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Conmutación Telefónica y Niveles de Centrales de Comunicación Miguel Alejandro, Edwin Cabrera Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones Universidad Nacional de Loja Trafico y Telefonía Modulo: Séptimo [email protected], [email protected]

Introducción.- Las centrales de conmutación están conectadas entre sí de forma jerárquica, de manera que existen diferentes rutas para llegar a diversos abonados; así las centrales están dotadas de una cierta inteligencia de red, lo cual les permite escoger entre las diferentes rutas posibles. La cual se divide en sistemas analógicos y digitales; los sistemas analógicos se realizan por conexiones entre centrales y abonados de forma análoga. Los sistemas digitales lo hacen por frecuencias las cuales debería estar en la misma sintonía para tener una buena comunicación y son más rápidos.

CONTENIDO Centrales telefónicas Centrales manuales Son aquellas que para establecer una comunicación entre dos usuarios, necesitan de la intervención de una tercera persona, la operadora.

Fig.1 interconexión por conmutación

Equipos de conmutación automática Las centrales de comunicación son capaces de comunicar entre sí a los diferentes abonados de forma automática y sin intervención humana, al contrario de lo que se ocurría en los inicios de la telefonía. √

Número de enlaces necesarios

para dar servicio a N usuarios. Centrales automáticas Son aquellas en las que todas las operaciones efectuadas por la operadora para establecer una comunicación entre dos usuarios son efectuadas por dispositivos electromecánicos o integrados digitales. Conmutación telefónica Es la interconexión manual o automática necesaria para establecer la comunicación entre dos aparatos telefónicos.

Diferencia entre abonados y enlaces Los enlaces son circuitos individuales de unión entre centrales, las secciones finales y las secciones directas que conexionan a las diferentes centrales telefónicas entre sí, son un conjunto de enlaces. El enlace comprende  una parte del equipo de conmutación de la central A  un medio físico de transmisión que las una,  y una parte del equipo de conmutación de la central B.

al abonado A y establece la comunicación en ambos sentidos. Funciones del equipo de conmutación Fig.2 Enlace bidireccional entre dos abonados en un sentido.

El enlace bidireccional entre dos centrales cursa comunicaciones entre ambos sentidos, aunque nunca simultáneamente en la figura 3 se muestra el enlace bidireccional formado por los elementos a, b, c que están cursando dos comunicaciones en sentido contrario en diferentes momentos temporales.

       

Identificar al abonado solicitante Analizar la información de selección De acuerdo a esta información, seleccionar la vía o canal a utilizar. Iniciar la central subsiguiente. Transferirle la información de selección. Investigar el estado libre/ ocupado del abonado solicitante. Informar al abonado A/B lo que le corresponde. Establecer /liberar el enlace. Supervisar la conexión. Liberar los caminos establecidos cuando la comunicación haya finalizado

Tipos de llamadas

Fig.3 enlace bidireccional entre dos abonados en dos sentidos en distintos momentos

Al establecer comunicaciones simultáneas capaces de cursar comunicaciones en ambos sentidos y a la vez, ocuparse en dos diferentes enlaces, es tal como se ve en la figura 4.

Pueden estar conectados a abonados o a centrales, así que el tráfico que generan o reciben puede ser de diferentes tipos. Llamadas locales.- es cuando la central de comunicación involucra a abonados pertenecientes a la misma y generan un tráfico local. Llamadas salientes.- es cuando un abonado de una central local quiere comunicarse con un abonado de otra central distante y origina al tráfico de salida Llamadas entrantes.-es cunado un abonado de una central externa desea comunicarse con un abonado local y corresponde a un tráfico de llegada.

Fig.4 enlace bidireccional cursando comunicaciones en ambos sentidos en distinto momentos.

El enlace formado por a, b, c, cursa comunicación desde el abonado A abonado B y enlace formado por d, e, cursa la comunicación desde el abonado

la al f, B

Llamada de transito.- son llamadas entre abonados que no pertenecen a la central, pero deben seguir una ruta hasta su destino que involucra a la central, se presenta por los enlaces de llegada y mediante el equipo de conmutación se establece la conexión a la central de destino y generan un tráfico de tránsito.

Etapa de distribución. Es el conjunto de caminos de conversación, el objetivo de esta etapa es proporcionar un camino de conversación que sea capaz de unir a cualquier usuario de la central con cualquier otro usuario de esa central así como con cualquier enlace de salida o llegada. Fig.5 tipos de tráfico generado entre las centrales de conmutación.

Órganos de una central que componen el equipo de conmutación Red de conexión Es la encargada de soportar establecimiento físico de comunicaciones de los usuarios.

el las

Etapa de expansión. A esta etapa al igual que en la etapa de concentración van conectadas las líneas de usuario y los caminos de conversación, Conocido esto nos podríamos preguntar la razón de la existencia de estas dos etapas, y no es otra que la siguiente: los órganos físicos donde están conectadas las líneas de usuarios son los mismos en ambas etapas, por lo que vamos a hablar de concentración o de expansión dependiendo de la dirección de la comunicación, es decir en caso del usuario que llama, hablaremos de etapa de concentración y etapa de expansión en caso de usuario llamado. Unidad de control Es la encargada de controlar y supervisar a la red de conversación atendiendo a las peticiones efectuadas por los usuarios.

Fig.6 bloques de la red de conexión

Etapas de la red de conexión Etapa de concentración. A esta etapa van a estar conectadas todas las líneas de los usuarios por un lado y los caminos de conversación por otro, como el número de líneas es mayor que el número de caminos, si todos los usuarios quisieran realizar una llamada al mismo tiempo no podrían hacerlo por lo que podemos decir que existe una concentración, esto es debido a 2 razones fundamentales:  No todos los usuarios quieren establecer una comunicación al mismo tiempo, por lo que no es necesario proporcionales camino de conversación  Si esto fuera necesario técnicamente sería muy complejo y antieconómico.

Fig.7 intercambio de información entre la unidad de control y la red de conexión.

Su función es elaboración de órdenes que activaran diferentes puntos de cruce que construirán caminos de conversación de las diferentes comunicaciones que se establecen en la central de conmutación. Las órdenes se elaboran a partir de la información numérica de los abonados llamantes y recibida por los enlaces de llegada como en la figura 7.

Funciones básica Estas funciones son:  Interconexión  Control  Supervisión  Señalización con los terminales de abonado  Señalización con otras centrales  Almacenamiento y análisis de la información recibida  Explotación y mantenimiento  Sincronización y temporización de señales  Conmutación de paquetes Niveles de centrales Conmutación

Fig.8 Conmutación de central Local

  

Abonado – abonado Abonado de otras centralesabonado Abonado – otras centrales

Central primaria Se define como el conjunto de áreas locales correspondientes a las centrales locales    

No tiene abonados Central de paso Punto de interconexión No hace conmutación

Las centrales de conmutación son los elementos funcionales encargados de proporcionar la selectividad necesaria, de forma automática, para poder establecer el circuito de enlace entre dos usuarios que deseen comunicarse El objetivo es ahorrar el número de conexiones que se deben efectuar. Existen diferentes niveles de centrales de conmutación. Cada nivel cumple con una función específica.        

Central Local Central Primaria Central de transporte Central Tandem Central secundaria Central de transito distancia Central Terciaria Central Internacional

Fig.9 Conmutación de central primaria

Central de transporte Conocida como central de tránsito sectorial, es aquella de la que dependen varias centrales locales situadas en la misma o en distintas poblaciones    

de

No tiene abonados Central de paso Punto de interconexión No hace conmutación

larga

Central Local A estas se conectan todas las líneas de abonado, de tal forma que mediante un par físico se une el teléfono con la central, se puede realizar las llamadas de la siguiente forma:

Central Tándem Son centrales de tránsito que sirven para cursar llamadas entre centrales primarias, actuando como controladores    

No tiene abonados Central de paso Punto de interconexión No hace conmutación

Central secundaria Centrales de tránsito encargadas de manejar el tráfico entre provincias pertenecientes a la misma área, de forma automática. Tienen uniones con centrales primarias y Tandem.

Es el conjunto de áreas primarias, correspondientes a las centrales primarias Central de tránsito de larga distancia Se encarga de concentrar y transportar las señales de otras centrales, interconectan el tráfico de otras centrales de menor capacidad, interconecta varias regiones. Fig.12 Evolución del conmutador

Referencias [1] SIMON HAYKIN; Sistemas de Comunicación; 4ta Edición. EDITORIAL Limusa 2002 Fig.10 Conmutación de central Secundaria

Central Terciaria

Son centrales que sirven para cursar llamadas entre centrales secundarias pertenecientes a distintas áreas multiprovinciales. Es el conjunto de áreas secundarias correspondientes a las centrales secundarias. Al unirlas se denominan grandes rutas nacionales. Central Internacional Cursan el tráfico entre distintos países, siendo las centrales Terciarias la que se conectan a estas centrales. Suelen haber varias de estas por país

Fig.11 Niveles de Centrales Telefónicas

[2] JOSE D. CABEZAS POZO; Sistemas de Telefonía; 1era Ed, Madrid España,

Magallanes 2007 [3] JOSE H. RAFAEL C.; Sistemas de telefonía; 5ta Edición; PARANINFO 2006

PLAN DE NUMERACIÓN Y PLAN DE ENCAMINAMIENTO Thalía C. Cumbal Piure, Juan P. Romero Armijos [email protected] [email protected]

Universidad Nacional de Loja Facultad de la Energía, las Industrias y los Recursos Naturales no Renovables Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones

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Abstract____ En el siguiente documento presentamos una breve explicación acerca de los planes técnicos fundamentales para redes telefónicas, específicamente ahondaremos en el plan técnico de encaminamiento y de numeración.

