Sit3501 Red Pstn

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3 marzo 2012

preparado por: Marco Lobos E. 2

Sede Plaza Oeste

Sistemas Telefónicos (SIT3501)

Prof.: Marco Lobos E.

1° semestre 2012



3 marzo 2012


Sede Plaza OestePrograma de Asignatura (PA)



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Programa de Asignatura (PA)25Hrs.

22Hrs.

38Hrs.

Examen Transversal: 5 Hrs.



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Programa de Asignatura (PA)EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA

ITEM Relevanciade la Unidad

Teoría Práctica Relevancia enNota Final% # Notas % # Notas

Unidad 1 25% 40% 1 60% 260%Unidad 2 35% 40% 1 60% 2

Unidad 3 40% 40% 1 60% 2

E.T. --- 40% 60% 40%



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Sede Plaza OestePrograma de Asignatura (PA)



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UNIDAD 1: REDES DE VOZ TRADICIONALREDES DE VOZ TRADICIONAL

1. INTRODUCCIÓN A SISTEMAS TELEFÓNICOS1) Sistemas de telefoní a2) Señales analógicas y digitales3) Circuitos troncales4) Enlaces troncales de voz digital5) Tipos de enlaces troncales de voz digital

2. TEORIA DE TRÁFICO TELEFÓNICO6) Planificación de conexiones telefónicas

7) Variables que afectan la calidad de la voz8) Medidas subjetivas y objetivas de la calidad de la conversación

3. SEÑALIZACIÓN TELEFÓNICA EN PSTN9) Sistemas de señalización10)Servicios y fns. de llamada11) Enrutamiento de llamadas

4. SISTEMAS PRIVADOS DE TELEFONÍA12)Funciones de señalización de telefoní a empresarial13) Algoritmos de codificación de conversaciones1) Criterios para selección de CODEC

25 Hrs.



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1) Sistemas Telefónicos: su origenLa necesidad de comunicaci ó n a distancia de la voz cre ó desaf í os que

algunos científicos de fines del siglo XIX se hicieron cargo. De esta forma,

aparecieron inventos que permitieron la aparición posterior del teléfono:

a) “ transductores Electroac ú sticos ” : el micr ó fono y el parlante, quepermiten transformar las se ñ ales de la voz en se ñ ales el é ctricas y

viceversa.

b)Alexander Graham Bell sus investigaciones le llevaron a conseguir la

patente del teléfono en América en 1876, aunque el aparato ya había

sido desarrollado por Antonio Meucci (Italiano inmigrante en USA en

1854 construye el teléfono que llamó teletrófono), es reconocido por

el congreso de Estados Unidos como el verdadero inventor del

Teléfono en 11-jun-2002.

Estos hecho marcaron el inicio para el desarrollo de las redes de Telefonía,

en las cuales luego vendrían la aparición de las Centrales de Conmutación

de llamadas y los sistemas de Entronque (Transmisi ón) para interconectar

las diferentes centrales.



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1854, el inventor francéééés Charles Bourseul planteóóóó el borrador del primer micróóóófono1857, Antonio Meucci construyóóóó un telééééfono para conectar su oficina con su dormitorio, ubicado

en el segundo piso. Presenta un boceto de su invento en 1871 pero por problemaseconóóóómicos no lo patenta.

1876, el inventor estadounidense Alexander Graham Bell construyóóóó y patentóóóó unas horas antes quesu compatriota Elisha Gray el primer telééééfono capaz de transmitir y recibir voz humana.

1877 Edwin T. Holmes propone el concepto de implantar una central telefóóóónica, por cuyo medio untelééééfono pudiese conectarse con otro telééééfono, Holmes fue quien dirigióóóó una central de estaclase vinculada con su sistema de alarma contra ladrones en Boston.

