de los nodos de acceso y de los nodos dorsales y asignación de los primeros a los últimos) denominado problema CLASIG

Determinar una posible subdivisión de la red dorsal

Determinar los diferentes valores de trafico saliente de cada nodo e la hora cargada (BH) (trafico intranet y a otros redes mediante puntos de interconexión

estimar/calcular la matriz de trafico entre todos los nodos

encaminar la matriz de trafico y dimensionar los grupos E1

Analizar la solución obtenido y facultativamente repetir el proceso con otros parámetros




Redes corporativas tipo RDSI

Se constituye de dos tipos de nodos:

centralitas digitales (PABX)

terminales remotos periféricos

estructura de conexión entre los nodos con circuitos/grupos alquilados

conexión a la redes publicas RDSI (facultativamente también a

otros tipos de redes como FR, GSM etc.)




Arquitectura

Red

Señalización

Transporte lógico

Transporte físico

Acceso

Lógico

Físico

Propio o SS nº7

Conmutador (centralita)digital

E0,E1 (2 Mbps) (G.703)

Propio o DSS1 (Q.931,Q921 / LAP-D)

Propio o AB (I.430)




centralitas digitales (PABX)

Se componen principalmente de los siguientes elementos acceso interno a líneas de terminales con interfaces propios, a/b, So, V.24 etc..

acceso externo a líneas de redes publicas con interfaces So, SB (también GSM, FR, IP)

acceso externo a líneas de interconexión a otras PABX

conmutador interno

multitud de funciones suplementarios




Interfaces de una PABX

PABX

RPT

RDSI

GSMBS

RedCorporativa

PC

PC

a/ba/b

So

So, SBU

So

USo

C++ ó DECT

c.a. 64Kbps, E1




Terminales remotos periféricos

Son usuarios en sitios lejanos de una PABX de la red corporativa

se conectan a la red corporativa vía una red publica o vía una CP, CVP

Se incorporan en la red corporativa con su esquema de direccionamiento

ejemplo delegaciones de tamaño menor, tele-trabajadores, day extender




Ejemplo de una red corporativa tipo RDSI

RDSI

PABX PABX

PABX

TRP TRP

T T

T

So, SB

So, SBSo, SB




Problemas en la PLADI de un Red corporativa tipo RDSI

•Dimensionar cada nodo (PABX) con su demanda de trafico de los diferentes servicios

•Determinar el trafico diario (por diferentes ventanas temporales) saliente/entrante (externo puro, externo a destinos con nodo PABX cercana y interno a destinos en otros nodos PABX la RCo) estimar/calcular la matriz de trafico entre todos los nodos

•encaminar el trafico y dimensionar la topología de los enlaces y su tamaño

•Analizar la solución obtenido y facultativamente repetir el proceso con otros parámetros




Conmutación de paquete

•conmutación tradicional de paquete

redes de paquetes con X.25

•conmutación rápido de paquetes

frame relay

FRMBS (CVP)

FRSS (CVC)

cell relay

DQDB-MAN

ATM




Fast paquet switching

•protocolos y equipos para la interconection de nodos de redes (Interface red red IRR)

•se usa para soportar conmutadores dorsales de redes corporativas

•se realiza mediante multiplexación estatictica de los unidades de datos de protoco UDP

•los UDP pueden ser properitario o estandarizado




Comparación entre conmutación tradicional de paquetes y conmutación rápido

función S P S F P SCapas OSI 3 propio o 1 -2Retardo alto (20 –30 ms) bajo (5 ms)Conmutación via software via hardwareIntegración de servcios solo datos datos y vozBER de soporte fisico bajo hasta alto bajoControl de errores por enlace end to end




Comparación entre conmutación por circuito y conmutación rápido de paquetes

función C S F P SCapas OSI 1 propio o 1 -2Retardo sol. propagación bajo (5 ms)Ancho de banda prefijado flexible E(v), max(v)Tipo de circuito exlusivo conpartido




