Clasificación y Características de las Líneas de la Red Telefónica

¿Cómo se clasifican las líneas de transmisión de la red telefónica?

La red telefónica utiliza dos tipos principales de líneas:

1. Líneas de Abonado (LA): Par de hilos de cobre que conectan un terminal telefónico a una central de conmutación.
   • Características: Longitud típica de 4 a 6 km.
   • Modo de Explotación: Transmisión de voz/datos en banda base y señalización de abonado.
   • Eficiencia de Uso: Baja, ya que solo las utiliza un abonado.
2. Líneas de Enlace (LE) o Troncales: Conectan centrales de conmutación entre sí.
   • Características: Soportes comunes incluyen cables coaxiales, pares de cobre y fibra óptica. Longitud física variable, desde pocos km hasta miles de km.
   • Modo de Explotación: Uso colectivo, utilizadas para la transmisión de múltiples canales de voz/datos.
   • Eficiencia de Uso: Mayor que las LA.

Señalización, Centrales y Estructura de la Red

Tipos de Señalización en la Red Telefónica

Se utilizan dos tipos principales de señalización:

1. Señalización de Abonado (SA):
   • Función: Permite la comunicación entre terminales telefónicos y centrales de conmutación.
   • Uso: Se emplea a nivel de Línea de Abonado (LA) para indicar solicitud de llamada, finalización de llamada, número marcado, progreso de llamada, etc.
2. Señalización de Red (SR):
   • Función: Permite la comunicación entre centrales de conmutación entre sí o con otras entidades funcionales de la red.
   • Uso: Se emplea a nivel de Línea de Enlace (LE) para indicar eventos equivalentes a los de la señalización de abonado, pero a nivel troncal.

Definición de Área Multi Central (AMC) y Red de Larga Distancia (RLD)

• Área Multi Central (AMC): También denominada «red de acceso y transporte local». Es un área geográfica donde el servicio telefónico se proporciona mediante un conjunto de centrales telefónicas interconectadas, permitiendo la comunicación entre todos los abonados dentro del área.
• Red de Larga Distancia (RLD): Proporciona soporte a las comunicaciones de larga distancia. Requiere uno o más niveles de conmutación por encima de las Centrales Locales (CL), utilizando centrales de tránsito específicas para este propósito.

Tipos de Centrales de Conmutación y Señalización

Existen dos tipos principales de centrales de conmutación:

1. Centrales Locales (CL):
   • Características: Son las más numerosas. Dan servicio directo a los abonados en un área geográfica limitada. Utilizan conmutación a 2 o 4 hilos.
   • Interfaces: Disponen de Líneas de Abonado (LA) y Líneas de Enlace (LE).
   • Señalización: Procesan señalización de abonado y de red.
   • Capacidades Típicas: Electromecánicas (aprox. 10 mil LA), Semi-electrónicas (20-30 mil LA), Digitales (más de 50-60 mil LA).
2. Centrales de Tránsito (CT):
   • Características: Estructura funcional más sencilla que las CL. Solo disponen de interfaces troncales (LE), no disponen de LA.
   • Señalización: Procesan solo señalización de red.
   • Subtipos:
     • CT Locales: Enlazan CL en un área local, conformando las redes de acceso y transporte local. Conmutación a 2 o 4 hilos.
     • CT Larga Distancia (CTLD): Conforman las redes de larga distancia o redes troncales. Conmutación a 4 hilos.

Evolución de la Organización Jerárquica de la Red Telefónica

Originalmente, la red telefónica presentaba una estructura jerárquica piramidal, donde cada tipo de central de conmutación (Cx) representaba un escalón que se conectaba con centrales de niveles inmediatamente inferior y superior.

Aplanamiento de la Jerarquía por Digitalización

Esta jerarquía se ha aplanado significativamente gracias a la digitalización, lo que ha generado las siguientes consecuencias:

• Las centrales abarcan un área de servicio mayor.
• Aumento del número de Líneas de Enlace (LE) directas entre Centrales de Tránsito de Larga Distancia (CTLD).
• Reducción del número total de conmutadores.
• La red resulta más económica.

Requisito: Como consecuencia de este aplanamiento, se requieren mecanismos de sincronización más robustos.

Tipos de Llamadas según Ubicación y Señalización Requerida

Según la ubicación física de los abonados llamante y llamado, se distinguen dos tipos de llamadas:

1. Llamada Intra-central:
   • Señalización: Requiere solo señalización de abonado.
   • Recursos: No requiere Líneas de Enlace (LE) o troncales.
2. Llamada Inter-centrales:
   • Señalización: Requiere señalización de abonado y señalización de red.
   • Recursos: Requiere una o más Líneas de Enlace (LE) o troncales.

