Estructura de la red. Redes telefónicas. Generalidades.

Transcripción

1 Redes telefónicas Estructura de la red Estructura de la red Generalidades Red urbana Extensión geográfica Unidades funcionales Ruta final Sectorización del territorio nacional Provincias telefónicas Regiones nodales Evolución de la estructura Nueva estructura de red Generalidades. Los elementos indispensables para establecer una comunicación telefónica son, por una parte, dos teléfonos alimentados por una fuente de energía de corriente continua, y, por otra, un medio conductor que los enlace eléctricamente y por el cual se propaguen de un teléfono a otro las pequeñas energías eléctricas que en ellos se producen. Este medio está constituido generalmente por un par de hilos de cobre al que se denomina par telefónico o simplemente par. Según lo anterior a cualquier persona le puede parecer suficiente establecer un medio conductor entre todos los abonados al servicio telefónico para conseguir la comunicación entre dos abonados cualesquiera, tal y como se muestra en la figura 1. Este procedimiento, que parece sencillo para un número reducido de abonados, no es posible prácticamente a medida que se eleva gradualmente el número de abonados, ya que el número de pares necesarios para interconectar un número determinado de abonados entre sí coincide con las combinaciones que se pueden hacer con dicho número de abonados, tomados dos a dos. Redes telefónicas 1

2 Grupo de Electromagnetismo Abonado Figura 1. Enlace básico entre abonados telefónicos. Así, el número de pares necesarios en el caso de tener M abonados sería M! Número de pares = 2! (M - 2)!, con lo que, si se pretenden enlazar entre sí 999 abonados el número de pares necesarios para interconectarlos sería de Es evidente la imposibilidad de conectar entre sí, de modo permanente, todos los aparatos telefónicos, puesto que unido a la dificultad técnica que ellos entraña, se añaden los aspectos técnicos y de calidad que supondría interconectar dos abonados muy distantes. Se recurre, por tanto, a crear unos puntos de concentración denominados centrales, en los que concurran los pares correspondientes a todos los abonados enclavados en un área geográfica, seleccionando e interconectando estos pares automáticamente en la forma y durante el tiempo que requiera la comunicación. Este nuevo procedimiento se ilustra en la figura 2. Abonado Central Local 2 Estructura de la red

3 Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones Figura 2. Conexión abonado-central. Podría pensarse entonces en conectar todas estas centrales entre sí, por medio de enlaces que facilitasen el establecimiento de comunicaciones entre dos abonados pertenecientes a centrales diferentes, convirtiéndose esta solución en impracticable cuando el número de centrales es elevado. Aparece así la necesidad de una central de superior categoría que se encargue de cursar el tráfico entre centrales de categoría inferior. Siguiendo el mismo razonamiento de manera sucesiva, surge el concepto de Red Jerárquica, definida como el conjunto de terminales de abonado y centrales unidas entre sí, de manera que cada una de ellas dependa de una y solo una de categoría inmediatamente superior, tal y como se muestra en la figura 3. Figura 3. Red jerárquica. Toda la Red Jerárquica está coronada por un conjunto de centrales de máxima categoría o centrales terciarias que están unidas entre sí. Red urbana. La estructura de la Red Nacional tiende a la configuración de la Red Jerárquica descrita, aunque consideraciones de tipo económico y de densidad telefónica Redes telefónicas 3

4 Grupo de Electromagnetismo obliguen, en algunos casos, a adoptar soluciones que permitan una mejor utilización de la red. Consideramos una población con un número de abonados lo suficientemente grande como para necesitar más de un punto de concentración. Siguiendo el mismo razonamiento que cuando se establece la Red Jerárquica, estas centrales deberán estar conectadas a una sola central de orden superior que permita la interconexión entre ellas o con otras de superior categoría. La práctica viene a demostrar que en este tipo de configuración, denominada Red Urbana Multicentral Simple, la conexión mencionada es insuficiente, dado el gran número de comunicaciones que se establecen entre las distintas centrales que pertenecen a la misma población. En este caso, además de la estructura que hemos establecido a través de la Red Jerárquica, se recurre a enlazar todas las centrales entre sí, facilitando la comunicación mediante una Red Complementaria, que está formada por enlaces directos entre las centrales que no están contemplados en la red jerárquica. La figura 4 muestra una Red Urbana Multicentral Simple adoptada con carácter más general. Figura 4. Red Urbana Multicentral Simple. La red así formada evita tránsitos innecesarios, permitiendo un mejor aprovechamiento de los enlaces que canalizan las comunicaciones interurbanas y un dimensionado más apropiado de la central de la que dependen las distintas centrales locales. Aún así, existen núcleos de población en los que el número de abonados y la extensión geográfica es tan grande que obliga a disponer de un número muy elevado de centrales. La interconexión entre todas esas centrales para adoptar la estructura de una Red Urbana Multicentral Simple lleva a las mismas consideraciones que se han hecho al justificar la necesidad de estructurar la red. 4 Estructura de la red