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Palabras claves: TIC, UIT, ccTLD, DNS, CCI. I.

El plan técnico fundamental de numeración determina la forma en la que va a tipificarse el tráfico que circula a través de una red nacional o internacional a través de un plan de encaminamiento. Esta tipificación permite asociar diversas características como localizar el origen y destino de la comunicación, determinar el operador que gestiona el tráfico, este puede ser origen o destino. La constitución del Ecuador establece nuevas reglas entre las cuales consta los cambios estructurales en el sector de telecomunicaciones y TIC para lo cual un nuevo modelo de regulación del sector fue diseñado e implementado en base a los aspectos constitucionales. El estado deberá asegurar que la infraestructura para conectividad y telecomunicaciones cubra todo el territorio Nacional, es decir las TIC estén al alcance de toda la sociedad de manera equitativa; como sabemos existe varias alternativas de conectividad, sin embargo, debe propiciarse desde los requerimientos que busca el usuario, costos y beneficios de utilizar el instrumento tecnológico más adecuado para cada caso.

II.

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INTRODUCCIÓN

PLANES TECNICOS FUNDAMENTALES

Los PTF desempeñarán un importante papel para:

III.

Brindar a los usuarios servicios compatibles. Fomentar el desarrollo eficiente de las redes y servicios de telecomunicaciones. Incentivar la introducción de nuevas tecnologías. Procurar la integración y convergencia de redes. Facilitar la interconexión entre prestadores de servicios de telecomunicaciones. Promover las inversiones en el sector de las telecomunicaciones y TIC del Ecuador. PLAN TECNICO FUNDAMENTAL DE NUMERACION

Tiene como objetivo el dotar a cada abonado de un número exclusivo para establecer automáticamente las comunicaciones e identificar unívocamente a todos los destinos y equipos terminales dentro del territorio ecuatoriano. El presente PTFN está diseñado para cubrir las necesidades actuales y futuras de capacidad numérica para números geográficos y números no geográficos, tales como bloques identificables para telefonía móvil, números personales (Como UPT Recomendación UITT E.168), números de servicios particulares, servicios nomádicos, y otros que pueden presentarse en el futuro debido a los adelantos tecnológicos y a la convergencia. 1. Normativa internacional utilizada El PTFN toma en cuenta las últimas recomendaciones de la UIT y otros organismos internacionales. Como referencia se detallan las recomendaciones que están relacionadas con el proceso de actualización del presente plan.

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Recomendación UIT-T E.161 (2001). Disposición de las cifras, letras y símbolos en los aparatos telefónicos y en otros dispositivos que pueden utilizarse para tener acceso a una red telefónica. Recomendación UIT-T E.161.1 (2008). Directrices para seleccionar el número de emergencia en redes públicas de telecomunicaciones Recomendación UIT-T E.164 (11/2010). El plan de numeración de las telecomunicaciones públicas internacionales Suplemento 1 (03/1998), Suplemento 2(11/2009), Suplemento 3 (05/2004), Suplemento 4 (05/2004), Suplemento 5 (11/2009). Recomendación UIT-T E.168 (2002). Aplicación del plan de numeración de la Recomendación E.164 para las telecomunicaciones personales universales. Recomendación UIT-T E.169 (2002). Aplicación del plan de numeración de la Recomendación E.164 para números internacionales universales para servicios de telecomunicaciones internacionales que utilizan códigos de países para servicios mundiales. Recomendación UIT-T E.190 (1997). Principios y responsabilidades para la gestión, asignación y recuperación de recursos de numeración internacional de las Recomendaciones de la serie E. Recomendación UIT-T E.191 (2000). Direccionamiento en la red digital de servicios integrados de banda ancha (RDSI-BA).

De acuerdo a esta Recomendación, la longitud máxima del número internacional debe ser de 15 cifras, excluyendo el prefijo internacional, de manera que los nodos encargados de enrutar las llamadas internacionales, deberán tener una capacidad mínima de almacenamiento de 15 dígitos.

Fig. 1 Estructura del número internacional del Ecuador.

Dónde: CC: Indicativo de país para áreas geográficas (593) NDC: Indicativo nacional de destino (2 dígitos) SN: Numero de abonado (7 dígitos) N(S)N: Numero Nacional Significativo (9 dígitos). B. Estructura General del Número Nacional (Significativo) (N(S)N) La estructura del Número Nacional (Significativo) (N(S)N) en Ecuador es uniforme de 9 dígitos, y está conformada por el Código Nacional de Destino (NDC) de 2 dígitos y el número de abonado (SN) de 7 dígitos:

2. Principios Fig. 2 estructura general del número nacional.

El principio básico de diseño del PTFN del Ecuador es de estructurar la numeración nacional en base al Plan de Numeración E.164 internacional, sigue siendo válido y puede usarse en un ambiente convergente. Además, se han previsto mecanismos de traducción de números para la interconexión con el mundo IP.

NDC: Código Nacional de Destino (2 dígitos) SN: Numero de abonado (7 dígitos)

La asignación de la numeración se distribuye tomando en cuenta la demanda de números para las diferentes áreas geográficas y redes de nuevos servicios, así como también consideraciones técnicas que debe cumplir el sistema a nivel nacional.

Para la aplicación nacional, el PTFN contempla básicamente dos tipos de numeración, la numeración geográfica y la numeración no geográfica. Cada tipo de numeración se asocia a las categorías de NDCs siguientes:

3. Estructura de la numeración A. Estructura del Número Internacional del Ecuador Se adopta la estructura de numeración indicada en la Recomendación E.164 de la UIT-T para áreas geográficas.

C. Tipos de numeración y categorías de NDC’s

Tabla 1 Tipos de numeración y categorías de NDC's.

D. Asignación General del Indicativo Nacional de Destino (NDC) Considerando la demanda de números geográficos y números no geográficos, el presente PTFN adopta una estructura de NDCs de dos cifras y su asignación general es la siguiente:

Dónde: CC: Indicativo de país, para Ecuador es “593” TC: Indicativo Interurbano o código de Área (2 dígitos) SN: Numero de abonado (7 dígitos) •

Número Nacional Telefónico y RDSI

La estructura del número nacional telefónico y RDSI es uniforme de 9 dígitos y está dada por el Indicativo Interurbano (TC) y el número del abonado (SN).

Tabla 2 Asignación general del indicativo Nacional de Destino.

Fig. 4 Número nacional telefónico y RDSI.

Dónde: TC: Indicativo Interurbano o Código de Área (2 dígitos) SN: Numero de Abonado (7 dígitos) . El "0" se utiliza como prefijo y el "1" como primer dígito de los servicios especiales 1XY (Numeración corta) y Servicios de Red Inteligente (1700-18001900). Tabla 3 Numeración para servicios especiales.

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Número de abonado

La estructura del número de abonado (SN) es uniforme de 7 dígitos y está dado por la serie o código de central y el código de abonado.

E. Estructura de la Numeración Geográfica para el Ecuador Fig. 5 Número de abonado

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Número Internacional Telefónico y RDSI

La estructura del Número Internacional para el Ecuador está dada por el código de país (CC) seguido por el Número Nacional (Significativo) (N(S)N), aplicable para llamadas entrantes al Ecuador, desde otro país. El número RDSI es una aplicación de la numeración E.164 internacional para áreas geográficas y redes internacionales, a la interfaz usuario - red/terminación de red de la RDSI.

Dónde: SC: Serie o código de central 3 o 4 dígitos CA: Código de abonado 3 o 4 dígitos •

Áreas y Códigos de Numeración Geográfica

El PTFN identifica a cada área de numeración geográfica con un código de área (TC) de 2 dígitos. Estos dígitos corresponden a los dos primeros dígitos del número nacional significativo. Tabla 4 Áreas y códigos de numeración geográfica.

Fig. 3 Número internacional telefónico.

Este Plan es necesario para poder alcanzar el objetivo con un máximo de economía, mediante un uso más eficaz de los costosos circuitos y centros de conmutación, al mismo tiempo que se garantiza el grado de servicio y la calidad de transmisión.

F. Estructura de Numeración No Geográfica •

Número Internacional Móvil para Ecuador

La estructura del Número Internacional para el país está dada por el código de país (CC) seguido por el Número Nacional Móvil (N(S)N).

Fig. 6 número internacional móvil para Ecuador.

Dónde: CC: Indicativo de país, para ecuador “593” DN: código de red 2 dígitos: 9X: donde X: 0, 1,…,9 SN: Numero de abonado (7 dígitos) •

Número Nacional Significativo Móvil

El número nacional significativo móvil está dado por el Indicativo de Red (DN) seguido por el número de abonado móvil (SN).

Fig. 7 Número nacional móvil.

Dónde: DN: código de red 2 dígitos: 9X: donde X: 0,1,…,9 SN: Numero de abonado (7 digitas)

IV.