Planes de Numeración y Marcación

Diferencia entre Plan de Numeración y Plan de Marcación

• Plan de Numeración: Define la estructura del número telefónico nacional (NN). El número de dígitos depende de la longitud del Código de Área (CA) y del Número de Abonado (NA), que pueden ser de longitud fija o variable. Ejemplo: El plan de numeración español es cerrado, donde CA y NA son de longitud fija, resultando en un Número Nacional (NN) fijo.
• Plan de Marcación: Define la secuencia de dígitos que el abonado debe marcar para establecer una llamada. El número de dígitos a marcar puede depender o no del origen y destino de la llamada.

Diferencia entre Planes de Numeración Abierto y Cerrado

• Plan Abierto: El Código de Área (CA) y el Número de Abonado (NA) tienen longitudes variables, lo que resulta en un Número Nacional (NN) con un número variable de dígitos.
• Plan Cerrado: El Código de Área (CA) y el Número de Abonado (NA) tienen longitudes fijas, lo que resulta en un Número Nacional (NN) con un número fijo de dígitos.

Plan de Numeración Vigente en España y Estructura Internacional

Plan de Numeración Español

España utiliza un plan cerrado de 9 cifras. Este plan asigna rangos de números a diferentes servicios (por ejemplo, los números móviles comienzan por 6 y los fijos por 9).

Estructura del Número Telefónico Internacional (NI)

El Número Internacional (NI) se compone de:

• CC (Código de País): Indicativo del país (Ejemplo: +34 para España).
• NN (Número Nacional): Compuesto por el Código de Área (CA) y el Número de Abonado (NA).

Fórmulas de composición:

• Número Internacional (NI) = CC + NN
• Número Nacional (NN) = CA + NA

Diferencia entre Planes de Marcación Abierto y Cerrado

• Plan de Marcación Abierto: El número de dígitos a marcar depende del origen y destino de la llamada.
  • Dentro de la misma área de numeración: No se requiere marcar el Código de Área (CA).
  • Fuera del área de numeración: Se requiere marcar el CA.
• Plan de Marcación Cerrado: El número de dígitos a marcar NO depende del origen y destino de la llamada. Siempre se marca el Número Nacional (NN) completo.

Plan de Marcación en España

Actualmente, España utiliza un plan de marcación cerrado (o fijo), coincidiendo con su plan de numeración.

Conexión de Abonados Analógicos y Componentes del Terminal

LA Directas vs. LA Indirectas (Remotas)

1. Requisitos de Conexión y Razones

La elección entre LA directa e indirecta depende de la distancia:

• LA Directas: Se utilizan para enlaces de distancia menor a 4-6 kilómetros.
• LA Indirectas (Remotas): Se utilizan para distancias mayores.

Razón: A grandes distancias, la transmisión en el bucle de abonado analógico produce atenuaciones y resistencias excesivas asociadas a la longitud del cable, superando los límites admisibles para una comunicación de calidad.

2. Entidades Funcionales Intervinientes

• Conexión Directa: La Línea de Abonado (LA) se conecta directamente a la Central Local (CL).
• Conexión Indirecta: Se utilizan concentradores y unidades de conmutación remotos. Su funcionalidad principal es agrupar varias LA en un número menor de Líneas de Enlace (LE) hacia la CL, permitiendo ahorrar pares de cobre en el tramo largo.

3. Semejanzas y Diferencias en la Implementación

Las LAs indirectas permiten establecer una infraestructura escalable y funcional a largas distancias. Los enlaces directos se limitan a las conexiones cortas dentro del área de servicio inmediato de la CL, mientras que las soluciones remotas extienden el alcance de la central de manera eficiente.

Partes Funcionales Básicas de un Teléfono Analógico

El teléfono analógico se compone de las siguientes partes funcionales:

• Transductores (Auricular y Micrófono): Elementos esenciales para la conversación, encargados de convertir la energía acústica en eléctrica y viceversa.
• Circuito de Conversación: Gestiona la transmisión de la señal de voz desde el micrófono hacia la línea y desde la línea hacia el auricular.
• Circuito de Marcación: Responsable de iniciar la llamada, generando pulsos por cada dígito introducido.
• Circuito de Timbre: Produce la señal acústica necesaria para alertar al abonado de una llamada entrante.

(Referencia a Dibujo 1)

Secuencia de Señalización de Llamada Completa entre Teléfonos Analógicos

La secuencia de señalización de llamada completa entre dos teléfonos analógicos (lados llamante y llamado) se detalla en el esquema adjunto.

(Referencia a Dibujo 2)

Tipos de Señales de Señalización en el Bucle de Abonado (BA) Analógico

1. Señales de Supervisión o Estado: Indican si la línea está libre u ocupada, y se utilizan para solicitar y finalizar la conexión.
2. Señales de Dirección: Se emplean para enviar la información que identifica al abonado solicitado (el número marcado).
3. Señales de Información:
   • Indican el progreso de la llamada o la causa de su no progreso.
   • Indican una llamada entrante (timbre).
   • Señales de tarificación (opcional).

