MÓDULO 5: REDES TELEFÓNICAS

INTELIGENTES Instructor: M. en C. Gerardo Garfias Arvizu

Experiencia Laboral

• Instituto Mexicano del Petróleo. Ingeniero de Desarrollo.

• Ericsson Telecomunicaciones. Ingeniero de Software.

• Harry Mazal. Ingeniero de Soporte Técnico.

• Iusacel. Ingeniero de Switch.

• Avantel. Ingeniero de Switch.

• Nextel. Gerente de Ingeniería.

• MCM Telecom. Gerente de Switch.

• Axtel. Ingeniero de Datos y Conmutación.

Objetivo

• El alumno conocerá el concepto y los elementos

que forman una Red Telefónica Inteligente, así

como el funcionamiento y los servicios que

ofrece esta plataforma.

Temario

1. Introducción a la Telefonía.

1.1 Historia de la Telefonía.

1.2 El Teléfono. Funcionamiento y Operación.

2. Elementos de la Red Telefónica.

2.1 Modelo de Red.

2.1.1 Accesos, Línea de Abonado.

2.1.2 Centrales de Conmutación.

2.1.3 Medio de Transporte.

2.1.4 Equipo Terminal.

3. Telefonía Digital.

3.1 Digitalización de la Voz, Técnica PCM.

3.2 Multiplexación.

3.3 Señal E1.

3.4 Líneas Digitales de Abonado DSL.

Temario (cont.)

4. Centrales de Conmutación.

4.1 Fundamentos.

4.2 Funcionamiento.

4.3 Tipos de Centrales.

5. Tráfico Telefónico.

5.1 Definiciones y Conceptos.

5.2 Análisis.

6. Tarificación.

6.1 Definiciones y Conceptos.

6.2 Análisis.

7. Señalización.

7.1 Definición.

7.2 Señalización por Canal Asociado.

7.3 Señalización por Canal Común.

Temario (cont.)

8. Redes Inteligentes de Voz

8.1 Señalización no. 7.

8.1.1 Evolución.

8.1.2 Arquitectura.

8.1.3 Enlaces y Aplicaciones.

8.2 Arquitectura de la Red Inteligente.

8.2.1 Elementos de la Red Inteligente.

8.2.2 Aplicaciones.

8.3 Protocolo SS7.

8.3.1 Parte de Transferencia de Mensaje MTP.

8.3.1.1 Modelo OSI, niveles 1, 2 y 3.

8.3.1.2 Administración de Red y Enlaces.

Temario (cont.)

8.3.2 Parte ISDN de usuario ISUP.

8.3.2.1 Control de Conexión.

8.3.2.2 Mensajes y Formatos.

8.3.2.3 Protocolo Q.931

8.3.2.4 Parte de Control de Conexión SCCP.

8.3.2.5 Parte de Transacción de Capacidades TCAP.

8.3.2.6 Parte de Aplicación de Redes Inteligentes INAP.

8.4 Aplicaciones.

8.5 Portabilidad de Número Local.

8.6 Evolución de los Sistemas de Señalización.

Evaluación

• Examen: 50 %

• Participación en clase 10 %

• Tarea 20 %

• Visita a Central 20 %

1. INTRODUCCIÓN A LA

TELEFONÍA

1.1 Historia de la Telefonía

TELE = distancia

FONO = sonido

¿Quién inventó el teléfono?

1. En 968 el chino Kung-Foo-Whing inventa el

TUNGSTENIO, que es un dispositivo a base de tubos

para dirigir el sonido.

2. En 1849, el italiano Antonio Meoucci presenta su

TELETRÓFONO. Un dispositivo que consistía en un

receptor y un transmisor electromagnéticos, donde el

movimiento de un diafragma modulaba una señal en

una bobina por el movimiento de un electroimán.

3. En 1860, el alemán Philip Reis presenta un equipo que

modulaba una corriente eléctrica por medio de un

diafragma, que a su vez era movido por medio de voz.

4. En 1876, Alexander Graham Bell presenta su equipo,

capaz de transmitir voz por medio de señales

eléctricas. A él se le atribuyó el invento del teléfono.

5. En 1876 se logra la primera llamada de LD: 16 km.

6. En 2001, el congreso de USA reconoce a Meoucci

como el inventor del Teléfono.

• Podemos asegurar que en realidad no hay un

solo inventor del teléfono, sino que mas bien

han sido varios personajes los que han

contribuido a que ahora disfrutemos de él y de

todos los servicios asociados a las redes

telefónicas.

1.2 El Teléfono

• El teléfono es un dispositivo que nos sirve para

transmitir y recibir sonidos a distancia.

Fig. 1.1 Diagrama a bloques del teléfono

Funcionamiento y operación

• Las partes que componen un teléfono son las

siguientes:

– Interruptor y campana.

– Teclado.

– Circuito de voz.

– Bocina y micrófono.

• Campana.

– La campana está conectada hacia la central a

través del capacitor y el interruptor cuando el

receptor está puesto en su base. Cuando se

recibe la señal de llamada (90 V @ 25 HZ), la

campana se energiza a través del capacitor,

produciendo entonces la señal que avisa que hay

una llamada entrante.

• Interruptor.

– Cuando el abonado descuelga (Off hook) el

receptor para hacer una llamada, se conectan el

teclado y los circuitos de voz, desconectando a

su vez la campana. Esta acción avisa a la central

que se va a realizar una llamada. Cuando el

abonado levanta el receptor al estar sonando la

campana, el interruptor desconecta la campana y

conecta el circuito de voz y el teclado.

• El teclado.

– El teclado en un teléfono moderno consiste en un

arreglo de 12 teclas conectadas a un circuito

generador de tonos. Este circuito convierte la

presión de una tecla en un tono. El tono es

generado por la combinación de dos frecuencias

o tonos, seleccionadas al oprimir cada tecla.

Cada una de las 12 teclas produce un tono

diferente y único. El principio de funcionamiento

es conocido como DTMF (Dual Tone Multi

Frequency).

Fig. 1.2 Circuito generador de tonos DTMF

Circuito de voz.

• El circuito de voz tiene dos funciones :

i) Separar las señales de transmisión y recepción.

ii) Adaptar los niveles de las señales de entrada y salida.

• Consiste de cuatro bloques :

1. Amplificador de entrada. Regula el nivel de la señal que

alimenta al receptor o audífono.

2. Amplificador de salida. Amplifica la señal proveniente del

micrófono.

3. Híbrido. Convierte la señal de 4 hilos a 2 hilos y viceversa.

4. Balanceo. Permite retroalimentar hacia la bocina una parte

de la señal del micrófono.

Fig. 1.3 Circuito de voz

Fig. 1.4 Bocina o Receptor

• Bocina o Receptor.

– La función de la bocina es convertir los pulsos

eléctricos provenientes de la central en una señal

audible. Esto se logra haciendo pasar la señal

eléctrica a través de un embobinado que está

construido alrededor de un imán permanente. Las

variaciones de la corriente hacen que el embobinado

se mueva y como éste está fijo a una membrana,

ésta se mueve también, generando la presión

acústica que conocemos como sonido.

• Micrófono.

– El micrófono consiste en una delgada membrana

plástica que ha sido sometida a un fuerte campo

magnético con el fin de polarizarla. Esta membrana,

parecida al teflón, es puesta sobre un electrodo fijo. La

membrana es a su vez cubierta por una capa metálica

muy delgada, que es movible y es la que transmitirá la

presión acústica. Las variaciones de dicha presión

hacen que cambie el tamaño de las burbujas de aire

atrapadas entre la membrana plástica y el electrodo fijo.

El cambio de tamaño ocasiona un cambio en la

capacitancia que a su vez se refleja en el voltaje que se

detecta en la resistencia.

Fig. 1.5 Micrófono

2. ELEMENTOS DE LA RED

TELEFÓNICA

Fig. 2.1 Modelo de red

2.1 Modelo de red

• El Modelo de red es la representación esquemática de

todos los equipos y funciones que interactúan al

efectuarse una llamada telefónica.

• Los elementos que lo forman son :

– Equipos terminales.

– Accesos.

– Equipo de conmutación.

– Equipo de transmisión.

– Sistema de administración de red.

– Inteligencia de la red.

• Equipos terminales. Son todos los equipos que

permiten originar o terminar una llamada, sea de voz o

de datos. Se incluyen entre otros, teléfonos fijos y

celulares, computadoras, equipo de video, etc.

• Accesos. Son los medios físicos a través de los cuales

se conectan los equipos terminales a la red. Por

ejemplo, cable de cobre, microondas, fibra óptica, etc.

• Equipo de transmisión. Son los equipos y medios que

conectan a los diferentes nodos de una red. Por

ejemplo, equipos de transmisión de fibra óptica, radios

de microondas, satélites, etc.

• Equipo de conmutación. Son los equipos que se

encargan de dirigir las llamadas dentro de la red, a fin de

que alcancen su destino final.

• Administración de red. Equipos dedicados a la

operación, mantenimiento y supervisión del

funcionamiento de la red. Se incluyen tareas como

adición de usuarios, estadísticas, alarmas, etc.

• Inteligencia de red. Sistemas dedicados a proporcionar

servicios avanzados a los usuarios. Por ejemplo,

números 800, números portátiles, etc.

Fig. 2.2 Línea de abonado

2.1.1 Acceso. La línea de abonado

• La línea de abonado es el par de cables de cobre que

llegan al usuario del teléfono desde la central telefónica

mas cercana. La línea de abonado es el acceso del

usuario telefónico a la red telefónica.

• Las líneas telefónicas que llegan a casas habitación son

generalmente transportadas por vía aérea o

subterránea.

• Actualmente existen compañías que usan como medio

de transmisión señales de radio, a fin de evitar el gasto

que representa el tendido de cableado de cobre.

• La finalidad de la línea de abonado es transportar la

señalización que permite establecer la llamada, así

como la información de voz o datos una vez establecida.

• A continuación vemos cómo se transporta dicha

información:

1. El teléfono no está en uso (colgado, on-hook). El

circuito hacia la central se presenta abierto y no hay

circulación de corriente directa. En cuanto de

descuelga el teléfono, circula una corriente (19-45

mA) que es detectada por la central, la cual procede

a enviar el tono de invitación a marcar. El usuario

procede entonces a marcar los dígitos, que son

detectados uno a uno por la central.

Fig 2.3. Señalización en línea de abonado

2. Para completar la llamada, la central checa el

estado de la línea del abonado llamado (abonado B).

Si hay circulación de corriente, esto indica que B

está usando el teléfono y entonces se envía un tono

de ocupado al abonado llamante (abonado A). Si no

hay circulación de corriente, se envía un tono a A,

indicando que se está llamando a B. Al abonado B se

le envía la señal de llamada, que es un voltaje

alterno de 90V @ 20 HZ.

3. Este proceso continua hasta que cambia el estado

de alguno de los abonados, A cuelga o B descuelga

o bien, por cumplirse el tiempo de supervisión de la

central.

