CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS Componentes de una central

SC: Arquitecturas de conmutación
Transp. 1
CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS
Componentes de una central
Red de conexión: Hardware utilizado para establecer los circuitos físicos entre las líneas correspondientes de entrada a la central.
Evolución histórica de los puntos de cruce:
• manual
• electromecánica (rotatorio, coordenadas)
• electrónica
• óptica (optomecánicos, electroópticos, ópticos puros)
Parte de control: Intercambia información de señalización con los usuarios y con el resto de centrales, estableciendo, monitorizando y terminando las llamadas, así como realizando otras labores tales como la tarificación.
Tipos de llamadas
Podemos distinguir dos tipos de llamadas, que requerirán distintas características de las matrices de conmutación:
Locales: Entre abonados que pertenecen a la misma central. Hay una
única línea posible con la que establecer la llamada. Todos deben ser
accesibles por todos.
De tránsito: Si la central tiene que establecer conexión con otra central
intermedia, habrá un conjunto de líneas donde escoger para el establecimiento de la llamada. No es necesario que cada línea de salida sea
accesible por cada línea de entrada.
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Transp. 2
La matriz de conmutación
∆
Nx = Número de puntos de cruce.
Conmutación de llamadas en tránsito de N líneas con M:
Nx = N × M
N líneas
M líneas
Conmutación de llamadas locales de N líneas con ellas mismas:
matrix simétrica:
i→
N líneas
j→
i↓
j↓
N líneas
puntos de cruce monodireccionales: Nx = N2 − N
matriz plegada:
i
N líneas
j
puntos de cruce bidireccionales: Nx =
N2 −N
2
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Transp. 3
Red de conexión de 1 etapa
Una red de conexión de una etapa está compuesta únicamente por una
matriz de conmutación.
Un punto de cruce es de uso exclusivo para la interconexión de un par
determinado de líneas.
Los puntos de cruce estarán muy poco utilizados, especialmente en conmutación de llamadas locales, dada la poca utilización de las líneas por parte
de los usuarios.
Soluciones a la infrautilización
Matrices con gradación.
Compartición de puntos de cruce entre distintos pares de líneas conectadas a la central: redes multietapa.
Compartición de puntos de cruce en el tiempo: conmutación temporal.
Matrices con gradación
Una red de conexión de 1 etapa puede permitir bloqueo interno (imposibilidad de realizar la conexión a pesar de que exista línea de salida desocupada)
con el fin de ahorrar puntos de cruce.
1
N líneas
2
3
4
1′
2′
3′
4′
5′
6′
7′
8′
M líneas
Una llamada entrante por la línea 1 podrá cursarse por cualquiera de las
líneas 5′, 6′, 7′ ó 8′: no hay bloqueo interno en llamadas i → j′ .
Una llamada entrante por la línea 1′ podrá cursarse sólo por las líneas 3 ó
4: hay bloqueo interno en llamadas i′ → j.
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Transp. 4
Redes de conexión multietapa
La idea es compartir los puntos de cruce de las matrices de
las etapas intermedias, pudiendo seleccionarse cualquiera de las
líneas de salida de la matriz de la primera etapa.
Matriz de 3 etapas
N: n.o de entradas (salidas).
N
o
n : n. de matrices de las etapas inicial y final.
k: n.o de matrices de la etapa intermedia.
Puntos de cruce:
2
2
N
N
N
= 2Nk + k
Nx = 2 kn + k
n
n
n
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Transp. 5
Redes de Clos
Es una red multietapa sin bloqueo interno.
