Sist_II_telef2

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Sistemas de Comunicaciones II NMRR 2006

Organización de la RedOrganización de la Red

La organización de la red está relacionada con la forma de concentración de los usuarios y la sistematización de la interconexión de los distintos conmutadores para conformar la red.La organización de la red de un operador consta de dos sub-redes:

• Redes Locales • Redes Nacionales o de larga distancia

Redes LocalesRedes LocalesEstán conformadas por los conmutadores que concentran los abonados de un área específica con la finalidad de satisfacer una demanda de servicio.

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El área local está constituido por:• Los abonados• Centrales locales• Troncales de interconexión

• El factor más importante y limitativo en el diseño de una red local es el económico

• El objetivo principal de una red local es diseñar la red más económica con la mejor calidad de servicio

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Organización de la redOrganización de la red

Los elementos a considerar en el momento de diseñar una Los elementos a considerar en el momento de diseñar una red local son:red local son:

• Extensión geográfica del área

• Número de habitantes y la densidad telefónica

• Hábitos de llamadas y tipos

• Porcentaje de teléfonos comerciales

• Ubicación de las centrales telefónicas existentes y extensión de sus áreas de servicio

• Configuración de la red de troncales

• Características de la señalización y transmisión actuales

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Circuito del AbonadoCircuito del Abonado• El circuito del abonado está dado por el par de hilos que

permiten conectar al abonado con su conmutador de servicio local

• La alimentación de este circuito es DC, con un voltaje de - 48Vdc

• A través del circuito de abonado se realiza la señalización de Línea Abonado-Conmutador que implica:

– Alimentación de voz para el transmisor telefónico– Voltaje de llamada, señal de corriente alterna.– Flujo de corriente indicando el descolgado y toma de

línea– Discado telefónico, Discado de pulso

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Límites en la longitud del Circuito de AbonadoLímites en la longitud del Circuito de AbonadoExisten dos criterios que se consideran en el diseño del circuito de abonado que definen la longitud del mismo:

• Límites de atenuación- diseño de transmisión• Límites de señalización- diseño de resistencia

Atenuación• Está relacionada a la pérdida de lazo a una frecuencia de referencia medida en decibeles

• Como frecuencia de referencia se toma 1 khz ( USA) y 800 hz (Europa)

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• En la medida que se extienda el circuito de abonado se incrementará el nivel de atenuación al punto que el usuario “ no pueda escuchar suficientemente bien”

• Con el aumento de la longitud del circuito el voltaje de alimentación se mantiene constante, hasta que la efectividad de la señalización se comienza a perder

• La señalización más afectada es la señal de supervisión o de abonado, la cual está asociada con la toma del circuito. Se emplea para indicar los requerimientos de servicio del abonado

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Equivalente de Referencia (ER)

• “ Oír suficientemente bien” está asociado directamente con la satisfacción del cliente y por lo tanto es un concepto subjetivo

• Es un sistema que permite evaluar la satisfacción del cliente

• El sistema consta de dos partes principales que son:

– El valor subjetivo en DB del aparato telefónico

– Las pérdidas ( 800 hz) de extremo a extremo

• El equivalente de referencia de un circuito está dado por la contribución en DB de la primera y la segunda parte

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• Según G.121 del UIT, ninguna llamada deberá exceder un ERT ( Equivalente de Referencia Total ) de 33 DB

• El límite de atenuación está definido en 6DB a 800 hz.

• El límite de resistencia está dado por el conmutador, típicamente es de 1300 ? , la resistencia nominal del teléfono es de 50 ? . Por lo tanto la resistencia del cable será de 1250 ? .

• Rc = 1300 ? - 50 ? = 1250 ?

