T250.pdf

E S CXJEX.A.
X TE 03STX OJA,
X
IDE
E X_. E O TJR. X
TESIS PREVIA LA OBTENCIÓN
DEL TITULO DE INGENIERO
EN LA ESPECIALIDAD ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
EN LA FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DE LA E.P.N.
DEL SR.BENIGNO JOSELITO QUIJIA PERALTA
TITULO: ESTUDIO TÉCNICO Y ECONÓMICO PARA LA INSTALACIÓN
DE UN CONCENTRADOR TELEFÓNICO DIGITAL
EN LAS PARROQUIAS DE NAYON Y ZAMBIZA.
QUITO, AGOSTO DE 1996
OOJCUKC
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ac .
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o
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XJT <p nc
o jcjsta: x i-aoc
sc.n.0
s:
s 3:1x1
ÍNDICE
PAG
INTRODUCCIÓN
.
'
1
CAPITULO I SITUACIÓN TELEFÓNICA DE LAS PARROQUIAS
1. SITUACIÓN TELEFÓNICA DE LAS PARROQUIAS
3
1.1. ESTADO TELEFÓNICO ACTUAL Y FUTURO
3
1.1.1. ESTADO ACTUAL Y FUTURO DE LA PARROQUIA DE NAYON
3
1.1.2. ESTADO ACTUAL Y FUTURO DE LA PARROQUIA DE ZAMBIZA
4
1.2. DEMANDA DE LINEAS TELEFÓNICAS ACTUAL Y FUTURA
4
1.2.1. DEMANDA ACTUAL Y FUTURA DE LA PARROQUIA DE NAYON
6
1.2.2. DEMANDA ACTUAL Y FUTURA DE LA PARROQUIA DE ZAMBIZA
10
1.3. EL CONCENTRADOR TELEFÓNICO DIGITAL
13
1.3.1 ESTRUCTURA DEL CONCENTRADOR TELEFÓNICO DIGITAL
14
1.3.2. LA UNIDAD REMOTA
'
14
1.3.2.1 CIRCUITOS DE LINEA
16
1.3.2.2 RED DE CONMUTACIÓN
i£
1.3.2.3 EL CONVERTIDOR PCM
17
1.3.2.4 EL EXPLORADOR
17
1.3.2.5 EL MARCADOR
17
1.3.2.6 EL PROCESADOR DE SEÑALIZACIÓN
17
1.3.3. LA UNIDAD DE CONTROL CENTRAL
18
1.4. DIMENSIONAMIENTO DEL CONCENTRADOR TELEFÓNICO DIGITAL
A SER INSTALADO EN NAYON Y ZAMBIZA
1.4.1 SOLUCIÓN CON CONCENTRADOR TELEFÓNICO DIGITAL
21
23
1.4.2 SOLUCIÓN CON CONCENTRADOR DE MATRIZ DE DIVISIÓN
ESPACIAL
24
1.4.3 SOLUCIÓN CON CONCENTRADOR DE MATRIZ DE DIVISIÓN
TEMPORAL
29
PAG
CAPITULO II ANÁLISIS TÉCNICO TELEFÓNICO
2.1. RED SECUNDARIA DE PLANTA EXTERNA ACTUAL
33
2.1.1 RED SECUNDARIA ACTUAL DE NAYON
36
2.1.2 RED SECUNDARIA ACTUAL DE ZAMBIZA
36
2.2 DISEÑO DE LA RED SECUNDARIA DE PLANTA EXTERNA
37
2.2.3 UBICACIÓN DEL PUNTO DE DISTRIBUCIÓN
44
2.2.4 DISEÑO DE LA RED SECUNDARIA PARA NAYON
47
2.2.5 DISEÑO DE LA RED SECUNDARIA PARA ZAMBIZA
48
2.3. ESTUDIO TÉCNICO DE LAS ALTERNATIVAS DE ENLACE
49
2.3.1 ENLACE CON CABLE MULTIPAR
49
'
2.3.2 ENLACE CON CABLE COAXIAL
50
2.3.3. ENLACE CON FIBRA ÓPTICA
54
2.4. SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA DESDE EL PUNTO DE VISTA
TÉCNICO
63
2.4.1 VENTAJAS Y DESVENTAJAS AL UTILIZAR EL CABLE MULTIPAR
63
2.4.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS AL UTILIZAR CABLE COAXIAL
63
2.4.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS AL UTILIZAR FIBRA ÓPTICA
64
CAPITULO III ANÁLISIS ECONÓMICO
3.1. ESTUDIO ECONÓMICO DE LAS ALTERNATIVAS DE ENLACE
67
3.1.1. ENLACE CON CABLE MULTIPAR
67
3.1.2. ENLACE CON CABLE COAXIAL
69
3.1.3. ENLACE CON FIBRA ÓPTICA
70
3.2. SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA DESDE EL PUNTO DE VISTA
ECONÓMICO
3.3. GASTOS DE INVERSIÓN
71
78
•
CAPITULO IV CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
80
4.1. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
INTRODUCCIÓN
Las parroquias
rurales en nuestro medio, se encuentran con un
servicio telefónico muy deficiente y poco atendido, debido en gran
parte a que el diseño, la planificación y la construcción de la
planta externa, no se realiza con los criterios técnicos apropiados
acordes con la evolución tecnológica de los equipos de conmutación,
si no que
se realiza
en la forma de central local conectada
directamente a los abonados, forma tradicional que resulta en un
método poco técnico y costoso para dotar de servicio telefónico a
estas parroquias que se encuentran medianamente
alejadas de la
central local. Es por esto que se realiza un estudio técnico y
económico para la instalación de un concentrador telefónico digital
en las parroquias de Nayón y Zambiza, para lo cual, se utilizará
los principios básicos de la teoría de tráfico, con el objeto de
dimensionar el concentrador a ser instalado en estas parroquias,
asi como las características técnicas y económicas de los equipos
de conmutación proporcionado por diferentes fabricantes.
Se realizará una comparación entre la red secundaria actual, con un
diseño de la red secundaria resultante del estudio efectuado, asi
como también el análisis técnico entre las diferentes alternativas
de transmisión más adecuados para el enlace del concentrador con la
central pública, con el objeto de evaluar cual de los sistemas
presenta mayor rendimiento desde el punto de vista técnico.
2
Luego se realiza una comparación con el diseño y planificación
tradicional utilizados para servir a estas parroquias. Por último
se realiza un estudio económico comparativo entre las diferentes
alternativas de enlace con el propósito de evaluar cual de las
alternativas ofrece mayor rendimiento
económico.
Se adjunta además
desde el punto de vista
las respectivas conclusiones
y
recomendaciones.
