INTEGRATED SERVICES DIGITAL NETWORK
(ISDN)
GARETH BARRERA SANABRIA
NORMA JUDITH CASAS CASTAÑEDA
En esta página podrás encontrar una descripción detallada de la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI), lo que en inglés se conoce como Integrated Services Digital Network (ISDN).
Se han incluido tópicos como la historia de RDSI, sus características, los servicios que ofrece y su relación con Asynchronous Transfer Mode (ATM).
Canales ISDN y Servicios BRI y PRI
Servicios prestados y Campos de acción
Las primeras redes telefónicas consistían en un sistema análogo puro que conectaba los usuarios directamente por medio de una interconexión de cables. El sistema era muy ineficiente, y propenso a caídas y al ruido, además no permitía conexiones a largas distancias. Hoy, casi todas las transmisiones de voz en los Estados Unidos es digital dentro de una red telefónica.
Una revolución de estándares fue liderada por el Comité Consultor Internacional de Telégrafos y Teléfonos (CCITT), actualmente conocido como la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU). Las recomendaciones originales de ISDN se hicieron en la recomendación CCITT I.120 (1984) la cual describía algunos principios inciales para la implementación de ISDN.
A comienzos de los años 90, se empezó a realizar un esfuerzo mundial para establecer una implementación específica de ISDN, los miembros de la industra estuvieron de acuerdo en crear el NATIONAL ISDN 1 (NI-1) de manera que los usuarios finales no tuvieran confusiones a la hora de adquirir los equipos y el software necesario para entablar una conexión ISDN.
Recientemente se adoptó un nuevo estándar conocido como el NI-2 (National ISDN 2), el cual cumple con más requerimientos que el NI-1. Características como un precio competitivo, equipos de conexión económicos y variados, y el bajo costo del acceso a internet con un ancho de banda alto han aumentado la popularidad de ISDN en los últimos años.
ISDN sigla que traduce Red Digital de Servicios Integrados, es un sistema de conexiones telefónicas digitales que apareció hace algo más de una década. Proporciona una única Interfaz Universal para múltiples servicios de red, eliminando el aislamiento entre redes y permitiendo todos los tipos de tráfico para compartir un medio digital común.
La principal característica de l concepto ISDN es la capacidad de admitir un ámplio rango de aplicaciones con voz y sin voz en la misma red. Una clave elemental en la integración de un servicio ISDN es la oferta de un rango de servicios usando un conjunto limitado de tipos de conexión y disposiciones de interfaz usuario - red multipropósito.
ISDN admite diversas aplicaciones incluyendo tanto conexiones de circuitos comnutados como de paquetes conmutados. Una ISDN es inteligente con el fin de proporcionar características de servicio, funciones de mantenimiento y de gestión de red. Puede que esta inteligencia no sea suficiente para algunos de los servicios y puede que tenga que ser suplementada con alguna inteligencia adicional dentro de la red o posiblemente con inteligencia compatible en los terminales de usuario.
En ISDN se utiliza una estructura de protocolos de capas, para especificar un acceso a ISDN. El acceso desde un usuario a los recursos puede variar dependiendo del servicio solicitado y del estado de implementación de las ISDNs nacionales.
Existen dos tipos de ISDN, Banda estrecha y Banda ancha. El mayor aporte de ISDN banda estrecha ha sido "Frame Relay" (Retransmisión de tramas) y el mayor aporte de ISDN-BA es "ATM" (Asynchronous Transfer Mode).
Dado que es más rapida, libre de errores y que puede soportar más de un dispositivo en el mismo enlace físico ( teléfono, fax, PC etc.. ), las aplicaciones basadas en esta tecnología de rápido surgimiento son extremadamente atractivas para corporaciones sea cual sea su tamaño e incluso para el hogar u oficinas personales.
Canales ISDN y Servicios BRI - PRI
En ISDN la voz y los datos son llevados por los B Channels (Bearer channels) ocupando un ancho de banda de 64 Kbps (bits por segundo). Algunos switches limitan los B channels a una capacidad de 56 Kbps. Cada uno de los canales B es tratado de manera independiente por la red, permitiendo transmitir simultáneamente voz y datos o sólo datos y dejando realizar conexiones en diferentes locaciones, con una buena mezcla de Hardware y Software se pueden agregar todos los canales B para lograr una rata de transferencia de archivos de varios Mbpm o más.