• La resistencia en corriente continua viene dada por Rc= 0,1095 . D / d² donde:

d = diámetro del conductor; Rc= resistencia del cable y D = distancia abonado-conmutador

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InfraestructuraInfraestructura

Representa todo el equipamiento y desarrollo que dispone el operador para prestar el servicio telefónico

La infraestructura está dividida en dos partes importantes:– Planta Externa– Planta Interna

Planta ExternaEs la infraestructura que dispone el operador que se extiende desde sus predios hasta los predios del abonado y permite interconectar sus distintos conmutadores en la red

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InfraestructuraInfraestructuraPlanta ExternaPlanta Externa

Los elementos que conforman la planta externa son:

– La Obra Civil

– La Interconexión

– La Distribución

La Obra CivilLa Obra Civil contempla la construcción requerida o edificación donde son ubicados los conmutadores

La InterconexiónLa Interconexión Corresponde a todo el sistema de interconexión entre los centros de conmutación ( cable, radio, fibra, etc.) y entre el centro de conmutación y los abonados.

La DistribuciónLa Distribución Está conformada por el conjunto de armarios y tableros ( ADS ) donde se conectan los cables troncales y luego distribuir el servicio telefónico hacia las zonas residenciales e industriales. También contempla la distribución en los predios del usuario a través de los tableros FXB

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Switch Switch

ADSADS

FXBFXB

Edificio

EnlaceSWSW SWSW

Cable cobre, Fibra Optica, RadioSWSW

InfraestructuraInfraestructuraPlanta ExternaPlanta Externa

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InfraestructuraInfraestructuraPlanta InternaPlanta Interna

Es la infraestructura que dispone el operador del servicio, o elusuario final para interconectarse a la infraestructura de planta externa y proveer servicio internamente

Los elementos que conforman la planta interna son:– Acondicionamiento del área de comunicación– Red de cableado interno– Interconexión al medio externo– Distribución

Área de Comunicación,Área de Comunicación, garantizar las condiciones mínimas de funcionamiento del sistema de comunicación (temperatura, sistema eléctrico, aterramiento y alimentación de backup)

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Red de Cableado Interno,Red de Cableado Interno, proveer todas las conexiones de los usuarios con el sistema de conmutación.

Interconexión,Interconexión, Proveer la interconexión del medio externo con el sistema de conmutación, interconexión entre el MDF y el FXB

Distribución,Distribución, a través de MDF concentrar todas las conexiones tanto internas como externas del usuario final o del operador. En el MDF es donde se reflejan todas las interconexiones existentes en la red, realización de pruebas de conexión y desconexión de la red interna y externa.


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PSTNFXB

MDFPBX Power

Admin

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ConmutaciónConmutación

• Tipos de Conmutación

• Funciones de un Conmutador

• Conmutación Digital

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El objetivo más importante de un conmutador es conectar cualquier llamador entrante con cualquier salida libre deseada en cualquier momento

Conmutación de Circuitos: la conexión es establecida y mantenida durante todo el tiempo de la llamada

Existen dos importantes categorías para la conmutación de circuitos:

– Conmutación local ( línea a línea)

– Conmutación de tránsito ( tandem, troncales de entrada y salida)

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• La central de conmutación es el punto donde se interconectan los abonados entre si.

• Requisitos que debe satisfacer un sistema de conmutación:- Conmutación de todos los abonados con cualquiera- Tiempo de conexión- Calidad de servicio o la probabilidad de completar una

llamada- Privacidad- Disponibilidad en todo momento

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Concentración:Concentración: Se encarga de reducir la cantidad de trayectorias de conmutación o enlaces dentro de la central; Además de regular y controlar el acceso a la matriz de conmutación.

Expansión:Expansión: Para permitir que todos los abonados atendidos por la central tengan acceso a las troncales de entrada y a las trayectorias de conmutación local

Concentrador ExpansorMatriz

In Out

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Tipos de Conmutadores ElectromecánicosTipos de Conmutadores Electromecánicos– Son conmutadores que operan a base de relés– Conmutador Strowger o Paso a Paso– Rotatorio– Barras Cruzadas

Control del SistemaControl del Sistema– Establecer las trayectorias a través de la matriz de

conmutación– El sistema de control debe conocer los puertos llamante y

llamado, para encontrar una trayectoria disponible entre ellos.