PLAN DE ENCAMINAMIENTO

El Plan de encaminamiento telefónico internacional deberá transferir el tráfico y obtener una conexión de calidad entre dos estaciones telefónicas de cualquier lugar del mundo, abarca el tráfico telefónico procedente de estaciones fijas y móviles (tanto terrestres como marítimas).

1. Reglas de encaminamiento básicas A. Trafico de origen A fin de asegurar una buena calidad de servicio global, el tráfico de origen de un CCI podrá ofrecerse a cualquier ruta para lo cual se tendrá en cuanta las siguientes directrices • Un CCI de origen deberá seleccionar primero la ruta directa al punto de destino, si dicha ruta está disponible • Si la ruta directa no está disponible (ocupada, no se ha previsto una ruta directa, restricciones especiales, etc.), el CCI de origen seleccionara una ruta hacia cualquier CCI de transito de acuerdo con las normas indicadas en la Recomendación UIT-T E.170 norma 4.2. Para la utilización de estas rutas se deberá tener mutuo acuerdo entre los administradores de origen, destino y tránsito. B. Trafico de transito • • •

Dos y tres circuitos internaciones en cascada. Cuatro circuitos internacionales en cascada. Disposiciones especiales: algunas administraciones pueden encaminar el tráfico de una manera distinta de la empleada para su propio tráfico de origen, para esto se ofrecerá tráfico de tránsito a rutas directas, pero no a rutas de desbordamiento a través de otros CCI, sin embargo, el tráfico de origen ofrecido a las mimas rutas directas se le da acceso a rutas de desbordamiento, esto sucederá por las siguientes razones:  Limitar el número de circuitos internacionales en cascadas para las llamadas de tránsito.  Evitar que el tráfico desborde desde rutas directas.  Minimizar el retardo de transmisión para las llamadas de tránsito.

2. Ejemplos de encaminamiento entre dos CCI El empleo de sistemas de satélite con asignación en función de la demanda en la telefonía internacional se rige por las mismas consideraciones generales y especiales ya nombradas. Un sistema con asignación a petición y sus circuitos de acceso pueden considerarse en conjunto como un solo circuito internacional

para fines de transmisión, y como un CCI de tránsito para fines de encaminamiento.

Al establecer esta disposición para el país A, los países C y A deben examinar los niveles de tráfico y los perfiles de tráfico durante 24 horas para asegurarse de que el tráfico de transito presenta un grado de servicio adecuado.

Fig. 13 tráfico de un país A a un país B. Fig. 8 nomenclatura para un encaminamiento internacional.

Este ejemplo utiliza el mismo principio del ejemplo anterior, con el fin de limitar a 4 el número de circuitos en cascada a utilizar para tráfico de tránsito. V. CONCLUSIONES •

Fig. 9 Conexión directa.

•

• Fig. 10 Dos circuitos internacionales en cascada.

VI.

Fig. 11 Dos circuitos internacionales en cascada.

La función principal de un plan de numeración es la de tipificar y estructurar la numeración de un usuario para que otro pueda realizar la comunicación con este. Como sabemos a medida que la tecnología avanza se necesita hacer la convergencia de redes la cual integra el tráfico de voz, vídeo y datos. Cuando hablamos de una plan de encaminamiento internacional partimos desde un país origen hasta un país destino, esto se hace a través de CCI de tránsito o directamente. REFERENCIAS

[1] Arcotel, «Plan Tecnico Fundamental de Numeracion,» Publicaciones Arcotel, Quito, 2013. [2] I. U. Telecomunications, «Normalizacion de Telecomunicaciones». Switzerland Recomendacion 161,164,170 mayo 2001.

Fig. 12 conexión de cuatro CCI.

El país C encamina su tráfico de origen hacia el país B a través de una ruta directa con desbordamiento a una ruta alternativa a través de un CCI de transito del país D. Para minimizar las tasas de tránsito, el país C puede prohibir el desbordamiento desde la ruta directa para el tráfico de tránsito.

[3] I. U. Telecomunications, «Normalizacion de Telecomunicaciones». Switzerland Suplemento 1,2,4,5 mayo 2008.

TRÁFICO Y TELEFONÍA PLAN DE BLOQUEO PLAN DE TRANSMISIÓN Carlos Alfredo Ochoa Sáez. [email protected]

Claudio Juventino Banegas Valle [email protected]

Universidad Nacional de Loja Facultad de la Energía, las Industrias y los Recursos Naturales no Renovables Carrera de Ingeniería Electrónica y en Telecomunicaciones

Abstract.__ En el diseño de sistemas telefónicos un factor muy importante es la ingeniería del tráfico. Ésta juega un papel muy importante ya que busca la solución óptima, en cuanto a costo y eficiencia, en el diseño de sistemas de tráfico. Es por ello que la industria del tráfico ha invertido un tiempo muy considerable en la investigación y desarrollo de prácticas para desarrollar los sistemas del mañana. El tráfico telefónico se asocia al concepto de ocupación. Se dice que un circuito telefónico está cursando tráfico cuando está ocupado, nunca si está libre. Es medible en términos de tiempo (entendido como tiempo de ocupación) y que depende del número de comunicaciones y de la duración de las mismas.

I. INTRODUCCIÓN Comunicación, proceso de transmisión y recepción de ideas, información y mensajes. En los últimos 150 años, y en especial en las dos últimas décadas, la reducción de los tiempos de transmisión de la información a distancia y de acceso a la información ha supuesto uno de los retos esenciales de nuestra sociedad. La comunicación actual entre dos personas es el resultado de múltiples métodos de expresión desarrollados durante siglos. Los gestos, el desarrollo del lenguaje y la necesidad de realizar acciones conjuntas tienen aquí un papel importante. En telefonía o en general en telecomunicaciones se denomina ingeniería o gestión de tráfico a diferentes

funciones necesarias para planificar, diseñar, proyectar, dimensionar, desarrollar y supervisar redes de telecomunicaciones en condiciones óptimas de acuerdo a la demanda de servicios, márgenes de beneficios de la explotación, calidad de la prestación y entorno regulatorio y comercial. La teoría de tráfico es una herramienta ampliamente utilizada para el análisis del comportamiento de las redes de comunicaciones, las cuales pueden ser de conmutación de circuitos, como las redes telefónicas, o de conmutación de paquetes como las redes de datos IP. En este capítulo el enfoque irá orientado principalmente a las primeras, ya que son la base en donde se sustenta el sistema telefónico fijo. La conmutación de circuitos consiste el establecimiento de un canal dedicado físico (real), de extremo a extremo, entre los cuales existen elementos de conmutación, que en el caso de la red telefónica se trata de centrales públicas (CO – Central Office) o PBX (Private Branch eXchange), para el caso de empresas. Los enlaces pueden consistir en ranuras de tiempo en un sistema de multiplexación temporal (TDM) o bandas de frecuencia para el caso de multiplexación en frecuencia (FDM). Fue el 14 de febrero de 1876 que Alexander Graham Bell patentó en los Estados Unidos de América, su descubrimiento para la transmisión del sonido con el nombre de: “teléfono electromagnético”, el cual ha tenido un desarrollo vertiginoso e impactante que ha derivado en lo que hoy llamamos telefonía celular.

II. PLAN DE BLOQUEO Las medidas de tráfico Erlang sirven para que los diseñadores de redes entiendan bien las pautas de tráfico que se produce en su red y, en consecuencia, diseñen la topología adecuada y dimensionen bien los enlaces. En cuanto al grado de servicio de tráfico de telefonía, uno de los parámetros principales es la probabilidad de pérdida o bloqueo (sistema de pérdidas), que define como la probabilidad de que un usuario intente hacer una llamada y no encuentre recursos; también la red reacciona enviando un tono de congestión o un aviso de red ocupada. [1]

Figura 2. Número promedio de llamas por minuto en un centro de conmutación. Fuente: Ortiz, Introducción a la teoría de teletráfico, 2012.

A. La hora de ocupación y el Bloqueo Varios estudios muestran que, conocidos el contexto, la estructura y la actividad principal a la cual se dedica el sistema de telecomunicaciones, el comportamiento del tráfico, aunque estocástico, presenta patrones regulares que permiten modelarlo para poder hacer predicciones sobre el sistema. Las investigaciones muestran que en estos comportamientos conviven dos tipos de comportamientos: Una parte determinística y una estocástica. La Figura 1 muestra esta idea.

El periodo de tiempo del día de una hora de longitud en el cual se presenta, en promedio, la máxima ocupación del sistema se denomina la hora de ocupación consistente del sistema de telecomunicaciones. Obsérvese que, dado que corresponde a la media, es posible que ciertos días presenten picos por encima de este tiempo, sin embargo, es de esperarse que generalmente este sea más grande en todo el tiempo de vida del sistema. Esta medida es de suma importancia en el dimensionamiento de un sistema de telecomunicaciones.

Las variaciones determinísticas del teletráfico se pueden dividir en:       Figura 1. Número de llamadas por minuto en un centro de conmutación un lunes en la mañana. Fuente: Ortiz, Introducción a la teoría de teletráfico, 2012.

En un día completo de 24 horas también se pueden establecer patrones que pueden ser modelados. La figura 2 evidencia este hecho.

Las variaciones de las 24 horas. Las variaciones semanales. Las variaciones anuales. El tráfico incrementa año a año debido, principalmente, al desarrollo tecnológico por la estabilidad o inestabilidad de la economía mundial. El tipo de sistema de telecomunicaciones El tipo de servicio o servicios ofrecidos, entre otros factores.