5 Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones En estos casos se adopta una estructura que denominada Red Urbana Multicentral Compuesta, como la mostrada en la figura 5. Se aprecia en esta red la existencia de una zona interior que se configura como una Red Urbana Multicentral Simple. Las centrales de la zona exterior se conectan por grupos a otras centrales primarias que, a su vez, se interconectan con todas las de la zona interior. De este modo quedan interconectadas las centrales de la zona exterior entre sí y con las centrales de la zona interior. Figura 5. Red Urbana Multicentral Compuesta. Es importante resaltar que las centrales primarias que facilitan el tránsito de las centrales locales de la zona exterior no cursan tráfico procedente de los abonados, sino el procedente de otra central. Extensión geográfica. Cada una de las centrales que constituyen la Red Jerárquica abarca una determinada extensión geográfica, tanto mayor cuanto mayor es la categoría de la central considerada. Las áreas geográficas asignadas a cada central se denominan, siguiendo la misma nomenclatura que ha servido para clasificar las distintas categorías de central, de la forma siguiente: Área local, o zona geográfica donde normalmente están situados los aparatos de abonado servidos por una central local. Excepcionalmente puede ocurrir que en esta zona existan abonados de otra central y que algunos de los abonados pertenecientes a la central en cuestión no estén situados en dicha zona. El área local coincide con el área urbana cuando la red urbana es unicentral. Redes telefónicas 5

6 Grupo de Electromagnetismo Área primaria, o conjunto de áreas locales de las centrales locales dependientes de una central primaria. Área secundaria de una central secundaria es el conjunto de áreas primarias que dependen de ella. Área terciaria, o conjunto de áreas secundarias que dependen de una central terciaria. Unidades funcionales. Las distintas categorías de central que permiten establecer la Red Jerárquica se definen a partir de la función principal que realizan, si bien una central de una determinada categoría puede, por motivos económicos y prácticos, realizar funciones de inferior categoría. Atendiendo a las funciones que realizan las centrales se pueden clasificar según los tipos definidos a continuación: Central terminal. Central que realiza directamente la conexión entre abonados pertenecientes a una o varias poblaciones, generalmente pequeñas. Depende de una central primaria situada en distinta población de aquella en la que se ubica la central terminal. Central urbana. Central que realiza directamente la conexión entre abonados pertenecientes a la misma población y que depende de una central primaria, o mayor, situada en la misma área urbana. Central de sector (CS). Central primaria a la que se conectan directamente abonados de su población y de la que dependen centrales locales situadas en poblaciones distintas. Central de tránsito sectorial (CTS). Central primaria a la que no se conectan directamente abonados y de la que dependen centrales locales situadas en distinta o en la misma población. Central automática interurbana (CAI). Central secundaria que cursa tráfico de tránsito procedente o destinado a las primarias que dependen de ella, sin limitaciones. Central nodal o central terciaria. Central terciaria. 6 Estructura de la red

7 Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones Central de tránsito internacional o central cuaternaria. Ruta final. Como ya se ha indicado, para establecer una comunicación entre dos abonados se necesita unir con un medio conductor a ambos, por lo que en un primer término será preciso enlazar físicamente o por radio las distintas centrales que configuren la red. Se denomina sección final a los enlaces que se establecen entre centrales para construir la Red Jerárquica. Según esta definición se pueden diferenciar los siguientes tipos de sección final: Línea de abonado, o enlace entre el abonado y la central local. Sección primaria, que se corresponde con el enlace entre la central local y la central primaria. Sección secundaria. Se denomina así al enlace de acceso a una central secundaria desde una central primaria. Sección terciaria, o enlace entre la central secundaria y la terciaria. Sección cuaternaria, que se corresponde con el enlace entre la tentral terciaria y la cuaternaria. Se denomina ruta final al conjunto de secciones finales que constituyen la conexión entre dos abonados cualesquiera a través de la Red Jerárquica. Sectorización de un territorio nacional. Las áreas urbanas se agrupan en conjuntos denominados sectores, cada uno de los cuales cubre una extensión geográfica determinada. El criterio para esta agrupación se basa en la comunidad de intereses y atracción que ejercen unos núcleos de población sobre otros, lo que tiene su correspondiente reflejo en el tráfico telefónico, habiéndose tenido en cuenta las áreas y subáreas comerciales definidas por el Atlas Comercial e Industrial de España. Redes telefónicas 7

