Redes de Transporte

Infraestructura necesaria para que las redes de acceso se intercomuniquen entre sí. Deben cubrir grandes distancias con elevadas capacidades de información.

Tipos de Redes de Transporte

  • Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH): Utilizada en redes de telefonía para agregar el tráfico de las centrales.
  • Jerarquía Digital Síncrona (SDH): Muy utilizada gracias a la fibra óptica y otras necesidades de alta capacidad.
  • X.25: Primera estandarización de redes de paquetes.
  • Conmutación de Tramas (Frame Relay).
  • Modo de Transferencia Asíncrono (ATM).
  • Conmutación de Etiquetas (MPLS).

Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH)

Formada por la unión de varios canales MIC y canales de señalización.

Sincronismos

  • De frecuencia: Recibir impulsos a la misma frecuencia de transmisión.
  • De fase: Ubicar cada dígito en la posición que ocupa en la trama.

Jerarquía Digital Síncrona (SDH)

Elementos de Red

  • Regeneradores: Extraen el reloj de la propia señal.
  • Multiplexores: Convierten señales PDH y SDH en señales STM.
  • Multiplexor Add/Drop (ADM): Permite insertar o extraer señales del flujo de datos.
  • Transconector: Convierte señales tributarias PDH en conectores virtuales.

Elementos de Multiplexación

  • Contenedor (C): Unidad mínima de carga útil.
  • Contenedor Virtual (CV): Contenedor (C) + información de trayecto.
  • Unidad Afluente (AU): Contenedor Virtual (CV) + puntero que indica posición.
  • Grupo de Unidades Afluentes (AUG): Conjunto homogéneo de Unidades Afluentes (AU).

Redes Digitales: Frame Relay

  • Control de llamada en canales distintos.
  • Multiplexado.
  • Control de errores de flujo y por capas.
  • ACK desde destino a origen.

Control de Congestión

  • Mínimo rechazo de tramas.
  • Imposibilidad de que un usuario monopolice la red.
  • Sencillez de implementación.

Modo de Transferencia Asíncrono (ATM)

  • Comunicaciones orientadas a conexión: Calidad de Servicio (QoS) + descriptor de tráfico.
  • No hay control de errores en switches intermedios.
  • Función reducida de cabecera.

Capa Física

  • PM (Physical Medium Dependent):
    • Sincronismo de bit.
    • Códigos de línea.
  • TC (Transmission Convergence):
    • Adaptar tasa de celdas.
    • Genera y verifica HEC (Header Error Control).
    • Delimita celdas.
    • Adapta al sistema portador.
    • Añade/suprime celdas vacías.

Capa ATM

  • Tiempo real:
    • CBR (Constant Bit Rate).
    • rt-VBR (Real-time Variable Bit Rate).
  • No tiempo real:
    • nrt-VBR (Non-real-time Variable Bit Rate).
    • ABR (Available Bit Rate).
    • UBR (Unspecified Bit Rate).

Capa de Adaptación al Medio (AAL)

  • Gestión de errores de transmisión.
  • Segmentación y ensamblado.
  • Gestionar las preferencias de celdas perdidas y mal insertadas.
  • Control de flujo y temporización.

Conmutación de Etiquetas (MPLS)

Etiqueta

  • Elemento de la cabecera de los paquetes que sirve para encaminarlos de forma local.
  • Cada etiqueta identifica un FEC (Forwarding Equivalence Class), un conjunto de paquetes que son reenviados sobre el mismo camino.
  • Las etiquetas se comunican a los nodos vecinos.

Elementos

  • LER (Label Edge Router): Analiza los paquetes IP y les añade la etiqueta.
  • LSR (Label Switch Router): Nodos de conmutación basados en etiquetas.
  • LDP (Label Distribution Protocol): Protocolo encargado de definir y distribuir etiquetas.

Redes de Acceso

Infraestructura de la red que conecta a los usuarios finales con algún proveedor de servicios y es complementaria al núcleo de la red.

Características Clave

  • Cobertura: Área geográfica en la cual un operador ofrece servicios.
  • Capacidad: Información total que se puede transportar y número de usuarios por zona.

Redes de Banda Estrecha

  • RTC (Red Telefónica Conmutada).
  • RDSI (Red Digital de Servicios Integrados).
  • GSM (Global System for Mobile Communications).
  • AM y FM: Redes de radiodifusión.
  • Redes analógicas de televisión.

Redes de Banda Ancha

  • DSL (Digital Subscriber Line).
  • HFC (Hybrid Fiber Coaxial).
  • PLC (Power Line Communication).
  • FTTx (Fiber to the X): Familia de tecnologías de fibra óptica.

Redes de Acceso Basadas en Cable

Red de Telefonía Conmutada

Interconexión de usuarios para dar servicios de voz.

Bucle de Abonado

Es el más costoso, utiliza hilo de cobre de 2 pares, con un buen alcance de 6km o 13km. El acceso indirecto permite a los operadores ofrecer servicios utilizando la infraestructura existente de un operador dominante.

Tecnologías Asociadas
  • ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): Permite la transmisión a altas velocidades con par de cobre.
  • RDSI (Red Digital de Servicios Integrados): Transmisión de voz y datos simultáneamente con par de cobre.