Para la realización de este estudio se cuenta con la valiosísima
ayuda de la Empresa Estatal de Telecomunicaciones EMETEL, la cual
tenía previsto aumentar el número de líneas telefónicas para las
parroquias mencionadas, debido a la gran demanda de líneas por
parte de los moradores de este sector.
CAPITULO I
I. SITUACIÓN TELEFÓNICA DE LAS PARROQUIAS
1.1.
ESTADO TELEFÓNICO ACTUAL Y FUTURO
1.1.1. ESTADO ACTUAL Y FUTURO DE LA PARROQUIA DE NAYON
La parroquia de Nayón se encuentra ubicada al ñor-oriente de
Quito,
distante
aproximadamente
6
kilómetros
de
la
capital,
consta de la parroquia propiamente dicha y los anej os de Valle,
Inchapicho
y
Tanda,
Los
anej os
de
Tanda
y
del
Valle
se
encuentran servidos de las centrales de Miravalle y de Cumbayá
respectivamente, por lo cual se excluye del estudio a los anejos"
mencionados. Wayón en la actualidad, se encuentra enlazado con la
Central
de Iñaquito a través de 300 pares, de los cuales 130
pares se derivan a la parroquia de Zámbiza y 170 pares sirven a
la parroquia de Nayón.
Debido
al crecimiento de los habitantes y de las actividades
comerciales
que
se
ha
dado
en
esta
parroquia,
las
lineas
telefónicas disponibles están ocupadas en su totalidad, por lo
cual,
Nayón se encuentra con un déficit en lo que respecta al
número de líneas telefónicas.
La gran demanda de líneas telefónicas que existe en este sector y
la distancia hacia Quito, hace pensar en la factibilidad de un
estudio para la instalación de un concentrador en la parroquia de
Nayón que sirva para satisfacer la demanda de líneas telefónicas
que exige tanto Nayón como Zámbiza, liasta con una proyección de
10 años.
1.1.2. ESTADO ACTUAL Y FUTORO DE LA PARROQUIA DE ZAMB1ZA
La parroquia de Zámbiza es vecina de la parroquia de Nayón,
únicamente lo separa una quebrada que lleva el nombre de las dos
parroquias. Es por esto que los 130 pares que vienen de la central
de Iñaquito, pasan por Nayón y se desvían hacia Zámbiza a través de
un camino de herradura que atraviesa la quebrada.
Zámbiza es una parroquia que ha tenido muy poco desarrollo en años
anteriores,
pero
en
la
actualidad
cuenta
con una
carretera
asfaltada de primer orden, que ha sido impulso para el crecimiento
poblacional y comercial de este sector. Por lo tanto la demanda de
lineas telefónicas no se ha hecho esperar y al momento se han
agotado los pares telefónicos disponibles, por lo que Zámbiza se ha
visto en la necesidad de un aumento de líneas telefónicas.
Debido a la cercanía de Zámbiza con Nayón, se propone servir a
Zámbiza con líneas telefónicas que se deriven directamente del
concentrador a instalarse
en Nayón,
lo cual
de igual
forma
abastecerá a Zámbiza hasta con una proyección de 10 años, tomando
en cuenta índices de crecimiento poblacional que existe en esta.
parroquia.
1.2. DEMANDA DE LÍNEAS TELEFÓNICAS ACTUAL Y FUTURA
Para iniciar el estudio es necesario definir algunos conceptos que
serán útiles en los capítulos siguientes:
Demanda.- Número de usuarios que desean un servicio.
Tráfico de un abonado.- Un abonado no está ocupando el teléfono
todo el tiempo; la ocupación de su línea se mide por la proporción
del tiempo, Guando ésta se encuentra ocupada, representando este
grado de ocupación el tráfico o intensidad medía de tráfico.
Intensidad media de tráfico.- Es el volumen de tráfico respecto al
tiempo de observación.
Volumen de tráfico.- Es la suma de los tiempos de ocupación de una
línea de abonado, durante un tiempo de observación.
Grado de servicio.- Es la probabilidad de rechazarse una ocupación
ofrecida.
Conexiones
internas.-
Cuando
una
llamada
entre
dos
abonados
pertenecientes al mismo sector, se establece dentro de la red de
conmutación de la central.
Conexiones externas.- Cuando una llamada entre dos abonados, uno
perteneciente al área que cubre la central y el otro perteneciente
a
cualquier, central
local, se establece dentro
de la red de
conmutación de la central local, a la cual está conectado el
segundo abonado.
Carga ocupacional.~ Es el número total•de usuarios que cubre un
sistema telefónico.
Plora pico.- Sesenta minutos consecutivos durante el di a/ en que la
intensidad de tráfico es mayor.
1.2.1. DEMANDA ACTUAL Y FUTURA DE LA PAJRHOQUIA DE NAYON
De acuerdo con el estudio de la demanda efectuada en septiembre de
1995 en la parroquia de Nayón y Zámbiza, el número de lineas
telefónicas en demanda en Nayón es de 680 de los cuales 170 lineas
se encuentran atendidas.
Para realizar una proyección a 10 años es necesario evaluar el
volumen actual de tráfico en Nayón/ para lo cual se debe determinar
la intensidad de tráfico en la hora pico para cada abonado rural.
Realizando un promedio en base a la encuesta, se determina que el
abonado rural realiza una llamada de 3 minutos de duración cada
hora hacia la ciudad y sus alrededores, lo que determina que el
tráfico externo por abonado sea de (3/60) = 0.05 Erlangs; además
realiza una llamada de 6 minutos de duración cada hora
a un
integrante de la parroquia, lo que indica que el tráfico interno
por abonado es de (6/60) = 0.1 Erlangs.
7
Como se piensa en el reemplazo del sistema con cable multipar que
enlaza directamente la parroquia con la central local, por el
sistema concentrador que se detallará más adelante, se asume que el
número de lineas telefónicas en demanda es de 680.
Por lo tanto para determinar la demanda actual de tráfico se aplica
la fórmula:
Donde :
A
: . Demanda actual de tráfico
n
: Número de abonados
Aab
: Intensidad de tráfico de cada abonado
Para la demanda actual de tráfico externo se tiene:
Aiext = 680 * 0.05
Aiext = 3 4 Erlangs
Considerando i que el grado de servicio B es del 1 % y utilizando las
tablas de tráfico telefónico de Erlang B para sistema de pérdida de
accesibilidad completa localizadas en el apéndice 1.1, se obtiene
que el número de líneas de salida es de:
N = 46
-\e igual forma se
siguientes valores :
Ain = 680 * 0.1
Ain = 6 8 Erlangs
B
- 1%
N
=83
Para una proyección futura es necesario realizar estudios de como
ha
evolucionado
la demanda
en años
anteriores;
pero
como
la
información en este sentido no se puede encontrar debido a que el
estudio de la demanda de líneas telefónicas se realiza únicamente
cuando se va a implantar la infraestructura telefónica en un sector
específico/
se utilizará
la fórmula
de
interés
compuesto
con
ciertos cambios en el significado de sus variables, esto es:
Aí=^i*(l-i"-c)í:
(1-2)
Donde:
Ai : Demanda de tráfico inicial
Af : Demanda de tráfico al cabo de un tiempo t
r
: Tasa de crecimiento anual de la demanda rural
t
: Tiempo de proyección
Se utiliza esta fórmula porque le servicio telefónico tiene un
comportamiento exponencial con el tiempo.
