Tecnologías WAN

Descripción general

A medida que la empresa crece y ocupa más de un sitio, es necesario interconectar las LAN de las sucursales para formar una red de área amplia (WAN).

Si todo el tráfico de información de una empresa se encuentra dentro de un mismo edificio, una LAN puede cubrir las necesidades de la organización. Los edificios pueden estar interconectados con enlaces de datos de alta velocidad para formar una LAN de campus, en el caso en que los datos tengan que pasar de un edificio a otro en un solo campus. Sin embargo, se necesita una WAN para transportar los datos si es necesario transferirlos a lugares geográficamente distintos.

 

Una WAN es una red de comunicación de datos que opera más allá del alcance geográfico de una LAN.

Una de las diferencias primordiales entre una WAN y una LAN es que una empresa u organización debe suscribirse a un proveedor de servicio WAN externo para utilizar los servicios de red de una operadora de servicios WAN. Una WAN utiliza enlaces de datos suministrados por los servicios de una operadora para acceder a Internet y conectar los sitios de una organización entre sí, con sitios de otras organizaciones, con servicios externos y con usuarios remotos. Las WAN generalmente transportan varios tipos de tráfico, tales como voz, datos y vídeo. Los servicios telefónicos y de datos son los servicios WAN de uso más generalizado.

 

Los dispositivos de las instalaciones del suscriptor se conocen como equipo terminal del abonado (CPE).El suscriptor es dueño de un CPE o alquila un CPE del proveedor de servicios.

 

Las WAN son grupos de LAN conectadas con enlaces de comunicaciones desde un proveedor de servicios. Como los enlaces de comunicaciones no pueden conectarse directamente a la LAN, es necesario identificar las distintas piezas del equipo que realiza las interfaces

 

El enlace de comunicaciones necesita señales en un formato correcto. Para las líneas digitales, se requiere una unidad de servicio de canal (CSU) y una unidad de servicio de datos (DSU). Con frecuencia, las dos se encuentran combinadas en una sola pieza del equipo, llamada CSU/DSU. La CSU/DSU también puede integrarse a la tarjeta de interfaz del router.

 

Si el bucle local es analógico y no digital, requiere de un módem. Los módems transmiten datos a través de las líneas telefónicas de grado de voz, modulando y demodulando la señal. Las señales digitales se superponen en la señal analógica de la voz que se modula para su transmisión. Si se enciende el altavoz del módem interno, la señal modulada se oye como una serie de silbidos. En el destino, las señales analógicas se convierten a su forma digital de nuevo, o se de modulan


Normas WAN

Las WAN utilizan el modelo de referencia OSI, pero se enfocan principalmente en las Capas 1 y 2. Los estándares WAN, por lo general, describen tanto los métodos de envío de la capa física como los requisitos de la capa de enlace de datos, incluyendo el direccionamiento físico, el control de flujo y el encapsulamiento. Hay varias autoridades reconocidas que definen y administran los estándares WAN


Encapsulamiento WAN

Los datos de la capa de red se envían a la capa de enlace de datos para su transmisión en un enlace físico, que normalmente es de punto a punto en una conexión WAN. La capa de enlace de datos crea una trama alrededor de los datos de capa de red de modo que se apliquen los controles y verificaciones necesarios.

Cada tipo de conexión WAN utiliza un protocolo de Capa 2 para encapsular el tráfico mientras atraviesa el enlace WAN. Para asegurarse de que se esté utilizando el protocolo de encapsulamiento correcto, se debe configurar el tipo de encapsulamiento de Capa 2 utilizado en cada interfaz serial del router.

 

El entramado HDLC garantiza una entrega confiable de datos en líneas poco confiables e incluye

Mecanismos de señalización para el control de flujo y errores. La trama siempre comienza y termina con un campo de señaladores de 8 bits

 

El campo de control indica el tipo de trama, que puede ser de información, de supervisión o sin enumerar

Las tramas sin enumerar transportan mensajes de configuración de la línea.

• Las tramas de información transportan datos de la capa de red.

• Las tramas de supervisión controlan el flujo de tramas de información y peticiones de retransmisión de datos si hubiera algún error.