8 Grupo de Electromagnetismo En todo caso, la determinación del número de sectores y de sus límites es siempre un compromiso entre diversas posibilidades existentes. Además de la información relativa a áreas y subáreas comerciales se tiene en cuenta la información disponible sobre el tráfico de los actuales centros y, en algunos casos, las características de la red existente y su aptitud para servir a una determinada delimitación mejor que a otras. El número de áreas urbanas que comprende cada sector es diferente de unos a otros. Se entiende, en efecto, que los grandes núcleos industriales o urbanos ejercen una atracción tan importante sobre otros núcleos de población pequeños, que los sectores que comprenden a aquellos son normalmente mucho más extensos que los demás. El número y delimitación de los sectores es revisable, aunque en principio pueden y deben considerarse fijos, a diferencia de lo que ocurre con las áreas locales, cuyo número y límites están sujetos a casi continuas variaciones. En cada sector, que está dividido en diversos distritos de tarificación, existe una central con función de tránsito, cuyo objeto es el de posibilitar las comunicaciones interurbanas de los abonados del sector, es decir, las comunicaciones entre los abonados de cualquier área urbana del sector y los de otra área urbana, perteneciente o no al mismo sector. Dicha central está emplazada en la cabecera del sector, que suele ser la población más importante del mismo. A la red de enlaces entre esta central y las centrales que dependen de ella se le llama red sectorial, excluyéndose los enlaces desde las centrales del área urbana correspondiente a la cabecera del sector, en caso de ser una área pluricentral, que se consideran formando parte de la red urbana. Normalmente la central que ejerce la función de tránsito propia del sector es, a la vez, una central con abonados, tratándose por tanto de centrales preparadas para ejercer una doble función: establecer comunicaciones urbanas de sus propios abonados y actuar como central de tránsito para posibilitar las comunicaciones interurbanas de los abonados de todo el sector, sea cual sea el área urbana a que pertenecen. A pesar de ello, en algún caso puede resultar conveniente separar las dos funciones en dos centrales diferentes. La estructura que resulta para la red sectorial puede seguir tres modelos típicos, a saber: 1. Sector constituido por áreas urbanas monocentrales. En este caso la cabecera de sector es normalmente la población más importante del sector. La central correspondiente asume el doble papel de central urbana y central de tránsito sectorial, denominándose a la misma central de sector. A las restantes centrales correspondientes a las otras áreas locales o áreas 8 Estructura de la red

9 Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones urbanas monocentrales del sector se les llama centrales terminales, disponiendo todas ellas de un enlace con la central de sector. 2. Sector en el que existe una área multicentral simple. Normalmente habrá en el sector una sola área urbana de esta clase que será la que se escoja como cabecera del sector. Una de las centrales urbanas de esta área desempeñará a la vez la función de tránsito, actuando, por tanto, como central de sector. Las demás centrales de la misma área son centrales urbanas. A las centrales de las restantes áreas urbanas o monocentrales del sector se les denomina centrales terminales. Si en el sector hubiera otra área urbana multicentral, cada una de las centrales de la misma tendría enlaces directos con la central de sector, como si se tratara de centrales terminales, independientemente de que tengan enlaces entre sí, como es propio de las áreas urbanas multicentrales. Para el tráfico interurbano los abonados de cada central se conectarán en ella con enlaces a, o de, la central de sector. 3. Sector en el que existe una área multicentral compuesta. Esta área asumirá el papel de cabecera de sector, realizándose en este caso el tránsito sectorial en una central exclusivamente de tránsito, sin abonados. En ciertos casos, el tráfico interurbano del sector es tan fuerte que, aun no teniendo abonados, una central única sería excesivamente grande y se recurre, por razones prácticas o económicas, a escindirla en dos o más centrales situadas en puntos relativamente alejados dentro de la población. En definitiva, en la estructura del sector existen o pueden existir, en el caso más completo, los siguientes tipos de centrales: Centrales terminales urbanas, si bien tienen enlaces con la central de sector o con la central de tránsito sectorial. Las centrales terminales conectan líneas de abonado entre sí, o bien líneas de abonado con enlaces. Centrales urbanas ordinarias de área multicentral, que tienen enlaces con la central de sector o con la central de tránsito sectorial. Tienen también enlaces con todas las restantes centrales de la propia área urbana multicentral, excepto con las dependientes de una tándem. Conectan líneas de abonado entre sí o líneas de abonado con enlaces. Centrales tándem urbanas. Son centrales de tránsito urbano, sin abonados. Encaminan el tráfico interurbano de las centrales urbanas que dependen de Redes telefónicas 9

