Estructura de La PSTN

7/29/2019 Estructura de La PSTN

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RED TELFÓNICA BÁSICA

ESTRUCTURA GENERAL DE LA PSTNToda red telefónica está constituida por medios de transmisión, conmutación yseñalización. Puede dividirse en tres subredes, según un orden jerárquico, como sigue:

— RED TRONCAL O DE TRANSITO

La jerarquía superior la forma la red de transito con sus centros de conmutación(CC) y los medios de transmisión de gran capacidad. El tráfico en los CC es detransito hacia/desde CL u otros CC.

— RED DE ACCESO

El conjunto de Centrales Locales (CL), con sus medios de transmisión lallamada Red de Acceso.

— RED LOCAL

Constituida por el circuito de abonado, el aparato telefónico y el punto determinación de red.



RED TELEFÓNICA CONVENCIONAL

SISTEMAS O MEDIOS DE TRANSMISIÓN (MT)

CC CC

SISTEMAS O MEDIOS DE TRANSMISIÓN (MT)CL CL

RED TRONCAL O TRÁNSITO

SEÑALIZACIÓN (SIG)

MTMT

RED DE ACCESO

PTR

BA BA

CD CD

RED LOCAL



SISTEMAS DE TRANSMISIÓN

INTRODUCCIÓNEn la Red Local, la transmisión es en banda base: Analógica en su mayor parte para la PSTN yDigital para ISDN.

En las redes de acceso y transito, los medios de transmisión son Sistemas Múltiplex de mediana ygran capacidad, respectivamente, de naturaleza analógica y digital, aunque la tendencia es hacia unacompleta digitalización. Se utilizan portadores metálicos y cada vez más, portadores de fibra óptica.

Los Sistemas Múltiplex Digitales son dos:

— Plesiócronos, con la jerarquía PDH. — Síncronos, con la jerarquía SDH.

PTR

BA BA

CD CD

RED LOCAL

CL CLSeñal Análoga o Digital




MT: SDH y PDH

CC CC

MT: SDH Y PDHCL CL

RED TRONCAL O TRÁNSITO

SEÑALIZACIÓN (SIG)

MTMT

RED DE ACCESO

M T : S D H Y P D H

M T : S D H Y P D H



SISTEMAS PLESIÓCRONOSSon los primeros sistemas que se establecieron en la red telefónica. La unidad básicaes el enlace 2 Mbits (2048 Kbps/s) que está formado por 30 canales de vozmultiplexados en tiempo (TDM) mas dos canales adicionales para la señalización,sincronismo y control. Cada uno de los 32 canales tiene una velocidad de 64 Kbps/s ypueden ser generados por equipos diferentes con lo que la temporización de cada uno

de ellos no es exactamente igual. Estos obliga a que cuando se requiere realizar lamultiplexación se introduzca bits de relleno.

Cuando se realiza la demultiplexación, el equipo receptor reconoce los bits derelleno con lo que la información se recupera correctamente.


2M8M

34M

140M

565M

64 K x 32

x4

x4

x4

x4

REC. EUROPEA

E1 = 2M = 2,048 Kbit/sE2 = 8M = 8,448 Kbit/s

E3 = 34M = 34,368 Kbit/sE4 = 140M = 139,264 Kbit/sE5 = 565M = 564,992 Kbit/s

Multiplex bits a bits



SISTEMAS PLESIÓCRONOSLa base de la Jerarquía TDM (en Norteamerica y Japón) es el formato de transmisiónT1 (1,544 Mbit/s), en el que se multiplexan 24 canales. Cada trama contiene 8 bits por cada canal mas un bits de delimitación de trama; es decir 24x8 + 1 = 193 bits. Cada unode los 24 canales tiene una velocidad de 64 Kbps/s y pueden ser generados por equiposdiferentes con lo que la temporización de cada uno de ellos no es exactamente igual.

Estos obliga a que cuando se requiere realizar la multiplexación se introduzca bits derelleno.

Cuando se realiza la demultiplexación, el equipo receptor reconoce los bits derelleno con lo que la información se recupera correctamente.


