conmutacion

Telecomunicaciones III

Conmutacin

Semestre 2011

Profesor: Ing. Jos Antonio Pez Martnez

Ing. Jos Antonio Pez Martnez

Tcnicas de conmutacin:

- Conmutacin de circuito.

- Conmutacin de paquetes.


Conmutacin de circuitos

Entidades de la misma categora

Sistema A Sistema B

Fase de establecimiento

de la conexin

Fase de transferencia de

informacin Fase de liberacin de la

conexin

Tiempo


Modalidades de conmutacin de paquetes:

Circuito virtual: Establecimiento de una

conexin lgica entre el equipo emisor y el

equipo receptor mientras dure la transmisin.

Servicio orientado a conexin.

Datagrama: Servicio no orientado a conexin


Circuito Virtual:

Los paquetes de los usuarios atraviesan la

red siguiendo la trayectoria de tx

establecida para llegar al destino.

Siempre en orden.

Circulan paquetes de control para el

establecimiento y la liberacin de la

conexin.

Cada paquete lleva la identificacin del

circuito virtual.


Circuito Virtual.


Datagrama:

Consiste en el envo de paquetes de

informacin de tal forma que cada uno,

independiente de los dems, toma el camino

que la propia red le va asignando.

Los paquetes pueden llegar en desorden o

perderse.

Cada paquete tiene que llevar la direccin del

destino.

No hay fase de establecimiento.


DATAGRAMA.


Comparacin

Conmut.

Circuitos

Conmut.

Paq.C.Virt

Conmut.

Paq.Datagr

Uso Ancho

Banda Ineficiente Eficiente

Muy

eficiente

Retardo Fijo y bajo Variable Muy

variables

Reserva Recursos

fsicos Estadstica No existe


Un poco de historia

1876 Alexander Graham Bell patenta el telfono

1878 Primera central telefnica (manual)

1892 Primera central telefnica automtica (Strowger)

New York 1890


Redes telefnicas

Solucin mallada inviable!

C: cantidad de

enlaces para N

abonados.

Las centrales telefnicas realizan

la conmutacin, que es la

interconexin necesaria para

establecer comunicacin entre

dos abonados.

Solucin jerrquica con centrales

telefnicas:

Fcil gestin y mantenimiento. Enrutamiento sencillo.

Plan de numeracin:

Fijado por la ITU-T (Rec. E.164). Basado en prefijos. Direccionamiento sencillo.

Concepto de conmutacin

PSTN

Red telefnica

pblica conmutada



Diagrama de red telefnica bsica

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Redes Telefnicas

BUCLES LOCALES

Es en esencia un cable con un par de hilos, que conecta al abonado con la

central local o con la Unidad Remota.

El bucle cuando es para Voz, tiene un Ancho de Banda de 4 KHz.

Normalmente en un numero de 07 dgitos:

(A B C ) (D E F G )

Estos nmeros Definen la central.

Estos nmeros

son del bucle.

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Redes Telefnicas

LAS TRONCALES

Son Medios de Transmisin que permiten la comunicacin entre Centrales.

Por una troncal se transmiten cientos o miles de conexiones mediante las

tcnicas de Multiplexado.

Las transmisiones normalmente pueden ser por medio de los enlaces de M.O.,

Fibra ptica o si fuera el caso por satlite.

19

Redes Telefnicas

CENTRALES DE CONMUTACION

Son equipos que con la finalidad de tener que evitar elevados costos, proporcionan enlaces entre 02 abonados solo cuando se requiera una comunicacin.

Lo anterior lo consigue a travs de CIRCUITOS CONMUTADORES que forman parte de las centrales que adems tienen otras funciones de valor agregado o de restricciones a los abonados.

Si el nmero de abonados crece, no es suficiente una sola central debido a la dispersin

geogrfica que obligara a utilizar bucles locales excesivamente largos.

rea de servicio local ASL

En un rea metropolitana se utilizan varias centrales locales que se interconectan entre s

mediante lneas troncales.

Las centrales de trnsito (tndem) establecen conexin entre dos centrales. No tienen

telfonos conectados.


Red jerrquica de larga distancia

El concepto jerrquico funciona bien con un mnimo de clculos y por eso fue til en las

centrales electromecnicas antiguas. Facilitaba la facturacin.


