Figura 1. Integración de señales en RDSI.
Se define la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados, en ingles ISDN) como una evolución de las Redes actuales, que presta conexiones extremo a extremo a nivel digital y capaz de ofertar diferentes servicios.
Decimos Servicios integrados porque utiliza la misma infraestructura para muchos servicios que tradicionalmente requerían interfaces distintas (télex, voz, conmutación de circuitos, conmutación de paquetes...); es digital porque se basa en la transmisión digital, integrando las señales analógicas mediante la transformación Analógico - Digital, ofreciendo una capacidad básica de comunicación de 64 Kbps.
Como podemos observar, en el caso del teléfono se efectúa la conversión Analógico Digital. En el caso de equipos digitales, Ordenador, se transforma el código original a otro más adecuado a la comunicación (Transformación de código).
La RDSI ofrece gran número de ventajas, entre las que se pueden destacar las siguientes:
Actualmente el límite de velocidad en las comunicaciones a través de una línea telefónicas empleando señales analógicas entre central y usuario mediante el uso de modems está alrededor de los 56Kbps. En la práctica las velocidades se limitan a unos 45Kbps debido a la calidad de la línea.
La RDSI ofrece múltiples canales digitales que pueden operar simultáneamente a través de la misma conexión telefónica entre central y usuario; la tecnología digital está en la central del proveedor y en los equipos del usuario, que se comunican ahora con señales digitales.
Este esquema permite una transferencia de datos a velocidad mucho mayor. Así, con un servicio de acceso básico, y empleando un protocolo de agregación de canales, se puede alcanzar una velocidad de datos sin comprimir de unos 128 Kbps.
Además, el tiempo necesario para establecer una comunicación en RDSI es cerca de la mitad del tiempo empleado con una línea con señal analógica.
Con líneas analógicas resulta necesario disponer de una línea por cada dispositivo del usuario, si estos se quieren emplear simultáneamente. Resulta muy caro enviar datos (archivos o vídeo) mientras se mantiene una conversación hablada. Por otra parte, se requieren diferentes interfaces para emplear diferentes dispositivos al no existir estándares al respecto.
Con la RDSI es posible combinar diferentes fuentes de datos digitales y hacer que la información llegue al destino correcto.
Como la línea es digital, es fácil controlar el ruido y las interferencias producidos al combinar las señales. Además, las normas de la RDSI especifican un conjunto de servicios proporcionados a través de interfaces normalizados.
La forma de realizar un llamada a través de una línea analógica es enviando una señal de tensión que hace sonar la "campana" en el teléfono destino. Esta señal se envía por el mismo canal que las señales analógicas de sonido. Establecer la llamada de esta manera requiere bastante tiempo. Por ejemplo, entre 30 y 60 segundos con la norma V.34 para modems.
En una conexión RDSI, la llamada se establece enviando un paquete de datos especial a través de un canal independiente de los canales para datos. Este método de llamada se engloba dentro de una serie de opciones de control de la RDSI conocidas como señalización, y permite establecer la llamada en un par de segundos. Además informa al destinatario del tipo de conexión (voz o datos) y desde que número se ha llamado, y puede ser gestionado fácilmente por equipos inteligentes como un ordenador.
La RDSI no se limita a ofrecer comunicaciones de voz. Ofrece otros muchos servicios, como transmisión de datos informáticos (servicios portadores), télex, facsímil, videoconferencia, conexión a Internet.., y opciones como llamada en espera, identidad del origen...
Los servicios portadores permiten enviar datos mediante conmutación de circuitos (con un procedimiento de llamada se establece un camino fijo y exclusivo para transmitir lo datos en la red, al estilo de las redes telefónicas clásicas) o mediante conmutación de paquetes (la información a enviar se divide en paquetes de tamaño máximo que son enviados individualmente por la red).
La RDSI dispone de distintos tipos de canales para el envío de datos de voz e información y datos de control: los canales tipo B, tipo D y tipo H:
Los canales tipo B transmiten información a 64Kbps, y se emplean para transportar cualquier tipo de información de los usuarios, bien sean datos de voz o datos informáticos.
Estos canales no transportan información de control de la RDSI.
Este tipo de canales sirve además como base para cualquier otro tipo de canales de datos de mayor capacidad, que se obtienen por combinación de canales tipo B.
