Unidad 2: Red Telefónica Pública Conmutada(PSTN)
Material Profesor
API 2004 2
Temario
Red de Telefonía Pública
Elementos de su arquitectura
Topología de la Red de Conmutación Telefónica
Telefonía Digital
Conexión entre Centrales
Plan de Numeración
API 2004 3
Red de conmutación de circuitos especializada en el transporte de tráfico de voz Ofrece un servicio full duplex, de bajo retardo extremo a extremo
Red de Telefonía Pública
API 2004 4
Funciones de base
Distribución
Codificación
Conmutación
Transmisión
API 2004 5
Funciones de base
Distribución Colecta la voz del emisor y distribuye la voz al receptor sobre el lazo
de abonado Se manejan señales analógicas sobre un par de cobre Direccionamiento físico de la terminal telefónica
Codificación (Telefonía Digital) La central telefónica que colecta la voz transforma esta señal
analógica en una señal digital Digitalización PCM (G.711):
Ancho de banda: 4 KHz. 8000 muestras/segundo y 8 bits/muestra => 64 Kbps.
API 2004 6
Funciones de base
Conmutación Encuentra una ruta entre los dos abonados Uso de la conmutación de circuitos
Una vez que se establece la conexión, se tiene un circuito de transmisión bidireccional dedicado entre los dos abonados.
Este circuito tiene un ancho de banda de 300-3400 Hz y presenta un retardo de propagación constante
Red jerárquica a nivel mundial Plan de Numeración
Número 10 cifras
API 2004 7
Funciones de base
Transmisión Transporta la señal de voz codificada
Jerarquías de multiplexaje plesiocrona PDH síncrona SDH
Elementos de su Arquitectura
API 2004 9
Red de Acceso
Abonado Dispositivos que se conectan a la red Terminal de usuario (teléfono, modem, faxes, etc)
Lazo local o de abonado enlace entre el abonado y la red (centro de conmutación más próximo) Normalmente está constituido por un par trenzado (varias decenas de km)
Centrales Centros de conmutación de la red encargada de enlazar usuarios pertenecientes a
la misma zona o habilitar enlaces en el backbone para llamadas a larga distancia. Si los abonados se conectan directamente a ellos se llaman centrales finales Un misma central final puede servir a miles de abonados
API 2004 10
Red Troncal
Red de conmutación (backbone) conjunto de centrales de conmutación unidas entre si que
ofrecen cobertura nacional e internacional
Red de Transporte (Líneas principales o troncales) son las líneas que unen los conmutadores del backbone Pueden transportar múltiples circuitos de voz usando
multiplexación en frecuencia (FDM) o en tiempo (TDM)
API 2004 11
Nodo de Conmutación
Consta fundamentalmente de 3 partes: Conmutador digital
Proporciona un camino para la señal de una forma transparente entre dos dispositivos que estén conectados.
Interfaz de red Incluye las funciones y el hardware necesario para
conectar los dispositivos a la red.
Unidad de control Realiza las siguientes tareas: Establece las conexiones: gestiona y confirma la
petición, determina si el destino está libre y construye el camino a través del conmutador.
Mantiene la conexión Libera la conexión en respuesta a una solicitud de
las estaciones o por causas propias
API 2004 12
La Central Telefónica El objetivo básico de la central telefónica es establecer el enlace entre dos
abonados que desean establecer una comunicación
Para ello dispone de un conjunto de órganos de transmisión de tráfico, etapas de conmutación y medios de control y señalización, que permiten la interconexión de líneas de abonado y/u otros circuitos de telecomunicación, conforme lo requieren los diferentes abonados que llaman
Sus funciones básicas son: Concentrar el tráfico que proviene de fuentes con baja actividad sobre
medios de transmisión comunes Encaminar la información de una fuente hacia el destino, según un
itinerario fijo o variable a través de la red
API 2004 13
Funciones básicas
Función de espera Debe reconocer cuando un usuario quiere comunicar con otro, es decir cuando el
abonado procede a descolgar su aparato
Función de aviso Debe indicar al abonado, mediante diversos tonos, el proceso que sigue su llamada (si
tiene éxito, se completa o es rechazada) Tonos más comunes:
“invitación a marcar” (el abonado sabe que dispone de línea) “llamada” (se ha completado la llamada y el abonado llamado está libre) “ocupado” el abonado llamada tiene establecido otra comunicación “línea muerta” el número marcado no tiene asignado ningún abonado
Función de recepción de información numérica Necesaria para el intercambio de información (marcación) entre el abonado y la central
API 2004 14
Funciones básicas Función de control
Encargada de establecer la comunicación interpretando la información recibida y elaborando las órdenes necesarias para gobernar las selecciones que son consecuencia de la numeración recibida, al mismo tiempo que efectúa la prueba de ocupación de los diversos órganos de la central.
