Sistemas Sistemas Troncalizados Troncalizados

DigitalesDigitales

AgendaAgenda

IntroducciIntroduccióón a Sistemas Troncalizados n a Sistemas Troncalizados ComparaciComparacióón entre sistemas analn entre sistemas analóógicos y gicos y digitalesdigitalesSituaciSituacióón actual de la tecnologn actual de la tecnologíía a Una vista al futuroUna vista al futuro

SISTEMAS TRONCALIZADOSSISTEMAS TRONCALIZADOS

• La técnica de troncalización ha sido usada por muchos años en redes telefónicas

• Las primeras redes de comunicaciones troncalizadas fueron desarrolladas en los años 70 en Norte América con protocolos propietarios y un poco mas tarde en Europa con tecnología MTP1327 analógica

• La ventaja principal es el uso eficiente del espectro en comparación a sistemas convencionales (compartir automática y dinámicamente un pequeño numero de canales entre un número relativamente grande de usuarios)

CONCEPTO DE TRONCALIZACIÓN

Caja 1Caja 1 Caja 2Caja 2 Caja 3Caja 3 Caja 4Caja 4

Usuario 1Usuario 1

Usuario 4Usuario 4

Usuario 5Usuario 5

Usuario 2Usuario 2

Usuario 3Usuario 3

ProblemasProblemas::•• Cajas vacCajas vacíías as •• Cajas con muchos usuarios Cajas con muchos usuarios •• Uso ineficiente de los recursos Uso ineficiente de los recursos •• La falla de un recurso ocasiona usuarios sin servicio La falla de un recurso ocasiona usuarios sin servicio

Caja 1Caja 1 Caja 2Caja 2 Caja 3Caja 3 Caja 4Caja 4

Usuario 1Usuario 1Usuario 4Usuario 4

Usuario 5Usuario 5

Usuario 6Usuario 6

Usuario 2Usuario 2Usuario 3Usuario 3

SolucionesSoluciones::•• Mejor uso de los recursosMejor uso de los recursos•• Una sola cola (se puede implementar prioridad)Una sola cola (se puede implementar prioridad)•• La falla de un recurso es transparente a los usuarios La falla de un recurso es transparente a los usuarios

Banco ConvencionalBanco Convencional Banco TroncalizadoBanco Troncalizado

Usuario 6Usuario 6

Servicios de VozServicios de Voz

Voz: Voz: Llamada de grupoLlamada de grupoLlamada individual Llamada individual Llamada telefLlamada telefóónicanicaLlamada de alertaLlamada de alertaModo claro y Modo claro y encriptadoencriptado

SEÑAL DIGITAL

•La voz es una señal Analógica (valores continuos)•Los humanos solo podemos escuchar sonidos entre 20 Hz y 20 KHz•Nuestra voz esta en rango de 300 Hz a 3.3 KHz•Para transmitirla perfectamente necesitamos al menos 64 kbps, sin contar el “overhead” (Teorema de Nyquist)

Se requiere al menos el doble de la frecuencia mas alta a muestrSe requiere al menos el doble de la frecuencia mas alta a muestrear (8 ear (8 KHzKHz) => Muestrear cada 125 ) => Muestrear cada 125 μμsegseg

Si se usan 8 bits son => 256 Niveles => 8 bits por muestra x 800Si se usan 8 bits son => 256 Niveles => 8 bits por muestra x 8000 muestras por segundo = 64 0 muestras por segundo = 64 kbpskbps

SEÑAL DIGITAL

•NO toda la información que se transmite es relevante •Se puede optimizar el uso del ancho de banda, transmitiendo solo la información relevante y recomponiendo la señal en el receptor

•Un CODEC no es mas que la manera de transmitir y recuperar la información del sonido •Un SPEECH CODEC esta optimizado para el rango de voz

VOCODERVOCODER DECODERDECODER

PROCESO DE DIGITALIZACION

PROCESO DE DIGITALIZACION

Calidad del Audio

DAQDAQ Percepción de audio recibidoPercepción de audio recibido11 No entendibleNo entendible

22 Entendible con considerable esfuerzo, Frecuentes repeticionesEntendible con considerable esfuerzo, Frecuentes repeticiones

33 Entendible con poco esfuerzo, Se requiere repeticiEntendible con poco esfuerzo, Se requiere repeticióón ocasionaln ocasional

3.43.4 Entendible con repeticiEntendible con repeticióón solo en raras ocasiones, algo de ruido/distorsin solo en raras ocasiones, algo de ruido/distorsióón n

