Cap.1 Sistemas de Conmutación Fija

8/17/2019 Cap.1 Sistemas de Conmutación Fija

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Red Telefónica Pública

Conmutada PSTN

Ing. José Zabala


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Redes de conmutación iniciales


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Conmutación automatizada

Sistema de conmutación antiguo


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Arquitectura PSTN

Gateway Internacional para enrutamiento de

llamadas entre ciudades

Troncales Tandem

Línea de usuario

Línea de usuario

Troncal de

Intercambio Local

Troncales de Intercambio

Central Intercambio

Local, Switch Clase 5,

Oficina Central

Troncal de

Intercambio Local

Central Tandem: para

enrutamiento dellamadas entre

centrales locales

dentro la ciudad

Central de Tránsito,

Switch Clase 4: para

enrutamiento de

llamadas hacia y desde

otras ciudades

Equipo provisto al

usuario

CPE

Servicio

Residencial

Línea de

usuario

individual o

extensión


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Acceso a suscriptores


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Arquitectura de acceso a suscriptores


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Configuraciones de interconexión de

centrales


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Arquitectura de interconexión a través

de redes externas


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Funciones de conmutación, desde la implementación del control de conmutación porprograma almacenado.

Establecimiento de un camino a través de la conmutación del lazo de abonado originante

a un lazo de abonado terminante específico. Cada lazo debe ser accesible a cualquier otro

lazo. Esto se denomina conmutación de línea.

Las conmutaciones de tránsito requiere del establecimiento de un camino de una

línea específica (originante) hacia una línea saliente o grupo troncal.


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Conmutación por división de espacio

Para conmutación de conexiones de tránsito.

Matriz de conmutación de 2 cables, permite conmutación en 2 caminos.


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Conmutación de múltiples etapas


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Conmutación por división de tiempo, involucra compartir un punto de conmutaciónde espacio por periodos cortos de tiempo, permitiendo la reasignación de dichos puntos

de conmutación y líneas o troncales.


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La capacidad de manejo de canales esinversamente proporcional a la capacidad de

procesamiento del módulo de memoria (ciclo de

memoria en segundos).

Donde 125 es el tiempo de trama en micro

segundos para la voz muestreada a 8 KHz y tc

es el ciclo de memoria en micro segundos.


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Características primarias PSTN

• Acceso análogo, 300-3,400 Hz;

• circuit-switched conexión duplex;• ancho de banda de conmutación: 64 kbit/s, or300-3,400 Hz for analog exchanges;

• conexión fija o mobilidad limitada;


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Aparato telefónico


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Aparato telefónico


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Estandarización

Areas de estandarización:• señalización, red del operador y usuarios

• Tasación de servicios;

• Servicios y procedimientos de los mismos

•

Interfaces de acceso físico

RECOMENDACIONES MÁS NOTABLES DE LA ITU-T PARA PSTN:* Series D: Principles of charging and accounting;

• Series E: PSTN, numbering and routing, service quality, network management;

• Series G: Analog and digital transmission systems;

• Series M: Maintenance;

• Series O: Measurement equipment;

• Series P: Telephony transmission quality;

• Series Q: Switching, value-added services, signalling systems Nos. 4, 5, 6 and 7, R1 and

R2, TCAP, IN; and

• Series V: Data communications over the PSTN.


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Funciones de la central de conmutaciónLas centrales modernas tienen un

diseño modular. Esta modularidad

facilita la expansión de capacidad y laadición de nuevas funcionalidades .

Las centrales con funcionalidades de

conmutación tienen las siguientes

funciones básicas:

- Un grupo de conmutación (Group

Switch ) para funciones de

conmutación.

- Una etapa de troncalización,

incluyendo circuitos terminales de

intercambio ETCs que sirven como

interfaz para la red de transporte.

- Funciones de señalización, para la

comunicación con otras centrales

(usando SS7 por ejemplo).

- Funciones de operación y

mantenimiento.