Un D Channel (Data channel) transmite datos a 16 Kbps o a 64 Kbps dependiendo del tipo de servicio, y puede además ser utilizado para transmisión en modo de paquetes de datos sobre una red X.25. Note que en la terminología ISDN, "K" significa 1000 (10^3) y no 1024 (2^10) como en la mayoría de las aplicaciones.
Además de los B y D channels aparecen los H channels, que son una forma de agregar B channels. Ellos están implementados de la siguiente manera: H0 = 384 Kbps (6 B channels), H10 = 1472 Kbps (23 B channels), H11 = 1536 Kbps (24 B channels), H12 = 1920 Kbps (30 B channels).
Existen dos tipos de servicio ISDN, El BRI (Basic Rate Interface) el cual consta de dos canales B de 64 Kbps y un canal D de 16 kbps para un total de 144 Kbps. Este servicio básico se creó para tratar de satisfacer las necesidades de la mayoría de los usuarios.
PRI (Primary Rate Interface) que va dirigido a usuarios con requerimientos más complejos, consta de 30 canales B más un canal D de 64 Kbps. Típicamente la estructura del canal es 23 canales B más un canal D de 64 Kbps para un total de 1536 Kbps. El estándar Primary Rate es una interfaz de red de un nivel más alto definido a una tasa de 1.544 Mbps.
Las ventajas de utilizar ISDN son obvias, la más importante es el incremento significativo en la velocidad (cinco veces más rápido que una conexión análoga común), la otra ventaja es la flexibilidad que ofrece ISDN, ya que permite realizar múltiples tareas al mismo tiempo gracias a sus múltiples canales.
La desventaja de ISDN está relacionada con la ubicación del usuario, es decir ISDN es una buena opción para los usuarios que viven cerca de las centrales telefónicas.
Los dispositivos ISDN varían para las diferentes aplicaciones, entre ellos tenemos: Teléfonos ISDN, Terminal Adapters (TA) ISDN, y los Routers ISDN.
El tráfico análogo como la voz, y los datos provenientes de un modem, deben ser convertidos en formato digital antes de ser llevads por una línea ISDN, esta conversión es hecha por un adaptador conocido como un ISDN Terminal Adapter o TA. Por medio del uso de un TA se puede conectar un teléfoo análogo, un fax o un modem a su línea ISDN.
El NT1 conecta la línea de dos cables (Twisted pair copper wiring) que su compañía de teléfonos le ha asignado para su servicio ISDN. Este terminado incluye funciones asociadas a la terminación física y eléctrica de la ISDN en los equipos del usuario; estas corresonden a la capa 1 del modelo OSI, el NT1 soporta canales múltiples, en el nivel físico, el flujo de bits de estos canales se multiplexa conjuntamente, usando multiplexación por división de tiempo síncrona.
El Terminador de red 2 (NT2) es un dispositivo inteligente que realiza funciones de concentración y conmutación; puede incluir las funciones consideradas en el modelo OSI, hasta la capa 3. Ejemplos de NT2 son una PBX digital, un controlador de terminal y una LAN.
El Terminador de Red 1, 2 (NT12) es una sola pieza de un equipo que contiene funciones combinadas de NT1 y NT2,
Con una línea ISDN se pueden conectar 8 dispositivos, evitando tener múltiples líneas telefónicas análogas y múltiples teléfonos.
Se hace conveniente adquirir un sistema de conmutación digital. La disponibilidad de estos sistemas ha crecido dramaticamente, debido al gran impacto de las comunicaciones digitales, las que se traducen en economía y calidad en la transmisión de información.
El dramático crecimiento en el uso del computador personal tanto en la oficina como en el hogar, ha producido enormes cambios en la manera en la cual la información es intercambiada en nuestra sociedad.
El PC se ha transformado en el "Escritorio Universal". Es capaz de accesar y procesar grandes montos de datos almacenados localmente o en dispositivos remotos. Estos almacenes de información incluyen los tradicionales mainframes IBM, servidores de archivos, y servicios de información en línea como la Internet, informes comerciales, bases de datos especializadas o pequeñas redes corporativas.
Hasta el advenimiento de ISDN, esto era parte de la mitología, y hoy los conceptos de Acceso Remoto, Teletrabajo, Internets e Intranets son factibles de ser experimentados y explotados productivamente.. ISDN por ser una red digital proporciona dos beneficios principales: Claridad y velocidad.
