! Tendencias en. ! Telefonía Digital! Aspectos de redes digitales! Redes telefónicas! Servicios Privados! Evaluación de sistemas

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1 ! Tendencias en Telecounicaciones! Telefonía Digital! Aspectos de redes digitales! Redes telefónicas! Servicios Privados! Evaluación de sisteas digitales " Fundaentos de ingeniería de tráfico ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 60 # Fundaentos de Ingeniería de tráfico Definiciones Unidades para edir el tráfico Calidad de servicio Aplicaciones En este capítulo ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 6 Page

2 Tráfico telefónico # Es el conjunto de llaadas telefónicas transportadas sobre un grupo de circuitos o troncales toando en cuenta el núero de llaadas y su duración. # El objetivo de la ingeniería de tráfico es el de proporcionar los étodos para deterinar la ejor relación costo-beneficio entre el equipo que se debe instalar y la calidad del servicio que se desea obtener. ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 6 Un ejeplo de aplicación Usuarios Líneas telefónicas Circuitos a otras centrales Red Telefónica N Central Telefónica Local M # La ingeniería de tráfico ayuda a establecer la relación adecuada entre el núero de circuitos (M) y el núero de usuarios (N) de la central de telefonía local. # Típicaente el núero de usuarios será ayor al de circuitos. ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 63 Page

3 # El tráfico se calcula con base en el núero de llaadas y su duración, ediante la siguiente operación: # A = l * t En donde: l: Núero de llaadas t : Duración en inutos por llaada # Para el cálculo copleto, el núero de llaadas y su duración se deben referir a un período de observación. Para la edición del tráfico existen varias unidades de ls cuales la ás utilizada es la que se conoce coo Erlang B. # Ejeplo: En una hora: l = 0 Llaadas t = 3 inutos por llaada Cóo se calcula el eltráfico? T = (0 x 3)/60 = 0.5 Erlangs ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 64 Porcentaje de ocupación de un circuito relativo a una ventana 60 inutos Cálculo de los Erlangs Porcentaje de ocupación de un circuito relativo a una ventana 60 inutos Erlang llaada de 60 inutos 60 llaada de inuto 50 % 0.5 Erlang llaada de 30 inutos 0 llaadas de 3 inutos c/u 5 % 0.5 Erlang llaada de 5 inutos 5 llaadas de 3 inutos c/u # Un Erlang de tráfico sobre un circuito significa la ocupación del 00% del tiepo de dicho circuito relativo a una referencia de tiepo. Por ejeplo si la referencia es de una hora entonces un Erlang significa una hora de ocupación o bien 60 inutos sobre un circuito. # Un circuito significa un trayecto sobre el cual solo puede existir una llaada al iso tiepo. Por lo tanto, por ejeplo en en una señal E existen 30 circuitos. # Para el cálculo del tráfico es iportante hacer la referencia a un período de observación. ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 65 Page 3

4 Hora pico # Hora pico: Se refiere al intervalo de 60 inutos en cual la intensidad de tráfico es ayor que en cualquier otro período de la isa duración. # En telefonía se caracterizan las fuentes y se definen horas pico dentro del día y horas pico dentro de la seana. # Estadísticas uestran que un teléfono residencial se utiliza entre un 5% y un 0% de la hora pico. Lo cual quiere decir una intensidad de tráfico entre 0.05 y 0. Erlangs. # Tabién que el tiepo proedio de duración de las llaadas está alrededor de los 3 y los 4 inutos. Lo que significa una o dos llaadas durante la hora pico. # El coportaiento de un teléfono residencial difiere de uno coercial y estas diferencias pueden ser aprovechadas para el diensionaiento y utilización de la red de telefonía. Intensidad de tráfico en Erlangs tiepo (hrs.) ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 66 Grado de servicio # Se define coo la probabilidad de que un abonado encuentre congestión a la hora pico. Siendo congestión el hecho de que todos los circuitos se encuentren ocupados. # Por ejeplo, un grado de servicio de 0.0 indica que de cada 00 abonados experientará congestión a la hora pico. # Se expresa con la letra p. Una notación típica es P0, que indica p=0.0. N troncales E de salida 00 llaadas de entrada MFAS/ NMFAS 5... FAS MFAS/ NMFAS 5... FAS llaada experienta congestión a la hora pico Se tiene un grado de servicio del % ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 67 Page 4