1.878 el inventor angloamericano David E. Hughes inventóóóó el micróóóófono de carbóóóón, luego, ThomasAlva Edison inventa el micr óóóó fono de granos de carb óóóó n para el tel éééé fono, con el cual seaumentaba de forma considerable la potencia emitida, y por tanto el alcance m ááááximo de la

comunicacióóóón.1884 Despuéééés del invento del hilo de cobre estirado a mano, llevado a cabo por Thomas B. Doolittle,se construyóóóó una líííínea telefóóóónica entre Boston y Nueva York.

1921 hab íííí a pr óóóó ximamente 13 millones de tel éééé fonos conectados a las l íííí neas de la AmericanTelephone and Telegraph Company (nombre que toma Bell Company en 1885).

1927 Primer Circuito Radiotelefóóóónico Transatláááántico

1934 Theodore Wail entre finales del siglo XIX y primera déééé

cada del siglo XX establecióóóó

el modelode negocio que hizo posible el desarrollo de la telefon íííí a y a la postre del Sector de lasTelecomunicaciones

1940 Primer Conmutador Privado (Private Branch (““““rama””””) eXchange, PBX)1956 Primer Cable Telefóóóónico Submarino Transatláááántico (de pares de cobre)1958 Los laboratorios Bell desarrollan los Móóóódems telefóóóónicos.

1) Sistemas Telefónicos:lí nea de Tiempo



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1) Sist.Telef.: red PSTN("Public Switching Telephone Network")

1) Red de Acceso: Bucle de Abonado o“local loop”, caracterizado por planta externa de pares de cobre,va desde la planta u oficina central (O.C.) hasta el domicilio del cliente (incluyendo acometida) y finalizadentro de domicilio del suscriptor con la ITI (Instalaci ó n Telef ó nica Interior) y Terminal Telef ó nico

(“edge devices”)

2) CO ("Central Office" o Oficina Central (OC)), contiene la central telefónica, los equipos de transmisión ylos equipos de energía UPS (grupo electr ógeno y bater ías). Aquí también están los distribuidores decableado en donde termina el cableado de planta externa y se interconectan con los equipos (losdistribuidores son el MDF, IDF y ODF).

3) Red de Transporte o Transmisi óóóó n (Entronque o "trunking"), son sistemas de telecomunicaci ó n

existentes entre las O.C.s, hoy son sistemas de transmisión por fibra óptica y sistemas de microondas.

Quienes tiene este tipo de red enChile:> Telefónica Chile (Movistar)> Entel Phone> GTD Manquehue> Telefónica del Sur (Telsur)> Telefónica de Coyhaique (Telcoy)> Cmet (en parte)

Partes de una Red Telefónica Tradicional (PSTN):



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Partes de una Red Telefónica PSTN:TERMINAL TELEFÓÓÓÓNICOa) Circuito de Conversacióóóón

Las partes que la componen son:(1) parlante (Aur), (2)bobina híbrida, permite el trabajo a 2

hilos y no 4 (3)micr ófono, (4)impedancia de 600 OhmsA estas funciones básicas se agregó:(5)un varistor a la entrada, para mantener un nivel constantede polarización (tensión) en el micr ófono independiente de lolejos que esté la O.C., (6) se conecta una la impedancia decarga al parlante Aur para que el usuario pueda o í r (levemente) lo que dice. Sin esta se tender ía a elevar muchola voz en la conversación.

• Circuito de SeññññalizacióóóónEstá compuesto por: (1) El Gancho ("hook"), (2) El disco obotonera y (3) el timbre o campanilla.La campana funciona a la frecuencia de la corriente dellamada: 20Hz a 25 Hz y una tensión de llamada de 90V.

El Teléfono es “telealimentado” desde la central telefónica yla tensión de trabajo es normalmente del orden de 48 V.



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En las redes telefónicas tradicionales (PSTN) aparecen 2 tipos de terminales telefónicos,los cuales corresponde al tipo de Local Loop (red de acceso) en que se est én instalando:

> Telééééfonos Anáááálogos: Estos están asociados a un tipo de red de acceso llamadas LíneasPOTS ("Plain Old Telephone Services") que son las líneas telefónicas antíguas en donde

por el par de cobre que llega a la casa pasan se ñ ales anal ó gicas, de audio filtrado orecortado (llamado canal de voz o canal telef ó nico), no sifrada o codificada (sinseguridad).

