Estructura De La Pstn 6r6i59

RED TELFÓNICA BÁSICA ESTRUCTURA GENERAL DE LA PSTN Toda red telefónica está constituida por medios de transmisión, conmutación y señalización. 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 de transito hacia/desde CL u otros CC. — RED DE El conjunto de Centrales Locales (CL), con sus medios de transmisión la llamada Red de . — RED LOCAL Constituida por el circuito de abonado, el aparato telefónico y el punto de terminación de red.

RED TELEFÓNICA CONVENCIONAL RED TRONCAL O TRÁNSITO SISTEMAS O MEDIOS DE TRANSMISIÓN (MT)

MT

MT CC

CC SEÑALIZACIÓN (SIG)

RED DE CL

BA

SISTEMAS O MEDIOS DE TRANSMISIÓN (MT)

RED LOCAL

CL

BA

PTR CD

CD

SISTEMAS DE TRANSMISIÓN INTRODUCCIÓN En la Red Local, la transmisión es en banda base: Analógica en su mayor parte para la PSTN y Digital para ISDN. Señal Análoga o Digital CL

BA

CL

RED LOCAL

BA

PTR CD

CD

En las redes de y transito, los medios de transmisión son Sistemas Múltiplex de mediana y gran capacidad, respectivamente, de naturaleza analógica y digital, aunque la tendencia es hacia una completa 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.

SISTEMAS DE TRANSMISIÓN RED TRONCAL O TRÁNSITO MT

MT: SDH y PDH

MT CC

CC

MT: SDH Y PDH

MT: SDH Y PDH

SEÑALIZACIÓN (SIG)

RED DE CL

MT: SDH Y PDH

CL

SISTEMAS DE TRANSMISIÓN SISTEMAS PLESIÓCRONOS Son los primeros sistemas que se establecieron en la red telefónica. La unidad básica es el enlace 2 Mbits (2048 Kbps/s) que está formado por 30 canales de voz multiplexados 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 y pueden 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 la multiplexación se introduzca bits de relleno. Cuando se realiza la demultiplexación, el equipo receptor reconoce los bits de relleno con lo que la información se recupera correctamente. Multiplex bits a bits

64 K x 32

2M

E1 = 2M = 2,048 Kbit/s E2 = 8M = 8,448 Kbit/s E3 = 34M = 34,368 Kbit/s E4 = 140M = 139,264 Kbit/s E5 = 565M = 564,992 Kbit/s

x4

8M

x4

34M

x4

140M x4 565M

REC. EUROPEA

SISTEMAS DE TRANSMISIÓN SISTEMAS PLESIÓCRONOS La base de la Jerarquía TDM (en Norteamerica y Japón) es el formato de transmisión T1 (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 uno de los 24 canales tiene una velocidad de 64 Kbps/s y pueden 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 la multiplexación se introduzca bits de relleno. Cuando se realiza la demultiplexación, el equipo receptor reconoce los bits de relleno con lo que la información se recupera correctamente. 64 K x 24

T1 = 1.5M = 1,544 Kbit/s T2 = 6M = 6,312 Kbit/s T3 = 45M = 44,736 Kbit/s T4 = 275M = 274,176 Kbit/s

1.5M x4 6M

x7

45M

x6

275M Multiplex a Razón de 12 bits

REC. NORTEAMERICANA

Formato de una trama E1 y T1 E1:

--

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

Alineamiento y sincronización de la trama

Canales de información (intervalos 1-15 y 17-31)

Canal de señalización 8 bits de datos (64 Kb/s)

T1:

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

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

Bit de entramado 7 bits de información (56 Kb/s)

Intervalos 6 y 12 Bit de señalización

2

3

--

Canales de información (intervalos 1-5, 7-11 y 13-24) 8 bits de datos (64 Kb/s)

Alineamiento

Alineamiento en la trama PDH de 1°orden

Formato Europeo E1

125s

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 2 3 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