5 Fórulas de Erlang y Poisson Fórula de Poisson Fuente de tráfico infinita Igual densidad de tráfico por fuente Llaadas perdidas retenidas (LCH) P = En donde: e - A A x Fórula de Erlang B Fuente de tráfico infinita Igual densidad de tráfico por fuente Llaadas perdidas liberadas (LCC) å x = n x! P = n! å n A x = 0 P: Probabilidad de que las llaadas se pierdan o se retrasen debido a falta de circuito A: Cantidad de tráfico esperado, expresado en Erlangs n: El núero de canales x: Una variable que representa el núero de canales ocupados o fuentes n A x x! ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 68 Ejeplo de diensionaiento Tráfico ofrecido (Erlangs) Circuitos Tráfico transportado (Erlangs) Tráfico bloqueado (Erlangs) Porcentaje de bloqueo %.36% 9.63% 8.05% 6.63% 5.38% 4.9% 3.36%.58%.95%.44%.04% 0.74% 0.5% 0.35% 0.3% 0.5% 0.0% 0.06% 0.04% 0.0% 0.0% 0.0% 0.00% # Tráfico ofrecido: 30 Erlangs # Grado de servicio 0.0 # Circuitos? Segento de la tabla Erlang B ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 69 Page 5

6 Distintos Tipos de Sisteas # Sisteas con pérdidas (Loss systes) El tráfico en sobrecarga es rechazado y por lo tanto no es atendido. Por ejeplo, una central telefónica en la que todos sus circuitos de salida se encuentran ocupadas (congestión). # Sisteas con retardo (Delay systes) El tráfico en sobrecarga es puesto en una cola de espera y retrasado para después ser atendido. Por ejeplo, un conutador de paquetes de datos. # Sisteas con retardo y con pérdidas (Delay and loss systes) Es una cobinación de los dos casos anteriores. Tráfico ofrecido Tráfico atendido ASERCOM MR Derechos Reservados /0/0 Asesoría en Redes y Teleco u nicaciones S.A. de C.V. 70 Page 6

7 ANEXO A!Conutación Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. La Red Telefónica Central de Conutación Local Central Tande Red de Transporte Red de Acceso (Ultia Milla) Clientes Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. Page

8 Tipos de Centrales! Centrales Locales Son equipos de conutación a los cuales los clientes se conectan directaente. Se le llaa Central Local (CL) en español y Local Exchange (LE), Central Office (CO) o End Office (EO) en inglés.! Centrales Tande Son equipos de conutación que sirven para interconectar centrales locales y así hacer un uso ás eficiente de los recursos de transisión. Existen centrales Tande para el tráfico local y centrales tande para el tráfico de larga distancia. Central Tande Central Tande Centrales Locales Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 3 Conutación! Conutación Dentro del proceso de una llaada, es establecer y liberar las conexiones entre edios de transisión para que ésta suceda. La conutación digital iplica el uso de procesadores que controlen las funciones de conutación.! En telefonía existen centrales de conutación de dos tipos: Centrales locales. Centrales de tránsito (Tande).! Existen tres foras de realizar la conutación: Conutación por división en espacio (S). Conutación por división en tiepo (T). Cobinaciones de las dos anteriores (p.ej. TST) Colonia A (63) Colonia C (545) Conexiones Requeridas: > > Tande Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. Colonia B (63) Colonia D (546) 4 Page

9 Por qué conutar?! Conexión entre centrales sin central Tande! Conexión entre centrales con central Tande Tande Total de enlaces = 6 Total de enlaces = 4 = n(n-)/ : Núero de enlaces n : núero de centrales Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 5 Modelo General Equipo de conutación : Núero de entradas 3 3 : Núero de salidas! Decios que existe bloqueo cuando un usuario desea establecer una conexión y no existen circuitos de salida.! Por disponibilidad entendeos la probabilidad de que un usuario encuentre bloqueo. Si >, se tiene bloqueo (Blocing). Si =, no se tiene bloqueo (Nonblocing). Si <, no se tiene bloqueo (Nonblocing).! En el diensionaiento de centrales locales siepre es ayor que. Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 6 Page 3

10 Red de Conutación de Circuitos Abonados Central Local Central Local Abonados M K K 3 M K M 3 Extensiones M 5 Tánde Tánde K 4 K 5 M x : Grupo X de circuitos de abonado o extensiones K y : Grupo Y de circuitos de troncal entre centrales M 4 Extensiones M 6 PBX PBX Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 7 Conutación en Espacio entradas salidas N 3 N 3 N 3 Conutador en Espacio (Space Switch) N 3 N 3 N 3 Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 8 Page 4

11 Ipleentación de la lamatriz de Conutación salidas N 3 entradas N 3 N 3 Control Tot. Bits de control = log Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 9 Matriz de Conutación en Espacio! Matriz de conutación: Es el arreglo de puntos de cruce generados por las entradas y salidas.! El núero de puntos de cruce de la atriz es igual a x..! Se dice que se trata de una atriz cuadrada cuando =..! Se dice que se trata de una atriz rectangular cuando > o <..! La coplejidad de un conutador en espacio se ide por el núero de puntos de cruce y la cantidad de bits requeridos para el control. salidas entradas x Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 0 Page 5