Función de selección Encargada de elegir la ruta que ponga en comunicación a dos abonados pertenecientes a la
misma central o a distintas centrales. Función de transmisión
Encargada del intercambio de información y señalización. Función de supervisión
Una vez establecida la comunicación, detecta y corrige cualquier incidencia en los diferentes elementos que intervienen en ella.
Funciones auxiliares Tarificación, identificación de abonadas, transferencia de llamadas , prioridades, rutas
alternativas, etc
API 2004 15
La Central Pública (CO, Central Office)
Es un dispositivo que interconecta circuitos de los usuarios en un área local (p.e. Ciudad) La CO es un edificio en el que se concentran la líneas telefónicas
de todos los usuarios y constituye un medio de interconexión La CO ofrece a todos los usuarios (abonados) una conexión entre sí
Sin embargo ninguna CO cuenta con los recursos para conmutar a todos los usuarios simultáneamente. Sería muy costoso e innecesario, pues la mayor parte del tiempo, únicamente un porcentaje reducido de abonados ocupan el teléfono al mismo tiempo
Congestión o bloqueo, en casos excepcionales -> “Probabilidad de bloqueo”
Bloqueo: Se produce cuando la red es incapaz de conectar dos estaciones debido a que todos los posibles caminos están siendo utilizados. En una red bloqueante se puede producir el bloqueo, lo que puede ser aceptable en tráfico de voz (suponiendo llamadas cortas y que no todos los usuarios llaman al mismo tiempo) pero menos eficaz o aceptable en tráfico de datos.
Bloqueo: Se produce cuando la red es incapaz de conectar dos estaciones debido a que todos los posibles caminos están siendo utilizados. En una red bloqueante se puede producir el bloqueo, lo que puede ser aceptable en tráfico de voz (suponiendo llamadas cortas y que no todos los usuarios llaman al mismo tiempo) pero menos eficaz o aceptable en tráfico de datos.
API 2004 16
Línea Análoga (Comercial)
Corresponde a un canal de voz.
Permite conectar cualquier dispositivo o aparato telefónico análogo compatible Teléfonos convencionales, facsímiles, módems, visores de Caller ID, etc, Centrales multilíneas y otras centralitas Permite optar a servicios adicionales (Conferencia, transferencias de llamadas,
casilla de voz, etc.)
