MARCO TEORICO: ANTECEDENTES, BASES TEÓRICAS Y MARCO CONCEPTUAL DE LA INVESTIGACION
CAPITULO II MARCO TEORICO A. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION.
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12 CAPITULO II MARCO TEORICO A. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION. El área de las Telecomunicaciones constituye una temática relativamente nueva y con expectativas impresionantes de innovaciones, sobre todo en la Ciudad de Maracaibo donde sólo pocos han incursionado en su amplio espectro de posibilidades, por lo que el encontrar antecedentes teóricos sobre el tema en cuestión, se hace completamente problemático y escaso. Dada la importancia y la adecuación de las técnicas de interés y a la validez de sus conclusiones y recomendaciones se destacan: Molero, M. Y Sánchez, E. (1998) en su investigación alcanzaron desarrollar un Sistema de Telecomunicaciones en Shell de Venezuela S.A., por medio de la Ingeniería de Detalle, dicho estudio fue de tipo aplicada y exploratoria utilizando una metodología propia referentes a sus objetivos porque no habían investigaciones regionales concernientes a su estudio y con la cual consiguieron eliminar el retraso de actividades de su importancia como: el mantenimiento, la reparación y posteriores estudios relacionados con los Sistemas de Telecomunicaciones basándose en la configuración de los equipos que integran la red existente en dicha empresa.
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CAPITULO II
MARCO TEORICO
A. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION.
El área de las Telecomunicaciones constituye una temática relativamente
nueva y con expectativas impresionantes de innovaciones, sobre todo en la
Ciudad de Maracaibo donde sólo pocos han incursionado en su amplio
espectro de posibilidades, por lo que el encontrar antecedentes teóricos
sobre el tema en cuestión, se hace completamente problemático y escaso.
Dada la importancia y la adecuación de las técnicas de interés y a la validez
de sus conclusiones y recomendaciones se destacan:
Molero, M. Y Sánchez, E. (1998) en su investigación alcanzaron
desarrollar un Sistema de Telecomunicaciones en Shell de Venezuela S.A.,
por medio de la Ingeniería de Detalle, dicho estudio fue de tipo aplicada y
exploratoria utilizando una metodología propia referentes a sus objetivos
porque no habían investigaciones regionales concernientes a su estudio y
con la cual consiguieron eliminar el retraso de actividades de su importancia
como: el mantenimiento, la reparación y posteriores estudios relacionados
con los Sistemas de Telecomunicaciones basándose en la configuración de
los equipos que integran la red existente en dicha empresa.
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Por su parte Coronado, R y Nazoa, S (1995) quienes lograron
optimización del Centro de Atención Integral de la Superintendencia de
Telecomunicaciones de Maraven. S.A., a través de la aplicación de la
reingeniería para mejorar la calidad del servicio y el tiempo administrativo
INFO MANAGEMENT producido por la Internacional Bussines Machine IBM.
Caballero, E. y Mejías, J. (1996) implantan centrales telefónicas digitales
en La Concepción y Campo Boscán en Maraven S.A., con el propósito de
optimizar el Sistema telefónico; dicha investigación se caracteriza por ser
explicativa porque se presenta una situación causal entre sus variables de
estudio y el efecto que causa una sobre la otra, utilizaron un método
descriptivo y observacional; y al final lograron mejorar el funcionamiento de
la Red Telefónica existente entre las zonas.
Finalmente cabe destacar que todas estas investigaciones tienen de
alguna forma un tópico en común, todas estudian características
fundamentales de estos sistemas tan relevantes para el hombre hoy en día.
De manera similar esta investigación enfoca estos Sistemas pero a través de
la mejora de los mismos.
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B. BASES TEÓRICAS
1. SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES.
Según Held, (1997, p.551) Un Sistema de Telecomunicaciones se define
como: “El término relativo a la emisión o recepción de señales, imágenes,
sonidos o información por soportes de hilos metálicos, radio, fibra óptica o
enlaces de infrarrojo. Se deriva del griego, donde el prefijo << tele >>
significa << lejos >>”.
En el mismo orden de ideas Couch (1997, p.533) Opina que los Sistemas
de telecomunicaciones “Están diseñados para la transmisión de voz, datos o
información visual desde una distancia determinada”.
El término Telecomunicación proviene del griego Tele (distancia) y comunicarse (compartir), en términos modernos Sistemas de Telecomunicaciones es la transmisión electrónica de sonidos, datos, facsímiles, dibujos, voz, vídeo y otras informaciones entre uno o varios sistemas conectados mediante el uso de técnicas de señalización, bien sea analógicas o digitales, desde una estación transmisora a una receptora ubicada a larga distancia ( Sheldon, 1995, p.1019).
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2. SUBSISTEMAS QUE INTEGRAN UNA RED DE
TELECOMUNICACIONES
Las telecomunicaciones (la transmisión de voz, datos y videos), se
encuentra estructurada por dos categorías principales de ingeniería,
Transmisión y Conmutación. Cada una de estas ramas cumplen funciones
diferentes dentro de la red y ambas son elementales para el óptimo
funcionamiento de la misma.
Un resumido esquema de la constitución de una red telefónica, podría ser:
FIGURA 1. Estructura de una red telefónica.
TELECOMUNICACIONES
TRANSMISIÓN CONMUTACIÓN
ABONADOS PLANTA EXTERNA
RADIOENLACES
TRANSMISIÓN POR RED TRONCALES CONMUTACIÓN
SEÑALIZACIÓN
DISEÑO DE REDES
TRÁFICO
ENRUTAMIENTO NUMERACIÓN
TARIFICACIÓN
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B.2.2.1. SISTEMAS DE TRANSMISIÓN
Las señales de información deben ser transportadas entre un transmisor y
un receptor sobre algún medio de transmisión. Sin embargo, la señales de
información pocas veces encuentran una forma adecuada de transmisión,
por lo cual se requiere de los procesos de modulación y demodulación de
señales, para ciertos tipos de transmisión; siendo la modulación el proceso a
través del cual se adecua la señal a una forma más apropiada para su
transmisión y la demodulación consiste en el proceso inverso.
Existe la llamada Modulación por Pulso Codificado (PCM), que consiste
en la transmisión de pulsos digitales, entre dos puntos, en un sistema de
comunicación. Esta se caracteriza por la señal a transmitir, la cual debe ser
digital, ya que de tratarse de señales analógicas será necesario la
implementación de equipos (convertidores A/D o D/A), para transformar dicha
señal a pulsos digitales antes de su transmisión.
En una red telefónica convencional existen medios de transmisión
encargados de transportar la señal eléctrica generada en el teléfono (en la
banda de 300 a 3400Hz), con las menores pérdidas y la menor distorsión
posible. La señal eléctrica generada por el aparato telefónico (en su mayoría)
es analógica, la cual ha de ser transmitida a lo largo de la red hasta alcanzar
su destino final. Por ejemplo, la central de La Concepción posee como
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equipo de transmisión un radio digital SDH de 8Mbips, dicho radio emplea la
modulación por pulso codificado. En la actualidad estos circuitos de
transmisión también son utilizados para la transmisión de datos, para lo cual
se hace necesario el empleo de ciertos dispositivos que adapten la señal
procedente del terminal de datos a las características de la red.
En la actualidad existen dos formas de transmitir la información:
analógica, en la cual la tensión entre los conductores de línea varía en
función del sonido recogido por el micrófono, siendo éstas variaciones
detectadas por el receptor y transformadas de nuevo en sonido por el
auricular. Y la digital, en la cual las variaciones de tensión producidas por el
sonido son transformadas en señales digitales mediante un convertidor
analógico/digital, para su posterior transmisión a través de la red telefónica, y
en el extremo receptor son convertidas de nuevo en sonido mediante un
convertidor digital/analógico, debido a que la señal generada por la voz es
analógica.
Básicamente se pueden definir dos tramos bien delimitados, el que
conecta a los abonados con la central más próxima, denominado “bucle de
abonado” y el que conecta las diversas centrales entre sí.
Los sistemas de interconexión entre centrales utilizan diferentes soportes
físicos, como lo son hilos de cobre, cables simétricos, cables coaxiales, fibra
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óptica, radioenlaces o comunicación satelital; cada uno de acuerdo a las
necesidades en cuanto a niveles de frecuencia y número de canales.
B.2.2.1.2.1.1. CABLES MULTIPARES
Las conexiones realizadas entre los abonados y los centros de
conmutación local son a través de cables de cobre, empleando siempre dos
hilos, debido a la inherente necesidad de que la transmisión sea en ambos
sentidos, por lo que uno es para transmisión y otro para recepción; pero al
llegar a la central interurbana se transforman, mediante una bobina híbrida
(bobina balanceada de tres devanados, considerada como un divisor de
potencia), a cuatro hilos, separando entonces una de otra, ya que para
comunicarse a grandes distancias, se emplean circuitos amplificadores que
son unidireccionales; para el caso de centrales digitales esto se ha obviado,
ya que es realizado internamente por dicha central.
