SEÑALIZACION Y CONTROL

viernes, 25 de marzo de 2011

SEÑALIZACION
SSP (Signaling Switching Point). Es el nivel mas bajo de la red y pueden estar designadas como centrales telefónicas locales
STP (Signaling Transfer Point). Conmutar y enrutar las unidades de señalización a los puntos de destino (conmutador de paquetes de señalización).
CONTROL
SCP (Signaling Control Point) . Control y BD del sistema (servicios y abonados), consultas y actualizaciones de la red (centro de inteligencia de red).
SCCP (Signaling Connection Control Port). Parte de control de la conexión de la señalización. Proporciona la MTP funciones adicionales para atender servicios de red orientados a conexión, asi como sin conexión. La MTP y SCCP se conoce como la NSP (Network Service Port, Nevil completo de OSI).
TCAP (Transaction Compabilities Application Part). Parte de la aplicación de las capacidades de transacción. Proporciona el intercambio de mensajes de las redes que no se asocian a un circuito, es decir, el usuario de servicios como 800 y el manejador de DB de la SCP, asi como proporciona los servicios de red mejorados.
OMAP (Operation and Maintenance Applicaton Part). Se integra el concepto de TMN (Telecomunication Management Network).
ASE (Application Sercice Element). Son las propias aplicaciones finales de algunos servicios de red, como pruebas de verificacion y gestión de red.

CONMUTACION ESPACIAL Y TEMPORAL

CONMUTACION ESPACIAL Y TEMPORAL

Descripción, similitudes y diferencias


Ø  Atendiendo al tipo de señal eléctrica que conmuta, las redes de conexión se dividen en Analógicas y Digitales.

Ø  Atendiendo al tipo de conmutación efectuado, las redes de conexión se dividen en Espaciales, Temporales y Espacio - Temporales.

Una central telefónica es un sistema de conmutación compuesto por una serie de órganos automáticos y circuitos, es decir, un sistema que permite a un gran número de canales acceder a unos pocos caminos, pero solo tantos a la vez como caminos haya. En la práctica una central telefónica típica tiene 10.000 abonados. Estos 10.000 abonados se "concentran" en unos cuantos caminos (típicamente unos 500).
En la práctica se utilizan redes de conexión que conmutan señales moduladas, según la técnica de modulación por impulsos codificados (MIC), la técnica MIC convierte las señales analógicas de frecuencia vocal en señales numéricas. Comprende las fases de muestreo, cuantificación y codificación, y en el extremo distante, las fases inversas, decodificación y reconstrucción. Tenemos entonces la siguiente clasificación:

1.      Operación de Conmutación Espacial
Se cambia de MIC pero no de tiempo de canal. La realizan los conmutadores y multiconmutadores espaciales o etapas "S" 
     2.      Operación de Conmutación Temporal
Se cambia de tiempo de canal pero no de MIC. La realizan los conmutadores y multiconmutadores o etapas "T". 
    3.      Operación de Conmutación Espacio – Temporal
La realizan los conmutadores espacio – temporales o etapas "ST". Se cambia tanto de tiempo de canal como de MIC.

Linea del tiempo de la Evolución de las Centrales Telefónicas

Ventajas y Desventajas de la Digitalización

sábado, 12 de marzo de 2011

¿Por qué se usa PCM?

