II Parte de Exposiciones Grupo 1

Tema: Conmuiación de Circuitos

Redes conmutadas

Cuando los datos hay que enviarlos a largas distancias (e incluso a no tan largas), generalmente deben pasar por varios nodos intermedios. Estos nodos son los encargados de encauzar los datos para que lleguen a su destino.

En conmutación de circuitos, los nodos intermedios no tratan los datos de ninguna forma, sólo se encargan de encaminarlos a su destino.

En redes de comunicación conmutadas, los datos que entren en la red proveniente de alguna de las estaciones, son conmutados de nodo en nodo hasta que lleguen a su destino.

Hay nodos sólo conectados a otros nodos y su única misión es conmutar los datos internamente a la red. También hay nodos conectados a estaciones y a otros nodos, por lo que deben de añadir a su función como nodo, la aceptación y emisión de datos de las estaciones que se conectan.

Los enlaces entre nodos están multiplexados en el tiempo o por división de frecuencias.

Generalmente hay más de un camino entre dos estaciones, para así poder desviar los datos por el camino menos colapsado.

Para redes de área amplia, generalmente se utilizan otras técnicas de conmutación:

Redes de conmutación de circuitos

Para cada conexión entre dos estaciones, los nodos intermedios dedican un canal lógico a dicha conexión. Para establecer el contacto y el paso de la información de estación a estación a través de los nodos intermedios, se requieren estos pasos:

1. Establecimiento del circuito: el emisor solicita a un cierto nodo el establecimiento de conexión hacia una estación receptora. Este nodo es el encargado de dedicar uno de sus canales lógicos a la estación emisora (suele existir de antemano). Este nodo es el encargado de encontrar los nodos intermedios para llegar a la estación receptora, y para ello tiene en cuenta ciertos criterios de encaminamiento, coste, etc.

2. Transferencia de datos: una vez establecido el circuito exclusivo para esta transmisión (cada nodo reserva un canal para esta transmisión), la estación se transmite desde el emisor hasta el receptor conmutando sin demoras de nodo en nodo (ya que estos nodos tienen reservado un canal lógico para ella).

3. Desconexión del circuito: una vez terminada la transferencia, el emisor o el receptor indican a su nodo más inmediato que ha finalizado la conexión, y este nodo informa al siguiente de este hecho y luego libera el canal dedicado. Así de nodo en nodo hasta que todos han liberado este canal dedicado.

Debido a que cada nodo conmutador debe saber organizar el tráfico y las conmutaciones, éstos deben tener la suficiente "inteligencia" como para realizar su labor eficientemente.

La conmutación de circuitos suele ser bastante ineficiente ya que los canales están reservados aunque no circulen datos a través de ellos.

Para tráfico de voz , en que suelen circular datos ( voz ) continuamente , puede ser un método bastante eficaz ya que el único retardo es el establecimiento de la conexión , y luego no hay retardos de nodo en nodo ( al estar ya establecido el canal y no tener que procesar ningún nodo ninguna información ) .

La conmutación de circuitos: consiste en configurar una serie de nodos intermedios para propagar los datos del nodo remitente al nodo receptor. En tal situación, la línea de comunicación se puede comparar con un canal de comunicación dedicado.

La conmutación de mensajes: consiste en transmitir el mensaje de un nodo a otro de manera secuencial. Cada nodo espera hasta que el mensaje haya sido completamente recibido antes de enviarlo al siguiente nodo.

La red pública de telefonía utiliza conmutación de circuitos. Su arquitectura es la siguiente:

• Abonados: son las estaciones de la red.
  
• Bucle local: es la conexión del abonado a la red. Esta conexión, como es de corta distancia, se suele hacer con un par trenzado.
  
• Centrales: son aquellos nodos a los que se conectan los abonados (centrales finales) o nodos intermedios entre nodo y nodo (centrales intermedias).
  
• Líneas principales: son las líneas que conectan nodo a nodo. Suelen usar multiplicación por división en frecuencias o por división en el tiempo.
  

La conmutación de circuitos, a pesar de sus deficiencias es el sistema más utilizado para conectar sistemas informáticos entre sí a largas distancias debido a la profusión e interconexión que existe (debido al auge del teléfono) y a que una vez establecido el circuito, la red se comporta como si fuera una conexión directa entre las dos estaciones, ahorrando bastante lógica de control.

Conceptos sobre conmutación

Cada nodo de conmutación de circuitos consta básicamente de un conmutador digital, circuito que tiene una serie de conexiones al exterior (cada una es un canal) y una lógica de puertas interna que conecta unos canales con otros cuando se requieren estas conexiones. Por lo que dos canales conectados por el conmutador es como si estuvieran unidos sin interrupción. El conmutador posee la lógica de control suficiente para conectar y desconectar canales conforme sea necesario. Estos conmutadores deben permitir conexión full-dúplex (típica en telefonía).

El conmutador digital se compone de:

1. Interfaz de red: incluye las funciones y hardware para conectar los dispositivos digitales (y analógicos) a la red.
   


2. Unidad de control: establece, gestiona y corta las conexiones conforme se le requieran al sistema.
   

Hay dos tipos básicos de redes respecto a su capacidad o no de bloquear las comunicaciones entre dos estaciones:

1. Bloqueantes: aquellas que impiden una conexión cuando no es posible dedicar canales para ella (por ejemplo en telefonía ya que no suele haber muchos teléfonos funcionando a la vez al ser las conexiones relativamente cortas).

2. No bloqueantes: aquellas que siempre disponen de algún canal para cada conexión (esto debe ser así para conexiones entre sistemas informáticos en los que la conexión típica es de larga duración).

Conmutación por división en el espacio

Son conmutadores en los que las conexiones entre líneas de entrada y salida son conexiones físicas (generalmente con matrices de puertas físicas que se cierran o abren).

Sus limitaciones principales son:

• Al crecer el número de líneas de conexión, deben crecer con el cuadrado, los puntos de cruce; algo muy costoso.
  
• La pérdida de un punto de cruce interrumpe la conexión entre dos líneas.
  
• Hay muchos puntos de cruce que no se utilizan nunca. Por lo que es muy ineficiente.
  

Los conmutadores con múltiples etapas solucionan algunos de los inconvenientes anteriores:

• Se reduce el número de puntos de cruce.
  
• Hay más de un camino posible entre dos líneas.
  

Estos sistemas deben de ser bloqueantes.

Conmutación por división en el tiempo

Estos sistemas constan de las líneas de entrada (una para cada canal de acceso al conmutador) y lo que hacen es muestrear una a una cada línea y lo que encuentren (ya sean bits, bytes o bloques) lo pasan a unas memorias llamadas ranuras (una por cada canal) de donde serán pasados a sus correspondientes líneas de salida. Las líneas de entrada son fijas para cada emisor, pero las líneas de salida se irán conmutando dependiendo de las velocidades de asimilación de datos por las líneas de salida.

Las velocidades de trabajo del sistema deben de ser lo suficientemente altas para que ninguna entrada supere a ésta en velocidad.