B.2.2.1.2.1.2. CABLES COAXIALES
El cable coaxial es simplemente una línea de transmisión que consta de
un par sin balancear, formado por un conductor interno que está rodeado por
un conductor externo a tierra, el cual mantiene su configuración concéntrica
mediante un dieléctrico, que pudiera ser polietileno, cloruro de polivinilo,
espuma, aire, grasa, gas, etc. Su capacidad de transmisión está en el rango
de 120 a 10.800 canales de voz.
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La principal ventaja de los sistemas por cable coaxial es la reducción en la
acumulación de ruido, y entre los inconvenientes que puede presentar se
encuentra el problema de conseguir derecho de vía para la instalación y el
mantenimiento posterior, por tratarse de un cable.
B.2.2.1.2.1.3. FIBRA OPTICA
La fibra óptica representa en la actualidad uno de los sistemas de
transmisión que ofrece mayores ventajas, no solo por su velocidad sino
también por su confiabilidad. Dicho sistema se caracteriza por emplear
cables, de fibra de vidrio o plástico, para contener un haz de luz, la cual es
utilizada como portadora de información, y guiarla de una fuente a un
destino.
Este medio de transmisión posee dos grandes ventajas, debido a que
posee un gran ancho de banda (mayor capacidad para transportar
información) e inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, ya que
las fibras de vidrio o plástico no son conductores de electricidad, también son
inmunes a la interferencia estática (relámpagos, motores eléctricos y demás
fuentes de ruido eléctrico).
El sistema de transmisión por fibra óptica lo constituyen tres bloques
principales: el transmisor, que consiste en una interfaz analógica o digital, un
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convertidor de voltaje a corriente (sirve de interfaz eléctrica), una fuente de
luz (LED: diodo emisor de luz o ILD: diodo de inyección de láser) y un
adaptador de luz de fuente a fibra; la guía de fibra, el cual es un vidrio ultra
puro o un cable de plástico; el receptor, que incluye un dispositivo conector
detector de fibra a luz, un foto detector (un diodo PIN o APD: Fotodiodo de
avalancha), un convertidor de corriente a voltaje, un amplificador y una
interfaz analógica o digital, al igual que en el transmisor para el proceso de
modulación y demodulación. La señal eléctrica se transforma en luminosa, y
modulada en forma de pulsos, se transmite a través del núcleo hasta el
receptor, donde es convertida en eléctrica, sin que haya una gran pérdida de
potencia.
FIGURA 2. Enlace de comunicaciones de fibra óptica
Existen dos métodos para transmitir una señal luminosa a través de la
fibra óptica, los cuales son: monomodo, también llamada fibra de índice de
escalón de modo sencillo, que tiene un núcleo central, que es lo
suficientemente pequeño, para que exista esencialmente sólo una trayectoria
Interfaz analógica o digitale
Convertidorde voltaje a corriente Fuente de luz
Interfaz de fuente
a fibra
Interfaz de detector de fibra a luz
Detector de luz
Convertidorde corriente
a voltaje Salida
Fibra óptica de vidrio o plástico
Entrada
Interfaz analógica o digitale
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(modo) que la luz pueda tomar, conforme se propaga por cable; multimodo,
este método consiste en la transmisión simultánea de varias trayectorias de
luz (modos), lo que implica que el núcleo de la fibra sea mucho más grande,
dentro de este método existen dos tipos diferentes; escalón multimodo, aquí
los rayos de luz se pegan a la interfaz núcleo/cubierta y son propagados de
manera zigzageante, por lo que existen muchas trayectorias a seguir para un
rayo de luz y no todos los rayos siguen la misma trayectoria, entonces no
requieren de la misma cantidad de tiempo para a la longitud de la fibra;
graduado multimodo, el núcleo central de ésta fibra posee un índice
refractivo no uniforme, está a su máxima expresión en el centro y disminuye
gradualmente hasta la orilla exterior, por lo que la luz se propaga por medio
de la refracción, provocando un doblamiento continuo de los rayos de luz y
haciéndolos más rápidos.
B.2.2.1.2.1.4. TECNOLOGÍA SDH
Esta tecnología, basada en la implementación de la fibra óptica o radios
digitales, constituye un sistema síncrono de alta velocidad, estableciendo un
sistema de transmisión de 622/2488 Mbits/seg. La transmisión bajo esta
tecnología maneja diferentes tipos de configuraciones, como: la de
Multiplexor, cuya aplicación encierra mayormente enlaces punto a punto;
Extracción-Inserción Lineal, la cual permite la programación para la
extracción o inserción de puntos en el flujo de transmisión, este tipo de
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configuración dispone de un equipo de regeneración para no perder la
fidelidad de transmisión; la configuración en Anillo, el cual ofrece mayor
confiabilidad debido a que si el empalme óptico se rompe o uno de los nodos
del sistema falla, se puede reenrutar automáticamente la transmisión.
Este equipo posee una unidad controladora, encargada de efectuar
funciones de protección, como:
% Conmutación para protección del recorrido
% Protección de alimentación
% Protección de trabajo de línea
Además, este equipo permite el acceso a:
3 Computadoras personales (interfaz F), a través del cual se puede
configurar el software.
3 Sistemas de gestión de red (interfaz Q), que permite analizar situaciones
de alarma y ejecutar operaciones de gestión, monitoreando el sistema.
B.2.2.1.2.1.5. RADIO MICROONDAS
Las microondas operan en la banda de frecuencia entre 3GHz y 30GHz,
llamada SHF y su capacidad varía desde menos de 12 canales a más de
22.000. Los sistemas de microondas desarrollados más recientemente
llevan circuitos multicanalizados por modulación por división de Tiempo
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(TDM), transmisión por desplazamiento de frecuencia (FSK), transmisión por
desplazamiento de fase (PSK) o modulación de amplitud en cuadratura
(QAM).
En los sistemas de radioenlaces (microondas) las ondas de radio viajan
en línea recta y se limitan en el horizonte a causa de la curvatura de la tierra,
el cual va un poco más allá del horizonte que podemos apreciar con nuestra
vista.
FIGURA 3. Trayectoria de las ondas de radio.
En largas trayectorias de radio, las microondas pueden sufrir
desvanecimiento, que es la variación del nivel de una señal de radio con el
tiempo, este también puede ser provocado por los cambios atmosféricos, las
reflexiones de la tierra y el agua en las trayectorias de propagación.
HORIZONTE ÓPTICO
HORIZONTE DE LA ONDAS
DE RADIO
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Para la transmisión de señales vía radio, se utilizan dos estaciones, una
emisora y otra receptora, las cuales han de tener un enlace visual (de línea
de vista) y utilizar antenas de dimensiones adecuadas a la longitud de la
onda de la señal a transmitir y a los márgenes de potencia disponibles.
Además, es permisible la colocación, entre un transmisor de microondas y su
receptor asociado, de un repetidor, para el caso en que las distancias entre
transmisor y receptor se encuentren afectadas por variables como: potencia
de salida del transmisor, el umbral de ruido del receptor, terreno, condiciones
atmosféricas, capacidad del sistema, objetivos de confiabilidad y las
expectativas del funcionamiento.
B.2.2.1.2.1.6. SATELITES
Un satélite de comunicaciones es un repetidor de radio en el cielo
(transponder), el cual forma parte de un sistema de transmisión constituido
además por una estación terrena, la cual controla el funcionamiento del
sistema y una red de usuarios, de las estaciones terrestres.
De acuerdo a la ubicación en el espacio y su trayectoria, existen dos tipos
de satélites: los orbitales o no síncronos, los cuales giran alrededor de la
Tierra en un patrón elíptico o circular de baja latitud, en consecuencia estos
satélites no permanecen estacionarios con relación a ningún punto de la
Tierra en particular, el inconveniente de dichos satélites es que por estar en
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movimiento no están disponibles todo el tiempo, además de requerir equipos
costosos para el rastreo de las estaciones terrenas; geoestacionarios o
geosíncronos, estos giran con un patrón circular, con una velocidad angular
igual a la de la Tierra y a diferencia de los anteriores permanecen en una
posición fija con respecto a un punto específico de la Tierra, por lo que están
disponibles durante todo el tiempo para las estaciones terrenas que se
encuentren bajo su sombra.
Un sistema satelital consiste de tres secciones básicas: modelo de
subida, cuyo principal componente es el transmisor de la estación terrena;
representado por la siguiente figura:
FIGURA 4. Modelo de subida del satélite.
Otra de las secciones básicas es el transponder, el cual consta de un
dispositivo para limitar la banda de entrada, un amplificador de bajo ruido de
entrada, un traslador de frecuencia, un amplificador de potencia de bajo nivel
Generador MW 6 ó 14 Ghz
Al transponder de satélite
Banda base en FDM o PCM/TDM
BPF Mezclador IF RF HPA
Convertidor ascendente
BPF Modulador (FM, PSK O QAM
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y un filtro pasa-bandas de salida; este se puede apreciar en la siguiente
figura:
FIGURA 5. Transponder del satélite
Modelo de bajada, constituido por el receptor de estación terrena que
incluye un dispositivo para limitarla banda de entrada, un amplificador de
bajo ruido de entrada y un convertidor de RF a IF (combinación de filtros
mezclador/pasa-bandas).