Bueno, si nos preguntamos esto, tenemos entonces que remontarnos a un poco de la historia acerca de éste tipo de modulación; de ésta manera podremos apreciar y entender mejor ¿porqué se usa?...
En la historia de las comunicaciones eléctricas, la primera razón para muestrear una señal era poder intercalar muestras de diferentes orígenes telegráficos y enviarlas por un único cable telegráfico
La multiplexación por división de tiempo telegráfica fue lograda desde 1853, por el inventor estadounidense M.B. Farmer. 
El ingeniero eléctrico W.M. Miner, en 1903, usó un conmutador electromecánico para la multiplexación por tiempo de diversas señales telegráficas y también aplicó esta tecnología a la telefonía. Obtuvo conversaciones inteligibles de canales muestreados a una tasa sobre 3500 - 4300 Hz, bajo esta era insatisfactoria. Esto era TDM, pero modulación por amplitud de pulsos en vez de MIC. 
En 1926, Paul M. Rainey, de Western Electric, patentó una máquina de facsímiles que transmitía su señal usando MIC de 5 bits, codificados por un convertidor análogo-digital optomecánico. La máquina no llegó a producción masiva. El ingeniero británico Alec Reeves, sin estar al tanto de este trabajo previo, concibió el uso de MIC para las comunicaciones de voz en 1937, mientras trabajaba para la International Telephone and Telegraph en Francia. Él describió la teoría y sus ventajas, pero no redundó en usos prácticos. Reeves solicitó una patente en Francia en 1938, y su patente en EE.UU se le otorgó en 1943. 
La primera transmisión de voz por técnicas digitales fue usando el equipamiento de codificación y cifrado SIGSALY, utilizado para comunicaciones de alto nivel aliadas durante la Segunda Guerra Mundial, en 1943. Ese año, los investigadores de Bell Labs que diseñaron SIGSALY se dieron cuenta de que el uso de MIC había sido ya propuesto por Alec Reeves. En 1949, Ferranti Canadá construyó un sistema de radio con MIC que fue capaz de transmitir datos de radar digitalizados sobre largas distancias para el DATAR de la marina canadiense. (REF) La MIC en los años 1950 usaba, para codificar, un tubo de rayos catódicos con una malla perforada. Tal como en un osciloscopio, el haz era barrido horizontalmente a una tasa de muestreo mientras la deflexión vertical era controlada por la señal análoga de entrada, haciendo que el haz pasara a través de porciones altas o bajas de la malla. La malla interrumpía el haz, produciendo variaciones de corriente en código binario. Esta malla fue perforada para producir señales binarias en código Gray antes que binario natural. MIC fue usado en Japón por Denon en 1972 para la masterización y producción de grabaciones fonográficas, usando un grabador de cintas de formato Quadruplex de 2 pulgadas para su transporte, el cual no llegó a ser desarrollado como producto comercial.

En comparación con DPCM y DM. ¿Porqué se usa más PCM?

En PCM convencional las muestras se convierten en una representación binaria, de acuerdo a una magnitud y un signo. De ahi que PCM sea tan útil a la hora de representar códigos de bit multiple de manera que se representen todos los valores que la muestra puede tener.
En un sentido general, la modulación por codificación de pulsos (PCM) ha surgido como el esquema de modulación más favorable en la transmisión de señales que contienen información analógica como las de video y voz. Las ventajas de la PCM posiblemente puedan calcarse del uso de la codificación de pulsos para la representación digital de señales analógicas, una característica que las distingue de todos los demas métodos de modulación analógica. Podemos resumir las importantes ventajas de la PCM del modo siguiente:
  • ROBUSTEZ al ruido y la interferencia del canal
  • REGENERACIÓN eficiente de la señal codificada a lo largo de la trayectoria de transmisión
  • INTERCAMBIO eficiente del ancho de banda incrementado del canal por una relación señal a ruido mejorada, obedeciendo a una ley exponencial.
  • Un FORMATO UNIFORME para la transmisión de diferentes tipos de señales de banda base, y de ahí su integración con otras formas de datos digitales con una red común.
  • FACILIDAD comparativa con la cual las fuentes de mensaje tal vez se eliminen o reincorporen en un sistema de multiplexado por división de tiempo
  • COMUNICACIÓN SEGURA mediante el uso de esquemas de modulación o encriptado especiales.
 Todo esto a costa de complejidad en el sistema y al incrementar el ancho de banda del canal.
 Si un requisito necesario para los sistemas es la simplicidad de la puesta en práctica, entonces es necesario recurrir a la Modulación Delta, como una alternativa para la modulación por codificación de pulsos. En la modulación Delta, la señal de banda base se "sobremuestrea" de manera intencional para  posibilitar el uso de una estrategia de cuantización simple en la construcción de la señal codificadora.

Esta modulación es una versión simplificada de DPCM, donde la predicción es el valor de la señal en el intervalo de muestreo previo 
 
 En ella, se sobremuestrea una señal de mensaje entrante, para aumentar de modo intencional la correlación entre muestras adyacentes de la señal. De esta forma se permite el uso de la estrategia de cuantización simple para construir la señal codificada.
Esto lo hac en su forma más simple dándonos una aproximación de escalera a la versión sobremuestreada de la señal del mensaje. La diferencia entre la entrada y la aproximación se cuantiza solo en dos niveles, delta positivo y negativo. De ese modo, si la aproximación cae por debajo de la señal en cualquier momento de muestreo, se incrementa en Delta. De otro modo, si la aproximación se encuentra sobre la señal, se disminuye en delta. Siemore y cuando la señal no cambie demasiado rápido,, de muestra a muestra, encontramos que la aproximación de escalera se mantiene dentro de mas-menos Delta de la señal de entrada.
Dejamos que m(t) denote la señal de entrada (mensaje) y mq(t) su aproximación de escalera. De manera que obtenemos una modulación como la siguiente:


La simplicidad es la principal virtud de la mosulación Delta. Ésta puede generarse al aplicar la versipon muestreada de la señal de mensaje entrante a un modulador que incluye un comparador, cuantizador, y un acumulador interconectados.
Dentro del acumulador se tiene un retardo unitario, lo que es igual a un periodo de muestreo. Mientras el comparador calcula la diferencia entre sus dos entradas. El cuantizador cosiste en un limitador rígido con una relación de entrada-salida que es una versión escalada de la función signo. A la salida del cuantizador se aplica un acumulador, por lo que obtenemos:
Los diagramas de este modulador son los que se muestran a continuación:
Ventajas:
Esta modulación permite seguir señales de cualquier amplitud. Además el equipo transmisor y el receptor son muy sencillos. No se requiere sincronismo de palabra.

Desventajas:
Presenta ruido granular, sobrecarga de pendiente, transitoria. Además necesita una frecuencia de muestreo varias veces superior a la de Nyquist. Esto es para que la predicción del valor anterior sea apropiada. Por último, si se realiza TDM, cada canal requerirá un receptor separado.
Parte de los problemas se resuelven aumentando considerablemente la frecuencia de muestreo, pero si lo que se desea es reducir el ruido granular también conviene disminuir el paso del escalón. Para reducir la sobrecarga de pendiente conviene mas bien aumentar el paso del escalón. En la práctica se prefiere usar modulación delta adaptiva.


Ahora, como bien lo mencionamos, esta modulación es una adaptación simplificada de DPCM, por lo cual eisten algunas diferencias con este tipo de modulación.


Cuando se muestrea una señal de voz o video a una frecuencia un poco mayor a la de nyquist, como suele efectiarse en la modulación por codificación de pulsos (PCM), la señal muestreada que se origina exhibe un alto grado de correlación entre muestras adyacentes. El significado de esta alta correlación, es que en un sentido promedio, la señal no cambia rapidamente de una muestra a la siguiente, y en consecuencia, la diferencia entre muestras adyacentes tiene una varianza que es mas pequeña que la de la propia señal. Cuando se codifican estas muestras altamente relacionadas, como en PCM estándar, la señal codificada que se produce, contiene información redundante, lo que implica que los simbolos que no son absolutamente escenciales para la transmisión de información se generan como el resultado del proceso de codificación.


Al eliminar esta redundancia antes de la codificación, obtenemos una señal codificada mas eficiente, lo cual es la idea detrás de la modulación diferencial por codificación de pulsos
Ahora bien, si conocemos el comportamiento pasado de una señal hasta cierto punto en el tiempo, es posible utilizar la predicción para estimar un valor futuro de la señal.

Esta correlación puede aprovecharse para reducir el bit-rate. Una forma sencilla de hacerlo sería transmitir solamente las diferencias entre las muestras. Esta señal de diferencia tiene un rango dinámico mucho menor que el de la voz original, por lo que podrá ser cuantificada con un número menor de niveles de reconstrucción. En la figura siguiente se muestra el funcionamiento de DPCM,donde la muestra anterior se usa para predecir el valor de la muestra actual:

 
 
Sistema DPCM (a) codificador (b) decodificador

Normalmente, el valor predicho,s'n, es una combinación lineal de un número finito de muestras anteriores, sn:



y



La señal de diferencia, dn, se denomina residuo y es el residuo lo que se cuantifica y se envía al receptor. Los coeficientes de predicción , {ak}, se eligen para minimizar el error cuadrático medio, E:






Comparación entre PCM, DM y DPCM para voz:
 

fs(KHz) bits/muestra Tasa de bits(Kbps)
DM 64-128 1 64-128
PCM 8 7-8 56-64
ADM 48-64 1 48-64
DPCM 8 4-6 32-48
ADPCM 8 3-4 24-32

El comportamiento de DPCM es como PCM mejorado por un factor que es función del grado de correlación de la señal modulada. Por ejemplo en voz se logra de 5 a 10 dB de ganancia.