- Funciones de control.


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Funciones de la central de conmutación

Otras funciones:

- Etapa de usuario (subscriberstage) cuyas funciones incluyen

alimentación de corriente de la

línea de usuario, conversión A/D,

concentración en dirección del

grupo de conmutación (Group

Switch), señalización hacia y desdeel usuario para funciones de

control.

- Servicios suplementarios: Llamada

en espera (Call waiting), desvío de

llamada incondicional (call

forwarding unconditional),devolución de llamada

automática.

- Funciones de tarifación de

llamadas y servicios.

- Funciones de acceso a Internet.


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Circuito de interface de línea (LIC)Un LIC incluye:

- Protección de sobrevoltaje

- Voltaje de ringueo al teléfono (corrientealterna)

- Fuente de corriente para el aparato

telefónico (corriente continua)

- Detección e los pulsos generados por los

aparatos telefónicos

- Detección del estado colgado-descolgado (On-hook, off-hook)

- Conversión Analógica/Digital (con técnica

PCM)


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Función de Control

El establecimiento de conexiones es controlado por un procesador entiempo real, cuyas tareas están reguladas por un programa o varios. Elpropósito de las funciones de control son:

• Detecta y analiza eventos en la central

• Decide acciones apropiadas (selecciona un programa)

• Realiza los pasos necesarios (EJ, ordena la conexión de una llamada)Las funciones de control también se encargan de que los datos necesariosdurante el proceso de conexión sean leídos y modificados si es necesario(análisis numérico). Esta información incluye datos de los usuarios y datosreferidos a las conexiones de estos al grupo de conmutación.

La capacidad de una central se basa en el manejo de llamadas en la horapico (BCHA Busy hour call attempts, Ej. 1000000 BHCA), también lacapacidad de procesamiento de información (Ej. Milisegundos porllamada).

F nción de Control el


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Por medio del escaneo de las líneas de

usuario, el sistema de control de la

central es notificada cuando un usuariodescuelga su aparato telefónico, para

determinar que tipo de tono de marcar

debe enviársele y para preparar la

recepción del número de B (usuario

llamado), la función de control realiza

las siguientes tareas:

- Verificación del usuario en la Base de

Datos de Usuarios.

- Un área de memoria en la unidad de

control es reservada para almacenar el

número de teléfono marcado por el

usuario.

- Un receptor de tonos para

señalización DTMF es conectado a

través del conmutador de tiempo en la

etapa del usuario (Subcriber stage) Una

vez concluido este proceso se envía eltono de marcar.

Función de Control y elestablecimiento de llamadas

Fase 1: El usuario A descuelga el teléfono

Función de Control y el


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El número del usuario B es recibido por el

receptor de tonos el cual es enviado a la función

de control. Se realizan las siguientes acciones:

- Análisis de número de B (a dónde se quiere

conectar la llamada, método de tarifación, eltamaño del número)

- Si es un usuario local, se realiza una consulta a

la base de datos de usuarios.

- Si el usuario B pertenece a otra central. Un

análisis de enrutamiento debe ser realizado.

- Se realiza un análisis de tarifación.- El establecimiento de la llamada es preparada,

después de que los análisis han concluido. Un

Time Slot es reservado en el Grupo

Conmutador y en caso de llamadas salientes la

central inicia señalización con la siguiente

central (SS7, CAS)


Fase 2: La central recibe el número de B (número del usuario llamado)



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Fase 3: La central establece la llamada saliente

Una vez concluido el análisis de la Función de

control, pueden existir los siguientes casos por

los cuales no se pueda establecer una

conexión: congestión o el usuario B está

ocupado . En la mayoría de los casos el usuarioestá libre y la central ordena el envío de

señales de ringueo al usuario B; las funciones

que se realizan son:

- La conexión es establecida con la central del

usuario B.

- La función de control ordena al grupo deconmutación reservar el camino entre la

Etapa de usuario y el Time Slot seleccionado

sobre el link PCM de salida.