Por una parte las señales digitales ignoran la estática y el ruido que a menudo afectan las transmisiones análogas, especialmente a largas distancias y en líneas telefónicas antigüas, proporcionando conexiones con la mayor calidad posible. ISDN ofrece conexiones libres de ruido y de estática, conversaciones vacías y conexiones virtuales y datos libres de error a nivel mundial.
Por otra parte, transmite datos a velocidades significativamente altas. Además brinda transmisión de cualquier tipo de información: voz, datos, sonido con alta calidad, y aún imágenes en movimiento. Ellos son todos digitalizados y transmitidos a altas velocidades en el mismo flujo de datos.
Otra ventaja es el bajo costo y la alta eficiencia que proporciona. Para los usuarios de datos, no hay una posibilidad de separar la línea telefónica del modem. Con ISDN no es necesario el modem para eviar datos. Simultáneamente las transmisiones de voz y datos asíncronas son posibles desde terminales que incluyen un módulo de datos. Así, con ISDN un usuario puede comunicar datos a otros usuarios de ISDN por medio de conectividades digitales a altas velocidades.
ISDN es en realidad una de las muchas tecnologías emergentes diseñadas a explotar el poder de la red de comunicaciones mundial. Estas tecnologías incluyen ATM y Frame Relay, todas diseñadas para el acceso a redes de alta velocidad por medio de líneas dedicadas
El ancho de banda tradicional en redes WAN es caro y de menor capacidad que una LAN, por lo que ISDN ha emergido como una solución ideal a este problema. ISDN provee ancho de banda económico, y buen desempeño. Usa la red telefónica existente reduciendo la barrera de aceptación universal pues sólo hay que modificar el dispositivo del usuario y el switch de la compañía, mientras la infraestructura intermedia permanece intacta.
ISDN es un servicio de discado digital con las ventajas de una línea dedicada pero con la ventaja de pagar solamente por el Servicio Local Medido.
ISDN es ideal para proveer de acceso remoto a empleados que desarrollan teletrabajo, así como conectar pequeñas redes a Internet. Intercity ha desarrollado un know-how de avanzada en este tema, con más de tres años de participación en el mercado de las soluciones basadas en ISDN.
El establecimiento de una conexión sobre ISDN es significativamente más rápido que uno sobre módem análogo estándar. De hecho, en el tiempo que una conexión regular se realiza, la ISDN puede conectarse, bajar 100KBytes de información y desconectar. En efecto, ISDN simula un ambiente de línea dedicada, desde el punto de vista del desempeño, mientras ofrece los beneficios de costo de una línea conmutada.
Mientras alguien podría argumentar que un módem análogo con compresión puede llegar al mismo desempeño que un TA ISDN, se sabe que aunque una caja de módem anuncie ciertas tasas de transmisión, el ruido en la línea obliga a bajar la velocidad respecto a aquella anunciada.
ISDN provee una conexión Punto a Punto de señal digital sobre una red. Como al comparar un CD con un disco de vinilo, la calidad del sonido es absolutamente libre de ruido de fondo. Esta característica de ISDN elimina retrasos y demoras en la transmisión de datos sobre la red y permite que una gran cantidad de datos sean enviados sobre la conexión.
A medida que los usuarios aumentan el tipo de aplicaciones que usan y las compañías migran hacia las comunicaciones asincrónicas y la integración de voz, datos y multimedia interactiva sobre una infraestructura de red, los beneficios de ISDN se hacen incomparables con tecnologías alternativas.
Un NT1 o Network Termination-1, se requiere para conectar un equipo terminal ISDN a una línea ISDN.
Esta interfaz de dos cables es conocida como la intarfaz "U" o el punto de referencia "U", y se accede a ella mediante un conector RJ-11 o RJ-45.
El punto de conexión entre el NT1 y el equipo terminal es la interfaz "S/T", la cual define la línea de cuatro cables con pares de envío y recepción separados. La interfaz S/T es accequible por medio del conector RJ-45 sobre el NT1 y Equipo terminal. Algunos equipos fabricados en los Estados Unidos tales como Routers Farallon, o el Modem ImpactIQ ISDN de 3COM incorporta el NT1 directamente, en este caso la interfaz S/T no se puede acceder. Mientras esta posibilidad tiene ventajas relacionadas con el costo y el trabajo de instalación, un NT1 separado permite la conexión de más de un equipo sobre la línea ISDN (como un teléfono ISDN)
La interfaz "R" o punto de referencias "R" proporciona una interfaz no ISDN entre el equipo del usuario que no es ISDN compátible y el equipo adaptador.