10 Grupo de Electromagnetismo ellas hacia y desde la central de tránsito interurbano. Tienen enlaces con las centrales urbanas dependientes de ellas, con las restantes centrales tándem, con las centrales urbanas ordinarias de la propia área multicentral y con las centrales de tránsito interurbano emplazadas en la propia área geográfica. Central de sector, que tiene una doble función como central de abonado y central de tránsito. Conecta abonados entre sí, abonados con enlaces o enlaces entre sí. Puede corresponder a una área monocentral o pluricentral, si bien, en cualquiera de los casos tiene enlaces con todas las centrales terminales del sector y con todas las demás centrales urbanas de la misma área urbana. Si hubiese en el sector una área urbana pluricentral distante de la cabecera de sector, la central de sector ha de tener enlaces con todas las centrales de dicha área. Central de tránsito sectorial, que conecta únicamente enlaces con enlaces. Tiene enlaces con todas las centrales del área urbana en que se ubica, excepto con las centrales urbanas dependientes de una tándem que pudieran existir, o de cualquier otra área pluricentral que pueda existir en el sector y con todas las centrales terminales del mismo. Esta central puede hacer de central automática interurbana y de central nodal, dándose en cada caso el nombre correspondiente a la función de mayor categoría de las que ejerce. En torno a las poblaciones muy importantes que son cabeceras de provincia, y que suelen serlo de región, hay una cierta imprecisión en la nomenclatura que puede usarse para definir la estructura del sector o de los sectores que tienen también su cabecera en ellas. En cualquier caso, la estructura es única. Provincias telefónicas. Los distintos sectores en que se haya dividido un territorio nacional se agrupan en conjuntos llamados provincias telefónicas, denominación que se justifica por el hecho de que la agrupación se hace procurando que los límites coincidan con los de las provincias administrativas siempre que no haya razones de comunidad de intereses (o de corrientes de tráfico) que justifiquen una variación de tales límites. De hecho, hay dos modos de producirse discrepancias entre los límites de la provincia telefónica y los de la provincia administrativa. Primero, porque estando formadas las provincias telefónicas por agrupación de sectores ocurra que estos incluyan localidades de dos provincias administrativas; y segundo, porque ciertos sectores, a pesar de estar constituidos por poblaciones correspondientes a una 10 Estructura de la red

11 Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones determinada provincia administrativa, tienen corrientes de tráfico hacia la capital de otra provincia vecina, o hacia una población importante distinta de la capital mucho más fuerte que las existentes hacia la capital de la propia provincia administrativa. La extensión y el número de sectores que forman cada provincia telefónica es muy variable. Para las comunicaciones entre los sectores que agrupan cada provincia telefónica se precisa una central automática interurbana que, a su vez, se encarga de encaminar el tráfico procedente del o dirigido al exterior de la misma. A diferencia de las centrales terminales y las de sector, las centrales automáticas interurbanas son siempre de tránsito, sin abonados conectados a ellas. Dentro de la provincia la central automática interurbana se ubica normalmente en la población más importante, que a su vez es cabecera de uno de los sectores que integran la provincia. En tal caso, la central automática interurbana hace a la vez de central de tránsito sectorial. Todas las centrales urbanas de la propia población, así como las tándem urbanas, en caso de existir, han de tener enlaces a esta central de tránsito, excepción hecha de las centrales urbanas dependientes de una tándem. También han de tener enlaces con ella todas las centrales de sector o centrales de tránsito sectorial de la propia provincia. En las poblaciones muy grandes el fuerte tráfico interurbano hacia otras provincias que en ellas termina o se origina, al que se suma el que ha de cursarse en tránsito, puede requerir una central automática interurbana de tal capacidad que su realización no resulte práctica o económica, recurriéndose entonces a distribuir los equipos o las funciones de esa central entre varios emplazamientos. Como resultado de ello han aparecido centrales con funciones diferentes, destinadas a enlazar los sectores exclusivamente con la cabecera de la provincia telefónica, o a servir únicamente determinadas rutas interurbanas por dificultades prácticas de señalización, por conveniencia de aprovechar material existente o por cualquier otra circunstancia. Sin embargo, lo normal es que cada una de ellas realice todas las funciones de la central automática interurbana, referidas sólo a una parte de los abonados de la provincia telefónica original, en cuyo caso se habla de la creación de una o varias provincias telefónicas nuevas. Regiones nodales. Las distintas provincias telefónicas se agrupan en regiones nodales que vienen a coincidir a groso modo con divisiones geográficas diferenciadas por tradición y costumbre. Para la comunicación entre los distritos de una región, así como para el encaminamiento del tráfico procedente de o dirigido a otras regiones, se precisa de una central nodal, que es siempre central de tránsito puro. Se ubica en una Redes telefónicas 11