4. Al descolgar B, la central lo detecta por la corriente

que circula, procediendo entonces a conectar a los

dos abonados.

5. En cuanto cuelga uno de los dos abonados, se

interrumpe la corriente, lo cual es detectado por la

central, procediendo a terminar la llamada y a

mandar tono de ocupado rápido al otro abonado.

2.1.2 Centrales de conmutación

• Una central de conmutación es el equipo que nos

permite:

– Conectar entre sí a los abonados de la central.

– Conectar a los abonados de la central a los equipos

de la misma central que proporcionan algún servicio

(mensajes, hora, etc.)

– Conectar a los abonados de la central con los

abonados de otra central.

– Llevar un registro de todas las conexiones (llamadas)

a fin de poder efectuar la tasación y cobro de cada

una de ellas.

2.1.3 Medio de transporte o

transmisión

• Se entiende por medio de transmisión todo

aquel medio físico que nos permite llevar de un

punto a otro la información de comunicación.

• Los medios de comunicación comúnmente

usados en telecomunicaciones son:

– Alambre de cobre. Por ejemplo, cable telefónico,

cable coaxial, cableado de redes, etc.

– Atmósfera. Por ejemplo, señales de televisión, radio,

celulares, etc.

– Fibra óptica. Por ejemplo, comunicación

intercontinental, entre ciudades, entre centrales, etc.

– Espacio. Por ejemplo, comunicación satelital,

radioaficionados, etc.

Capacidad de transporte

• Las centrales telefónicas se conectan usando

señales estructuradas E1, compuestas a su vez

por 30 canales de información (2048 Kbs).

• Dados los altos niveles de tráfico entre

centrales, es necesario multiplexar los E1 a

jerarquías superiores, esto es, transmitir la

información en anchos de banda mas grandes.

Por su gran capacidad y confiabilidad, el medio

más usado para transmitir estas jerarquías, es la

fibra óptica.

Norma Americana Norma Europea

Jerarquía Denominación

No. de

canales

de voz

Ancho de Banda Denominación

No. de

canales

de voz

Ancho de Banda

DS0 1 64 Kbs DS0 1 64 Kbs

PDH T1 24 1544 Kbs E1 30 2048 Kbs

T2 96 6312 Kbs E2 120 8448 Kbs

T3 672 44 736 Kbs E3 480 34 368 Kbs

Fig. 2.4 Jerarquía PDH

• La capacidad de transporte se clasifica de

acuerdo a las siguientes tres tablas,

dependiendo del ancho de banda o velocidad y

de la norma usada.

Norma Americana

Jerarquía Denominación

No. de

canales de

voz

Ancho de Banda

OC-1 640 51 840 Mbs

SONET OC-3 1920 155.520 Mbs

OC-24 5120 1244.16 Gbs

OC-192 122 880 9953.28 Gbs

Fig. 2.5 Jerarquía SONET

Norma Europea

Jerarquía Denominación

No. de

canales de

voz

Ancho de Banda

STM-1 1920 155.52 Mbs

SDH STM-4 7680 622.08 Mbs

STM-16 30720 2 488.32 Mbs

STM-64 122 880 9 953.28 Mbs

Fig. 2.6 Jerarquía SDH

139.264 Mbps

34.368 Mbps

8.448 Mbps

64 Kbps

2.048 Mbps

9,953.28 Mbps

2,488.32 Mbps

155.52 Mbps

9,953.28 Mbps

2,488.32 Mbps

622.08 Mbps

155.52 Mbps

44.736 Mbps

6.312 Mbps

1.544 Mbps

64 Kbps

E4

E3

E2

E1

E0

STM-64

51.84 Mbps

STM-16

STM-4

STM-1

OC-192

OC-48

OC-12

OC-3

OC-1

DS3 / T3

DS2 / T2

DS1 / T1

DS0

NORMA EUROPEA

PDH PDH NORMA AMERICANA

SDH NORMA AMERICANA

SONET

NORMA EUROPEA

622.08 Mbps

JERARQUÍAS PARA TRANSMISIÓN DE SEÑALES DIGITALES

PDH

NORMA EUROPEA

E4 = 4 x E3

E3 = 4 x E2

E2 = 4 x E1

E1 = 32 x E0

NORMA AMERICANA

DS3 = 7 x T2

DS2 = 4 x T1

DS1 =N24 x DS0

SDH NORMA EUROPEA

STM-64 = 4 x STM-16

STM-16 = 4 x STM-4

STM-4 = STM-1

SONET

NORMA AMERICANA

OC-192 = 4 x OC-48

OC-48 = 4 x OC-12

OC-12 = 4 x OC-3

OC-3 = 3 x OC-1

STM.- Synchronous Transport Module

DS.- Digital Signal

OC.- Optical Carrier

PDH.- Plesiochronus Digital Hierarchy

SDH.- Synchronous Digital Hierarchy

SONET.- Synchronous Optical Network

JERARQUÍAS PARA TRANSMISIÓN DE

SEÑALES DIGITALES

2.1.4 Equipo terminal

• Un equipo terminal es el dispositivo que

permitirá accesar a la red de comunicaciones,

con la finalidad de establecer un intercambio de

información con otro equipo terminal que

funcionará como destino.

• Ejemplos de equipos terminales son:

– Teléfonos fijos y celulares.

– Computadoras

– Televisión interactiva.

– Equipo de fax.

3. TELEFONÍA DIGITAL

3.1 Digitalización de la voz,

técnica PCM

• La red de transporte lleva únicamente

información digital, por lo que siendo la voz

humana una señal analógica, se hace necesario

digitalizarla.

• En telefonía, se utiliza la técnica PCM (Pulse

Code Modulation) para llevar a cabo la

digitalización de la señal de voz.

• La técnica PCM consiste en representar

muestras instantáneas de una señal analógica

mediante palabras digitales en un tren de pulsos

en serie.

• Las etapas en las que se divide la técnica PCM

son:

– Filtrado

– Cuantificación

– Codificación

– Multiplexaje

– Decodificación

Filtrado

• La voz humana genera frecuencias que van

desde los 0 a los 4 KHZ.

• En la técnica PCM se limita el ancho de banda

al rango de 300 a los 3400 HZ mediante la

utilización de filtros pasa banda.

Teorema de Nyquist

• Este teorema establece que para poder reconstruir sin

distorsión una señal muestreada, la tasa de muestreo

debe ser al menos el doble de la frecuencia máxima de

la señal original.

• Si consideramos que la voz humana no genera

frecuencias arriba de los 4 KHZ, entonces la frecuencia

de muestreo mínima será:

frecuencia muestreo = 2 x frecuencia máx.

frecuencia muestreo = 2 x 4 KHZ = 8 KHZ.

• Esta es la frecuencia de muestreo que se usa en la

técnica PCM.

Muestreo

• En PCM, se toman 8000 muestras de la señal

en cada segundo.

• A cada valor muestreado se le asigna una

palabra de 8 bits.

• El resultado es un tren de pulsos en serie que

tiene una velocidad de 64 Kbps.

VELOCIDAD = 8000 muestras/seg x 8

bits/muestra

VELOCIDAD = 64 000 bits / seg

Cuantificación

• La cuantificación es el método por el cual se

asigna un valor de un número finito de

combinaciones a una muestra de una señal

analógica en función de su valor de amplitud.

• El número posible de combinaciones estará

dado por el tamaño de la palabra binaria que se

usará para codificar el valor muestreado.

Codificación

• El proceso de codificación consiste en asignar

un grupo de bits para representar el valor de la

muestra en forma binaria

• En PCM se usa una longitud de palabra de 8

bits, lo cual nos da 256 posibles valores para

codificar la señal muestreada.

Compansión

• Con la finalidad de hacer más eficiente y con

mayor calidad la transmisión de la señal, se le

hace un ajuste conocido como compansión.

• El proceso consiste en comprimir el rango de la

amplitud de la señal antes de transmitirla y

luego se descomprime al llegar a su destino.

• De esta forma se logra tener un mayor número

de niveles de cuantización para las señales

pequeñas y un número menor para las señales

grandes.

• Este proceso se puede ejecutar de dos formas,

una conocida como Ley A, usada en los países

que emplean la norma Europea y la Ley u,

usada en Norteamérica y Japón.

3.2 Multiplexación

• El multiplexaje consiste en intercalar en el

tiempo muestras de diferentes señales a fin de

transmitir la información de todas ellas en serie

y sobre un mismo canal.

• En PCM se utiliza el multiplexaje por división en

tiempo (TDM: Time Division Multiplexing), que

consiste en intercalar en el tiempo muestras de

diferentes señales (canales) a fin de transmitir la

información de todas ellas en serie y sobre un

mismo canal.

– La velocidad de cada canal es de 64 Kbps, por lo

que la velocidad del tren resultante será la suma

de cada una de las velocidades de los canales

que forman el tren.

– La norma europea define un tren o patrón que

consta de 30 canales de información, uno de

sincronía y uno de señalización, para formar la

trama básica conocida como E1 con una

velocidad de 2.048 Mbps.

3.3 Señal E1

• En la norma europea, al agrupamiento de 30

canales de información más uno de sincronía y otro

de control, todos a 64 Kbps, para una velocidad

total de 2048 Kbps, se le conoce como E1 o trama

E1.

• En la trama E1, a cada canal se le asigna una

ranura de tiempo, numeradas del 0 al 31. La ranura

o time slot 0 se usa para sincronización y alineación

de trama, el time slot 16 se usa para señalización, el

resto de time slots se usan para transportar la

información de voz.

Fig. 3.1 Formación del E1

3.4 Línea Digital de Abonado DSL

• Las líneas digitales de abonado (DSL: Digital

Subscriber Line) son las tecnologías que

permiten usar un ancho de banda grande sobre

el par de cobre que llega a los abonados.

• Estas conexiones no requieren el uso de

ninguna etapa de amplificación ni repetidor. Son

totalmente compatibles con la infraestructura

actual.

Fig. 3.2 Línea Digital de Abonado

• DSL requiere el uso de equipos terminales tipo

MODEM en el lado de usuario y de la central.

En la central, este equipo, conocido como

Multiplexor de Acceso a DSL, permite

sobreponer la información de datos a la señal

de voz. En el lado del usuario, el separador o

splitter separa la señal de voz de la de datos,

pasando esta última al modem ADSL y de ahí a

la aplicación de datos.

• DSL emplea dos tipos de configuraciones :

– Simétrica. Cuando el ancho de banda de bajada

es el mismo que el de subida.

– Asimétrica. Cuando el ancho de bajada es

diferente al de subida. Usualmente el ancho de

banda de bajada es mayor al de subida.

Fig. 3.3 Configuraciones en DSL

• Los tipos de DSL más usados son:

– IDSL. Líneas digitales de usuario básico.

– HDSL. Líneas digitales de usuario de alta

velocidad.

– HDSL-2. Líneas HDSL de segunda generación.