2B1Q (2 Binary 1 Quaternary) es el método más común de las interfaces "U". Este protocolo proporciona: Dos bits por baudio, 80 Kbaud por segundo y una tasa de transferencia de 160 kbps.
| Bits | Quaternary Symbol |
Voltage Level |
| 00 | -3 | -2.5 |
| 01 | -1 | -0.833 |
| 10 | +3 | +2.5 |
| 11 | +1 | +0.833 |
Esto significa que la entrada del nivel de voltaje puede pertenecer a uno de los cuatro niveles. Estos niveles son llamados Quaternaries. Cada Quaternary representa dos bits de datos.
Cada trama de la interfaz U tiene 240 bits de larga.Como de define una tasa de transmisión de 160 kbps, cada trrama es de 1.55 mseg de larga. Cada trama consiste de: un D channel de 16 kbps y 2 B channels at 64 Kbps - 128 Kbps.
| Sync 18 bits |
12
* (B1 + B2
+ D) 216 bits |
Maintenance 6 bits |
El campo Sync consta de 9 Quaternaries en el patron +3+3-3-3+3-3+3-3. (B1+B2+D) son 18 bits de datos consistiendo en 8 bits para el primer B channel, 8 Bits para el segundo B channel y 2 bits para el D channel. El campo Mantenance contiene la información del CRC y banderas de detección de errores.
Link Access Protocol - D channel (LAP - D) es el segundo protocolo utilizado. Este es muy parecido al protocolo X-25 LAP-B.
Esta es la estructura de la trama LAP-D
| Flag | Address | Control | Information | CRC | Flag |
Flag (1 octeto) Este es siempre 7E16 (01111110)
| Address (2 octets) | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| SAPI (6 bits) | C/R | EA0 | |||||
| TEI (7 bits) | EA1 | ||||||
SAPI (Sesequence numbers (N(r) and N(s)) Es requerido
C/R (Command/Response) bit que
indica en la trama si es comando o respuesta.
EA0 (Address Extension) bit que indica si es o no el final
de la dirección.
TEI (Terminal Endpoint Identifier) Identificador de
dispositivos de 7 bits
EA1 (Address Extension) bit, igual al EA0
Existen dos tipos de conectores asociados con ISDN:
RJ11 Es el estándar análogo al conector del teléfono. El RJ11 tiene 4 cables. El cable que va desde la pared hasta el NT-1 tendrá generalmente un conector RJ11.
RJ45 Es el conector con más cables que el RJ11, éste tiene 8 cables. El cable desde el NT-1 al adaptador ISDN utilizará conectores RJ45.
El modo de transferencia asíncrono ATM es el modo para implementar ISDN - BA y es independiente del significado del transporte a nivel físico.
La decisión de utilizar ATM para RDSI - BA es destacable. Esto implica que ISDN-BA será una red basada en paquetes, ciertamente en la interfaz y casi ciertamente en términos de su conmutación interna. Aunque la recomendación también afirma que RDSI-BA admitirá aplicaciones en modo circuito, esto se hará sobre un mecanismo de transporte basado en paquetes. Por tanto, la RDSI que empezó como una revolución de la red telefónica de conmutación de circuitos, se transformará en una red de conmutación de paquetes ya que contiene servicios de Banda Ancha.
Servicios prestados y campos de acción
Son muchas las ventajas que aporta una Línea RDSI frente a una Línea Analógica convencional RTB. De todas ellas, estas son las más importantes:
VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN DE DATOS
Los enlaces a través de Accesos RDSI son en el peor de los casos tres veces más rápidos, en velocidad real, que un enlace realizado a través de una línea analógica convencional por RTB. En ocasiones, y dependiendo del estado de la RTB (Red Telefónica Básica) en una determinada zona, la velocidad puede llegar a ser hasta cinco veces más rápida por RDSI que por RTB.
