Primer tema de la asignatura Sistemas de Conmutación de 4º curso de Ingeniería de Telecomunicación.

1. Profesores
http://tic-tac.teleco.uvigo.es/group/sc
´ ´ ´
Andres Suarez GonzalezTeoría
Despacho: B-501.
Página web: labredes.det.uvigo.es/˜asuarez
´
Yolanda Blanco Fernandez Práctica
Despacho: B-100.
Página web: tvdi.det.uvigo.es/˜yolanda
Práctica
Estela Sousa Vieira
Despacho: B-205.
Página web: labredes.det.uvigo.es/˜estela
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Introduccion– p.1

2. Prerrequisitos y evaluación
Prerrequisitos recomendados
o
2 curso: Caracterización de Señales Aleatorias.
er
3 curso: Redes y Servicios Telemáticos.
Evaluación
´
Parte teorica Examen con:
parte de resolución de problemas (4–6 puntos),
parte de cuestiones teóricas (4–6 puntos).
´ Partes obligatoria y opcional: Una vez
Parte practica
evaluadas positivamente, serán convalidas
indefinidamente para años posteriores.
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3. Entrega de prácticas
Convocatoria de Febrero: se fijarán sendas fechas
posteriores al examen de teoría para la entrega de las
partes obligatoria (en la propia cuenta del laboratorio)
y opcional (en la propia cuenta / correo electrónico /
en mano + memoria impresa).
Resto de convocatorias: entrega obligatoriamente
anterior al examen de teoría (parte obligatoria y/o
opcional, mediante correo electrónico / en mano).
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4. Telecomunicación
Definición
Transmisión de información de distinta naturaleza (por medio
de transductores) a distancia por medios electromagnéticos.
Tipos de redes de telecomunicación
´Envío de la información a través un medio de transmisión
Difusion
compartido.
´
Conmutacion Conjunto de nodos interconectados entre sí (y con los
terminales) mediante enlaces punto a punto, los cuales
seleccionan el enlace de salida de una instancia de
comunicación entrante, en función de cuál sea el destino final de
dicha comunicación. Antecedente histórico: Servicio Postal.
Instancia: totalidad o parte de una comunicación de un usuario sobre
la que la red tomará decisiones de encaminamiento.
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5. Tipos de Redes de Conmutación (I)
Terminales
Nodos de conmutación
´
Conmutacion de Mensajes Un mensaje espera a ser transmitido, nodo a
nodo, a que el enlace de salida quede libre, disfrutando de
manera secuencial, y compartida en el tiempo con otros, de los
recursos de la red. Ejemplos: red telegráfica, red de correo
electrónico UUCP.
´
Conmutacion de CircuitosUna comunicación disfruta de un conjunto de
recursos simultáneamente y en exclusividad durante su duración.
Ejemplo: red telefónica.
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6. Tipos de Redes de Conmutación (y II)
Posteriormente:
´
Conmutacion de Paquetes Conceptualmente extensión de ambas
anteriores, mediante la fragmentación en paquetes de tamaño
acotado de los mensajes, consigue la ilusión de disfrute en
exclusiva de los recursos de la red.
Además, adoptan dos tipos de operación conceptualmente
heredados de ambos tipos de conmutación (mensajes y
circuitos):
Datagramas La instancia de comunicación es un paquete, con
toma de decisiones independientes para cada uno de ellos.
La instancia de comunicación es una conexión
Circuitos Virtuales
entre dos usuarios, con toma de decisión común a todos los
paquetes correspondientes a la misma conexión.
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7. Evolución
La complejidad inherente a las redes de conmutación (de
mensajes y de circuitos) dio lugar:
Progresiva automatización de los nodos de
conmutación, con el fin de conseguir un uso más
flexible y eficiente de la red.
Nacimiento de la teoría de colas con el fin de
dimensionar a priori dichas redes con un número
reducido de recursos que garanticen un nivel
aceptable de calidad de servicio a los usuarios.
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8. Ordenador en labores de control
Con la aplicación del ordenador para labores de control
(conmutación de mensajes y de circuitos):
uso más flexible y eficiente de los recursos internos
del nodo de conmutación;
posibilita una mayor complejidad del intercambio de
información entre nodos (señalización), y, como
consecuencia,
flexibiliza la propia topología de la red de
conmutación, pasando de redes puramente
jerárquicas (única ruta para el establecimiento de una
comunicación) a topologías con varias rutas posibles
para la misma comunicación ⇒ Encaminamiento:
búsqueda y selección de la ruta a través de los nodos.
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9. Ordenadores y convergencia
Comunicación entre ordenadores Dos tipos de redes:
Redes de ámbito local: tradicionalmente empleando
técnicas de difusión con recepción selectiva.
Redes de ámbito global: conmutación de paquetes.
Convergencia redes de conmutación
Completa digitalización de la red telefónica y posterior
conversión en Red Digital de Servicios Integrados:
acceso digital al abonado e incorporación de servicios
de conmutación de paquetes.
Adecuación de las redes de conmutación de paquetes
para dar servicios característicos de las redes de
conmutación de circuitos, tales como acceso
telefónico. ˜ ı ´
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10. Hacia la Internet óptica (I)
Actualmente núcleo de Internet:
nodos de conmutación conectados con enlaces punto
a punto por fibra/s óptica/s,
conmutación electrónica: conversiones O↔E en los
enlaces
aparición de WDM (Wavelength Division Multiplexing):
varios canales en la misma fibra.
El desarrollo de DWDM (Dense WDM) —canales =
longitudes de onda ( 100) × número de fibras— lleva a
la conmutación óptica de las comunicaciones de Internet,
con envío extremo a extremo (núcleo) en dominio óptico.
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11. Hacia la Internet óptica (II): Generaciones
1. WDM reconfigurable: caminos ópticos extremo a
extremo (duración minutos/horas/días) bajo
demanda / cambio de condiciones de tráfico
con fase de establecimiento −→ conmutación de
circuitos.
2. IP sobre WDM conmutada:
Optical Packet Switching (OPS): conmutación a
nivel de paquete IP + cabecera.
Optical Burst Switching (OBS): se construyen
ráfagas (macropaquetes) con un conjunto de
paquetes IP con mismo destino (nodo adyacente al
núcleo): envío del paquete de control (cabecera) de
la ráfaga en canal dedicado.
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12. Hacia la Internet óptica (III)
λ1
OPS cabecera paquete IP
λ1
control
OBS
λ2
ráfaga
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13. Hacia la Internet óptica (IV)
Dificultades OPS/OBS
No está prevista a medio plazo tecnología de búferes
ópticos:
colisiones ⇒ descarte.
Opcional añadir líneas de retardo (Fiber Delay Line).
Procesado sigue siendo electrónico.
Tecnología de conversión entre longitudes de onda
actualmente limitada.
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Introduccion– p.13

