Conmutación. Índice. Justificación y Definición. Tipos de Conmutación. Conmutación Telefónica. Red de Conexión y Unidad de Control

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1 Conmutación Autor: 1 Índice Justificación y Definición Tipos de Conmutación Conmutación Telefónica Red de Conexión y Unidad de Control Funciones de los equipos de Conmutación Tipos de conmutadores 2

2 Justificación: Evolución de las redes: conexión punto a punto; conexión de dispositivos a nodos que forman una red. Red de telecomunicación conmutada: aparece la conmutación Red de telecomunicación por difusión Definición de conmutación: Parte de la telecomunicación que estudia los sistemas que permiten establecer conexiones semipermanentes entre dos terminales cualesquiera enlazados al sistema Justificación y Definición Justificación y Definición 3 Tipos de Conmutación Tipos de Conmutación Conmutación de Circuitos Conmutación de Mensajes Conmutación de Paquetes Circuito Virtual Datagrama 4

3 Conmutación de Circuitos En un momento dado existe una ruta dedicada entre 2 terminales Composición de la ruta: secuencia de enlaces entre nodos Tipos de Conmutación En cada enlace se dedica un canal a la conexión Nodo = Central de conmutación Fases para llevar a cabo la conmutación: Fase de establecimiento Fase de Transferencia Fase de Desconexión La capacidad del canal está totalmente asignada aún cuando no haya transferencia de datos 5 Conmutación de Mensajes Tipos de Conmutación Se incorpora al mensaje la dirección de destino El mensaje para por la red nodo a nodo Recepción, almacenamiento y retransmisión del mensaje en cada nodo Nodo = Miniordenador No necesita una ruta dedicada entre terminales 6

4 Conmutación de Paquetes Combina las ventajas de las anteriores Transmisión de pequeños mensajes o paquetes Tamaño de paquetes normalizado: 128, 256 ó 512 Si mensaje>paquetes, el terminal divide el menaje en paquetes Método de envío de paquetes del terminal a su nodo: Datagrama Circuito Virtual Tipos de Conmutación 7 Datagrama Tipos de Conmutación Conmutación de Paquetes Cada paquete se trata independientemente Tratamiento análogo al de conmutación de mensajes Igual dirección de destino en los paquetes Los paquetes pueden seguir rutas distintas Los paquetes pueden llegar desordenados La reordenación de paquetes se realiza en el terminal de destino 8

5 Se establece una conexión lógica antes de transmitir Conexión permanente: circuito virtual permanente Ruta dedicada Ruta predeterminada para cada par de terminales Conexión transitoria Cada paquete contiene: Identificación de circuito virtual Información Circuito Virtual Tipos de Conmutación Conmutación de Paquetes 9 Circuito Virtual Tipos de Conmutación Conmutación de Paquetes Los paquetes se almacenan en cada nodo Los paquetes se aseguran a la cola de la línea de salida El nodo no realiza decisión de encaminamiento para cada paquete El nodo realiza una sola vez la decisión por cada conexión 10

6 Comparativa de Técnicas Tipos de Conmutación 11 Tipos de Conmutación Comparativa de Técnicas C. CIRCUITOS C. MENSAJES C. PAQUETES (DATAGRAMA) C. PAQUETES (CTO. VIRTUAL) Vía de transmisión dedicada Vía de transmisión no dedicada Transmisión transparente de información Transmisión de mensajes Transmisión de paquetes Adecuada para aplicaciones interactivas No adecuada para uso interactivo Adecuada para uso interactivo Mensajes no almacenados Almacenamiento de mensajes Almacenamiento de paquetes Ruta establecida para toda la comunicación Retardo de llamada Bloqueo por sobre carga No hay conversión de velocidad y código Ruta establecida para cada mensaje Retardo de transmisión Sobrecarga incrementa retardo Ruta establecida para cada paquete Conversión de velocidad y código Ruta establecida para toda la conmutación Retardo de llamada + Retardo de transmisión Bloqueo por sobre carga + Incremento del retardo Ancho de Banda fijo Ancho de Banda dinámico (Función del trafico) No hay caracteres de control una vez realizada la llamada Características de control en cada mensaje Características de control en cada paquete 12

7 Conmutación Telefónica Conmutación más implantada: conmutación de circuitos Nodo = central de conmutación Cursar diferentes clases de llamadas Proporcionar funciones básicas elementales El uso de centrales ahorra el número de conexiones Proceso de comunicación de 2 usuarios: Dialogo entre elementos de red. Señalización Tarificación Conmutación Telefónica 13 Conmutación Telefónica Las funciones auxiliares de la red son: Señalización + Tarificación = Inteligencia de red Funciones asignadas a las centrales Elementos básicos Red de Conexión Unidad de Control Conmutación Telefónica 14

8 Red de conexión y Unidad de Control Red de conexión + unidad de control Red de Conexión y Unidad de Control 15 Red de conexión: órganos y circuitos que constituyen el soporte físico de la comunicación Camino de conversación: camino formado cuando se han realizado todas las conexiones necesarias Definido por puntos de cruces (X) El camino de conversación no es único Red de Conexión y Unidad de Control Red de conexión y Unidad de Control 16