ANCHO DE BANDA REGULABLE E ILIMITADO
La mayoría de dispositivos RDSI (tarjetas RDSI de ordenador, equipos de video- conferencia, etc.) permiten la suma de canales RDSI. Esto supone que si disponemos de un acceso básico RDSI y una tarjeta de ordenador RDSI adecuada, podremos trasmitir información o navegar por INTERNET a 128 Kbds y no a 64 Kbd, dado que podremos sumar la anchura de banda de nuestra conexión, y por tanto la velocidad. Si disponemos de un Acceso Primario, y el dispositivo adecuado, podremos tener hasta 2 Mb de ancho de banda (30 canales x 64 Kbs = 1.920 Kbs)
EFECTIVIDAD EN LA TRANSMISIÓN DE DATOS
En muchas ocasiones cuando pensamos que hemos terminado de transmitir un fichero de datos a través de un módem, descubrimos que desgraciadamente, el fichero no llegó correctamente a su destinatario. Son muchas las razones que pueden producir la pérdida de datos en la transmisión de un fichero de datos, pero en el caso de una transmisión de datos a través de RDSI, las posibilidades de errores en la transmisión, son casi despreciables frente a las transmisiones a través de la RTB.
SEGURIDAD DE LAS COMUNICACIONES DE VOZ Y DATOS
Nuestras comunicaciones, sean de voz o de datos, no podrán ser intervenidas en ningún caso a través de la RDSI, dado que viajan codificadas digitalmente y encriptadas.
IDENTIFICACIÓN DEL NÚMERO LLAMANTE
A través del canal D de los accesos RDSI, si nuestros terminales de voz o datos, permiten esta facilidad podremos identificar el número de la persona o terminal de datos que nos llama, e incluso podremos identificarlo por su nombre si nuestro terminal de voz o datos dispone de esa facilidad.
MULTIPLE NUMERACIÓN
Un Acceso RDSI, independientemente del número de canales por que esté compuesto (número de comunicaciones simultaneas) puede tener casi infinitos números. Con una sola línea RDSI podemos tener múltiples números, y dependiendo de por que número nos haya llamado nuestro interlocutor, recibir la llamada en un teléfono u otro, en un fax, en un ordenador o en cualquier otro dispositivo RDSI o analógico.
LLAMADA EN ESPERA Y MULTICONFERENCIA
Cuando estamos en el transcurso de una comunicación de voz, si alguien nos llama a ese mismo número, la central pública del operador nos informará a través del canal D, de que existe una llamada para nosotros, así como del número del interlocutor que nos llama. Entonces podremos, o bien retener la llamada en curso y atender la llamada entrante o realizar una multiconferencia, hablando las tres partes a la vez. También podremos realizar una multiconferencia con una llamada recibida y otra que nosotros hemos realizado o con dos llamadas realizadas por nosotros. No obstante, estas facilidades dependerán de las posibilidades del terminal telefónico del cual dispongamos.
VIDEO-CONFERENCIA
El estándar mundial de video- conferencia profesional, es el denominado H-323. Este estándar regula una serie de condiciones técnicas y de protocolos de comunicación que permiten que cuando llamamos a cualquier número para establecer una video- conferencia este nos responda y podamos ver y hablar con nuestro interlocutor. Este estándar está basado en la RDSI como única red telefónica para el transporte de video- conferencia. El H-323, permite también compartir aplicaciones informáticas, mientras vemos y hablamos con nuestro interlocutor. Esto es, poder estar modificando ambos, por ejemplo, un misma hoja de cálculo.
Es evidente que la posibilidad de acceder a la gran variedad de servicios que la RDSI ofrece desde un único y universal punto de acceso, es la ventaja principal de la Red. Pero, además, existen ventajas globales que todos y cada uno de los usuarios de la RDSI pueden disfrutar:
CALIDAD DE SERVICIO
- Excepcional rapidez en los tiempos de establecimiento y liberación de llamadas.
- Gran fiabilidad y calidad de audio.
- Alta velocidad de transmisión y baja tasa de errores.
- Flexibilidad: el uso de las líneas RDSI no está limitado por la naturaleza de la información ni por la fuente generadora.
- Simplicidad y seguridad: acceso único.
- Identificación de abonados
· Posibilidades de utilización:
- Innumerables servicios y facilidades en el.
- Integración de voz, datos, texto e imagen.
- Terminales multiservicio.
- Integración de redes.
- Oportunidad para el desarrollo de nuevas aplicaciones.
ECONOMÍA
Transferencia de grandes volúmenes de información con bajo coste.
Solución única a las diversas necesidades de comunicación: ahorro en costes.
http://www.bell-atl.com/federal/html/isdn.htm
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UNAB-1999