Para poder hacer un estudio apropiado de los modelos es necesario distinguir entre aquellos sistemas de pérdidas (canales) y sistema de tiempos de espera (servidores) o sistemas mixtos es decir aquellos que tienen una capacidad limitada de almacenamiento.

Algunos inconvenientes que se encuentran en los sistemas con pérdidas se definen a continuación. 

Congestión de llamadas B.

Corresponde a la fracción de intentos de llamadas que encuentran el sistema ocupado. 

Para la probabilidad de bloqueo, utilizamos el modelo más común para calcular cuantas líneas son precisas para una cifra de tráfico (en Erlangs) determinada en la hora cargada. Este modelo supone que las llamadas bloqueadas se liberan inmediatamente. La fórmula del B de Erlang es:

Tiempo de congestión E.

𝐴𝑘 𝑘! 𝐵(𝐴, 𝑘) = 𝐴𝑖 𝑘 ∑𝑖=0 𝑖!

Se define como la fracción de tiempos en que los servidores se encuentran ocupados. 

Congestión de tráfico C.

Es la fracción del tráfico ofrecido que no es transportado. [2]

(2)

Donde: A = tráfico de entrada. k = servidores. A continuación, se presenta en la figura 4, las curvas de acuerdo a la probabilidad de bloqueo de Erlang B. [3]

B. Tráfico y Probabilidad del boqueo. El tráfico ofrecido se calcula como: 𝐴=𝜆∗𝑠

(1)

Teóricamente, trabajamos con la intensidad de llamadas 𝜆, que es el número medio de llamadas ofrecidas por unidad de tiempo, y el tiempo medio de servicio s por llamada. Se observa que es adimensional.

Figura 4. Probabilidad de bloqueo respecto al Tráfico.

Ejemplo: 1000 líneas llegan a un concentrador que selecciona 50 para entrar a una centralita, los usuarios generan un tráfico de 40 Erlangs. ¿Cuál es la probabilidad de bloqueo? Figura 3. Tráfico de entrada.

Resolución:

Ejemplo: La intensidad de llamadas es de 5 por minuto, y el tiempo medio de llamadas es de 3 minutos. ¿Cuál es el tráfico ofrecido? Resolución: 𝐴 = 𝜆 ∗ 𝑠 = 5 ∗ 3 = 15 𝐸𝑟𝑙𝑎𝑛𝑔𝑠 La probabilidad de bloqueo es Pb = B(40,50) = 0.0187 casi un 2%

III. PLAN DE TRANSMISIÓN Tienen una aplicación en todo el territorio nacional y su cumplimiento es de carácter obligatorio para todos los prestadores de servicios públicos de telecomunicaciones de telefonía fija, telefonía móvil y servicios portadores que utilizan e interconectan redes digitales de telecomunicaciones.

El teléfono, como sistema diseñado para transmisiones analógicas de voz, es inadecuado para las necesidades modernas de comunicación (transmisión de datos, facsímiles y video), lo que ha establecido un compromiso internacional para sustituir una parte del sistema telefónico por un sistema digital avanzado. En una RTB, los equipos de transmisión o transporte sirven para interconectar centrales, disminuyen por medio de fibra óptica los flujos de datos hacia su destino. Actualmente la transmisión tiende a integrarse con los servicios de redes de datos. Cuando se enlazan centrales ubicadas en diferentes ciudades, además de los cables de fibra óptica se utilizan enlaces satelitales.

Figura 5. Plan de Transmisión.

Dado el avance tecnológico con los equipos de transmisión y conmutación digitales, se ha creído conveniente el retardo de la transmisión para todas aquellas aplicaciones cuya efectividad global depende el usuario o de la interactividad en el terminal, aplicaciones tales como voz, datos en banda vocal, datos digitales o video telefonía pueden conllevar tareas para el usuario o características del equipo terminal cuya sensibilidad al tiempo de transmisión difiera considerablemente. [4]

Figura 7. Equipos de transmisión entre centrales.

La transmisión de una central telefónica menciona que los nodos de la RTB se encargan de adaptar al canal de comunicación la información o los mensajes en los que está contenida. Se logra, así, un transporte eficiente y efectivo a lo largo de la red. Para la recuperación de fallas, si se detecta un error en la comunicación (es decir cuando no termina exitosamente la transferencia de un nodo a otro) el sistema, utilizando sus nodos, debe recuperarse y reanudar, en el momento en que sea, la retransmisión de todas las partes del mensaje que no fueron enviadas exitosamente.

Figura 6. Probabilidad de bloqueo respecto al Tráfico.

Para que los medios de transmisión sean más eficientes fue creada la técnica de servicios de telefonía sobre conmutación de paquetes, en ella la información que transmiten diferentes abonados puede compartir una misma trayectoria física.

El proceso es el siguiente: Los mensajes se dividen en pequeños pedazos de información llamados “paquetes”. A cada paquete, que es independiente de todos los demás, se le agrega información de control en un encabezado. Éste contiene las direcciones del origen y del destino, el número de secuencia del paquete y una secuencia de bits de verificación de errores. Cada paquete viaja de nodo en nodo, posiblemente en rutas diferentes, se re ensambla en el nodo al que está conectado el usuario destino y se entrega.

IV. CONCLUSIONES •

Los sistemas de comunicaciones requieren equipos para la transmisión de datos.

•

El tráfico telefónico requiere equipos y tecnología que mejore la calidad de servicio para evitar las pérdidas en la transmisión.

•

Los sistemas de bloqueo del tráfico telefónico se deben a la congestión de las líneas de comunicación, es decir, a la saturación de los servidores para la transmisión.

Un paquete de datos (figura 8) es una secuencia continua de bits de un tamaño determinado que se transmite en una red (puede ser la telefónica), como una unidad de información individual. Los paquetes son construidos en el nodo origen y deben ensamblarse en el nodo destino para obtener la información completa y de manera correcta. En esta técnica, cada paquete debe contener bits adicionales en un encabezado.  Figura 8. Proceso en la conmutación de paquetes.

Mediante la fórmula de Erlang B, podemos calcular cuantas líneas son precisas para una cifra de tráfico (en Erlangs). V.

Un sistema de conmutación de paquetes acepta paquetes de un nodo fuente, los almacena internamente en un buffer de memoria del conmutador y luego los retransmite a otro conmutador del sistema en el que se repite la secuencia de almacenaje y retransmisión. El proceso se repite hasta que llegan todos los paquetes al nodo destino.

[1]

P. Jhon Jairo Padilla Aguilar, «Ingeniería de Tráfico,» 2009.

[2]

J. E. O. Triviño, INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE TELETRÁFICO, Colombia, 2012.

[3]

D. M. Osés, «Bloqueo de telefonía,» Navarra, 2011.

[4]

C. Ricci, «Planes Técnicos Fundamentales en Telefonía,» 2015.

[5]

M. J. E. Cristiani, Telefonía y Conmutación, Mexico: Red Tercer Milenio, 2012.

Algunas ventajas son:   

Facilita el manejo de tráfico interactivo. Utilizan un mismo medio de transmisión. Contribuye al proceso de tarifación, de acuerdo al número de paquetes transmitidos. [5]

BIBLIOGRAFÍA

Plan de Tarifación y Determinación de Nitidez en las Comunicaciones Telefónicas Karla Lucia Condoy Reyes [email protected]

Universidad Nacional de Loja Facultad de la Energía, las Industrias y los Recursos Naturales no Renovables Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones Abstract____ En este documento se presentan temas como el plan de tarifación y también algunos parámetros (perturbaciones) que sufren las comunicaciones telefónicas. Al hablar del plan de tarifación se dará a conocer los métodos básicos de facturación utilizados, como son el método europeo y norteamericano; así mismo se verán los costos fijos y los costos variables. Las señales transmitidas a través de un medio físico sufren una serie de perturbaciones como, la distorsión, el eco, el ruido y la diafonía, las cuales producen modificaciones en la señal transmitida, mediante el estudio de estos parámetros se pretende mejorar la nitidez en las comunicaciones telefónicas. Palabras clave. – Tarifación, distorsión, eco, ruido, diafonía.

I. INTRODUCCIÓN Se denomina plan de tarifación o tarifación telefónica a la operación por la cual se determina el costo de una comunicación de voz. El proceso de tarifación es efectuado por sistemas informáticos que poseen complejas tablas de costos, utilizando la información provista por las centrales mediante las cuales se brinda el servicio. Al ser transmitida la señal suceden eventos no deseados que alteran la calidad de la señal. Entre estos problemas los más difíciles de tratar o resolver son el ruido y la distorsión debido a que éstos afectan la forma de la señal, pues existen una serie de factores que afectan a la calidad de las señales transmitidas por lo que nunca serán iguales a las señales recibidas. La nitidez se determina mediante las perturbaciones que sufre una señal telefónica, de las cuales se detallan más adelante. Estas perturbaciones son: tiempo de propagación, distorsión, ruido, eco y diafonía. II. PLAN DE TARIFACIÓN El método por el cual se determina el costo de una llamada de voz se conoce como “tarificación”. Actualmente, es automático y se lleva cabo por grandes computadoras que contienen las tablas de costos; éstas se conectan directamente a las centrales telefónicas que brindan el servicio a los abonados. Con la información que obtienen de ellas, se generan los costos que deberá cubrir cada abonado.

