Sistemas Troncalizados Digitales

Transcripción

1 Sistemas Troncalizados Digitales

2 Agenda Introducción n a Sistemas Troncalizados Comparación n entre sistemas analógicos y digitales Situación n actual de la tecnología Una vista al futuro

3 SISTEMAS 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)

4 CONCEPTO DE TRONCALIZACIÓN Banco Convencional Banco Troncalizado Caja 1 Caja 2 Caja 3 Caja 4 Caja 1 Caja 2 Caja 3 Caja 4 Usuario 1 Usuario 2 Usuario 6 Usuario 4 Usuario 3 Usuario 2 Usuario 1 Usuario 3 Usuario 4 Usuario 5 Usuario 5 Usuario 6 Problemas: Cajas vacías as Cajas con muchos usuarios Uso ineficiente de los recursos La falla de un recurso ocasiona usuarios sin servicio Soluciones: Mejor uso de los recursos Una sola cola (se puede implementar prioridad) La falla de un recurso es transparente a los usuarios

5 Servicios de Voz Voz: Llamada de grupo Llamada individual Llamada telefónica Llamada de alerta Modo claro y encriptado

6 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 muestrear ear (8 KHz) ) => Muestrear cada 125 μseg Si se usan 8 bits son => 256 Niveles => 8 bits por muestra x muestras por segundo = 64 kbps

7 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 VOCODER DECODER 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

8 PROCESO DE DIGITALIZACION

9 PROCESO DE DIGITALIZACION

10 Calidad del Audio

11 DAQ Percepción de audio recibido 1 No entendible 2 Entendible con considerable esfuerzo, Frecuentes repeticiones 3 Entendible con poco esfuerzo, Se requiere repetición n ocasional 3.4 Entendible con repetición n solo en raras ocasiones, algo de ruido/distorsión 4 Fácilmente entendible, Ruido/distorsión n ocasional 4.5 Fácilmente entendible, Ruido/distorci distorción nada frecuente 5 Fácilmente entendible

12 CALIDAD vs. COBERTURA Digital Analógico

13 ENCRIPCIÓN YA QUE LA VOZ ES CONVERTIDA A DIGITAL, ESTA SE PUEDE ALTERAR DE TAL MANERA QUE NO SEA POSIBLE PARA TERCEROS ESCUCHARLA K K Algoritmo de Encripción Algoritmo de De-encripci encripción

14 MODOS DE ENCRIPCION EN LA ECRIPCION E2E LA INFRAESTRUCTURA NO ESTA INVOLUCRADA LA ENCRIPCION DE LA INTERFAZ DE AIRE PUEDE SER TIPO 1: MODO CLARO TIPO 2: ESTATICA (LA LLAVE NO CAMBIA) TIPO 3: DINAMICA (LA LLAVE CAMBIA EN CADA TRANSMISION)

15 Migración De Sistemas Analógicos hacia la nueva Tecnología a Digital Pautas generales para Migración Plataforma existente y posibilidades de migración n hacia tecnología digital. Reuso al máximo m de equipamiento y suscriptores Uso privado o comercial Perfil del usuario uso primordial de despacho o de interconexión telefónica Disponibilidad de frecuencias Área de Cobertura deseada. Sitios adicionales. Obras civiles Enlaces de microondas adicionales. Posibilidad de interconexión n e interoperabilidad con sistemas de terceros existentes en la zona Regulaciones locales sobre la materia

16 Temas a Considerar Como la nueva tecnología a digital mejora mi situación n actual? Cual es el costo de la nueva tecnología? Que capacidades técnicas t me ofrece? Puedo realizar una migración n progresiva a la nueva tecnología Que bandas de frecuencia están n disponibles? La tecnología a ha sido extensamente probada o se encuentra en desarrollo? Que capacidades de soporte y servicio me ofrece el suplidor?

17 Estándares Digitales APCO-25 (Estándar Americano) Patrocinado por la Asociación n de Representantes de las Comunicaciones de Seguridad Pública P (Association( of Public Safety Communications Officers) El desarrollo de funciones está dirigido al sector de seguridad públicap TETRA (Estandarizado por ETSI en Europa) El espectro Europeo entre 380 y 400 MHz se aprueba para su uso en Seguridad Pública. P Para sistemas comerciales el espectro entre 410 y 430 MHz Inicialmente pensado para uso en Seguridad Pública, P luego se amplia a uso comercial.