– Hay dos métodos: ctrol progresivo y ctrol común

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Control por Programa Almacenado (SPC)Control por Programa Almacenado (SPC)

Es el encargado de dirigir y supervisar todas y cada una de las funciones que realiza el conmutador tanto internas como externas. Basado en microprocesadores dispuestos en forma centralizada o distribuida

• Simplifica las funciones de admon y mtto del conmutador

• Permitió la introducción de nuevos servicios como: conferencia, marcación abreviada, rellamada, desvío, entre otros

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Funciones Básicas del SPC

– Matriz de conmutación– Almacén de llamadas– Almacén de programa– Procesador central

Matriz de Conmutación: Matriz de Conmutación: Constituye las víasConstituye las víasAlmacén de Llamadas:Almacén de Llamadas: información de la llamada que entra, disponibilidad y estado de las líneas, troncales, conocer la condición de los circuitos: Libre y OcupadoAlmacén de Programa:Almacén de Programa: suministra las instrucciones básicas al controladorProcesador Central:Procesador Central:

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Conmutación DigitalConmutación DigitalFunciones más importantes de un conmutador digital

- Identificar el bus PCM o la vía de transporte y el canal que en ese sistema solicita atención.

- Identificar el enrutamiento de salida que se requiere para la conexión y localizar el bus PCM.

- Adecuar las ranuras de tiempo del canal de entrada y salida

- Asignar una trayectoria a través de la matriz de conmutación

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Ventajas de la Conmutación DigitalVentajas de la Conmutación Digital

- Menor cantidad de puntos de cruce- Reducción del tamaño- mayor capacidad de conmutación- Regeneración - Resistente al ruido- No hay pérdidas- Formato digital- compatible

Tipos de Conmutación Digital:Tipos de Conmutación Digital:

- Conmutación en Tiempo (TDM)- Conmutación en Espacio (FDM)

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Conmutación Espacial (FDM)Conmutación Espacial (FDM)• Provee una vía a través del conmutador entre la entrada y la

salida para cada conversación• El camino se establece y se mantiene durante la conversación

La conmutación espacial permite transmitir la información de un bus PCM a otro.

• Es una “matriz de cruce”para lograr la conexión de N entradas con M salidas.

• Durante la conmutación espacial la información cambia de bus entre la entrada y la salida conservando el intervalo de tiempo.

• Accesibilidad total: se garantiza la conmutación de la entrada con la salida.

• No hay bloqueos: cuando n>= m, n= salidas, m= entradas.

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Conmutador Temporal (TDM)Conmutador Temporal (TDM)

? Tienen la capacidad de transferir el contenido de un TS de entrada a cualquier TS de salida.

? La información entrante es almacenada en TS así como van llegando, en una memoria de conversación, en forma separada la memoria de control se encarga de asignar el TS de salida.

? En la conmutación temporal se intercambian los TS.

? Las restricciones de velocidad de memoria limitan el tamaño del conmutador temporal, requiriendo de conmutadores espaciales.

? Los diseños multietapas más económicos y la mayor cantidad de conmutación es realizada en etapas temporales.

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En el Conmutador Temporal se emplean dos métodos de control dela memoria de tiempo:

1.- Escritura secuencial y lectura aleatoria2.- Escritura aleatoria y lectura secuencial

T4 T3 T2 T1

A4 A1A2A3 A2 A1 A3A4

T4 T3 T2 T1

Memoria de datos

A1

A2

A3

A4

T1

T1T2

T2

T3

T3

T4

T4

2

1

4

3 T1

T2

T3

T4Memoria de control

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Conmutadores de dos dimensionesConmutadores de dos dimensionesCombinan los conmutadores temporales y espaciales o viceversa

Conmutadores TS (TemporalConmutadores TS (Temporal--Espacial)Espacial)- Estos arreglos se emplean para proveer una función más

completa de conmutación.- Lograr una completa conectividad- La etapa de tiempo se encarga de introducir un retardo a la

información recibida en un TS hasta seleccionar el TS de salida- La etapa de conmutación temporal es menos costosa que la

conmutación espacialConmutador ST ( EspacialConmutador ST ( Espacial--Temporal)Temporal)Es una variante de alta velocidad del conmutador temporal

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Conmutador STSConmutador STS-La memoria temporal se localiza en un conmutador espacial de entrada y otro de salida

-Se necesita un tipo de memoria transitoria en cada puerto de entrada para sincronizar

Conmutador TSTConmutador TST-Un procesador con memoria ctrola el procesamiento y envío a la matriz

-La arquitectura del TST es más compleja que el STS-El conmutador TST provee una mejor relación costo beneficio una alta utilización del canal, que el STS debido a la expansión de tiempo comparada con la expansión de espacio.