1.5M6M

45M

275M

64 K x 24

x4

x7

x6

REC. NORTEAMERICANA

T1 = 1.5M = 1,544 Kbit/sT2 = 6M = 6,312 Kbit/s

T3 = 45M = 44,736 Kbit/sT4 = 275M = 274,176 Kbit/s

Multiplex a Razón de 12 bits



-- 24 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 --

-- 31 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 00 01 --

Formato de una trama E1 y T1E1:

1 trama = 125 s = 32 intervalos de 8 bits = 2.048 Mb/s

Alineamiento y

sincronización

de la trama

Canal de

señalización

Canales de

información

(intervalos

1-15 y 17-31)

T1:

Intervalos

6 y 12

Bit de

entramado

7 bits de

información

(56 Kb/s) Bit deseñalización

8 bits de datos

(64 Kb/s)

8 bits de datos(64 Kb/s)

Canales de

información

(intervalos

1-5, 7-11 y 13-24)

1 trama = 125 s = 24 intervalos + 1 bit = 1.544 Mb/s



Alineamiento Alineamiento en la trama PDH de 1°orden125s

Formato Europeo E1

XXXXXA1C

Palabra 00 NFAS

3,9s

Bits de reservaAlarma urgente de Trama con A=1

normal con A=0BIT de Control de Redundancia Cíclica

87654321

Canal 27

Posición dentrodel segmento

Número de segmentoPolaridad (compresión )

TRAMA 0 (par) TRAMA 1 (impar)

31 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

3,9sPalabra de alineamiento de Trama

BIT de Control deRedundancia Cíclica

1101100C

Palabra 00 FAS o FAW

15 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 00 01 . . . . Nº de Trama y de Palabra en la Multitrama

dc badc ba

Palabra i

Bits de señalizacióndel canal i+15 de la trama

Bits de señalización del canal i de la trama(se recomienda xx01) .

XXAX0000

Palabra 00

Alarma de multitrama

en sentido inversoPalabra de alineamientode multitrama

Multitrama

15 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 00 01 . . . Nºde Trama C4 0 C1 0 C2 1 C3 0 C4 1 C1 1 C2 E C3 E C4 0 C1 . . . .

Secuencia del Control de Redundancia Cíclica de la Trama (bit C)001011-- Palabra de alineamiento, Cada 16 tramas se calculan 2veces los bits de paridad C1 a C4 con el polinomio generador:X4+X+1, cada grupo que detecta error retorna su E en 0.



GERARQUÍA DIGITAL SÍNCRONASDH

9

usuario

34 Mbps

8 Mbps

2 Mbps

140 Mbps 140 Mbps




CONTENEDOR 1

CONTENEDOR 1POH de VC-1

PTR de TU-1 VC-1

PTR de TU-1 PTR de TU-1 VC-1VC-1

TUG-2TUG-2

TUG-3TUG-3POH de VC-4

VC-4PTR de AU-4

VC-4PTR de AU-4

AUG-3AUG-3SOH

VC-1

TU-1

TUG-2

TUG-3

VC-4

AU-4

AUG

STM-N

El sistema se basa en la creación de los denominados «Contenedores Virtuales», uno para cada velocidadde la jerarquía PDH. En ellos se introduce la información de la correspondiente señal plesiócrona y seañaden unos bits adicionales de control denominados «Tara de Trayecto», POH (Path Overhead). Estos

bits permiten la monitorización extremo a extremo, por ejemplo BER.

El conjunto del Contenedor y la Tara de Trayecto se denomina contenedor virtual (VC-n).Hay dos tipos de contenedores virtuales:• Contenedor Virtuales de Orden Inferior n, donde n puede tomar los valores 1, 2 y 3, comprenden

Sólo un contenedor-n (n=1,2,3) más la tara de transporte de orden inferior adecuada al nivelCorrespondiente.

• Contenedor Virtuales de Orden Superior n, donde n puede tomar los valores 3y 4, comprendenSólo un contenedor-n (n=3,4) o un conjunto de Grupos de Unidades Afluentes (TUG-2 o TUG-3)Junto con la tara de transporte adecuada al nivel.

• Una Unidad Afluente, TU (Tributary Unit), es una estructura de información queconsta de una cabida útil de información que es el Contenedor Virtual de OrdenInferior y un denominado puntero de unidad afluente, que indica el desplazamiento o desfaseentre el comienzo de la Trama de Cabida Útil y el comienzo de la Trama del Contenedor Virtual de Orden.La TU-n (n=1,2,3) está formada por un Contenedor de Orden n y el correspondiente Puntero de Unidad Afluente






DESARROLLO DE LASTELECOMUNICACIONES

• SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES — RED DE ACCESO — RED DE CONMUTACION — RED DE TRANSMISIÓN O TRANSPORTE

Emisor Receptor

Conmutación• Centrales

• Routers• Switch

Conmutación• Centrales

• Routers• Switch

Transmisión•Multiplexores.• Troncales• Radio• F.O.• Cable

Acceso•Medios.• DCE



TIPOS DE REDES DE CONMUTACIÓN

• Redes de Conmutación de Circuitos.• Basadas en la Tecnología TDM.• Establece un Circuito Físico que desaparece al terminar la conversación.• Ancho de Banda Garantizado (64 Kbps).• Retardo Constante.• No es eficiente.