Referencias

lunes, 7 de febrero de 2011

*Referencias

Tarea 3

v  UIT (1865): La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) fue fundada en 1865, lo cual la convierte en la organización internacional más antigua del sistema de la Naciones Unidas. La UIT es la organización más importante de las Naciones Unidas en lo que concierne a las tecnologías de la información y la comunicación, y es la encargada de coordinar a los gobiernos y al sector privado en el desarrollo de redes y servicios. Desde sus inicios en 1865 hasta la actualidad, la UIT ha producido una multitud de documentos que jalonan la historia y la contribución de la organización a las cuestiones relacionadas con las tecnologías de la comunicación y la información.

v  ANSI (1918): La historia del ANSI y del sistema voluntario de normas de Estados Unidos es dinámica. Las conversaciones para coordinar el desarrollo nacional de las normas, en un esfuerzo por evitar la duplicación, el gasto inútil y los conflictos, datan de 1911. En 1916 el Instituto Estadounidense de Ingenieros Eléctricos (ahora IEEE) invitó a la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME), la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE), Instituto Estadounidense de Ingenieros de Minería y metalurgia AIMME) ), y la Sociedad Estadounidense de Pruebas Materiales (ASTM) para que juntas establecieran un organismo nacional que coordinara el desarrollo de las normas y que sirviera como cámara de compensación del trabajo realizado por las agencias dedicadas al desarrollo de normas. Dos años después, el 19 de octubre de 1918 nace ANSI, originalmente fundado como el American Engineering Standards Committee (AESC) para servir como coordinador nacional en el proceso del desarrollo de normas así como para ser una organización imparcial en la aprobación de normas nacionales de consenso, y para frenar la confusión de los usuarios a la hora de aceptarlos. Estas cinco organizaciones invitaron a los departamentos de guerra, de marina y de comercio, de los Estados Unidos, para que se unieran a ellos como fundadores.

v  ISO (1947): Creado en 1947 con sede en Ginebra Suiza; organismo encargado de promover el desarrollo de normas internacionales de fabricación, comercio y comunicación para todas las ramas industriales a excepción de la eléctrica y la electrónica.

v  CCITT (1956): 1925 dos comités CCIF y CCIT, en 1956 en vista de la similitud deciden fusionarse y juntos forman la CCITT.

v  CCITT 5

v  CCITT 7

*      Referencias:

Tarea 2

*    Cómputo en Tiempo y Cómputo en el Espacio
La Teoría de la Complejidad Computacional estudia los recursos necesarios para hallar la solución a un problema. Estos recursos son el tiempo y el espacio.
La teoría de complejidad analiza la dificultad de problemas de cómputo en términos de muchos diferentes recursos de cómputo. El mismo problema se puede explicar en términos de cantidades necesarias de muchos diversos recursos de cómputo, incluyendo el tiempo, espacio, aleatoriedad, alternación, y otras medidas menos-intuitivas.
Los dos recursos principales que se analizan son:
Ø  Tiempo (pasos, operaciones elementales). La complejidad para hallar la solución a este problema se llama: Complejidad temporal.

Ø  Espacio (celdas, posiciones de memoria). La complejidad para haya la solución a este tipo de problemas se llama: Complejidad espacial
 El sistema de todos los problemas de cómputo que se puedan solucionar usando cierta cantidad de cierto recurso de cómputo.
Quizás los recursos de cómputo bien-estudiados están tiempo determinista (DTIME) y espacio determinista (DSPACE). Estos recursos representan la cantidad de tiempo del cómputo y memoria necesitado en una computadora determinista, como las computadoras que existen realmente. Estos recursos están de gran interés práctico, y bien-se estudian.
Un resultado importante en teoría de complejidad es el hecho de que no importa cómo un problema puede conseguir difícilmente (es decir, cuánto tiempo y  recursos del espacio requiere), habrá siempre incluso problemas más duros. Para la complejidad del tiempo, esto es probada por teorema de la jerarquía del tiempo. Un teorema similar aplica a la jerarquía del espacio del cual también se deriva.
*    ¿Por qué al Cable de Par Trenzado se le llama “Trenzado”?
Los cables de par trenzado se llaman así porque están trenzados en pares. Este trenzado ayuda a disminuir la diafonía, el ruido y la interferencia. El trenzado es en promedio de tres trenzas por pulgada. Para mejores resultados, el trenzado debe ser variado entre los diferentes pares.

Emplea conectores denominados RJ (Registered Jack), siendo los más comúnmente utilizados los RJ 11 (de 4 patillas), RJ 12 (de 6 patillas) y RJ 45 (de 8 patillas).
El cable par trenzado está compuesto de conductores de cobre aislados por papel o plástico y trenzados en pares. Esos pares son después trenzados en grupos llamados unidades, y estas unidades son a su vez trenzadas hasta tener el cable terminado que se cubre por lo general por plástico.
El trenzado de los pares de cable y de las unidades disminuye el ruido de interferencia, mejor conocido como diafonía. Los cables de par trenzado tienen la ventaja de no ser caros, ser flexibles y fáciles de conectar, entre otras.
Como medio de comunicación tiene la desventaja de tener que usarse a distancias limitadas ya que la señal se va atenuando y puede llegar a ser imperceptible; es por eso que a determinadas distancias se deben emplear repetidores que regeneren la señal.
*    Diferencia entre Marcación Decádica y Tonos Multifrecuencia
La marcación decádica por pulsos consiste en el envío por el teléfono de la información numérica, en forma de pulsos, a la central telefónica automática para que esta le conecte con el teléfono deseado. Los pulsos los genera el teléfono mediante un dispositivo mecánico denominado disco de marcar, el cual consiste en un disco giratorio provisto de diez agujeros, de aquí lo de decádica, numerados del 0 al 9.