Condición de no bloqueo de una red de 3 etapas:
k = 2(n − 1) + 1 = 2n − 1
Número de puntos de cruce de una red de Clos de 3 etapas:
2
N
Nx = 2N(2n − 1) + (2n − 1)
n
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Transp. 6
El número de líneas por matriz de las etapas inicial y final podrá ser elegido
para minimizar el número de puntos de cruce:
2
N
Nx = 2N(2n − 1) + (2n − 1)
n
2
2
N
N
= 2N(2n − 1) + 2 − 2
n
n
N2
dNx
N2
= 4N − 2 2 + 2 3 = 0
dn
n
n
3
2
2
4Nn − 2N n + 2N = 0
2n3 − Nn + N = 0
2n3 − Nn + N −−−→ 2n3 − Nn = 0
N→∞
r
N
2n2 − N = 0 ⇒ n ≃
2
El número de puntos de cruce mínimo de una red de Clos de 3 etapas será:
√
√
Nxmín ≃ Nx |n= N = 4N
2N − 1
2
N Nxmín (3 etapas) Nx = N2 (1 etapa)
128
7.680
16.256
512
63.488
261.632
2.048
516.096
4′ 2 · 106
8.192
4′ 2 · 106
67 · 106
32.768
33 · 106
1 · 109
131.072
268 · 106
17 · 109
La red de conexión de Clos de 3 etapas se puede extender a una red de
conexión de 5 etapas sustituyendo las matrices de la etapa intermedia por
sendas redes de Clos de 3 etapas, y así sucesivamente.
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Transp. 14
Conmutación temporal
La idea subyacente en la conmutación temporal es la compartición de los
puntos de cruce por varias comunicaciones simultáneas.
Un conmutador temporal cambia la ubicación temporal de los canales dentro de una trama, con el fin de facilitar la búsqueda de camino en la parte
de conmutación espacial.
Tµs
Para una señal vocal está muestreada a 8 KHz, tendremos una trama con
un determinado número de canales c cada:
1
= 125 µs
T=
8000
Arquitectura de un conmutador temporal:
Escritura secuencial/lectura aleatoria:
(6)
(2)
contador
Escritura aleatoria/lectura secuencial:
(5)
(2)
contador
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Transp. 15
Red de conexión STS
Los puntos de cruce de las etapas espaciales se comparten en el tiempo,
mediante la rotación de c configuraciones distintas de las matrices de conmutación cada 125 µs.
c
T
..
.
T
1
1
1
N×k
N
..
.
2
..
.
T
..
.
k×N
..
.
N
k
Complejidad:
control asociado a la salida en la matriz de la primera etapa,
control asociado a la entrada en la matriz de la tercera etapa,
entonces:
2c (k log2 N) + kc8 + kc log2 c
B
C = 2kN +
Equivalente espacial:
1
1
..
.
N
N×k .
..
1
T
T
1
..
.
.. k × N
.
1
N
2
1
.. k × N
.
..
.
N
..
.
T
1
N
..
.
2
..
.
..
.
N
1
2
N × k ..
.
..
.
..
N×k .
c
k
1
..
. k×N
c
..
.
N
El bloqueo interno es el mismo que en una red espacial de tres etapas
con Nc canales en las etapas inicial y final divididos en grupos de N, con
coeficiente de expansión β = Nk .
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Transp. 16
Red de conexión TST
Los puntos de cruce de la etapa espacial se comparten en el tiempo, mediante la rotación de l configuraciones distintas de las matrices de conmutación cada 125 µs.
l
c
T
T
T
1
l
T
2
N×N
..
.
T
1
c
2
..
.
T
N
N
Complejidad:
escritura secuencial / lectura aleatoria en la etapa de entrada,
escritura aleatoria / lectura secuencial en la etapa de salida,
entonces:
C = N2 +
l (N log2 N) + 2N (c8 + l log2 c)
B
Equivalente espacial:
1
1
..
.
T
c
..
.
1
N×N
T
..
.
1
c
1
N×N
1
..
.
1
2
..
.
T
c
..
.
..
.
2
T
..
.
c
2
..
.
..
.
N×N
1
..
.
c
..
.
..
.
T
N
l
1
..
.
T
N
..
.
c
El bloqueo interno es el mismo que en una red espacial de tres etapas
con N grupos de c canales en ambas etapas inicial y final, con coeficiente de
expansión temporal β = l/c.