Plataformas tradicionales para la interconexión de LANs :

Plataforma Velocidad(Mbit/s)

Ventaja Inconveniente Características del tráfico

c.a.r. 14.4 OAM sencillo alto retardo, bajo uso delas capacidades

ráfagas de menor tamaño y altotráfico

c.d.r. 64 OAM sencillo alto coste de c.d., bajouso de las capacidades

ráfagas de menor tamaño y altotráfico

c.d.c. 64 (n.64)buen uso de

lascapacidades

OAM más críticoráfagas de tamaño medio y

esporádico

c.v.r. 2000buen uso de

lascapacidades

retardo variable,posible perdidas de

bloques

ráfagas de diferentes tamaños ydesde bajo hasta alto tráfico




Motivación del servicios FR para la interconection de LAN’s

Tipo 1991 1995Crecimiento de LAN’s 11% 22%Crecimiento de interconeción --- 160%Velocidad de intercon. < 9.6 kbit/s 25% 7%Velocidad de intercon. 9.6 – 64kbit/s 30% 23%Velocidad de intercon. DS0 –DS1 21% 25%Velocidad de intercon. DS1 – DS3 20% 30%Velocidad de intercon. > DS3 4% 15%




Características del servicio FR • Existe como servicio conmutado FRSS o por servicio en

c.v.p. FRMBS

• FR elimina la capa 3 y incorpora la función de direccionamiento en la capa 2

• establece múltiple c.v. en el IUR

• transmite en forma de tramas de longitud variable con integridad secuencial

• FRMBS no soporta ni control de flujo ni control de errores

• FRMBS contiene detección de errores con eliminación de tramas

• para el FRSS la señalisación se realiza por c.v. separados




Circuitos virtuales semipermanentes (FRMBS)

La técnica de retransmisión de tramas está motivada por la necesidad de transmitir datos con un tráfico de tipo ráfaga (ej. interconexión de LANs), donde las redes de paquetes no satisfacen la necesidad de QoS deseada y la interconexión de circuitos reservados resulta inviable económicamente.




FRMBS aspectos generales

FR define un formato de tramas del nivel de enlace en un IUR para su transferencia sobre una red que interconecta LAN’s o una red publico que ofrece servicio FR

El formato de la trama FR y su protocolo se denomina LAP-F (link access procedure) y esta estandarizado por el ANSI y la UIT (Q.921)

El FRMBS se desarrollo sobre CVP sin soporte de direcciónamiento con mensajes de señalisación, se realiza con parte de las funciones LAP-F (LAP-F Core /Q.922)




Funciones del nucleo Q.922

Separación de tramas

alineación de tramas

multiplexación y demultiplexación

detección de errores

control de congestión mediante FECN, BECN




Protocolo LAP-F núcleo

Bandera Direcionamiento Información CER bandera 1 2, 3, 4 Variable 2 1

Solamente un tipo de trama

no hay un campo de control ni un contador de tramas

no hay numero de secuencia => ni control de flujo ni control de errores

campo de direccionamiento por defecto 2 octetos y su expansión a 3 o 4




La técnica de retransmisión de tramas permite reservar circuitos virtuales con los siguientes parámetros :

Tasa de información contratada (CIR), cuya transmisión se garantiza por la red.

Tasa de información en exceso (EIR), que acepta la red, pero sin garantía de transmisión.

Tamaño contratado de ráfagas Bc, que es la cantidad máxima que la red transmite en un intervalo de medida.

Tamaño de ráfagas en exceso Be, que es la cantidad máxima de bits en exceso que la red intenta transmitir, en condiciones normales, en un intervalo T.