– SDSL. Líneas digitales de usuario simétricas.

– ADSL. Líneas digitales de usuario asimétricas.

– RADSL. Líneas digitales de usuario de velocidad

adaptable.

– VDSL. Líneas digitales de usuario de muy alta

velocidad.

TIPO VELOCIDAD DE SUBIDA VELOCIDAD DE BAJADA DISTANCIA MAXIMA A

CENTRAL KM

NO. DE

PARES

ADSL-1 16 Kbps 1.544 Mbps 5.5 1

ADSL-2 256 Kbps 3 Mbps 3.6 1

ADSL-3 640 Kbps 8 Mbps 2.4 1

IDSL 144 Kbps 144 Kbps 5.5 1

HDSL 2.048 Mbps 2.048 Mbps 4.2 2

HDSL-2 1.544 Mbps 1.544 Mbps 3.6 1

S-HDSL 768 Kbps 768 Kbps 4.2 1

SDSL 2.048 Mbps 2.048 Mbps 4.2 1

A-VDSL 2.3 Mbps 13 a 52 Mbps 0.3 a 1 1

S-VDSL 26 Mbps 26 Mbps 0.3 a 1 1

Fig. 3.4 Tipos de DSL

• Las líneas DSL básicas son similares a un canal

BRI de ISDN. Emplea dos canales de 64 Kbps

para información y un canal de señalización de

16 Kbps. Voz y datos son transmitidos

simultáneamente.

• Las DSL asimétricas tienen un ancho de banda

alto de bajada y un ancho de banda bajo en

subida. Existen tres tipos:

– ADSL-1. Opera a una distancia máxima de 5.5

km sobre líneas no cargadas a 1.5 Mbps. Se

emplea para video codificado con calidad similar

a VHS.

– ADSL-2. Opera a 3 Mbps a una dist. máxima de

3.6 km.

– ADSL-3. Opera a 8 Mbps a una dist. máxima de

2.4 km.

• Sus principales aplicaciones son para bajar

información de la red y en general, se usan en

condiciones de tráfico variable.

• Las DSL de alta velocidad HDSL transmiten en dos

direcciones sobre dos pares de cobre. Esto permite

tener servicios de E1 usando la infraestructura actual.

• Las HDSL-2 operan en un solo par de cobre y

permiten transmitir un ancho de banda de 1.544

Mbps. Es la primer configuración estandarizada, por lo

que es la de más amplio uso.

• Las S-HDSL se usan en aplicaciones que requieren

ancho de banda variable y velocidades de transmisión

de datos simétricas. Permite tener varias aplicaciones

trabajando a diferentes capacidades.

• Las DSL de velocidad adaptable se usan cuando se

requiere un ancho de banda variable y permiten

diferentes velocidades de transmisión dependiendo de

las características de la línea. Esto es, si baja la

calidad de la línea, se disminuye el ancho de banda.

• Las DSL de muy alta velocidad permiten un ancho de

banda asimétrico de hasta 52 Mbps en una dirección.

Para estas velocidades se necesita que la

infraestructura de la red sea de fibra óptica y

únicamente el último tramo de acceso sea de cobre.

Tiene un alcance muy corto, no más de 1 km.

.

4. CENTRALES DE

CONMUTACIÓN

4.1 Fundamentos

Historia

• En 1878, se construyó la primera central manual, que

daba servicio a 21 usuarios y era capaz de conectar a

cualquiera dos de ellos.

• Funcionaba de la siguiente manera:

– Cuando un abonado giraba una manivela en su

teléfono, una campana sonaba en el tablero de la

operadora.

– La operadora conectaba entonces sus auriculares y

micrófono a la terminal correspondiente al abonado

llamante y le preguntaba con quien quería conectarse.

– La operadora mandaba la señal de timbrado al abonado

llamado.

Fig. 2.4 Central de conmutación manual

• El abonado llamado contestaba su teléfono.

• La operadora procedía entonces a conectar físicamente

un cable entre el abonado llamante y el llamado, a fin de

que se efectuara la comunicación deseada.

• La operadora anotaba la identidad de ambos

abonados, así como el tiempo de duración de la

llamada, para así poder efectuar el cobro del

servicio.

4.2 Funcionamiento

• Una central de conmutación es el equipo que nos

permite:

– Conectar entre sí a los abonados de la central.

– Conectar a los abonados de la central a los equipos

de la misma central que proporcionan algún servicio

(mensajes, hora, etc.)

– Conectar a los abonados de la central con los

abonados de otra central.

– Llevar un registro de todas las conexiones (llamadas)

a fin de poder efectuar la tasación y cobro de cada

una de ellas.

• La parte de conmutación de las centrales actuales

contiene dos puntos de conmutación:

– Matriz Principal de Conmutación (Group Switch). Se

encarga de efectuar la conmutación de todas las

llamadas entrantes la central.

– Conmutador de Etapa de Abonado o Concentrador. A

través de él se conecta el equipo a la central, además

de concentrar el tráfico que se dirigirá hacia la matriz

principal.

Fig. 4.2 Funciones de central local

• Toda las centrales contienen las siguientes etapas

básicas:

– Una matriz principal para funciones de conmutación.

– Grupo de troncales (ETC Exchange Terminal Circuit)

que sirven como interfaz hacia la red de transporte.

– Funciones de señalización para comunicación con

otras centrales o equipo de abonados.

– Funciones de operación y mantenimiento.

– Funciones de control.

• Además, las centrales locales contienen las

siguientes funciones:

– Etapa de abonado. Alimentación de la línea de

abonado, conversión A/D, concentración hacia matriz

principal, señalización de abonado y funciones de

control.

– Funciones de servicios de abonado. Llamada en

espera, llamadas tripartitas, etc.

– Tasación de llamadas y servicios.

– Funciones Centrex.

– Funciones de acceso a internet.

Establecimiento de conexiones

• Una central establece una conexión desde un

abonado local (de la misma central) hacia:

– Otro abonado en la misma central (llamada interna).

– Un PBX.

– A internet vía pool de modems y servidores de

acceso.

– Máquina de anuncios.

– Otro equipo de la central.

Fig. 4.3 Equipo conectado a la matriz

principal en una central local

• El equipo de señalización para el sistema de

señalización por canal asociado está conectado a la

matriz principal en el time slot que será usado por la

llamada.

• Las terminales de señalización para el sistema SS7

están conectadas semipermanentemente al time slot

dedicado a señalización.

• La máquina de anuncios ejecuta anuncios grabados y

son usados en caso de conexiones fallidas a servicios

de abonado.

• El equipo de servicios facilita las conexiones de

servicios tales como llamadas en espera, tripartitas, etc.

• Los equipos de prueba y medición son para uso del

personal de operación.

Etapa de abonado

• Los principales componentes de la etapa de

abonado son los Circuitos de Interfaz de Linea

(LIC Line Interface Circuit) y un conmutador en

tiempo.

• Cada abonado está conectado a un LIC en el

caso de la red digital. En centrales que manejan

abonados analógicos y la etapa de abonado es

analógica, se tiene un banco o pool de LIC´s,

que son compartidos por todos los abonados.

Fig. 4.4 Etapa de abonado en central local

• El circuito de interfaz de línea LIC incluye las

siguientes funciones:

– Protección contra sobrevoltaje.

– Equipo de prueba para la línea de abonado.

– Voltaje alterno para la señal de timbrado.

– Detección del estado del abonado (colgado,

descolgado).

– Detección de tonos generados por el abonado.

– Inversión de polaridad (usada para algunos teléfonos

de monedas o PBX).

– Circuito híbrido.

– Convertidor A/D.

Conmutador en tiempo o

concentrador

• El conmutador en tiempo de la etapa de

abonado se utiliza para conectar a los abonados

al equipo de la central, tales como receptores de

dígitos, generadores de tono, equipo de prueba,

etc. Este conmutador también efectúa la

concentración de los abonados, conectándolos

a los time slots de los links PCM que conectan

la etapa de abonado a la matriz principal.

• El grado de concentración, en el rango de 10:1

a 3:1, es una función de la cantidad de tráfico

generado por cada abonado. Considerando los

grados de concentración dados, el número de

time slots disponibles hacia la matriz, será de

10% y de 30% del número de abonados.

• El concentrador tiene un almacén de voz

temporal que guarda información proveniente de

los time slots. El control de almacén analiza

estos datos y determina el orden en que los

valores serán usados para establecer las

conexiones deseadas.

Matriz principal

• La matriz es la unidad responsable de

establecer las conexiones entre abonados en la

central.

• Dicho de otra forma, organiza el flujo de time

slots de tal forma que se puedan establecer las

conexiones entre abonados o entre abonados y

equipos de servicio.

• La matriz tiene dos componentes principales:

– Conmutador en tiempo.

– Conmutador en espacio.

Fig. 4.5 Matriz de conmutación

• La matriz de conmutación es un equipo modular que

permite manejar desde 10 000 hasta mas de 100 000

abonados por central.

• Originalmente la matriz de conmutación está diseñada

para establecer conexiones de un time slot (64kbps),

pero con el desarrollo de ISDN ha sido necesario

implementar la funcionalidad de conexiones que

involucren más de un time slot. Estas conexiones son

conocidas como banda ancha o n64 kbps.

• Es posible también establecer conexiones tipo punto-

multipunto, a fin de enviar la misma información a

varios abonados.

4.3 Tipos de centrales

• Las centrales se clasifican de acuerdo a su posición

o jerarquía dentro de la red.

• Dentro de esta clasificación, se dividen también en

centrales con abonados y centrales tándem, las

cuales no tienen abonados.

• La jerarquía de centrales en México es la siguiente,

comenzando por el nivel mas alto:

Centro de Tránsito Mundial CM.

– Central de LD que maneja tráfico de tránsito mundial,

esto es, comunicación con países distintos a USA,

Canadá y el Caribe.

Centro de Tránsito Internacional CI.

– Central de LD que maneja tráfico con USA,

Canadá y el Caribe.

Centro de Tránsito Interurbano CTI.

– Central que puede tener función nacional o

internacional, maneja el tráfico originado en la

Zona Autónoma de Conmutación ZAC. Las ZAC

son áreas de servicio telefónico bien definidas

que en poblaciones pequeñas o medianas

corresponden al área urbana y en poblaciones

grandes puede haber una o más de estas áreas.

Centro de Tránsito Urbano CTU/CT.

– Central que maneja el tráfico de tránsito urbano,

originado y terminado en centrales con capacidad

de enrutamiento CCE dentro de la red urbana.

– La central tándem de ZAC se encarga de manejar

el tráfico de tránsito dentro de la ZAC

Centro con Capacidad de Enrutamiento CCE.

– Central con capacidad de enrutamiento que maneja

tráfico originado y terminado en centrales con

conexión de abonados.

Centro de Conexión de Abonados CCA.

– Central que da acceso a las líneas de abonado y

que solo tienen conexión con una central CCE.