Señalización Digital vs. Analógica en el Bucle de Abonado

Ventajas de la Señalización en el Bucle de Abonado Digital (BA-D)

La señalización digital (BA-D) ofrece varias ventajas significativas frente a la señalización analógica (BA-A):

• Mayor rapidez y flexibilidad.
• Mayor capacidad de diálogo entre el terminal y la red.
• Mayores posibilidades para la provisión de servicios complementarios.

Justificación de las Ventajas

Estas mejoras se deben a que la señalización digital se basa en mensajes codificados, a diferencia de la analógica que utiliza señales. Además, el BA-D emplea un protocolo estandarizado para el control de llamadas y servicios suplementarios. Este protocolo utiliza un repertorio de mensajes y formatos normalizados, donde cada mensaje contiene parámetros denominados “Elementos de Información”.

Secuencia de Señalización de Llamada Completa entre Teléfonos Digitales

La secuencia de señalización de llamada completa entre dos teléfonos digitales (lados llamante y llamado) se ilustra en el esquema adjunto.

(Referencia a Dibujo 3)

Diferencias y Mejoras en la Señalización del Bucle de Abonado (BA)

Diferencia Básica entre BA Analógico y BA Digital

La diferencia fundamental radica en el formato de la señalización:

• BA Analógico: La señalización se basa en el uso de señales (tonos, pulsos).
• BA Digital: La señalización se basa en mensajes codificados.

Mejoras del BA Digital (BA-D) respecto al BA Analógico (BA-A)

La señalización digital proporciona:

• Mayor rapidez y flexibilidad.
• Mayor capacidad de diálogo entre el terminal y la red.
• Mayores posibilidades para la implementación de servicios suplementarios.

Tabla Comparativa: Bucle de Abonado Analógico (BA-A) y Digital (BA-D)

Conmutación TDM y Estructura de Centrales

Objetivos y Mecanismo de Compartición del Medio en TDM

Objetivos de la TDM

La técnica TDM (Time Division Multiplexing) se emplea con los siguientes objetivos:

• Utilizar de manera eficiente y económica los soportes o medios de transmisión.
• Permitir la transmisión simultánea de múltiples comunicaciones por el mismo soporte físico.

Compartición del Medio de Transmisión

El medio de transmisión se comparte mediante una asignación temporal o estática del mismo. Cada canal en banda base utiliza la totalidad del ancho de banda del medio de transmisión, pero solo durante ranuras de tiempo específicas (slot time). Para que esto funcione, es imprescindible una adecuada sincronización entre el emisor y el receptor.

Estándar Europeo TDM-PCM: Trama E1 (Grupo Múltiple Primario)

Estructura y Parámetros de la Trama E1

El estándar europeo (trama E1) presenta las siguientes características:

• Estructura de Trama: Se compone de 32 ranuras de tiempo (slots).
• Tamaño de Trama: 256 bits (32 slots × 8 bits/slot).
• Duración de Trama: 125 µs (correspondiente al periodo de muestreo).
• Tasa de Transmisión Resultante: 2048 kbps (2.048 Mbps).

Canales y Contenido

Cada ranura de tiempo transmite una muestra de voz codificada en 8 bits.

• Número y Tipos de Canales: 32 canales (slots).
  • Canales de voz/datos: 30 canales (64 kbps cada uno).
  • Canal de señalización: 1 canal (64 kbps).
  • Canal de sincronización/alineamiento: 1 canal (64 kbps).
• Parámetros por Slot/Canal:
  • Duración del Slot: 3.9 µs.
  • Número de Bits por Slot: 8 bits.
  • Tasa de Canal: 64 kbps.
  • Duración del Bit: 0.488 µs.

Estructura Funcional de Centrales de Conmutación (CL y CT)

Las centrales de conmutación (CL y CT) se componen de los siguientes bloques funcionales:

(Referencia a Dibujo 4)

Central Local (CL)

Dispone de Interfaces con Líneas de Abonado (LA) y Líneas de Enlace Troncales (LE), Órganos Internos, Control y Red de Conexión.

Central de Tránsito (CT)

Dispone solo de Interfaces con Líneas de Enlace Troncales (LE), Control y Red de Conexión.

Funciones de los Bloques

1. Red de Conexión (o Red de Comunicación):
   • Función: Habilitar múltiples conexiones simultáneas entre sus puertos (vinculados a LA y LE).
   • Características: Se define por su capacidad, accesibilidad, probabilidad de bloqueo (Pb), retardo y duplicidad (redundancia).
2. Control (Basado en Ordenadores SPC – Stored Program Control):
   • Funciones: Gestiona la señalización (de abonado y de red), el establecimiento y liberación de conexiones en la red de conexión, el encaminamiento de llamadas, la supervisión de LA y LE, la gestión y la temporización.
3. Interfaces:
   • Función: Proporcionan la conexión física y lógica con LA, LE, órganos internos, órganos de prueba y gestión.
4. Órganos Internos:
   • Funciones: Generación de tonos y timbres, sincronización, temporización.

