ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS TECNOLOGAS E INGENIERASTELEFONIA

PROYECTO FINAL DE TELEFONIA

Grupo colaborativo:

Trabajo presentado Por

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA- UNADINGENIERA ELECTRNICABUCARAMANGA2014INTRODUCCIN

Si se atiende a las arquitecturas y tcnicas utilizadas en la conexin entre terminales telefnicos, la red telefnica se encontrara entre las denominadas redes de telecomunicacin conmutadas, formada por un conjunto de nodos interconectados, de forma que la informacin se transmite de un origen a un destino mediante su encaminamiento a travs de distintos nodos que se encuentran conectados mediante rutas de transmisin. La informacin que accede a la red desde un terminal se encamina a su destino, siendo conmutada de un nodo a otro.

Aparece as la conmutacin como uno de los primeros conceptos que se necesit desarrollar para conseguir interconectar entre s a los usuarios de los diferentes sistemas de telecomunicacin a un coste razonable, pudiendo ser definida la conmutacin como la parte de la telecomunicacin que estudia los sistemas que permiten establecer conexiones semipermanentes entre dos terminales cualesquiera enlazados al sistema. Las redes conmutadas se pueden clasificar en base a los procedimientos que se utilizan en la conmutacin de la informacin de un enlace a otro, dando lugar a las redes conmutadas en circuitos, mensajes y paquetes.

CONMUTACIN

Los procesos de conmutacin son los encargados de establecer las conexiones entre los diferentes nodos o terminales de la red. Se puede definir como el proceso para establecer una conexin individual desde un punto de entrada (Usuario A), hacia un punto de salida (Usuario B), como se esquematiza en la siguiente figura.

El usuario A, mediante un proceso de seleccin, determina con que usuario B desea conectarse. Esta conexin se realiza mediante el proceso de conmutacin, En forma general se pueden diferenciar dos tipos de arquitecturas de conmutacin: Conmutacin de circuitos: En esta modalidad se establece un camino confiable y seguro de punta a punta, el que se mantiene durante toda la comunicacin. Conmutacin de paquetes: Cada mensaje es enviado sin establecer previamente una conexin entre origen y destino. RESEA HISTRICA La conmutacin de circuitos ha sido la histricamente utilizada en los sistemas telefnicos. Por otra parte, la conmutacin de paquetes ha sido diseada y desarrollada ms recientemente para la transmisin de datos. En telefona, la el proceso de conmutacin ha evolucionado. Inicialmente consista en un proceso manual, utilizando operadoras para establecer y liberar las conexiones. Sobre fines de la dcada de 1880 se disearon las primeras centrales telefnicas con conmutacin automtica. Para operar el primer sistema automtico se requeran telfonos con botones, que deban ser presionados tantas veces como el dgito que se deseaba discar. Los sistemas de disco fueron introducidos recin en 1896, y requera de los telfonos de dos hilos, y un cable de tierra adicional. El sistema de disco conocido hasta hace pocos aos, con telfonos de 2 hilos sin necesidad de cable de tierra, fue originalmente diseado en 1908. Con la digitalizacin y la posibilidad de utilizacin de componentes semiconductores, la conmutacin automtica analgica dio lugar a la conmutacin digital, utilizando tcnicas del tipo TDM (Time Division Multiplexing). Estas tecnologas fueron implementadas inicialmente en PBXs, en el rea corporativa a principios de la dcada de 1970, y pocos aos despus en el rea pblica. La tecnologa TDM est dejando su lugar a la VoIP (Voz sobre IP), y cambiando el proceso de conmutacin telefnico de circuitos, al de paquetes, tpicamente utilizada para datos.

CENTRALES DE CONMUTACIN PBLICAS

Las centrales de conmutacin pblicas atienden tpicamente a ms de 10.000 usuarios o abonados. La tecnologa clsica utilizada es la TDM, o conmutacin de circuitos. Las siguientes fotos ilustran el aspecto tpico de las centrales de este tipo. En forma muy general, este tipo de centrales se puede clasificar en: Centrales de conmutacin local: Este tipo de centrales atiende a abonados finales, y posee conexin con la red de acceso fija. La conexin entre dos abonados conectados a la misma central se realiza en forma local. La conexin entre un abonado de una central local y otro abonado de otra central local se realiza por medio de la red de transmisin y transporte. Centrales de trnsito: Son centrales telefnicas que interconectan otras centrales locales, o internacionales, pero que no tienen abonados finales directamente conectados.