> Tel éééé fonos Digitales: Estos est án asociados a un tipo de red de acceso llamada ISDN (Integrated Services Digital Network)o en espa ñ ol RDSI (Red Digital de ServiciosIntegrados), en donde el par de cobre es el mismo que el de una POTS, sin embargo, en la

central existe una tarjeta de abonado que genera se ñ ales digitales 2B+D, quecorrespondientes a 2 canales de 64 Kbps(2B) más un canal de señalización de 16 Kbps (D),llamado tambi én acceso bá sico o BRI ("Basic Rate Interface"). Al lado del abonado osuscriptor se instalaun NTBA desde donde se conecta un teléfono digital ISDN o bien seutilizan adaptadores de Terminal (AT) para conectar terminales no-RDSI.

En las redes actuales en Chile, má

s del 90% de las lí

neas telefó

nicas son del tipo POTS, por lo cual, más del 90% de los teléfonos usados son aná logos. Por otra parte, los sistemasISDN o RDSI están discontinuados en la mayor ía de los Proveedores de servicio telefónico.

El número telefónico (ANI) es una característica de la tarjeta de abonado en la central y no delteléfono

Partes de una Red Telefónica PSTN:



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Se distinguen 2 interfaces o Puertos de conexión telefónica en el local loop:

1) FXS (Foreign Exchange Station) la "estación de intercambio exterior" es la interfaz abonado que seencuentra en la central(o roseta instalada en la casa) y por tanto es la interfaz donde se conecta unteléfono. Esta interfaz entrega energía al teléfono proveniente desde la planta (los teléfonos de unaPSTN son telealimentados).

2) FXO (Foreign Exchange Office) la "Oficina de Intercambio exterior" es la interfaz que está en elteléfono y es donde se debe conectar la línea externa que viene desde la Central, lo cual se realizauniendo la FXO con la FXS a través de un cable con conectores RJ11 en cada extremo.

FXO y FXS son siempre pares, es decir, similar a un enchufe macho/hembra.




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EL MDF (Main Distribution Frame):Existen de 2 tipos: tipo “rack” y murales. En ambos casos es posible identificar 2 partes: (1) Vertical (V),que es en donde termina el cableado del local loop y (2) Horizontal (H), que es donde llega el cableadodesde las tarjetas de abonados de la central.




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EL MDF (Main Distribution Frame):

Regletas de conexión Horizontal: las más usadas Krone y Regletas Ww (wire Wrap). Las Krone se trabajancon una herramienta de inserción/extracción o "pocheador" (splitter) y las espina de pescado con un lapizenrrulador.

Regletas de conexión Vertical: las más usadas Krone (ej. módulos de 50 pares)

Regleta MDF-ST0




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1. ¿ Por qu é el sistema de telefon í a requiere una Central?. Calcule cuantas l í neas necesita parainterconectar 10 teléfonos "todos con todos" (N*(N-1)/2)

2. ¿ Cuantas l í neas necesitas para que una empresa con 100 extensiones pueda generar 3 llamadas por teléfono en hora peak con una disponibilidad de 99%?

www.movistar.es/on/io/es/atencion/consultas_y_dudas/le_ayudamos_a_elegir/recomendadores/cuantas_lineas_necesita/cuantas_lineas_necesita.htm

El “Switches” o Central de Conmutación

Nx(N-1)/2=4x(3)/2=6

Nx(N-1)/2=5x(4)/2=10




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La Central Publica es el Switch (conmutador) esta compuesta de las siguientes partes funcionales:

1. Etapa de abonado (tarjetas de abonado donde se conectan las líneas de los clientes)

2. Matriz de Conmutación (es el ruteador telefónico)

3. Etapa Troncal (agrupació

n de comunicaciones de voz en tramas digitales)4. Procesamiento y control

5. Señalización (hacia líneas abonados y hacia otras centrales)

6. Sincronismo (señal de reloj)

7. Gestión (administración distante de operación y chequeo de alarmas de las centrales)

8. Telealimentación de teléfonos

El “Switches” o Central de ConmutaciónPartes de una Red Telefónica PSTN:



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La central pública se encarga de tres funciones primarias:1) Iniciar la llamada, enrutarla y finalizarla

2) Supervisar el desarrollo de la llamada y gestionar el registro de su duración

3) Traducir números de teléfono a identificaciones de usuario y viceversa

Todas estas funciones se realizan conmutando circuitos o canales telef ónicos,mientras se produce una llamada.

Durante una llamada los recursos quedan tomados en todo el transcurso de ellay es la central la encargada de liberar circuitos al momento finalizar la llamadapor parte de uno de los extremos (esto hace que una comunicaci ón telefónicasea "orientada a la conexión").

Funciones báááásicas que realizan las Centrales:

Caller ID (ANI) = Número Telefónico

El “Switches” o Central de ConmutaciónPartes de una Red Telefónica PSTN:



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Lííííneas tróóóóncales o Loop de Central (trunks o entronque):Es la comunicación entre centrales, la que puede ser:

En PSTN entre Centrales Públicas (Entronque Local)

Entre una Central Pública y una Privada (Entronque CO) Entre Centrales Privadas (Entronque TIE)

El entronque o “Transmisió n” la que hoy se realiza mediante equipos que usan como medio laFibra Óptica o Sistemas Microondas Digital.

Dentro de los sistemas de tecnolog í a por Fibra Ó ptica de entronque o transmisi ó n est á n lastecnologías: PDH, SDH/SONET y DWDM.

El “Trunking” o Sistemas de TransmisiónPartes de una Red Telefónica PSTN:



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Esta constituida por los medios de comunicación entre las Centrales, los que en laactualidad son de Fibra óptica y Sistemas de Micro-ondas.

1. En los medios ópticos de la red de entronque se usa fibra ó óó ó ptica monomodo (SM) de dispersión nodesplazada (NDS) y desplazada(DS) en sistemas SDH/SONET , y de dispersión desplazada no cero(NZ-DS + y -) en sistemas DWDM.

2. Radio Frecuencias: 1) Sistemas de Micro-ondas, 2) Sistemas UHF/HF

Red de Entrónque o Red de TransmisiónPartes de una Red Telefónica PSTN:



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Zonas Primaria en Chile:

1 Santiago

2 Valparaííííso

3 Quillota

4 Los Andes

5 San Antonio

6 Concepcióóóón

7 Chillan

8 Los Angeles

9 Temuco

10

La Serena11 Copiapóóóó

12 Ovalle

13 Antofagasta

14 Iquique

15 Arica

16 Punta Arenas

17 Valdivia

18 Osorno

19 Puerto Montt

20 Coyhaique

21 Talca

22 Rancagua

23 Linares

24 Curicóóóó

TIPOS DE CENTRALES PÚBLICASLas decisiones de enrutamiento son las siguientes: Dirigir la llamada a otro usuario/teléfono conectado dentro de la misma central. Dirigir la llamada a otra central pública local Dirigir la llamada a un “switch tipo Tandem” (central sólo de enrutamiento, no

tiene teléfonos asociados)



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2) Señales en Telefoní aAudio:

El oído humano es capaz de percibir ondas sonoras (ondas de presi ón en el

aire) que varí

an en un rango de frecuencias entre 20 a 20.000 Hz.

Canal de Voz o Canal Telefòòòònico:

Rango de frecuencias, dentro del rango audible, que se definió en los sistemas

telefónicos para transportar la voz de una comunicaci ón por teléfono. Esterango es de 300 a 3.400 Hz.Canal Telefòòòònico en Sistemas Digitales: El canal telefònico que actualmentetransportan los sistemas digitales define frecuencias entre 100 y 4.000 Hz.Como veremos, este canal analógico en la central telefónica es convertido enuna señal digital de un ancho de banda de 64 Kbps (Kilo bits por segundo).