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Fase 3: La central establece la llamada saliente

- La función de control ordena alconmutador de tiempo (Time Switch) en

el lado del usuario desconectarlo del

receptor de tonos. El lugar a eso , el

usuario es conectado al Time Slot

seleccionado, en dirección al grupo de

conmutación. A partir de este momentouna conexión es establecida entre los dos

usuarios.

- La central del usuario B envía una señal de

ringueo al usuario local (usuario B) y envía

un tono de ringueo al usuario A.

- La función de control inicia el monitoreode la conexión, inicialmente para permitir

el cobro de la llamada a ser establecida.

Una orden es enviada a la función de

tarifación para que inicie el cobro cual el

usuario B conteste.



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Fase 4: El usuario concluye la conversación

El sistema de control continua monitoreandola llamada aún durante la duración de la

misma. Tiene la tarea de verificar cuando uno

de los usuarios cuelga la llamada, para iniciar

el proceso de liberación del circuito.

- Se asume que la llamada a concluido

cuando el usuario A cuelga, en cuyo caso lallamada es liberada sin ninguna notificación.

El usuario A no es penalizado si el usuario B

no cuelga su teléfono.

- En caso de que el usuario B cuelga

primero, no se asume inmediatamente

que la llamada a concluido, quizás eldesea hablar de otro aparato telefónico

por lo que se activa un Tiempo de

Supervisión (normalmente 90 segundos)

después de colgar.



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Fase 4: El usuario concluye la conversación

- La primera tarea a realizar por la función

de control es ordenar la finalización del

cobro de la llamada.

- La función de control ordena la

desconexión de todo el equipamiento

utilizado para el establecimiento de la

llamada. Esto significa que los Time Slots

son liberados para utilizarlos en otras

llamadas.. La señalización es ejecutada

para garantizar se encarga de asegurar

que todas las centrales involucradas

liberen sus equipos.


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Señalización• Señalización: es el intercambio de información específica

concerniente al establecimiento y control de conexiones y a latransferencia de información de gestión de usuario a usuario en unared de telecomunicaciones.

• Se desglosa en áreas funcionales:

– Supervisión

– Direccionamiento

– Progreso de la llamada

– Señalización del suscriptor – Señalización InterSwitch

Local

Exchange

Local

Exchange

Trunk

Signalling

Subscriber

Signalling

Subscriber

Signallingccs

cas

ccs

cas


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Señalización de usuario

HOOK OFF

DIAL TONE

NUMBER

RINGING TONE RINGING SIGNAL

B ANSWER

CONVERSATION

HOOK ONHOOK ON

Señalización entre centrales


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Señalización entre centrales


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Funciones de control de Señalización

• Comunicación audible con suscriptores

• Transmisión de número marcado

• Indicación de llamada no completada

• Indicación de llamada terminada

• Señal de ringueo de teléfono

• Información de facturacion

• Estado del equipamiento y troncales

• Información de diagnóstico

S ñ li ió SS7


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Señalización SS7

Una red de señalización SS7 está compuesta por 3 elementos: Punto de

señalización (signalling Point SP), Punto de transferencia de señalización

(signalling Transfer Point STP) y link de señalización (signalling Link).

Link Canal de voz

Ventajas de SS7:Rápido.- el tiempo de establecimiento de llamada es reducido a menos de unsegundo.

Alta capacidad.- cada link de señalización puede manejar la señalización paramiles de

Llamadas simultáneas.

Económico.- menor equipamiento de señalización es necesarioConfiable.- uso de rutas alternativas

Flexible.- puede ser usado para otros propósitos diferentes a los de telefonía

SP (Signall ing Point)


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SP (Signall ing Point)

El signalling point es el punto originante o destino de un mensaje SS7.