Centrales Internacionales: Son las centrales de trnsito que conectan enlaces internacionales. Centrales celulares: Son las que prestan servicios de conmutacin a abonados celulares. Un ejemplo de una red de conmutacin se muestra en la siguiente figura

Las centrales de conmutacin pblicas basadas en tecnologas TDM estn dejando su lugar a una nueva generacin de centrales, conocidas como soft switchs, basadas en tecnologa IP. En estos sistemas, los abonados analgicos o digitales TDM (por ejemplo, ISDN), se conectan a la red a travs de gateways (pasarelas), que convierten tanto el audio como la sealizacin en protocolos de red IP. La conmutacin en este caso se realiza por medio de switches de datos, de alta capacidad. El procesamiento generalmente se realiza en servidores comerciales, no propietarios. La siguiente foto muestra un soft switch, ubicado dentro de Racks o cabinas estndar de 19. Su diseo es por lo general ms compacto (desde el punto de espacio fsico) que las clsicas centrales TDM.

Centrales de conmutacin privadas La comunicacin de voz en las empresas ha sido una necesidad permanente, desde los inicios de la telefona. Las soluciones de comunicaciones brindadas a las empresas han evolucionado, desde la instalacin de un nico telfono para toda una empresa a finales del siglo XIX, hasta los actuales sofisticados sistemas de comunicaciones. Los primeros sistemas telefnicos empresariales automticos fueron conocidos con el nombre de Key Systems, o Sistemas de Teclas. Estos sistemas electromecnicos, que comenzaron a difundirse en la dcada de 1920, consistan en conectar varias lneas urbanas a distintos botones o teclas de un mismo aparato telefnico. Cada aparato telefnico era conectado con varios cables. Tpicamente por cada lnea telefnica se utilizaban 3 pares: Uno para la lnea telefnica, otro para sealizacin y otro para controlar una luz asociada a la tecla de la lnea telefnica. En una caja central, conocida como KSU (Key Service Unit), se realizaban todas las conexiones y empalmes necesarios. En 1958, las Compaas Bell lanzaron al mercado el Call Director, uno istema key system que requera 150 pares para cada uno de sus aparatos telefnicos.

Generalmente cada tecla asociada a una lnea dispona de una indicacin luminosa, que indicaba si la lnea estaba libre u ocupada. Cuando se deseaba realizar una llamada, se oprima un botn de lnea urbana libre. Las llamadas podan ser transferidas entre telfonos indicando a otra persona que oprima el botn correspondiente a la lnea en cuestin. Viendo un aparato telefnico de uno de estos sistemas, queda claro el nombre de sistema de teclas (o key system). Este tipo de arquitectura, muy simple desde el punto de vista conceptual, comenz a tener sus dificultades. A medida que las empresas crecan, necesitaban ms lneas urbanas, lo que implicaba disponer de ms teclas en los telfonos. Cada nueva lnea deba ser cableada hasta cada telfono. Las teclas de los telfonos eran mecnicas, y el desgaste continuo induca a fallas y falsos contactos frecuentemente. Con ms de 10 o 12 lneas, los Key Systems se convertan en sistemas muy poco manejables. Los Key Systems dejaron su lugar a las PBX (Private Branch Exchange), o Centralitas Telefnicas. Las PBX clsicas, tambin conocidas como PABX (Private Access Branch Exchange) centralizan en una caja las lneas urbanas y los internos, o telfonos. Cada telfono se conecta con uno o dos pares a la PBX. Las funciones de conmutacin (conectar lneas a telfonos, o telfonos entre s) se realiza en forma centralizada, en la PBX. Las primeras PBX consistan en sistemas electromecnicos. En la siguiente generacin de sistemas PBX se utiliz tecnologa de conmutacin digital TDM. La primer PBX con conmutacin digital fue diseada en 1972, por Northern Telecom (luego Nortel, actualmente Avaya) [10]. La siguiente foto muestra en sala de PBX TDM tpica.