Fig. 4.6 Jerarquías de centrales

5. TRÁFICO TELEFÓNICO

5.1 Definiciones y conceptos

• Para comprender mejor la necesidad de la ingeniería de

tráfico, partamos del siguiente ejemplo para el caso de

un call center:

• Tenemos 3200 llamadas diarias. Cada llamada dura 3

minutos, por lo que cada operador puede contestar 20

llamadas por hora. Por lo tanto se necesitan 20 líneas

de entrada y 20 operadores para contestar las llamadas.

• ¿Es correcto este cálculo?

• NO

– Si tenemos 3200 llamadas en un periodo de 8 horas

y las llamadas siguen un patrón de distribución típico,

550 o 600 de ellas llegaran durante la hora más

ocupada del día. Entonces se amontonarán durante

esa hora, teniéndose momentos en los cuales los

teléfonos están todos ocupados y momentos en que

están libres.

– También se tiene que tomar en cuenta que los

operadores no pueden contestar continuamente las

llamadas hora tras hora. Hay que considerar también

el trabajo post-llamada, como actualización de datos,

registros, etc.

Conclusión:

• La aritmética simple nos lleva a un resultado

con pocas troncales, pocos operadores y

muchos clientes a disgusto.

• La solución real está dada por la Ingeniería de

Tráfico, la cual está basada en formulas

matemáticas que permiten acercarnos a las

mejores soluciones posibles.

Conceptos

• ERLANG. Es la unidad básica de tráfico telefónico. Es una

unidad sin dimensión y representa el uso continuo de un circuito

en una unidad de tiempo. Por lo general se emplea como unidad

de tiempo la hora. Por ejemplo, un circuito que transporta 60

minutos de tráfico en una hora, manejará un erlang.

– 1 erlang = 60 minutos de tráfico

• HORA PICO. La planeación de tráfico debe enfocarse en los

periodos de más alto tráfico. Por ejemplo, tomamos la hora con

más tráfico del día, durante unos 10 días hábiles que estén en el

periodo más ocupado del año y entonces calculamos el

promedio de tráfico de esas horas. Este valor es usado para

calcular el número de troncales o de operadores necesarios.

• SERVIDOR. Son los dispositivos encargados de

contestar las llamadas. Pueden ser troncales,

operadores, puertos de equipos, etc.

• GRADO DE SERVICIO. Es la probabilidad de que todos

los servidores estén ocupados cuando se hace un

intento de llamada. Por ejemplo, en un grupo de

troncales P.02 significa que hay una probabilidad de 2%

de obtener una señal de ocupado o ser bloqueado

cuando se tiene un cierto número de tráfico y troncales.

• En el caso de un call center, P.02 significa que hay una

probabilidad de 2% de tener que esperar para hablar

con un operador.

• FORMULAS DE PROBABILIDAD. Existen dos

fórmulas, desarrolladas por el matemático danés A. K.

Erlang (1878-1929) que cubren la mayoría de los

casos encontrados en telefonía:

• ERLANG B. Esta fórmula se usa cuando las llamadas

que no son atendidas se bloquean. Por ejemplo,

cuando alguien llama a nuestra casa y estamos

usando el teléfono solo obtiene un tono de ocupado.

Esta fórmula está desarrollada alrededor de tres

variables: Número de servidores, intensidad de tráfico

y grado de servicio. Conociendo dos de ellos, se

puede calcular el tercero.

ERLANG C. La fórmula se usa cuando la llamada

bloqueada se manda a espera.

Por ejemplo, alguien llama a un call center y aunque

se contesta la llamada, debe esperar para ser

atendido por un operador. Esta fórmula usa las

mismas tres variables que la anterior, agregando

además la duración promedio de la llamada, a fin de

calcular la probabilidad de ser puesto en espera y

durante cuanto tiempo.

Las fórmulas de Erlang solo son válidas si se tiene un

número grande de fuentes de tráfico independientes.

Matemáticamente, el número de fuentes debe ser infinito,

pero en la práctica, las fórmulas trabajan bien si hay al

menos 10 veces más fuentes de tráfico o usuarios que

servidores.

Análisis con Erlang B

• El problema más común en la ingeniería de tráfico es

el dimensionamiento de un grupo de troncales. Por

ejemplo, cuántas troncales se necesitan para dar

servicio a un número 800, número de troncales entre

dos centrales, número de puertos de un sistema de

correo de voz, etc. El análisis con Erlang B se hace de

la siguiente forma:

1. Captura de información de tráfico. Se necesita saber

cuanto tráfico usará el grupo de troncales, cada hora,

por unos 10 días hábiles. El objetivo es tener una tabla

que muestre, hora a hora, el número de minutos de

tráfico por hora.

– Al dividir ese número entre 60, se tendrán los erlangs

por hora.

– Hay que tener en cuenta que el tráfico en las troncales

puede ser mayor que el tiempo real de conversación,

debido al tiempo usado para marcar, o el tiempo en que

está timbrando la llamada.

2. Determinar la hora pico promedio. Hay que

seleccionar la hora pico de cada día hábil, totalizar la

cantidad de tráfico y dividir entre el número de días.

3. Escoger el grado se servicio deseado. En la mayoría de

los casos, P.05 es aceptable. Un valor de P0.1 es muy

malo y P.001 es muy bueno, pero muy caro.

4. Usar la fórmula de Erlang B para calcular el

parámetro deseado.

Análisis con Erlang C

• Erlang C es más usado para calcular cuánto

tiempo tendrán que esperar antes de que les

conteste un operador. En este tipo de análisis

debemos considerar los siguientes puntos:

1. ¿Qué está incluido en el tiempo de llamada?

– En un sistema de colas de espera, el tráfico no solo

incluye los minutos de conversación, sino también el

tiempo que los operadores pasan haciendo trabajo

post-llamada referente a esa misma llamada.

2. ¿Qué se entiende por tiempo de espera?

– El tiempo de espera puede ser el promedio de todas

las llamadas, pudiendo incluir las llamadas que no

esperaron nada o el promedio de las llamadas que sí

esperaron. Este último es el valor más útil. Se debe

cuidar cuál es el valor que estamos obteniendo del

sistema. El uso de promedios, por ejemplo, puede

indicar un valor que no nos dice que la mayoría de

las llamadas espera solo unos segundos y unas

pocas esperan mucho tiempo, lo que sería una

condición mala para el call center.

– La mayor parte de los call centers tienen como meta

contestar el 80% de las llamadas en 20 segundos.

3. ¿Cuál es la carga hora por hora?

– Con troncales, no se tiene la opción de quitar o añadir

circuitos cada hora.

– Entonces se deben instalar y pagar por el número

necesario en condiciones de carga pico. En cuanto a

operadores, la hora pico fija el número máximo de

operadores, aunque también es necesario calcular la

cantidad de operadores en otros intervalos del día.

– Se debe considerar que los pronósticos dados por la

fórmula Erlang C solo determina cuántos operadores

deben estar contestando en un momento dado.

– Esa cifra es diferente del número de operadores que se

deben programar cada día, ya que no es posible que los

operadores estén contestando llamadas 60 minutos

cada hora.

4. ¿Cómo afecta el tiempo de espera a la carga de

tráfico?

– El tiempo que un usuario pasa en espera escuchando

anuncios, incrementa la carga de tráfico de las

troncales. Se puede ahorrar teniendo menos

operadores, pero esto requerirá añadir troncales e

incrementar la cuenta de gastos telefónicos. Se debe

hacer el cálculo varias veces hasta encontrar el mejor

balance entre operadores, troncales y tiempo de

espera.

5. La fórmula de Erlang C que se aplica en estos casos

es:

Se deberán considerar los siguientes puntos al hacer

estudios de tráfico:

– Si los datos que se introducen a las fórmulas no son

válidos, los resultados tampoco lo serán.

– Las fórmulas hacen suposiciones que simplifican la

realidad. Erlang B asume que los usuarios que reciben

tono de ocupado no volverán a llamar inmediatamente.

Erlang C asume que los usuarios en espera esperarán

indefinidamente. Para valores de bloqueo bajos y filas

de espera cortas, estas suposiciones no causan ningún

problema, sin embargo, cuando el nivel de servicio es

bajo, pueden producir resultados erróneos.

• Las fórmulas calculan probabilidades, no valores

absolutos. Pueden predecir qué pasará, en promedio,

sobre muchas horas con tráfico similar, pero la

experiencia real, en una hora específica, puede ser

diferente.

6. TARIFICACIÓN

6.1 Definición y conceptos

• La tarificación es el proceso de registro de la

información de cada llamada que se realiza en una

central o en la red, con el propósito de efectuar el cobro

de los servicios utilizados por ella.

• Designaremos al abonado

A como el abonado que

origina la llamada.

• El abonado B será siempre

el (los) abonado (s) destino.

Fig. 6.1 Designación de tipo de abonado

6.2 Análisis

• La primera parte del análisis de tasación, se da a partir

del análisis del número de A y del número de B, lo cual

definirá el caso o tipo de cobro que se llevará a cabo.

• El análisis de tasación requerirá también de la siguiente

información:

– El servicio de abonado usado y el resultado de su uso. Por

ejemplo, una activación exitosa de un Call Forward.

– El origen de la llamada. Tipo de abonado que originó la

llamada.

• Servicios asociados con la llamada.

– Equipo que se haya conectado a la llamada. Por ejemplo,

manejadores de paquetes.

• El análisis de tasación usa un gran número de tablas

dentro de la central, cada una con una función

específica, por ejemplo, definición de casos de cobro de

acuerdo a la ruta empleada, cobro al abonado B al

marcar números 800, etc.

• El uso de varias tablas asegura flexibilidad en la

operación del sistema, permitiendo cambios y

modificaciones accesibles a los operadores.

• Los siguientes son ejemplos de información típica

obtenida del análisis de tasación:

– Central en la red que llevará a cabo la función de

tasación.

– El abonado que pagará por la llamada.

– El método de cobro aplicado.

– Tarifa que se aplicará a la llamada.

7. SEÑALIZACIÓN

7.1 Definición

• Señalización es el protocolo que se usa para

establecer o terminar una conexión entre

equipos de comunicaciones.

• Existen dos niveles de señalización :

– Señalización de abonado. Se da entre el

abonado y la central a la que está conectado.

– Señalización entre centrales. Se da entre las

centrales involucradas en la llamada. Dentro de

este nivel se tienen dos protocolos de

señalización,

a) Señalización por canal asociado CAS.

b) Señalización por canal común CCS.

Fig. 7.1 Señalización de abonado

• Los tipos de señales existentes son:

– Señales de línea. Sirven para indicar los distintos

estados del circuito de abonado. Se realiza mediante

cambios de impedancia.

– Señales de registro. Se utilizan para enviar a la

central el número del abonado al que se desea llamar

o para activación de servicios en centrales digitales.

– Señales acústicas. Sirven para informar a los

abonados (A y B) del estado de sus solicitudes al

sistema. Por ejemplo, tono de ocupado, timbrado de

campana, etc.

