CONMUTACIÓN DIGITAL Contenido 1.- Introducción. 2.- Equipo de conmutación. 3.- Abonados y enlaces. 4.- Red de conexión. 5.- Unidad de control. 6.- Conmutador espacial S. 7.- Conmutador temporal T. 8.- Conmutador TS multietapa. Última modificación: 1 de febrero de 2011 Tema 2 de: TECNOLOGÍAS DE TRANSPORTE Edison Coimbra G. 1
1.- Introducción Las centrales de conmutación están conectadas entre sí de forma jerárquica, existiendo rutas para llegar a diversos abonados. Están dotadas de inteligencia de red, lo cual les permite escoger entre las diferentes rutas posibles. El equipo encargado de esta función es el equipo de conmutación, formado por una serie de enlaces de comunicación, circuitos electrónicos y uno o varios CPU que se encargan de controlar todo el sistema. Además de las funciones descritas, existen otras como señalización de las comunicaciones, recepción de cifras de marcado, tarificación,etc. 2
2.- Equipo de conmutación El equipo de conmutación está formado por una serie de enlaces de comunicación, circuitos electrónicos y uno o varios CPU que se encargan de controlar todo el sistema. Etapa de concentración Etapa de expansión Conmutación digital Bucle analógico Informaciones y órdenes 3
Circuito de línea Funciones: BORSCHT Tarjeta para 16 abonados 4
Circuito de línea Funciones: BORSCHT 5
Circuito de línea Circuitos B- O- S- T 6
Circuito de línea Conexión de Repique (R) Cuando el abonado descuelga el teléfono, lo detecta la Central y envía un mensaje a la Unidad de Control, cuyo procesador ordena conectar el generador de repique o corriente de llamada a la línea de abonado. 7
Circuito de línea Híbrido (H) 8
Circuito de línea Filtro 9
Circuito de línea CODEC 10
Circuito de línea Tarjeta para 16 abonados analógicos 11
3.- Abonados y enlaces Los enlaces son circuitos individuales de unión entre centrales. El proceso para establecer el enlace es el siguiente: Proceso en Central 1: A marca número de B. Central 1 selecciona un enlace libre hacia Central 2 y lo conecta internamente con A. Proceso en Central 2: Central 2 Conecta internamente el enlace elegido por la Central 1, con B. Si se quieren establecer comunicaciones bidireccionales simultáneas, es decir, comunicaciones en ambos sentido y a la vez, deben ocuparse 2 enlaces diferentes. Cuando la comunicación cesa, el enlace es liberado y puesto a disposición de otras comunicaciones. 12
Tipos de llamadas Llamada saliente Tráfico de salida Llamada entrante Tráfico de entrada Llamada local Tráfico local Llamada de tránsito Tráfico de tránsito 13
4.- Red de conexión La red de conexión establece el camino físico para la comunicación, a través de órganos y circuitos. La conforman 3 etapas: concentración, distribución y expansión. Los abonados se conectan a la etapa de concentración mediante una tarjeta de abonado o EL que se encarga de detectar el descolgado. Y desde aquí a la etapa de distribución de llamadas En la etapa de distribución se realiza la conmutación digital. Los abonados no se conectan directamente a la etapa de distribución, porque existen mucho más abonados que circuitos de comunicación disponibles. Es imposible que todos los abonados estén comunicados simultáneamente. Los estudios de tráfico permiten establecer la cantidad de circuitos de comunicación necesarios. 14
Comparación entre conmutación analógica y digital La conmutación analógica conmuta señales analógicas eléctricas de baja frecuencia, que se producen en el teléfono cuando se habla delante del micrófono. Utiliza la conmutación de circuitos o espacial: una ruta física para la comunicación, formada por puntos de cruce en el espacio. La conmutación digital es una conmutación temporal, para la que deben digitalizarse las señales telefónicas mediante técnicas PCM. Por tanto, conmuta señales digitales que son flujos de bits. Básicamente consiste en trasladar los bits de un canal que se encuentra dentro de una trama, a otro canal situado en otra trama. La conmutación efectuada es doble (espacial y temporal). 15