Telefonía IP (VoIP)

Un Gatekeeper traduce las direcciones, asigna números a los teléfonos, gestiona el ancho de banda y ubica los Gateways.

Componentes VoIP
  • Terminales: Teléfonos, adaptadores ATA.
  • Gateway: Conectan la red de telefonía con la red IP.
  • Servidores SIP: Encargados del enrutamiento de llamadas.

Red Digital de Servicios Integrados (RDSI)

Protocolos: LAP-D, transporta información libre de errores entre usuario y central.

Capa Física
  • Interfaz: Básico I.430, Primario I.431.
  • Topologías: Punto a punto, bus pasivo, estrella.
Capa LAPD

Ventana de hasta 127, CRC. Se retransmiten todos los paquetes enviados desde el último error.

Capa Q.931

Protocolo de control de llamada.

Familia xDSL

  • Ancho de banda asimétrico.
  • Canales de 4kHz.
  • Velocidad máxima depende de la distancia a la central y del estado del cableado.
  • DMT (Discrete Multi-Tone): Modulación QAM, 256 canales de 43125kHz.
  • HDSL (High Bit Rate Digital Subscriber Line): Más velocidad que ADSL.
  • VDSL (Very High Bit Rate Digital Subscriber Line): Más velocidad que HDSL.

Línea Eléctrica (PLC)

  • PLC (Power Line Communications): Se adapta la señal a la red eléctrica.

Fibra Óptica

  • Redes PON (Passive Optical Network): La información se transmite de forma óptica entre el nodo central (OLT) y el usuario final (ONT). Se usa multiplexación por tiempo.

Estructura de Redes Móviles

Estructura 5G

UPF (User Plane Function):
Encamina y filtra los paquetes. Pasarela con internet.
NEF (Network Exposure Function):
Recibe y ofrece información segura desde otras redes.
NRF (Network Repository Function):
Avisos de funciones de red.
PCF (Policy Control Function):
Política de reglas.
UDM (Unified Data Management):
Credenciales de autenticación y acceso.
AF (Application Function):
Participa en encaminamiento, acceso y políticas de control.
AUSF (Authentication Server Function):
Autenticación.
AMF (Access and Mobility Management Function):
Señalización de control entre la red central y el dispositivo.
SMF (Session Management Function):
Asignación de direcciones IP, control de cumplimiento de políticas.
NSFF (Network Slice Selection Function):
Relacionado con la virtualización; cada usuario tiene necesidades distintas y se asocian canales 5G distintos.

Estructura GSM (2G)

BTS (Base Transceiver Station):
Equipo de transmisión vía radio y conexión con la BSC.
BSC (Base Station Controller):
Agrupa un conjunto de BTS, se encarga de la concentración de tráfico.
MSC (Mobile Switching Center):
Agrupa un conjunto de BSS (Base Station Subsystem), centro de conmutación móvil.
HLR (Home Location Register):
Base de datos de abonados, información sobre facturación, localización e IMSI.
VLR (Visitor Location Register):
Base de datos con información de suscripción, asociado a un MSC.
AC (Authentication Center):
Asociado al HLR, contiene las claves individuales de identificación del abonado.
EIR (Equipment Identity Register):
Base de datos que almacena IMEIs. Se crean listas blancas, negras y grises. Objetivo: reducir robos y fraudes.
Um:
Interfaz aéreo.

Estructura GPRS (2G)

La estructura de GPRS comparte muchos elementos con la de UMTS (3G) hasta el GGSN incluido.

BTS (Base Transceiver Station):
Equipo de transmisión vía radio y conexión con la BSC.
BSC (Base Station Controller):
Agrupa un conjunto de BTS, se encarga de la concentración de tráfico.
SMSC-SMS (Short Message Service Center – Short Message Service):
Entrada y envío de SMS.

Estructura UMTS (3G)

HLR (Home Location Register):
Base de datos de abonados, información sobre facturación, localización e IMSI.
VLR (Visitor Location Register):
Base de datos con información de suscripción, asociado a un MSC.
EIR (Equipment Identity Register):
Base de datos que almacena IMEIs. Se crean listas blancas, negras y grises. Objetivo: reducir robos y fraudes.
SGSN (Serving GPRS Support Node):
Equipo que encamina la comunicación hacia los diferentes sitios.
MSC (Mobile Switching Center):
Agrupa un conjunto de BSS, centro de conmutación móvil.
GGSN (Gateway GPRS Support Node):
Pasarela hacia internet, centro de señalización del sistema que gestiona y controla todo.
SMSC-SMS (Short Message Service Center – Short Message Service):
Entrada y envío de SMS.
Nodo B:
Soporta las portadoras.
RNC (Radio Network Controller):
Nodos de comunicación que se unen a Nodos B. Conectan vía ATM o IP.

Estructura LTE (4G)

eNodeB (evolved Node B):
Soporta las portadoras (equivalente al Nodo B en UMTS).
MME (Mobility Management Entity):
Soporta la movilidad, selecciona la pasarela.
Serving Gateway (S-GW):
Aspectos de seguridad, soporta la movilidad, selecciona la pasarela.
PDN Gateway (P-GW):
Encamina los paquetes hacia redes externas.
PCRF (Policy and Charging Rules Function):
Asignación de políticas a cada usuario.
HSS (Home Subscriber Server):
Autorización y autenticación de usuarios.