Para una proyección de 10 años y tomando en cuenta que la tasa de
crecimiento anual de la demanda rural se asemeja a la tasa de
crecimiento poblacional, en el sector de Nayón
T - 2,2% de acuerdo
9
al último censo realizado (1990). Con esto se puede realizar una
proyección
a mediano plazo más o menos confiable/ por lo tanto,
para la demanda futura externa se obtiene:
Afext = 34 * (1 + 0.022)10
Afext = 42.26 Erlangs
B
=1%
N
=55
De la misma forma la demanda futura interna es:
Afint = (58 * (1 -i- 0.022)10
Afint = 84.53 Erlangs
B
= 1%
N
= 100
Análogamente la proyección del número de líneas telefónicas para 10
años viene dado por la fórmula:
Lf=Li^(l-^)t
(1-3)
Donde:
Li : Número de líneas telefónicas iniciales
Lf : Número de líneas telefónicas finales
t
: Tiempo de proyección
r
: Tasa.de crecimiento de la demanda
i
Por lo tanto el número de líneas telefónicas a 10 años es:
Lf = 680 * (1 -i- 0.022)10
10
Lf = 845,3
845 líneas, carga ocupacional en 10 años para Wayón.
Para optimizar
el estudio
de conmutación
al tiempo
futuro se
considera que la carga ocupacional en 10 años es el 75%, es decir
el número de líneas telefónicas al 100% es:
nf = (Lf * 100)/75
nf = (845 * 100)/75
nf = 1.126
Y la demanda de tráfico externo vendrá dado por:
:
Aoext
= nf * Aab
Aoext
= 1.126 * 0.05
Aoext
= 56,3 Erlangs
i
—
N
-T 2-
-LTí
=70
El tráfico interno será:
Aoint
= 1.126 * O .1
Aoint
= 112.6 Erlangs
B
=1%
N
= 130
1.2.2. DEMANDA ACTÚA!, Y FUTORA DE LA PARROQUIA DE ZAMBIZA
El estudio de la demanda efectuado en Zámbiza arroja los siguientes
resultados: 327 líneas telefónicas en demanda, 76 lineas atendidas
11
y 251 lineas desatendidas.
Debido a la estrecha distancia que existe entre Zámbiza y Nayón;
también a las características sociales y culturales similares se
aplica el mismo tráfico por abonado a las dos parroquias, es decir:
tráfico externo 0.05 Erlangs y tráfico interno 0.1 Erlangs.
Como
el
concentrador
telefónico
digital
está
proyectado
a
instalarse en la parroquia de Nayón, entonces Zámbiza se abastecerá
de servicio telefónico a través de un cable multipar que resulte
del
estudio,
es
decir,
se
supone
que
el
número
de
lineas
telefónicas en demanda es de 327 lineas, sin tomar en cuenta las
lineas existentes.
Entonces la demanda de tráfico externo es:
Aext = 327 * O.05
Aext =
1
16,35
B
=1%
N
=26
Erlangs
El cálculo de tráfico interno es:
i
Ain
= 327 *.O .1 '
Ain
= 32,7 Erlangs
B
=1%
N
= 44
Para, la proyección a 10 años se utiliza la misma fórmula que se usó
12
en la proyección de la demanda de la parroquia de Nayón.
El único
cambio que existe es en la tasa de crecimiento poblacional que es
r = 1.5 % según el último censo.
Por lo tanto, la demanda externa
futura es :
Afext = Aiext * (l+r)c
Afext = 16,35
* (1 + 0.015)10
Afext = 18.97
Erl.
B
=1%
N
=28
Para la demanda interna futura se obtiene los siguientes valores:
Afint = 32,7 * (1 + 0,015)10
Afint - 37,95 Erl.
B
=1%
N
=50
La cantidad de lineas telefónicas dentro de 10 años aplicando la
fórmula (1-3) será:
Lf = 327 * (1 + 0,015)10
Lf = 379,49 Lineas
379 líneas carga ocupacional en 10 años para Zámbiza. Optimizando
el estudio de conmutación al tiempo futuro y considerando que la
carga ocupacional
en 10 años es el 75 %, el número de líneas
telefónicas al 100 % será:
nf = (Lf * 100)/75
13
nf = (379 * 100)/75
nf = 505
La demanda de tráfico externo para Zámbiza será:
Aoext
= nf * Aab
Aoext
= 505 * O.05
Aoext
= 25,25 Erlangs
B
_
—
N
= 3 6
T
S-L"6
Para la demanda de tráfico interno se tiene:
Aoint
= nf * Aab
Aoint
= 505 * O .1
Aoint
= 50,5 Erlangs
B
« 1%
N
= 64
1.3. EL CONCENTRADOR TELEFÓNICO DIGITAL
El concentrador es un dispositivo que permite reducir el número de
líneas de conexión, entre la central local y los abonados que se
ubican en una región alejada donde se instalará este equipo.
El concentrador es utilizado tanto en áreas urbanas como en áreas
rurales, y en estos últimos se aplica en inenor grado en nuestro
pais .
14
A menudo los concentradores se conectan a la central local a través
de varias alternativas de interconexión que serán tratados en el
próximo
capítulo.
Además,
tiene
la
capacidad
de
establecer
conexiones internas, es decir, que una llamada entre dos abonados
pertenecientes al mismo concentrador, se establece dentro de la red
de
conmutación
del
concentrador
y
tiene
también
conexiones
externas, donde una llamada entre dos abonados uno perteneciente al
área que cubre el concentrador y el otro perteneciente a cualquier
central local, se establece dentro de la red de conmutación de la
central local, a la cual está conectado el concentrador.
Existen varios tipos de concentradores según el fabricante y la
tecnología, que permiten conectar desde unos cuantos cientos a
pocos miles de abonados, dependiendo de la densidad de abonados que
exista
en
concentrador
abonado,
una
región
Así
mismo
el •costo
del
se manifiesta de forma generalizada en dólares por
teniendo
tecnología
determinada.
esto una variación
de transmisión
que depende
que se utiliza
para
tanto de la
enlazar
con la
central local, como de la tecnología de conmutación con el que se
fabrica el concentrador.
1.3.1. ESTRUCTURA DEL CONCENTRADOR TELEFÓNICO DIGITAL
i
La estructura del concentrador consiste en dos partes principales
como se muestra en la figura 1.3.1.; una central y una remota.
