PDF de programación - Conmutación de circuitos

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Conmutación de circuitos

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

,

a C. Circuitos vs C. Paquetes
• Hemos visto redes de conmutación de paquetes

c
i
t

l

– Los mensajes se dividen en paquetes
– Los paquetes son transmitidos por un camino de origen a

destino

– Sin conexión (datagramas)
– O circuitos virtuales

• Conmutación de circuitos

– Se crea un circuito de la fuente al destino
– El circuito físico real conectado queda dedicado
– En c.c. virtuales

los paquetes de diferentes circuitos

comparten el servicio de transmisión

,

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

Conmutación de circuitos

• Camino dedicado entre dos terminales
• Tres fases:

– Establecimiento
– Transferencia
– Desconexión

• Ventajas

– Una vez conectado, la transferencia es

transparente

– La capacidad del canal está asignada a

la conexión durante toda su duración

– Calidad de servicio conocida (más facil

que en conmutación de paquetes)

• Desventajas

– Capacidad del canal asignada a la

conexión durante toda su duración

– Si no se envían datos: capacidad

desperdiciada

– Establecimiento añade retardo

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

a Red pública telefónica conmutada

,

Abonados (subscribers): teléfonos o modems
Líneas de usuario (subscriber line, local loop): par trenzado

•
•
• Centrales de conmutación (exchanges)

•

– Central local (End-office): tiene abonados (miles) de una zona localizada
Enlaces (trunks):
– En España más de 8.000 ayuntamientos: todas con todas → ¡ más de 32M enlaces !
– Más de 700 ciudades (>10.000 habs): todas con todas → ¡ más de 200K enlaces !

,

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

• Centrales locales:

– Conectan a usuarios de esa

central entre si

– Conectan a usuarios a una de

las líneas troncales

•

• Centrales primarias, secundarias,

terciarias:
– Conectan líneas entre centrales
Los enlaces entre centrales son
conjuntos de
líneas que se
pueden conectar por separado

• Bell System Hierarchy, Switch

Arquitectura

Central local
con abonados

Central primaria

Class:
1- Regional center
2- Sectional center
3- Primary center
4- Toll center
5- End office

Arquitectura

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I



,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Arquitectura

•

Las centrales se organizan en
red
jerárquica por niveles
(locales, primarias, secundarias,
terciarias…)

• Facilita
siempre
jerárquico

locales

el
hay

encaminamiento:
superior

un

primarias

secundarias

terciarias

a Establecimiento de circuitos

,

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

• Tráfico entre usuarios de la misma central no sale de la central
• Tráfico entre usuarios de diferentes centrales se cursa a través

de enlaces troncales (trunk) y posibles centrales intermedias

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Elemento de conmutación de circuitos

• Líneas de entrada

– Full-duplex

• Unidad de control

– Establece, mantiene y
libera caminos en el
switch

• Conmutador digital

– Conecta entre si

las
líneas de entrada según
le indica la unidad de
control

~4KHz

LPF

A/D

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Trunks (troncales)

• Capacidad para múltiples circuitos simultáneos

– Múltiples medios físicos (cables)
– FDM
– TDM

a
i
c
n
e
u
c
e
r
F

...

a
i
c
n
e
u
c
e
r
F

FDM

tiempo

TDM

tiempo

,

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

Señalización

“Intercambio de información de control
entre los nodos de la red y entre
terminales de abonado y la red”

• Las unidades de control de

las

centrales se comunican entre si para
– Establecimiento de llamadas
– Liberación de llamadas

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Señalización

Señalización en canal
• Usa los mismos recursos de transmisión para la voz y para la señalización
•
•

Puede ser “en banda” o “fuera de banda” (banda de frecuencias vocal)
Ej. en banda: tonos en el marcado. Ej. fuera de banda: contínua (DC) en el
bucle de abonado para detectar el descuelgue

Señalización por canal común (CCS = Common Channel Signaling)
•
•
•
•
•
•

Emplea un canal dedicado entre las CPUs de los conmutadores
Puede ser CCS por “canal asociado”
Los mensajes pasan entre los nodos de conmutación (store-and-forward)
Los mensajes pueden emplear caminos diferentes a los de la voz
Se crea así una red de conmutación de paquetes para la señalización
El protocolo empleado hoy en día es el CCITT Signaling System No. 7 (SS7)

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Nodo tradicional

Supervisory events
(e.g., off-hook, on-hook)

Call

processing

SS7

Network

Request to generate progress
tones (e.g., ringback, engaged).
Instructions to establish switch
fabric connections.

Circuit-
Switching

fabric

Circuit-switched

trunks

,

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

Softswitch

Supervisory events
(e.g., off-hook, on-hook)

Media
gateway
controller

SS7

Network

Request to generate progress
tones (e.g., ringback, engaged).
Instructions to establish switch
fabric connections.

Circuit- or

packet- switched

access

Media
gateway

Circuit- or

packet- switched

trunks

Conmutadores

• Permite conectar líneas de entrada a líneas de salida
• Se puede usar para construir un conmutador que interconecte

líneas full duplex entre si

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I



,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Conmutadores

Line switch
• Central local
•
Inteconecta líneas individuales
• Debe conectar una entrada
específica con una salida
específica

Interconecta troncales

Transit switch
•
• Debe conectar una entrada
específica con una salida
cualquiera en
la dirección
correcta

Central local
con abonados

Central primaria

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I

Bloqueo

• Cuando no se puede interconectar dos estaciones

aunque estén libres

• Bloqueo interno

– El conmutador no tiene recursos para hacer llegar un

circuito de la entrada a la salida

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I



Bloqueo

• Cuando no se puede interconectar dos estaciones

aunque estén libres

• Bloqueo externo

– El conmutador no tiene suficientes recursos de salida para

cursar una nueva llamada

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Bloqueo

• Cuando no se puede interconectar dos estaciones

aunque estén libres

• Red de conmutación con bloqueo
– En sistemas de voz se suele utilizar
– Llamandas de voz suelen ser de corta duración
– Se dimensiona para que suceda infrecuentemente

• Red de conmutación sin bloqueo

– Permite a todas las estaciones conectarse a la vez
– La única causa por la que una conexión puede ser

rechazada es porque la estación destino esté ocupada

– Se utiliza más en redes de conmutación para datos

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Tipos básicos de conmutadores

• Conmutador espacial (S)

• Conmutador temporal (T)

• Conmutadores por fases (TST, STS…)

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I



Conmutador espacial

• Permite conectar las líneas de
entrada con las líneas de salida
elegidas (caminos espaciales)

• Tecnología Crossbar
– Un bus por cada

entrada

línea de

Space division switch

– Un bus por cada línea de salida
– Crosspoints permiten conectar

cada bus a cualquier otro

•

La complejidad y coste depende
del número de puntos de cruce

NxN crossbar matrix (N=10)

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n