FIGURA 6. Modelo de bajada del satélite.
Amplificador de bajo ruido
LNA RF
Mezclador BFP Amplificador de
baja potencia TWT
De la estación de la tierra 6 ó 14 Ghz A la estación
terrena 4 ó 12 Ghz
Oscilador de desplazamiento MW de 2 Ghz
Traslador de frecuencia
BFP RF
Amplificador de bajo ruido
LNA
RFMezclador BFP
Generador MW4 ó 12 Ghz
Convertidor descendente
BFP IF
Del transponderdel satélite
Demodulador(FM, PSK o QAM)
Banda basefuera FDM
o PCM/TDM
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Ocasionalmente, existe una aplicación en donde es necesario
comunicarse entre satélites, por lo que se realizan los enlaces cruzados
entre satélites; cuya principal desventaja es que el transmisor y el receptor
son enviados ambos al espacio, lo cual limita la potencia de salida del
transmisor y la sensibilidad de entrada del receptor.
FIGURA 7. Enlace intersatelital.
Enlace de subida/de bajada
Enlace de subida/de bajada
TIERRA
ES1 ES
2
Comunicación cruzadaSAT 1
SAT 2
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B.2.2.2. SISTEMAS DE CONMUTACIÓN
Las centrales telefónicas constituyen el elemento principal en el proceso
de conmutación dentro de la red telefónica, ya que se encargan de
proporcionar la selectividad necesaria, de manera automática, para poder
establecer el circuito de enlace necesario para que se produzca la
comunicación requerida por el suscriptor o abonado; además de poseer el
total control y señalización propios de la red.
En las centrales telefónicas están concentrados terminales de línea de
abonados, troncales que interconectan centrales entre sí; estos llegan en
primer lugar a un distribuidor principal, a través de algún medio de
transmisión, en el cual los terminales de líneas poseen una conexión
permanente para cada línea (par de cables) en un rack, además, existe otro
rack que poseen otros terminales de conexión, pero estos últimos van hasta
el centro de conmutación en sí (la central), el cual puede ser analógico
(conmutación electromecánica) o digital, para así formar parte de una gran
matriz de conmutación; entre estos dos rack se realiza puentes de conexión
(jumpers) los cuales pueden ser cambiados fácilmente, en caso de querer
habilitar o deshabilitar cualquier circuito; estableciéndose de esta manera
trayectorias de comunicación entre dos terminales específicas que, en
telefonía, se conocen como abonados.
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FIGURA 8. Distribuidor principal que provee flexibilidad de conexión
entre los circuitos de transmisión y los equipos de conmutación.
Los centros de conmutación le ofrecen la selectividad que el sistema
requiere, de manera automática, además, representan el centro de control y
mantenimiento de la red, lo que encierra: Plan de Numeración, Enrutamiento
de llamadas, Diseño de las centrales y Sistema de Señalización de la red.
B.2.2.2.2.2.1. ANÁLISIS DE UNA LLAMADA TELEFÓNICA
El análisis del recorrido de una llamada telefónica, puede ser seccionado
en siete pasos:
Señal de Descuelgue:
Cuando un suscriptor desee hacer una llamada, necesita generar una
señal que le informe a la central que se encuentra listo para realizarla, dicha
señal se hace efectiva cuando el suscriptor descuelga su teléfono, y
automáticamente se cierra el circuito que lo interconecta a la central.
Equipo de conmutacióncentral
Conexione permanentes
JUMPERS
Distribuidor principal
cable
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Identificación del suscriptor:
Una vez detectada la señal en los terminales de línea de la central, esta
necesita interpretar la señal para así determinar el número del suscriptor
(identificarlo) para poder proporcionarle un canal y verificar si puede o no
realizar la llamada, en caso de estar autorizado es conectado a un canal (se
enruta) seleccionado de acuerdo al suscriptor y se emite la señal de
invitación a marcar (tono).
Marcar Número Destino:
Después de recibir el tono de invitación a marcar, el suscriptor introduce
los números correspondientes al suscriptor destino. Estos son enviados
hasta la central utilizando métodos de señalización.
Análisis del Número Marcado:
La central debe analizar los números introducidos para poder determinar
el enrutamiento que se le proporcionará a la llamada al salir de la central
hacia el suscriptor destino. Si el suscriptor destino pertenece a la misma
central del suscriptor origen, entonces el proceso de conmutación se
efectuará dentro de la misma central y en caso de que el circuito esté
cargado o el canal esté ocupado se generará la señal (tono) de ocupado; en
caso de que pertenezca a otra zona o central, la llamada será enrutada
nuevamente hacia un circuito disponible para que pueda llegar a la central
del suscriptor destino, e igualmente si el circuito está cargado o el canal esté
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ocupado se generará la señal de ocupado que llegará a través del mismo
circuito hasta el suscriptor origen. Una vez dentro de la central
correspondiente, se procede al reconocimiento (identificarlo) de los números,
tanto el entrante como el saliente y si todo está bien, se da el proceso de
conmutación entre las dos centrales, estableciéndose el canal definitivo para
que se produzca la comunicación.
Tono de Repique:
La central a la que pertenece el suscriptor destino envía una señal de
repique, la cual activa la campana del teléfono e igualmente al suscriptor
origen también se le envía un tono de repique.
Señal de Respuesta:
La señal de respuesta es emitida por el suscriptor destino (representa la
señal de descuelgue), la cual es reconocida por la central y ahora la
transmisión debe ser permitida a través de la conexión existente entre las
centrales. El tono de repique y la señal que activa la campana del teléfono
destino son removidas.
Señal de Cuelgue:
Esta señal es generada cuando el suscriptor origen cuelga o corta la
comunicación, por lo que la central utiliza el canal que estaba siendo utilizado
para procesar otra llamada en progreso.
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B.2.2.2.2.2.2. TIPOS DE CENTRALES TELEFÓNICAS
De acuerdo a la tecnología que posean, las centrales pueden ser
analógicas o digitales; las cuales a pesar de poseer grandes diferencias
realizan la misma tarea fundamental dentro de la red telefónica, es decir,
realizan los procesos de conmutación necesarios para establecer el canal de
comunicación requerido en algún momento dado.
B.2.2.2.2.2.2.2.2.2.1. CENTRALES ANALÓGICAS
Las llamadas centrales analógicas, son centros de conmutación
mecánicos o electromecánicos, que al igual que cualquier central posee la
función de establecer los circuitos de enlaces necesarios para proporcionar
una comunicación. Igualmente, se encargan de controlar parte de la red,
manejando el sistema de señalización, monitoreando la misma y llevando un
registro de los sucesos ocurridos en la red y la tarificación correspondiente a
los abonados que utilicen la misma como centro de conmutación.
2.2.2.1.1. ELEMENTOS QUE LAS CONSTITUYEN
Las centrales analógicas reciben su nombre debido a sus principios de
funcionamiento y por ende a su composición, ya que están constituidas por
una serie de bastidores que contiene en su interior, matrices de selectores
operadas por relés, es valido señalar que dicha matriz, de acuerdo a las
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pulsaciones recibidas por los relés selecciona, como su nombre lo dice, el
número que solicita la comunicación (origen) o bien sea el número del
abonado destino.
Otra característica de este tipo de centrales, es el espacio físico que
requieren para su establecimiento, el cual es considerablemente grande y
directamente proporcional a su capacidad.
2.2.2.1.2. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO
El funcionamiento de las centrales analógicas podría describirse a través
de los diferentes pasos que se dan para procesar una llamada, claro está
que esto depende del origen y destino de la llamada. Para hacer un poco
más general la explicación, podemos comenzar por recordar que dichas
centrales se caracterizan por trabajar con sistemas electromecánicos (relés)
las cuales se activan al ser energizados a través del par telefónico que le
corresponde, bien sea porque dicho abonado (correspondiente a esa central)
descolgó su teléfono para realizar una llamada o algún abonado de otra
central está llamando al abonado de la central en cuestión, poniendo en
funcionamiento los selectores de coordenadas a través de los cuales se
determina, en caso de ser una llamada saliente de la central, en primer lugar
cual es el abonado que quiere efectuar la comunicación (identificación) y
posteriormente se realiza la canalización de la llamada, activando por medio
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de pulsos los relés (marcado del número destino) que a su vez pondrán en
funcionamiento los selectores que escogerán el abonado con el que se
quiere establecer la comunicación y posteriormente se determina si el
abonado destino pertenece a la misma central o no, en caso de pertenecer a
la misma central el enrutamiento se realiza dentro de la misma central y si no
se establece una ruta de acuerdo a la configuración o diseño de la red
telefónica.