Estas partes son conectadas por líneas de transmisión que pueden
ser PCM, coaxial o fibra óptica.
-
16
1.3.2. LA UNIDAD REMOTA.
La parte remota forma lo que se considera usualmente como el
concentrador-real: puede dividirse en una unidad telefónica y una
unidad de control. La unidad telefónica consiste en:
1.3.2.1. CIRCUITOS DE LINEA.
Maneja la parte de la señalización de la linea de abonado que no
puede ser alimentada a través de la red de conmutación.
Además transforma las señales de conversación en una forma adecuada
para que entienda la red de conmutación y realiza la conversión de
2 a 4 hilos. Este circuito debe cumplir con la función BORSCHT que
significa:
B : Battery Féed: Suministro de corriente para la conversación.
O : Overvoltage Protectíon.- Protección contra sobretensiones.
R : Rínging.- Emisión de la corriente de llamada.
S : Supervisión and Singaling.- Supervisión y señalización del
bloque.
C : Codee.- Codificación y decodificación.
H : Hybrid.- Conversión de 2 a 4 hilos
T : Test Access.- Prueba de la línea de abonado.
1.3.2.2. RED CONMUTACIÓN.
Efectúa la concentración real de una gran cantidad de lineas de
abonado sobre una cantidad menor de canales de conversación.
Dependiendo de la tecnología, la red de conmutación puede ser:
.
17
electromecánica, electrónica analógica y electrónica digital.
1.3.2.3. EL CONVERTIDOR PCM.
Realiza
la
conversión
de
analógico
a
digital,
Las
señales
provenientes de la red de conmutación, obteniéndose señales PCM. La
instalación del convertidor dependerá de la tecnología de la red de
conmutación ya que si provee señales PCM la red, no será necesario
el convertidor.
La unidad de>control remota consiste en:
1.3.2.4. EL EXPLORADOR.
Examina
periódicamente
las
líneas
de
abonado
para
detectar
"descolgado" o "colgado" y, si se requiere señal parpadeante de
manera que cualquier cambio de estado será transmitido al control
central.
±.3.2.5. EL MARCADOREfectúa las operaciones de conmutación en la red de conmutación. Es
decir se encarga de la "búsqueda de vía" y "Conmutación" de los
puntos de • cruce.
1.3.2,6 EL PROCESADOR DE SEÑALIZACIÓN
Recibe órdenes del control central vía el canal de señalización
efectúa la detección de errores y, si la orden es hallada correcta,
la dirige hacia la subunidad apropiada. Para las órdenes erróneas
'
.
'
18
se solicita retransmisión, la información de señalización en la
otra dirección se trata de manera correspondiente.
1.3.3. LA UNIDAD DE CONTROL CENTRAL.
Consiste en el control regional y en la parte de control central
que está dedicada a controlar un concentrador especifico.
Cuando se distribuyen las funciones de control entre el control
remoto y el control central, pueden usarse dos principios:
1.- Una solución "descentralizado" en la que las funciones del
control de rutina están situadas en la parte remota. Las
funciones de control inteligente se efectúa dentro de la parte
central y dentro de la unidad de control central.
2.- Una solución "centralizada" en la que prácticamente, todas las
funciones de control, están situadas en la parte central o'en
la unidad de control central.
Para los concentradores pequeños, la solución "centralizada" puede
ser recomendable porque varios concentradores pueden compartir un
procesador. No obstante el sistema de señalización entre las partes
central y remota, será-bastante complejo. Para concentradores mas
grandes,
probablemente
es
preferible
una
solución
"descentralizada" .
La distribución de algunas funciones normales del abonado y el
15
Figura 1.3.1. Diagrama de bloques del sistema concentrador
•
19
tráfico se evalúa a continuación. Para cada función se da una
solución
principal,
y
en
ciertos
casos
se
discuten
las
alternativas.
Las
soluciones
principales
siguen
el
Principio
de
la
"descentralización":
1.- Los cambios en la condición de la línea del abonado/ se
detectan en la parte remota. Solución alternativa. La parte
central recibe continuamente, información de la parte remota
sobre la condición de la línea del abonado. Los cambios son
detectados por la parte central. Esta solución alternativa de
un sistema de señalización es bastante complejo porgue la
velocidad de información debe ser muy alta.
2 . - Los impulsos de tono de teclado se envía sobre el canal a
,
receptores que están situados en la central local. Esta
solución brindará una mejor utilización de los receptores de
tono que la que se obtendría si ellos estuvieran situados en la
parte remota y los dígitos no tienen que ser enviados sobre el
canal de señalización hacia la central local. •
3.- Los impulsos de disco dactilar se han de detectar de la misma
forma, y generalmente en el mismo equipo que la condición de la
línea,. La solución principal, que ofrece la compatibilidad
mejor con la señalización de teclado, es evaluar los impulsos
•
20
para un dígito completo en la parte remota y enviarlo a la
parte central para el análisis numérico.
4.- La selección de un canal PCM libre se efectúa mediante la
unidad de control central. Después de recibir una orden de la
central local, la parte remota conecta la posición múltiple de
abonado con el canal PCM seleccionado. La selección de un canal
libre, puede considerarse como una tarea inteligente. Por
ejemplo, se puede evitar el uso de cierto canal PCM a causa del
mal funcionamiento en la unión correspondiente. Si el
concentrador tiene una red de conmutación con bloqueo interno,
esta selección puede necesitar un procedimiento bastante
complicado para hallar un itinerario libre.
5. - La medición se efectúa en la central local así como para la
supervisión de tiempo para la llamada. El control central
determina cuando hay que liberar la conexión.
6.- Las señales de llamada hacía el abonado llamado se generan
dentro de la parte remota. La interrupción de llamada se
efectúa dentro de la parte remota del abonado llamado. En una
alternativa en la que las señales de llamada son comandadas
desde la central local, la interrupción de llamada puede
retardarse a causa de perturbaciones en el enlace de
señalización.
21
7.~ Los tonos hacia el abonado que llama, tono de ocupado, tono de
congestión, tono de llamada, etc; son generados en la parte
remota. El tono'de marcar se genera en la central local.
1.4. DIMENSIONAMIENTO DEL CONCENTRADOR TELEFÓNICO DIGITAL A SER
INSTALADO EN NAYON Y ZAMBIZA.