-Esta orientado a alto tráfico

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Señalización TelefónicaSeñalización Telefónica

• Consideraciones Generales

• Sistema de Señalización MFC-R2 (Multi-Frecuencia compelido)

• Sistema de Señalización N°7 (SS7 o CCS7)

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SeñalizaciónSeñalización

Proceso de generación y manejo de la información para el establecimiento de conexiones en las redes de conmutadores.

Funciones más Importantes:Funciones más Importantes:• Indicación de solicitud de servicio• Identificación del abonado destino y origen• Enrutamiento correcto de la “llamada” (de voz, de datos)• Supervisión de la “llamada” en su trayectoria• Suministro de la información de estado.

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Clasificación de la Señalización

GeneralGeneral-De abonado o interna-Entre centrales o externa

FuncionalFuncional- Audiovisual

- Información al usuario acerca del progreso de la llamada.

- Información al receptor de la presencia de una llamada.

De SupervisiónDe Supervisión- Estado de la línea o circuito- Condiciones de la línea- Reestablecer la condición de la liberación- Establecer la conexión

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Tipos de SeñalizaciónTipos de Señalización

La señalización entre conmutadores puede ser de dos tipos:

• CAS (Señalización por Canal Asociado)CAS (Señalización por Canal Asociado)- Cada canal de información tiene asociado un canal de

señalización.- Ejm. MFC-R2 Digital.

•• CCS (Señalización por Canal Común)CCS (Señalización por Canal Común)- La señalización de los canales de información es manejada

por un canal común de señalización.- Ejm.: CCS7 o SS7

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Ventajas del CCS sobre el CAS

• Mayor capacidad de señalización

• Un canal de información adicional

• No requiere registros MFC

• Los conmutadores pueden intercambiar información relacionada con el canal de información.

• Transparencia entre conmutadores

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Señalización MFC-R2

• Sistema de señalización por registro de secuencia obligada.

• Se requiere un reconocimiento de la señal enviada.

• Baja velocidad.

• Mayor tiempo para el establecimiento.

• El tiempo de duración de la señal no es determinante.

• Poco sensible a perturbaciones.

• Transmisión confiable de la información.

• Facilidades de enrutamiento alternativo- repetición de dígitos.

• 15 posibles señales, tanto hacia adelante como hacia atrás.-Grupo de Señales Hacia Adelante : I y II-Grupo de Señales Hacia Atrás: A y B

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MFCMFC--R2 Señales R2 Señales Hacia AdelanteHacia Adelante

Señales del Grupo Primario I:Señales del Grupo Primario I:• Utilizadas para transmitir información de selección y

abonado origen.• Cifras: I-1 hasta I-10• Fin de identificación abonado A: I-15• Reserva: I-11 al I-14

Señales del Grupo Primario II:Señales del Grupo Primario II:• Se envían como respuesta a las Señales Hacia Atrás A-3 o

A-5.• Cuando se envían como respuesta de A-3, indican inicio del

último ciclo de señalización.• Indican categorías de abonados:

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MFC-R2 Señales Hacia Adelante

• Abonado Normal: II-1

• Abonados Preferenciales: II-2

• Abonado de Prueba: II-3

• Operadora: II-5• Transmisión de datos: II-6

• Transferencia: II-7

• Reserva: II-4, II-8 al II-15

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MFCMFC--R2 Señales R2 Señales Hacia Atrás Hacia Atrás