Por lo general, la tarificación telefónica se divide en una parte de costos fijos (abonos del servicio) y costos variables, dependiendo del consumo efectuado. Costos fijos: corresponden a los abonos del servicio, se reflejan en una renta mensual que se paga por tener el servicio telefónico, incluye cierta cantidad de llamadas a teléfonos fijos, celulares o de larga distancia. Costos variables: dependen directamente del consumo efectuado por el abonado, y se aplican a los servicios que sobrepasan los servicios brindados dentro de los costos fijos. [1] Hay dos métodos básicos de facturación: método europeo y método norteamericano. A. Método Europeo En Europa y en los países que siguen la práctica europea, el cobro de las llamadas telefónicas es simple y directo. Cada línea de abonado está equipada con un medidor con motor de avance en la central local. Las llamadas se miden en base al tiempo. La cantidad de pulsos por segundo que avanza el medidor se determina por medio del código de central o por el código de área del número marcado. Una llamada local a un vecino (misma central) puede ser un pulso (un paso, por minuto), una llamada a una central lejana, 10 pulsos por minuto. Las llamadas internacionales requieren revisión de los dígitos de código de país que hace avanzar el medidor con mayor rapidez. Todas las llamadas que se completan se cobran. Cuando el abonado llamado “descuelgue” (avance de medición de pulsos) y responda al concluir la llamada (cuando cualquiera de los dos abonados “cuelgue”), para detener al medidor de pulsos. Se requiere alguna forma de traducción de número, para convertir la información de numero marcado a una clave de circuito de medición para dar el número apropiado de pulsos por unidad de tiempo. El cobro por medición de pulsos o “tarifa plana” no requiere más que conservar en registros la lectura periódica de los medidores. El costo del equipo de medición es mínimo y los gastos administrativos casi no tienen consecuencias.

Es difícil verificar una cuenta telefónica; un cliente se puede quejar de que es demasiado elevado el costo, pero es poco lo que puede hacer para probarlo. El servicio de larga distancia marcado por el abonado se totaliza con el servicio local y en la cuenta se presenta una cantidad global de pasos que avanzo el contador durante el periodo de facturación. B. Método Norteamericano En Norteamérica se usa la facturación detallada para el cobro de llamadas de larga distancia (frecuentemente, tarifa plana para llamadas locales). La información de facturación se registra para determinar primeramente el abonado que llama y después el abonado llamado, también existe el requisito de medir la duración de la llamada. Algunas veces se requiere la intervención de la operadora, cuando no hay identificación automática del número (IAN) o en líneas especiales como las de los hoteles. Con la identificación automática de numeración externa (IANE) algunas veces se usan enlaces de datos independientes; otra alternativa puede ser él envió de pulsos sobre la troncal.

Tan solo las comunicaciones de larga distancia presentan tiempos de propagación molestos en las comunicaciones telefónicas. B. Distorsión La distorsión afecta a la forma de la señal y solo se produce en presencia de esta, al contrario del ruido, que está presente aun cuando no tengamos señal de comunicación. 1) Distorsión de atenuación La distorsión de atenuación resulta de la respuesta imperfecta en amplitud y fase, esta distorsión se evitaría si todas las frecuencias en banda de paso estuvieran sujetas a la misma pedida (o ganancia). Sin embargo, la línea de transmisión no afecta por igual a todas las frecuencias. Esto puede ser compensado mediante igualadores de atenuación, los cuales tienen un comportamiento inverso a la línea de transmisión, como se puede ver en la figura 1.

Con la facturación detallada se puede verificar las llamadas de larga distancia hechas por el abonado (número llamado, fecha y duración, tiempo cobrado y cargo por llamada) y la parte de cobro local se da por separado. [2] III.

DETERMINACIÓN DE LA NITIDEZ EN LAS COMUNICACIONES TELEFONICAS La nitidez se determina mediante las perturbaciones que sufre una señal telefónica, de las cuales se detallan las más importantes a continuación: A. Tiempo de propagación Es el tiempo que tarda una señal en recorrer un circuito, y si sobrepasa un valor máximo se produce un efecto molesto en la comunicación telefónica. El tiempo de propagación máximo fue establecido por el CCITT (Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico, antiguo nombre del Comité de Normalización de las Telecomunicaciones dentro de la UIT, ahora conocido como UIT-T) de la siguiente manera: Tabla 1. Tiempos de propagación masamos establecidos por CCITT

𝑡𝑟 (retardo) 𝑡𝑟 ≤ 150 𝑚𝑠 150 𝑚𝑠 ≤ 𝑡𝑟 ≤ 400 𝑚𝑠 𝑡𝑟 > 400 𝑚𝑠

Calidad de la comunicación Excelente Aceptable Inaceptable

El tiempo de retardo no puede ser mejorado, ya que no existe dispositivos capaces de aumentar la velocidad de la transmisión debido a que esta depende de las limitaciones físicas de los sistemas.

Figura 1. Igualación de atenuación Fuente.J. Cabezas Pozo, Sistemas de telefonía, 2007

2) Distorsión de retardo Las distintas frecuencias que componen una señal no se propagan con la misma velocidad, es decir unas atraviesan la línea de transmisión antes que otras, lo que produce una deformación de la señal; esta deformación se denomina distorsión de atenuación. El CCITT determina que el valor límite de los tiempos de propagación entre las diferentes frecuencias que componen una señal debe cumplir: “La diferencia entre el menor tiempo de propagación 𝑡𝑚𝑖𝑛 de las diferentes frecuencias y el tiempo de propagación de la frecuencia más baja 𝑡𝑓𝑚𝑖𝑛 300 𝐻𝑧, no debe ser mayor de 60 𝑚𝑠, y la diferencia entre 𝑡𝑚𝑖𝑛 y el tiempo de propagación de la frecuencia más alta 𝑡𝑓𝑚𝑎𝑥 3400 𝐻𝑧 no debe ser superior a 30 𝑚𝑠 ” 𝑡𝑚𝑖𝑛 − 𝑡𝑓𝑚í𝑛 ≤ 60𝑚𝑠 𝑡𝑚𝑖𝑛 − 𝑡𝑓𝑚á𝑥 ≤ 30𝑚𝑠 En los circuitos que presentan estos problemas pueden intercalarse igualadores de retardo que se encargan de

retardar las frecuencias más rápidas, igualando los tiempos de propagación. 3) Distorsión armónica y de intermodulación Los dispositivos electrónicos, por sus características físicas, presentan comportamientos no lineales, es decir las señales que se le aplican son distorsionadas a su salida.

intercontinentales o vía satélite y el tiempo entre la emisión y recepción de los sonidos es superior a 0,1 el eco puede hacer imposible la comunicación; para evitar este inconveniente pueden utilizase supresores y canceladores de eco que cortan la vía de recepción cuando el abonado está hablando, con los inconvenientes que esto conlleva.

Distorsión armónica, presente cuando introducimos un tono puro de frecuencia 𝑓0 en un dispositivo no lineal; en este caso la señal obtenida a la salida presentara un espectro compuesto por armónicos de frecuencias 𝑓0 , 2𝑓0 , 3𝑓0 , etc.

Figura 4. Límite del eco admitido. Fuente:J. Cabezas Pozo, Sistemas de telefonía, 2007

Figura 2. Distorsión armónica Fuente.J. Cabezas Pozo, Sistemas de telefonía, 2007

La distorsión de intermodulación se presenta cuando la señal de entrada se compone por dos o más tonos. En el ejemplo de la figura 3, introducimos una señal formada por dos tonos de frecuencias 𝑓1 y 𝑓2 , a la salida se obtiene una señal compuesta por diferentes armónicos de 𝑓1 (2𝑓1 , 3𝑓1 , 4𝑓1 , 𝑒𝑡𝑐), armónicos de 𝑓2 (2𝑓2 , 3𝑓2 , 4𝑓2 , 𝑒𝑡𝑐) y subarmónicos 2𝑓1 − 𝑓2 , 2𝑓2 − 𝑓1 , 𝑓1 + 𝑓2 , 𝑓2 − 𝑓1 , etc. En general, 𝑚𝑓1 ± 𝑛𝑓2 y 𝑚𝑓2 ± 𝑛𝑓2 , donde n y m son números enteros. Estos subarmónicos se denominan productos de intermodulación de las señales 𝑓1 𝑦 𝑓2 . [3]

D. Ruido El ruido es cualquier señal no deseable en un circuito de comunicación. El tema del ruido y su reducción es probablemente la consideración individual de más importancia en la transmisión. Es el factor de más peso en la limitación del funcionamiento de un sistema. Para calcular la molestia que produce se utiliza un parámetro denominado relación señal/ruido (𝑆⁄𝑁) 𝑆⁄𝑁 (𝑑𝐵) = 10 log

𝑃𝑆𝐸Ñ𝐴𝐿 𝑃𝑅𝑈𝐼𝐷𝑂

(1)

El Factor de ruido se expresa en dB como: 𝑆 𝑆 𝐹(𝑑𝐵) = 10 log ( ) − 10 log ( ) (2) 𝑅 (𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎) 𝑅 (𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎)