Palabra 00 FAS o FAW

Canal 27

Palabra 00 NFAS

C 0 0 1 1 0 1 1

1 2 3 4 5 6 7 8

C 1 A X X X X X 3,9s

3,9s Palabra de alineamiento de Trama BIT de Control de Redundancia Cíclica Multitrama 15 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 00 01

Posición dentro Bits de reserva del segmento Alarma urgente de Trama con A=1 Número de segmento normal con A=0 Polaridad (compresión ) BIT de Control de Redundancia Cíclica ... . Nº de Trama y de Palabra en la 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 . . . . Palabra i

Palabra 00 0 0 0 0 X A X X

a

b c

d a

b c

d

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

Alarma de multitrama Bits de señalización en sentido inverso del canal i+15 de la trama Palabra de alineamiento Bits de señalización del canal i de la trama(se recomienda xx01) . de multitrama

GERARQUÍA DIGITAL SÍNCRONA SDH

140 Mbps

34 Mbps

140 Mbps

8 Mbps

2 Mbps



9

GERARQUÍA DIGITAL SÍNCRONA SDH CONTENEDOR 1

POH de VC-1

VC-1

PTR de TU-1

PTR de TU-1

PTR de TU-1

VC-1

TUG-2

El sistema se basa en la creación de los denominados «Contenedores Virtuales», uno para cada velocidad de la jerarquía PDH. En ellos se introduce la información de la correspondiente señal plesiócrona y se añaden 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). PTR de AU-4 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 nivel Correspondiente. PTR de AU-4 • Contenedor Virtuales de Orden Superior n, donde n puede tomar los valores 3y 4, comprenden Sólo 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 que SOH AUG-3 consta de una cabida útil de información que es el Contenedor Virtual de Orden Inferior y un denominado puntero de unidad afluente, que indica el desplazamiento o desfase entre 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

POH de VC-4

CONTENEDOR 1

TU-1

VC-1

TUG-2

TUG-3

VC-1

TUG-2

TUG-3

TUG-3

VC-4

VC-4

AU-4

VC-4

AUG

AUG-3

STM-N

GERARQUÍA DIGITAL SÍNCRONA SDH

DESARROLLO DE LAS TELECOMUNICACIONES • SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES — RED DE — RED DE CONMUTACION — RED DE TRANSMISIÓN O TRANSPORTE

Emisor

• Medios. • DCE

Receptor Conmutación

Conmutación

• Centrales • Routers • Switch

• Centrales • Routers • Switch

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

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.

Protocolos en Redes de Paquetes • 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.

Protocolos en Redes de Paquetes • 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 grupo de circuitos o líneas, tomando en cuenta tanto la duración y el número de las mismas. El éxito de una compañía telefónica depende del manejo de las llamadas de sus 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 de tráfico. El propósito básico de la teoría de teletráfico es encontrar las condiciones bajo las cuales se ofrece un servicio adecuado, a los abonados, a la vez que se hace uso económico de las facilidades disponible.

TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN EL FLUJO DE TRÁFICO •

El tráfico telefónico a través de un grupo de circuitos se define como el producto del N° de llamadas durante un periodo de tiempo y su duración medía. 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.

TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN 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.

TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN Medida del Servicio Proveído: la proporción de llamadas que son pérdidas o demoradas 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. Enlace Troncal

Conmutación

Conmutación 1

2

3

30

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

TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN 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

6

2

7

4

3

3

5

3

1

Valo res de X xI

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN 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

6

2

7

4

3

3

5

3

1

Valo res de X xI

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

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

TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN • 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.

P( x,  )   x¡ x

– –



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).

• 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 valor individual de X= 10 y  = 4.14.