9 Etapas Red de Conexión y Unidad de Control: Red de Conexión Concentración Distribución Expansión 17 Conjunto de órganos y circuitos encargados de lograr el completo encaminamiento de las llamadas Realiza las funciones de mayor inteligencia Recibe e interpreta la información que le llega Información externa Unidad de Control Toda línea de abonado proporciona informaciones: realizar selecciones en la red de conexión Elabora órdenes hacia la red de conexión Red de Conexión y Unidad de Control: Unidad de Control Efectuar y/o deshacer puntos de cruce y determinar camino de conversación por llamada 18

10 Funciones Red de Conexión y Unidad de Control: Unidad de Control 19 Funciones Red de Conexión y Unidad de Control: Unidad de Control Completo encaminamiento de las llamadas Determinación de los puntos de cruce para una llamada Elaboración de órdenes hacia la red de conexión La función de control confía tareas a órganos muy especializados (procesadores) El número de los puntos de cruce y la posición de la unidad de control varía entre sistemas 20

11 Diferencias Red de Conexión y Unidad de Control Distinta complejidad de órganos y circuitos Los órganos de la unidad de control toman decisiones inteligentes Distinto número de órganos y circuitos Mayor en la red de conexión En la unidad de control solo están presentes durante el establecimiento y la liberación de la comunicación Los órganos de la red de conexión han de estar ocupados durante toda la comunicación Están ocupados más tiempo Son más numerosos 21 Sistemas Digitales Red de conexión digital Conmutación señales digitales MIC MDT (tren binario unidireccional) La red traslada el canal i del múltiplex n al canal j del múltiplex m. Cada MDT MIC transporta información vocal de un abonado o de un enlace Establecer una comunicación telefónica por una rede de conexión digital requiere una conexión completa en cada dirección MDT MIC europeo canales de 8 bits Trama de 125 µs e intervalo de canal : 3,9 µs Duración del bit : 488 ns Velocidad de transmisión: 2 Mb/s Sistemas Digitales: Red de conexión digital 22

12 Red de conexión digital Operaciones en la conmutación digital Conmutación espacial (Etapas S) Conmutación temporal (Etapas T) Sistemas Digitales: Red de conexión digital 23 Control de sistemas digitales Unidad de control electrónica con procesador/es Mayor potencia y velocidad de procesamiento de la información Seguridad del servicio Adaptabilidad a las necesidades del entorno telefónico y a las peticiones de los clientes Control por lógica cableada Sustituye tecnología electromecánica por electrónica Sin hardware ni software de funcionamiento. Control por programa cableado Programa de instrucciones en memoria muerta Sistemas Digitales: Control de sistemas digitales 24

13 Sistemas Digitales: Control por programa de almacenado (SPC) La unidad de control funciona obedeciendo instrucciones de programas almacenados en las memorias de los procesadores de la central Incorporación de procesadores a la unidad de control Incorporación de software a la unidad de control Técnicas de programación en tiempo real + técnicas propias Funcionalidad compleja Tiempos de respuesta inferiores a 1 s. Previsión automática de servicio por fallo de hardware y software El sistema permite ser modificado y mejorado en 20 años. 25 Sistemas Digitales: Control por programa de almacenado (SPC) Tratamiento de decenas de miles de entradas + procesamiento de varios miles de llamadas en paralelo Funciones de control en el tiempo de duración de una llamada Pocas operaciones de conmutación: establecer o liberar el camino de conversación Supervisión de la llamada (señalización que indica un cambios de estado de la conexión) 26

14 Sistemas Digitales: Control por programa de almacenado (SPC) Por su arquitectura interna los tipos de control SPC son: Control SPC centralizado o común Un solo procesador tiene acceso a todos los recursos y ejecuta todas las funciones Control SPC distribuido Un procesador accede a parte de los recursos y ejecuta parte de las funciones Control SPC semidistribuido Procesador central + Procesadores distribuidos 27 Tipos de Conmutadores Tipos de Conmutadores Conmutador Espacial o etapas S La transferencia de bits es instantánea Conmutador Temporal o etapas T Se pretende que se modifique el intervalo de tiempo de canal que le había sido asignado a la muestra No es instantánea Almacenamiento en memoria Redes de conexión digital introducen retarde en las señales 28

15 Conmutador Temporal o etapas T Consiste en una retención en memoria de la muestra a conmutar Está formada por: Conmutador Temporal Una memoria tampón Formada por 32 direcciones de memoria, una para cada canal de entrada Cada dirección consta de 8bits Una memoria de control Almacena direcciones de la memoria tampón Formada por 32 direcciones de memoria, una por cada canal saliente Cada dirección consta de 5 bits Un circuito lógico combinacional Tipos de Conmutadores Conmutador Temporal 29 Conmutador Temporal controlado por la salida Escritura secuencial en la memoria tampón La lectura está controlada por la memoria de control a través del Circuito Lógico Combinacional (CLC) Tipos de Conmutadores Conmutador Temporal Tipos de Conmutadores Temporales En la memoria de control la lectura es secuencial. La escritura se realiza desde el procesador central y es controlada por éste 30