44 FFáácilmente entendible, Ruido/distorsicilmente entendible, Ruido/distorsióón ocasionaln ocasional

4.54.5 FFáácilmente entendible, Ruido/cilmente entendible, Ruido/distorcidistorcióónn nada frecuentenada frecuente

55 FFáácilmente entendiblecilmente entendible

CALIDAD vs. COBERTURA

Analógico

Digital

ENCRIPCIÓN

YA QUE LA VOZ ES CONVERTIDA A DIGITAL, ESTA SE PUEDE ALTERAR YA QUE LA VOZ ES CONVERTIDA A DIGITAL, ESTA SE PUEDE ALTERAR DE TAL MANERA QUE NO SEA POSIBLE PARA TERCEROS ESCUCHARLA DE TAL MANERA QUE NO SEA POSIBLE PARA TERCEROS ESCUCHARLA

Algoritmo Algoritmo de de

EncripciEncripcióónn

Algoritmo Algoritmo de de

DeDe--encripciencripcióónn

KK KK

MODOS DE ENCRIPCION

EN LA ECRIPCION E2E LA INFRAESTRUCTURA NO ESTA INVOLUCRADAEN LA ECRIPCION E2E LA INFRAESTRUCTURA NO ESTA INVOLUCRADA

LA ENCRIPCION DE LA INTERFAZ DE AIRE PUEDE SER LA ENCRIPCION DE LA INTERFAZ DE AIRE PUEDE SER TIPO 1: MODO CLARO TIPO 1: MODO CLARO TIPO 2: ESTATICA (LA LLAVE NO CAMBIA) TIPO 2: ESTATICA (LA LLAVE NO CAMBIA) TIPO 3: DINAMICA (LA LLAVE CAMBIA EN CADA TRANSMISION)TIPO 3: DINAMICA (LA LLAVE CAMBIA EN CADA TRANSMISION)

MigraciMigracióónn

•• Pautas generales para MigraciPautas generales para Migracióónn–– Plataforma existente y posibilidades de migraciPlataforma existente y posibilidades de migracióón hacia tecnologn hacia tecnologíía a

digital. digital. ReusoReuso al mal mááximo de equipamiento y suscriptoresximo de equipamiento y suscriptores–– Uso privado o comercialUso privado o comercial–– Perfil del usuario Perfil del usuario ►► uso primordial de despacho o de interconexiuso primordial de despacho o de interconexióón n

teleftelefóónicanica–– Disponibilidad de frecuenciasDisponibilidad de frecuencias–– ÁÁrea de Cobertura deseada. Sitios adicionales. Obras civiles rea de Cobertura deseada. Sitios adicionales. Obras civiles

Enlaces de microondas adicionales.Enlaces de microondas adicionales.–– Posibilidad de interconexiPosibilidad de interconexióón e interoperabilidad con sistemas de n e interoperabilidad con sistemas de

terceros existentes en la zonaterceros existentes en la zona–– Regulaciones locales sobre la materiaRegulaciones locales sobre la materia

De Sistemas AnalDe Sistemas Analóógicos hacia la nueva Tecnologgicos hacia la nueva Tecnologíía Digitala Digital

Temas a ConsiderarTemas a Considerar

¿¿Como la nueva tecnologComo la nueva tecnologíía digital mejora mi a digital mejora mi situacisituacióón actual?n actual?¿¿Cual es el costo de la nueva tecnologCual es el costo de la nueva tecnologíía?a?¿¿Que capacidades tQue capacidades téécnicas me ofrece?cnicas me ofrece?¿¿Puedo realizar una migraciPuedo realizar una migracióón progresiva a la nueva n progresiva a la nueva tecnologtecnologííaa¿¿Que bandas de frecuencia estQue bandas de frecuencia estáán disponibles?n disponibles?¿¿La tecnologLa tecnologíía ha sido extensamente probada o se a ha sido extensamente probada o se encuentra en desarrollo?encuentra en desarrollo?¿¿Que capacidades de soporte y servicio me ofrece el Que capacidades de soporte y servicio me ofrece el suplidor?suplidor?

EstEstáándares Digitalesndares Digitales

APCOAPCO--25 (Est25 (Estáándar Americano)ndar Americano)Patrocinado por la AsociaciPatrocinado por la Asociacióón de Representantes de las n de Representantes de las Comunicaciones de Seguridad PComunicaciones de Seguridad Púública (blica (AssociationAssociation ofof PublicPublic SafetySafetyCommunicationsCommunications OfficersOfficers))El desarrollo de funciones estEl desarrollo de funciones estáá dirigido al sector de seguridad pdirigido al sector de seguridad púúblicablica

TETRA (Estandarizado por ETSI en Europa)TETRA (Estandarizado por ETSI en Europa)El espectro Europeo entre 380 y 400 El espectro Europeo entre 380 y 400 MHzMHz se aprueba para su uso en se aprueba para su uso en Seguridad PSeguridad Púública.blica.Para sistemas comerciales el espectro entre 410 y 430 Para sistemas comerciales el espectro entre 410 y 430 MHzMHzInicialmente pensado para uso en Seguridad PInicialmente pensado para uso en Seguridad Púública, luego se amplia blica, luego se amplia a uso comercial.a uso comercial.