12 Grupo de Electromagnetismo población importante, que suele ser capital de provincia telefónica, y la misma central suele hacer la función de central regional y de central automática interurbana, pudiendo eventualmente hacer de central de tránsito sectorial. Todas las centrales automáticas interurbanas de las provincias telefónicas comprendidas en la región tienen enlaces con la central nodal. Por otra parte, todas las centrales nodales tienen enlaces entre sí. Las consideraciones relativas a la conveniencia o no de desdoblar en varia ubicadas en la misma población las centrales automáticas interurbanas y las de tránsito sectorial se aplican también a las centrales nodales. Evolución de la estructura La estructura de la red telefónica en España estaba formada por seis áreas terciarias, cincuenta áreas secundarias y cuatrocientas veintisiete áreas primarias, cada una de las cuales atendía entre dos mil y vente mil abonados. La estructura anterior se vio modificada al incorporarse sistemas digitales que aportaron numerosas ventajas a la red, entre las que destacar las siguientes: aparición de equipos de conmutación digitales, más fáciles de gestionar y ampliar, con menores costes de mantenimiento y que facilitan la aparición de nuevos servicios; aparición de técnicas de transmisión basadas en la multiplexación en el tiempo, en sustitución de la multiplexación en frecuencia, lo que lleva a comenzar a sustituir el cable coaxial por la fibra óptica, con el consiguiente aumento en las velocidades de transmisión La red a crear debe tener en cuenta la red existente y facilitar la interconexión de ambas redes, así como aprovechar al máximo lo ya instalado, por lo que la estructura inicial de la red digital establecía, al menos, la existencia de una central autónoma como cabecera digital a nivel provincial. Dicha central debía proporcionar interconexión con otras así como servir de punto de conexión a los elementos remotos digitales y ofrecer soporte de aplicaciones que precisasen una central digital (Red Ibercom o RDSI 1 ). Se crean centrales autónomas digitales en las áreas urbanas para sustituir a las analógicas poco a poco y se instalan elementos remotos digitales para impedir el crecimiento de la red analógica. En las áreas urbanas se emplean equipos remotos de conmutación y multiplexación. Respecto a los medios de transmisión, en las ciudades se adopta la decisión de instalar anillos de fibra óptica. En la figura 6 se esquematiza la evolución hacia esta nueva estructura de red. 1 RDSI: Red Digital de Servicios Integrados. 12 Estructura de la red

13 Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones Figura 6. Evolución hacia la nueva estructura de red Nueva estructura de la red. La nueva arquitectura consta sólo de dos niveles: nivel de acceso (centrales autónomas y remotas) y nivel de tránsito (centrales nodales). Las características fundamentales de esta nueva arquitectura son las siguientes: En la red de tránsito al eliminar los conceptos de central secundaria y terciaria se reducen dos niveles a uno (central nodal). En cada área nodal, constituida por dos centrales nodales se conectan las centrales autónomas digitales. Todos los nodos están interconectados entre si (malla). Existen 25 en total lo que equivale a 50 provincias telefónicas. En el área provincial desaparece la central primaria y aparece la central autónoma, a la que se conectan los centros remotos que sustituyen a las centrales locales de abonado. Todas las centrales autónomas se interconectan entre si dentro de la misma provincia. En las áreas urbanas se contempla la existencia de abonados RDSI. El tráfico internacional se cursa a través de las centrales nodales, cada una de ellas conectada a dos centrales internacionales. Las centrales autónomas mantienen conexión con las dos centrales nodales de su área nodal y, si fuese necesario, las centrales autónomas pueden establecer enlaces directos con la central internacional. El encaminamiento en la red nodal no es jerárquico, basándose en la elección secuencial de rutas. Además del acceso a la telefonía internacional se contempla el acceso desde las centrales nodales a la red móvil, a la red inteligente y a redes de conmutación de paquetes. Redes telefónicas 13