De acuerdo con el estudio de la demanda que se ha realizado se
tiene los siguientes valores:
NAYON
CARACTERÍSTICAS
Número de líneas en
demanda
Tasa de crecimiento de
la demanda
Tráfico interno por
abonado [Erl]
Tráfico externo por
abonado [Erl]
Carga ocupad onal
Troncales externas [N]
Troncales internas [N]
ZAMBIZA
TOTAL
1.007
680
327
0.022
0.015
0.1
0.1
0.05
0.05
1.126
70
130
505
36
64
1.631
106
194
Tabla 1.4, Valores deducidos del estudio de la demanda
El
sistema . de
conmutación
de
un
concentrador
utiliza
la
concentración y la multiplexación juntas. La concentración para
el interf ase con los abonados, y
la multiplexación para
el
22
interfase con las troncales, el deberá tener la capacidad
de
manejar el trafico telefónico externo e interno de la demanda
actual asi como para el 100% de la carga ocupacional.
Por lo tanto el concentrador telefónico deberá tener una capacidad
de 0.1 Erlangs por línea de abonado para tráfico interno y 0.05
Erlangs por línea de abonado para tráfico externo, es decir 0.15
Erlang por línea de abonado.
También deberá tener una capacidad máxima de 1.631 líneas y 106
troncales,
las que se conectaran a 4 muí tipl exores PCM de 30
canales, tal como se muestra en la figura 1.4.1.
MUX
PCM
Figura 1.4.1 Solución con concentrador telefónico.
_^_
4 CANALES
_ PCM
2Mbps
23
-*
/
('
De manera que el enlace entre el concentrador y la central estará
¡.
constituido de un sistema de 4 canales PCM. Y debido a que la
'•
transmisión y recepción digital es unidireccional entonces cada
canal
;.
PCM
estará
formado
por
dos
canales
telefónicos
constituyéndose en un total de 8 canales telefónicos.
7
t
/
1.4.1. SOLUCIÓN' CON CONCENTRADOR TELEFÓNICO DIGITAL
Otra solución para el servicio telefónico de las parroquias de
•'
Nayón y Zámbiza, será instalar un sistema concentrador netamente
/
digital.
El concentrador telefónico digital, realizará la conmutación de
!'
i
tiempos
discretos
en
PCM
realizándose
concentración de dichos pulsos sobre una
la transmisión de la información
al
mismo
tiempo,
la
sola vía, dando lugar a
en un tren de pulsos hacia la
central pública. Además deberá tener las siguientes características
generales:
'.
Carga ocupacional 1631 abonados
Troncales externas 106
Troncales internas 194
;
Tráfico telefónico 0.15 Erlangs/abonado (0.05
Erl/abonado externo, 0,1 Erl/abonado interno)
Si el
:
concentrador
espacial
o
temporal
telefónico utiliza una matriz de
en
la
red
de
conmutación,
se
división
requiere
determinar el número de puntos de cruce, el número de bits de la
24
memoria de conversación y el número de bits de la memoria de
control para las memorias de conversación.
1.4.2 SOLUCIÓN COK CONCENTRADOR DE MATRIZ DE DIVISIÓN
ESPACIAL
Para el dimensionamiento se realiza algunos ajustes, ya que para la
concentración se utiliza matrices de dimensión binaria (2n ) y el
sistema de transmisión es de 30/32 canales.
Considerando la demanda de las parroquias de Nayón y Zámbiza al
100% de la carga ocupacional, la matriz debe tener 2.048 lineas de
entrada que sobrepasa a los 1.631 líneas de abonados por razones
mencionadas anteriormente. Las 2.048 lineas de entrada deberá ser
concentradas a 120 líneas y no a 106 líneas (canales de voz ).
Por consiguiente el tráfico externo viene dado por:
Aext = 2.048 * O.05
Aext = 1.024 Erlangs
Con:
N
r=
B
=0.009
120
El grado de servicio disminuye a 0,9%, con lo cual se mejora y se
mantiene aproximadamente la relación de concentración requerida
para dar un servicio eficiente a las dos parroquias.
El arreglo deseado pa.ra cumplir con los objetivos propuestos es,
como se muestra en la figura 1.4.2.
25
Figura 1.4,2 Arreglo espacial.
El número de puntos de cruce de un arreglo espacial de una sola
etapa como se muestra en la figura 1.4.3. viene dado por:
N
n*m
M
Figura 1:4.3 Puntos de cuce de un arreglo
26
Px=n*zn*E*P
(1-4)
Donde:
ii : Número de líneas de entrada del arreglo
m : Número de líneas de salida del arreglo
E : Valor numérico que depende del modo de conmutación
conmutación separada E=2
conmutación combinada E=l
P : Valor numérico que depende del modo de transmisión
conmutación serie P=l
conmutación paralela P=8
Por lo tanto el número de puntos de cruce de la figura viene dado
por:
Px = [(64*4)*32 + (32*32)*4]*E*P
;
E
= 2
P
« 1
Px = 24.576
Si se utiliza control asociado por la salida, el número de bits de
la memoria de control para las compuertas viene dado por:
MCPx = M * log, N
MCPx = 120 * log, 2.048 .
MCPx = 1.320 bits
(1-5)
27
El número de bits, utilizando el control asociado por la entrada
es :
MCPx = N * logz M
(1-6)
MCPx = 2 . 0 4 8 * Iog2 120
MCPx = 14.145,31 bits
Figura 1.4.4 Red conmutadora del concentrador
Para
la 'conmutación interna
entre los mismos abonados de las
parroquias de Nayóri y Zámbiza se requerirá de una red de conexión
como se muestra en la figura 1.4.4. donde habrá una matriz de
concentración
conectada a una matriz de expansión las que son
simétricas e iguales.
Para el arreglo de la matriz de concentración con 2.048 entradas y
194 troncales internas se tiene:
Qint = 2 .048 * O.1
Qint = 204,8 Erlang
N
= 194
B
=0.1
Figura 1.4.5 Arreglo de concentración
Bajo estas condiciones el grado de servicio aumenta al 10%, pero se
29
mantiene aproximadamente la misma relación de concentración,
El arreglo de concentración para los objetivos deseado se muestra
en la figura.1.4.5.
El número de puntos de cruce viene dado por.
Px = [ (64*4)*32+ (32*32)*4+(64*4)*32+(32*16)*4]*E*P
E
= 2
P
= 1.
Px = 45.056
Si se utiliza control asociado por la salida, el número del bits de
la memoria de control para las compuertas es :
MCPx = M * Iog2 N
MCPx = 194 * Iog2 2 . 0 4 8
MCPx = 2.134
Utilizando el control asociado por la entrada, el número de bits
es :
MCPx = N * Iog2 M
MCPx = 2 . 0 4 8 * Iog2 194
i
MCPx - 1 5 . 5 6 4 , 6 2
1.4.3. SOLUCIÓN CON CONCENTRADOR DE MATRIZ DE DIVISIÓN TEMPORAL
El
concentrador
telefónica digital
se deberá conectar
con la
central local por medio de señales multiplexadas para 30 canales a
30
2
Mbits.