Para conexiones a Internet admite usualmente velocidades máximas de 56 Kb/s (módem V.90)
API 2004 17
Línea Análoga: Conexiones Puertas
Interfaces físicas y eléctricas entre la CO y una Troncal o Línea de terminal
Línea Trayectoria de comunicación entre CO y equipo terminal
(teléfono) Analógicas o digitales
Instalación Telefónica Interior
Acometida
Red de acceso
API 2004 18
Línea Análoga: Conexiones
API 2004 19
Línea Análoga: Conexiones El teléfono es conectado al sistema por un par de alambres llamado Tip & Ring
Término que indica los extremos de transmisión y de recepción de un circuito de lazo local de dos hilos
El usuario descuelga (“Off Hook”) para marcar Esto causa que el loop se cierre indicando que está listo para marcar
La Central mantiene un voltaje un el lazo de abonado, nominalmente 48 V dc, llamado voltaje de batería
Cuando el teléfono esta descolgado, un interruptor en la central corta el paso de corriente. Al descolgar el teléfono se cierra este interruptor y empieza a fluir corriente en el circuito local (loop) y se inicia el procedimiento para producir el tono de discar
R(ing)
T(ip)
API 2004 20
Red Telefónica Pública Conmutada
Cada CO está conectada a las demás CO en una amplia red de comunicaciones conocida como “Red Telefónica Pública Conmutada”
Lazo Local (Local Loop)Líneas de 2 hilos (Tip & Ring) Central Office
- Termina el Local Loop- Termina la Troncal
Línea Línea
Troncales
CO PSTNCO
Topología de la Red de Conmutación Telefónica
API 2004 22
Introducción
Las redes telefónicas tienen una estructura altamente jerárquica Para poder interconectar entre sí las centrales telefónicas es preciso disponer de
mecanismos que permitan multiplexar diferentes conversaciones sobre un mismo canal físico
De lo contrario habría que tender cables de muchos pares para dar cabida a la gran cantidad de comunicaciones que se establecen entre ellas
Dicha multiplexación ha de ser mayor a medida que se asciende en la jerarquía, ya que el número de comunicaciones crece conforme se sube de nivel.
La multiplexación puede realizarse básicamente de dos maneras: por frecuencia (FDM) o por tiempo (TDM). Generalmente se utiliza la TDM ya
que se puede utilizar de forma más eficiente en redes digitales, que son las habituales hoy en día
API 2004 23
Topología Jerárquica El acceso a la red se efectúa conectando el terminal telefónico al Centro de Conmutación Local
(CL) El CL se conecta a la denominada Central Primaria (CP) mediante circuitos de baja
frecuencia o sistemas de transmisión múltiplex Las centrales primarias se conectan a las Centrales Secundarias y estas a la Terciarias, etc.
Ventajas : Disminuye el número de enlaces con respecto a un red totalmente mallada Facilita la tarificación, el crecimiento de la red y el encaminamiento
Desventajas: No hay redundancia Cuanto más se sube de nivel más recursos intervienen y por tanto el control del
establecimiento de llamada es más complejo. Soluciones: Establecimiento de rutas directas entre centrales del mismo nivel jerárquico y a
través de centrales tandem
API 2004 24
Topología Jerárquica
Estructura tradicional Centrales primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias
Jerárquica Estructurada en niveles
Local Tránsito Internacional
API 2004 25
Jerarquía de las Centrales Telefónicas
Clase 1 Centro Regional
Clase 2 Centro Seccional / Distrital
Clase 3 Centro Primario
Clase 4 Centro de Factuación
Clase 5 Central/End Office (CO o EO)
API 2004 26
Clase 5 Clase 5
Clase 4
Clase 3
Clase 4
Conmutación de Circuitos
Jerarquía de las Centrales Telefónicas
API 2004 27
Estructura jerárquica del sistema telefónico de AT&T
1
8910
543
2
6
7
676665321
2301 228 2291
2 3
1300129912981 2 3
1 2 3 4 5
200 millones de teléfonos
19.000 centrales finales
1.300 centrales de facturación
230 centrales primarias
67 centrales seccionales
10 centrales regionales(completamenteinterconectadas)
API 2004 28
Estructura Jerárquica