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Uso del Ancho de Banda de un par telefónico del Local Loop de una red PSTN:La distribución de Frecuencias en una Línea Telefónica actualmente es la que se presenta en laFigura, según los 2 tipos de servicios que se dan sobre “1 par ” de cobre, esto es: telefonía yInternet Banda Ancha bajo tecnología ADSL.

2) Señales en la red de telefoní a:



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Al llegar la señal de voz (canal telefónico) a la Central Telefónica, estadigitaliza la voz. De esta forma, las señales de voz que viajan entre lascentrales son todas digitales.

Las centrales para enviar canales de voz desde una central a otra agrupan loscanales en tramas de mayor capacidad:

1.Canal Telefónico digitalizado: 64Kbps2.Circuitos digitales entre centrales (Circuitos Troncales):

• Señ

al E1, reune 30 canales de voz (má

s 2, uno de señ

alizació

n yalineación de trama no usados actualmente)•Señal T1, reune 24 canales de voz, sólo usada en USA, Canada y

Japón

3) Señales en Telefoní a: Circuitos Troncales



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Modulacióóóón por Impulsos Codificados (MIC o PCM):

Es el sistema de modulaci ó n utilizado en los sistemastelefónicos que hoy son todos digitales y por tanto, usanseñales de canales telefónicos digitalizados en todos sus

procesos, salvo en el local loop de una l í nea POTS. Elproceso se realiza en varias etapas:

1. Muestreo (toma de muestras) de la señal analógica delcanal de voz. Acá se usa el Teorema de Nyquist-Shannon,que establece que la velocidad (frecuencia) de muestreodebe ser al menos el doble de la frecuencia m áxima de la

señal: f muestreo ≥ 2*f máx. señal , en este caso,2*4.000 HZ= 8.000 Hz

2. Cuantificaci óóóó n: Consiste en cambiar los valores demagnitud de las muestras por valores estandarizados. Por ej., 125,3 cambia por 125, 80,8 por 81, y as í con los valoresde todas las muestras.

3. Codificacióóóón (Encoding): Las muestras obtenidas en lacuantificación se asocian a valores binarios de 8 bits, endonde el bit más significativo se usa para el signo, con locual tenemos (+)127 + (-)127= 254 valores. En nuestro caso,tenemos 8.000 (1/seg) * 8 bits = 64.000 b/seg, osea, elcanal telefónico digital es de 64 Kbps. (Ley u, Ley A).

4. TDM (Multiplexacióóóón en el tiempo): (codificacióóóónDigital/digital) Las muestras se toman a unavelocidad de 8KHZ, o lo que es lo mismo cada 125 μseg. Dentro de este tiempose define la introducciónde hasta 32 canales de 64 Kbps distintos, siendo 30de ellos para informaciónEstas tramas E1 son las que entrega la CentralTelef ó nica a la transmisi ó n (Fibrao ó ptica oMicroondas) para comunicarse con otras centrales.

4) Circuitos Troncales (G.703 ITU, def. E0, E1, T1)



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Los enlace troncales están asociados con las señales digitales de entronque (E1s)y con la capacidad de los medios de transmisión, por ejemplo, con SDH se tienenlas siguientes capacidades y enlaces:

5) Enlaces troncales de voz digital

EnlaceAncho de

BandaCapacidad

Canales devoz (64 Kbps)

STM-1 155 63 E1 1,890

STM-4 620 252 E1 (4 x 63 E1) 7,560

STM-16 2,5 Gbps 1.008 E1 (4 x 252 E1) 30,240

STM-64 10 Gbps 4.032 E1 (4 x 1.008 E1) 120,960

STM-256 40 Gbps 16.128 E1 (4 x 4.032 E1) 483,840

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