Estructura de Conectividad y Probabilidad de Bloqueo (Pb) en Conmutadores Digitales

La estructura de conectividad de la red de conexión varía según el tipo de central, buscando optimizar costos y rendimiento frente a la Probabilidad de Bloqueo (Pb).

(Referencia a Dibujo 5)

1. Central Local (CL):
   • Estructura: Concentración (C), Distribución (D) y Expansión (E).
   • Razón: Reducir costos aprovechando la baja carga de tráfico de las Líneas de Abonado (LA).
   • Pb: Conlleva una cierta Pb, aunque muy baja en centrales digitales.
2. Central de Tránsito Local (CTL):
   • Estructura: Distribución (D).
   • Razón: Asegurar que la Pb en la red de conexión sea comparable a la Pb causada por la congestión de las Líneas de Enlace Troncales (LET).
3. Central de Tránsito Larga Distancia (CTLD):
   • Estructura: Expansión (E), Distribución (D) y Concentración (C).
   • Razón: Lograr que la Pb en la red de conexión sea despreciable frente a la Pb causada por la congestión de las LET.

Probabilidad de Bloqueo Relevante

En general, la Probabilidad de Bloqueo más relevante es la causada por la congestión de las Líneas de Enlace Troncales (LET), ya que la Pb interna de la red de conexión en centrales digitales suele ser muy baja o despreciable.

Conmutación TDM: Tiempo (T), Espacio (S) y Combinada

1. Conmutación Espacial (S):
   • Consiste en: Transferencia física de un multiplexor a otro, realizada en conmutadores espaciales.
   • Mecanismo: La transferencia de bits es instantánea y no implica modificación en los intervalos de tiempo del canal.
2. Conmutación en Tiempo (T):
   • Consiste en: Conmutar el canal dentro de un periodo de tiempo T (la duración de la trama).
   • Mecanismo: El tiempo establecido entre conmutaciones es el que se emplea para transmitir cada canal, utilizando todo el ancho de banda durante esa ranura temporal.
3. Conmutación Combinada (Tiempo y Espacio):
   • Consiste en: La combinación de conmutadores T y S (ej. redes T-S-T o S-T-S).

Posibilidades y Limitaciones de los Conmutadores Básicos T y S

Limitaciones de los Conmutadores Básicos

• Conmutador en Tiempo (T): Solo puede conmutar canales dentro del mismo circuito TDM-PCM. Su número máximo de canales depende de la velocidad y el tiempo de ciclo de la memoria utilizada.
• Conmutador Espacial (S): Solo puede conmutar canales que se encuentren en el mismo rango o valor de tiempo (mismo slot) entre distintos circuitos TDM-PCM. Presenta accesibilidad limitada.

Posibilidades y Soluciones

Para superar estas limitaciones, se utilizan redes de conmutación combinadas:

• Redes de 2 Etapas (TS o ST): Permiten la conmutación entre diferentes circuitos y tiempos, pero presentan bloqueo interno.
• Soluciones Avanzadas: Redes de 3 o más etapas (como STS, TST, TSSST, etc.) que permiten crear redes con bloqueo interno muy bajo o nulo.

Lógica Operativa de Conmutadores Telefónicos (BA Analógico)

A continuación, se presentan respuestas basadas en la lógica operativa de conmutadores telefónicos para el Bucle de Abonado Analógico (BA-A):

1. Operación inicial para llamada intra-central:

   La lógica de control de una Central Local (CL) desarrolla primero: Comprobar el estado (libre u ocupado) de la LA llamada/solicitada.

2. Tiempo para marcar el número:

   El abonado llamante dispone de: Tiempo limitado para marcar el número llamado una vez que recibe tono de invitación a marcar.

3. Conocimiento del estado de la LA analógica:

   La lógica de control de una CL conoce el estado de una LA analógica mediante: BA «abierto» = abonado libre, BA «cerrado» = abonado ocupado.

4. Recepción de tono de «ocupado» por el llamante:

   Una LA analógica llamante recibe tono de “ocupado”: Si el abonado llamado no responde (no descuelga) pasado cierto tiempo.

5. Determinación de llamada local o de salida:

   La lógica de control de una CL determina si una llamada es local (interna) o de salida (hacia otra CL): Después de procesar el número marcado recibido, aún sin tener certeza de la disponibilidad de recursos en su red de conexión.

6. Notificación en llamada establecida no respondida:

   En una llamada ya establecida y aún no respondida por la parte llamada, se notifica a cada una de las partes mediante: Las mismas (iguales) señalizaciones.

7. Orden secuencial para llamada de salida en CL (Operaciones 1, 2, 3):

   El orden secuencial es: Primero la operación 2, luego la 3. No requiere la operación 1.