Los canales tipo D se utilizan principalmente para enviar información de control de la RDSI, como es el caso de los datos necesarios para establecer una llamada o para colgar. Por ello también se conoce un canal D como "canal de señalización". Los canales D también pueden transportar datos cuando no se utilizan para control. Estos canales trabajan a 16Kbps o 64kbps según el tipo de servicio contratado.
Combinando varios canales B se obtienen canales tipo H, que también son canales para transportar solo datos de usuario, pero a velocidades mucho mayores. Por ello se emplean para información como audio de alta calidad o vídeo.
Hay varios tipos de canales H:
Podemos dividir la RDSI en dos clases según el ancho de banda: RDSI de banda estrecha y RDSI de banda ancha.
Los Accesos de Usuario definidos para RDSI en Banda Estrecha permiten la comunicación a velocidades de 64 Kbps, o agrupaciones de está velocidad.
Debido a la estructura de transmisión y conmutación de la RDSI, técnicas digitales, la integridad de la información está asegurada. Lógicamente ésta integridad, permite unas comunicaciones secretas o al menos más inmunes a escuchas indeseadas. Por otra parte las técnicas digitales permiten un tratamiento de las señales de forma que la transmisión de la información no sufra degradaciones debido a la distancia o a perturbaciones externas, ruido, asegurando de esta forma una información más "limpia" de errores.
Es también una ventaja añadida la posibilidad de enviar pequeños mensajes en la "llamada" para indicar situaciones especiales, envío de textos como: "Llámame en 30 minutos", permiten al Usuario Llamado la posibilidad de devolver la llamada. La aparición de elementos como el número de origen de la llamada, el número destino, etc., mejoran los servicios de la Red en beneficio del Usuario.
Ver figura 2, ejemplo de un mensaje de señalización.
Un usuario puede contratar dos tipos de servicio diferentes con el proveedor telefónico según sus necesidades:
Proporciona dos canales B y un canal D de 16Kbps multiplexados a través de la línea telefónica. De esta forma se dispone de una velocidad total de 144Kbps.
Este es el tipo de servicio que encaja en las necesidades de usuarios individuales.
En EE.UU. suele tener 23 canales tipo B y un canal D de 64Kbps, alcanzando una velocidad global de 1536Kbps.
En Europa el PRI consiste de 30 canales B y un canal D de 64Kbps, alcanzando una velocidad global de 1984Kbps.
En el segundo caso, los canales B también pueden estar agrupados como 5 canales H0 o un canal H12.
Este es el tipo de servicio que contratan entidades con gran demanda.
Esta nueva red es básicamente igual a la RDSI actual, con la diferencia de que la velocidad mínima a la que trabaje será de 2Mbps, pudiendo llegar a los 100Mbps. Estas velocidades permiten aumentar en gran medida el número de servicios que la red ofrecerá.
Para lograr esas características, la RDSI de banda ancha hace uso de la tecnología de redes ATM.
También se están desarrollando ya gran variedad de aplicaciones para esta tecnología, entre las que destacan los servicios de televisión digital de alta definición por cable.
La RDSI ofrece la capacidad de agregar canales para realizar conexiones a mayor velocidad.
Así, con un acceso BRI se puede establecer dos conexiones a 64Kbps o una única conexión a 128Kbps, usando siempre una única línea RDSI.
En realidad, una llamada a 128Kbps son dos llamadas diferentes a 64Kbps cada una, existiendo un protocolo por encima que permite ver esa llamada como una sola. Lo que también quiere decir que una conexión a 128Kbps cuesta el doble que otra de igual duración a 64Kbps. Esto es así a pesar de que, en la práctica, doblar el ancho de banda no significa doblar la velocidad de transferencia máxima. La mejora del rendimiento depende de la utilización que el protocolo haga del ancho del mayor banda.
Muchos fabricantes de hardware para RDSI permiten la agregación de canales utilizando protocolos propios. De esta forma solo es posible conectar con usuarios que utilicen hardware del mismo fabricante. Para garantizar la compatibilidad entre equipos de diversos fabricantes es conveniente que el hardware soporte el protocolo MPPP (Multilink point to point protocol). Además, el proveedor de la RDSI también debe ofrecer esta posibilidad.
