Redes de computadoras 5ta Ed - Tanenbaum

LA RED TELEFÓNICA PÚBLICA CONMUTADA

PSTN (Red Telefónica Pública Conmutada, del inglés Public Switched Telephone Network):

Diseñadas hace años para transmitir la voz humana en una forma más o menos reconocible.

1. ESTRUCTURA DEL SISTEMA TELEFÓNICO

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1. Si el propietario de un teléfono quería hablar a otros n propietarios de teléfonos, tenía que tender cables separados a cada una de las n casas.
2. Se abre la primera oficina de conmutación (en New Haven, Connecticut) en 1878. La compañía tendía un cable hasta la casa u oficina de cada cliente.
3. Al querer hacer llamadas de larga distancia entre ciudades, se empezó a conectar las oficinas de conmutación entre sí, se inventaron las oficinas de conmutación de segundo nivel. Con el tiempo, la jerarquía aumentó a cinco niveles.

Descripción del modelo básico del Bell System:

Cada teléfono tiene dos cables de cobre que salen de él y que van directamente a la oficina final más cercana de la compañía telefónica (también se conoce como oficina central local). Por lo general la distancia es de 1 a 10 km, siendo menor en las ciudades que en las áreas rurales. Las conexiones de dos cables entre el teléfono de cada suscriptor y la oficina central se conocen en el negocio como lazo local. Cada oficina final tiene varias líneas salientes a uno o más centros de conmutación cercanos, llamados oficinas interurbanas (o si están dentro de la misma área local, oficinas en tándem). Estas líneas se llaman troncales de conexión interurbanas. Las oficinas interurbanas se comunican entre sí mediante troncales interurbanas que cuentan con un gran ancho de banda (también se les conoce como troncales interoficinas).

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Para resumir el resumen el sistema telefónico está constituido por tres componentes principales:

1. Lazos locales (pares trenzados analógicos que van a los hogares y negocios).
2. Troncales (enlaces digitales de fibra óptica que conectan las oficinas de conmutación).
3. Oficinas de conmutación (en donde las llamadas se pasan de una troncal a otra).

1. LA POLÍTICA DE LOS TELÉFONOS

El gobierno federal de estado unidos se convencio que Bell System era un monopolio entonces hizo un juicio para dividirla, el cual gano y AT&T se dividio en AT&T Long Lines, 23 compañías BOC (Compañías Operativas de Bell, del inglés Bell Operating Companies) y algunas otras partes pequeñas. Las especificaciones exactas del desmantelamiento se describieron en el llamado MFJ (Juicio Final Modificado, del inglés Modified Final Judgment)

Para dejar en claro quiénes podían actuar y cómo, Estados unidos se dividió en 164 áreas LATA (Áreas de Acceso Local y de Transporte, del inglés Local Access and Transport Areas). Dentro de cada LATA había una LEC (Portadora de Intercambio Local, del inglés Local Exchange Carrier). La nueva característica era que todo el tráfico dentro de las LATA se manejaba a través de un tipo distinto de compañía: una IXC (Portadora entre Centrales, del inglés IntereXchange Carrier).

Cualquier IXC que desee manejar llamadas que se originen en una LATA puede construir una oficina de conmutación conocida como POP (Punto de Presencia, del inglés Point of Presence).

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Una interesante propiedad de la ley de 1996 es el requerimiento de que las LEC deben implementar una portabilidad para números locales. Esto significa que un cliente puede cambiar de compañía telefónica local sin tener que obtener un nuevo número telefónico.

1. EL LAZO LOCAL: MÓDEMS, ADSL Y FIBRA ÓPTICA

El circuito local se conoce también como de “última milla” (la conexión hacia el cliente), aunque la longitud puede ser de varias millas.

Módems telefónicos

El módem “modulador demodulador”, realiza la conversión de datos a formato digital en la oficina central de la compañía telefónica, para transmitirlos sobre las troncales que abarcan largas distancias, permitiendo que una computadora pueda enviar datos digitales sobre una línea analógica de acceso telefónico. Hay muchas variedades de módems: telefónicos, DSL, de cable, inalámbricos etc.

El módem puede estar integrado en la computadora (lo cual es ahora común para los módems telefónicos) o puede ser una caja separada (algo común para los módems DSL y de cable).[pic 4]

La principal dificultad al hacer esto es que una línea telefónica de calidad de voz está limitada a 3100 Hz, justo lo suficiente para transmitir una conversación. Este ancho de banda es más de cuatro veces menor al ancho de banda que se utiliza para Ethernet u 802.11 (WiFi).  

La tecnología mejora, las tasas de transmisión son cada vez mayores, requiriendo un conjunto mayor de símbolos, o constelación.

TCM (Modulación Codificada de Enrejado, del inglés Tellis Coded Modulation) (Ungerboeck, 1987). Estándar para reducir la probabilidad de errores en los módems de mayor velocidad ya que al manejar muchos símbolos, incluso una pequeña cantidad de ruido en la amplitud o fase detectada puede producir un error.

• El estándar de módem V.32 utiliza 32 puntos de constelación para transmitir 4 bits de datos y 1 bit de verificación por símbolo a 2 400 baudios, para lograr 9 600 bps con corrección de errores.
• El siguiente se llama V.32 bis y transmite 6 bits de datos con 1 bit de verificación por símbolo, a 2 400 baudios, para lograr de 14 400 bps con corrección de errores.
• Después está el V.34, que logra 28 800 bps mediante la transmisión de 12 bits de datos/símbolo a 2 400 baudios.
• Ahora la constelación tiene miles de puntos. El último módem de esta serie es el V.34 bis, que utiliza 14 bits de datos/símbolo a 2 400 baudios para lograr 33 600 bps.

El límite de Shannon para el sistema telefónico, es de alrededor de 35 kbps para la situación en la que hay dos lazos locales, uno en cada extremo agregando ruido a la señal, al deshacernos de uno de estos lazos, podríamos aumentar la SNR y se duplicaría la tasa máxima de transmisión. Esta propuesta es la encargada de hacer que funcionen los módems de 56 kbps.  

La razón por la que se utilizan módems de 56 kbps (en vez de 70 kbps) está relacionada con el teorema de Nyquist. Para transportar un canal telefónico dentro del sistema telefónico se usan muestras digitales. Cada canal telefónico tiene 4 000 Hz de amplitud cuando se incluyen las bandas de guarda. Por ende, el número de muestras por segundo necesario para reconstruirlo es de 8 000.

El resultado final son los estándares de módems V.90 y V.92, que proveen un canal descendente de 56 kbps (del ISP al usuario) y canales ascendentes de 33.6 kbps y 48 kbps (del usuario al ISP), respectivamente. La asimetría se debe a que por lo general se transportan más datos del ISP al usuario que de la otra forma. También significa que se puede asignar más del ancho de banda limitado al canal descendente para incrementar la probabilidad de que pueda funcionar a 56 kbps.

Líneas de suscriptor digital

Al principio hubo muchos ofrecimientos de alta velocidad que se traslapaban, todos bajo el nombre general de xDSL (Línea de Suscriptor Digital, del inglés Digital Subscriber Line), por las diversas x. Los servicios con mayor ancho de banda que el servicio telefónico estándar generalmente se denominan banda ancha, aunque en realidad el término es más un concepto de marketing que un concepto técnico específico.

ADSL (DSL asimétrico, del inglés Asymetric DSL). También utilizaremos el término DSL o xDSL como abreviatura para todas las variedades de esta tecnología.

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