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1 SISTEMAS DE SEÑALIZACIÓN Contenido 1.- Concepto de señalización. 2.- Señalización de abonado. 3.- Señalización entre centrales. 4.- Señalización asociada al canal. 5.- Señalización ió por canal común. 6.- Señalización en telefonía IP. Última modificación: ió 7 de junio de 2010 Tema 4 de: TECNOLOGÍAS DE TRANSPORTE Edison Coimbra G. 1

2 1.- Concepto de señalización El término señalización se refiere al intercambio de señales que se realiza para establecer y controlar una conexión. Señalización en la PSTN Tradicionalmente, se ha dividido en dos tipos: Señalización ió de abonado Señalización entre centrales 2

3 2.- Señalización de abonado Conjunto de señales que intercambian el teléfono del usuario y la central local. En la PSTN se transmiten por el par de cobre del bucle del abonado. Tipo de señales de abonado: De estado. De teléfono a central: descuelga, cuelga. De central a teléfono: invitación a marcar, campanilla, tono de ocupado, etc. De dirección. ió Envío del número al que se llama. Proceso para generar una llamada Descuelga: Colgado: R R 200 Abonado llamador ~ ~ Tono de marcar Hz I DC 48 V R 1 k Marca el número 3

4 Marcación de número Pulsos Multitono DTMF Qué frecuencias se generan en un teléfono que usa señalización DTMF cuando se presiona el número 9? Qué número se representa con los tonos de 710 y 1209 Hz en el sistema DTMF? 4

5 Proceso para contestar una llamada Abonado llamado 48 V ~ Ring Tone 100 V AC, f = 20 Hz Sumados a los 48 V Acopla y suena el timbre Central envía tono de espera a llamador: Hz En caso de ocupado, Central envía tono Descuelga y comienza de ocupado a llamador: Hz la conversación Propiedades de la señalización de abonado Que sean idénticas i en cualquier red del mundo y sean sencillas para el abonado. 5

6 3.- Señalización entre centrales Es el conjunto de señales que intercambian las centrales telefónicas. Existen 2 modos diferentes de enviar señalización: por Canal Asociado y por Canal Común. Canal asociado. La señalización se transmite por los mismos canales que la señal de voz. Cada canal de voz tiene asociado su canal de señalización. Ejemplos de señalización asociada al canal: el Protocolo E&M y la Señalización E1 PCM 30+2 (Rec. G.732 del CCITT ). Canal común. La señalización se transmite por un canal diferente al de la señal de voz. Constituye una red independiente y especializada de señalización. Ejemplo de sistema de señalización por canal común: el más representativo es el Sistema de Señalización ió No. 7 (SS7). 6

7 4.- Señalización asociada al canal Protocolo de señalización E&M E&M (receive & transmit o Ear & Mouth) es una técnica que utiliza una señalización de corriente continua para indicar los cambios de estado en enlaces troncales, por ejemplo entre una central telefónica y un PBX. Existen 5variantesde señalización E&M, conocidos como tipo I, II, III, IV y V. En EE UU se usa el Tipo I y en el resto del mundo el Tipo V. E&M Utiliza 2 dos hilos de señalización: ió uno llamado E y otro M. 7

8 E&M en comunicación de datos La conexión de una PBX y un router IP utiliza señalización E&M tipo V a través de un enlace dedicado (Tie Line). Similar señalización se utiliza para la conexión entre 2 routers o Call Manager en VoIP. Señalización E1 PCM 30+2 El primer problema que surge cuando se plantea la transmisión digital conjunta de señales de varios usuarios (TDM-PCM) es cómo identificar el tramo de señal que corresponde a cada usuario y cuándo la información contenida en dicho tramo es válida. Solución: utilizar el canal 16 de las tramas PCM. Es decir, que además de transmitir el tráfico de usuario se envía la señalización asociada a cada canal de voz. La Recomendación G.732 emplea un esquema de señalización por canal asociado y se basa en la norma PCM