Figura 1.4.6 Módulos cíe concentración temporal
Asumiendo
que el concentrador
tiene conexión interna y conexión
31
externa, el tráfico telefónico a ser transmitido será llevado a
través de 13 canales PCM, ya que las 1,631 líneas de abonados se
concentra a 13 módulos de concentración temporal los que realizan
una concentración temporal de 128 canales a 30 canales.
(Figura
1.4.6) . Estos módulos de concentración temporal son tarjetas de
circuitos
impresos
que
están
localizados
en
el
mueble
del
concentrador.
El número de bits de la memoria de Conversación
de un módulo
concentrador de 128 a 30 canales es de:
MC = #C*P*E
(1-7)
Donde #C = número de canales o intervalos de tiempo en la salida.
Asumiéndose los valores:.
#C = 30
Entonces:
E
= 1
P
= 1
MC = 30 * 1 * 1
MC = 30 bits
El número de bits de control para la memoria de conversación del
módulo concentrador viene dado por:
CMC = £ * #C * Iog2 #C
i
Donde:
£ : factor de concentración y es igual a C/#C
(1-8)
*r
32
C : Número de canales o intervalos de tiempo por líneas multiplex.
Entonces:
CMC « (C/#C) * E * #C * Iog2 #C
CMC = C * E * Iog2 #C
como:
#C
=30
C
= 128
E
=1
Entonces:
CMC = 128 * 1 * Iog2 30
CMC = 628 bits.
«¡*
(1-9)
33
CAPITULO II
II. ANÁLISIS TÉCNICO TELEFÓNICO
2.1. RED SECUNDARIA DE PLANTA EXTERNA ACTUAL.
La red secundaria de planta externa
constituye
el conjunto de
elementos e instalaciones exteriores que partiendo del armario de
distribución llegan a los abonados.
Con él objeto de que los términos utilizando en este trabajo sean
interpretados
correctamente , se definen las diferentes partes
que constituyen una red secundaria.
ABONADO._
Suscriptor de un
sistema
telefónico a quien
se le
proporciona servicio mediante un contrato o convenio.
CABLE DE DISTRIBUCIÓN O SECUNDARIO._ Cable que une el punto de
Subrepartición
o
armario
de
distribución
con
el
punto
de
distribución,
CÁMARA._ Pozo utilizando para revisión, paso de cable o montaj e
de empalmes de cables.
CANALIZACIÓN._ Conjunto de tuberías instaladas para facilitar el
tendido de cables y protegerlos.
EMPALME._ Unión de dos o más tramos de cable.
GALERÍA._ Paso subterráneo para
los cables y por el cual puede
circular personas.
GRADO DE UTILIZACIÓN._
f= -""•mero de pares en servicio
número de pares conectados
/ 9 -"M
LINEA COMPARTIDA._ Par único al que están conectados en paralelo
34
varios aparatos telefónicos.
LENGUAJE DE ABONADO.- Circuito que conecta el aparato telefónico
del abonado con la central local.
LINEA DE ACOMETIDA.- Parte de la línea del abonado que va desde el
punto de distribución al inmueble del abonado.
LINEA DE
SERVICIO DE ABONADO.-
Parte de la línea de
abonado
comprendido desde el punto de distribución y el aparato telefónico.
PARES CORTADOS.- Pares de cables conectados a terminales en ambos
extremos pero que todavía no se encuentran en servicio.
PARES DE RESERVA.- Pares del cable conectados en ambos extremos
pero que todavía no se encuentran en servicio.
PARES MUERTOS.- Pares del cables que no están conectados £p ni en la
central ni en el extremo del abonado.
PUNTO DE DISTRIBUCIÓN.-Ultimo punto de la red de cables a partir
del cual se distribuyen los pares que van a los domicilios a los
domicilios de los abonados.
PUNTO DE SUBREPARTICION.- Punto en el cual un cable principal se
divide o termina con el objeto de dar una mejor utilización de los
pares, permiten conectar un par de entrada con cualquiera de los
pares de salida, se denominan también armario de distribución.
Además para la lectura e interpretación de planos y diagramas de
redes telefónicas, se detallan en el cuadro 2.1.a. algunos símbolos
de redes, los cuales se utilizarán en el trabajo de levantamiento
y diseño de la red secundaria de planta externa.
35
EXISTENTE
PROYECTADO
DESCRIPCIÓN
2CKMXS CEHTTWI.
tffc
•f. fÉS NLM3 n^CCH B f
ICSTíDC I."C«=P.
Cuadro 2.1
36
2.1.1. RED SECUNDARIA ACTUAL DE NAYON.
En el levantamiento de la red secundaria de la parroquia de Nayón
se ha utilizado un plano escala 1:5.000 proporcionado por el INEC,
al cual se ha realizado algunas actualizaciones en lo que respecta
a las calles y cuadras.
El plano del anexo 2.1. muestra toda la instalación de la red
secundaria telefónica, en ella se puede observar que dispone de un
armario; es decir, a toda la población se ha dividido en un solo
distrito cuyo punto de Subrepartición tiene una capacidad de 200
primarios y 300 secundarios. Además tiene puntos de distribución
identificados con las letras A, B, C Y' D; cada una de las cuales
está acompañada por cualquiera de los siguientes números: 1, 2, 3,
4 y 5.
Todo este diseño fue elaborado hace aproximadamente 10 años, lo
cual, obviamente está ocupada en su totalidad por los abonados.
2.1.2. RED SECUNDARIA ACTCJAL DE ZAMBIZA.
Al igual que para el levantamiento de la red secundaria precedente,
para Zámbiza se utiliza un plano de escala 1:4.500 adquirido al
INEC, como se observa en el plano del anexo 2.2. En el se puede
observar que a toda la parroquia de Zámbiza se ha dividido en un
solo distrito cuyo armario tiene una capacidad de 130 primarios y
150 secundarios, dispone además de varios puntos de distribución
nominados con las letras A, B y C y en cada uno de ellos se puede
37
ver uno de los siguientes números: 1, 2, 3, 4 y 5.
Este diseño fue realizado en conjunto con el de la parroquia de
Nayón y data de 10 años atrás.
2.2. DISEÑO DE LA RED SECUNDARIA DE PLANTA EXTERNA,
Debido a - que se ha planteado ubicar el concentrador telefónico
digital en la parroquia de Nayón, se procede a encontrar el centro
de gravedad de la demanda de líneas telefónicas para una mejor
distribución del cableado de la red secundaria, ya que en tal punto
se instalará el concentrador mencionado y de este se derivará el
cableado de la red secundaria.
Con este propósito de ubicar el concentrador de la manera más
óptima, se divide a la parroquia de Nayón en 15 filas y 9 columnas,
tomando en cuenta la demanda de lineas telefónicas en cada cuadra
como un elemento de este arreglo; así se obtiene el punto donde se
ubicaría el concentrador, tal como se muestra en la tabla 2.2.a.