12 Conutación en Espacio en Cascada ()! Una central con =00,000 circuitos requeriría = 0 0 puntos de cruce para conutar con una disponibilidad total (Nonblocing). Una anera de disinuír el núero de puntos de cruce, anteniendo una alta disponibilidad (tabién total) es ipleentar varias etapas de conutación por espacio en cascada. A continuación un ejeplo de un sistea de 3 etapas Nonblocing: Etapa Etapa Etapa 3 M entradas x atriz M/ M/ x M/ atriz M/ x atriz M salidas x atriz M/ M/ M/ x M/ atriz M/ x atriz M/ M/ atrices de x atrices de M/ x M/ M/ atrices de x Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. Conutación en Espacio en Cascada ()! Para el caso de tres etapas, teneos que el núero de puntos de cruce es de : C = M + (M/) ()! Para el caso anterior, si se cuple que = - () el sistea es estrictaente Nonblocing.! Charles Clos de los Bell Laboratories hace una aproxiación para un valor óptio de si M es ucho ayor que, la aproxiación es = (M/) / (3).! Sustituyendo () y (3) en (), obteneos: C opt = 4M((M) / - ) M C C para 3 etapas para etapa 8 7,680 6, ,488 6, , x 0 6 Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. Page 6

13 Conutación en Tiepo ! La conutación en tiepo se realiza sobre señales digitales.! El tren de inforación debe de estar estructurado en un forato de intervalos de tiepo o ranuras de tiepo (Tie Slots), p.ej. una señal E.! Al eleento que se encarga de la conutación en tiepo se le denoina (Tie Slot Interchanger).! Dentro del se realiza un proceso de escritura y lectura de la inforación por lo que se requieren eorias y de esto va a depender la capacidad de conutación en tiepo.! Las eorias se encuentran diseñadas en base al núero de canales o TS s de entrada y a la longitud en bits de las uestras (en PCM 8 bits).! El núero total de intervalos de entrada a un es y el de salida es.! La counicación es a 4 hilos por lo que el proceso de conutación se realiza en abos sentidos. Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 3 Funcionaiento del ! Meoria total requerida = * X + * Y bits! Máxio núero de canales soportados para sisteas PCM : c = 5/(* t c ) En donde t c es el tiepo del ciclo de eoria en icrosegundos Escritura cíclica en secuencia Meoria para TS s X bits por TS 3... Contador de Tie Slots 3 Lectura cíclica aleatoria Y bits por dirección 3... Meoria para control de lectura de TS s Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 4 Page 7

14 Conutación en Espacio y Tiepo! Para disinuir la coplejidad e increentar la capacidad de un equipo de conutación digital, se cobinan diversas etapas de conutación en espacio y en tiepo.! Ejeplos de arquitecturas de centrales digitales: 4ESS de ATT (TSSSST), 3EAX de NEC (SSTSS), DMS-00 de NORTEL (TSTS). entradas Troncales Digitales (E) de entrada Central Tánde salidas Troncales Digitales (E) de salida N N Ejeplo de conexiones Troncal (In), TS5 - Troncal N (Out), TS3 Troncal N (In), TS6 - Troncal (Out), TS7 Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 5 Conutación en Dos Diensiones (TS) N x N N N Coplejidad = N x + N B /00 En donde: N x : Núero de puntos de cruce en la etapa de espacio N B : Núero de bits de eoria Etapa de Tiepo Etapa de Espacio Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 6 Page 8

15 Conutador TST Etapa de Tiepo Etapa de Espacio Etapa de Tiepo M entradas M/ x M/ M salidas M/ M/ M : Núero total de canales de entrada y de salida (Tie Slots) : Canales (TS s) de entrada a un : Canales (TS s) de salida de un M/ : Núero de enlaces digitales de entrada, igual al núero de s en paralelo y tabién núero de entradas y salidas de la etapa de espacio Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 7 Conutador STS Etapa de Espacio Etapa de Tiepo Etapa de Espacio entradas x x salidas : En la etapa de espacio se refiere al núero de enlaces de entrada y en la etapa de tiepo al núero de canales de entrada por enlace (Tie Slots). : En la etapa de espacio se refiere al núero de enlaces de salida y en la etapa de tiepo al núero de canales de salida por enlace (Tie Slots). Asesoría en Redes y Telecounicaciones S.A. de C.V. 8 Page 9