Arquitectura y Operación de Sistemas de Conmutación Digital y Redes de Telecomunicación
Subsistemas de Conmutación Digital
Subsistema de la Red de Conexión Digital
Su función es realizar la conexión entre:
- Abonados.
- Entre troncales.
- Entre abonados con troncales por medio de la etapa de conmutación.
Subsistema de Procesador Central
Realiza el control de la red de conexión y contiene los programas y datos necesarios para dar inicio y fin a las conexiones, además de registrar todos los datos y enviarlos al subsistema de entrada/salida.
Este subsistema se encuentra duplicado en muchos sistemas.
Subsistema de Entrada/Salida
La interfaz es lo que permite a la central:
- Tener contacto con el mundo exterior, es decir, todo lo que no está dentro de la propia central.
- Abonados.
- Otras centrales.
- Terminales para operación y mantenimiento.
Dispositivos Auxiliares de Control
Aquí se encuentran todos los dispositivos que ayudan al control a realizar sus funciones:
- Registros.
- Emisores.
- Receptores.
- Tasación.
- Sincronía.
- Temporización.
Funciones Básicas de los Sistemas de Conmutación Digital
Las Funciones Básicas I
Las funciones básicas son:
- Interconexión.
- Control.
- Función de señalización con los terminales de abonado.
- Función de señalización con otras centrales.
- Funciones de explotación.
- Sincronización.
- Temporización.
- Conmutación de paquetes.
Interconexión
Un sistema de conmutación debe ser capaz de suministrar vías de comunicación entre todos los abonados de una central dada y también entre estos abonados y cada uno de los enlaces que la unan con otras centrales. Esto se lleva a cabo por la red de conexión.
Control
Es quizás la más compleja de las funciones. Está constituida por la integración de un gran número de funciones secundarias que en conjunto controlan el sistema.
Como estas funciones secundarias varían de unos sistemas a otros, no pueden ser consideradas individualmente como funciones básicas.
Funciones Generales de los Sistemas de Conmutación Digital
La conmutación encierra el significado de interconexión de terminales, dentro de grupos ordenados de dimensión, comprendiendo desde una nación con una gran población hasta una comunidad aislada o grupo individual.
Función de Señalización con los Terminales
En la central con terminales es preciso que el sistema de conmutación intercambie (reciba y envíe) un conjunto de señales con el fin de establecer un diálogo con el terminal del abonado que permita acciones tales como:
- Detectar que un abonado desea establecer una llamada.
- Avisar al terminal del abonado de que hay una llamada destinada para él.
- Recibir información de selección para establecer una llamada.
- Indicar al terminal que hay congestión y no puede establecerse la conexión solicitada. Esta información está muy relacionada con los órganos de interfaz con las líneas de abonados, aunque no es exclusiva de ellos.
- Avisar al terminal que puede comenzar a enviar señales (cifras).
Función de Señalización con Otras Centrales
Dado que una red de telecomunicaciones está constituida por un conjunto de centrales de conmutación (junto con otros elementos), es preciso que dos o más centrales cooperen en el establecimiento de una comunicación entre dos terminales conectados a centrales diferentes.
Por ello, es necesario que la central incluya una función que soporte el intercambio de señales entre ellas.
Esta función está relacionada con los órganos de interfaz con otras centrales llamados enlaces, aunque en ella participan también órganos de señalización por canal común e incluso de control.
Las Funciones Básicas II
Funciones de Explotación
Es preciso que los sistemas soporten un conjunto de funciones de operación, conservación, administración y planificación que permitan una explotación racional y económica de la red.
Sincronización
Cuando se instalan centrales digitales interconectadas entre sí con medios de transmisión digitales, a fin de constituir una Red Digital Integrada (RDI) como base fundamental para la RDSI, se requiere de forma ineludible la sincronización entre los diferentes sistemas de conmutación equipados en las centrales de la red.
De otro modo, se producirán efectos indeseables que impactarán negativamente en la calidad del servicio ofrecido por la red.
Consiste en conseguir que todas las centrales digitales de la red trabajen con una señal de reloj básica idéntica o lo más parecida posible en frecuencias y en fase. Para lograr ese objetivo, las centrales disponen de:
- Relojes internos.
- Referencias externas.
- Procedimientos de selección de unos u otros en función de la situación de la red.
Temporización
Además de la función de sincronización, el sistema de conmutación posee una señal de reloj. Han de generarse una gran variedad de señales de tiempos de referencia, derivadas de la señal de reloj básica, que permitirán el funcionamiento armonizado de todo el sistema de conmutación.
Conmutación de Paquetes
Cuando se desea realizar una Red Digital de Servicios Integrados (RDSI), es preciso que la central de conmutación admita la conexión de terminales de datos que requerirán, en determinados servicios, que el sistema digital sea capaz de soportar funciones de conmutación de paquetes, y no solo de circuitos. Por ello, las centrales de conmutación digital deben incorporar órganos capaces de manejar los protocolos y las informaciones características de las redes de conmutación de paquetes.