.

.

.

Centrales

locales

Centrales

De zona Centrales

De enlace

Troncal Troncal

Bucle local

U.R.

Con las centrales modernas controladas mediante computadores es mejor tener

malla o red de centrales de conmutacin de larga distancia, donde cada malla se

conecta con todas las otras.

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Redes Telefnicas Puntos de presencia (POP)

POP POP

Centrales de zona

POP POP

Centrales de zona

AREA LOCAL AREA LOCAL

Operador LD A Red

Operador LD B Red

Operador LD A Central de enlace

Operador LD A Central de enlace

Oper LD B Central de enlace

Operad LD

Central de enlace

Red de Telefona Pblica

Conmutada Topologa

INTERNACIONALES

REGIONALES

AREQUIPA,

TRUJILLO

TANDEMS

URAS

CABECERAS

CABECERA

PROVINCIA

TDSI TDWA

TDM IP

SOFTSWITCH

CERCADO 3 SAN ISISDRO 4

AREQUIPA,

TRUJILLO

LIMA 1

LIMA 2



Elementos de

la central

Planta telefnica externa

Desde la central salen cables de gran capacidad que

forman la red primaria que se extiende por toda la

ciudad a travs de canalizaciones subterrneas.

Planta telefnica externa

Los cables que forman la red

secundaria, son directos o flexibles

(con armarios) y se distribuyen a

travs de canalizaciones

subterrneas o por postes.



Red de Acceso en cobre

Los cables de la red

primaria acceden a la

central por medio de

galeras subterrneas.

Galera subterrnea y MDF

Desde las galeras subterrneas

los cables llegan hasta el

Distribuidor General o MDF, y

de aqu, mediante puentes se

conectan a los servicios

contratados por los abonados.



Sistema de Energia

Sistema de energa La mayor parte de equipos telefnicos estn alimentados

por -48V, suministrados por bateras en flotacin.

Corriente

trifsica

(CRE 380 V)

Rectificador de

onda completa

Banco de bateras

en flotacin:

carga y descarga

de 48 V

Controladores del

nivel de voltaje

Central telefnica

y redes

Para asegurar un funcionamiento

continuo y libre de cortes de la red

elctrica, se tiene ms de un

generador que asegura que las

incidencias sean mnimas para que

las bateras no bajen su carga a

niveles crticos.

Si falla el sistema, se cuenta con un grupo

electrgeno de emergencia que arranca en 8 s.

Motor Diesel + Alternador



Sistema de Conmutacin

Las centrales de conmutacin estn conectadas entre s de forma jerrquica, existiendo

rutas para llegar a diversos abonados. Estn dotadas de inteligencia de red, lo cual les

permite escoger entre las diferentes rutas posibles.

El equipo encargado de esta funcin es el equipo de conmutacin, formado por una serie

de enlaces de comunicacin, circuitos electrnicos y uno o varios CPU que se encargan de

controlar todo el sistema.

Adems de las funciones descritas, existen otras como sealizacin de las

comunicaciones, recepcin de cifras de marcado, tarificacin ,etc.


Centrales Telefonicas

Centrales de conmutacin

La telefona convencional es atendida por

equipos de conmutacin digital que tambin

soportan RDSI. Las centrales digitales son la

evolucin de las primeras centrales manuales

y centrales automticas analgicas

electromagnticas.

Cuando el abonado requiere servicios de

Banda Ancha, en el MDF se le "inyecta" una

seal que proviene de otro equipo: el DSLAM,

que puede considerarse como un mdem

que por un lado se conecta al equipo del

abonado y por otro a la red Internet

COTAS

TelCove

Florida


- Administracin y

control.

- Alarmas

- Enrutamiento

- CDR

Mdulos de

Conmutacin

Equipo de

Transmisiones

Tarjetas de abonado 4

- 8 - 32

Tarjetas de primarios

1 - 2

Procesador

Central

Central Telefnica Elementos de Switch Digital

MDF

E1s

E1s

DDF

PBX

ADMADM


Centrales telefnicas con presencia a nivel nacional

Son la mayora de centrales en el Per (36).

En provincia son Puntos de Interconexin con Operadores.

Centrales nodales: Arequipa CN, Trujillo CN, Intal 2, Intal 3, Tndem Washington.