Los cinco parámetros : CIR, EIR, Bc, Be y T, se relacionan en las siguientes expresiones:

TBBEIR

TBCIR

ec

c

/

/




La técnica de retransmisión de tramas, es un significativo avance respecto a la conmutación tradicional de paquetes (X.25). Elimina la capa 3 en la pila de protocolos X.25, reduciendo, por consecuencia, ampliamente el número de paquetes de control.

FUNCIÓN CONMUTACIÓN DEPAQUETES

RETRANSMISIÓN DETRAMAS

control de flujo en la capa 2 y 3 mediante ventanadeslizante

BECN FECN

manejo de errores en la capa 2 mediante ventanadeslizante y retransmisión.

Eliminar tramascon error

Longitud variable variableSeparación de

planospor paquetes de control en banda por conexión separada con

mensajes de señalización




Comparación de las pilas de protocolos X.25 y retransmisión de tramas :

Nivel depaquetes X.25

Nivel depaquetes X.25

LAPBLAPB

CapafísicaCapafísica

Implementado por el sistema final y la red

Implementado por el sistema final pero no por

la redLAPF

de controlLAPF

de control

LAPF centralLAPF central

CapafísicaCapafísica

Implementado por el sistema final y la red

X.25 Retransmisión de tramas




Función X.25 enRDSI (X.31)

Retransmisiónde tramas

Generación/reconocimiento de indicador

Transparencia

Generación/reconocimiento FCS

Reconocimiento de tramas no válidas

Rechazo de tramas incorrectas

Traducción de direcciones

Relleno de tiempo de intertrama

Multiplexación de canales lógicos

Gestión de variable de estado V(S)

Gestión de variable de estado V(R)

Almacenamiento de paquetes en espera deconfirmación

Gestión del temporizador de retransmisiones T1

Confirmación de I tramas recibidas

Comprobación del N(S) recibido frente al V(R)

Generación de REJ (mensaje de rechazo)

Respuesta al bit P/F (sondeo/final)

Almacenamiento del número de retransmisiones

Actuación ante la recepción de REJ

Respuesta a RNR (no preparado para recibir)

Respuesta al RR (preparado para recibir)

Gestión del bit D

Gestión del bit M

Gestión del bit Q

Gestión de P(S)

Gestión de P(R)

Detección de paquetes fuera de secuencia

Gestión de RR de la capa de red

Gestión de RNR de la capa de red




Realización del servicios FRMBS

A) con una plataforma de una red publica

•como servicio propio

•como servicio integrado en la RDSI

B) con una propia plataforma de una red corporativa




Servicios FRMBS basando en una plataforma de una red publica

•La red se compone de nodos denominado manejadores de tramas (Frame Handler FH)

•El protocolo del INR depende del fabricante de los FH

•Los enlaces entre los FH son tipicamente de E1 o E3 (DS1, DS3)

•La red se puede dividir en dos niveles (acceso y dorsal)

•Las tablas de encaminamiento de los tramas son estático y se deben fijar con un sistema de gestión




Arquitectura

Interfaz Plano función RealizaciónINR transporte Lógico Propietario FH

Físico E1, E3 (DS1, DS3)control Señalisación (*) AbiertoGestión Propietario o Q.3 del TMN

IUR transporte Lógico LAP-FFísico AB/AP

control Señalisación (*) Q.933Gestión LMI




FH FH

FH FHFH

RR

FH

R

BD BD MF

IUR(LAP-F); n*64Kbps

Equipo/red del cliente (CPN)

INR(E2)INR(E3)

Nodode acceso

E1

Nodo dorsal

CPN




Problemas en la planificación, diseño y dimensionamiento de la capa lógica FR

Fijar clases de servicios determinado por (CIR,EIR)

estimar/calcular la matriz de demanda entre todos los nodos para cada clase

determinar el tipo de nodos y asignar los nodos de acceso a nodos dorsales (problema CLASIG)

encaminar las matrices de demanda y dimensionar los grupos E1,E3





Integración del servicio FR en la RDSI

Es servicio FR (tanto por CVP como por CVC) se puede integrar en el IUR de la RDSI