   • 1. Comprobar el estado de la LA llamada.
   • 2. Comprobar la disponibilidad de recursos en la red de conexión de la CL origen.
   • 3. Comprobar si hay al menos un troncal libre hacia la CL destino.
8. Información portada en la señalización de llamada de salida:

   La señalización notifica a la siguiente central telefónica (CT o CL destino): La identificación del troncal seleccionado y la información de dirección que proceda para que el siguiente conmutador continúe con el procesamiento de la llamada.

9. Acción si no hay troncales libres en llamada de salida:

   Si no hay troncales libres en la ruta requerida: No, solo le queda la opción de colgar el teléfono e intentar de nuevo la llamada.

10. Orden secuencial para llamada de entrada en CL (Operaciones 1, 2):

    El orden secuencial es: Primero la operación 2, luego la operación 1.

    • 1. Comprobar la disponibilidad de recursos en su red de conexión.
    • 2. Comprobar el estado de la LA llamada.
11. Operativa lógica de una CT (Operaciones 1, 2, 3):

    Las tres operaciones de control de una CT y su orden secuencial son: 3, 2 y 1.

    • 1. Comprobar la disponibilidad de recursos en su red de conexión para conectar el troncal de “entrada” con el troncal de “salida” seleccionado.
    • 2. Comprobar si al menos hay un troncal de salida libre en la ruta seleccionada.
    • 3. Seleccionar la ruta para encaminar la llamada.
12. Causas de imposibilidad de conexión en CT:

    Una CT notifica la imposibilidad de establecer una conexión debido a: No disponibilidad de un troncal libre en la ruta de encaminamiento seleccionada o por la no disponibilidad de recursos en su red de conexión.

Redes de Transmisión: PDH y SDH

Relación entre Elementos Constitutivos de Tramas SDH y Entidades Funcionales

La estructura jerárquica de la trama SDH se relaciona directamente con las entidades funcionales de la red de transmisión SDH, que gestionan diferentes niveles de la trama:

• La Sección de Trayecto está compuesta por las Secciones de Multiplexación.
• El proceso comienza con un multiplexor (para optimizar costes).
• A intervalos regulares, la señal pasa por Secciones de Regeneración para evitar la degradación de la señal a través de los enlaces.
• Al llegar a otra entidad, si el tráfico debe desviarse, se demultiplexa del enlace principal.

(Referencia a Dibujo 6)

Estructura Funcional y Capacidad del Conmutador en Tiempo (T)

Estructura Funcional

El conmutador T se compone de:

• Memoria de Datos (MD): Donde se realiza la escritura secuencial de los k canales del circuito PCM entrante.
• Memoria de Control (MC): Encargada de controlar la lectura de la MD. Esta lectura es secuencial y sincronizada con el circuito PCM de salida, permitiendo la conmutación de los canales en el tiempo.

Capacidad Máxima de Canales

El número máximo de canales (N) que puede manejar el conmutador T se calcula mediante la fórmula:

$$N = \frac{125 \mu s}{T_c}$$

Donde $T_c$ es el tiempo del ciclo de memoria en microsegundos ($T_c = T_r + T_w$, siendo $T_r$ el tiempo de lectura y $T_w$ el tiempo de escritura).

Redes de Conexión TST: Estructura y Condición de No Bloqueo

(Referencia a Dibujo 6)

Estructura y Operativa de la Red TST

La red TST (Tiempo-Espacio-Tiempo) es una arquitectura de conmutación de tres etapas. La etapa central (S, Espacio) opera a una tasa de bits igual a la tasa de los circuitos TDM-PCM externos.

Ejemplo de Conmutación:

• Circuito 1, canal X → Circuito N, canal Y.
• Circuito 2, canal Y → Circuito N, canal X.

Para la comunicación bidireccional, se requieren 2 Canales de Tiempo Interno (CTI) libres respecto a los canales a conmutar. Un CTI comprende tres palabras homólogas de secuencias de control, dependiendo de los circuitos TDM implicados en la conmutación.

Condición de No Bloqueo Estricto

Para que la red TST opere en sentido estricto sin bloqueo, se debe cumplir la siguiente condición:

$$M \geq 2k – 1$$

Donde $M$ es el número de conmutadores espaciales en la etapa central y $k$ es el número de canales por circuito TDM.

Entidades Funcionales de las Redes de Transmisión Troncal

Las redes de transmisión/transporte troncal están conformadas por las siguientes entidades funcionales:

1. Regeneradores:

   Función: Regeneran las señales digitales, eliminando los efectos de atenuación y distorsión que sufren durante la transmisión a lo largo de los enlaces.

2. Multiplexores/Demultiplexores (Mx/DeMx):

   Función: Multiplexan y desmultiplexan flujos tributarios para explotar de manera más eficiente un soporte de transmisión común. Esto aplica a flujos PDH y SDH, de menor jerarquía a mayor, y viceversa.

