3. CONMUTACION Y CONTROL DE LA CONMUTACIÓN

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1 3. CONMUTACION Y CONTROL DE LA CONMUTACIÓN 3.1 INTRODUCCION QUE ENTENDEMOS POR CONMUTACIÓN Una respuesta a esta pregunta podría ser la instalación de una conexión entre dos suscriptores de líneas telefónicas donde ellos puedan hablar uno al otro. La ITU-T define la conmutación como el establecimiento bajo demanda de una conexión individual de entrada a una de salida, tan larga como sea requerida para la transferencia de la información. Hoy la palabra información no solo denota la voz que escuchamos en nuestro receptor telefónico sino que incorpora todos los tipos de información de los servicios de telecomunicaciones. Antes un operador interconectaba a los dos suscriptores mediante una conexión de la red. En nuestros días los equipos de conmutación deben ser capaces de dar mayores servicios incluyendo una alta calidad de audio, video, comunicación entre LANs, transferencia de gran número de archivos y servicios interactivos basados sobre redes de cable para TV, esta información así como por ejemplo la información de señalización debe ser conmutada. El número de técnicas de conmutación en las redes públicas ha aumentado en años recientes. Al comienzo teníamos solo la conmutación de circuitos, la cual era sugerible para servicios isócronos tales como la telefonía. Cuando los suscriptores demandaron mejor utilización de la capacidad de transmisión y gran ancho de banda, otras técnicas emergieron. Como resultado de requerimientos para comunicaciones de datos, la conmutación de circuitos tuvo un suplemento en los años 70s con la aparición de la técnica de conmutación de paquetes. Hoy tenemos además otras técnicas como Frame Relay, y dos tipos de conmutación de celdas : ATM y DQDB. El origen de Frame Relay y las técnicas de conmutación por celdas se desarrollaron a partir de la conmutación de paquetes. Redes de negocios pueden usar otras técnicas conmutación de paquetes distribuidos, ejemplo Ethernet, Token Ring y la interfaz de datos distribuida de fibra FDI estándar. Elementos de conmutación controlables han sido introducidos en las redes de transmisión, conexiones digitales y ahora reemplazan la distribución de Frames con multiplexores digitales. Las conexiones digitales se distinguen de los equipos tradicionales para conmutar llamadas en que los tradicionales no podían ser controlados por la señalización del suscriptor sino controlados remotamente por el operador de red REQUERIMIENTOS PARA CONMUTACIÓN Los desarrollos en el área de la conmutación están conducidos por unos factores básicos: Accesibilidad o habilidad para establecer las conexiones deseadas. Transparencia

2 Economía de red. Los requerimientos para ser habilitada y establecer la conexión deseada tienen algunos aspectos. Si la capacidad red de conmutación es infradimensionada podría resultar congestiones en la red implicando que la planeación de la red fue inadecuada. Los equipos de conmutación deben tener un alto nivel de disponibilidad, un factor que depende la arquitectura del sistema y el equipamiento de software de los equipos. La explosión de servicios y la tendencia a transmitir una gran cantidad de información a través de la red, trae consigo unos requerimientos para la transparencia de la red en años recientes. Una buena transparencia significa que los retardos a través del equipo de conmutación son mínimos y que el flujo de información no es distorsionado en cualquier forma y el ancho de banda de conmutación puede igualar los requerimientos del servicio. Los requerimientos para una buena economía de red son aplicados especialmente a la capacidad del equipamiento de conmutación a tomar y multiplexar tráfico que consista de paquetes. La técnica de modo de paquetes es una consecuencia del requerimiento del uso eficaz en las líneas telefónicas, esta técnica puede además ser usada para integrar servicios. Por ejemplo ATM habilita transmisión integrada y conmutación integrada. 3.2 HISTORIA SISTEMAS MANUALES En la infancia de la telefonía el intercambio telefónico era realizado por un operador de conmutación de tipo manual. El primer intercambio manual fue realizado en New Haven USA en El operador recibía las llamadas y las conmutaba manualmente al suscriptor, cuando la llamada se completaba el operador liberaba la conexión. El operador era el sistema de control de esta era SISTEMAS ELECTROMECÁNICOS En los años siguientes el intercambio manual fue reemplazado por los sistemas de conmutación electromecánicos automáticos. Estos sistemas requerían de mayor mantenimiento y su impacto fue positivo reduciendo el número de operadores. Estos sistemas incrementaron la capacidad de tráfico a bajo costo preparando la forma de continuar la rápida expansión de las redes de telecomunicaciones. Almon B Strowger, Kansas City, USA, es recordado como el padre de la conmutación automática. En 1889 él patento su red telefónica de intercambio telefónico, desde entonces el nombre Strowger ha sido asociado con el selector de pasos que fue parte de esta idea. Los desarrollos sucesivos siguieron en dirección de sistemas de control de registros en los cuales la información del número no la realizaba directamente el selector de control de instalación por pasos sino que primero se recibía y se analizaba en un registro. Una de las funciones de este registro era seleccionar alternativamente las llamadas a conmutarse, lo cual significaba un uso mas eficiente de la red. Ejemplos de estos sistemas controlados por registros son: el selector de línea 500 (1923) y el sistema crossbar (1937).