• Redes de Conmutación de Paquetes.• Basadas en intercambio de paquetes.• Protocolos Orientados a Conexión.

• PVC y SVC• Frame-Relay, ATM, etc.

• Protocolos Orientados a no Conexión.

• IP, Ethernet, etc..)

• Mayor eficiencia que TDM.• Largos retardo y variables.• No existe hay Calidad de Servicio.

• IP, Ethernet, etc..)



Protocolos en Redes de Paquetes

• X. 25.• Desarrollado cuando los sistemas eran análogos.• Ancho de banda 64 Kbps.• Comunicación garantizada a través de la Retransmisión de Paquetes.• Poco eficiente.

• Frame Relay.• Basado en Tramas.• Orientado a Conexión.• Canales Lógicos DLCI.• Circuitos Virtuales.

• PVC y SVC.

• No garantiza calidad de servicio (QoS).• No corrección de Errores.• Aplicable para el transporte de datos.• Velocidad de hasta 2 Mbps.• Permite la Sobresuscripción.




• ATM.• Basados el Celdas.• Orientado a Conexión.

– VP. – VC.

• Manejo de Calidad de Servicio.

– Clasificación de Tráfico. – CBR. – VBR-RT. – VBR-NRT – UBR

• Poco eficiente.

– Celdas de 53 bytes.• 48 Byte de carga útil y 5 bytes de encabezado.




• IP. • Basados en Paquetes.• No Orientado a Conexión.• Comunicación Menos Segura.• No Manejo de Calidad de Servicio.• No Corrección de Errores.• Mas eficiente que las anteriores.• MTU aprox. 1500 Bytes.



TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN

TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS

• El tráfico telefónico consiste en el conjunto de llamadas ofrecidas a un grupode circuitos o líneas, tomando en cuenta tanto la duración y el número de lasmismas.

• El éxito de una compañía telefónica depende del manejo de las llamadas desus abonados.• Un abonado debe poder hacer una llamada cuando lo desee a un costo que no

sea prohibitivo.• Las compañías tienen que prever este nivel de servicio manteniendo una

inversión en equipos que depende del número de abonado y del volumen detráfico.

• El propósito básico de la teoría de teletráfico es encontrar las condicionesbajo las cuales se ofrece un servicio adecuado, a los abonados, a la vez que sehace uso económico de las facilidades disponible.




EL FLUJO DE TRÁFICO

• El tráfico telefónico a través de un grupo de circuitos se define como elproducto del N° de llamadas durante un periodo de tiempo y su duraciónmedía. A = C.T

C = Número de llamadas, T tiempo de ocupación media y A el flujo de tráfico.Ejemplo 1.• Si 200 llamadas de un promedio de duración de 2 minútos, se producen durante una hora por los

abonados conectados a un buscador de líneas telefónicas, entonces C= 200 y T= 2 minutos.

• A = C.T

• A = 200 x 2 = 400 hrs/minutos.

Intensidad de Tráfico (Erlang)• El Flujo de tráfico expresado en llamada/hora se la llama intensidad de tráfico

entonces:• A = C.T/60 = Llamas-Hora, expresadas en Erlang.




Ejemplo 1.• En promedio, durante la hora pico, una compañía hace 120 llamadas de un promedio de duración de

2 minutos. La misma recibe 200 llamadas de un promedio de duración de 3 minutos. Encontrar:

1. Tráfico saliente.

A=C.T/60 = 120X2/60 = 4E.

2. Tráfico entrante.

A=C.T/60 = 200X3/60 = 10E

1. El tráfico total.

2. 4 + 10 = 14E.

• Si 200 llamadas de un promedio de duración de 2 minutos, se producen durante una hora por los abonados conectados a un buscador de líneas telefónicas, entonces C= 200 y T= 2 minutos.

• A = C.T

• A = 200 x 2 = 400 hrs/minutos.




Medida del Servicio Proveído: la proporción de llamadas que son pérdidas odemoradas debido a la congestión.

