PDF de programación - WANs: ATM La primera milla

REDES DE BANDA ANCHA

Área de Ingeniería Telemática

WANs: ATM

La primera milla

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Redes de Banda Ancha

5º Ingeniería de Telecomunicación

ATM



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•  ATM = Asynchronous Transfer Mode
•  Estándar de la ITU-T (I.150) y el ATM Forum
•  Años 80
•  Seleccionada por la ITU como tecnología para la RDSI de banda

ancha (BISDN)

•  Orientado a conexión (circuitos virtuales): permite ofrecer capacidad

garantizada y retardo acotado

•  Conmutación de paquetes: eficiencia ante tráfico intermitente
•  Una red para todo tipo de tráfico

–  Voz
–  Vídeo
–  Datos

•  Conmutación de “celdas”: Paquetes pequeños de tamaño constante
•  No asegura que lleguen
•  Mantiene el orden de las celdas




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ATM

•  Mínima funcionalidad en la cabecera de las celdas
•  Aprovecha la multiplexación estadística
•  ¿Por qué tamaño constante?

–  Más sencillo hacer conmutadores eficientes
–  Más predecible

•  ¿Por qué pequeñas?

–  Menor retardo para tráfico de alta prioridad




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Elementos de una red ATM

•  Conmutadores ATM
•  ATM endpoints
•  Enlaces punto-a-punto
•  Unidireccional o bidireccional
•  Posible punto-a-multipunto

•  UNI: User

to Network
Interface (público o privado)
•  NNI: Network to Network
Interface (público o privado)

UNI

UNI

UNI

NNI

NNI

NNI

UNI

NNI

UNI




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Elementos de una red ATM

•  Conmutadores ATM
•  ATM endpoints
•  Enlaces punto-a-punto
•  Unidireccional o bidireccional
•  Posible punto-a-multipunto

•  UNI: User

to Network
Interface (público o privado)
•  NNI: Network to Network
Interface (público o privado)

UNI

UNI

UNI

NNI

NNI

NNI

UNI

NNI

UNI





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Estructura básica de las celdas

• 

5 bytes cabecera
+ 48 bytes datos
= 53 bytes

•  VPI = Virtual Path Identifier
•  VCI = Virtual Circuit Identifier

Nivel ATM
Nivel físico

Celda UNI

0 3 4 7

GFC
VPI

VPI
VCI

VCI

VCI

PT CLP

HEC

Datos

5
3

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Cómo funciona ATM

•  Orientado a conexión
•  Circuitos virtuales
•  VPI/VCI identifica al circuito
•  S o l o
t i e n e s e n t i d o

localmente al enlace

•  Mismos valores VPI/VCI en

ambos sentidos del enlace

•  Se establecen mediante

gestión o señalización

Input port

0

VPI
VPI(1)

VCI
VCI(1)

Output port

1

VPI
VCI
VPI(2) VCI(2)

0!
UNI

1!

NNI

0!

UNI
2!

VPI(1)
VCI(1)

VPI(2)
VCI(2)




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Cómo funciona ATM

•  Orientado a conexión
•  Circuitos virtuales
•  VPI/VCI identifica al circuito
•  S o l o
t i e n e s e n t i d o

localmente al enlace

•  Mismos valores VPI/VCI en

ambos sentidos del enlace

•  Se establecen mediante

gestión o señalización

Input port

0

VPI
VPI(2)

VCI
VCI(2)

Output port

2

VPI
VCI
VPI(3) VCI(3)

0!
UNI

1!

NNI

0!

UNI
2!

VPI(2)
VCI(2)

VPI(3)
VCI(3)




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Celdas UNI y NNI

Celda NNI

0 3 4 7!

VPI

VPI

VCI

VCI

VCI

PT CLP

HEC

Datos


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Celda UNI

0 3 4 7!

GFC
VPI

VPI
VCI

VCI

VCI

PT CLP

HEC

Datos

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Celdas UNI y NNI

•  GFC: Generic Flow Control
–  Control de flujo con usuario

•  PT: Payload Type

–  3 bits: ABC
–  A: 0=data, 1=OAM
–  B: (con A=0) B=1=congestión
–  C: (usado por AAL5)
•  CLP: Cell Loss Priority

–  0: alta prioridad
–  1: baja prioridad

Celda UNI

0 3 4 7!