Fundamentos de Telecomunicaciones y Telefonía
Conceptos Clave
La palabra telecomunicación significa Comunicación a Distancia. Por comunicación entenderemos todo intercambio de información entre hombres, hombres y máquinas o máquinas entre sí. En cuanto a la distancia, puede variar entre pocos metros o miles y aun millones de kilómetros.
El modelo general de telecomunicación consta de un órgano donde se genera la información (denominado terminal fuente) y otro destinatario de la misma (denominado terminal presentación). El proceso de envío de la información se denomina transmisión. La transmisión se efectúa en forma de energía eléctrica que se propaga a través de los medios de transmisión físicos apropiados, prácticamente a la velocidad de la luz.
Como la forma original de la información no suele ser eléctrica (sino sonido, imagen o textos), es necesario transformarla a forma eléctrica para efectuar la transmisión, y proceder a la inversa para presentarla de manera sensible a los órganos de los sentidos. Estas transformaciones se efectúan en los terminales fuente y presentación, respectivamente, mediante órganos denominados transductores. La representación eléctrica de la información se llama señal eléctrica o simplemente señal.
La Telefonía
La telefonía es la ciencia que tiene por objeto ‘la transmisión de sonidos a distancia’. Trata, por tanto, del estudio y utilización de los medios y procedimientos para el transporte del sonido. Los terminales son idénticos y se conocen como terminal de abonado o teléfono.
Tipos de Telefonía según el Medio de Transmisión
La telefonía puede dividirse en:
- Alámbrica: Si como medio de transmisión de la señal eléctrica se utilizan hilos conductores, que denominaremos línea.
- Inalámbrica o telefonía sin hilos: Cuando la transmisión de la señal eléctrica se realiza, aparentemente sin conductores (el conductor es el aire).
El micrófono telefónico realiza la función de convertir el sonido en variaciones de corriente eléctrica (señal). La misión del auricular telefónico es convertir estas variaciones de corriente, procedentes de un micrófono, en sonido.
Conexiones Punto a Punto y Redes de Telecomunicación
En la conexión punto a punto, dos terminales están unidos directamente entre sí. Si el número de terminales sigue creciendo y se quisieran unir todos con todos, la complejidad del montaje y su alto coste económico obligan a pensar en una forma de conexión alternativa: la Red de Telecomunicación. Cuando los terminales están unidos, todos con todos, se dice que existe conectividad total.
La Red más simple es un conjunto de terminales conectados a un punto, denominado Nodo. Su función es establecer un único camino entre cada par de terminales que deseen establecer una comunicación. A esta función se le llama Conmutación.
La red proporciona las vías de comunicación necesarias para establecer las interconexiones, compartiendo recursos entre todos los usuarios. El acceso de la señal a la red, su encaminamiento y transmisión deben atenerse a una organización o disciplina. Tales normas de funcionamiento se denominan Protocolos. El conjunto de estas señales especiales se denomina señalización.
Transmisión, Conmutación y Señalización en la Red Telefónica
La Red Telefónica Conmutada fue creada para la transmisión de sonido (voz). En la Red Telefónica, al nodo se le llama Central.
La red telefónica es el sistema que permite reducir el coste económico necesario para efectuar una comunicación entre dos terminales de abonados, ya que los medios y equipos de transmisión están compartidos. La finalidad de la red es el Transporte de la información desde un origen hasta un destino.
Esta red es Conmutada, ya que un terminal origen al seleccionar un terminal destino, la red se encarga de proporcionar un camino entre ambos, efectuando las conmutaciones o cambios de camino necesarios en las centrales.
El proceso de conmutación está supervisado por la propia red, ya que la comunicación entre terminales de abonado y centrales involucradas se realiza mediante las señales especiales (Señalización).
Ejemplo del Proceso de Llamada
Cuando un abonado descuelga su teléfono, la central detecta que quiere establecer una llamada. Inmediatamente, la central manda una señal ininterrumpida que se denomina Tono de Marcar, indicando que puede proceder a marcar las cifras. El abonado llamante marca las cifras y se envían en forma de señal eléctrica a la central. Estos pasos son un ejemplo de la Función de Señalización de la red telefónica.
Cuando termina la operación de marcar cifras, la central debe proporcionar la Función de Conmutación para conectar al abonado llamante con el abonado llamado a través de las centrales implicadas.
Debe enviarse la señal correspondiente al abonado llamante para que sepa si el abonado llamado está libre u ocupado. Simultáneamente, si el abonado llamado no está ocupado, debe enviarse otra señal, denominada Corriente de Llamada, al timbre del aparato telefónico. Estos pasos son otro ejemplo de la Función de Señalización de la red.
Por último, debe mantenerse conectados a los dos abonados mientras estén en conversación, y transmitir la señal de información a través de los medios de transmisión. Este último paso, junto con la transmisión de las distintas señales de señalización, es un ejemplo de la Función de Transmisión de la red.
Cuando la conversación finaliza, hay que desconectar a los dos abonados y realizar funciones auxiliares, como la tarificación de la llamada. La realización de estas funciones requiere un cierto grado de Inteligencia en la red telefónica conmutada.