Dan servicio a abonados de tipo:

Residenciales

RDSI Primarios

RDSI Bsicos

Centrales Telefnicas AXE Ericcson

Centrales telefnicas con presencia en Lima y Trujillo (11).

Centrales con mayor cantidad de abonados Higuereta y Los Olivos 4.

Central nodal: Tndem San Isidro.

Dan servicio a abonados de tipo:

Residenciales.

RDSI Primarios.

RDSI Bsicos.

Centrales Telefnicas 5ess Lucent AT&T

Equipo de conmutacin

Bucle analgico

Etapa de concentracin Etapa de expansin

Informaciones

y rdenes

Conmutacin

digital

El equipo de conmutacin est formado por una serie de enlaces

de comunicacin, circuitos electrnicos y uno o varios CPU que se

encargan de controlar todo el sistema.


Circuito de lnea

Funciones: BORSCHT

Tarjeta para 16 abonados


Circuito de lnea

Funciones: BORSCHT


Circuito de lnea

Conexin de Repique (R)

Cuando el abonado descuelga el telfono, lo detecta la Central y enva un mensaje a la

Unidad de Control, cuyo procesador ordena conectar el generador de repique o corriente

de llamada a la lnea de abonado.


Circuito de lnea

Hbrido (H)


Circuito de lnea

Filtro


Circuito de lnea

CODEC



Circuito de lnea ( Proceso de Digitalizacin)

Circuito de lnea Tarjeta para 16 abonados analgicos


Abonados y enlaces

Si se quieren establecer comunicaciones bidireccionales simultneas, es decir,

comunicaciones en ambos sentido y a la vez, deben ocuparse 2 enlaces diferentes.

Los enlaces son circuitos individuales de unin entre centrales. El proceso para establecer

el enlace es el siguiente:

Proceso en Central 1:

Central 2 Conecta

internamente el enlace

elegido por la Central

1, con B.

A marca nmero de B.

Central 1 selecciona

un enlace libre hacia

Central 2 y lo conecta

internamente con A.

Proceso en Central 2:

Cuando la comunicacin cesa, el enlace es liberado y puesto a disposicin de otras

comunicaciones.


Tipos de llamadas

Llamada local

Trfico local

Llamada saliente

Trfico de salida

Llamada entrante

Trfico de entrada

Llamada de trnsito

Trfico de trnsito


La conforman 3 etapas:

concentracin, distribucin

y expansin.

Los abonados se conectan

a la etapa de concentracin

mediante una tarjeta de

abonado o EL que se

encarga de detectar el

descolgado. Y desde aqu a

la etapa de distribucin de

llamadas

Los abonados no se conectan directamente a la etapa de distribucin, porque existen

mucho ms abonados que circuitos de comunicacin disponibles.

Es imposible que todos los abonados estn comunicados simultneamente. Los estudios de

trfico permiten establecer la cantidad de circuitos de comunicacin necesarios.

Red de conexin La red de conexin

establece el camino fsico

para la comunicacin, a

travs de rganos y

circuitos.

En la etapa de distribucin

se realiza la conmutacin

digital.


Unidad de control Controla y supervisa a

los conmutadores de la

red de conexin,

atendiendo las

peticiones de los

abonados.

Funcin principal:

elaborar rdenes para

activar diferentes

puntos de cruce que

constituirn los

caminos de

conversacin.

Las rdenes se

elaboran a partir del

nmero marcado y los

puntos de cruce

ocupados.

La unidad de control se materializa por microprocesadores y utiliza el control por

programa almacenado SPC (Stored Program Control).

Su funcionamiento obedece a las instrucciones de los programas almacenados en

memorias, con la particularidad de que tales instrucciones son fcilmente modificables

por otros programas.


MULTIPLEXACION


Proceso de Mux y Demux


Comparacin entre multiplexacin y conmutacin digital

En este ejemplo

no hay

conmutacin, slo

transmisin de

datos

multiplexados.

En este ejemplo,

se produce un

intercambio de

ranuras de

tiempo (TSI), es

decir una

conmutacin

temporal.

En la conmutacin digital temporal, se retienen los canales en memorias de control, por

que se modifica el intervalo de tiempo del canal entrante para que pueda sincronizarse con

el canal de destino. Esta conmutacin la realizan conmutadores temporales.