La configuración de referencia, ver figura 3, está definida por Agrupaciones funcionales, equipos con una función concreta, y puntos de referencia o interfaces, puntos concretos en los que la RDSI presenta características de transmisión o conmutación determinadas.
Se comentan a continuación las características de cada elemento.
Las agrupaciones funcionales son elementos que desarrollan una función, en este caso corresponden a equipos o elementos de los mismos bien del Cliente o de Central.
TC.- Terminación de Central, situada en la Central de Conmutación se encarga de el mantenimiento del Acceso de Usuario. Realiza la conexión de canales, soporta la señalización del usuario y el envío de información en modo paquete.
TL.- Terminación de Línea, situada en la Central, se encarga de los aspectos de transmisión. Convierte el código binario al código de línea empleado. Controla la sincronización del Acceso. Ésta agrupación funcional está unida a la TC formando una agrupación.
TR1.- Terminación de Red nº 1, es el primer elemento en el domicilio del Cliente y obligación de la compañía explotadora del servicio, en España Telefónica. Permite la sincronización con los equipos conectados a continuación, controla la conexión con la Central, adecua las señales de la línea a códigos adecuados para la conexión de los equipo, permite la verificación a distancia, pudiéndose evaluar la calidad del enlace.
TR2.- Terminación de Red nº 2, realiza funciones de control en la instalación del Cliente: tratamiento de la señalización, multiplexación de canales de información, posible conmutación local (centralita), concentración de tráfico y mantenimiento de la instalación del usuario.
ET1.- Equipo Terminal nº 1, es el Equipo Terminal RDSI, preparado para señalización en modo paquete y gestión de canales de información. Algunos ejemplos pueden ser Teléfonos RDSI, equipos de Videotelefonía, Tarjetas de PC, etc.
AT.- Adaptador de Terminales, se trata de un equipo RDSI que tiene la capacidad de adaptar interfaces. Convierte las señales de otros equipos no RDSI a señales adecuadas al interfaz correspondiente (interfaz "S").
ET2.- Equipos Terminales nº 2, son equipos no RDSI que pueden conectarse mediante un interfaz no Normalizado por RDSI a la Red. Fax Grupos 2 y 3, Teléfonos analógicos, módem.
Los Puntos de Referencia son interfaces entre las agrupaciones funcionales y pueden ser Reales o Virtuales. Los puntos de referencia Virtuales no son accesibles, o en algunos casos coinciden con otro Interfaz.
V.- representa la separación entre las funciones de conmutación y transmisión en la Central. Se trata de un interfaz Virtual ya que TL y TC están unidas en la Placa de Línea de la Central Pública.
U.- representa las características de transmisión en la línea, de forma que especifica el formato de la trama en la misma, los códigos posibles, niveles de señal, las perturbaciones permitidas (atenuación, ruido). Brinda al TR1 la posibilidad sincronización, la activación, y sirve de transporte al Acceso.
T.- representa la separación entre la transmisión de línea y la transmisión en el domicilio del Cliente. Es un punto de Transmisión que puede coincidir con el Punto "S".
S.- representa el interfaz de conexión físico de los equipos terminales RDSI, y define la estructura de trama, la gestión del Canal D, la sincronización y las características de transmisión.
R.- representa un interfaz no normalizado en RDSI, y precisa de un AT para que el equipo correspondiente pueda conectarse al Acceso.
En el Acceso Básico los puntos S y T corresponden al mismo interfaz, denominándose interfaz S. Así pues la conexión de un equipo terminal se efectúa directamente al TR1, mediante una configuración de instalación determinada (Bus). Puede conectarse un TR2 pero éste deberá implementar un interfaz S en la conexión.
En el Acceso Primario se conectara un TR2 para transformar el interfaz T en interfaz S permitiendo la conexión de equipos terminales RDSI. En el caso de equipos que gestionen los 30 canales de comunicación, Videoconferencia de alta calidad, este se conecta al interfaz T, ya que el equipo hará las funciones de TR2.
En el lado de Central las agrupaciones TL y TC están siempre incluidas en la correspondiente tarjeta de línea, así pues el interfaz V no será accesible. El interfaz U puede adaptarse a otras señales mediante los equipos de transmisión adecuados, de esta forma se asegura una cobertura mayor (multiplexores).