16 Tipos de Conmutadores Temporales Conmutador Temporal controlado por la entrada La memoria de control es de escritura controlada por el procesador central y de lectura secuencial La memoria tampón es de escritura controlada y lectura secuencial El control está en la entrada de la memoria tampón Tipos de Conmutadores Conmutador Temporal 31 Conmutador Espacial Tipos de Conmutadores Conmutador Espacial Conmutador Espacial o etapas S Realiza transferencias de información entre MIC distintos manteniendo el intervalo de tiempo en el que se encuentra la muestra a conmutar Está formado por: Matriz espacial Multicontrolador electrónico con tantas entradas y salidas como MIC de entrada y salida haya Realiza puntos de cruce distintos para cada canal y en cada momento. Estos se accionan mediante la lectura de la memoria de control Memoria de control Formada por 32 direcciones de memoria, una por cada canal Divida en tantas zonas como MIC de entrada 32

17 Interconexión: Capacidad del sistema de conmutación para suministrar vía de comunicación entre abonados de una central dada. Supone un ahorro en el número de conexiones Control: Funciones de los Equipos de Conmutación Funciones de los equipos de conmutación La realizan un conjunto de órganos y circuitos que almacenan y procesan la información recibida en la central y controlan la red de conexión, estableciendo y liberando los distintos caminos de conversación 33 Supervisión: Supervisa continuamente las líneas de abonado y los enlaces por los que puede presentarse una llamada. El equipo de conmutación ha de supervisar los caminos de conversación que ya están establecidos a través de su red de conexión para proceder a su liberación o retención. Funciones de los Equipos de Conmutación Funciones de los equipos de conmutación Este control se lleva a cabo mediante exploraciones periódicas 34

18 Funciones de los Equipos de Conmutación Funciones de los equipos de conmutación Señalización con los terminales de abonado Señalización con otras centrales Almacenamiento y análisis de la información recibida Selección y conexión 35 Señalización con los terminales de abonado: Detectar que un abonado desea realizar una llamada Avisar al terminal de abonado: Tono de marcar: avisa al abonado llamante que puede marcar el número del abonado llamado Tono de llamada: indica al abonado llamante que se ha establecido la conexión Tono de ocupado: el abonado llamado no tiene línea libre Tono de información: hay congestión en la línea Tono de nivel muerto: el abonado llamado es inexistente Corriente de llamada: se envía para hacer sonar el terminal Funciones de los Equipos de Conmutación Funciones de los equipos de conmutación Recibir información de selección para establecer una conexión 36

19 Señalización con otras centrales: Detectar la toma de un enlace de llegada por la central distante: detectar una llamada entrante o de transito Provocar la toma de un enlace de llegada de la central distante, desde un enlace de salida de la propia central Recibir información de selección para establecer una conexión Transmitir información de selección para que la central distante establezca una conexión Funciones de los Equipos de Conmutación Funciones de los equipos de conmutación 37 Almacenamiento y análisis de la información recibida: Función de registro: Almacena en elementos de memoria la información recibida por una línea de abonado o en lace de llegada Selección y conexión: Funciones de los Equipos de Conmutación Funciones de los equipos de conmutación Proceso de buscar un camino libre entre los mucho posibles que pueden unir eléctricamente a los extremos y elegir uno de ellos 38

20 Explotación y mantenimiento: Es preciso que los sistemas de conmutación soporten un conjunto de funciones de operación, conservación, administración y tarificación que permitan la explotación racional y económica de la red Sincronización: Funciones de los Equipos de Conmutación Funciones de los equipos de conmutación Sincronización entre los diferentes sistemas de conmutación equipados en las centrales de la red Consiste en conseguir que todas las centrales digitales de la red trabajen en una señal básica idéntica 39 Temporización: Una vez que el sistema posee una señal de reloj han de generarse una gran variedad de tiempos de referencia Conmutación de paquetes: Cuando se desea realizar una red digital de servicios integrados (RDSI), es preciso que la central de conmutación admita la conexión de terminales de datos que requerirán que el sistema sea capaz de soportar funciones de conmutación de paquetes y no solo funciones de conmutación de circuitos Funciones de los Equipos de Conmutación Funciones de los equipos de conmutación 40

21 EJEMPLO DE CONMUTACIÓN Ejemplo de Conmutación Sea un conmutador SSS entradas y salidas. La primera etapa esta constituida por matrices de 60x80 puntos de cruce a) Represente gráficamente el conmutador b) Calcule pb para p=0,5, p=0,7, p=0,9 c) Compare el número de puntos correspondiente a un conmutador SSS no bloqueante N= nº de entradas/salidas totales n= nº de entradas de la matriz k= nº de salidas de la matriz 41 EJEMPLO DE CONMUTACIÓN 1ª etapa 3ª etapa 2ª etapa n x k (N/n) k x n x (N/n) Ejemplo de Conmutación N n x k k x n N n x k distribución (N/n) x (N/n) concentración k x n expansión 42

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