SISTEMA TELEFÓNICO ANALÓGICO

1. SISTEMA TELEFÓNICO ANALÓGICO

2. CENTRAL 2 Sistema de telecomunicaciones telefónico analógico (una vía) DEMULTIPLEXER DEM. CANAL 1 CANAL COMÚN PASA BANDA 1 104 – 108 kHz 1 2 PASA BAJO CANAL 1 3,4 kHz PORTADORA 1 108 kHz AMPLIF. DE RF DEM. CANAL 12 Red de suscriptor 1 (2 conductores) PORTADORA 12 64 kHz AMPLIF. INTERMEDIO (REPETIDOR) CONMUTADOR SLIC SLIC SLIC SLIC SLIC SLIC CONMUTADOR CANAL COMÚN MOD. CANAL 1 Red de suscriptor 2 (2 conductores) PASA BANDA 60 – 108 kHz PASA BAJO CANAL 1 3,4 kHz PORTADORA 1 108 kHz AMPLIF. DE RF MOD. CANAL 12 N N-1 PORTADORA 12 64 kHz CENTRAL 1 MULTIPLEXER

3. RED DE SUSCRIPTOR Marcado Dial pulser unit Tono de Central 1 2 Tono de libre u ocupado Red de suscriptor 1 (2 conductores) SLIC SLIC SLIC Handset Induction coil (autotransformer) SLIC: Suscriber Line Interface Circuit Descuelgue Bell Timbre

4. Consideraciones • La señalización es imprescindible para el funcionamiento de un sistema de telecomunicaciones complejo • En el caso descrito, la señalización se produce a través de la misma línea de voz (in circuit signaling) • El sistema telefónico opera en forma duplex, es decir permite la transmisión simultánea de señales en ambas direcciones • Las conexiones que efectúan los conmutadores de las centrales analógicas son físicas,por ende el circuito que se establece entre origen y destino de la llamada es dedicado, es decir permanecerá asignado a esa llamada hasta tanto dure la misma (conmutación de circuitos) • El circuito de suscriptor opera en banda base, es decir las señales de voz se transmiten con su contenido espectral natural (con excepción de un eventual proceso de filtrado que limita el ancho de banda de la señal sin menoscabo de su calidad)

5. DISEÑO DE LÍNEAS DE SUSCRIPTOR • El factor principal que afecta la calidad de la transmisión en la red de suscriptor es la distancia entre la instalación del suscriptor y la central local, por dos razones: • La operación de los conmutadores (estándar) de las centrales, que consiste básicamente en la detección de una señal producida por la apertura y cierre de un circuito c.c., se ve afectada si la resistencia del circuito supera los 1100-1200  • La calidad de la señal de voz se ve afectada si la atenuación de la señal es superior a los 8 dB (7 dB en Europa) • Para trayectos largos, la atenuación es función de la frecuencia. Por esta razón se carga la línea mediante la colocación de bobinas a distancias regulares. La inductancia así colocada y la capacitancia propia de la línea forman un filtro pasa bajo distribuido, con frecuencia de corte aprox. de 3500 Hz y atenuación constante entre 300-y 3500 Hz.

6. Atenuación ( dB/milla ) Bobinas M88* Resistencia de línea ( /milla de línea ) 1200  Longitud de línea ( millas ) Atenuación Línea 1200  (dB) sin bob. Atenuación Línea 1200  (dB) con bob. Atenuación ( dB/milla ) sin bobinas Cable AWG Gauge Nº 7,5 9,7 12,8 15,8 21,3 - 5,9 6,5 6,2 6,7 2,67 2,15 1,80 1,12 0,76 - 1,31 0,92 0,44 0,24 431 271 170 85 42,4 2,8 4,5 7,1 14,1 28 26 24 22 19 16 Cortesía de Howard W. Sams & Co. * M88: inserción de bobinas de 88 mH a distancia de 9000 ft CARACTERÍSTICAS DE LOS CONDUCTORES DE LA LÍNEA DE SUSCRIPTOR

7. Amp. SLIC Conversor Híbrido 2/4 vías Terminación de línea Al conmutador Amp. Conversión 2 a 4 líneas y viceversa

8. _ + v i _ _ + + + v / 2 + v / 2 v Puerto de salida de 4conductores _ _ 0 + I2TR2= I / 2 p / 2 _ ZL 0 v + I 0 I _ Puerto de 2 conductores I2TR1 = I / 2 0 0 p / 2 _ p p / 2 ZL v / 2 + v / 2 _ _ _ v / 2 + v / 2 + v / 2 + Puerto de entrada de 4conductores I _ p p / 2 ZL v + v Conversor 2 a 4 líneas y viceversa TR1 a = 2 (a´ = ½) Terminación de línea ZL TR2 a = 2 (a´ = ½)