3 3.2.3 SISTEMAS DIGITALES CONTROLADOS POR COMPUTADOR INTERCAMBIO TELEFÓNICO A la vez que las transmisiones mejoraron, los sistemas de conmutación continuaron desarrollándose contribuyendo a una economía total. Una técnica para conexiones a redes larga distancia fue introducida mediante FDM. Esta técnica fue desarrollada alrededor de 1910 pero solo implementada hasta 1950 cuando 1000 canales fueron transferidos por el mismo cable (cable coaxial). La multiplexación digital basada en PCM fue introducida alrededor de 1970, hizo a las redes de transmisión menos costosas y con mayor calidad en las transmisiones. Los costos fueron reducidos cuando los conmutadores de grupo digitales fueron combinados con sistemas de transmisión digital eliminando la necesidad de muchos conversores A/D. Se hizo necesario el control computarizado. El primer computador controlador de la red de intercambio se puso en servicio en 1960 en USA y en Europa en 1968 en Tumba Suecia. Hoy las redes de intercambio telefónicas usan esta tecnología de conmutación de circuitos. NODOS ESPECIALES PARA LA CONMUTACIÓN DE DATOS El gran crecimiento en el tráfico de datos y el número de usuarios para comunicación de datos ha resultado en el desarrollo de redes de datos y conmutadores de datos, incrementándose la calidad de los requerimientos y la necesidad de transmitir altas ratas de bytes de una forma mejor y mas económica. El modo de paquetes y Frame relay por ejemplo mejoran la eficiencia de utilización de la red habilitando la retransmisión de paquetes cuando ocurren errores en el enlace (aplicado al modo de paquetes solamente). NODOS PARA N-ISDN Los desarrollos para dar servicios integrados en una red (para voz, video, y datos) requieren de nodos públicos y privados N-ISDN (estándar para banda angosta). En principio un nodo completo ISDN puede ser visto como una combinación una red de intercambio telefónico y una conmutación de paquetes. NODOS PARA B-ISDN La tecnología ATM la cual aplica la conmutación por celdas conforma la ISDN-B (estándar para banda ancha). CONMUTACIÓN OPTICA Principalmente los equipos de conmutación limitan el ancho de banda de la conexión. Hoy podemos usar una muy alta rata de bits sobre los 10Gbps

4 3.3 NODOS PARA CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS Para habilitar las conexiones a ser conmutadas se requiere de una lógica adicional para el control de las funciones de conmutación. Hoy la tecnología digital es usada tanto en la parte de control (procesador) como en la parte de conmutación (en forma de hardware especializado). Sin embargo una moderna alternativa es el control distribuido usando microprocesadores, los procesadores pueden estar localizados lejos de los equipos logrando un control lógico centralizado, mediante redes inteligentes que brindan servicios de valor agregado. La capacidad de los procesadores a conllevado a menores costos y mayores niveles de eficiencia en años recientes. El volumen de los procesadores fue reducido por un factor de 20:1 entre los años 1980 y CONTROL DE PROGRAMAS PARA ALMACENAMIENTO SPC Las redes de intercambio telefónicas digitales son llamadas SPC (stored program control) de intercambio y son controladas por el software almacenado en los computadores. La inteligencia actual esta contenida en los programas y los computadores (procesadores) que desempeñan las funciones de control. Al comienzo grandes expectativas trajeron los nodos SPC, algunas fueron encontradas y otras no. Se evidencio que los primeros sistemas no daban la flexibilidad que se buscaba. El software era muy complejo. Hoy todas las funciones están divididas en pequeños bloques bien definidos. La modularidad hizo a los sistemas menos complicados para mantenimiento, hoy los sistemas SPC se caracterizan por: manejo simple del equipo, estructura flexible, costo global reducido (inversión, operación y mantenimiento), funciones y servicios extendidos, alto grado de rentabilidad. CONTROL EN TIEMPO REAL Los nodos para telecomunicaciones tienen requerimientos de control en tiempo real con una velocidad de o mas decisiones ejecutadas por segundo. Una gran parte de estas tareas simples como por ejemplo escaneo de todas las líneas de suscripción que han levantado el microteléfono. Otras tareas tales como selección de la llamada a través de un nodo para instalar una llamada son mas complicadas.

5 3.3.2 ESTRUCTURA DEL PROCESADOR Aunque la capacidad de procesamiento puede ser implementada de varias formas, existen dos divisiones principales: Control centralizado: Cuando todo el trabajo de instalación de una conexión es controlado por un sistema de procesamiento central. Control distribuido: Donde las funciones de control son compartidas por un número de procesadores que son mas o menos independientes unos de otros. Bibliografía Understanding Telecommunications I Telia Ericsson 1997 Traducción y adaptación Jorge Eduardo Higuera P jhiguera@ieee.org