El hecho de que una central sea analógica no quiere decir que su
transmisión tenga que serlo también, ya que en muchas centrales de este
tipo se acostumbra a emplear convertidores, elementos encargados como su
nombre lo dice de convertir las señales analógicas a señales digitales, lo cual
constituye un mecanismo de digitalización de una red, aprovechando de esta
manera los beneficio de una transmisión digital, sin necesidad de realizar una
inversión mayor al cambiar toda una central analógica por una digital, pero
por supuesto no cuenta con muchas ventajas que ofrece las centrales
digitales.
En los sistemas de conmutación analógicos, existen dos tipos de control,
llamados control progresivo y control común. El control progresivo fue el
primero en utilizarse; su filosofía consiste en que el establecimiento de la
comunicación a través de la red de conexión de la central se realiza sin saber
si existen salidas libres hacia la dirección deseada, en cada etapa de la
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transmisión. Es necesario recalcar que el equipo de conmutación dispone de
una gran variedad de caminos posibles a través de la red de conexión para
llegar hasta el destino deseado y que la selección de dicho camino
determinará la ruta final a seguir. La característica principal del control
progresivo, radica en que cada etapa de conmutación encamina la llamada
por una salida libre en la dirección deseada, pero sin verificar si dicha salida
libre encamina hacia sucesivas etapas que puede que no tengan ninguna
salida libre hacia el destino deseado, provocando así el fracaso de la
transmisión.
El control común, en cada etapa de conmutación, encamina la llamada
por una salida libre en la dirección deseada pero además, investiga si dicha
salida libre encamina hacia sucesivas etapas que tengan, a su ves, salidas
libres en la dirección deseada. Al menos se investiga la etapa siguiente a la
etapa que se está seleccionando.
Entre los principales tipos de centrales analógicas que se encuentran en
la actualidad en la red de CANTV, se encuentran:
( PENTACONTAS (ITT), utilizadas como centrales Tándem.
( ARF
( HITACHI, utilizadas como centrales foráneas o móviles.
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B.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2. CENTRALES DIGITALES
Las centrales digitales son centros de conmutación electrónicos, que
poseen las mismas funciones que cualquier otra central telefónica, a
diferencia que ofrece mayores beneficios en cuanto a velocidad y
confiabilidad se refiere; por otro lado, referente al espacio físico que ocupan,
es pequeño en comparación con el espacio ocupado por una central
analógica.
Una de las características primordiales de este tipo de centrales es que
utilizan pulsos de voltaje o lo que se conoce como señal cuantificada y
codificada para la transmisión de la información, por lo que emplea códigos
binarios para la transmisión de la información, tratándose en resumidas
cuentas de señales digitales.
2.2.2.2.1. ELEMENTOS QUE LAS CONSTITUYEN
Las centrales digitales, al igual que las centrales analógicas, también
están constituidas por una serie de bastidores, a diferencia que estos
contienen tarjetas electrónicas, que realizan la función de los selectores en
las centrales analógicas, por lo que a dichas tarjetas es a donde llegan las
líneas de cada abonado. Además, posee dispositivos de entrada /salida,
terminales a través de los cuales se les presta mantenimiento y se administra
la central, un disco duro en el cual se almacena información sobre los
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diferentes sucesos ocurridos en la central y facturación, la cual también es
grabada en cintas, para poder tener un respaldo de dichos datos. Todo lo
referente al mantenimiento y administración de la central se realiza a través
software, que varían de acuerdo a la tecnología utilizada (marca), es decir, si
se trata de una central NEC o una AT&T, etc.
2.2.2.2.2. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO
Al hablar de conmutación digital, debemos referirnos a los procesos que
existen en la actualidad para convertir señales analógicas en señales
digitales, los llamados procesos de modulación de señales. En estos días el
método más común para digitalizar información es la llamada modulación por
pulsos codificados (PCM); dicha conversión abarca tres pasos, que son el
muestreo de la señal, la cuantificación de la señal y por último la codificación
de la misma; posteriormente se da un cuarto paso que consiste en la
multiplexión por división de tiempo (TDM) de un determinado número de
canales para su transmisión, aunque también es posible utilizar modulación
PCM para un solo canal; pero en las centrales es común ver asociado a la
modulación PCM alguna combinación de sistemas de multiplexión de
señales.
Los principios de conmutación digital, están basados en los procesos de
multiplexión y desmultiplexión de señales, es decir en el proceso de conducir
38
Mul t iplexor
De mul t iplex
un número de señales simultáneamente sobre una misma onda portadora.
Dicho proceso es utilizado para reducir el costo de transmitir o distribuir un
número de señales. Un sistema de multiplexión, está constituido por ‘n’
señales de entrada que serán combinadas dentro de la señal multiplexada,
esta señal (completa) podrá ser posteriormente transmitida o procesada.
Luego de haber sido transmitida, podrán separarse y convertirse nuevamente
en señales individuales.
señales n señal señales
de
entrada multiplexada salientes
FIGURA 9. Sistema de multiplexión de señales.
Existen muchas técnicas de multiplexión de señales, cada una de las
cuales explota la habilidad de un sistema para generar y detectar un
parámetro particular con suficiente precisión. Las más comunes de dichas
técnica son la multiplexión por división de frecuencia (FDM) y la multiplexión
por división de tiempo (TDM); para la primera cada canal es colocado en una
determinada banda de frecuencia, típicamente 4kHz para telefonía; para la
39
segunda técnica se establecen o señalan determinados períodos de tiempo
para cada canal. Otra técnica de multiplexión de señales, a pesar de que no
siempre es considerada como tal, es la multiplexión por división de espacio
(SDM); dicha técnica describe la forma como una separación física (espacio)
es utilizada para enrutar llamadas telefónicas individuales, tal y como se
hace en la conmutación analógica.
En los centros de conmutación digitales, al igual que en los analógicos
existen matrices de conmutación, constituidos por interruptores o switchs
electrónicos, que se encargan de proporcionar las conexiones entre un
número de sistemas PCM, donde cada uno comprende 30 canales
arreglados dentro de un sistema de multiplexión digital por división de tiempo
TDM.
Para apreciar mejor el funcionamiento de dicha matriz o bloque de
conmutación, se tomará como ejemplo una llamada transportada en la ranura
de tiempo 6 (TS6) de la ruta de entrada A del sistema PCM, la cual requiere
conectarse a una central que se encuentra sobre el troncal F del sistema
PCM, dicha conexión podría ser establecida enlazando los dos sistemas de
PCM durante el período cuando la ranura de tiempo TS6 aparezca en ambos
sistemas simultáneamente, lo que representa una alta probabilidad de
presentar problemas de bloqueos, cuando dos o más llamadas compiten por
40
una misma ranura de tiempo; este proceso es conocido como conmutación
digital por espacio o digital SPACE switching.
Pero los bloqueos ocasionados por las desventajas del proceso descrito
anteriormente pueden ser superados seleccionando otra ranura de tiempo;
normalmente esto es posible, ya que, cualquier ranura de tiempo de la ruta
deseada puede sustituir la seleccionada en primera instancia (TS6),
transportando la llamada. La conexión entre la ranura de tiempo del sistema
A (TS6) y cualquier otra ranura de tiempo del sistema F, no solo envuelve la
conmutación digital por espacio entre dos sistemas de PCM, sino también la
conmutación digital por tiempo o digital TIME switching entre las diferentes
ranuras de tiempo, tanto de entradas como de salidas.
La operación del conmutador temporal o el conmutador digital por tiempo,
consiste en una retención en memoria de la muestra a conmutador, durante
una fracción de 125 µseg. El conmutador temporal consta de una memoria
tampón, memoria de control y un circuito lógico combinacional. La memoria
tampón se utiliza para almacenar las muestras a conmutar durante el tiempo
necesario (125 µseg.); consta de 32 direcciones de memoria (una para cada
canal) y cada dirección contiene 8 bits, que corresponden a una muestra a
almacenar; puede decirse que en dicha memoria la escritura es secuencial,
sin embargo no lo es así su lectura, la cual es controlada por la memoria de
41
control. La memoria de control almacena direcciones de memoria tampón;
consta de 32 direcciones de memoria, por un canal saliente, cada dirección
consta de 5 bits, necesarios para codificar las 32 direcciones de memoria; la
lectura en dicha memoria es secuencial, pero su escritura es realizada desde
el procesador central.
La matriz del conmutador espacial o conmutador digital por espacio se
comporta como un multiconmutador, ya que es capaz de realizar puntos de
cruce distintos para los diferentes intervalos de tiempos dentro del canal; el
accionamiento de los puntos de cruce de la matriz espacial, se hacen
mediante la lectura de una memoria de control de la etapa espacial; dicha
memoria dispone de 32 direcciones (una por canal) y está dividida en tantas
zonas como entradas; los contenidos de esta memoria son una codificación
de los puntos de cruce de la matriz espacial; su escritura es controlada
desde el procesador central, pero su lectura es secuencial.