 

Se utilizan varios protocolos de enlace de datos, incluyendo subgrupos y versiones propietarias de HDLC.

Tanto PPP como la versión de Cisco de HDLC tienen un campo extra en el encabezado para identificar el protocolo de capa de red del dato encapsulado.


Conmutación de paquetes y circuitos.

Las redes conmutadas por paquetes se desarrollaron para compensar el gasto de las redes conmutadas por circuitos públicas y suministrar una tecnología WAN más económica.

Cuando un suscriptor realiza una llamada telefónica, el número marcado se utiliza para establecer Switches en las centrales a lo largo de la ruta de la llamada de modo que haya un circuito continuo entre quien hace la llamada y quien recibe la llamada. Debido a la operación de conmutación usada para establecer el circuito, el sistema telefónico se conoce como red conmutada por circuito. Si los módems reemplazan a los teléfonos, entonces el circuito conmutado puede transportar datos de computador.


La conmutación de circuitos establece una conexión dedicada para voz y datos entre el emisor y el receptor.

Antes de que comience la conmutación, es necesario establecer la conexión configurando los switch. El sistema telefónico lleva a cabo esta función, mediante el número marcado. ISDN se usa tanto en las líneas digitales como en las de grado de voz.

Para evitar las demoras asociadas con la configuración de una conexión, los proveedores de servicio telefónico también ofrecen circuitos permanentes. Estas líneas alquiladas o dedicadas ofrecen mayor ancho de banda que el disponible en los circuitos conmutados. Ejemplos de conexiones conmutadas por circuitos

son:

• Sistema de servicio telefónico analógico (POTS)

• Interfaz de acceso básico ISDN (BRI)

• Interfaz de acceso primario ISDN (PRI)

 

Las redes conmutadas por paquetes pueden establecer rutas a través de los switch para realizar conexiones de extremo a extremo particulares. Las rutas establecidas cuando el switch comienza son PVC.

Las rutas establecidas a petición son SVC. Si la ruta no está preestablecida y cada switch la determina para cada paquete, la red se conoce como sin conexión.

 

 

 

 

 

Ejemplos de conexiones conmutadas por paquetes o celdas son:

• Frame Relay

• X.25

• ATM

Las ventajas del módem y las líneas analógicas son simplicidad, disponibilidad y bajo costo de

Implementación. Las desventajas son la baja velocidad en la transmisión de datos y el relativamente largo tiempo de conexión. Los circuitos dedicados que ofrece el sistema de conexión telefónica tendrán poco retardo y fluctuación de fase para el tráfico punto a punto, pero el tráfico de voz o video no funcionará de forma adecuada a las velocidades de bits relativamente bajas.

 

ISDN

Las conexiones internas o troncales de PSTN evolucionaron y pasaron de llevar señales de multiplexión por división de frecuencia, a llevar señales digitales de multiplexión por división de tiempo (TDM). El próximo paso evidente es permitir que el bucle local lleve las señales digitales que resultan en conexiones conmutadas de mayor capacidad.

La red digital de servicios integrados (ISDN) convierte el bucle local en una conexión digital TDM. La conexión utiliza canales portadores de 64 kbps (B) para transportar voz y datos, y una señal, canal delta (D), para la configuración de llamadas y otros propósitos.

 

Línea alquilada

Cuando se requieren conexiones dedicadas permanentes, se utilizan líneas alquiladas con capacidades de hasta 2.5 Gbps

Un enlace punto a punto ofrece rutas de comunicación WAN preestablecidas desde las instalaciones del cliente a través de la red hasta un destino remoto. Las líneas punto a punto se alquilan por lo general a una operadora de servicios de telecomunicaciones y se denominan líneas alquiladas

Las líneas alquiladas se utilizan con mucha frecuencia en la construcción de las WAN y ofrecen una capacidad dedicada permanente. Han sido la conexión tradicional de preferencia aunque presentan varias

Desventajas. El tráfico de WAN es a menudo variable y las líneas alquiladas tienen una capacidad fija. Esto da por resultado que el ancho de banda de la línea rara vez sea el que se necesita.