Figura 3. Distorsión intermodulación Fuente.J. Cabezas Pozo, Sistemas de telefonía, 2007

C. El eco La señal, al recorrer la línea telefónica, pueden ser devueltas en parte al origen, donde el abonado puede llegar a percibirlas en forma de eco. Este parámetro está relacionado directamente con la longitud de la línea de transmisión; si son líneas

(a) (b) Figura 5. Efectos del ruido sobre una señal. (a) Señal sin ruido. (b) Señal con ruido Fuente. W. Tomasi, Sistemas de comunicaciones electrónicas, 2003

1) Ruido Térmico Este ruido se asocia con el movimiento rápido y aleatorio de los electrones dentro de un conductor, producido por la agitación térmica. La componente de ca debida a la agitación térmica tiene varios nombres, que incluyen al de ruido térmico, porque depende de la temperatura; también movimiento browniano, por su descubridor, ruido de Johnson, en honor

de quien relacionó el movimiento browniano de las partículas con el movimiento de los electrones y, ruido blanco, porque el movimiento aleatorio se produce en todas las frecuencias. Por consiguiente, el ruido térmico es el movimiento aleatorio de los electrones libres dentro de un conductor, causado por la agitación térmica. Johnson demostró que la potencia del ruido térmico es proporcional al producto del ancho de banda por la temperatura. En forma matemática, la potencia del ruido es 𝑁 = 𝐾𝑇𝐵

(3) Figura 6. Diafonía Fuente.J. Cabezas Pozo, Sistemas de telefonía, 2007

donde: 𝑁 = potencia del ruido (watts) 𝐵 = ancho de banda (hertz) 𝐾 =constante de proporcionalidad de Boltzmann (1.38 𝑥10−23 Joules por grado kelvin) 𝑇 = temperatura absoluta, en grados kelvin (la temperatura ambiente = 17°𝐶 𝑜 290 °𝐾)

•

El ruido térmico es aleatorio y continuo, y se produce en todas las frecuencias. También, es predecible, aditivo, y está presente en todos los dispositivos. Por lo anterior, el ruido térmico es el más importante de todos los ruidos. 2) Ruido “impulsivo” El ruido impulsivo se caracteriza por tener picos de gran amplitud y corta duración dentro del espectro total del ruido. Como indica el nombre, el ruido impulsivo consiste en ráfagas repentinas de pulsos de forma irregular, que por lo general duran entre algunos microsegundos y una fracción de milisegundo, dependiendo de su amplitud y su origen. El ruido de impulsos solo degrada muy poco la telefonía de voz, pero puede degradar notablemente el índice de errores en los circuitos de datos o en otros digitales. [4] E. Diafonía Es un fenómeno mediante el cual una señal que se transmite por un circuito se induce en otro interfiriéndolo. Hay dos tipos de diafonía:

CONCLUSIONES El plan de tarifación es un sistema automatizado, que permite determinar el costo de una comunicación de voz.

•

La tarifación se lleva a cabo por grandes computadoras que contienen las tablas de costos; éstas se conectan directamente a las centrales telefónicas que brindan el servicio a los abonados.

•

Las perturbaciones como el ruido y la distorsión, son parámetros que afectan la forma de la señal, e impiden que la señal de entrada trasmitida no sea igual a la señal recibida.

•

La determinación de la nitidez de las comunicaciones telefónicas se la obtiene mediante el estudio análisis de las perturbaciones que sufre una señal telefónica.

REFERENCIAS [1] M. Escobar Cristiani, Telefonía y Conmutación. 1ra ed. México: Red Tercer Milenio, 2012. [2]

Inteligible. – Si las señales inducidas pueden entenderse en el otro circuito.

R. Freeman, Ingeniería de sistemas telecomunicaciones. México: Limusa, 1991.

[3]

J. Cabezas Pozo, Sistemas de telefonía. Madrid: Thomson, 2007.

Ininteligible. -Si no pueden entenderse las comunicaciones inducidas es ininteligible y afecta a la comunicación como un ruido más.

[4] W. Tomasi, Sistemas de comunicaciones eletrónicas, 4th ed. México: Pearson Educación, 2003.

Fundamentalmente son tres las causas de la diafonía: • • •

Acoplamiento eléctrico en el medio de transmisión Control inadecuado de la respuesta en frecuencia (filtros defectuosos o mal diseñado). Funcionamiento no lineal de sistemas múltiples analógicos.

Los efectos de la diafonía son subjetivos y al medir sus perjuicios se debe considerar otros factores, entre estos, el tipo de persona que usa el canal, la agudeza auditiva, los patrones de tráfico y las prácticas de operación.

de

TRANSMISIÓN DE BAJA FRECUENCIA Y TRANSMISIÓN ANALÓGICA DE ALTA FRECUENCIA Carlos E. Gonzaga Acaro [email protected]

Miguel A. Rodríguez Torres [email protected]

Universidad Nacional de Loja Facultad de la Energía, las Industrias y los Recursos Naturales no Renovables Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones Abstract— Este documento presenta una breve explicación

sobre cuando una señal es estacionaria y no estacionaria, el ruido blanco

Palabras claves: frecuencia, voz, distorsión, atenuación, media, señal, bobinas, ruido, impedancias I.

INTRODUCCIÓN

Una banda de radiofrecuencia es una pequeña sección de frecuencias del espectro radioeléctrico utilizada en comunicaciones por radio, en la que los canales de comunicación se utilizan para servicios similares con el fin de evitar interferencias y permitir un uso eficiente del espectro.2 Por ejemplo, radiodifusión, telefonía móvil o radionavegación, se colocan en rangos de frecuencias no solapados. Cada una de estas bandas tiene una asignación de frecuencias que determina cómo se utiliza y se comparte para evitar interferencias entre canales y especificar el protocolo de comunicación que permita la comunicación entre el emisor y el receptor. II.

DESARROLLO DE CONTENIDOS

la transmisión de voz en la banda de frecuencias comprendida entre los 300 y 3.400 Hz (que se conoce como baja frecuencia) presenta unos problemas característicos, como son:

   III.

La distorsión de atenuación La desadaptación de impedancias La diafonía FUNDAMENTOS TEORICOS

Distorsión de atenuación. La distorsión de atenuación que presentan las líneas de transmisión en baja frecuencia utilizadas en telefonía, como las líneas de pares simétricos, aumenta con la longitud de estas, de tal forma que a partir de ciertas distancias críticas se deben introducir igualadores y bobinas de carga para compensar esta atenuación.

Fig. 1. Señal con distorsión de atenuación. Desadaptación de impedancias En cuanto a la desadaptación de impedancias, el problema es que la impedancia de la línea no se mantiene constante. sino que varía con la frecuencia, es decir para una banda de transmisión de entre 300 y 3.400 Hz, la impedancia puede oscilar entre los 400 y 1600 ohms según la línea esté cargada con bobinas o no;

si en la línea de transmisión aparecen diferentes componentes, tales como amplificadores, atenuadores, repetidores, bobinas, etc… sin la correspondiente adaptación de impedancias. Nos encontramos con una serie de efectos en la transmisión como pueden ser pérdidas de potencia en los puntos de desadaptación, reflexiones de señal, ecos, inestabilidades en amplificadores, etc.… los cuales pueden hacer imposible la comunicación. Estos electos pueden minimizarse con el uso de transformadores adaptadores de impedancia denominados bobinas de repetición o transformadores de línea.

Fig. 2. Desadaptación de impedancias.

produce una tensión VIG y una corriente IIG en el circuito perturbador.

Fig. 4. Circuito Perturbador 1. Circuito 2 Perturbado El circuito 2, que denominamos circuito perturbado, está adaptado en ambos extremos con cargas equivalentes a la impedancia característica y con equipos de medida (que demostrarán que circulan corrientes por éste aun sin tener aplicado ningún generador de señal). Como vemos, por el simple hecho de estar próximo al circuito 1, aparecen corrientes inducidas I2PD e I2TD y tensiones V2PD y V2TD a partir de estas magnitudes podemos evaluar la diafonía entre los circuitos, que se conoce como atenuación de diafonía y seria:

Diafonía 𝐴𝑑 = 10𝑙𝑜𝑔

Es uno de los problemas más importantes en los circuitos de baja frecuencia, ya que es inteligible y afecta directamente al secreto de las comunicaciones.

𝑉𝐼𝐺 × 𝐼𝐼𝐺 𝑉2 × 𝐼2

La diafonía consiste en el acoplo de las señales transmitidas por un circuito en otro circuito próximo a éste.

Fig. 5. Circuito Perturbador 2. División de la diafonía

Fig. 3. Diafonía de una señal. Circuito 1 PERTURBADOR El circuito 1 denominado circuito perturbador al cual le aplicamos un generador de señal y en el extremo conectarnos una carga Zf, de valor equivalente a la impedancia característica de la línea; la señal aplicada

La diafonía puede dividirse en paradiafonía, que es la que se produce en el extremo donde se encuentra el generador, y telediafonía, que se produce en el extremo distante al lugar donde se sitúa el generador; de esta forma podemos hablar de atenuación de paradiafonía APD y atenuación de telediafonía ATD. 𝐴𝑃𝐷 = 10𝑙𝑜𝑔 Aplicaciones.