P( x,  )   x¡ x



10

4.14

 4.1410¡

 0.0065

TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN • 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 de Poisson. x 

P( x,  )   x¡

3. ¿Cuál es la posibilidad de que haya llamadas demoradas? 10

P ( x,  )  1  



x 0

x

x¡



 0.00366

La demora total sería de 0.00367 x 3600seg.= 13.2seg 4. ¿Cuál es la probabilidad que haya una llamada en espera?

10  1     P (10  1,  )   0.00244 (10  1)¡

TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN • 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.

AN B ( N , A)  N A! i A  i! i 0 AN A! B( N , A)  2 A A3 AN 1 A    2! 3! N! N= Número de Canal. A= Carga ofrecida. B(N,A)=Probabilidad de Bloqueo.

TRAFICO EN REDES DE CONMUTACIÓN • 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 o bloqueadas, la diferencia en la fórmula Elrang C con las demás fórmulas de Bloqueo, es que las llamadas en lugar de ser retroalimentadas se almacena en colas esperando servicio.

C ( N , A) 

N

 i 0

AN N!(1  A / N ) Ai AN  i! N!(1  A / N )

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

TRAFICO EN TDM CH 1

CH 1 TS 0

TS 31

TS 3 TS 2 TS 1 TS 0

CH 2

CH 2

CH 3

CH 3

CH N

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

FAS X 0

0

1

1

0

1

1

NFAS X 1

X Uso Int. CRC

A S4 S5 S6 S7 S8

A Remota

TRAFICO EN TDM CH 1

CH 1 TS 0

TS 31

TS 3 TS 2 TS 1 TS 0

CH 2

CH 2

CH 3

CH 3

CH N

CH N



LOS: Loss of Signal.



FEA: Far End Alarm. Alarma: Far End Alarm: FEA.

Alarma: Loss of Signal: LOS. 2M MUX

MUX

NFAS X

1

A

Sa4

Sa5

Sa6

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

Se activa si: 

Hay pérdida de señal (LOS).



Hay pérdida de alineación de trama.



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

Sa7

Sa8

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 el servicio para el que se ha diseñado. Depende de la longitud de la ruta y del número de 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 :  Tindisp. x100 U  Ttotal

• Calidad en cuanto a Fidelidad. En condiciones de disponibilidad pueden darse interrupciones que degradan el funcionamiento del sistema. Se mide en términos de BER.



Bits  Errados  en.  T BER  Total  de  bit  Transmitid os

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 y está relacionada con el tiempo entre averías.

• Radioenlaces digitales: – Criterio: se considera un trayecto no disponible cuando se cumple una de estas dos 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 1 TS 0

TS 31

TS 3 TS 2 TS 1 TS 0

CH 2

CH 2

CH 3

CH 3

FAS

X 0

0

1

1

0

1

1

CH N

•

CH N

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) = Pe P(0|0) = P(1l1) = 1 – Pe P(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 son k-j correctos,  k por tanto, la probabilidad de recibir la probabilidad de recibir esta sucesión es Pe(1-Pe) . • Existen   formas diferentes en las cuales puede ocurrir j errores en k digitos, entonces, la Probabilidad de ―j‖  j k  K!  de los ―K‖ dígitos errados =   Pe(1-Pe)k-j = P( j, K )    Pe(1  Pe) k  j   j j!(k  j )!





TRAFICO EN TDM CH 1

CH 1 TS 0

TS 31

TS 3 TS 2 TS 1 TS 0

CH 2

CH 2

CH 3

CH 3

FAS

X 0

0

1

1

0

1

1

CH N

•

CH N

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

 K!   Pe(1  Pe) k  j = 0.932 P( j, K )    j!(k  j )!  K!  Para P(1,7,0.001) = P( j, K )    Pe(1  Pe) k  j = 0.066  j!(k  j )!  K!  k j Para P(7,7,0.001) = P( j, K )   = 1x10 -14  j!(k  j )! Pe(1  Pe)    K!  Para P(1,15,001) =  Pe(1  Pe) k  j = 0.13 P( j, K )    j!(k  j )! Para P(0,7,0.001) =