Una trama de nivel físico en un interface U de un acceso BRI se compone de un grupo de 8 tramas de menor tamaño, cada una de las cuales incluye los siguiente campos:
Secuencia especial del código de línea que ayuda al receptor a identificar la señal de reloj de la trama.
Doce grupos de 18 bits para los datos de los dos canales B y el canal D. En cada grupo se toman 8 bits para cada canal B y 2 para el canal D.
Contiene un valor de CRC para detección de errores en el receptor. También incluye bits dedicados a comandos especiales, como los de prueba o test de la línea.
En el caso de un acceso PRI, para el interface U se emplea la estructura de trama normalizada para TDM.
El sistema TDM (Multiplexión por división de tiempo) es un sistema digital que permite combinar o multiplexar hasta 30 canales de señales digitales de 8 bits a 64Kbps procedentes de diversas fuentes dentro de una trama de 32 bytes enviados a 2048 Kbps (la trama dura 125 mSeg). La trama también incorpora 2 bytes para señalización y sincronización.
Este sistema es ampliamente usado para las comunicaciones de datos, especialmente en líneas digitales entre centrales, y es la base para otras muchas técnicas de transmisión de datos (como frame - relay) y protocolos.
En Norteamérica se emplea un sistema de TDM distinto, que trabaja a 1544Kbps, y que también esta incluido en las recomendaciones mencionadas de la ITU.
De entre los equipos que se pueden conectar al bus S/T de un interface RDSI, quizá un computador sea el más difícil de configurar, ya que será necesario comprar un adaptador RDSI, así como configurar su software.
Otros equipos RDSI como teléfonos o fax tienen una instalación más directa.
Se expone a continuación cuestiones relativas a como adquirir una tarjeta de interfaz para un ordenador personal y a como configurar ese equipo.
Existen gran variedad de tarjetas o adaptadores RDSI para ordenadores personales en el mercado, con diferencias de precios que a veces parecen difíciles de justificar, aunque esto no siempre es así.
Primero hay que distinguir entre dos tipos de tarjetas RDSI:
Incorporan un procesador propio que gestiona las comunicaciones de forma independiente a la CPU del ordenador. Así se descarga a la CPU de muchas tareas de comunicaciones.
En este caso es la CPU del ordenador es quien debe controlar las comunicaciones. Por ello, si el sistema está bastante cargado (por que se están ejecutando muchas aplicaciones o estas son complejas) baja el rendimiento de las comunicaciones.
Es muy importante considerar que la tarjeta RDSI debe ser compatible con el sistema operativo utilizado. Aunque un adaptador incorpore drivers para un sistema operativo concreto, lo mejor es asegurarse de que el adaptador aparece en la lista de dispositivos compatibles con el sistema dada por el propio fabricante.
También hay que considerar los equipos RDSI que utilizan protocolos de adaptación de velocidad. Estos protocolos permiten la conexión con equipos que trabajan en modo asíncrono en una línea RDSI, que siempre funciona de modo síncrono. Estos protocolos de adaptación de velocidad limitan la velocidad de una conexión a 57.600 bps, sin llegar nunca a los 64Kbps que permite la línea.
Al configurar una tarjeta RDSI se requiere especificar correctamente una serie de parámetros relacionados con este tipo de línea. Estos parámetros dependen del sistema operativo utilizado. A continuación se explican los parámetros mas habituales:
Indica el protocolo que la tarjeta RDSI debe utilizar para comunicarse con la central telefónica. Si una tarjeta soporta mayor variedad de protocolos, puede ser instalada en mayor número de países.
A la hora de configurar, pueden aparecer estas opciones o bien la opción EuroISDN, que también se refiere a las dos opciones anteriores.
Otras normas usadas en la Comunidad Europea son VN3/VN4 en Francia y 1TR6 en Alemania.
El SPID (service profile Id) se utiliza para identificar servicios y características que la compañía telefónica provee a los equipos del usuario. Es un valor opcional que solo se emplea al establecer una llamada.
Especifica el identificador de TE. Conviene configurarse en "automático" para que se negocie su valor con la central telefónica en el establecimiento de una llamada.
Este parámetro se refiere al número de la línea RDSI. Solo es imprescindible si se va a emplear el ordenador para contestar llamadas o si se dispone de varios dispositivos RDSI conectados a la misma línea.