En cada red de señalización un SP tiene un exclusivo Signalling Point Code SPC (14 bits)

Ejemplo de SPC en binario y Hexadecimal:

SPC (binary) SPC (Hex)

00 0000 1011 0101 00b5

10 0011 1101 0111 23d7

DPC: Destination Point Code

OPC: Originating Point Code

• Un mensaje que va de un SP a otro SP debe portar el SPC del SP originante y

el SPC del SP terminante, los cuales son llamados OPC y DPC respectivamente.

• Link: es el canal de datos que conecta los nodos (SPs y STPs) en la red de señalización

SS7

STP (Signall ing Transfer Point)

Link

Link Digital de 64 kb/s

STP: es el nodo de red que transfiere mensajes SS7


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Modos de trabajo SS7

Modo asociado (conexión directa)

Modo cuasi asociado (Conexión a travésde STP: Signalling Transfer Point)


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MTP 1La capa MTP 1 define las características físicas, eléctricas y

funcionales del Link de Señalización digital. Las interfaces físicas

definidas incluyen: E1 (2048 kb/s; 32 canales de 64 kb/s), DS-1 (1544

kb/s; 24 canales de 64 kp/s channels), V.35 (64 kb/s), DS-0 (64 kb/s)

y DS-0A (56 kb/s). Es equivalente a la capa 1 OSI (Física).

MTP 2MTP 2 se encarga de asegurar una transmisión end-to-end precisa

de un mensaje de señalización a través de un Link de Señalización.

Esta capa 2 implementa control de flujo, validación de secuencia demensajes y verificación de errores. Cuando un error ocurre en el

link de señalización, el mensaje o mensajes son retransmitidos. Es

equivalente a la capa 2 OSI (Enlace de datos).

MTP 3

MTP 3 provee enrutamiento de mensajes entre puntos de

señalización en la red SS7. MTP3 re-enruta tráfico de Links y puntos

de señalización que presentan fallas (link caído o punto de

señalizaci´+on con problemas); también controla el tráfico cuando

existe congestión. MTP3 es equivalente a la capa 3 OSI (Red).


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Signaling Unit (SU)

Un mensaje SS7 es

denominado un Signal

Unit (SU).

Existen 3 tipos de SUs:

Fill-In Signal Units (FISUs),Link Status Signal Units

(LSSUs) y Message Signal

Units (MSUs)


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Información contenida en mensajes SUs

F CK SIF SIO LI Control F

F CK SF LI Control F

F CK LI Control F

MSU (Message Signal Unit)

LSSU (Link Status Signal Unit)

FISU (Fill-In Signal Unit)

Información de usuario capa 3

Información red:

• Nacional

• Internacional

Información

Protocolos

superiores:

• ISUP

• SCCP

• Gestión red de

Señalización

MSBLSB


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Puntos de señalización (SP) in SS7

Elementos de red contienen puntos de señalización (signalling points)identificados por códigos de puntos de señalización (SPC Signalling point Codes)

Central

STP SP

SP

STP

Signalling Point (en una base de datos,por ejemplo en el HLR en redes móviles)

Signalling Transfer Points solo transfieren mensajes de señalización

Signalling Point (terminación de

señalización en una central)

STP

MAP

ISUP


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Signalling point code (SPC)

Los mensajes de señalización SS7 contienen información de enrutamiento en capa

MTP3 en la forma de una etiqueta de enrutamiento:

SIO octet

DPC

DPC

LSBMSB

OPC

OPC

OPC SLS

Signalling message

payload

Redes de señalización Internacional (y

nacional) (ITU-T):

14-bit Destination Point Code (DPC)

14-bit Originating Point Code (OPC)

4-bit Signalling Link Selection (SLS)

Red de señalización nacional de Norte

América (ANSI):

24-bit DPC y OPC, 5-bit SLS code


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ISDN User Part (ISUP)ISUP es un protocolo de aplicación de señalización que es usado para establecer y

liberar conexiones de conmutación de circuitos (llamadas)