FDM


FDM EN EL DOMINIO DE FRECUENCIA


EJEMPLO


Las tcnicas de multiplexacin por divisin de tiempo TDM pretenden conseguir un mayor

rendimiento en los sistemas de transmisin, ya que permiten enviar por una misma lnea

de transmisin varias comunicaciones simultneas.

TDM

Es un proceso bsico en telefona digital, ya que permite combinar diferentes seales de

voz digitalizadas y enviarlas por el mismo canal de transmisin. De esta forma las seales

digitales PCM se multiplexan formando lo que se conoce como tramas PCM.

En el emisor, se toman muestras peridicas de los 3 canales que una vez codificados se

envan por la lnea formando una trama. En el receptor, las muestras se entregan a sus

respectivos canales, por lo que es necesario que ambos estn perfectamente sincronizados.

En este ejemplo, los multiplexores se representan como conmutadores rotatorios

sincronizados que toman muestras de cada canal.


TDM

En TDM, el flujo de datos de cada conexin de entrada se divide en unidades, donde cada

unidad ocupa una ranura de tiempo de entrada.

Una unidad puede ser un bit, un byte (una muestra en telefona) o un bloque de datos.

Cada unidad de entrada se convierte en una unidad de salida y ocupa una ranura de

tiempo en la salida, denominada canal.

La duracin de una ranura de tiempo de salida es n veces ms corta que la de entrada.

Es decir, la unidad en la conexin de salida viaja ms rpido.

Las ranuras de tiempo se agrupan en tramas. Una trama consta de un ciclo completo de

ranuras de tiempo, con una ranura (canal) dedicada a cada dispositivo emisor; es por

esto que se denomina TDM sncrona.


Ejemplo 1 TDM sncrona

En la figura, la tasa de datos para cada conexin de entrada es de 1 kbps. Si la unidad de

multiplexacin es 1 bit, calcule la duracin de:

(a) cada ranura de tiempo en la entrada,

(b) cada ranura de tiempo en la salida y

(c) cada trama?

Respuestas

(a) 1 ms

(b) 1/3 ms

(c) 1 ms


Se multiplexan 4 canales utilizando TDM. Si

cada canal enva 100 bytes/s y se multiplexa

1 byte por canal, muestre:

(a) la trama que viaja por el enlace,

(b) el tamao de la trama

(c) la duracin de la trama y

(d) la tasa de bits para el enlace

Respuestas

(a) Ver figura

(b) 32 bits

(c) 1/100 s

(d) 3,2 kbps

Ejemplo 2 TDM sncrona

La implementacin de TDM no es tan sencilla como FDM. La sincronizacin entre el

multiplexor y el demultiplexor es un problema importante; si no estn sincronizados, un

bit de un canal puede ser recibido por un canal equivocado.

Sincronizacin de tramas

Por esta razn se aaden uno o ms bits de sincronizacin al comienzo de cada trama.

Estos bits siguen un patrn, trama a trama, que permite al demultiplexor sincronizarse con

el flujo entrante y as poder separar las ranuras de tiempo de forma adecuada.



Sincronizacin de tramas

En las etapas de concentracin expansin de la conmutacin telefnica digital, se utiliza TDM. Hay diferentes estndares; los ms utilizados son el europeo E1 y el americano T1.

TDM en telefona digital

Estructura de la

Trama E1 (PCM)

Las seales telefnicas se agrupan en tramas E1

(estndar europeo). En una trama hay tantas ranuras de

tiempo (time slot) como canales de entrada (30+2)

Cada ranura es una

palabra o paquete

PCM y contiene 8 bits

que corresponden a

una muestra de voz

del canal.

En total tiene 256 bits

Estndar europeo


TDM asncrona

En TDM sncrona, cada entrada tiene una ranura reservada en la trama de salida. Esto

puede ser ineficiente si algunas lneas de entrada no tienen datos que enviar.

En TDM asncrona, Las ranuras se asignan dinmicamente . Solo cuando una lnea de

entrada tiene datos que enviar obtiene una ranura en la trama de salida.

En la figura se muestra cmo se multiplexan las ranuras de 3 canales de entrada. En el

primer pulso de reloj, el canal 2 no tiene informacin que enviar, por lo que el multiplexor

rellena la ranura con una celda del tercer canal.


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