𝑉𝐼𝐺 ×𝐼𝐼𝐺 𝑉2𝑃𝐷 ×𝐼2𝑃𝐷

𝐴 𝑇𝐷 = 10𝑙𝑜𝑔

𝑉𝐼𝐺 ×𝐼𝐼𝐺 𝑉2𝑇𝐷 ×𝐼2𝑇𝐷

Fig 7. Funcionamiento RFID Radiodifusión AM: Amplitud Modulada Es el modo más común de transmisión de voz entre las emisoras de radio de Onda Larga, Media y Corta.

Fig 6, Tipos de modulación. Este sistema utiliza la modulación en amplitud de la onda para transportar la señal de audio. Este tipo de modulación consiste en modificar la amplitud de la señal de la portadora según la amplitud de una señal de baja frecuencia que en este caso sea la de audio. RFID (Radio Frequency Identification) RFID o identificación por radiofrecuencia es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remoto que usa dispositivos denominados etiquetas, tarjetas o transpondedores RFID. El propósito fundamental de la tecnología RFID es transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas de radio.

Transmisiones Analógicas La transmisión analógica que datos consiste en el envío de información en forma de ondas, a través de un medio de transmisión físico. Los datos se transmiten a través de una onda portadora: una onda simple cuyo único objetivo es transportar datos modificando una de sus características (amplitud, frecuencia o fase). Por este motivo, la transmisión analógica es generalmente denominada transmisión de modulación de la onda portadora. Se definen tres tipos de transmisión analógica, según el parámetro de la onda portadora que varía: 1) Transmisión por modulación de la amplitud de la onda portadora 2) Transmisión a través de la modulación de frecuencia de la onda portadora 3) Transmisión por modulación de la fase de la onda portadora. Medios de transmisión Consiste en dos conductores aislados entre si y con el exterior, trenzados de forma quecada uno se encuentre expuesto a la misma cantidad de ruido inductivo externo. Losconductores son de cobre y tienen una sección entre 0,4 y 0,9 mm de diámetro. Como características principales del cable de pares podemos señalar:

Fig 8. Cable de pares.   

Bajo coste Ancho de bando reducido (principalmente por la sección del conductor) Presencia de diafonía (en los cables multipares).

-

Cable Coaxial

Son cables construidos con dos conductores concéntricos de cobre, uno interno por el que circula la señal útil y otro externo que rodea al anterior actuando a modo de pantalla. El conductor central tiene un diámetro superior al de los cables de pares (entre 1 y 5 mm). Podemos señalar como características principales del cable coaxial:

Fig 10. Fibra Óptica Otros medios de transmisión -

Radiocomunicacione:

Fig 9. Cable Coaxial 

 

Menor atenuación por unidad de longitud que el cable de pares Mejor respuesta en frecuencia (debido a la mayor sección del conductor) Mayor inmunidad frente al ruido (por su apantallamiento) Coste mas elevado De manejo más difícil

-

Fibra Óptica

 

Consta básicamente de un fino hilo de óxido de silicio que permite transportar la luz en la banda de infrarojos. Se utiliza para transmitir señales digitales (caracterizadas por presencia de luz ‘1’ y ausencia de luz ‘0’). La fibra óptica está compuesta por dos capas de vidrio concéntricas con distinto índice de refracción, lo que provoca que un haz de luz incidente con una cierto ángulo de entrada se propague a lo largo de la fibra.

Permiten el intercambio de información mediante la transmisión y recepción de ondas electromagnéticas a través del espacio libre, que se propagan a la velocidad de la luz (c=300.000 Km/s). Las bandas empleadas en comunicaciones son las que se muestran en la tabla 1.

Tabla 1. Banda de frecuencias.

- Guías de onda: Medio de transmisión adecuado para transportar ondas electromagnéticas de longitudes micrométricas en distancias cortas y frecuencias muy elevadas (GHz). Los medios metálicos a estas frecuencias radian gran parte de la energía de la señal debido al efecto pelicular. Consisten en tubos huecos rectangulares de cobre rojo en cuyo interior existe aire con muy poca humedad. Suelen utilizarse para transportar la señal entre la antena receptora y el equipo de procesamiento de la señal. Alta Frecuencia HF HF o SW del inglés High Frequency o shortwave, altas frecuencias u onda corta, son las siglas utilizadas para

referirse a la banda del espectro electromagnético que ocupa el rango de frecuencias de 3 MHz a 30 MHz. Esta banda provee una cobertura de rango medio confiable durante la luz del día y cuando el camino de la transmisión está en total oscuridad, es un servicio de larga distancia mundial. La confiabilidad y calidad de la señal del servicio de larga distancia depende en gran medida de las condiciones ionosféricas y de las variaciones a largo plazo en la actividad del sol, afectando a la propagación de ondas aéreas. Las aplicaciones incluyen:      

Broadcasting de onda corta Servicios fijos y móviles Telemetría Radioafición Radio astronomía Aeronáutica fija y móvil

IV. CONCLUSIONES  La diafonía puede dividirse en paradiafonía, que es la que se produce en el extremo donde se encuentra el generador, y telediafonía, que se produce en el extremo distante al lugar donde se sitúa el generador; de esta forma podemos hablar de atenuación de paradiafonía APD y atenuación de telediafonía ATD.  La transmisión de voz en la banda de frecuencias está comprendida entre los 300 y 3.400 Hz.  HF o SW del inglés High Frequency o shortwave, altas frecuencias u onda corta, son las siglas utilizadas para referirse a la banda del espectro electromagnético que ocupa el rango de frecuencias de 3 MHz a 30 MHz.

V.

REFERENCIAS

Cabezas, J. (2007). Sistemas de Telefonía. 1ra ed. Madrid: Thomson Ediciones. Matted N. O. Sadiku, Elementos de electromagnetismo, Oxford Mexico, 2003.

TRÁFICO Y TELEFONIA: TRANSMISION DIGITAL, RED DE ENLACE Y RED DE ABONADOS Leoncio Fabricio Eras Díaz David Antonio González Vega [email protected] [email protected]

Universidad Nacional de Loja Facultad de la Energía, las Industrias y los Recursos Naturales no Renovables Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones

Resumen____ En este trabajo se analiza la presentación de la transmisión digital, la red de enlace y red de abonados dentro de la estructura telefónica, para ello es conveniente analizar estos temas desde el punto teórico para llegar a las conclusiones presente. I.

INTRODUCCIÓN

La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales entre dos puntos mediante un sistema de comunicación. La información de la fuente original puede estar en modo digital o en modo analógico, en este último debe convertirse en pulsos digitales antes de su transmisión, para ser convertido posteriormente en forma analógica en el lado del receptor. II.

TRANSMISION DIGITAL

A. Ventajas de la transmisión digital Una ventaja técnica es la calidad ya que la transmisión digital es independiente de la distancia. La inmunidad al ruido La señales digitales al ser impulsos de tensión están compuestas de 1 o 0, los repetidores reconocen o deciden si hay un pulso o

no aunque estos lleguen atenuados o afectados por ruido. Los regeneradores digitales, Retransmiten la señal totalmente nueva eliminando los errores y el ruido El almacenamiento y procesamiento de estas señales digitales son más fáciles que las analógicas Los sistemas digitales esta mejor equipados para evaluar el rendimiento de errores Bajo consumo de potencia y espacio reducido

B. Desventajas de la transmisión digital Las señales analógicas codificadas de manera digital requieren de mayor ancho de banda Las señales analógicas deben convertirse en código digital La transmisión digital requiere de sincronización precisa Son incompatibles analógicas existentes

con

las

instalaciones

C. Señales analógicas y señales digitales Las señales digitales solo pueden tener un número finito de valores; en el caso de señales binarias estos valores tan solo pueden ser 1 o 0 es decir discontinuas en el tiempo. Se llama bit a la información contenida en un seceso que puede encontrar tan solo en dos estados, estos pueden estar en una secuencia de bits. La señal de temporización o señal de reloj nos indica exactamente el comienzo y fin de cada uno de los bits

Figura 2. Código NRZ

Los inconvenientes de NRZ es que es necesario enviar la señal NRZ y los impulsos de reloj y encontrar un código que los combine esto lo hace el código RZ “return zero” que simplemente usa la operación lógica AND a las dos señales

Figura 2. Señal de reloj

D. Código NRZ y RZ El código NRZ significa “non return zero”, no retorno de cero y hace referencia a los códigos eléctricos binarios en los cuales el estado eléctrico de la señal se mantiene constante durante el tiempo que dura cada bit. Se usa en el interior de equipos electrónicos digitales

Figura 3. Obtención del código RZ

E. Códigos eléctricos AMI y HDB3 Estos códigos han sido desarrollados para resolver los inconvenientes de los NRZ y RZ. El código AMI genera una señal eléctrica sin componente continua a partir del código RZ. Se

alternan los niveles lógicos positivo, haciendo que el “1”lógico sea una vez positivo y otra vez negativo, así el nivel de continua presente en un impulso se anula con el impulso siguiente de polaridad negativa; de esta forma se adecuan para ser transmitidos por líneas de conductores por lo que reciben el nombre de código de línea Dentro de este tema tenemos regeneración de la señal digital para lo cual se realiza lo siguiente

III.

RED DE ENLANCES

Según lo visto, las centrales están unidas entre sí por circuitos físicos o enlaces. Si las comunicaciones telefónicas establecidas son entre usuarios pertenecientes a centrales de diferentes ciudades se da una conexión entre enlaces interurbanos; si las centrales pertenecen a la misma ciudad los enlaces serán urbanos.