En el lado de la red del IUR se desvian las capacidades fijados por el servio FR a una propio plataforma

Las problemas de la planificación, diseño y dimensionamiento de esta plataforma son similares como en la realización separada




Expansión del modelo de protocolos RDSI para el FRMBS

Q.931/Q.933

LAPD(Q.921)

Funciones TEsusceptibles de

ser seleccionadaspor el usuario*

LAPF central(Q.922)

I.430/I.431

Q.931/Q.933

LAPD(Q.921)LAPF central

(Q.922)

I.430/I.431

LAPF control(Q.922)

Plano de control Plano de controlPlano de usuario Plano de usuario

* Se admiten funciones adicionales de control de flujo y de errores, pudiéndoseusar el protocolo de control LAPF.




Integración en la RDSI

TR TR

Plataforma c.c. 64 kbit/s

Plataforma c.p. (X.25)

Plataforma c.v.s. (FRMBS)

Plataforma de señalización

AB o AP

ET

ET

ET

TRTR

ET

ET

ET




Servicio FRMBS en una red corporativa

•La red se compone de nodos tipo FH donde el protocolo del INR depende del fabricante de los FH

•Los enlaces entre los FH son tipicamente de E1 o E3 (DS1, DS3) en forma de circuitos alquilados (para redes corporativas de

menor tamaño también se pueden considerar circuitos n*64kbps)

•La red se compone normalmente solamente de un nivel (salvo

de redes corporativas muy grandes)

•La estructura es normalmente mallada cuyo grado depende de la demanda y del esquema de tarificación de 64kbps,E1, E3

•Las tablas de encaminamiento de los tramas son estático y se deben fijar con un sistema de gestión




Ejemplo de una red corporativas FR

FH FH

FH FH

RR

BD BD MF

n*64Kbps

R

E1

E1

R

n*64Kbps

E1E3

E3n*64Kbps




Problemas en la PLADI de la capa lógica FR de una red corporativa

estimar/calcular la matriz de demanda entre todos los nodos

optimizar topología de los circuitos aquillados

encaminar la demanda y asignar los capacidades E0, E1, E3





•La RDSI se limita en su integración a servicios que requieren conexiones de velocidad de 64 kbit/s hasta un máximo de 2 Mbit/s.

• Su plataforma principal de c.c. de 64 kbit/s, ofrece poca flexibilidad e insuficiente capacidad, a la evolución de los servicios que requieren un bajo retardo extremo-extremo, con muy pequeña varianza (voz, audio, vídeo).

• Sus plataformas adicionales de c.p. (X.25) y c.v.s. (FRMBS) permiten la integración de los servicios de transmisión de datos tradicionales, pero también con grandes limitaciones, debido a la limitación en velocidad (ej. interconexión de Gbit-LANs).

LIMITACIONES DE LA RDSI




Limitaciones de la RDSI-BE (II) :

•No se permite la integración de redes de distribución de televisión vía cable (CATV).

• La interconexión con las redes privadas locales (LAN) o de campus (MAN) resulta complicado y poco eficaz.

• La evolución de los servicios de telecomunicación exige una plataforma que permita una asignación de capacidad y una selección de parámetros de QoS, de forma flexible, la cual no es posible realizar con las plataformas de la RDSI.




Las decisiones tomadas por los organismos de operadores y fabricantes más importantes para la evolución de la RDSI hacia una RDSI-BA fueron las siguientes:

•Un nuevo modo de transferencia en la capa lógica (modo de transferencia asincrono) para la conmutación y transconexión de tráfico, el cual puede añadirse a las plataformas RDSI o bien puede sustituir parte o todas las plataformas ya realizadas.

• Un nuevo conjunto de multiplexores y sistemas de transmisión en la capa física, denominado Jerarquía Digital Síncrona (JDS), que está sustituyendo los sistemas de la JDP.

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