Principales miembros de APCOPrincipales miembros de APCO

APCO Project 25 Steering CommitteeAPCO Project 25 Steering CommitteeNational Association of State National Association of State Telecommunications Directors (NASTD)Telecommunications Directors (NASTD)U.S. Department of DefenseU.S. Department of DefenseNational Communications System (NCS)National Communications System (NCS)National Security AgencyNational Security AgencyNational Telecommunications and National Telecommunications and Information Administration (NTIA)Information Administration (NTIA)The Telecommunications Industry The Telecommunications Industry Association (TIA)Association (TIA)Fabricantes de TelecomunicacionesFabricantes de TelecomunicacionesUsuarios, asociaciones y agencias de Usuarios, asociaciones y agencias de gobierno a nivel mundialgobierno a nivel mundial

Objetivos de APCOObjetivos de APCO

Aumentar eficiencia espectralAumentar eficiencia espectralLibre competencia a travLibre competencia a travéés de arquitectura abiertas de arquitectura abiertaPermitir comunicaciones efectivas Permitir comunicaciones efectivas interinter--departamentalesdepartamentalesCompatible con equipo existente analCompatible con equipo existente analóógicos, gicos, convencionales y troncalizados y equipos de alta convencionales y troncalizados y equipos de alta potenciapotenciaAdopciAdopcióón de la norma sin cambios de frecuencian de la norma sin cambios de frecuencia

Ven a mi oficinaReunión para revisarel plan de negociosha comezado

•• TeTerrestrialrrestrial TTrunked runked RaRadio: Nuevo estdio: Nuevo estáándar digital ndar digital europeo para la comunicacieuropeo para la comunicacióón radial a dos vn radial a dos vííasas

•• Siguiendo el Siguiendo el ééxito de GSMxito de GSM–– Impulsa un ambiente Impulsa un ambiente multimulti--vendedorvendedor–– Patrocinado por TETRA MOU Patrocinado por TETRA MOU -- grupo de 58 usuarios grupo de 58 usuarios

finales, organizaciones, fabricantes y otros finales, organizaciones, fabricantes y otros •• La infraestructura TETRA provee La infraestructura TETRA provee multiserviciosmultiservicios

integrando despacho, comunicaciintegrando despacho, comunicacióón de grupos, telefonn de grupos, telefoníía a y datosy datos

¿¿QuQuéé es TETRA ?es TETRA ?

Objetivos de TETRAObjetivos de TETRA

Aumentar eficiencia espectralAumentar eficiencia espectralLibre competencia a travLibre competencia a travéés de arquitectura abiertas de arquitectura abiertaSuperior capacidad de voz y datosSuperior capacidad de voz y datosCumplimento con requerimientos y normas Cumplimento con requerimientos y normas espectrales europeasespectrales europeasCumplimiento con requerimientos comerciales y de Cumplimiento con requerimientos comerciales y de seguridad pseguridad púúblicablica

Terminal deAdministracion

NODO CENTRAL

Despachadorcon línea remota

Gestor de red

PSTN/ISDNPSTN/ISDNPABX/PDNPABX/PDN

= Posible futura actividad= Posible futura actividad

ISDN OTRO NODO OTRO NODO CENTRALCENTRAL

EstaciEstacióónnBaseBase

EstaciEstacióónnBaseBase

EstaciEstacióónnBaseBase

GatewayGateway ControladorControlador

Interfaz Interfaz interinter-- sistemasistema

1. Interfaz de aire del sistema (APCO/TETRA)2. Interfaz de aire directa (TETRA)3. Interfaz hombre-máquina ((TETRA)4. Interfaz de equipo periférico (APCO/TETRA)5. “Gateway” a red pública (APCO/TETRA)6. Terminal por línea remota (TETRA)7. Gerencia de la Red (APCO)8. Interfaz inter-sistema (APCO/TETRA)

88

Interfaces EstInterfaces Estáándar APCO y TETRAndar APCO y TETRA

mjarrin

Nuevo sello

Comparación de la Tecnología

TDMA Canales de 25 kHzVocoder ACELP4 Timeslots por canal de 25kHz Separación fija 45MHz entre Tx y RXEstación base de 25 wattPortátiles de 1 watt , móviles de 3 wattMas sitios requeridos para cobertura Cobertura por sitio menor que en sistemas analógicosSolo digital Solo opera en Troncalizado Voz y datos integrados a 7200 bpsMulti-slot packet data a 28.8 kbpsAutenticación mutuaEncripción de la interfaz de aire (TEA1, 2 & 3)Encripción de extremo a extremo de radio a radio solamente Estándar abierto Interconexión telefónica Full-duplexTecnología Nueva