3. Multiplexores de Adición-Extracción (ADM):

   Función: Desarrollan operaciones de multiplexado (para añadir flujos de menor tasa en flujos de mayor tasa) y demultiplexado (para extraer flujos de menor tasa a partir de flujos de mayor tasa). Las operaciones de adición/extracción son complejas en PDH y simples en SDH.

4. Repartidores Digitales (DXC, DCS – Digital Cross Connect):

   Función: Permiten conmutar tramas TDM, habilitando:

   • Interconexiones sin bloqueo a niveles iguales o diferentes entre puertos de entrada y salida.
   • Interconexiones “permanentes” en tiempo y/o espacio.

   Ubicación y Usos: Se ubican normalmente junto a centrales telefónicas y se utilizan para:

   • Proveer y retirar recursos de transmisión de manera flexible.
   • Proteger y restaurar la transmisión ante fallos en la red.
   • Agregar/combinar portadores de menor orden en un portador de mayor orden.
   • Segregar/distribuir portadores a sus destinatarios.

   Especificación: Se especifican mediante 3 parámetros: N, J1, J2 (donde J1 ≥ J2).

Semejanzas y Diferencias entre DXC y Red de Conexión

Tanto el Repartidor Digital (DXC) como la Red de Conexión de un conmutador telefónico digital tienen la función básica de establecer conexiones entre puertos de entrada y salida. Sin embargo, sus objetivos y el tipo de tráfico que manejan difieren:

Semejanzas (Funcionalidades Compartidas por ADM y DXC)

Ambos permiten:

• Utilizar los recursos de transmisión según las necesidades de los servicios.
• Proveer facilidades para añadir, extraer y conmutar capacidades de transmisión.

Diferencias y Capacidades del DXC/ADM

El DXC (junto con el ADM, soportes ópticos y el sistema de gestión) está optimizado para la red de transmisión/transporte y permite:

• Formas flexibles para proveer, retirar, proteger y restaurar capacidades de transmisión.
• Rápida reconfiguración de las capacidades de transmisión según las necesidades.
• Adecuada conectividad de servicio a partir de una conectividad física determinada.
• Acceso económico y eficiente a las capacidades de transmisión para redes diversas (telefónicas, de datos, Internet, etc.).
• Provisión económica y eficiente de portadores digitales para abonados telefónicos remotos.

Conformación de Jerarquías PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)

Las tramas de orden superior en la jerarquía PDH se conforman al combinar «N» tributarios de orden inferior mediante un multiplexor TDM. El número de bits de la trama de orden superior resultante es mayor a «N» veces el número de bits de cada tributario debido a la adición de bits de control, alineamiento y justificación (relleno).

(Referencia a Dibujo 6)

Jerarquía PDH Europea (E-Carrier)

Uso de Intercalado de Palabras y Bits en PDH

La jerarquía PDH utiliza diferentes métodos de intercalado según el nivel de la trama:

• Trama E1 (Intercalado de Palabras/Bytes):

  Se utiliza para la trama de menor orden. Es una solución sencilla porque los 30 canales se originan con un reloj común (síncrono). Sin embargo, requiere un búfer por cada canal previo al multiplexado.

• Tramas E2, E3, E4, E5 (Intercalado de Bits):

  Se utiliza para las tramas de orden superior. Es una solución más sencilla y necesaria porque cada tributario (E1, E2, E3, etc.) ha sido generado con relojes diferentes (plesiócrono). El intercalado de bits evita el retardo que produciría el intercalado de palabras en este contexto asíncrono.

Necesidad de Bits de Alineamiento en Tramas PDH de Orden Superior

Los bits de alineamiento son esenciales en las tramas PDH de orden superior (E2, E3, E4, E5) para:

• Sincronizar el Demultiplexor (DeMux) con las tramas multiplexadas entrantes.
• Reconocer el inicio de cada trama.
• Extraer correctamente los bits de usuario y dirigirlos a sus correspondientes tributarios.

Incidencia de la Asincronía en la Implementación de ADM y DXC en Redes PDH

La naturaleza plesiócrona (falta de sincronía total) de las redes PDH incide en la complejidad de las funcionalidades ADM y DXC de la siguiente manera:

• Los Multiplexores (Mx) deben «absorber» las asincronías de los tributarios respecto a la tasa nominal.
• Para ello, los Mx añaden un número fijo de bits adicionales a los «bits de usuario» durante el proceso de multiplexación.
• Estos bits adicionales son de «control + relleno» o «control + información de usuario», lo que introduce una cierta indeterminación en la localización exacta de la información de usuario dentro de la trama de orden superior.

Mejoras de la Tecnología SDH (Synchronous Digital Hierarchy) respecto a PDH

Mejoras Aportadas por SDH

SDH ofrece ventajas significativas sobre PDH:

• Mayor flexibilidad.
• Gestión de tramas de orden superior menos compleja.
• Funciones de gestión más amplias (almacenamiento, detección de errores, etc.).
• Facilita la funcionalidad de Multiplexores de Adición-Extracción (ADM).
• Permite la inserción/extracción de canales en los diferentes niveles de la jerarquía sin necesidad de desarrollar los complejos procesos de multiplexado/demultiplexado de PDH.