Para tener una mejor ubicación donde se instalará el concentrador,
se hace una estimación de la demanda después de 10 años y luego se
observa
como varía
adecuado.
dicho punto,
así
se obtiene el punto
más
26
Ti
Si
26
26
26
52
27
79
35
114
13
13
9
8
10
6
8
11
3
7
6
8
7
9
5
42
156
5
11
12
10
11
5
54
210
3
12
13
17
23
6
4
78
288
3
"10
18
c.g.
+
27
3
8
69
357
y=367
8
11
18
16
9
6
2
70
427
12
9
14
17
15
1
68
495
4
8
15
13
5
6
51
546
7
10
9
10
8
2
46
592
66
658
7
665
15
680
7
*
7
13
12
2
5
14
11
1 •
6
8
9
Tj
32
7
96
133
153
116
79
61
3
Sj
32
39
135
268
x=
324
421
537
616
677
680
Tabla 2.2.a Cuadro para la ubicación del concentrador tomando en
cuenta la demanda actual.
39
Esto se.hace aplicando a cada elemento de la matriz precedente la
fórmula para la proyección de la demanda utilizado en el numeral
1.2.1.
(2-2)
Af==Ai*( l-i-O. 022 )
Con la cual se obtiene la tabla 2.2.b.
32
Ti
Si
32
32
32
65
34
98
44
142
16
16
11
9,9
12
7,5
9,9
14
3,7
8,7
7,5
9,9
8,7
11
6,2
52
194
6,2
14
15
12
14
6,2
67
261
4
15
16
21
29
7,5
5
97
358
4
12
22
c.g.
34
3,7
9,9
86
444
y =4 5 7
.
9
H-
14
22
20
11
7,5
2,5
87
531
15
11
17
21
19
1,2
85
615
5
9,9
19
16
6,2
7,5
63
679
8,7
12
11
12
9,9
2, 5
57
736
8,7
16
15
17
14
11
82
818
2,5
6,2 .
8,7
827
19
845
9,9
9,9
1,2
7,5
Tj
40
9
119
165
190
144
98
76
3,7
sj
40
49
168
333
x=
403
523
668
766
842
845
,
Tabla 2 .2.b Cuadro para la ubicación del concentrador tomando en
cuenta una proyección de la demanda a 10 años.
40
De los resultados obtenidos anteriormente sobre la ubicación del
punto donde se colocará el concentrador se observa que al realizar
las operaciones aplicando las formulas:
=X)
J=l
J
J
9
(2~3)
(2-4)
Donde;
Tj,i: Suma de la fila j o de la columna i.
Sj,i: Suma de la fila Tj o de la columna Ti.
Se obtiene los posibles puntos, de los cuales de acuerdo al entorno
físico del lugar se elegirá uno que cumpla con los
siguientes
requerimientos:
-Espacio suficiente de acuerdo a las dimensiones de concentrador
-No esté muy alejado de los puntos encontrados.
El lugar que cumple con los requisito mencionados anteriormente se
ilustrará posteriormente.
i
Para
dividir
la
zona
de
concentrador
en
posibles
subrepartición se definen algunas bases para el diseño:
i
1.- Implementar la zona de subrepartición cubriendo los
zonas
de
41
requerimientos de por lo menos el período estudiado, debido a:
-La inversión para la implementación de una nueva zona será mayor
que la inversión inicial en la implementación de las zonas de
subrepartición. Esto se debe a la elevación de los costos de los
materiales y de mano de obra y a los factores de inflación.
-Los costos por reordenamiento de los abonados en las nuevas zonas
de Subrepartición, comúnmente conocido como descongestiones, es
igual o superior en algunos casos a los costos iniciales de la
implementación del área de distribución. Debido a la pérdida de
algunos materiales y a la mano de obra necesaria para esta clase de
trabajos . .
2 . ~ Si la red secundaria tiene que abastecer los requerimientos de
por lo menos el período planteado, se debe utilizar como
valores finales aquellos valores obtenidos en el pronóstico a
largo plazo.
3.- El grado de utilización de la red secundaria, para el período
de diseño, no debe forzarse más allá del 70%.
4.- Puesto que los abonados se encontrarán dispuestos
principalmente a lo largo de las fachadas y que la mayoría de
las calles de la parroquia son angostas se ha determinado que
los límites de las zonas de subrepartición se tracen sobre las
42
medianías o una parte de las manzanas o cuadras .
En
los
lugares
donde
se
tengan
calles
anchas
y
densidades
telefónicas altas, será conveniente trazar el límite de la zona de
subrepartición en la calle.
Cuando se tata de ubicar el punto de Subrepartición dentro del
distrito, la generalidad de los proyectistas buscan puntos teóricos
de ubicación considerando ya sea le centro de carga o el punto de
equilibrio
de
la
figura
formada
al
determinar
la
zona
de
concentrador. Como lógicamente el punto teórico encontrado se ubica
físicamente en sitios imposibles de instalar un armario o gabinete,
se recurre en la práctica a localizar un punto cercano al teórico.
Para determinar el lugar óptimo en el cual se ubicará el armario se
aplica la fórmula desarrollada por el profesor Rap, luego de varios
años de estudio y análisis profundo en esta materia formuló:
Donde :
X:
Distancia a la cual se ubica el concentrador
L:
Longitud del lado del distrito paralelo al cable principal.
fl: Grado de utilización media de la red primaria.
f 2 : Grado de utilización media de la red secundaría.
el: Costo por parámetro en la red primaria.
c2 : Costo por par-metro en la red secundaría.
43
En la práctica el grado de utilización media de la red primaria se
lo ha establecido en el 90% y el de la red secundaria en el 70%.
Además los estudios y estadísticas de costos en varios países,
logrado establecer que los costos par-metro de la red primaria
equivalen a los dos tercios de los costos par-metro de la red
secundaria.
70* —
x= 13*Ir
54
ZOMA DE
SUS REPARTICIÓN
CABLE PRIMARIO
PUWTO DE DISTniBUCDN
Figura 2.2 Ubicación óptima del
punto de subrepartición.
Como se puede observarse en la figura 2.2 se ha logrado
establecer
la
ubicación
económica
y
óptima
del
punto
de
44
subrepartición, estableciéndose que debe estar localizado a 13/54
de la longitud de la línea de límite en el lado del concentrador.
Trasladando el resultado anterior a la práctica se puede ubicar el
punto de subrepartición en el lugar que se indica en el plano del
anexo 2.3.
2.2.3 UBICACIÓN DEL PUNTO DE DISTRIBUCIÓN.
El objetivo principal del punto de distribución es dotar a la red
de pares suficientes y disponibles, para que en un momento dado, se
puedan conectar en forma rápida los nuevos abonados.
El punto de distribución constituye la frontera entre la red de
distribución
(red secundaria) y las líneas de acometida de los
abonados.