Figura 4. Extracción de la señal de reloj a partir de la señal AMI-RZ

F. Transmisión de señales digitales por línea telefónica de pares trenzados Las operaciones son: o o o o

Igualación y amplificación de la señal de entrada Extracción de la señal de reloj Detección de la presencia o ausencia de impulsos Regeneración y transmisión de impulsos a línea

Figura 6. Área de central primaria

De esta forma y tal y como se observa en la figura 6, una agrupación de centrales forma un área de central y los enlaces entre deferentes centrales son establecidas por las redes de enlaces.

Figura 5. Área de central

Esto se hace porque las señales digitales transmitidas por la línea telefónica se deforman progresivamente por los efectos provocados por el medio de transmisión

Figura 7. Área de central

IV.

RED DE ABONADO

La red de abonado está formada por el conjunto de elementos que permiten la conexión eléctrica entre los equipos y la central a la que pertenecen, de manera que se forma un único circuito físico la central y el abonado en cuestión. En la figura 6 se observa como cada usuario está conectado con si correspondiente central telefónica formando la red de abonado que se circunscribe dentro del área de cada una de las centrales; las líneas de unión entre los abonados y las centrales constituyen las líneas de abonado o bucles de abonado.

La línea exterior agrupa los pares de abonado agrupados en conjuntos de cables de gran capacidad; esta a su vez se subdivide en tres secciones, que son: o o o

Repartidor principal de abonado Cables de alimentación Cables de distribución

B. Repartidor principal de abonados Es el elemento que se encarga de hacer la interconexión entre la central de conmutación telefónica y la línea exterior.

Por ello se deben cumplir algunas condiciones que garanticen la correcta utilización del bucle de abonado y su buen funcionamiento a lo largo del tiempo; algunas de estas son: o

o

o

Que el bucle de abonado posea la elasticidad suficiente para poder asumir el desarrollo tecnológico del sistema telefónico a lo largo del tiempo Que presente una buena calidad de transmisión de la señal telefónica ya que debe cumplir las características exigidas legalmente por los diferentes organismos (UIT-T y Ministerio de Fomento) Que sea los más económico posible, ya que se pretende obtener un rendimiento económico del capital invertido en la red telefónica.

Las redes de abonado a su vez se dividen en diferentes tramos, comenzando el primero de estos en el repartidor principal de la central y finalizando el último en el teléfono en el teléfono del usuario. Estos tramos son la línea exterior, la línea de acometida y la línea interior de abonado, pasando a continuación a describir cada uno de ellos.

A. Línea exterior El tramo de la red de abonado que va desde la central de conmutación hasta las cajas terminales se denomina línea exterior

Figura 8 Representación esquemática del repartidor principal de abonado

En la figura 8 se muestran como los pares llegan agrupados en una manguera de cables denominada cable terminal; a partir de esta se reparten por las regletas verticales que están dispuestas en forma de columna. Las regletas están montadas sobre armazones metálicos que les sirven como soporte; con esa disposición se forman los distribuidores. Mediante los hilos puente se efectúa la conexión entre todos los pares que han llegado del exterior con su correspondiente par de líneas de central. Los distribuidores están divididos en verticales numeradas que están compuestas de regletas verticales, de esta forma se forman grupos de abonados que pueden estar nombrados de la forma GR 322, GR 323, GR324, etc.

Por otra parte existen las regletas horizontales. Estas regletas interconexiones por una parte las terminaciones de las líneas de abonados que vienen directamente de la central de conmutación y por la otra los hilos puente por la otra los hilos puente correspondientes a los abonados de planta externa.

Al conjunto de estos se le denomina red de distribución

C. Cables de alimentación

Figura 10 representación esquemática de la red de distribución Figura 9 Representación esquemática de la red de alimentación

Parten desde la galería de cables y terminan en los laterales que a su vez pueden derivar en postes de distribución o en arquetas o fachadas de edificios. Los cables de alimentación se distribuyen por medio de canalizaciones o galerías subterráneas lo suficientemente amplias para permitir hacer reparaciones sin necesidad de abrir zanjas o levantar y sustituir pavimentos, lo cual supondría grandes desventajas. A lo largo de las canalizaciones (cada 200 meros, más o menos) se intercalan pequeños locales subterráneos y accesibles desde la calle denominados cámara de registro Es en estas cámaras donde se empalman unos cables con otros, se instalan bobinas de carga para equilibrar impedancias y se accede a los laterales.

D. Cable de distribución La red de alimentación se ramifica mediante los conductores laterales donde aflora al exterior en cables de menor capacidad; estos cables se distribuyen mediante postes, grapados por las fachadas o por el interior de los edificios

Estos cables, a su vez, se dividen y terminan en puntos de interconexión, de los cuales salen las diferentes líneas de acometida. Estos puntos de interconexión pueden ser de dos tipos y se clasifican en función de si se encuentran en el exterior o en el interior de edificios. Si están a la intemperie y contienen un número pequeño de pares se denominan cajas terminales Cuando el número de pares que interconexionan es mayor y están en el interior de edificios se denominan cajas de conexión

E. Línea de acometida Los cables que forman la línea de acometida van desde el punto final de la línea externa (caja terminal o caja de conexión), hasta el punto de terminación de abonado o punto de terminación de red “PTR”; también se le denomina base de acceso terminal “BAT”.

Si la cometida comienza en la caja terminal se utiliza postes que transportan los cables de acometida al domicilio de abonado; estos cables se clasifican de la siguiente manera: o

Figura 11. Representación de línea de acometida

Las instalaciones de acometida han cambiado radicalmente desde la implantación de las normativas ICT (infraestructuras Comunes de Telecomunicaciones), que entraron en vigor a partir del 10 de marzo de 1999. Esta serie de normas se han implantado por un lado debido a la liberalización del mercado de las telecomunicaciones y a la proliferación de nuevos operadores de telefonía que deben estar en igualdad de condiciones a la hora de acceder a los abonados para ofrecer sus servicios. Atendiendo entonces a las normas ICT Aunque según las legislación actual las líneas de acometidas deben ajustarse a la legislación ICT, a la legislación ICT, que evita que este tipo de instalaciones sean exteriores y recorran las fachadas de los edificios de nueva construcción, son muchas las instalaciones de acometida realizadas anteriormente a este tipo de legislación, por lo que se hará un repaso a los diferentes elementos que las integran, ya que es muy común observarlas en edificaciones.

Cables de acometida auto soportados: están formados por dos conductores de cobre electrolítico de 0,5 mm y un hilo fiador de acero galvanizado de 0,7 mm de diámetro dispuestos paralelamente y aislados por una capa de poli cloruro de vinilo de color negro

Figura 12 Cable de acometida auto soportado

o

Se emplea de forma general en el recorrido de fachadas mediante anillas grapas. Cables de acometida urbana reforzada: está formado por dos conductores de cobre electrolítico de 0,7 mm de diámetro sin estañar, aislados con policloruro de vinilo y protegidos por una malla de alambre de acero galvanizado y cubierta por el exterior de policloruro de vinilo de color negro

F. Elementos de interconexión y cables utilizados en este tipo de acometidas Como se ha dicho las instalaciones de acometida pueden comenzar en la caja de conexiones o en la caja terminal Si comienza en las cajas de conexiones, el tendido del cable se realiza normalmente por el interior de edificios, utilizándose cable de dos conductores de cobre de 0,5 mm de diámetro, con una cubierta de color crema marfil, de características análogas al utilizado en las instalaciones de interior de usuario.

Figura 13 Cable de acometida urbana reforzada

Se emplea en instalaciones de abonado en que existía canalización subterránea desde una caja terminal al domicilio de abonado

o

Cable de acometida bimetálica: está formado por dos conductores de acero cobreado de 1,02 mm de diámetro, dispuestos paralelamente y aislados en común por una capa continua de policloruro de vinilo de color negro. Se emplea generalmente en instalaciones aéreas sobre las líneas de postes.

VI.

REFERENCIAS

[1]José Damián Cabezas Pozo «Sistemas de Telefonía»2007

[2] P. Jhon Jairo Padilla Aguilar, «Ingeniería de Tráfico,» 2009. [3] J. E. O. Triviño, INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE TELETRÁFICO, Colombia, 2012. [4] D. M. Osés, «Bloqueo de telefonía,» Navarra, 2011.

Figura 14 cables de acometida bimetálica

V. -

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CONCLUCIONES La transmisión digital nos ofrece una mejor eficiencia de recursos al aprovechar el ancho de banda aunque los quipos actuales no son digitales completamente lo que implica un cambio total en los equipos La codificación de las señales se usa dependiendo del tipo de quipo el medio de transmisión y la seguridad que deseemos en la comunicación En este trabajo se pudo obtener información sobre las diferentes formas de Redes de enlace y abonados, entre otros aspectos que en la actualidad son muy utilizados no tan solo en el medio de las computadoras sino en el mundo de las telecomunicaciones que de una forma u otra ha facilitado nuestras formas de vida solamente en el aspecto profesional; facilitándonos nuestros trabajos, sino en el aspecto cultural , ya que gracias a estos podemos enriquecer nuestra cultura permitiéndonos evolucionar cada vez más.