Mecanismo de Logro de Mejoras

Estas mejoras se logran gracias a dos elementos clave:

1. Sincronización: SDH requiere una Red Digital Integrada (RDI) y completamente sincronizada.
2. Intercalado de Bytes: Utiliza intercalado de bytes (en lugar de bits o palabras asíncronas), lo que permite localizar la posición de los bits de cada canal de manera perfecta y directa en las tramas de nivel superior (mediante punteros).

El «Precio» a Pagar

El principal requisito o «precio» es la necesidad de que la red sea completamente sincronizada.

Estructuras de Información que Conforman las Tramas SDH

Las tramas SDH se construyen jerárquicamente a partir de las siguientes estructuras de información:

1. Contenedor (C): Estructura que transporta un flujo tributario. Contiene bits de relleno y justificación.
2. Contenedor Virtual (VC): VC = C + POH (Path Overhead). Posee una identidad única y lógica de trayecto. El POH es una cabecera de control de extremo a extremo del trayecto e indica el tipo de contenedor.
3. Unidad Tributaria (TU): TU = VC de orden inferior + Puntero TU. Proporciona la adaptación necesaria entre un VC de orden inferior y el VC de orden superior que lo transporta.
4. Grupo de Unidad Tributaria (TUG): Contiene una o varias TU y se utiliza para formar un VC de orden superior.
5. Unidad Administrativa (AU): AU = VC de orden superior (TUG) + Puntero AU. Proporciona la adaptación entre un VC de orden superior y la trama STM-N que lo contiene.
6. Grupo de Unidad Administrativa (AUG): Contiene una o varias AU en posiciones fijas y definidas dentro de la trama STM-N.

Funcionalidad de los Bits de Alineamiento en TDM Digital

Propósito General

Los bits de alineamiento en sistemas TDM digitales cumplen la función de:

• Sincronizar el demultiplexor con las tramas multiplexadas entrantes.
• Reconocer el inicio de cada trama.
• Extraer los bits de usuario hacia sus correspondientes tributarios.

Relación con PDH y SDH

• PDH: Los bits de alineamiento son cruciales para la sincronización de las tramas de orden superior debido a la naturaleza plesiócrona de los tributarios.
• SDH: El proceso de multiplexación y demultiplexación es más directo que en PDH gracias al uso de punteros, que permiten localizar de manera sencilla y rápida los tributarios en una trama.

Estructura y Elementos de la Trama SDH (STM-N)

Estructura de la Trama STM-N

Una trama STM-N (Synchronous Transport Module – N) se conforma mediante la intercalación de N tramas STM-1, de modo que cada byte aparece N veces.

El STM-1, el primer nivel de la jerarquía SDH, tiene las siguientes características:

• Matriz: 270 columnas x 9 filas = 2430 celdas.
• Tamaño de Celda: Cada celda contiene 8 bits (1 byte).
• Duración: Transmitida en 125 µs.
• Velocidad Binaria: $270 \times 9 \times 8 \text{ bits} / (125 \times 10^{-6} \text{ s}) = 155.52 \text{ Mbps}$.
• Capacidad: Puede contener hasta 63 tramas E1 de 2 Mbps, lo que equivale a 1890 canales de 64 kbps.

Elementos de Control (Encabezados)

La trama SDH transporta dos tipos de información: los tributarios (carga útil) y la información de control de la red SDH (encabezados u Overhead). Cada segmento de la ruta o trayecto aporta su propio encabezado para el transporte eficaz de los datos:

• Encabezado de Sección Regeneradora (R-SOH): Requerido para la gestión y control entre regeneradores.
• Encabezado de Sección Multiplexora (M-SOH): Requerido para la gestión y control entre multiplexores.
• Encabezado de Trayecto (POH – Path Overhead): Requerido para la gestión y control de extremo a extremo del trayecto.

Encaminamiento y Routing en la Red Telefónica

Secuencia Lógica Básica del Encaminamiento Convencional

El encaminamiento convencional sigue una lógica jerárquica y predefinida (basada en rutas directas y rutas finales):

1. Solicitud de Encaminamiento: Se recibe una solicitud de llamada.
2. Búsqueda de Ruta Directa (SD): Se comprueba si existe una Sección Directa (SD) hacia la Central Local (CL) destino.
   • Si existe SD: Se selecciona la SD. Si se produce tráfico de desborde (congestión), este se ofrece a la siguiente ruta alternativa (que puede ser otra SD o una SF).
   • Si no existe SD: Se procede al siguiente paso.
3. Búsqueda de Ruta a través de Central de Tránsito (CT) / Ruta Final (SF): Se comprueba si existe una Sección Directa (SD) hacia una Central de Tránsito (CT) próxima a la CL destino, utilizando la «Ruta Final» (SF).
   • Si existe esta ruta: Se selecciona la SD. Si se produce tráfico de desborde, este se ofrece a la Sección Final (SF) correspondiente.
   • Si no existe esta ruta: La llamada se ofrece directamente a la Sección Final (SF) correspondiente.