9. Un sistema telefónico debe permitir la comunicación entre dos suscriptores cualesquiera adscritos al mismo (punto a punto), independientemente de la ubicación de los mismos en el territorio cubierto por el sistema • Igualmente, debe proveer salidas hacia otros sistemas telefónicos, de manera que sean accesibles los usuarios pertenecientes a éstos. Hoy en día la cobertura de la mayoría de los sistemas telefónicos es mundial • La función de conmutación debe proveer las necesarias conexiones para que se establezca un enlace (o canal de comunicación) entre los dos usuarios • Este tipo de conexión origina un sistema denominado “conmutación de circuitos”. El canal entre origen y destino de la comunicación permanece asignado a la misma durante todo el tiempo que dure la misma SLIC SLIC SLIC CONMUTADOR MOD. CANAL 1 La función de conmutación

10. 2 3 1 4 6 5 Un sistema de conexión rudimentario Ejemplo: Oficina con 6 usarios telefónicos. Una conexión de “todos contra todos” requiere que de cada aparato salgan 5 líneas ( es decir n-1 líneas, si n es el número de usuarios) El total de líneas necesario es entonces de 15. En general: Cada usuario deberá además disponer de un conmutador de 5 posiciones para poder comunicarse individualmente con los demás. El costo de las 15 líneas depende de la distancia entre usuarios, o longitud de las mismas. Se puede tolerar en una oficina, menos si los usuarios se encuentran en edificios diferentes.

11. Un sistema de conexión impracticable Considere ahora un sistema que agrupe una pequeña ciudad con 54.000 suscriptores. Una conexión “todos contra todos” requeriría: Es decir 1.458 Millones de líneas!!! Cada suscriptor debería además disponer de un conmutador de 53.999 posiciones!!! Lo anterior se agrava si se considera que estudios de tráfico han determinado que estadisticamente, de las 27.000 conversaciones simultáneas posibles, sólo un 10% efectivamente tiene lugar, es decir 2.700 líneas son efectivamente ocupadas permanentemente. Lo anterior implica que la eficiencia de semejante sistema es de:

12. Esquema de Enrutamiento • Supongamos ahora de diseñar un esquema de enrutamiento viable para los 54.000 suscriptores de la pequeña ciudad a que hace referencia el ejemplo anterior: • se subdivide la ciudad en zonas, por ejemplo 9 • Cada zona está servida por una Central Local, a la cual están conectados, siguiendo el ejempo, 6.000 usuarios • Una de las funciones de la Central Local es la de conectar entre sí los usuarios del sector o conectarlos a las otras centrales locales, en caso de que la comunicación involucre usuarios de diferentes sectores • El número de líneas que unen entre sí las centrales es limitado y es determinado por el tráfico que se verifica en cada tramo particular. Cada línea “inter-central” puede transportar varios canales de comunicación al mismo tiempo, utilizandóse, como se verá más adelante, técnicas, de acceso multiple (multiples canales de comunicación ocupan al mismo tiempo el mismo enlace físico) • En caso de centrales que cursan poco tráfico, las mismas se pueden conectarse a una Central Tandem, la cual realiza con respecto a las Centrales Locales la misma función que estás con respecto a los suscriptores • En caso de que se trate de una comunicación interurbana o internacional, la Central Local deberá enrutar la llamada hacia un Centro Primario o Internacional (centrales ambas de gerarquía mayor de la local) • La conexión se efectúa mediante un Conmutador Automático, el cual interpreta los pulsos provenientes de los telefónos de disco o las combinaciones de frecuencias provenientes de los telefónos de tono. Los pulsos o tonos representan el código con toda la información necesaria para establecer la conexión hasta el destinatario.

13. Esquema de Enrutamiento Zona de tráfico intenso 8 Zona de tráfico moderado 7 5 4 9 Tandem 3 6 2 1 0 00 A cada Central Local están conectados 6.000 suscriptores. Así que el número total de líneas empleadas para conectar entre sí todos los 54.000 suscriptores es de 54.000 + las líneas intercentrales, estas últimas pudiendo transportar contemporaneamente varios canales de comunicación. Observe también la redundancia de caminos entre las centrales locales (6 al 9) no conectadas en estrella a la Central Tandem

14. 0158 4 Esquema de Enrutamiento:ejemplos de llamada 8 7 0158 5 4 9 Tandem 3 6 2 1 3456 0 00 Conexión entre el telefóno 23456 y el 40158

15. O1 Strobe Strobe Data in Data in 0 1 2 3 0 A O2 Address Decoder 4 5 6 7 1 Latch B O3 8 9 10 11 0 C O4 12 13 14 15 1 D I1 I2 I3 I4 Conexión líneas I3 – O3 • Conmutadores electromecánicos (históricos) • Conmutador rotatorio • Conmutador de paso (Strowger Switch) • Crossbar • Conmutadores electrónicos analógicos • Cross point switch (configuración matricial) Esquema de Conmutador MOTOROLA MC142100 Tecnología CMOS VLSI