18 Principales miembros de APCO APCO Project 25 Steering Committee National Association of State Telecommunications Directors (NASTD) U.S. Department of Defense National Communications System (NCS) National Security Agency National Telecommunications and Information Administration (NTIA) The Telecommunications Industry Association (TIA) Fabricantes de Telecomunicaciones Usuarios, asociaciones y agencias de gobierno a nivel mundial

19 Objetivos de APCO Aumentar eficiencia espectral Libre competencia a través s de arquitectura abierta Permitir comunicaciones efectivas inter-departamentales Compatible con equipo existente analógicos, convencionales y troncalizados y equipos de alta potencia Adopción n de la norma sin cambios de frecuencia

20 Qué es TETRA? Terrestrial Trunked Radio: Nuevo estándar digital europeo para la comunicación n radial a dos víasv Siguiendo el éxito de GSM Impulsa un ambiente multi-vendedor Patrocinado por TETRA MOU - grupo de 58 usuarios finales, organizaciones, fabricantes y otros La infraestructura TETRA provee multiservicios integrando despacho, comunicación n de grupos, telefonía y datos Ven a mi oficina Reunión para revisar el plan de negocios ha comezado

21 Objetivos de TETRA Aumentar eficiencia espectral Libre competencia a través s de arquitectura abierta Superior capacidad de voz y datos Cumplimento con requerimientos y normas espectrales europeas Cumplimiento con requerimientos comerciales y de seguridad públicap

22 Interfaces Estándar APCO y TETRA 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) = Posible futura actividad Estación Base Estación Base Estación Base Gestor de red Gateway Controlador Terminal de Administracion Interfaz inter- sistema NODO CENTRAL 8 PSTN/ISDN PABX/PDN ISDN Despachador con línea remota OTRO NODO CENTRAL

23

24 Comparación de la Tecnología APCO P25 FDMA (2-slot TDMA en próxima fase) Canales de 12.5 khz (6.25e en próxima fase) Vocoder IMBE 2 canales de 12.5kHz en 25kHz (4 en el futuro) Sin restricciones entre Tx y Rx Estaciones base de 125 watt Portátiles de 6 watt, móviles de 110 watt Menos sitios para cobertura La cobertura es comparada a los sistemas analógicos Mutual Aid digital y analógico Soporte para subsistemas convencionales y troncalizados Voz y datos integrados a 9600 bps 96kbps High Performance Data No autenticación (futuro) No encripción de la interfaz de aire (futuro) Encripción E2E de radio a radio y con la consola Estándar abierto Interconexión telefónica semi-duplex Tecnología Madura TETRA TDMA Canales de 25 khz Vocoder ACELP 4 Timeslots por canal de 25kHz Separación fija 45MHz entre Tx y RX Estación base de 25 watt Portátiles de 1 watt, móviles de 3 watt Mas sitios requeridos para cobertura Cobertura por sitio menor que en sistemas analógicos Solo digital Solo opera en Troncalizado Voz y datos integrados a 7200 bps Multi-slot packet data a 28.8 kbps Autenticación mutua Encripción de la interfaz de aire (TEA1, 2 & 3) Encripción de extremo a extremo de radio a radio solamente Estándar abierto Interconexión telefónica Full-duplex Tecnología Nueva

25 Bandas de Operación TETRA MHz para Seguridad PúblicaP MHz para uso civil/comercial MHz para uso civil/comercial / / MHz para Seguridad PúblicaP / / MHz para uso civil/comercial APCO VHF ( MHz) UHF ( MHz) Banda de 800 MHz ( MHz)

26 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.

27 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

28 Por qué queremos usar IP? Crecimiento A Través de Convergencia Campo de Informática Acceso a Internet Acceso a Intranet Aplicaciones Comerciales Acceso a Base de Datos Comunicaciones Móviles Inalámbricas Llamada de Grupo Llamada de Despacho Llamada Telefónica Transmisión de Datos Servicios Multimedia Captura de Imágenes Video en Demanda Captura de Datos Telecomunicaciones Fijas Servicio Telefónico (PBX) Integración de Computación y Telefonía (CTI) Servicio Suplementario

29

30 TETRA 2 Mejoras en la codificación de la voz AMR: Adaptive Multiple Rate a 4.75 kbps ha sido escogido MELPe: Mixed Exitation Liner Predictive, enhanced a 2400 bit/s. Usado por la OTAN, el STANAG 4591 es mas resistente al ruido pero tiene mayor Retardo

31 TETRA 2 Mejoras en la interfaz de Aire Extensión de Rango en Modo Troncalizado de 58 a 83 km Se modifican las tramas y los tiempos de guarda

32 TETRA 2 TEDS: TETRA Enhanced Data Service Mayor ancho de banda para transmisión de datos Canales de 25, y 150 KHz Compatible con TETRA 1 Velocidades de hasta 500 Kbits/s

33 APCO 25 Fase II Mayor eficiencia espectral FDMA + TDMA para 4 a 1 Se llama 6.25 KHz equivalente Es compatible con FDMA de la Fase I Se puede tener canales Fase II y Fase I en el mismo sitio Se mantiene la misma área de cobertura Enh Ph 1 Cch 12.5kHz Full Rate Ph 1 Voice 12.5kHz V1 V2 12.5kHz Ph 1 Data 12.5kHz V1 V2 V1 12.5kHz

34 APCO 25 Fase 2 Mayor ancho de Banda para datos HSD 230 kbps (50 KHz) Permitirá ampliar al rango de aplicaciones

35 APCO 25 Fase 2 Mejoras en la Seguridad En la Encripción del Aire (Mas algoritmos) En la Autenticación de los Suscriptores

36 CONVERGENCIA Y SEAMLESS MOBILITY