Tránsito y Local
Centrales de Tránsito
Centrales Locales
Centrales Locales
Central Internacional
Centrales Locales
Centrales de Tránsito
API 2004 29
Circuito Telefónico Internacional
CL CP
ABONADO
A
CLCP
ABONADO
BRED LOCAL RED TRONCAL
RED INTERNACIONAL
CS CSCTer CT CT CTer
Circuito a 2 hilos
Circuito a 4 hilos
Teléfono
Bobina híbrida
CL Centro local
CP Centro primario
CS Centro secundario
CTer Centro terciario
CT Centro de tránsito internacional
Nota: En el caso de centrales locales digitales el paso de dos a cuatro hilos se hace en ellas
Telefonía Digital
API 2004 31
Telefonía Digital
La telefonía digital para la interconexión de centrales se empezó a introducir en la década de 1960, fundamentalmente por los siguientes motivos: Simplifica la multiplexación de conversaciones en un mismo cable (los equipos
son más baratos) La señal digital se puede regenerar mediante repetidores, que no degradan la
señal. En el caso de transmisión analógica se tenían que utilizar amplificadores que introducían una distorsión por lo que había que limitar el número máximo de amplificadores por los que podía pasar la señal
Permite mayores capacidades, ya que es posible multiplexar más conversaciones sobre un mismo cable
Con sistemas de transmisión avanzados se pueden aplicar técnicas de compresión con lo que se consigue aumentar aún más la capacidad
En 1972 se instalan las primeras centrales digitales privadas PBX
API 2004 32
Telefonía Digital
En 1976 es instalada la primer central telefónica pública que realizaba digitalización de la voz y conmutación digital La digitalización se producía dentro de la central telefónica. Los
aparatos telefónicos continuaban siendo analógicos, con señalización por corriente de lazo
A comienzos de la década de 1980 se sentaron las bases conceptuales para una nueva red telefónica, con tecnología digital hasta los terminales de abonado: ISDN (“Integrated Services Digital Networks”) Con ISDN se proponía llegar digitalmente hasta los abonados, y
brindar servicios de valor agregado de telefonía y datos
API 2004 33
Telefonía Digital
Hoy en día casi toda la infraestructura de comunicación entre centrales telefónicas es digital Por tanto cuando dos abonados establecen una comunicación
telefónica a través de la red su conversación esta siendo digitalizada mediante un codec en la central telefónica de la que dependen, de forma que la comunicación discurre de forma digital en todo el trayecto excepto el lazo de abonado de cada uno de ellos
Asi pues entre centrales telefónicas una conversación ocupa un canal de 64 Kb/s
API 2004 34
Topología
CentralLocal
CentralLocal
Centralde Tránsito
CentralTelefónicaprimaria
Centralde Tránsito
Lazo deabonado
Lazo deabonado
Enlaces entrecentrales
CódecCódec
SeñalAnalógica
(300-3.400 Hz)
SeñalDigital
(64 Kb/s)
SeñalAnalógica
(300-3.400 Hz)
Teléfonoanalógo
Teléfonoanalógo
API 2004 35
CODEC Comercial
Conexión entre Centrales
API 2004 37
Conexión entre Centrales La llamada que sale de nuestra central tiene que llegar hasta la central donde está la persona o
teléfono destino
No es posible realizar un mallado total
Se hace necesaria la multiplexación del enlace troncal entre centrales: Sistema TDM: Time Division Multiplex
Circuito exclusivo para la comunicación
API 2004 38
Switches y Multiplexers
Switch es una matriz de rutas que proporcionan una ranura de tiempo (Time
Slots) para la transmisión libre de error
Multiplexers (MUX) Permitir a varios usuarios compartir el medio físico de la transmisión Para transportar varias conversaciones (o comunicaciones de datos)
por un mismo troncal físico: TDMA (Time Division Multiplex Access) FDMA (Frequency Division Multiplex Access) CDMA ( Code Division Multiplex Access) WDM (división por longitud de onda)
API 2004 39
TDM y FDM
La multiplexación por división en tiempo (TDM, Time Division Multiplexing) permite que varias señales compartan una única línea de transmisión