7.2 Señalización por Canal Asociado

CAS

• En este tipo de señalización, la información de

señalización es transmitida junto con la

información de voz.

• El protocolo de señalización CAS más usado

actualmente es conocido como R2.

Señalización R2

• El sistema R2 trabaja bajo la filosofía de canal

asociado.

• Principio de secuencia obligada.

• El lado que origina tiene que recibir del lado

opuesto una confirmación de recepción de la

señal que envió para poder enviar la siguiente.

Fig. 7.2 Principio de secuencia obligada

– Señales hacia adelante: se emiten por el lado

saliente de la central hacia el lado entrante de

central siguiente, con la cual está interconectada.

– Señales hacia atrás: se emiten desde el lado

entrante de la central hacia el lado saliente de la

central precedente con la cual está

interconectada.

• Señales de línea hacia adelante:

– Señal de toma (Seizure). Señal que se envía del

lado saliente al lado opuesto entrante, para iniciar

la transición de un circuito del estado de libre al

de toma en la central entrante.

– Señal de desconexión (Clear Forward). Se

envía desde el lado saliente cuando termina la

llamada (cuelga abonado A), ordenando la

liberación de la conexión al lado entrante, en

donde una vez reconocida, se evitará cualquier

emisión de la señal al lado saliente y únicamente

permitirá la emisión de la señal de desbloqueo

hasta que se garantice la liberación de dicho lado

entrante.

– Con el envío de esta señal se arranca la

supervisión de tiempo en el lado saliente. Esta

señal puede ser enviada y reconocida en

cualquier momento.

• Señales de línea hacia atrás:

– Señal de reconocimiento de toma (Seizure

Acknowledgement). Señal enviada por el lado

entrante hacia la central de salida para indicar la

transición del estado de libre al de ocupación del

circuito.

– Señal de contestación (Answer). Señal enviada

por el lado entrante hacia el saliente. Indica que

el lado llamado ha contestado. La señal anula la

supervisión de tiempo en el origen y se emplea

en tráfico automático de abonado para iniciar el

cobro.

– Señal de conclusión (Clear Back). La señal de

conclusión se envía por el lado entrante distante

cuando el abonado llamado cuelga (cuelga B).

– Esta señal arranca la supervisión de tiempo en el

lado saliente. Este tiempo permite una posible

recontestación cuya señal anulará la supervisión

de tiempo.

– Señal de recontestación. Enviada por el lado

entrante hacia el lado saliente. Es una señal que

sigue a una señal de conclusión y debe poder

enviarse cuantas veces ocurra. En cada ocasión

esta señal anulará la supervisión de tiempo.

– Señal de liberación de guardia (Release

Guard). Enviada por el lado entrante hacia el lado

saliente como respuesta a la señal de

desconexión, indicando que la conexión se ha

liberado en el lado entrante.

– Señal de bloqueo (Blocking). Se genera en el

lado entrante distante para evitar la captura del

lado saliente.

• Señal de desconexión forzada (Forced

Release). Enviada por el lado entrante hacia el

lado saliente, cuando el órgano receptor de

entrada (registro) no recibe los dígitos dentro del

tiempo de supervisión, o cuando se determina

que existe una falla durante el proceso en dicha

central entrante. Cuando esta señal es

detectada por el lado saliente, éste procede a

enviar la señal de desconexión hacia adelante.

Señales de registro

• Las señales de registro se intercambian entre el emisor

de código del lado saliente y el receptor de código del

lado entrante, éstas se clasifican en señales de registro

hacia adelante y señales de registro hacia atrás.

• Señales de registro hacia adelante.

– Señal de dirección (Address information. Señal que

contiene información acerca del número de abonado

llamante o llamado (dígito 1,2…,9 o 0) y código de

acceso (dígito 11,12,13 o 15).

– Categoría del abonado origen. Señal que contiene

información del tipo de abonado que origina la llamada.

• Señales de registro hacia atrás.

– Señales de control. Señales que envía la central

entrante al lado saliente para:

• Solicitar la transmisión de señales de dirección.

• Solicitar información de la categoría del abonado

llamante.

• Señal de dirección completa.

• Señales que indican la condición de la línea del

abonado llamado.

Señalización de línea

• El sistema digital R2, utiliza el canal 16 para la

señalización de línea, dicho canal de 8 bits se

subdivide a la vez en dos canales de

señalización de 4 bits cada uno, a través de los

cuales se puede señalizar dos canales de voz

respectivamente, por tanto cada canal de voz

dispone de cuatro bits (a, b, c, d).

• La señalización R2 utiliza solamente los bits a y

b por cada canal de señalización en cada

sentido de transmisión.

Código de Señalización

No. Señal Hacia adelante

af bf

Hacia atrás

ab bb

1 Libre 1 0 1 0

2 Toma 0 0 1 0

3 Reconocimiento de toma 0 0 1 1

4 Contestación 0 0 0 1

5 Reposición (Clear Back) 0 0 1 1

6a

6b

Desconexión despues de 3 , 5

(Clear forward)

Desconexión despues de 4

1.0

1 0

1 1

ó

0 1

7 Retorno a libre (release guard) 1 0 1 0

8 Bloqueo 1 0 1 1

9 Desbloqueo 1 0 1 0

Fig. 7.3 Señalización de línea R2

• Estas señales de línea se transmiten sección a

sección, es decir, se establecen medios físicos o

circuitos por donde viaja la información de la

llamada, pero el establecimiento del circuito se

da primero y de manera secuencial a través de

todas las secciones que conforman la ruta.

• En la dirección hacia delante se establece

bf = 0.

• Los bits c y d en ambas direcciones se fijan en

los estados “0” y “1”. respectivamente .

• Los cambios de estado se realizan mediante

cambios binarios de 1’s y 0’s. El tiempo de

reconocimiento entre un cambio de estado es

de 20 ms + 10 ms.

• El reconocimiento de una toma de circuito en un

enlace terrestre debe ocurrir en un tiempo de

100 a 200 ms y en caso de satélite de 1 a 2 seg.

• Los cambios de señalización sobre un canal se

observan cada 2 ms.

Multitrama

• El time slot de señalización tiene únicamente 8

bits, por lo que para que se transmita la

información de cada canal (4 bits) más la

información de alineamiento de multitrama, es

necesario transmitir 16 tramas E1 continuas o

agrupadas. A este agrupamiento se le conoce

como multitrama.

O FAS 1 … 15 MFAS/NMFAS 17

…

31

1 NFAS 1 … 15 Abcd / abcd 17 … 31

2 FAS 1 … 15 Abcd / abcd 17 … 31

3 NFAS 1 … 15 Abcd / abcd 17 … 31

. . . . . . . . .

15 NFAS 1 … 15 Abcd / abcd 17 … 31

Fig. 7.4 Multitrama E1

• FAS Frame Alignment Signal, Palabra de

Alineamiento de Trama.

Indica el inicio de una trama E1.

Formato: C0011011

donde C es el bit usado para el CRC (Cyclic

Redundancy Check).

• NFAS No frame Alignment Signal, Palabra de

No Alineamiento de Trama.

Usada para información de servicio.

Formato: C1ASSSSS

• MFAS Multi Frame Alignment Signal, Palabra de

Alineamiento de Multitrama.

Usada para indicar el inicio de una multitrama.

Formato: 0000

• NMFAS No Multi Frame Alignment Signal.

Palabra de No alineamiento de multitrama

Usada para información de alarmas.

Formato: 1A11

Trama

0 MFAS / NFAS

1 abcd /

canal 1

abcd

canal 16

: :

15 abcd /

canal 15

abcd

canal 30

Time Slot 16

Fig. 7.5 Información en TS 16 de la Multitrama

Transmisión de dígitos y confirmación de

recepción

Libre Libre1 0 0 1

Hacia adelante

a b c d

CENTRAL ORIGEN CENTRAL DESTINO

Hacia atrás

a b c d

1 0 0 1

0 0 0 1

0 0 0 1

0 0 0 1

1 0 0 1

1 1 0 1

0 1 0 1

0 1 0 1

1 1 0 1

1 0 0 1

1 0 0 1

1 0 0 11 0 0 1

Toma

Reconocimiento de toma

Contestación

Desconexión ( cuelga A )

Reposición ( cuelga B )

Libre Libre

Fig. 7.6 Señalización de línea en una llamada

Señalización de registro

• Las señales de registro son combinaciones de dos

frecuencias de un grupo de seis, conocido como

código de multifrecuencia MFC. Las cuales son

transmitidas en ambos sentidos y bajo el principio

extremo-extremo con secuencia obligada.

• Extremo-extremo.- Consiste en enviar al siguiente

punto dentro de la conexión sólo la información

necesaria para que ese punto pueda establecer la

ruta adecuada para el establecimiento de la

llamada.

• Código de multifrecuencia

– El sistema permite obtener 15 señales hacia

adelante y 15 señales hacia atrás mediante la

utilización de dos grupos de frecuencias, cada

uno con una combinación de dos frecuencias de

un grupo de seis, ver figura siguiente.

Fig. 7.7 Códigos de Multifrecuencia

Ejemplo 1. Usuario “B” (1504) ocupado

Fig. 7.14 Ejemplo 1 de llamada

Ejemplo 2. Se establece la llamada y “A” cuelga primero

Fig. 7.15 Ejemplo 2 de llamada

7.3 Señalización por canal común

• En este tipo de protocolo, la señalización se

transmite por un circuito dedicado únicamente a

este fin.

8. INTRODUCCIÓN A LAS

REDES INTELIGENTES

Definición

• Una red inteligente es una plataforma que

proporciona la capacidad de crear nuevos

servicios de telecomunicaciones de forma

rápida y rentable.

• Señalización por canal asociado.

– En este tipo de protocolo la señalización se

transmite en los mismos circuitos que llevan la

información de voz/datos.

• Señalización por canal común.

– En este tipo de protocolo la señalización se

transmite por un circuito dedicado únicamente a

este fin.

8.1 Sistema de Señalización 7

(SS7) • El SS7 es una plataforma que proporciona un

sistema de señalización por canal común que

permite la transferencia de información entre

elementos de una red de telecomunicaciones.

8.1.1 Evolución del SS7

• A partir de la invención del teléfono (1876) se inicia

el desarrollo de las redes telefónicas de acuerdo a

la siguiente cronología:

I. Telefonía analógica. Inicia en 1940 con la implementación

de centrales electromecánicas, usándose transmisión y

accesos analógicos.

II. Telefonía digital. Inicia en 1960 con la implementación de

centrales digitales, transmisión digital y acceso analógico.

Señalización por canal asociado.

III.Redes digitales. A partir de 1980 se digitaliza el acceso a

las redes, lográndose redes 100% digitales. Inicia el

desarrollo de SS7, consolidándose a partir de 1990.

8.1.2 ARQUITECTURA BÁSICA

DE SS7.