Grado de Servicio (B): es la medida del servicio proveído

—Sistema con Pérdida:• B = N° Llamadas Perdidas/Número de llamadas ofrecidas.• B = Tráfico Perdido/Tráfico Ofrecido.

Conmutación Conmutación

Enlace Troncal

1 2 3 30

Mas de 30 llamadas al mismo tiempo, provoca una condición de bloqueo




Medida del Tráfico:• Hora Pico Area Comercial 10:00a.m. a 11:00 a.m. y de 4:00 a 5:00p.m.• Hora Pico en Area Residencial 7:00p.m. a 9:00 p.m.

• % de Llamadas Originas Simultáneamente en la Horas Picos. — Area Comecial 20% de los abonados están interconectados. — Area residencia 10% de los abonados están interconectados. — 10 % del tráfico en local y 90% va hacia redes remotas.

Ejemplo de Medición de Tráfico:

De las observaciones realizadas, el número de líneas ocupadas en un grupo de llamadas

en intervalos de 1 minutos durante la hora pico. Es la siguiente:Frec. n1

1 6 2 3 3 1 4 3 3

Valoresde XxI

7 8 9 10 11 12 13 14 15

6 2 7 4 3 3 5 3 1

16 17 18 19 20 21 22 23 24




Ejemplo de Medición de Tráfico:De las observaciones realizadas, el número de líneas ocupadas en un grupo de llamadas

en intervalos de 1 minutos durante la hora pico. Es la siguiente:

Frec. n1

1 6 2 3 3 1 4 3 3

Valo

resde XxI

7 8 9 10 11 12 13 14 15

6 2 7 4 3 3 5 3 1

16 17 18 19 20 21 22 23 24

(7*1 + 8*6 + 9*2+ ----------------+24*1)/60 = 945/60=15.75 Erlang




• Modelos Matemáticos.• Asumir la aleatoriedad de las llamadas conduce a los siguientes resultados: – El número de llamadas que llegan en un tiempo dado tiene una distribución de

Poisson.

– Donde X representa el número de canales o llamadas que llegan en el tiempo T. – Representa el tráfico o llamadas promedio que llegan en el tiempo T (Erlang).

¡),(

x

x

x P

• Ejemplo.• Si consideramos un grupo de 10 circuitos con un tráfico promedio de 4.14

Erlang:1. Cual es la probabilidad que halla congestión.

La Probabilidad que haya dada viene dada por da por resultado el valorindividual de X= 10 y = 4.14.

0065.014.4),(¡10¡

14.410

x

x

x P




• Modelos Matemáticos.2. ¿Cuál es el tiempo durante el cual existe esta condición?0.0065 x 3600seg= 23.4seg.

– El número de llamadas que llegan en un tiempo dado tiene una distribución dePoisson.

3. ¿Cuál es la posibilidad de que haya llamadas demoradas?

La demora total sería de 0.00367 x 3600seg.= 13.2seg

4. ¿Cuál es la probabilidad que haya una llamada en espera?

¡),(

x

x

x P

00366.01),(¡

10

0

x

x

x

x P

00244.0)¡110(

110),110(

P




• Modelos de Perdida Erlang B. — La solución de Erlang B se basa en la probabilidad de bloque debido a que todas las troncales están ocupadas ,es decir al congestionamiento.

N

i

i

N

i A

A

A

A N B

0 !

!),(

!!3!21

!),(32

N A A A A

A

A

A N B N

N

N= Número de Canal. A= Carga ofrecida.B(N,A)=Probabilidad de Bloqueo.




• Modelos de Perdida Erlang C. — Basado en Teoría de Colas, para la cual se tiene un número finito de fuentes de entradas que serán servidas obloqueadas, la diferencia en la fórmula Elrang C con las demás fórmulas de Bloqueo, es que las llamadas enlugar de ser retroalimentadas se almacena en colas esperando servicio.

N= Número de Canal. A= Carga ofrecida.

C(N,A)=Probabilidad de Bloqueo.

)/1(!!

)/1(!

),(

0 N A N

A

i

A

N A N

A

A N C N i N

i

N



TRAFICO EN TDM

CH 1

CH 2

CH 3

CH N

CH 1

CH 2

CH 3

CH N

TDM:• Técnica de Mux por Intercalación de Caracteres.• Identificación de Canales por TS.• Trama.