separándolas en el tiempo en diferentes intervalos temporales (slots) Las muestras se organizan secuencialmente para formar una trama de n slots Un slot puede corresponder a un bit/byte/bloque de datos El origen y el destino de los datos son conocidos en cada slot por lo que se
NO requiere direccionamiento
FDM (Frequency Division Multiplex) Multiplexión por división en frecuencias Haciendo uso de modulaciones enviamos cada canal en una banda de
frecuencias distinta. Luego en cada receptor se debe demodular para devolver la transmisión a banda base, o a su banda natural
API 2004 40
Multiplexación: TDMA y FDMAFDMA
Frecuencia
TiempoTDMA
Frecuencia
Tiempo
4 usuarios
API 2004 41
FDM: Multiplexión por división en frecuencias
API 2004 42
TDM: Time Divition Multiplexing
A4
A3
B4
B3
C4
C3
MUX B2 A2 FR C1 B1 A1B3 FR
SALIDA DEL MUX
CONTROL DE TIEMPO
DIGITAL
FRAME
API 2004 43
División en el espacio Las rutas son físicamente independientes Muchos puntos de cruce Es ineficiente el uso de puntos 1
23456789
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Matriz de conexiones opuertas semiconductoras
habilitadas por una Unidad de Control
Matriz de conexiones opuertas semiconductoras
habilitadas por una Unidad de Control
API 2004 44
División en el espacio - Telefonía
Lazo deabonado
Troncal Troncal Troncal
Lazo deabonado
Central acceso
Central accesoConexión temporal
Central tránsito
Medios de transmisión
Central tránsito
Plan de Numeración(Dial Plan)
API 2004 46
Definición Físicamente es un documento escrito que tiene por objeto definir los lineamientos
para administrar ordenada y razonablemente los recursos del Plan de Numeración
Entre su contenido se puede mencionar: los formatos y esquemas de numeración para servicios, procedimientos de
marcación, consideraciones futuras del Plan, detalle de la clasificación de la numeración, etc.
Técnicamente es un conjunto estructurado de dígitos decimales que permiten identificar redes comerciales de telecomunicaciones, servicios especiales y usuarios finales y que ha su vez se encuentra identificado dentro del Plan p.e. Código Interurbano
Esto impone colocar una cifra que anteceda al número de abonado para indicar que queremos salir del área
API 2004 47
Plan de Numeración
Plan de Internacional de Numeración de las Telecomunicaciones Públicas UIT-T (E.164)
Define la estructura de números y la funcionalidad para cuatro categorías principales de números que se utilizan en las telecomunicaciones públicas a saber: las zonas geográficas, los servicios mundiales, las redes y los grupos de países
API 2004 48
Zonas Primarias CODIGO DE AREA
ZONA PRIMARIA
2 SANTIAGO32 VALPARAISO33 QUILLOTA34 LOS ANDES35 SAN ANTONIO41 CONCEPCIÓN42 CHILLAN43 LOS ANGELES45 TEMUCO51 LA SERENA52 COPIAPO53 OVALLE55 ANTOFAGASTA57 IQUIQUE58 ARICA61 PUNTA ARENAS63 VALDIVIA64 OSORNO65 PUERTO MONTT67 COIHAIQUE71 TALCA72 RANCAGUA73 LINARES75 CURICO
API 2004 49
Numeración uniforme y no uniforme
NumeraciónUniforme
NumeraciónNo Uniforme
Siempre se marca la misma cantidad de
dígitos
La cantidad de dígitos depende del destino de
la llamada
API 2004 50
Plan de Marcación Uniforme
Una red formada por varias PBX puede configurarse deficientemente, modo que llamar a un anexo en otra PBX podría implicar marcar una serie larga de y confusa de números, y crear frustración en los usuarios. Un Plan de Marcación Uniforme permite que una persona que llama marque otro anexo interno en cualquier PBX en la red con un mínimo de dígitos, tal vez tres o cuatro
El sistema determina hacia donde enrutar la llamada, convierte los dígitos y selecciona la facilidad más adecuada, todo esto sin el conocimiento del usuario. En cuanto a lo que el usuario debe saber, la llamada podría haberse colocado en un anexo en el escritorio más próximo.
API 2004 51
Plan de Marcación Uniforme Capacidad de la red para usar un set números internos abreviado (anexos)
5XXX
PBX
7xxx
PBX
6xxx
PBX
Top Related