Señales del Grupo Primario: ASeñales del Grupo Primario: A- Utilizadas para el reconocimiento de la señal recibida.- Solicitud del próximo dígito: A-1- Solicitud del último número (n-1): A-2- Solicitud del penúltimo número (n-2): A-7- Solicitud del antepenúltimo número (n-3): A-8- Fin de señalización y cambio a señales del grupo B: A-3- Congestión: A-4- Solicitud de categoría abonado llamante: A-5- Conexión vía de voz: A-6- Identificación abonado llamante: A-9

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Señales del grupo primario: BSeñales del grupo primario: B- Señales de acuse de recibo de las señales del grupo II- Información del estado de la central destino, abonado

llamado.- Control de la llamada al abonado B: B-1- Número de abonado cambiado: B-2- Abonado ocupado: B-3- Congestión: B-4- Número inexistente: B-5- Abonado libre con pago: B-6- Abonado libre sin pago : B-7- Línea abonado fuera de servicio: B-8- Reserva o equipo de prueba: B-9- Reserva: B-10 al B-15

MFCMFC--R2 SeñalesR2 SeñalesHacia Atrás Hacia Atrás

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MFCMFC--R2 Señalización de LíneaR2 Señalización de Línea

Señales Dirección de la señal

Código

Hacia adelante Hacia atrásaf bf ab bb

Libre

A B

1 0 01

Ocupación 00 1 0Reconoc. Ocupación A B 0 0 1 1

Contestación A B 0 0 0 1Reposición de B A B 0 0 11Desc.Hacia adelant A B 1 0 0 1Desc.Hacia adelno answer

A B 1 0 11

Guarda Liberación A B 1 0 1 0

Bloqueo A B 1 0 1 1

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CCS7CCS7

• Sistema de señalización por canal común empleado en redes digitales.

• Implantado en conmutadores con control por programa almacenado.

• Elemento fundamental de redes ISDN y Redes Inteligentes.

• Un enlace de señalización está en capacidad de servir:- 1200 canales de información: Red con usuarios

ISDN.- 2500 canales de información: Red con usuarios

POTS.

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CCS7 Elementos

• Puntos de Señalización (SPs)

• Puntos de Transferencia de Señalización (STPs)

• Código del Punto de Señalización (SCPs)

• Enlaces de señalización (Signaling Link)

• Grupo de Enlaces (Link Set)

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CCS7 CCS7 Modos de OperaciónModos de Operación

Modo de Operación AsociadaModo de Operación AsociadaLos canales de información y señalización tienen rutas paralelas.

Nodo A Nodo BCanales de Información

Canales de Señalización

Modo Modo CuasiCuasi--AsociadaAsociadaEl canal de información tiene ruta distinta a la que describe el canal de señalización.

Nodo A Nodo BCanales de Información



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CCS7 Estructura

• La red mundial posee dos niveles funcionales independientes:- Nacional- Internacional

• Los conmutadores en redes diferentes podrán tener el mismo código de señalización (SCP)

• Las redes nacionales independientes corresponden al nivel NAT0NAT0

• La red de interconexión de las redes nacionales independientes corresponden al nivel NAT1NAT1

• Cada conmutador de interconexión posee un SCPSCP para cada nivel NAT0 y NAT1NAT0 y NAT1

• En el nivel internacional existen los niveles: INAT0 e INAT1INAT0 e INAT1• Si un conmutador se encuentra formando parte de los cuatro

distintos niveles de la red, tendrá un SCP para cada uno de ellos.