GFC
VPI

VPI
VCI

VCI

VCI

PT CLP

HEC

Datos

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Conexiones en los conmutadores
•  V P C : V i r t u a l P a t h

•  V C C : V i r t u a l C h a n n e l

Connection

•  La conmutación depende

solo del VPI

•  Usadas en el backbone



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Connection

•  La conmutación depende

tanto del VPI como del VCI

VCI 32

VCI 35
VCI 43

VCI 350

VPI 1

VPI 4



VPI 2

VPI 3

VPI 5

Input port

0

0

0

VPI
1

1

4

VCI
32

35

X

Output port

1

1

1

VCI 32

VCI 65
VCI 43

VCI 350

VPI
2

3

5

VCI
32

65

X




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Ejemplo

VCI 32

VCI 65

VPI 7

VPI 5

VCI 80

VCI 81

VPI 4

VPI 6

VCI 80

VCI 81

VPI 9

VPI 11





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•  PVC: Permanent Virtual Circuit

–  Configuración manual
–  Depuración más simple
–  No escala

•  SVC: Switched Virtual Circuit

–  Establecido mediante señalización
–  Optimiza el camino. Se recupera de fallos de enlaces
–  Mayor complejidad

•  Soft-PVC:

–  Configuración manual en los extremos
–  SVC en el interior de la red

•  PVP: Permanent VP

Conexiones en los conmutadores

Conf.Maual

SVC

Conf.Maual

Soft PVC

REDES DE BANDA ANCHA

Área de Ingeniería Telemática

Problema de la primera milla

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Redes de Banda Ancha

5º Ingeniería de Telecomunicación




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La Red hoy en día
•  Data Networking vs Voice Transfer
•  El efecto de la World Wide Web
•  Determinantes:

–  IP
–  WDM
–  Conmutación de altas prestaciones
–  PCs

Resultado



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•  Core network

–  Fibra
–  WDM
–  STM 256 (40Gbps)
–  Alta velocidad
•  Metro network
–  Fibra, WDM
–  Alta velocidad

•  Usuarios

–  PCs de gran potencia

•  Access network

–  Cableada o inalámbrica
–  Unos pocos Mbps

•  (…)




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•  Core network

–  Fibra
–  WDM
–  STM 256 (40Gbps)
–  Alta velocidad
•  Metro network
–  Fibra, WDM
–  Alta velocidad

Cuello de botella
First mile problem

–  PCs de gran potencia

•  Usuarios

Resultado

•  Access network

–  Cableada o inalámbrica
–  Unos pocos Mbps

•  (…)




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PSTN como red de acceso

•  Agregación

.
.
.

64Kbps/128Kbps

.
.
.

.
.
.

E1

E1

E1

•  Public Switched Telephone

Network

•  Acceso a Internet (…)

E3

. . .

STM-N

 PSTN como red de acceso



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•  Agregación

.
.
.

.
.
.

E1

E1

E1

•  Public Switched Telephone

Network

•  Acceso a Internet
•  Analógico (56Kbps)
•  Digital (64Kbps, 128Kbps,

2Mbps, 34Mbps, 45Mbps)

E3

. . .

STM-N



¿Actualizar la red de acceso?
Inicialmente el tráfico con Internet era reducido (e-
mail, un poco de web…)

• 

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•  ¡ Llevó décadas desplegar el cableado telefónico

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actual !

•  ¿Se justifica económicamente cambiarla?
•  La burbuja de las dot-com no ha ayudado

Tecnologías en el acceso

•  Cableadas



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–  Fibra
–  xDSL
–  Cable coaxial
–  PLC
–  PSTN

•  Inalámbricas

–  Satélite
–  Fixed
–  WiFi
–  Celular
–  FSO




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Fibra

•  FTTX = Fiber To The X
•  Acercar la fibra al abonado
•  FTTH = Fiber To The Home (hasta casa)
•  FTTC = Fiber To The Curb (hasta la acera)
•  FTTB = Fiber To The Building (hasta el edificio)




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Fibra
PON: Passive Optical Network
•  E-PON: Ethernet PON (802.3ah)
•  10G-EPON: Ethernet PON 10Gbps (802.3av)
•  B-PON: Broadband PON (G.983)
•  G-PON: Gigabit PON (G.984)
•  XG-PON: 10G PON (G.987, aprobada 2010-10-07, sin publicar)

OLTU = Optical Line Terminal Unit
ONU = Optical Network Unit

OLTU

Splitter

ONUs

Cable

•  R e d C A T V ( C o m m u n i t y

Antenna TeleVision)

•  FDM, canales de TV de 6MHz
•  HFC (Hybrid Fiber Coaxial) (…)



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Splitter

Head
End

Tap

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Cable

•  R e d C A T V (