FDMA (2-slot TDMA en próxima fase)Canales de 12.5 kHz (6.25e en próxima fase)Vocoder IMBE2 canales de 12.5kHz en 25kHz (4 en el futuro)Sin restricciones entre Tx y RxEstaciones base de 125 wattPortátiles de 6 watt, móviles de 110 wattMenos sitios para cobertura La cobertura es comparada a los sistemas analógicosMutual Aid digital y analógicoSoporte para subsistemas convencionales y troncalizados Voz y datos integrados a 9600 bps96kbps High Performance DataNo autenticación (futuro)No encripción de la interfaz de aire (futuro)Encripción E2E de radio a radio y con la consolaEstándar abierto Interconexión telefónica semi-duplexTecnología Madura

APCO P25 TETRA

Bandas de OperaciBandas de Operacióón n

•• 380 380 -- 400 400 MHzMHz para Seguridad Ppara Seguridad Púúblicablica•• 410 410 -- 430 430 MHzMHz para uso civil/comercialpara uso civil/comercial•• 450 450 -- 470 470 MHzMHz para uso civil/comercialpara uso civil/comercial•• 806806--821/851821/851--866 866 MHzMHz para Seguridad Ppara Seguridad Púúblicablica•• 870870--888/915888/915--933 933 MHzMHz para uso civil/comercialpara uso civil/comercial

TETRATETRA

APCOAPCO• VHF (132-174MHz)• UHF (380-512MHz)• Banda de 800 MHz (764 - 870 MHz)

¿Que es IP?

• IP es el Protocolo de Internet• IP fue desarrollado para ayudar en la transferencia de información entre redes de

computadoras• La información se divide en paquetes• La dirección del destinatario se coloca al inicio del paquete• Los paquetes son transmitidos dentro de la red...• ….la dirección del destinatario es usada para asegurar que el paquete llegue a su

destino

Información…

… se divide en paquetes…

…..se añade la dirección…. …. Y se envia.

¿Por qué queremos usar IP?

• Ofrece muchas ventajas de desempeño y confiabilidad– Arquitectura distribuida y confiable por naturaleza– Menos complejidad (enlaces virtuales en lugar de físicos)

• Ha sido adoptado mundialmente para todas las nuevas plataformas de comunicación

– Todas las redes móviles 3G están basadas en IP

• Transporta todo tipo de información de la misma manera

¿Por qué queremos usar IP?

Servicios MultimediaCaptura de ImágenesVideo en DemandaCaptura de Datos

Telecomunicaciones FijasServicio Telefónico (PBX)Integración de Computación y Telefonía (CTI)Servicio Suplementario

Comunicaciones Móviles InalámbricasLlamada de GrupoLlamada de DespachoLlamada TelefónicaTransmisión de Datos

Campo de InformáticaAcceso a InternetAcceso a Intranet

Aplicaciones ComercialesAcceso a Base de Datos

Crecimiento A Través de Convergencia

mjarrin

Nuevo sello

TETRA 2TETRA 2

AMR: Adaptive Multiple Rate a 4.75 kbps ha sido escogido MELPe: Mixed Exitation LinerPredictive, enhanced a 2400 bit/s. Usado por la OTAN, el STANAG 4591 es mas resistente al ruido pero tiene mayor Retardo

Mejoras en la codificación de la voz

TETRA 2TETRA 2

Extensión de Rango en Modo Troncalizado de 58 a 83 km

Se modifican las tramas y los tiempos de guarda

Mejoras en la interfaz de Aire

TETRA 2TETRA 2

Mayor ancho de banda para transmisión de datos

Canales de 25, 50 100 y 150 KHz

Compatible con TETRA 1

Velocidades de hasta 500 Kbits/s

TEDS: TETRA Enhanced Data Service

APCO 25 Fase IIAPCO 25 Fase II

FDMA + TDMA para 4 a 1 Se llama 6.25 KHzequivalente Es compatible con FDMA de la Fase ISe puede tener canales Fase II y Fase I en el mismo sitioSe mantiene la misma área de cobertura

V112.5kHz

V1 V2

12.5kHz

Full RatePh 1Voice

12.5kHz

V1 V2

12.5kHz

EnhPh 1Cch

12.5kHz

Ph 1Data

Mayor eficiencia espectral

APCO 25 Fase 2APCO 25 Fase 2

HSD 230 kbps (50 KHz)

Permitirá ampliar al rango de aplicaciones

Mayor ancho de Banda para datos

APCO 25 Fase 2APCO 25 Fase 2

En la Encripción del Aire (Mas algoritmos)

En la Autenticación de los Suscriptores

Mejoras en la Seguridad

CONVERGENCIA Y SEAMLESS MOBILITY