Las PBX con conmutacin digital estn dejando su lugar a sistemas con tecnologa de VoIP (Voz sobre IP). Sobre el ao 2000 fueron comercializadas las primeras PBX que combinaban tecnologa de conmutacin digital y VoIP, conocidas como sistemas hbridos. Poco despus comenzaron a tener difusin los sistemas basados nicamente en telefona IP (Full IP). La PBX, en cualquiera de las posibles tecnologas, es en estos momentos el sistema de comunicacin de voz ms popular en las empresas a nivel mundial.

TRANSMISIN Y TRANSPORTE

La transmisin es el proceso de transportar informacin entre dos puntos de una red. En las redes de telecomunicaciones, los sistemas de transmisin interconectan puntos distantes, por ejemplo, centrales telefnicas pblicas o privadas. Entre ellas es necesario enviar un gran nmero de canales de conversacin (aunque no tantos como la cantidad de terminales o abonados conectadas a cada central, ya que estadsticamente es muy improbable que todos estn hablando a la vez a terminales o abonados de otras centrales). En todo caso, la cantidad de enlaces de conversacin entre centrales puede ser de centenas o millares. Es por ello necesario utilizar tcnicas de multiplexacin, que permitan transmitir sobre un mismo enlace una cantidad importante de canales independientes. La transmisin se puede realizar por diferentes medios fsicos, entre los que se mencionan, a modo de ejemplo: Pares de cobre Cables coaxiales Fibras pticas Comunicaciones por Satlites Radio enlaces RESEA HISTRICA Las primeras tecnologas de transmisin y transporte estaban basadas en tendidos de cables de cobre, generalmente utilizando cables multipares (es decir, varios pares de cobre en compartiendo un mismo envoltorio. Sobre estos pares se transmita el audio analgico, y tambin la sealizacin. Dada la distancia existente (tpicamente decenas de kilmetros), muchas veces eran utilizados pares diferentes para transmisin y recepcin, de manera de poder incluir amplificadores unidireccionales en cada sentido. Otro(s) par(es) eran utilizados para la sealizacin de cada canal, utilizando histricamente sealizacin E&M, R1 o R2. La transicin por radio enlaces de microondas tambin eran (y son) utilizados. Los satlites fueron histricamente utilizados para las transmisiones internacionales. El primer satlite de comunicaciones fue puesto en rbita por la empresa AT&T, en 1962. Sobre la dcada de 1980 se extendieron los tendidos de fibras pticas, diseadas originalmente en la dcada de 1970. El primer cable de fibra ptica transatlntico, el TAT-8, fue tendido en 1988, con 6.600 km de longitud, uniendo Estados Unidos y Francia. Tena una capacidad de 40.000 conversaciones telefnicas simultneas(10 veces ms que el TAT-7, existente en la poca, y 1.000 veces ms que el TAT-1, instalado en 1956 con tecnologas de cables coaxiales). El prcticamente ilimitado ancho de banda de las fibras pticas la ha convertido en el medio de transporte mayormente utilizado actualmente para los sistemas de transmisin de telecomunicaciones. Estas redes soportan prcticamente la totalidad de las comunicaciones tanto locales, nacionales como internacionales, dejando a los radio-enlaces y sistemas de satlites para respaldo y conexiones donde los tendidos de cable son extremadamente dificultosos.

SEALIZACIN Para establecer una comunicacin telefnica entre dos dispositivos, es necesario implementar protocolos de sealizacin, que permitan indicar el nmero discado, la atencin de una llamada, etc. Esta necesidad de sealizacin ha estado presente desde los orgenes de la telefona, y ha evolucionado, con el crecimiento de las redes y la evolucin de las tecnologas. La sealizacin existe a todos los niveles en las redes de telecomunicaciones y de telefona.

SEALIZACIN ENTRE CENTRALES Y TELFONOS SEALIZACIN ANALGICA POR CORRIENTE DE BUCLE La sealizacin analgica por corriente de bucle es seguramente la sealizacin ms conocida y a su vez ms antigua. SEALIZACIN DIGITAL Con el avance de la electrnica y la comunicacin de datos, es natural pensar que la sealizacin telefnica, basada en corrientes y voltajes, evolucione hacia una sealizacin digital, ms rica en funciones. En 1976 la tecnologa de la digitalizacin de la voz estaba madura, y es instalada la primera central telefnica pblica que realizaba digitalizacin de la voz y conmutacin digital. Sin embargo, la digitalizacin se produca dentro de la central telefnica. Los aparatos telefnicos continuaban siendo analgicos, con sealizacin por corriente de bucle. A comienzos de la dcada de 1980 se comenzaron a sentar las bases conceptuales para una nueva red telefnica, con tecnologa digital hasta los terminales de abonado. Esto dio origen a la primera versin de la recomendacin