La marcación de tonos multifrecuencia DTMF (Dual Tone Multifrecuency) consiste en un sistema de marcación basado en la transmisión de un tono de alta frecuencia y otro de baja frecuencia que combinados identifican los dígitos del teclado de un terminal telefónico (0 a 9 y teclas especiales, # *).


Permiten el desarrollo de aplicaciones interactivas guiadas desde menús que indican a los usuarios llamantes la tecla de su teléfono que deben pulsar para acceder a cada servicio.
Para casos donde no haya una alta penetración DTMF puede plantearse la utilización de sistemas automatizados de reconocimiento de voz.

Cuando pulsas la tecla 0 se muestra lo siguiente:




Cuando pulsas la tecla 1 se muestra lo siguiente:
Cuando pulsas la tecla 2 se muestra lo siguiente:
Cuando pulsas la tecla 3 se muestra lo siguiente:


Cuando pulsas la tecla 4 se muestra lo siguiente:

Cuando pulsas la tecla 5 se muestra lo siguiente:
Cuando pulsas la tecla 6 se muestra lo siguiente:

Cuando pulsas la tecla 7 se muestra lo siguiente:
Cuando pulsas la tecla 8 se muestra lo siguiente:
Cuando pulsas la tecla 9 se muestra lo siguiente:

*    Escenarios

Ø  No respuesta:
Se descuelga el teléfono, se escucha el tono de marcado, y la central inmediatamente detecta la línea para verificar su estado, categoría, prioridad y pago.
Se marca el número deseado (con claves respectivas en caso de ser celular, llamada de larga distancia, etc.) Y la central ubica la línea del número marcado, ubicando su estatus, categoría prioridad y otras características.
Si ambas líneas cumplen con lo necesario para realizar la llamada, se da tono de timbrado.
Transcurre el tiempo de timbrado límite; y al no haber respuesta la central corta la llamada enviando tono para indicar que no hay respuesta en el abonado B.
Se corta la llamada
Se puede intentar remarcar o colgar el auricular para intentarlo después.
Ø  Congestión:
 Se descuelga el teléfono, se escucha el tono de marcado, y la central inmediatamente detecta la línea para verificar su estado, categoría, prioridad y pago.
Las líneas para realizar la llamada están ocupadas, por lo que inmediatamente la central envía tono de congestión y no da línea para marcar.
Se debe colgar el auricular e intentarlo más tarde.
Ø  Falta de Pago:
Se descuelga el teléfono, se escucha el tono de marcado, y la central inmediatamente detecta la línea para verificar su estado, categoría, prioridad y pago.
En caso de que sea nuestra línea la que está deshabilitada por falta de lago, se envía un mensaje desde la central invitando a realizar el pago; y terminado este, se corta la línea enviando un tono de ocupado.
 Si no es nuestra línea, se nos da tono de marcado.
 Se marca el número deseado (con claves respectivas en caso de ser celular, llamda de larga distancia, etc.) Y la central ubica la línea del número marcado, ubicando su estatus, categoría prioridad y otras características.
 La línea se detecta como deshabilitada por falta de pago, por lo que la central envía un mensaje al abonado A, informando el estado del abonado B.
Se da tono de ocupado para finalizar el enlace.
 Se debe colgar el auricular e intentarlo después
Ø  Marcación Errónea:
Se descuelga el teléfono, se escucha el tono de marcado, y la central inmediatamente detecta la línea para verificar su estado, categoría, prioridad y pago.
Si se cumplen con los requerimientos para realizar la llamada, se da tono de marcado
Se marca el número deseado (con claves respectivas en caso de ser celular, llamda de larga distancia, etc.) Y la central tratará de ubicar la línea del número marcado, para verificar su estatus, categoría prioridad y otras características.
 La central no encuentra el abonado que deseamos localizar, y envía un mensaje de error invitando a verificar nuestra marcación.
 Se da tono de ocupado y se termina el enlace
Debemos verificar si el número que estamos marcando incluye las claves correspondientes o si hemos cometido algún error en la marcación. Posterior a esto, lo podemos intentar de nuevo.