Puntos de Señalización (SP)

• Central telefónica que realiza las funciones de

conmutación y acceso a la red inteligente.

Puede además incluir las funciones de STP y

SCP.

Punto de Transferencia de

Señalización (STP)

• Se encarga de conmutar y enrutar los mensajes

de señalización a su destino.

Punto de Control de Servicio SCP

• El SCP (Service Control Point) efectúa las

funciones de control para los servicios de la red.

Por ejemplo, bases de datos de acceso remoto.

Red básica de señalización 7

Red básica SS7.

8.1.3 Enlaces

• En SS7 los enlaces entre SP’s y STP’s se

clasifican de acuerdo a su tipo:

– Tipo A. Enlaces de acceso a la red. Entre SP’s y

STP’s.

– Tipo B. Enlaces entre pares casados de STP’s

para formar un arreglo Quad (4 STP’s).

– Tipo C. Enlaces entre STP’s que forman un par

casado (2 STP’s).

– Tipo E. Enlaces entre un SP a un par casado de

STP’s remoto.

– Tipo D. Enlaces entre arreglos Quad de diferente

jerarquía.

– Tipo F. Enlaces entre SP’s.

Tipos de enlace en una red SS7

Tipos de enlace en una red SS7

Aplicaciones

• El SS7 soporta aplicaciones tales como:

– Transmisión de voz y datos en redes públicas.

– Transmisión de voz y datos en redes móviles.

– Transmisión de voz y datos en redes inteligentes.

– Operación y mantenimiento de redes de

comunicaciones.

8.2 ARQUITECTURA DE LA

RED INTELIGENTE AVANZADA

AIN

8.2.1 Elementos de la AIN

• Punto de Servicio de Conmutación SSP.

– El SSP (Service Switching Point) efectúa

funciones de conmutación y control de llamadas

originantes o terminantes. Por ejemplo, una

central pública de conmutación.

• Punto de Control de Servicio SCP.

– El SCP (Service Control Point) efectúa las

funciones de control para los servicios de la red

inteligente. Por ejemplo, bases de datos de

acceso remoto.

• Punto de Transferencia de Señalización STP.

– El STP (Signaling Transfer Point) tiene como

función conmutar y enrutar los mensajes de

señalización hacia su destino.

• Periféricos Inteligentes IP.

– Los IP’s (Intelligent Peripherals) son equipos con

funciones específicas para ser usadas o

accesadas por los usuarios de la red inteligente.

Estos equipos pueden ser parte de un SSP. Por

ejemplo, elaboración de mensajes,

reconocimiento de voz, etc.

• Nodo de Servicio SN.

– El SN (Service Node) efectúa funciones de un IP

y un SCP a la vez. Por ejemplo, los sistemas de

tasación de llamadas.

Arquitectura de la Red Inteligente Avanzada

Ejemplo de aplicación: Número universal

8.3 PROTOCOLOS SS7

8.3.1 Modelo OSI Open System

Interconnection

• El modelo OSI es un modelo de referencia

usado para describir las capas de una red y las

diferentes funciones que se esperan de cada

capa.

• Este modelo se usa como estándar en el diseño

de redes de comunicaciones, asegurando

funciones específicas en lugares determinados.

Modelo OSI

Parte de Transferencia de Mensaje

MTP

• La MTP (Message Transfer Part) efectúa las

funciones de transferencia de información a

través de la red de señalización.

Message Transfer Part en el Modelo OSI

MTP Nivel 1

• En este nivel se definen todas las características

físicas y eléctricas de los enlaces de

señalización.

• El enlace de señalización es una trayectoria de

transmisión bidireccional de dos canales de

datos operando en direcciones opuestas y a la

misma velocidad.

• La velocidad estándar para el canal de

señalización de acuerdo a la norma Q.702 es 64

kbps (norma europea). La norma americana

establece una velocidad de 56 kbps.

• En México se usa la norma europea, empleando

el sistema E1 a 2048 kbps como enlace digital

entre centrales. El canal de señalización se

define en el time slot 16.

MTP Nivel 2

• En este nivel se llevan a cabo las funciones que

aseguran la confiabilidad de la transmisión de

los mensajes de señalización.

• Algunas de estas funciones son:

– Detección y corrección de errores.

– Alineación inicial.

– Delimitación de la unidad de señalización SU.

– Alineación de la unidad de señalización.

– Estado del enlace.

Unidades de Señalización SU

• Las unidades de señalización (signaling units)

son paquetes de información con una estructura

predeterminada. Existen tres tipos de SU´s :

– Message Signaling Unit MSU. Es la SU que

contiene la información de señalización.

– Link Status Signaling Unit LSSU. Es la SU que

contiene la información del estado del enlace.

– Fill In Signalling Unit FISU. Es la SU que se envía

para mantener activo el enlace.

Unidades de Mensajes de Señalización MSU’s

Significado de los campos de las

MSU’s • F: Flag. Bandera. Indica fin o inicio de la MSU (01111110).

• BSN: Backward Sequence Number. Usado para confirmar las MSU’s que

se han recibido.

• BIB: Backward Indicator Bit. Usado en la corrección de errores.

• FSN: Forward Sequence Number. Es el número de la MSU que se está

transmitiendo.

• FIB: Forward Indicator Bit. Usado en la corrección de errores.

• LI: Length Indicator. Indica la longitud en octetos del campo SF ó SIF+SIO.

• SIO: Service Information Octet. Indica el tipo de servicio al que se refiere la

SU.

• SIF: Signalling Information Field. Campo de Información de Señalización.

• SF: Status Field. Campo de información de estado.

• CK: Cyclic Redundancy Check. Chequeo cíclico redundante.

MTP Nivel 3

• Este nivel se encarga del enrutamiento de los

mensajes y la administración de la red de

señalización.

• Efectúa funciones de discriminación, distribución

y ruteo de los mensajes de señalización, así

como de administración de tráfico, enlaces y

rutas.

Ruteo de Mensajes

• El enrutamiento de los mensajes se efectúa a

partir de la información contenida en la MSU.

Para este caso, el campo SIF (Signalling

Information Field), contiene la información del

punto de destino DPC (Destination Point Code),

del punto de origen OPC (Originating Point

Code), del enlace de señalización SLC

(Signalling Link Code) y del circuito CIC (Circuit

Identification Code) que será usado para

establecer la comunicación.

Campo SIF Signalling Information Field

Campo SIO Service Information Octet

D C B A SERVICIO

0 0 0 0 Administración de Red

0 0 0 1 Pruebas de Red

0 0 1 0 Reserva

0 0 1 1 SCCP

0 1 0 0 TUP

0 1 0 1 ISUP

0 1 1 0 DUP

0 1 1 1 DUP

1 0 0 0 Pruebas MTP

1 0 0 1 Reserva

a

1 1 1 1 Reserva

D C B A SERVICIO

0 0 0 0 Reserva

0 0 0 1 Mensajes CHANGEOVER y CHANGEBACK

0 0 1 0 EMERGENCY CHANGEOVER

0 0 1 1 Mensajes de Transferencia Controlada y Congestión de Rutas

0 1 0 0 Mensajes de Transferencia prohibida, permitida o restringida

0 1 0 1 Mensajes de Prueba de rutas de señalización

0 1 1 0 Mensajes de Deshabilitación de Administración

0 1 1 1 Permiso para reanudación de Tráfico

1 0 0 0 Mensajes de Conexión de Enlace de Señalización

1 0 0 1 Reserva

1 0 1 0 Mensajes de Control de Flujo en la parte de usuario

1 0 1 1 Reserva

a

1 1 1 1 Reserva

Campo SIF Signaling Information Field

Código de encabezado H0

D C B A MENSAJE SERVICIO

0 0 0 1 COO CHANGEOVER ORDER SIGNAL

0 0 1 0 COA CHANGEOVER ACKNOWLEDGMENT SIGNAL

0 1 0 1 CBD CHANGEBACK DECLARATION SIGNAL

0 1 1 0 CBA CHANGEBACK ACKNOWLEDGMENT SIGNAL

Campo SIF Signaling Information Field

Código de encabezado H1

Campo SIF. Ejemplo de uso de encabezados H0 y H1

Administración de red y enlaces

• La administración del tráfico de mensajes de

señalización se basa en procedimientos que

permiten que en casos de interrupción de

servicio en enlaces o SP’s, el servicio pueda

continuar, empleando otros enlaces o SP’s,

hasta en tanto se restauran las condiciones

normales de operación.

Definición de linkset, routeset y ruta

Administración de enlaces

• Se describirá a continuación un procedimiento

típico de solución, en caso de falla de un enlace.

1) Falla del enlace entre SSP B y STP 4.

2) Envío de mensajes Changeover COO.

3) Envío de mensajes Changeover Acknowledge COA.

4) Se restablece la comunicación entre STP 4 y SSP B,

usando una ruta diferente.

5) Se soluciona la falla y se restablece el

enlace entre el STP 4 y SSP B.

– Para que el enlace quede restaurado es necesario

que después de reconectarse se ejecute el

procedimiento de alineación inicial IAP. Si el resultado

es exitoso, se hacen las pruebas de enlace. Si estas

son correctas, se declara restablecido el enlace.

– Se envían los mensajes changeback CBD.

Envío de mensajes Changeback Declaration CBD

6) Se envían los mensajes Changeback Acknowledge

CBA.

7) Se restablece la comunicación entre STP 4 y SSP B

por la ruta original.

Administración de rutas

• Una falla de enlace afecta a todas las rutas que

usan dicho enlace. Para evitar que esas rutas

intenten usar el enlace, generalmente se

emplean los procedimientos de control de

transferencia.

• Se muestra un ejemplo a continuación.

1) Procedimiento de transferencia prohibida.

• Cuando fallan los enlaces entre SSP A-STP 2 y STP 1-

STP 2, el STP 2 debe indicar a los STP’s con los que

está conectado, que él ya no puede procesar tráfico

hacia SSP A y STP 1. En este caso, envía el mensaje de

transferencia prohibida TFP a STP 3 y STP 4.

Envío de mensaje Transfer Prohibited TFP

2) Envío de Mensaje de Emergency Changeover ECO.

• El SSP A comienza un procedimiento de Emergency

Changeover a fin de cambiar el tráfico de SSP A-STP 2

hacia SSP A-STP 1.

3) Enrutamiento forzado.

• Los STP 3 y STP 4 efectúan un procedimiento de

cambio de enrutamiento, desviando el tráfico que

pasaba por STP 2 con destino a SSP A, hacia STP 1 y

de ahí a SSP A .

Mantenimiento y pruebas

• Como parte normal de la operación de la red, se

efectúan en forma automática pruebas periódicas.

• Los resultados se muestran en las estadísticas del

sistema. Estas pruebas pueden ser hechas en

forma manual.

• En el caso de enlaces que están en operación, se

monitorean continuamente los errores que se

presentan. Cuando se excede un umbral de

errores, se saca de servicio al enlace

automáticamente.