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SPC1 SPC2

SPC3

NAT0SPC1 SPC2

SPC3

NAT0

SPC1 SPC2

SPC3

NAT0

NAT1

SPC1SPC2

SPC3 Conmutador de Interconexión

CCS7 Estructura

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El Tráfico TelefónicoEl Tráfico Telefónico

• Elementos de base del tráfico telefónico

• Análisis del tráfico telefónico

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Elementos de BaseElementos de Base

• La estadística de tráfico proporciona la base concreta o punto de partida por el cual se predice el crecimiento, indica la evolución que ha tenido el tráfico debido al aumento de tráfico generado por los abonados

• Las mediciones de tráfico suministran los datos necesarios para dimensionar nuevas centrales y ampliación de las ya existentes

• La medición de tráfico implica cierta cantidad de parámetros como:

– Intentos de toma– Llamadas logradas– Intensidad de tráfico– Congestionamiento

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• Los intentos de toma indican la cantidad de veces que una unidad es usada

• Las llamadas no logradas pueden indicar el fallo del servicio por causas como: líneas ocupadas, calidad de servicio

• La intensidad de tráfico o el volumen de tráfico indica cual es la utilización en tiempo de un circuito

• El Congestionamiento puede implicar tres aspectos:• Circuitos ocupados• Desbordamiento• Retardo en el tono de invitación a marcar

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• Los circuitos ocupados es la indicación de la cantidad de veces que una llamada no pudo ser cursada debido a la no disponibilidad de recursos. Esta relacionado directamente con la calidad de servicio

• El retardo en el tono de invitación a marcar, es el indicador directo de toda la calidad de servicio que una central proporciona a sus abonados en la etapa de preselección

• Las mediciones deben realizarse en la hora pico, HP, debido a que es el peor caso en cuanto a tráfico cursado, es el momento de mayor exigencia al conmutador.

• HORA PICO: El promedio del tráfico en la hora pico de los 30 días más ocupados del año ( Req. Q.80 UIT-T )

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Análisis del tráficoAnálisis del tráfico

Existen dos tipos de tráfico: Dinámico y estático

El Tráfico Dinámico,El Tráfico Dinámico, viene dado por un parámetro del fabricante llamado BHCA ( Busy Hour Call Attemp), el cual depende de la capacidad del procesador con que cuenta el conmutador. Adicionalmente,se cuenta con el parámetro BHCC ? BHCA/5 que indica la relación de llamadas completadas en la hora pico.

El TrEl Trááfico Estfico Estááticotico,, cuya unidad es el Erlang, está asociado con la cantidad de uso e intensidad de tráfico que el usuario hace de los recursos. Por medio del tráfico estático se puede dimensionar la cantidad de recursos o troncales necesarios para satisfacer una demanda de llamadas salientes y entrantes

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• La intensidad de tráfico máximo cursada por un abonado es de 1 ErlangErlang, que indica la probabilidad de permanecer con un recurso ocupado el 100% de la hora pico.

• Existen tres métodos en el análisis del tráfico telefónico:• RLLP: retención de llamadas pérdidas• LLLP: Liberación de llamadas pérdidas• DLLP: Demora de llamadas pérdidas

•• Tráfico CursadoTráfico Cursado: volumen de tráfico realmente soportado a través del conmutador

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•• Tráfico Ofrecido:Tráfico Ofrecido: Capacidad de volumen de tráfico capaz de soportar.

Erlang= (NErlang= (N°° llamadas x T.duracillamadas x T.duracióón)/ T.Observacin)/ T.Observacióón n

• El Grado de Servicio,El Grado de Servicio, indica la probabilidad de encontrar Congestionamiento durante la hora pico o la probabilidad de Congestionamiento

Congestionamiento= NCongestionamiento= N°° tot lldas ptot lldas péérdidas/ Nrdidas/ N°° tot lldas ofrecidastot lldas ofrecidas

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• Para estimar el tráfico en una red con varios nodos se considera la siguiente relación:

Erlang(AErlang(A--B)=( Trf.red x A x B) / (Tot Usu red)B)=( Trf.red x A x B) / (Tot Usu red)

• La fórmula B de Erlang está basada en las llamadas perdidas liberadas, LLLP

1 Erlang= 36 CLLS = 60 LLmin = 30 LLIHP1 Erlang= 36 CLLS = 60 LLmin = 30 LLIHP

• Un usuario residencial hace un uso típico del teléfono entre el 5 al 10% de la hora pico, es decir, 0,05 a 0,10 Erlang

• En el caso de los usuarios privados la figura de tráfico estándar es de 0,15 Erlang, 15% de ocupación en la hora pico


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