En la práctica se utiliza una combinación de conmutación tiempo–espacio,
para así disminuir los bloqueos en las centrales digitales. Por esto se
consideraran una variedad de combinaciones entre las configuraciones de
conmutación espacio y tiempo; las cuales es común etiquetarlas como
configuraciones ‘S’ y ‘T’ para espacio y tiempo, respectivamente:
42
( Configuración T-S: esta configuración reúne un conmutador
temporal en cada uno de los buses de entrada de un solo conmutador
espacial. El conmutador temporal transporta la información, en formato
PCM, entre la entrada y la salida deseada de ranuras de tiempo,
mientras el conmutador espacial interconecta los buses de entradas y
salidas.
( Configuración S-T: las características de esta configuración son
similares a las de la configuración anterior (T-S), con la única diferencia
que el conmutador espacial interconecta los buses de entradas y salidas
primero y luego el conmutador temporal intenta el necesario retraso de las
ranuras de tiempo. La combinación S-T ofrece mayor capacidad y
ventajas para evitar los bloqueos comparada con la aplicación de solo la
conmutación espacial, ya que este posee una característica esencial de
bloqueo, es decir, solo una de las entradas del conmutador espacial
puede accesar un bus de salida durante cualquier ranura de tiempo.
( Configuración S-T-S: las entradas del conmutador espacial
conectan el bus de entradas con un conmutador temporal durante la
ranura de tiempo de la entrada, y la salida del conmutador espacial
conecta el conmutador temporal con el bus de salidas durante la ranura
de tiempo de salida.
43
( Configuración T-S-T: la entrada del conmutador temporal
conecta la ranura de tiempo de entrada a cualquier ranura de tiempo libre
en el bus de entrada del conmutador espacial, mientras la salida del
conmutador temporal conecta la ranura de tiempo seleccionada del
conmutador espacial para solicitar la ranura de tiempo de salida.
El funcionamiento de las centrales digitales, en general es similar para
todas las tecnologías, ya que su función principal es procesar las llamadas
procedentes de un abonado origen y establecer la conexión con el abonado
destino. Para procesar llamadas, la central debe realizar cuatro pasos de
conmutación básicos:
( Supervisión; detecta e informa sobre solicitudes de servicios,
confirmaciones y solicitudes para terminar servicio.
( Señalización; transmite la información sobre enlaces y líneas,
además de información sobre otros aspectos de procesamiento de
llamadas para controlar el equipo de conmutación.
( Encaminamiento; convierte la información de dirección a la
posición de la línea llamada correspondientemente o a la posición de un
enlace en el camino a dicha línea.
( Advertencia; notifica a un abonado sobre llamadas entrantes.
La capacidad de las centrales digitales es variable, al igual que la de las
centrales analógicas, pero las primeras permiten una mayor velocidad en el
44
procesamiento de llamadas, lo que se traduce en una mejor calidad de
servicio, permitiendo a su vez la transmisión simultánea de voz, datos y
vídeo, donde lo últimos dos requieren de una gran velocidad de
procesamiento y transmisión, por lo que la utilización de una central
analógica para dichos procesos traería como consecuencia el
establecimiento de una mala comunicación.
En cuanto al sistema de control utilizados en las centrales digitales,
existen tres maneras de realizar el control electrónico:
El control por lógica cableada, consiste en sustituir los dispositivos
electromecánicos utilizados en los sistemas de control analógicos, por
componentes electrónicos, pero realizando las mismas operaciones. Esto
representa un cambio tecnológico en la unidad de control, pero no un cambio
en la filosofía de la conmutación respecto a los sistemas analógicos, ya que
simplemente se reemplaza la tecnología electromecánica por tecnología
electrónica (compuertas lógicas, memorias, etc.). Este tipo de control no
dispone de programas modificables lo que lo hace extremadamente rígido en
su funcionamiento, por lo que no es utilizado por ningún sistema de
conmutación.
El control por programa cableado, utiliza un programa para su
funcionamiento, cuyas instrucciones están incorporadas a un molde de
conexiones físicas fijas entre un grupo de elementos. Por lo tanto dicho
45
programa es fijo, haciendo este tipo control rígido, por lo que al igual que el
anterior ningún sistema de conmutación los utiliza.
El control por programa almacenado (SPC), las iniciales significan Stored
Program Control, en donde el funcionamiento de la unidad de control
obedece a las instrucciones de los programas almacenados en las memorias
del equipo de conmutación, con la importante particularidad de que tales
instrucciones son fácilmente modificables por otros programas.
Esta flexibilidad ofrecida por dicho tipo de control es lo que hace que sea
utilizado por prácticamente la totalidad de las centrales digitales.
De acuerdo a la tecnología utilizada, dentro de la red de CANTV existen
diferentes tipos de centrales, como lo son:
( NEC
( AT&T
( SIEMENS
( MICROTEL
( ERICSSON
Cuyas diferencias principales radican en los softwares y en su
arquitectura en cuanto a la distribución y número de Highway y Subhighway.
46
B.2.2.2.2.2.3. FUNCIONES BASICAS DE LAS CENTRALES ANALÓGICAS
Y DIGITALES
& INTERCONEXIÓN; consiste en la capacidad del sistema de
conmutación, a través de su red, de suministrar vías de comunicación
entre suscriptores de una central dada, también entre estos
suscriptores y cada uno de los enlaces que la unen con otras
centrales.
& CONTROL, es una de las funciones vitales que es realizada por un
conjunto de órganos o circuitos electromecánicos o electrónicos, que
almacenan y procesan la información recibida en la central, controlan
la red de conexión, estableciendo y liberando conexiones y por ende
los distintos caminos de transmisión.
& SUPERVISIÓN, consiste en exploraciones periódicas que realizan los
componentes de las centrales, para verificar el estado de las líneas de
suscriptores (abonados) y enlaces, y las solicitudes de servicios por
parte de los mismos, permitiendo así la liberación o retención
correspondientes de las mismas.
47
& SEÑALIZACIÓN, consiste en la transmisión de información a través de
líneas de abonados y circuitos de enlaces, que permiten la
comunicación a través de un conjunto de señales.
& ALMACENAMIENTO Y ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN RECIBIDA,
la información de selección, recibida por una línea de abonado o un
enlace de llegada, debe ser almacenada en la memoria.
& SELECCIÓN Y CONEXIÓN, la selección consiste en buscar un
camino libre entre los posibles que puedan unir eléctricamente a los
extremos y elegir una entre ellos. Una vez escogido, la función de
conexión permite operar los puntos de cruce individuales que
constituyen el camino de transmisión seleccionado.
& EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO, para su explotación, es preciso
que las centrales manejen un conjunto de funciones de operación,
conservación, administración y tarificación que permita una
explotación racional y económica de la red.
B.2.2.2.2.2.4. CLASIFICACION DE LAS CENTRALES
Atendiendo a la configuración de la red telefónica de la empresa, las
centrales son clasificadas de acuerdo a la función que desempeñen dentro
48
de la misma; la clasificación de las centrales de la red telefónica de la
CANTV es la siguiente:
B.2.2.2.2.2.2.2.2.4.1. CENTRALES LOCALES
La red telefónica se encuentra dividida por zonas, donde cada zona posee
un centro de conmutación (central local), a al cual llegan las líneas de los
abonados que pertenecen a la zona. Dentro de esta central se procesan las
llamadas de los abonados asociados, por lo que, si uno de estos abonados
desea establecer una comunicación con un abonado que pertenezca a otra
central se deberá hacer uso de los troncales de interconexión existentes
entre las centrales, igualmente para el caso contrario; y en caso de
pertenecer ambos abonados (origen y destino) a la misma central allí mismo
se procesará la llamada. Este tipo de central también se denomina central
urbana.
B.2.2.2.2.2.2.2.2.4.2. CENTRALES TANDEM
Son también llamadas centrales de tráfico, ya que además de prestar
servicios como una central local, es utilizada como puente de interconexión
entre centrales que no se encuentren conectadas directamente a través de
un troncal, ya que este tipo de centrales se encuentra conectada
simultáneamente con varias centrales. Estas sólo establecen interconexiones
entre los abonados asociados a ella y circuitos de enlaces entre centrales.
49
La utilización de centrales tándem, favorece enormemente la economía
de la red telefónica, puesto que la configuración adoptada por la red con
estas centrales se hace mucho más flexible, ya que no requiere troncales de
interconexión entre todas las centrales, los cuales son sustituidos por dicha
central.
FIGURA 10. Interconexión de las centrales Tándem dentro de la red.
B.2.2.2.2.2.2.2.2.4.3. CENTRALES MOVILES
Son equipos de conmutación analógicos, instalados en un furgón ó
shelter, lo cual permite su traslado con relativa facilidad, tanto a zonas rurales
de poca densidad telefónica como a zonas donde se prevé la construcción
de una central fija (local).
En el común de los casos, la capacidad de tales centrales es de 1000
líneas y su dotación funcional le confiere la posibilidad de actuar como
Central Tandem
CL
Central TandemCL
Central Tandem
CL
% % % %
% % % %
% %
CL
% % % %
CL
% % % %
50
central satélite o local. Por lo general estas centrales se encuentran
conectadas a la red telefónica a través de enlaces (radioenlaces) con alguna
central tándem, formando de esta manera parte de la red.