• Los enlaces que están fuera de servicio son

también probados en forma periódica. Así, en

cuanto haya terminado la causa de la falla,

pueden regresar a servicio después de pasar

las pruebas iniciales.

8.3.2 Red Digital de Servicios

Integrados RDSI

• Integrated Services Digital Network ISDN

• La ISDN es una red de comunicaciones 100% digital.

• Para que una red sea considerada ISDN, debe

cumplir con los siguientes puntos:

– Centrales digitales que usen SS7. Deben tener

implementada la parte de usuario ISDN (ISUP, ISDN

User Part).

– Equipos de acceso digitalizados. Los equipos de

abonado deberán ser capaces de comunicarse usando

el protocolo ISDN (Q.931).

– Medios de transmisión digitales.

8.3.2.1 Configuración de referencia

para acceso a ISDN

• El equipo de usuario ISDN puede ser clasificado

en uno de los siguientes grupos funcionales:

– Equipo Terminal 1 (TE1).

– Equipo Terminal 2 (TE2).

– Adaptador Terminal (TA).

– Terminador de Red 1 (NT1).

– Terminador de Red 2 (NT2).

Configuración de referencia para acceso a ISDN.

• Donde los puntos R, S, T y U son puntos de referencia,

cuya función es separar las etapas funcionales.

• LT es el equipo terminal de línea, ubicado en la central a

la que se conecta el equipo de usuario.

• Hay que notar qué funciones específicas dentro de un

grupo funcional, pueden ser desempeñadas con uno o

más equipos. De la misma forma, varios grupos

funcionales pueden estar incluidos en un solo equipo.

Interfaces de acceso a ISDN

• Un canal es una sección del ancho de banda de

una interfaz de comunicación.

• Los canales de usuario pueden ser de tres tipos:

– Señalización o tipo D.

– Comunicación tipo B.

– Comunicación tipo H.

Canal tipo D (Data)

• Su función es transportar información de

señalización usada para conexión de circuitos a

través de la ISDN.

• Aunque la información de señalización tiene la

prioridad más alta, es posible enviar paquetes

de información de datos cuando no hay tráfico

de señalización.

• El canal D puede operar a dos velocidades:

– 16 kb/s. Se usa en accesos BRI.

– 64 kb/s. Se usa en accesos PRI.

Canal tipo B (Bearer)

• Su función es transportar información o datos en

forma transparente (clear channel) y

bidireccional entre dos puntos de la red.

• El canal B opera a 64 kb/s (norma europea).

Canal tipo H (Higher rate)

• Su función es transportar información a

velocidades más altas que los canales B.

• Se usa en aplicaciones de video, audio de alta

fidelidad, etc. Hay tres tipos de canales H:

– H0 : 384 kb/s

– H11 : 1536 kb/s

– H12 : 1920 kb/s

Interfaz de Acceso Básico BRI

• La interfaz BRI (Basic Rate Interface) o BRA (Basic

Rate Access) se usa en aplicaciones de bajo tráfico,

tales como acceso a casas habitación o negocios

pequeños.

• Un acceso BRI solo puede tener alguna de las tres

siguientes configuraciones:

– D. Solo un canal de señalización.

– B+D. Un canal de señalización y un canal de

comunicación.

– 2B+D. Un canal de señalización y dos de

comunicación.

Interfaz de Acceso Primario PRI

• La interfaz PRI (Primary Rate Interface) o PRA

(Primary Rate Access) se usa en aplicaciones

de alto tráfico, tales como los PBX de empresas

grandes.

• Un acceso PRI solo puede tener una de las dos

siguientes configuraciones:

– 30B+D. Un canal de señalización y 30 canales de

comunicación.

– 31B. 31 canales de comunicación.

• El canal de señalización de un enlace PRI

puede estar localizado en otro enlace PRI.

• Esto es, un solo canal de señalización puede

manejar varios enlaces PRI.

Nivel de enlace en ISDN

• El nivel de enlace es donde la información que

viaja en forma binaria a través del nivel físico 1,

es estructurada e interpretada.

Nivel de enlace para el canal D

• La señalización usuario-red en el canal D es

conocida como DSS1 (Digital Subscriber

Signalling System 1). La estructura es basada

en el modelo OSI, niveles 1 a 3.

– El nivel 3 ó nivel de red envía y recibe mensajes

para el establecimiento o liberación de llamadas.

– El nivel 2 ó nivel de enlace se encarga del envío

sin errores de los mensajes del nivel 3.

– El nivel 1 ó nivel físico se encarga de enviar y

recibir las cadenas de bits.

Capas usadas en señalización DSS1

• La información digital en las líneas físicas viaja

en pulsos eléctricos. La forma de codificar la

información binaria en un valor de voltaje es

conocida como código de línea.

• En el lado del usuario se emplea el código PTC

Pseudo Ternary Code, conocido también como

AMI Alternate Mark Inversion.

• En el lado de acceso a la central se emplea el

código 2B1Q, 2 bits=1 quaternary pulse.

Código de línea PTC Pseudo Ternary Code

Código de Línea 2B1Q, 2 Bits = 1 Quaternary Pulse

Código HDB3 High Density Bipolar 3

Nivel 2 para DSS1

• El protocolo de nivel 2 para la señalización

DSS1 en ISDN es llamado LAPD, Link Access

Procedure for Channel D.

• Este protocolo es descrito en las

recomendaciones Q.920 y Q.921. 4.2 E.

• Los mensajes de señalización del nivel 3 son

entregados al nivel 2, el cual pone los mensajes

en una trama. El nivel 2 agrega una dirección,

una parte de control y una de verificación de

errores al mensaje. Una bandera (Flag :

01111110) se incluye para marcar el principio y

fin de mensaje.

• La trama es entonces entregada al nivel 1,

quien se encarga de enviarla.

Construcción de la trama DSS1

• Los campos de la trama se describen a

continuación:

– Flag (01111110). Marca el inicio o fin de un

mensaje. Para evitar banderas dentro de la

trama, cada 5 bits con valor 1, se inserta un 0.

– A. Address. Campo de dirección. 2 octetos.

Identifica tanto al receptor como al emisor de un

mensaje.

– C. Control. Campo de control. Identifica el tipo de

trama. Los tipos de tramas son: I (información), S

(supervisión) y U (no numeradas).

– I. Information. Campo de información.

Información de señalización proveniente del nivel

3.

– FCS. Frame Check Sequence. Campo que es el

resultado de una función aplicada al resto de la

información de la trama. Su misión es indicar la

existencia de errores de transmisión.

• El mensaje completo es enviado en el canal D.

Esto es, se envía bit por bit entre los bits

correspondientes a los canales B.

Transferencia de la trama de señalización DSS1

en el Canal D

Nivel 3 para DSS1 (Rec. Q.931)

• En el nivel 3 el protocolo se encarga de generar,

recibir e interpretar los mensajes de

señalización que permitirán establecer,

mantener y terminar una conexión a través de la

ISDN.

• Este protocolo se describe en las

recomendaciones Q.930, Q.931 y Q.932.

• De acuerdo a su función, los mensajes de Nivel

3 pueden clasificarse como:

– De establecimiento de llamada. Permiten el

establecimiento de una conexión por un canal B.

– Información de llamada. Permiten el envío de

información entre el usuario y la red sin alterar la

llamada en curso.

– Liberación de llamada. Mensajes que permiten

finalizar la llamada.

– Diversos. Mensajes usados entre el usuario y la

red para accesar a servicios suplementarios.

8.3.2.2 Mensajes y formatos

• Los mensajes de señalización son

transportados en el campo de información de la

trama LAPD.

El formato general del mensaje de señalización es:

• Descripción de los campos:

– Protocol Discriminator. Discriminador de

Protocolo. Permite diferenciar el protocolo de red

al que corresponde cada mensaje, p.e., Q.931,

X.25, etc.

– Call Reference. Referencia de llamada. Es un

número que identifica la llamada a la cual

corresponde el mensaje.

– Message Type. Tipo de Mensaje. Indica el

mensaje que está enviándose. Por ejemplo,

SETUP, ALERT, etc.

– Information Elements. Elementos de Información.

Son los componentes de un mensaje. Estos

están en función del tipo de mensaje y los hay

obligatorios y opcionales. Por ejemplo, el tipo de

conexión a usar, características de la ruta a usar,

modo de transferencia, etc.

– Bearer Capability. Capacidad de Transporte.

Indica a la red cómo manejar la llamada, la ruta a

usar, etc.

– Channel Identification. Identificación de Canal.

Define la interfaz a usar (PRI, BRI) y el tipo de

canal (B,D).

– Keypad. Teclado. Usado para servicios

suplementarios solicitados desde el usuario hacia

la red. Por ejemplo, 23#.

– Calling Party Number. Número del usuario que

llama.

– Calling Party Subaddress. Subdirección del

usuario que llama. Dirección interna del usuario

que llama, tal como la dirección de una terminal

en una red local. Se transmite en forma

transparente.

– Called Party Number. Número del usuario

llamado.

– Called Party Subaddress. Subdirección del

usuario llamado. Dirección interna del usuario

llamado, tal como la dirección de una terminal en

una red local. Se transmite en forma

transparente.

– Low Layer Compatibility. Compatibilidad de nivel

bajo. Se refiere a los niveles 1, 2 y 3 del modelo

OSI. Esta información es dirigida a la terminal

llamada e indica los valores con los cuales debe

ser compatible. Por ejemplo, velocidad, tipo de

sincronía, etc.

– High Layer Compatibility. Compatibilidad de nivel

alto. Información relativa a los niveles 4 a 7 del

modelo OSI y que es usada por la terminal

llamada para verificar su compatibilidad con el

servicio involucrado.

– User- User Information. Información de usuario a

usuario. Mensajes de texto.

Ejemplo de un elemento de información:

CCITT Q.931

Call Reference

SETUP

Bearer Capability

Channel Identification

Keypad

Calling Party Number

Calling Party Subaddress

Called Party Number

Called Party Subaddress

Low Layer Compatibility

High Layer Compatibility

User-User Information

Bearer Capability

Length of Element

Standard Information Transfer Capability

Transfer ModeInformation Transfer Rate

Structure Configuration

Symmetry Backw. Information Transference Rate

User Info. Layer 1 Protocol

User Rate

8.3.2.3 Interconexión con protocolo

Q.931

• El establecimiento de una conexión ISDN entre

usuarios, implica el uso de dos protocolos,

Q.931 para la parte Usuario-Red y SS7 para la

parte de Red.

Protocolos en una red ISDN

• A través del proceso de establecimiento de una

llamada, veremos cómo opera el protocolo Q.931

i) Establecimiento de llamada.

– El establecimiento de la llamada se inicia cuando la

terminal llamante manda un mensaje de SETUP

hacia la red. Este mensaje puede contener toda la

información necesaria para el establecimiento de la

llamada (este método se conoce como ‘en bloc

sending’). La red manda un mensaje CALL PROC

para confirmar que la información está completa y

que el procedimiento de conmutación ha iniciado. El

mensaje indica también a la terminal, el canal B a

usar.