Comparación entre multiplexación y conmutación digital En este ejemplo no hay conmutación, sólo transmisión de datos multiplexados. En este ejemplo, se produce un intercambio de ranuras de tiempo (TSI), es decir una conmutación temporal. En la conmutación digital temporal, se retienen los canales en memorias de control, por que se modifica el intervalo de tiempo del canal entrante para que pueda sincronizarse con el canal de destino. Esta conmutación la realizan conmutadores temporales. 16
5.- Unidad de control Controla y supervisa a los conmutadores de la red de conexión, atendiendo las peticiones de los abonados. Función principal: elaborar órdenes para activar diferentes puntos de cruce que constituirán los caminos de conversación. Las órdenes se elaboran a partir del número marcado y los puntos de cruce ocupados. La unidad de control se materializa por microprocesadores y utiliza el control por programa almacenado SPC (Stored Program Control). Su funcionamiento obedece a las instrucciones de los programas almacenados en memorias, con la particularidad de que tales instrucciones son fácilmente modificables por otros programas. 17
6.- Conmutador espacial S Conmutador espacial de barras cruzadas (puntos de cruce) Cuando el conmutador electrónico se acciona, la trama de entrada queda conectada físicamente en el espacio con la línea de salida. La conmutación espacial permite conmutar canales digitales PCM desde una línea de entrada hasta otra línea de salida, sin modificar los intervalos de tiempo de canal. En este ejemplo las tramas tiene 3 canales. Las tramas PCM tienen 32 canales. Existe una analogía entre la conmutación espacial y la conmutación de circuitos. La secuencia de comunicación la realiza la Unidad de Control: envía órdenes de activación y liberación de conmutadores a través de líneas de control. La secuencia se encuentra almacenada en una memoria de control. 18
Conmutador espacial - variante Proceso de activación de conmutadores En el intervalo t1 (2 1 ) (3 2 ) (1 3 ) se activan 2.1, 3.2 y 1.3. En el intervalo t2 (1 1 ) (2 2 ) (3 3 ) se activan 1.1, 2.2 y 3.3. En el intervalo t3 (3 1 ) (1 2 ) (2 3 ) se activan 3.1, 1.2 y 2.3. Memoria de control: almacena la secuencia de comunicación. Envía órdenes de activación a través de líneas de control en los intervalos t1, t2 y t3. 19
Conmutador S de una sola etapa. El conmutador S de barras cruzadas, de n entradas y m salidas requiere n m puntos de cruce. Ejemplo Ejemplo.- Para conectar 1.000 entradas a 1.000 salidas se requieren 1.000.000 de puntos de cruce. Sin embargo, menos del 25 % se utilizan en un momento determinado (ineficiente!!). Conmutador S de varias etapas. Solución a las limitaciones del conmutador de una sola etapa. Ejemplo.- Compare el número de puntos de cruce en un conmutador de una etapa de 15 15 con el del conmutador multietapa 15 15 que se muestra en la figura. El de una etapa necesita 225 puntos El multietapa necesita: 78 puntos, es decir sólo el 33%. 20
7.- Conmutador temporal T Permite transferir cualquier canal PCM de una trama de entrada, a cualquier intervalo de tiempo en una trama de salida. Proceso: 3 Los datos son leídos según la secuencia almacenada en la memoria de control. Es un conmutador gobernado por la salida. 2 Los canales se escriben de forma cíclica en la memoria de datos. 1 Los datos se almacenan según el número marcado. Se producen retrasos debido al tiempo de almacenamiento de canales. Pueden ser críticos si el número de entradas es alto. 21
8. Conmutador TS multietapa Se pueden combinar los 2 tipos de conmutadores para aprovechar las ventajas de ambos. La conmutación espacial S es instantánea y la temporal T no necesita puntos de cruce. Los conmutadores multietapa de este tipo se pueden diseñar como tiempo- espaciotiempo (TST), tiempo- espacio- espacio- tiempo (TSST), espacio- tiempo- tiempoespacio (STTS) u otras posibles combinaciones Conmutador TST de 2 etapas T y una etapa S FIN En este ejemplo, en lugar de un conmutador T, se dividen las 12 entradas en 3 grupos (de 4 cada uno) y se las encamina a 3 conmutadores T. El resultado es que el retardo medio es 1/3 del que existiría en un conmutador T que manejase las 12 entradas. 22