• 8000 Tramas/Seg.• 32 ts• 64 Kbps x canal.• Duración de la Trama = 1/8000 = 125μs.•Ancho de banda garantizado, delay constante.• E1 30 + 1 CH.• 2048 Kbps.• TS “0” sincronismo, TS “16” Señalización

1101100X

FAS

S8S7S6S5S4A1X

NFAS

TS 31 TS 3 TS 2 TS 1 TS 0TS 0

A RemotaX Uso Int.

CRC



TRAFICO EN TDM

CH 1

CH 2

CH 3

CH N

CH 1

CH 2

CH 3

CH N


FEA: Far End Alarm.

Se activa si:

MUX MUX2M

Alarma: Loss of Signal:LOS.

Alarma: Far End Alarm: FEA.

Sa8 Sa7 Sa6 Sa5 Sa4 A1X

A = 0: no alarma.A = 1: alarma de extremo remoto

NFAS

La tasa de error (BER: Bit Error Rate) es mayor que uno por mil.

Hay pérdida de señal (LOS).

Hay pérdida de alineación de trama.

LOS: Loss of Signal.



CALIDAD DE SERVICIO EN R.E.

• Calidad de Servicio de los Radios Enlaces. — Representa el grado para el que ese sistema está en condiciones de proporcionar elservicio para el que se ha diseñado. Depende de la longitud de la ruta y del númerode procesos de modulación realizada.

• Calidad en cuanto a disponibilidad. – Tiempo de Disponibilidad e Indisponibilidad. – Umbral de indisponibilidad. – Cristerio: sistema indisponible cuando el umbral supera un T0. – Indisponibilidad Total :

• Calidad en cuanto a Fidelidad.En condiciones de disponibilidad pueden darse interrupciones que degradan el

funcionamiento del sistema. Se mide en términos de BER.

100. x

Ttotal

TindispU

osTransmitid bit deTotal

T en Errados Bits BER

.



CALIDAD DE SERVICIO EN R.E.

• Indisponibilidad de equipo, es el complemento a 1 de la disponibilidad.Depende de la fiabilidad que debe calcularse en régimen permanente yestá relacionada con el tiempo entre averías.

• Radioenlaces digitales:

– Criterio: se considera un trayecto no disponible cuando se cumple una de estasdos condiciones durante al menos 10 s.:

• Interrupción de la señal digital: pérdida de alineación o temporización.

• BER>.001

• El período de indisponibilidad termina cuando no se mantienen las

anteriores condiciones durante 10 s.

10 seg de Indis.13 seg. de Indis.

10 seg de disp.



TRAFICO EN TDM

CH 1

CH 2

CH 3

CH N

CH 1

CH 2

CH 3

CH N


1101100X

FAS

• Probabilidad de Error• Un canal Binario (CSB) tiene una probabilidad de error Pe (es decir, la probabilidad de recibir ―0‖ cuando

se transmite ―1‖, o viceversa, es Pe), observe que el comportamiento del canal es con respecto a ―0‖ y ―1‖,

P(0l1) = P(1l0) = PeP(0|0) = P(1l1) = 1 – PeP(ylx) representa la probabilidad de recibir ―y ― cuando se transmite x.

• Ejemplo si en una cierta sucesión recibida ―j‖ dígitos se encuentran con error, entonces (k - j) dígitos soncorrectos, por tanto, la probabilidad de recibir la probabilidad de recibir esta sucesión es Pe(1-Pe)k-j .

• Existen formas diferentes en las cuales puede ocurrir j errores en k digitos, entonces, la Probabilidad de ―j‖

de los ―K‖ dígitos errados = Pe(1-Pe)k-j =

j

k

j

k jk

Pe Pe

jk j

K K j P

)1(

)!(!

!),(



TRAFICO EN TDM

CH 1

CH 2

CH 3

CH N

CH 1

CH 2

CH 3

CH N


1101100X

FAS

• Probabilidad de Error• Ejemplo:Si Pe = 10-3, encuentre la probabilidad de recibir (0, 2 y 7) dígitos erróneos en una sucesión de 7.

formas diferentes en las cuales puede ocurrir j errores en k dígitos, entonces, la Probabilidad de ―j‖

de los ―K‖ dígitos errados

Para P(0,7,0.001) = = 0.932

Para P(1,7,0.001) = = 0.066

Para P(7,7,0.001) = = 1x10-14

Para P(1 15 001) = = 0 13

jk Pe Pe jk j

K K j P

)1(

)!(!

!),(

jk Pe Pe jk j

K K j P

)1(

)!(!

!),(

jk Pe Pe jk j

K K j P

)1(

)!(!

!),(

jk PePeKKjP )1(!)(

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