– Cuando la línea del abonado llamado ha sido

identificada, la red envía un mensaje SETUP hacia el

abonado B. Si hay una terminal libre compatible con

el tipo de llamada, ésta envía un mensaje de

respuesta. Si la llamada es una llamada telefónica, el

teléfono libre genera un timbrado y manda un

mensaje ALERT hacia la red.

– La terminal llamante, en este caso un teléfono, es

informada acerca del timbrado con un mensaje

ALERT. Esta indicación de timbrado hacia el abonado

llamante puede darse con un tono de llamada y/o un

mensaje de texto en pantalla.

– Cuando el abonado B levanta el auricular, un

mensaje CONNECT es enviado desde el teléfono

hacia la red.

– Este mensaje se envía también a la terminal

llamante, donde el tono de llamada se detiene. Si se

había enviado un mensaje de texto, éste es sustituido

por otro, p.e. ´Connect´. Los mensajes de conexión

son reconocidos con mensajes CONNECT

ACKNOWLEDGE y entonces la llamada es

establecida en uno de los canales B. Toda la

información de señalización se ha enviado por el

canal D.

– En el caso de que la terminal llamada tenga la

función de respuesta automática, una

computadora por ejemplo, no se envía mensaje

ALERT. En este caso la respuesta será el

mensaje CONNECT.

Establecimiento de una llamada ISUP.

Señalización de usuario con protocolo Q.931

ii) Desconexión de llamada.

– La desconexión de la llamada puede ser iniciada

por cualquiera de los extremos. Esto ocurre al

colgar el auricular en este caso. Al colgar se

envía un mensaje DISCONNECT. La respuesta

es el mensaje RELEASE, el cual a su vez es

contestado con el mensaje RELEASE

COMPLETE. La llamada es entonces

desconectada y el canal B queda liberado y

disponible para otra llamada.

Desconexión de una llamada ISUP

Señalización de usuario con protocolo Q.931

Señalización ISUP.

– La señalización ISUP (ISDN User Part) se

encarga de dar las funciones de señalización que

permiten soportar todos los servicios de voz y

datos que ofrece una red ISDN.

De acuerdo al modelo OSI, la ubicación de ISUP es

la siguiente :

La señalización ISUP es un protocolo SS7, por lo que su

configuración de trama es la siguiente :

D C B A SERVICIO

0 0 0 0 Administración deRed

0 0 0 1 Pruebas de Red

0 0 1 0 Reserva

0 0 1 1 SCCP

0 1 0 0 TUP

0 1 0 1 ISUP

0 1 1 0 DUP

0 1 1 1 DUP

1 0 0 0 Pruebas MTP

1 0 0 1 Reserva

a

1 1 1 1 Reserva

La información ISUP aparece en el campo SIF

Signal Information Field :

• La información de señalización ISUP aparece en el

campo Administration Information.

• El encabezado Código del Tipo de Mensaje

(Message Type Code) indica el tipo de mensaje.

Cada mensaje se compone a su vez de distintos

parámetros, los cuales pueden ser obligatorios de

longitud fija (Mandatory Fixed), obligatorios de

longitud variable (Mandatory Variable) y los

opcionales (Optional), cuyo uso es definido por las

administraciones.

• Los mensajes ISUP se definen en la recomendación

Q.762.

ACRONYM MESSAGE

ACM Address Complete

ANM Answer

BLA Blocking Acknowledgement

BLO Blocking

CCR Continuity Check request

CFN Confusion

CGB Circuit Group Blocking

CGBA Circuit Group Blocking Acknowledgement

CGU Circuit Group Unblocking

CGUA Circuit Group Unblocking Acknowledgement

CMC Call Modification Completed

CMR Call Modification Request

CMRJ Call Modification reject

CON Connect

COT Continuity

CPG Call Progress

CRG Charge Information

CQM Circuit Group Query

CQR Circuit Group Query Response

DRS Delayed Release

ACRONYM MESSAGE

FAA Facility Accepted

FAR Facility Requested

FOT Forward Transfer

FRJ Facility Rejected

GRA Circuit Group Reset Acknowledgement

GRS Circuit Group Reset

IAM Initial Address

INF Information

INR Information Request

LPA Loop Back Acknowledgement

OLM Overload

PAM Pass Along

REL Release

RES Resume

RLC Release Complete

RSC Reset Circuit

SAM Subsequent Address

SUS Suspend

UBL Unblocking

UBA Unblocking Acknowledgement

UCIC Unequiped Circuit Identification Code

USR User-User Information

Algunos ejemplos de mensajes:

Proceso de establecimiento de una llamada ISUP

Proceso de liberación de una llamada ISUP

8.3.2.4 Parte de Control de

Conexión de Señalización SCCP

• La SCCP Signaling Connection Control Part,

tiene como función la administración de los

mensajes de señalización entre las diferentes

partes de usuario (ISUP, MAP, OMAP, etc.) y la

parte de transferencia de mensajes MTP.

• La SCCP fue creada porque la MTP no está

diseñada para comunicación entre

computadoras, sino únicamente para

señalización telefónica.

En el modelo OSI la SCCP es considerada dentro de

los niveles de red.

D C B A SERVICIO

0 0 0 0 Administración deRed

0 0 0 1 Pruebas de Red

0 0 1 0 Reserva

0 0 1 1 SCCP

0 1 0 0 TUP

0 1 0 1 ISUP

0 1 1 0 DUP

0 1 1 1 DUP

1 0 0 0 Pruebas MTP

1 0 0 1 Reserva

a

1 1 1 1 Reserva

El campo indicador de servicio mostrará la siguiente

información :

Aplicaciones de SCCP

• La principal aplicación de la SCCP está

enfocada a la comunicación sin conexión. Esto

es, señalización o envío de datos usuario-

usuario sin usar conexión a través de un

canal B.

• Otra de sus aplicaciones es su uso junto con la

parte de Aplicación de Capacidades de

Transacción TCAP. Por ejemplo, solicitud de

traducción de números a una base de datos de

números 800.

8.3.2.5 Parte de Aplicación de

Capacidades de Transacción TCAP

• La TCAP Transactions Capabilities Application

Part tiene como función permitir el intercambio

de mensajes a las diferentes aplicaciones

distribuidas a lo largo de la red.

Ubicación de TCAP en el modelo OSI

TCAP está estructurada en dos

subcapas, la subcapa de

Componente CSL (Component

Sublayer) y la subcapa Transacción

TSL (Transaction Sublayer).

Información TCAP en una MSU

• Toda comunicación entre nodos de una red que

involucre TCAP está estructurada en Diálogos.

• Los elementos de información que se

intercambian en un diálogo son llamados

Operaciones.

Diálogo TCAP

8.4 Aplicaciones de TCAP

• TCAP se emplea en todas las operaciones entre

nodos de una red inteligente que necesitan

intercambiar información.

• Por ejemplo, solicitud de traducción de un

número 800, calling cards, números portátiles,

etc.

Uso de TCAP en una llamada a número 800.

1. El usuario marca el número 800, el cual le indica a la

red que desea accesar a un servicio de red inteligente

RI.

2. En la central local se analiza el número. Se concluye

que se trata de un llamada de RI. Este es el evento que

inicia el proceso de servicio de RI. Se define la ruta

hacia el SCP que manejará la llamada.

3. Las funciones de conmutación del SSP empezarán a

comunicarse con las funciones de control del SCP. Es

en esta fase donde se emplea el protocolo de red

inteligente, integrado en las unidades de señalización

de INAP/ TCAP/SCCP/MTP.

4. Las funciones de control en el SCP tomarán de manera

temporal el control de la llamada y ejecutarán el

servicio que se solicitó para esta llamada. En este

caso, de acuerdo al número del usuario llamante, hora

y día, se proporcionará al SSP el número de la

sucursal abierta más cercana.

5. El SSP toma ahora el control y enrutará la llamada en

la dirección definida por el SCP.

6. Se efectúa el proceso normal de establecimiento de

llamada hacia la central local correspondiente.

7. Se direcciona la llamada al usuario destino.

8.5 Portabilidad de Número

Local LNP

• Se define como la capacidad de que un usuario

mantenga su número telefónico aún cuando

ocurra alguno de los siguientes eventos:

– Cambio de ubicación dentro del área local de

servicio.

– Cambio de ubicación entre áreas locales.

– Cambio de compañía operadora.

Llamada a un número portátil

• El proceso para completar una llamada a un

número portátil se explica a continuación:

1. El usuario inicia la llamada marcando el número

portátil.

2. La llamada llega al SSP correspondiente al

usuario originante, donde se recibe la

información y se concluye que se tiene que

solicitar información adicional para continuar el

procesamiento de la llamada.

3. Se direcciona la llamada al SCP.

4. En el SCP se consultan las bases de datos que

indicarán el número físico correspondiente a la

nueva ubicación (a través de INAP Intelligent

Network Application Part).

5. Se regresa el control de la llamada al SSP con

la información obtenida.

6. Con la nueva dirección, el SSP continúa

procesando la llamada y a partir del PIC analiza

información. Enruta ahora la llamada hacia el

nuevo destino.

7. Se inicia el proceso normal de establecimiento

de llamada.

8. El control de la llamada es cedido al SSP que

corresponde al usuario llamado.

9. Se envía la llamada al usuario llamado.

8.6 Evolución de los Sistemas de

Señalización

• Contamos ya con una red de voz muy robusta,

basada principalmente en los sistemas de

señalización por canal común.

• El ritmo de vida y la evolución tecnológica hacen

necesaria la transmisión de una cantidad de

información cada vez mayor.

• ¿Puede una red diseñada para el envío de voz

cubrir esta necesidad ahora y en el futuro?

• Actualmente se tienen redes separadas para el

envío de datos y voz.

• ¿Es esta la forma más eficiente de manejar la

información?

NO.

• La mejor manera de manejar y administrar la

información es teniendo una sola red.

• Aparece entonces el concepto de

CONVERGENCIA:

• Las redes separadas convergen a una sola red

de envío de datos.

PSTN/ISDN Red Celular Móvil

Video conference

Red TV Cable X.25/ IP

Redes de información actuales

Administrador

Red de Voz

Red de Datos

Red de TV Cable

Red IP

Convergencia de redes en una sola red IP

• Las principales ventajas del nuevo tipo de red

convergente (NGN: Next Generation Network)

son la facilidad de administración y el ahorro en

el costo de transmisión de información de voz.

Conexión dedicada

Red IP

IP IP

Conexión típica en PSTN

Conexión en red NGN

Administración

Control de red

Red conmutación

SoftSwitch

3G Access AMG IAD Broadband

Access

PSTN TMG

SG

PLMN

PBN

UMG

UMG

App Server Policy Server iOSS IN

SoftSwitch

MRS

SS RR

Red NGN