B.2.2.2.2.2.2.2.2.4.4. CENTRALES URL
Las URL funcionan como extensión efectiva de la interfaz de clientes o
suscriptores del sistema de conmutación anfitrión. Toda la conmutación y el
procesamiento de llamadas son controlados y ejecutados por el sistema
anfitrión. Las centrales URL están diseñadas para ser un sistema de
operación a distancia, por lo que cualquier mantenimiento y administración
que se requiera se realizarán de forma remota (vía PCM), por el personal de
mantenimiento y administración ubicado en la central anfitriona.
Las centrales URL (Unidad Remota de Línea), al igual que las centrales
móviles, se encuentran dentro de un furgón, pero con la diferencia de que
estas centrales son digitales y constituyen la prolongación de una central
local (anfitriona), estableciendo la conexión con esta última a través de líneas
PCM (líneas de Modulación de Pulso Codificado), por lo que es a través de
centrales locales (anfitrionas) que las URL se conectan a la red de
conmutación.
51
A pesar de que es término “remota” implica que la URL tenga que ser
instalada en un área “remota” o “rural”, es mucho más flexible su aplicación
en realidad. Por ejemplo, puede ser práctico instalarla en un área
“suburbana” o incluso “urbana”, donde la población local esté creciendo pero
resulte costoso y difícil el tendido de cables. Por lo que son ubicadas en
zonas donde la densidad telefónica a experimentado un alto crecimiento, por
ejemplo en zonas rurales donde la capacidad de las centrales móviles es
insuficiente, puesto que la capacidad de estas es mucho mayor que la de las
móviles (entre 2000 y 4000 líneas); y además es imprescindible una mejora
en el servicio; otra de las razones es la necesidad de cubrir dentro de la
misma zona urbana ciertos sectores que requieren una ampliación de la
central local asociada al mismo.
Los sistemas de conmutación por división de tiempo, controlados por
programas totalmente almacenados, emplean el hardware, el software y los
métodos de instalación de la última tecnología, los que representan una gran
mejoría sobre los componentes de los sistemas tradicionales de tipo
espacial.
Opcionalmente, las URL pueden equiparse con la facilidad de
conmutación autónoma, para permitir que se mantengan los servicios de
llamadas intracentrales (entre los clientes pertenecientes a la misma
central)para los suscriptores remotos, en caso de fallar las líneas PCM.
52
B.2.2.2.2.2.5. SEÑALIZACIÓN DE LA RED TELEFONICA
La señalización le indica a un conmutador que un suscriptor (abonado)
desea servicio, le proporciona los datos necesarios para identificar al
abonado, enruta debidamente las llamadas y supervisan las mismas,
además de ser responsable de proporcionar los tonos de invitación a marcar,
tono de ocupado, de repique, los pulsos de medición para el cobro de la
llamada, etc.
El objetivo principal de una red telefónica es el de establecer la
comunicación entre todos sus miembros, dicha comunicación puede
establecerse al intercambio de señales (señalización), las cuales deben ser
reconocidas por todos los equipos sin importar tecnología ni marcas, ya que
estos deben intercambiar información en servicio completamente automático,
por lo que podría decirse que el sistema de señalización depende de los
sistemas de conmutación y transmisión, a través de los cuales funciona.
En las centrales telefónicas, generalmente se utilizan dos tipos de
señalización bien definidas: señales de registro y señales de líneas:
Las Señales de Registrador o registro entre conmutadores en sistemas
convencionales se llama también Señalización de Dirección. Esta origina
53
dígitos desde el abonado llamante, cuyo conmutador local acepta los dígitos
y usa esta información para dirigir la llamada al abonado distante deseado.
Este tipo de señalización se emplea para precisar el directorio deseado
del circuito. A continuación se presentan los sistemas de señalización por
registro utilizados como estándar:
: DP (dial pulse signaling): Las señales de registro son formadas
por una serie de pulsos de corrientes interrumpidos y son utilizados en
circuitos de dos hilos.
: MF (multi frecuency signaling) #5, R1: se combinan 2 de 6
frecuencias (700, 900, 1100, 1300, 1500, 1700Hz).
: MFC (multi frecuency compelle signaling) R2: el grupo de
frecuencias de señalización son usadas como señales hacia delante y
hacia atrás. También combinan frecuencias.
-Señales hacia delante: 1380, 1500, 1620, 1740, 1860, 1980 Hz.
-Señales hacia atrás: 1140, 1020, 900, 780, 660, 540 Hz.
: PB (push buttom MF signaling): se combinan 2 de 8 frecuencias
(697, 770, 852, 941, 1209, 1336, 1477, 1633 Hz.).
Las Señales de línea, poseen como principal función la supervisión de la
conexión, por lo que deben ser transmitidas antes, durante y después del
establecimiento de la conexión. Es decir, proporciona información sobre el
estado del circuito e indica cuando éste se encuentra en servicio,
54
determinando si un abonado está colgado, si el conductor entre el abonado y
su enlace local está abierto y no circula corriente; o si, en cambio, está en
condición de descolgado, existe un lazo DC a través de la línea circulando
una corriente a través del mismo.
Entre los diferentes tipos de señales de línea, se encuentran:
: SZ (señal de captura): señal enviada hacia delante para
establecer el circuito al comienzo de la llamada.
: ANS (señal de respuesta): señal enviada hacia atrás para el
abonado que originó la llamada, para indicar que la parte llamada
respondió.
: MP (señal de tasación): es una señal hacia atrás con dirección
al abonado de origen para contabilizar el cobro de la llamada.
: CB (señal clear backward): es una señal hacia atrás dirigida al
abonado de origen para indicar que el abonado llamado ha colgado.
: CLF (señal clear forward): ésta señal se envía hacia delante
para liberar el circuito y llevarlo a condición normal al final de una
llamada.
: CGS (señal de congestión): ésta señal se envía hacia atrás
dirigida al abonado de origen para indicar que el abonado llamado se
encuentra en la condición de ocupado.
: BLK (señal de bloqueo): señal hacia atrás para el abonado de
origen, para indicar que el circuito está ocupado por varias razones.
55
También existe la Señalización LINK BY LINK, la cual puede ser definida
como el sistema de señalización donde toda la información de dirección de
registros debe ser transferida a la central subsecuente en el enrutamiento de
la llamada; siendo los sistemas R1 y #5 ejemplos de este tipo de
señalización.
Además, tenemos la Señalización END TO END, la cual simplifica el
proceso de comunicación, de forma tal que las centrales sólo reciban la
información mínima necesaria para el enrutamiento de las llamadas. Con
este tipo de señalización son menos los dígitos que requieren ser enviados
para el proceso de establecimiento de la llamada. De esta manera el proceso
de señalización se lleva a cabo en menos tiempo reduciendo así el retraso
después del discado.
B.2.2.2.2.2.2.2.2.5.1. SISTEMAS DE SEÑALIZACIÓN
El principal propósito de los sistemas de señalización en una red de
telecomunicaciones es habilitar a los sistemas de conmutación para
intercambiar la información que se necesita para el manejo del tráfico
telefónico. La información de señalización se puede transportar de diferentes
maneras: del abonado al conmutador o entre conmutadores; por lo que dicha
información puede ser transmitida empleando diferentes procedimientos,
como:
56
( SEÑALIZACIÓN POR CANAL ASOCIADO (#5, R1, R2):
La señalización por canal asociado, quiere decir que cada canal
transporta su propia señalización, tanto de línea (supervisión) como de
registro. La señalización se asocia al canal, como lo es el caso de MFC R2.
( SEÑALIZACIÓN POR CANAL COMÚN (#6, #7):
Para este caso, la señal es transferida de forma de mensaje de
señalización. La asociación de la información de señalización con el circuito
que relaciona es independiente del camino que se usa para la transferencia.
Enlaces de señalización son utilizados para transferir los mensajes de
señalización entre centrales. Cada enlace de señalización típicamente
atiende a un determinado número de circuitos de voz; de esta forma actúa
como un canal común de señalización para estos circuitos de voz.
2.2.5.1.1. SEÑALIZACIÓN MFC-R2
Ahora con la separación de la señalización de los circuitos de voz, se
requieren arreglos especiales (chequeos de continuidad) para revisar la
calidad de transmisión utilizada en una conexión, especialmente en circuitos
analógicos sin supervisión piloto.
57
Actualmente la Señalización Multifrecuencial (MF) es utilizada
ampliamente en la señalización de registros, siendo empleada no sólo en
sistemas de par metálico sino también en otros como los de portadora
(FDM).
El sistema de señalización MFC de secuencia obligada, es aquel en el
que cada señal se envía en continuidad hasta que se recibe un
reconocimiento, la cual se inicia un tiempo fijo después de haber recibido la
señal hacia delante, esto se debe a que hay un tiempo mínimo para el
reconocimiento de la señal entrante.