9 Esquema de la señalización E1 PCM 30+2 Formato que se repite cada trama par En la trama 0 (TR0) de la multitrama se envía el sincronismo de la multitrama. Para retransmitir alarmas El canal 0 es el canal de sincronismo. Se emplea para indicar al receptor el comienzo de la trama. El canal16 es el canal de señalización. Se emplea para transmitir información de señalización asociada a cada uno de los canales que llevan tráfico de usuario. La frecuencia de cambio de la información de señalización es baja, no es preciso enviar la información ió en cada trama. En su lugar, las tramas se agrupan en multitramas de 16 tramas. 9

10 Ejemplo Señalización E1 PCM 30+2 Pregunta.- En qué canal y trama se encuentra la información de señalización asociada al canal 31? Multitrama Trama 15 de la multitrama Canal 16 de la trama 15. Del canal 15 Del canal 31 10

11 Aplicación de señalización E1 PCM 30+2 Las PBX y los Call Manager (telefonía IP) pueden conectarse a la red telefónica (PSTN) y proveer hasta 30 canales de voz, utilizando la señalización asociada al canal E1 (CAS E1). Señalización T1 PCM 24 En EE.UU y Japón, la señalización asociada al canal se ha implementado de forma diferente. La señal multiplexada consta de 24 canales. En este caso, la señalización se implementa suprimiendo el bit menos significativo en todas las muestras de la trama sexta de acuerdo a una multitrama de 12 tramas. 11

12 5.- Señalización por canal común Para que una central se comunique con cualquier otra de la red telefónica, con la arquitectura asociada al canal E1 PCM la red de señalización sería muy compleja y cara, debido al gran número de enlaces que harían falta. Por esta razón, se opta por desplegar una red de señalización separada de la red de transporte de tráfico de usuario, lo que da lugar a la señalización por canal común. Se llama así porque el canal lleva información de varias comunicaciones, esto es, es un canal común. Ventajas: Ahorro de enlaces de abonado: se suprimen terminales de señalización asociados a cada abonado. Sin embargo, se incrementa el costo por la estructura de la señalización y por el software que gestiona dicha señalización. Extensión del vocabulario de señalización: toda nueva aplicación se traduce en la modificación del software encargado de gestionar la señalización. Explotación bidireccional de los circuitos. Ejemplo de sistema de señalización por canal común: el tipo más representativo es el Sistema de Señalización No. 7 (SS7). 12

13 Sistema de Señalización No. 7. SS7 SS7 es una red especializada en señalización, independiente y superpuesta a la red que presta el servicio de comunicación (telefonía básica, red inteligente, RDSI, redes ATM, redes móviles GSM). SS7 es una red de conmutación de mensajes, octetos o paquetes de longitud fija e igual a 8 bits. Estructura de SS7: Puntos de señalización. Son de 3 tipos: SSP intercambian paquetes de datos para: El control de dirección El establecimiento y control del enlace La gestión y mantenimiento de la red. SSP, STP y SCP. Son elementos de red que Enlaces (Links) de señalización SS7. Son canales bidireccionales de 56 ó 64 kbps. 13

14 Puntos de señalización SS7 SSP (Service Switching Point) Son las centrales telefónicas equipadas con software SS7 y con enlaces de terminación de la señalización. Conmutan llamadas. STP (Signal Transfer Point) Son conmutadores de paquetes. Reciben y enrutan mensajes de señalización hacia el destino adecuado. SCP (Signal Control Point) Concentran la inteligencia de la red SS7. Constituyen una base de datos de información de operación, mantenimiento y servicios suplementarios. La disponibilidad de esta red es crucial para el procesamiento de llamadas. Por esta razón, se construye utilizando una arquitectura redundante. Estos elementos, también forman parte de la Red Inteligente IN, que permite ofrecer múltiples servicios personalizados sobre la red telefónica pública, tanto fija como móvil, con un esquema de tarificación específico. 14