I.120 de la CCITT (actualmente ITU-T), que describe lineamentos generales para implementar un nuevo concepto en telefona: ISDN (Integrated Services Digital Networks) o RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). Con ISDN se propona legar digitalmente hasta los abonados, y brindar servicios de valor agregado de telefona y datos. Para poder llegar en forma digital hasta los aparatos telefnicos, es necesario definir tambin un protocolo de sealizacin digital, entre el aparato y la central telefnica. El protocolo diseado en ISDN consiste en el establecimiento de un canal de datos (llamado en la terminologa ISDN canal D), sobre el cual, el aparato y la central telefnica puedan intercambiar mensajes. Esta estructura de mensajes fue estandarizada en las recomendaciones ISDN.

DESCRIPCIN DE LA ACTIVIDAD

PRIMERA FASE: DIMENSIONAMIENTO DE LA RED

En la grfica 1, se muestra una red departamental de un operador cualquiera en Colombia. Esta red est compuesta por cuatro (4) centrales telefnicas locales (TPCL) y una (1) central interurbana (TPCLD).Cada central local tiene interconexin con la central interurbana (Ruta principal) y dos (2) conexiones con otra central local que se usan como rutas de desborde o alternativas.La capacidad de cada conexin (Ruta) est determinada por el dimensionamiento de la red. El dimensionamiento se toma sobre las mediciones peridicas que se realizan a cada ruta, se seleccionan las horas PICO y con los resultados de estas horas se hacen los clculos para determinar: Nmero de circuitos (Troncales) asignada a cada ruta. Trfico ofrecido: Trfico que podra cursar una cantidad muy grande de elementos de red. Es el trfico que se cursara si no hubiese llamadas perdidas. Trfico cursado: Es el trfico atendido por un grupo de elementos de la red. Trfico de desbordamiento: La parte del trfico ofrecida a un conjunto de elementos de red que no es cursada por dicho conjunto de rganos. Trfico Bloqueado: La parte del trfico de desbordamiento que no es cursada por conjuntos subsiguientes de rganos. Trfico rechazado o perdido: La parte de trfico bloqueado que no da como resultado reintentos de llamada. Es la diferencia entre el trfico ofrecido y el trfico cursado y se puede reducir aumentando la capacidad del sistema de estos datos tambin se puede medir el grado de servicio que permite a la administracin tomar decisiones para la reconfiguracin de la red.Parte Uno:a. Definir con ejemplos cada uno de los elementos que componen el trfico telefnico:Definiciones de Trfico en Telecomunicaciones Trfico ofrecido Trfico que podra cursar una cantidad muy grande de elementos de red.Es el trfico que se cursara si no hubiesen llamadas perdidas Trfico cursado Es el trfico atendido por un grupo de elementos de la red Trfico de desbordamiento La parte del trfico ofrecida a un conjunto de elementos de red que no es cursada por dicho conjunto de rganos Trfico Bloqueado La parte del trfico de desbordamiento que no es cursada por conjuntos subsiguientes de rganos Trfico rechazado o perdido La parte de trfico bloqueado que no da como resultado reintentos de llamada.Es la diferencia entre el trfico ofrecido y el trfico cursado y se puede reducir aumentando la capacidad del sistema.

UNIDAD ERLANGElErlanges unaunidad adimensionalutilizada entelefonacomo una medida estadstica del volumen de trfico. Recibe el nombre del ingenierodansA. K. Erlang, pionero de lateora de colas.El trfico de un Erlang corresponde a un recurso (circuito,canal, etc.) utilizado de forma continua, o dos recursos utilizados al 50%, y as sucesivamente. Por ejemplo, si una oficina tiene dos operadores de telfonos y ambos estn ocupados durante todo el tiempo, esto representa 2 Erlangs de trfico, o si un canal de radio est ocupado durante treinta minutos en una hora se dice que soporta un trfico de 0.5 Erlangs.De forma alternativa, un Erlang puede ser considerado como "multiplicador de utilizacin" por unidad de tiempo, as un uso del 100% corresponde a 1 Erlang, una utilizacin de 200% son 2 Erlangs, y as sucesivamente. Por ejemplo, si el uso total del mvil en un rea por hora es de 180 minutos, esto representa 180/60 = 3 Erlangs. En general, si la tasa de llamadas entrantes es de por unidad de tiempo y la duracin media de una llamada esh, entonces el trficoAen Erlangs es:

Esto puede ser usado para determinar si un sistema est sobredimensionado o se queda corto (tiene demasiados o muy pocos recursos asignados). Por ejemplo, el trfico medido sobre muchas horas de ocupacin puede ser usado para unT1o unE1para determinar cuntas lneas (troncales) debieran de utilizarse durante las horas de mayor ocupacin.El trfico medido en Erlangs es usado para calcular elnivel de servicio(GOS). Hay diferentes frmulas para calcular el trfico entre ellos, Erlang B, Erlang C y la frmula de Engset. Si una lnea est ocupada durante una hora entonces cursa un trfico de 3600 llamadas-segundos que a 36 llamadas de 100 seg de duracin cada una, o a cualquier otra combinacin que resulte en 3600 llamadas-segundo. Si 100 usuarios solicitan una llamada con una duracin promedio de 3 minutos entonces el trfico es:

A parte del erlang tambin se usa el CCS (Centi-Call Seconds) como unidad de trfico. 1 CCS equivale a 100 llamadas-segundos, por lo tanto el trfico en una lnea ocupada totalmente durante una hora es de 36 CCS, por lo tanto:1 Erlang = 36 CCS.El trfico ofrecido es un concepto terico y se utiliza slo para propsitos de planificacin terica. Slo el trfico cursado es medida en la prctica y por supuesto depende de la capacidad de la red o sistema. Desde el punto de vista econmico, la capacidad de la red siempre ser menor que el trfico ofrecido, esto se debe al carcter aleatorio de las comunicaciones lo que produce que en condiciones normales de funcionamiento slo un porcentaje de los usuarios de la red solicitan recursos a la misma.

b. Debe establecer la cantidad de circuitos necesarios para cada una de las centrales locales de acuerdo a los siguientes datos en Erlangs, con un bloqueo del 1%, pueden usar el calculador que est en la web grafa:

Se realiza el clculo de acuerdo a la descripcin de la tabla mediante el uso de la calculadora de la cibergrafa, esto se puede apreciar en las siguientes grficas:

Procedimiento: 1. Una vez haya rellenado la tabla No. 2, cada estudiante deber subir en el foro esta tabla con su respectiva explicacin para cada dato obtenido. 2. Para el caso de determinar el tipo de troncales (Entrantes, salientes o bidireccionales), deber determinar el nmero de E1 necesarios para establecer la conexin entre las centrales. Para ello deber construir un grfico con esos datos.

El protocolo E1 se cre hace muchos aos ya para interconectar troncales entre centrales telefnicas y despus se le fue dando otras aplicaciones hasta las ms variadas que vemos hoy en da. La trama E1 consta en 32 divisiones (time slots) PCM (pulse code modulation) de 64k cada una, lo cual hace un total de 30 lneas de telfono normales mas 2 canales de sealizacin, en cuanto a conmutacin. Sealizacin es lo que usan las centrales para hablar entre ellas y decirse que es lo que pasa por el E1.El ancho de banda se puede calcular multiplicando el nmero de canales, que transmiten en paralelo, por el ancho de banda de cada canal:Canales x (ancho por canal) = 32 canales X 64Kbps = 20148KbpsResumiendo, un E1 equivale a 2048 kilobits en el vocabulario tecnolgico convencional. Hoy contratar una trama E1 significa contratar el servicio de 30 neas telefnicas digitales para nuestras comunicaciones. Con esto podemos determinar mediante la siguiente tabla:

La grfica de distribucin se puede apreciar a continuacin:

BIBLIOGRAFIA

http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/ccu/material/docs/Conceptos%20Basicos%20de%20Telefonia.pdf http://www.erlang.com/calculator/erlb/ http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_Erlang http://departamento.pucp.edu.pe/ingenieria/images/documentos/seccion_telecomunicaciones/Capitulo%205%20Modelos%20de%20Trafico.pdf