Diferencias entre Encaminamiento Alternativo Fijo y Dinámico

• Encaminamiento Alternativo Fijo (EAF):

  Dispone de una única secuencia de encaminamiento con rutas prefijadas. Las alternativas se prueban en un orden estático, independientemente del estado actual del tráfico.

• Encaminamiento Alternativo Dinámico (EAD):

  Dispone de varias secuencias de encaminamiento. La secuencia a utilizar depende de factores variables como el «momento» (hora del día, época del año) o patrones de tráfico conocidos.

Diferencias de Dimensionado entre Secciones Directas y Secciones Finales

El dimensionado de las Secciones Directas (SD) y Secciones Finales (SF) difiere debido a su función en la jerarquía de encaminamiento y su tolerancia al bloqueo:

• Secciones Directas (SD):
  • Función: Son la primera elección para el tráfico y manejan altos volúmenes de carga.
  • Dimensionado: Se dimensionan para una alta probabilidad de desborde (típicamente 10%). Están diseñadas para producir tráfico de desborde que será gestionado por rutas alternativas.
• Secciones Finales (SF):
  • Función: Son las encargadas de gestionar su tráfico propio más el tráfico de desborde proveniente de las SD para las que actúan como ruta final. No tienen alternativas de encaminamiento.
  • Dimensionado: Se dimensionan con una baja probabilidad de pérdidas (típicamente 1-2%), ya que si se congestionan, el tráfico se pierde. No producen tráfico de desborde.

Re-encaminamiento Automático (REA)

Concepto y Requisitos de Señalización

El re-encaminamiento automático es un refinamiento del encaminamiento alternativo que requiere señalización específica (generalmente a través de la red SS7).

Funcionalidad:

• Permite re-encaminar llamadas ante situaciones de congestión avanzada en una ruta.
• Asegura que el establecimiento de una llamada solo sea imposible ante una congestión específica e insuperable.

Mecanismo (Señalización SS7):

• Las centrales deben señalizar entre sí el re-encaminamiento de las llamadas.
• La central congestionada notifica a la central «precedente» sobre la congestión en una ruta determinada.
• La central «precedente» es entonces capaz de re-encaminar la ruta.

Limitaciones del Encaminamiento Convencional

El encaminamiento convencional presenta las siguientes limitaciones:

• Rigidez Histórica: Estaba limitado por la lógica cableada de los circuitos antes de la introducción de ordenadores para tareas de control (SPC – Stored Program Control).
• Baja Flexibilidad y Eficiencia: Se basa en secuencias de encaminamiento y rutas predefinidas a partir de patrones de tráfico conocidos y del estado actual del tráfico.
• Desaprovechamiento de Recursos: No permite aprovechar los troncales libres que no cumplan con la secuencia del encaminamiento jerárquico establecido.

Secuencia Lógica Básica del Encaminamiento Inteligente

El encaminamiento inteligente utiliza una lógica dinámica basada en tablas de routing actualizadas en tiempo real:

1. Solicitud de Encaminamiento: Se produce una solicitud de llamada.
2. Búsqueda de Ruta Directa (SD): Se comprueba si existe una Sección Directa (SD) hacia la Central Local (CL) destino.
   • Si existe SD: Se selecciona la SD. Si se produce tráfico de desborde, este se ofrece a la sección que dicte la tabla de routing en ese momento (ruta dinámica).
   • Si no existe SD: Se selecciona directamente la sección (ruta) que dicte la tabla de routing en ese momento (ruta dinámica).

Diferencias de Señalización: Encaminamiento Convencional vs. Inteligente

Sí, existen diferencias fundamentales en la necesidad de señalización de red específica:

1. Encaminamiento Convencional:

   Generalmente no requiere señalización de red específica para la toma de decisiones de routing, ya que se basa en secuencias jerárquicas preestablecidas y patrones de tráfico conocidos. Es poco flexible y no considera la ocupación real de todos los recursos de la red.

2. Encaminamiento Inteligente:

   Es mucho más eficiente y es de naturaleza no jerárquica (encaminamiento alternativo dinámico en tiempo real). Sí requiere señalización de red específica, ya que necesita un Router Central Procesador (RCP) y comunicación vía la red de señalización SS7 (Sistema de Señalización N.º 7) mediante una aplicación de gestión para obtener información de estado de la red en tiempo real.

Tabla Comparativa de Tipos de Encaminamiento

Siglas: EAF (Encaminamiento Alternativo Fijo), EAD (Encaminamiento Alternativo Dinámico), REA (Re-encaminamiento Automático), EI (Encaminamiento Inteligente).