Este sistema se caracteriza principalmente por permitir la transmisión de
seis o siete cifras por segundo, lo que implica una gran velocidad; la
transmisión de información es totalmente confiable, ya que el código
empleado es de autocontrol y como las señales MFC no tienen duración fija
es difícil que les afecten las perturbaciones de la transmisión, obteniendo así
gran seguridad; además este sistema puede ser utilizado en sistemas
bifilares y tetrafilares, proporcionando una amplia aplicación; cantidad óptima
de señales en ambas direcciones para información numérica, lo que lo
convierte en un sistema adaptable a todas las facilidades de tráfico actuales
y futuras; puede cubrir todos los tipos de tráfico que se presenten en la
práctica, amplia gama de operación; simples registradores de tránsito, con
58
corto tiempo de ocupación, debido al uso de señalización de extremo a
extremo.
El sistema de señalización MFC emplea señales de frecuencia vocal,
consistiendo cada señal en dos frecuencias simultáneas. El sistema emplea
señales hacia delante (envío de una señal) y hacia atrás (recepción de una
confirmación) y el esquema de señalización ofrece seis frecuencias en la
dirección hacia delante y hasta seis frecuencias hacia atrás. De manera que
el esquema permite 15 señales de código hacia delante y 15 hacia atrás.
Una frecuencia de código hacia delante, consta de 2 de las frecuencias
que se encuentren entre: 1380, 1500, 1620, 1740, 1860 ó 1980 Hz; y una
señal de código hacia atrás consta de 2 frecuencias que se encuentren entre
las siguientes, 1140, 1020, 900, 780, 660 ó 540 Hz.
El sistema MFC R2 está especificado para sistemas de transmisión
análogos y digitales de 4 hilos o circuitos PCM empleando una señalización
fuera de banda con frecuencia de 3825 Hz.
Se caracteriza por utilizar dos tipos de señalización de línea:
-Versión analógica: este es un método Link by Link, fuera de banda
que utiliza un tono IDLE de bajo nivel.
59
-Versión digital: esta versión utiliza para la señalización de línea
canales de señalización en cada dirección.
Estos dos canales de señalización están referidos de la siguiente manera:
-Hacia delante:
af: este canal refleja la condición de la línea del abonado
llamante.
bf: este canal indica si existe una falla en dirección hacia delante de la
parte llamada.
-Hacia atrás:
ab: refleja la condición de la línea del abonado llamado.
bb: indica la condición de IDLE o SZ de la central llamada.
En cuanto a la señal de registro, esta es de secuencia obligada, dentro de
la banda, End to End, 2 de 6 frecuencias con señalización hacia delante y
hacia atrás.
-Hacia delante: 1380, 1500, 1620, 1740, 1860, 1980 Hz.
-Hacia atrás: 1140, 1020, 900, 780, 660, 540 Hz.
60
B.2.2.2.2.2.6. DISENO DE UNA CENTRAL TELEFONICA
La demanda de un sistema de telecomunicaciones no es estática, debido
a que continuamente, nuevos negocios e industrias entran a formar parte de
la red día a día, convirtiéndose en nuevos clientes que requieren terminales
de líneas en una central local. Unido a esto, se encuentra la aparición de
nuevos servicios que pueden ser prestados por la red telefónica, como lo es
la transformación de datos vía modem, proporcionando así una serie de
servicios que pueden provocar la congestión de las líneas telefónicas y por
ende de la central.
Por estas razones al diseñar una central telefónica se deben tener
presentes varios factores, para así prevenir posibles problemas de
congestionamiento en la misma, entre estos factores están: el número de
circuitos o interconexiones existentes con otras centrales, número de
circuitos necesarios de acuerdo al número de abonados o suscriptores, tipo
de servicios requeridos por la zona, ubicación de la central (espacio físico).
Para obtener estos datos es preciso realizar una medición del tráfico
telefónico de la zona, y posteriormente realizar una comparación con las
diferentes opciones existente, tomando en cuenta la economía, las
necesidades y las disponibilidades técnicas en cuanto al centro de
conmutación propiamente dicho y a los equipos de transmisión, sopesando
61
todo esto con aspectos como mantenimiento, administración y flexibilidad en
cuanto a futuras expansiones de la misma.
B.2.2.2.2.2.7. TRAFICO TELEFONICO
El número de llamadas que puede transmitir y procesar un circuito,
depende del tiempo de ocupación o de duración de las llamadas y de la
solicitud del circuito por nuevas llamadas (entrantes o salientes). Por
ejemplo, si el tiempo de duración de una llamada es de 3 minutos, y en
intervalos de 3 minutos es solicitado el circuito por una nueva llamada, lo que
implica que cada vez se finalice una llamada, otra llamada entra en proceso,
por lo que el circuito en cuestión procesará teóricamente 20 llamadas por
hora. La ocupación del circuito dura una hora, para ser más específico 60
minutos, o el 100% del tiempo. En caso de que durante esta hora se haga la
solicitud de la llamada número 21, el abonado correspondiente encontrará el
canal o circuito ocupado, produciéndose de esta forma congestión en la
central.
En la práctica, las llamadas poseen diferentes tiempos de duración, y la
solicitud para el procesamiento de llamadas tampoco es regular, por lo que el
cálculo del tiempo de ocupación de un circuito debe resultar menor al 100%.
La ocupación del circuito se refiere al tráfico que existe en el mismo, el cual
se puede medir y calcular con el tiempo total de duración de las llamadas,
62
dividido por la duración del monitoreo realizado al circuito o línea, obteniendo
así la intensidad del tráfico (Erlang).
Σ duración de las llamadas
Ocupación = ----------------------------------- = tráfico (E), para un circuito tiempo de monitoreo
De manera similar se puede calcular la intensidad del tráfico para un
grupo de circuitos, ya que se divide la sumatoria de la duración de las
llamadas de todos los circuitos por la duración del monitoreo y el resultado
en erlangs se divide por el número total de circuitos, obteniendo la intensidad
del tráfico telefónico por circuito.
La intensidad del tráfico telefónico, también puede ser calculado por
mediciones instantáneas, caso para el cual es igual al número de llamadas
en progreso.
Cxh A = ------
T
Donde, C = número de llamadas en progreso
h = tiempo de duración de la llamada
T = tiempo total.
63
Para determinar si una central y sus circuitos están adecuadamente
dimensionados (provista de la cantidad de troncales de interconexión y
equipos necesarios para prestar un optimo servicio), no sólo de acuerdo al
actual tráfico, sino de acuerdo a una posible variación futura del mismo,
relacionada con el crecimiento de la población, industria, comercio y
requerimientos de otro tipo de servicios, a parte de la telefonía básica. En la
actualidad existen softwares que facilitan todos estos cálculos, debido a que
el tráfico telefónico varía de acuerdo a las horas del día, los días de la
semana, la zona en la que se encuentre la central, etc., es decir, si se trata
de una zona comercial o industrial, la mayor ocupación (horas pico) se da en
las horas de la mañana y los fines de semana la ocupación es prácticamente
nula, obteniendo los picos más altas a mitad de semana, si se trata de una
zona residencial dichas horas son en la tarde y sus picos más altos en la
ocupación de la central se observan durante el fin de semana.
B.2.2.2.2.2.8. DIMENSIONAMIENTO Y EFICIENCIA
El dimensionamiento para las más altas posibilidades de tráfico (horas
pico) podrían afectar la parte administrativa, ya que está relacionado con el
equipo, el número de circuitos y la inversión a realizar por la empresa; por lo
que se toma como nivel aceptable de llamadas perdidas la probabilidad de
que estas ocurran durante las horas pico. Por ejemplo, si se considera una
llamada perdida de 100 en progreso, se considera un nivel aceptable durante
64
las horas pico, ya que esto significa que las probabilidades de perdida de
llamadas es de 0.01, probabilidad que se reduce en horas de menor tráfico.
El estudio matemático del tráfico telefónico, es utilizado para el
dimensionamiento de acuerdo a las probabilidades de pérdidas de llamadas
manteniendo este como nivel aceptable tanto para los abonados o
suscriptores, como económica para la empresa.
2.2.9. CALIDAD DE SERVICIO DE LOS EQUIPOS DE
CONMUTACION
La calidad de servicio de los equipos de conmutación es medida
continuamente para ser comparada con patrones de calidad establecidos por
el ente nacional encargado (CONATEL). Dichas mediciones comprenden el
monitoreo de las diferentes centrales a determinadas horas por parte de un
equipo diseñado especialmente para dicha labor, el cual mide y evalúa
diferentes parámetros y los compara con los establecidos por CONATEL.
Además, estas continuas mediciones sirven para detectar fallas en el sistema
procurando una pronta solución a posibles problemas que no se hallan
detectado.