15 Arquitectura y capas de protocolo SS7 Inicio y fin de llamada en la red telefónica básica RTB Inicio, control y fin de llamada en la RDSI Basado en el modelo OSI. Se divide en 2 partes: Parte de usuarios (UP) Parte de transferencia de mensajes (MTP) Nivel de red. Enrutamiento de los mensajes SS7. Nivel de enlace. Control de errores y control de flujo. Provee un canal digital libre de errores. Nivel físico. Define características físicas, eléctricas y funcionales de los enlaces (multiplexación de canales de 64 kbps). Ejemplos: un canal E1 o BRI de RDSI. 15

16 Formatos de los mensajes de señalización SS7. Unidad d de señalización ió de relleno (FISU FISU). Se usa para enviar señales cuando no se transfieren mensajes, para facilitar la monitorización del enlace de transmisión. Unidad de señalización del estado del enlace (LSSU). Se usa para establecer y monitorear el enlace. Unidad de señalización de mensaje (MSU). Transporta los mensajes de los niveles superiores de un extremo al otro del enlace. 16

17 Establecimiento de una llamada con SS7 Conmutador de paquetes Ejemplo: un abonado de la Central A llama a otro de la Central B. Proceso: 1 El abonado A inicia la señalización de abonado con la Central A y envía el número del teléfono B. A 1 Central telefónica B 2 La Central A envía un mensaje de dirección inicial (IAM). Contiene el 4 número llamado y el llamante. Cuando el abonado B contesta, la Central B envía un mensaje de respuesta (ANM). Se inicia la conversación. 3 La Central B verifica que el abonado B puede hablar y envía un mensaje de direccionamiento completo (ACM). Se abre un canal de voz. 5 6 Cuando el abonado A cuelga, la Central A envía un mensaje de liberación (REL). La Central B confirma recepción enviando un mensaje de liberación de circuitos (RLC). Se cierra el canal de voz. 17

18 Establecimiento de una llamada con SS7 - Resumen 18

19 Ejemplo de llamada gratuita con la red SS7 Ejemplo: un abonado de la Central A hace una llamada gratuita (servicio 800 a otro de la Central B. Proceso: 1 El abonado A inicia la señalización de abonado con la Central A y envía el número La Central A, envía un mensaje de consulta a la base de datos SCP, para obtener el número real del número virtual La base de datos verifica y envía a la Central A, el número real correspondiente, Se produce el intercambio de mensajes de señalización entre ambas centrales (ver ejemplo anterior). 5 El abonado B (número real: y virtual: ) recibe la llamada. A él le tarifican. 19

20 6.- Señalización en telefonía IP Una red de servicios de VoIP necesita interactuar con la PSTN, por tanto, es necesario que la red VoIP hable el mismo idioma que el sistema SS7. El reto consiste en asegurarse que estas redes puedan emular el mismo desempeño que SS7 ofrece. Llamada entre 2 teléfonos IP a través de un Call Manager Solución de CISCO Sólo se produce señalización de abonado para el establecimiento de la comunicación. Se utiliza el protocolo de señalización SCCP (Skynny Client Control Protocol), que es de propiedad de CISCO. 20

21 Llamada de un teléfono IP hacia otro convencional de la PSTN. Soluciones de CISCO Llamada entre 2 teléfonos IP a través de la WAN. (SIP) Para la señalización de abonado (teléfono IP Call Manager), se utiliza el protocolo de señalización SCCP. Para la señalización entre el Call Manager y el Gateway de la PSTN se utiliza el protocolo de control de llamadas H.323. Fue creado para proveer de un mecanismo para el transporte de aplicaciones multimedia en LAN, pero ha evolucionado rápidamente para redes de VoIP. Es del ITU-T. Para la señalización entre los Call Manager se utiliza el protocolo de control de llamadas H.323. Para este caso también se utiliza el protocolo de inicio de sesión SIP (Session Initiation Protocol), que es un protocolo para VoIP y otras sesiones de texto y de multimedia. Es de IETF. FIN 21

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