 

X.25

Debido al costo de las líneas alquiladas, los proveedores de telecomunicaciones introdujeron las redes conmutadas por paquetes utilizando líneas compartidas para reducir los costos. La primera de estas redes conmutadas por paquetes se estandarizó como el grupo de protocolos X.25. X.25 ofrece una capacidad variable y compartida de baja velocidad de transmisión que puede ser conmutada o permanente.

X.25 es un protocolo de capa de red y los suscriptores disponen de una dirección en la red. Los circuitos virtuales se establecen a través de la red con paquetes de petición de llamadas a la dirección destino. Un número de canal identifica la SVC resultante. Los paquetes de datos rotulados con el número del canal se envían a la dirección correspondiente. Varios canales pueden estar activos en una sola conexión.

 

Frame Relay

Con la creciente demanda de mayor ancho de banda y menor latencia en la conmutación de paquetes, los proveedores de comunicaciones introdujeron el Frame Relay. Aunque la configuración de la red parece similar a la de X.25, la velocidad de transmisión de datos disponible es por lo general de hasta 4 Mbps y algunos proveedores ofrecen aún mayores velocidades.

Frame Relay difiere de X.25 en muchos aspectos. El más importante es que es un protocolo mucho más sencillo que funciona a nivel de la capa de enlace de datos y no en la capa de red.

Frame Relay no realiza ningún control de errores o flujo. El resultado de la administración simplificada de las tramas es una reducción en la latencia, y las medidas tomadas para evitar la acumulación de tramas en los switches intermedios ayudan a reducir las fluctuaciones de fase.

Frame Relay ofrece una conectividad permanente, compartida, de ancho de banda mediano, que envía tanto tráfico de voz como de datos. Frame Relay es ideal para conectar las LAN de una empresa. El router de la LAN necesita sólo una interfaz, aun cuando se estén usando varios VC. La línea alquilada corta que va al extremo de la red Frame Relay permite que las conexiones sean económicas entre LAN muy dispersas.

 

ATM

Los proveedores de comunicaciones vieron la necesidad de una tecnología de red compartida permanente que ofreciera muy poca latencia y fluctuación a anchos de banda mucho más altos. Su solución fue el Modo de Transferencia Asíncrona (ATM). ATM tiene una velocidad de transmisión de datos superior a los 155 Mbps. Al igual que las otras tecnologías compartidas, como X.25 y Frame Relay

La tecnología ATM es capaz de transferir voz, video y datos a través de redes privadas y públicas. Tiene una arquitectura basada en celdas más bien que una basada en tramas. Las celdas ATM tienen siempre una longitud fija de 53 bytes. La celda ATM de 53 bytes contiene un encabezado ATM de 5 bytes seguido de 48 bytes de carga ATM. Las celdas pequeñas de longitud fija son adecuadas para la transmisión de tráfico de voz y video porque este tráfico no tolera demoras. El tráfico de video y voz no tiene que esperar que se transmita un paquete de datos más grande.

 

DSL

La tecnología de línea Digital del suscriptor (DSL) es una tecnología de banda ancha que utiliza líneas telefónicas de par trenzado para transportar datos de alto ancho de banda para dar servicio a los suscriptores. El servicio DSL se considera de banda ancha, en contraste con el servicio de banda base típico de las LAN. Banda ancha se refiere a la técnica que utiliza varias frecuencias dentro del mismo medio físico para transmitir datos. El término xDSL se refiere a un número de formas similares, aunque en competencia, de tecnologías DSL:

• DSL Asimétrico (ADSL)

• DSL simétrico (SDSL)

• DSL de alta velocidad de bits (HDSL)

• ISDN (como) DSL (IDSL)

• DSL para consumidores (CDSL), también llamado

 

La tecnología DSL permite que el proveedor de servicios ofrezca a los clientes servicios de red de alta velocidad, utilizando las líneas de cobre de bucle local instaladas. La tecnología DSL permite que la línea de bucle local se utilice para realizar conexiones telefónicas de voz normales y conexiones permanentes para tener conectividad de red al instante.