Solo para señalización entre centrales

No solo para ISDN ( ISUP es generalmente usada en PSTN)

•

•

FBSNBIBFSNFIBLIXSIOSIFCKF

87171628n*8, 272>n>2168

DPCOPCSLSMsg.type code

Routing label

first bit transmitted

Bits

SUP message info elements

see following pages

CIC


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Mensajes de señalización ISUP

Mensajes de señalización básicos ISUP:

Call setup:

IAM (Initial address message)

ACM (Address complete message)

ANM (Answer message)

De origen A a destino B

De destino B a origen A

Call release:

REL (Release message)

RLC (Release complete message)

Dirección depende dellado que libera la

llamada (usuario A o

usuario B)


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SLS y CIC

El campo de 4 bits SLS signalling link selection (SLS) en la etiqueta de

enrutamiento define el link de señalización el cual será utilizado en la

trasferencia de información de señalización.

El circuit identification code (CIC) de 16-bit contenido en el mensaje ISUP,

define el Time Slot TDM o circuito al cual el mensaje ISUP está asociado.

Central

STP

Central

Circuito

Link de Señalización


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Señalización utilizando mensaje IAM

Central CentralCentral

SPC = 82

Circuit

14

SPC = 22 SPC = 60Circuit20

STP

SL 4

SL 7

STP

Mensaje de salida:

OPC = 82 CIC = 14

DPC = 22 SLS = 4

Procesamiento en central de tránsito:

Se recibe el mensaje IAM que contiene el número de B. La

central realiza el análisis numérico (no parte de ISUP) y

selecciona nuevo DPC(60) y CIC (20)

Establecimiento de


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Establecimiento de

llamada utilizando ISUP


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Establecimiento de llamada utilizando ISUP

Central de tránsitoUser A User B

Setup IAMIAM

Setup

Alert

Connect

ACM

ANM

ACM

ANM

Alert

Connect

Se inicia tarifación

Análisis numéricoDSS1

signalling

assumed

Central A Central B


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El número UIT-T E.164 internacional para áreas geográficas se compone de cifras

decimales dispuestas en dos campos de código: el indicativo de país (CC) y el

número nacional (significativo) (N(S)N). Este último puede subdividirse en loscampos de indicativo nacional de destino y de número de abonado, según los

requisitos de carácter nacional.

Esquema de numeración para PSTN: ITU-E.164


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Plan de numeración nacionalCaracterísticas del plan de numeración nacional

Cada administrador del plan de numeración nacional preparará con sumo cuidado

un plan de numeración nacional para su propia red. Este plan debe establecerse:a) previendo un gran crecimiento futuro del número de abonados y servicios del

sistema nacional;

b) teniendo en cuenta que, finalmente, los abonados de otros países tendrán

acceso a la red nacional por medio de procedimientos de marcación internacional;

c) de tal modo que se llame siempre a los abonados por el mismo N(S)N o SN,

asunto éste de la incumbencia de cada país independientemente del lugar deorigen de la llamada en el marco del plan de numeración nacional.

El plan de numeración se basará en los planes de numeración existentes aplicables

a las redes telefónicas públicas nacionales e internacionales, y evolucionará a partir

de ellos.

A áli i d if


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Análisis de cifrasPara determinar: – el país de destino;

– el encaminamiento de red más apropiado;

– la tarificación que proceda,

el país de origen ha de analizar un cierto número de cifras del número UIT-T E.164

internacional. La longitud del indicativo nacional de destino (NDC, national

destination code) incrementa la posible necesidad del análisis de número porque

dicho indicativo proporciona una combinación de un indicativo interurbano (TC,

trunk code) y/o de una función de identificación de red. La asignación de los

indicativos nacionales de destino (NDC) debe prepararse cuidadosamente.

CC NDC SN DEPARTAMENTO

591 2 2100000 LA PAZ

591 2 6110150 POTOSI

591 3 3176000 SANTA CRUZ

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