65
2.2.9.1. EQUIPO DE MEDICIÓN. M-COR
Consiste en un sistema de análisis y mantenimiento de servicio, para lo
cual se realizan una serie de pruebas con la implementación de
microcomputadores, los cuales realizan una serie secuencial de llamadas de
pruebas con tonos o con pulsos a contestadores automáticos, ubicados en
diferentes puntos de la red, es decir, cualquier otro punto con el cual un
cliente posiblemente desee establecer una conexión. Para esto se hace una
base de datos que agrupa un número (una línea) por cada centena de líneas
de la central, dicho grupo correspondería al abonado A (el que realiza la
llamada), además se conforma otro grupo, tomando otro número (línea) por
cada centena de líneas existente, que formarán parte del abonado B
(contestador automático), junto con otros contestadores ubicados en otras
centrales, por lo que se realizan llamadas internas, es decir, de un número
de la central hacia otro número de la misma central; llamadas locales,
llamando a centrales que comparten el mismo código de área; llamadas de
larga distancia nacional y por supuesto, llamadas de larga distancia
internacional.
Este instrumento se comporta como un cliente más solicitando los
servicios del centro de conmutación, pero con la diferencia de ser más
exigente que el resto de los abonados o clientes, puesto que entre sus
funciones está la de generar pruebas de tono o de pulso, controlando el tono
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de discar, determina si abiertos o invertidos los hilos, si se da el repique o
este falla, si existe congestión en las líneas; además supervisa los niveles de
los tonos de repique, de contestación en cuanto a decibeles y hertz, los
cuales deben estar entre los 1000 Hz y 900 Hz y entre los 0db y –14db;
también detecta el retardo del tono de discar, el cual debe aparecer entre
3seg y 5seg a partir del momento en que el cliente descuelgue el teléfono.
Todos estos parámetros, junto a otros más, son evaluados por el M-CORD
para determinar el número de fallas en las que incurre cualquiera de las
centrales evaluadas, comparando dichos resultados con los estándares
permitidos por CONATEL, debido a que estas estadísticas serán
posteriormente revisadas por dicho ente.
El mandato actual de calidad de servicio pautado por CONATEL hasta el
año 2000, referente al porcentaje de completación de llamadas, es decir, de
llamadas exitosas, es el siguiente:
TIPOS DE LLAMADAS 1999 2000
LOCALES 96% 98%
INTERURBANAS 94% 96%
INTERNACIONALES 94% 96%
Mandatos de CONATEL para porcentajes de llamadas completadas
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De acuerdo a estos valores se pueden hacer comparaciones con
parámetros similares obtenidos a través de las mediciones realizadas con el
M-CORD, para así poder determinar si las centrales cumplen o no con dichos
estándares.
3.CALIDAD DE SERVICIO TELEFONICO.
Según la opinión de Hidalgo y Crespo (1970), el termino “Buen Servicio”
se expresa matemáticamente mediante el grado de servicio (B), que se
define como la proporción de llamadas que no pueden cursarse en la hora
pico debido a la insuficiencia de equipo, con respecto al total de llamadas
que se originan en este periodo:
Np B= ------- Nt
Siendo B = Grado de Servicio o perdida.
Np = Numero de Llamadas que no puede cursarse.
Nt = Numero Total de Llamadas que se originan.
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C. DEFINICION DE TERMINOS BASICOS:
ABONADO: Está conformado por la línea telefónica de una central que
en su otro extremo posee un aparato (teléfono), que convierte las palabras
en señales eléctricas y viceversa, permitiendo la comunicación.
ANCHO DE BANDA: Es el rango de frecuencias asignadas a un canal de
transmisión; se corresponde con las situadas entre los puntos en los que la
atenuación de la señal es de tres decibeles (Huidobro, 1997, p.195).
ATENUACION: Diferencia entre la potencia transmitida y la recibida a
pérdidas en los equipos, línea u otros dispositivos de transmisión, es medida
en decibeles. (Huidobro, 1996¿7, p.196).
CANAL: Es el medio de transmisión de datos de un sistema de
comunicación, suele consistir en un enlace de espacio libre (con antena), un
par de alambres (normalmente de cobre), un cable o una fibra óptica. Vocal,
es el comprendido entre 300 y 3400 Hz. (Sheldon, 1994, p.131).
CCS: (Hundred Call seconds), Cien segundos de llamadas.
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CENTRAL: En telefonía, es un elemento de conmutación que permite a
los distintos usuarios el poder de establecer una comunicación entre sí, al
establecer una ruta de enlace.
CONGESTION: Es una condición que se produce cuando un abonado no
puede efectuar una llamada porque todo el equipo que provee facilidades
para llamadas simultaneas esta ocupado. (Hidalgo, C. y Crespo, D. 1970,
p108).
CONMUTACION: Comprende la identificación y conexión de los
abonados a una trayectoria de comunicación adecuada. (Herrera, 1979, p.9).
DECIBEL: Unidad que se usa normalmente en las telecomunicaciones
para expresar diferencias en la fuerza de las señales. Es una unidad de
proporción de energía y no una unidad absoluta. (Martín, 1976, p.211).
ENLACE DE COMUNICACIONES: Medio de conectar una localidad con
otra para transmitir y recibir información. Canal o circuito destinado a
conectar otros canales o circuitos. (Davenport, 1974, p.202).
ERLANG: Es la unidad estándar de medida del tráfico de
comunicaciones, igual a 36CCS. Se usa en la planificación de rendimiento y
capacidad, y es un reflejo del uso a tiempo completo de un circuito. (Held,
1997, p.211).
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1ERLANG = 36 x (CCS)
E1: (Standard Europeo), es la portadora digital de 2,048 Mbps en líneas
de comunicaciones E1.
LINEA TRONCAL: Es la línea de comunicaciones que conecta a los
equipos hasta llegar a su destino de información.
RADIO: Es un equipo capaz de transmitir y recibir señales en el espacio a
través de antenas. Un radio puede manejar una cantidad de canales
provenientes del multicanal (Sheldon, 1994, p.772).
RECEPTOR: Es un dispositivo capaz de capturar a través de un canal las
señales de información enviadas por el transmisor y convertirlos en
información para el hombre. (Sheldon, 1994, p.773).
RED: Conjunto de estaciones interconectadas entre sí a través de los
diversos equipos de transmisión. Las redes se pueden clasificar según su
tecnología (analógica o digital), según su estructura; según el tipo de
información que transporta. (Sheldon, 1994, p.794).
REPETIDOR: Elemento que interconecta dos segmentos de una red y
actúa como amplificador y regenerador de las señales.
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RUIDO: Señales aleatorias e impredecibles de tipo eléctrico originadas
de forma natural dentro o fuera del sistema. (Sandrea, M y Valecillos, V,
1996). Es su definición más amplia, consiste en cualquier señal no deseable
en un circuito de comunicación. (Freedman, 1993, p.217).
TELECOMUNICACIONES: Es el proceso de transmitir información a
distancia utilizando dispositivos electrónicos.
TRAFICO: Es la probabilidad de ocupación de un circuito en una hora.
Erlang = Tiempo (Aire) / 60 Minutos.
TRAFICO MEDIO A HORA PUNTA: Numero medio (promedio) de
llamadas recibidas durante la hora punta. (Held, G. , 1997, p 568).
TRAMA: Es el equivalente al bloque en ciertos protocolos de enlaces,
conjunto de intervalos de tiempo consecutivos alojados en subcanales
diferentes.
TRANSMISION: Es el proceso que consiste en enviar señales de
información (voz, datos, imagen, etc.) de un punto llamado transmisor a un
punto de llamado receptor. (Sheldon, 1994, p.1039).
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TRANSMISOR: Dispositivo mediante el cual se envía información por un
canal hacia un receptor. (Sheldon, 1994, p.1042).
T1: (Standard Norteamericano), es la portadora digital de 1,544 Mbps en
lineas de comunicaciones T1.
D. SISTEMA DE VARIABLES.
• Sistema de Telecomunicaciones
• Calidad del Servicio Telefónico.
D. SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES.
1. DEFINICIÓN CONCEPTUAL.
Son todos aquellos dispositivos transmisores y receptores utilizados para
el encaminamiento de voz y/o datos, con el uso de técnicas de conmutación
de circuitos o de paquetes, dentro de una red. (Sheldon T, Enciclopedia de
Redes. 1994, p. 1019).
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2. DEFINICIÓN OPERACIONAL.
Un Sistema de Telecomunicaciones es aquel que permite transportar
información de un punto a otro, entregándola en forma utilizable a uno o más
corresponsales (usuarios).
D. CALIDAD DEL SERVICIO TELEFÓNICO.
1. DEFINICIÓN CONCEPTUAL.
a. En transmisión telefónica, medida de las opciones que tiene un usuario
de escuchar una buena calidad de voz durante una conversación por
teléfono. Se mide en una escala de 1(inaceptable) a 5 (excelente). b.
Cuando se emplea como patrón de medida de acceso, hace referencia a la
posibilidad de que una llamada sufra un bloqueo o retraso, y se expresa en
forma porcentual. (Held, G. , 1997, p 84 y85).
2. DEFINICIÓN OPERACIONAL.
Se puede definir con el objeto de establecer el grado de comportamiento
de un sistema de telecomunicaciones, para llevar la información a su destino
en cuanto a la eficiencia, exactitud y confiabilidad del servicio prestado
desde el punto de vista del usuario.