14. Hacia la Internet óptica (y V)
Ventajas de OBS
Sólo es necesario conversión O↔E en los canales de control.
OBS envía el paquete de control con antelación a la ráfaga. OPS
necesita líneas de retardo en cada canal (longitud de onda)
mientras procesa la cabecera.
La construcción de ráfaga (límite de tiempo —milisegundos— y
opcional límite de tamaño) suaviza el tráfico ofrecido.
Inconvenientes de OBS
Retardo adicional por construcción de ráfaga.
Tiempo variable entre paquete de control y su ráfaga ⇒ toma de
decisiones subóptimas en selección de canal de salida.
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Introduccion– p.14

15. Temario
1. Introducción.
2. Evaluación de prestaciones y dimensionado.
3. Encaminamiento y control de congestión.
4. Introducción a la conmutación óptica de ráfagas.
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Introduccion– p.15

16. Bibliografía (I)
Básica
Peterson, L.L., Davie, B.S.: Computer networks: a
a
systems approach, 5 edición, Morgan Kaufmann,
2011.
Pazos Arias, J.J., Suárez González, A., Díaz Redondo,
R.P.: Teoría de colas y simulación de eventos
discretos, Prentice Hall, 2003.
a
Minei, I., Lucek, J.: MPLS-enabled applications, 3
edición, John Wiley & Sons, 2011.
Kurose, J.F., Ross, K.W.: Computer networking: a
a
top-down approach, 5 edición, Addison Wesley, 2009.
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Introduccion– p.16

17. Bibliografía (y II)
Complementaria
Schwartz, M.: Telecommunication Networks: Protocols, Modeling
and Analysis, Addison-Wesley, 1987.
Hébuterne, G.: Traffic flow in switching systems, University
Microfilms International, 1996.
Jue, J.P., Vokkarane, V.M.: Optical burst switched networks,
Springer, 2004.
Steenstrup, M.E.: Routing in communications networks, Prentice
Hall, 1995.
a
Bellamy, J.C.: Digital telephony, 3 edición, John Wiley & Sons,
2000.
a
Tanenbaum, A.S. : Computer networks, 5 edición, Prentice Hall,
2010. ˜ ı ´
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Introduccion– p.17