La capacidad del punto de distribución depende de:
-Densidad de los abonados
-Pronóstico para evaluar el crecimiento de la demanda
-Forma de construcción de la red
Los factores económicos son los que tienen mayor incidencia en la
determinación de la capacidad del punto de distribución lográndose
demostrar que la capacidad económica del punto de distribución se
encuentra entre 5 y 25 pares.
El
C.C.I.T..T.
recomienda
utilizar puntos de distribución
con
capacidades de 10 a 20 pares, ya que, basándose en el sistema
decimal sugerido por el Instituto de Normalización, la capacidad de
45
los puntos de distribución debe ser de 10 o de sus múltiplos. Es
recomendable normalizar una capacidad determinada y esta puede ser
de 10 pares porque permite el registro simple de la red.
Por simplicidad en el registro de la red se utilizan puntos de
distribución de 10 pares debiéndose tomar en cuenta las siguientes
alternativas:
-Prever un punto de 10 pares y dejarlo parcialmente instalado,
pudiendo quedar los pares de exceso en calidad de reservas o
muertos.
-Se puede pensar en instalar puntos de distribución en paralelo de
dos en dos.
Para lograr reducir los costos de acometida de lineas de abonado se
debe conseguir el mayor acercamiento, ubicando estratégicamente los
puntos de distribución. La correcta ubicación de los puntos de
distribución permitirá de una manera oportuna y eficaz tanto la
atención de los requerimientos de servicio de nuevos abonados, así
como la localización de averias y su reparación en el menor tiempo.
En la práctica la ubicación del punto de distribución dependerá
también de la factibilidad física para instalarlo. Por experiencias
"*W
y cálculos realizados por las compañías afines, el C.C.I.T.T.
recomienda que el grado de utilización que es el cociente que
resulta el dividir el número de pares en servicio para el número de
i
pares conectados, es entre el 60 o
el 70 %, dejándose la
46
diferencia para propósitos de mantenimiento. Si se forza el límite
aconsejado es posible que tarde o temprano un abonado cualquiera
deba quedarse sin servicio o en su defecto su linea de acometida
deba
ser
instalado
corresponde,. pues
a
otro punto
en muchos
de
distribución
casos por
averías
que
de la
no
le
red
se
necesitan cambiar los pares de los abonados que se encuentran con
problemas de servicio.
El grado de utilización fij ado como límite debe ser aquel que se
tenga a la finalización del período para el cual se ha diseñado la
red local, haciéndose necesario el sestablecimiento del grado de
utilización
inicial,
para
lo
cual
se utiliza
la
fórmula
de
En la práctica no es posible establecer todos los puntos
de
matemáticas financieras esto es:
ff
f± = —~—(l+a)fc
(2-6)
Donde:
fi: Grado de utilización inicial.
ff: Grado de utilización final.
a.:
factor de crecimiento anual.
t:
Período para el cual se elabora el proyecto.
distribución que una red secundaria debe tener puesto que parte de
las casas no_existen y sería absurdo proyectar e instalar puntos de
distribución que no se justifiquen, por esto, se hace aconsejable
dejar reservas en sitios estratégicos para que en el futuro puedan
47
ser
utilizados,
manteniendo
de
esta manera
el principio
de
construir lo menos posible para abaratar los costos iniciales de
inversión.
En el caso
secundaria,
de que se prevean reservas en la distribución de la red
el grado de utilización
inicial de los puntos
de
distribución será mayor, y se determina con la siguiente fórmula:
-C-C-
(2-7)
Donde:
s*(l-ia)*
s: Porcentaje de la red a construirse expresado en decimales.
2.2.4. DISEÑO DE LA RED SECUNDARIA PARA NAYON.
Definidas las bases de diseño se procede a dividir a la parroquia
de Nayón en dos posibles áreas de distribución como se muestra en
.1
el plano del anexo 2.3, en este se presentan los límites de las
zonas de subrepartición y los requerimientos a corto y a largo
plazo de cada una de ellas.
Puesto que existe un armario y que está en servicio, una zona de
subrepartición se hace coincidir o contiene al mencionado armario,
quedándose por determinar el punto donde se ubicará el segundo
armario; que de acuerdo con el análisis anterior de ubicación de
armarios debe estar localizado a 13/54 de longitud de la línea del
límite en el lado del concentrador; es decir aproximadamente como
se indica en el plano del anexo 2.3.
Puesto que existen dos distritos que surgen como consecuencia de la
48
demanda de líneas telefónicas se procederá a numerarlos:
Distrito 1 el existente y distrito 2 el nuevo. El distrito 1 prevé
una demanda a corto plazo de 357 abonados potenciales y una demanda
futura de 443 probables abonados, por lo que se diseña una red con
capacidad de 400 pares primarios y una distribución secundaria de
500 pares, apoyándose en aspectos puramente económicos.
De igual manera el distrito 2 prevé una demanda a corto plazo de
323
abonados
probables y una
demanda
futura
de 402
abonados
posibles, por cuestiones económicas se diseña una red con capacidad
de 400 pares primarios y una distribución secundaria de 500 pares.
En los planos de los anexos 2.3. y 2.4. se presentan los distritos
con su respectiva red secundaria.
2.2.5. DISEÑO DE LA RED SECUNDARIA PARA ZAMBIZA.
En la parroquia de Zámbiza se presenta un caso particular,
la
demanda de líneas telefónicas no sobrepasa los 327 abonados a corto
plazo y una demanda futura de 379 probables abonados. Por lo tanto,
no se puede diseñar más de un distrito, se denominará distrito 3 y
solo se realizará una ampliación del armario existente en esta
parroquia.
Entonces el armario se ampliará a una capacidad de 300 pares
primarios y 400 pares secundarios y la red secundaria
tendrá igual capacidad.
diseñada
49
El diseño se muestra en los planos de los anexos 2.5. y 2.6.
2.3. ESTUDIO TÉCNICO DE LAS ALTERNATIVAS DE ENLACE.
En
esta
sección
se
trata
de
encontrar
la
alternativa
más
conveniente, para enlazar la parroquia de Nayón con la central de
Iñaguito, que solucionaría la demanda de líneas telefónicas del
sector.
Para fines de comparación únicamente, se toma como primera opción,
la instalación de un cable primario multipar que unirá la central
de Iñaquito con la parroquia de Nayón y posteriormente con Zámbiza.
Luego
se analiza las
alternativas
de
enlace del
concentrador
telefónico digital con la central local, tomando de entre varias,
dos alternativas: A través de cable coaxial y a través de fibra
óptica.
2.3.1. ENLACE CON CABLE MULTIPAR.
Para cubrir la demanda de Nayón a largo plazo, esto es a 10 años,
se requieren. 845 pares telefónicos de los cuales 170 pares se
encuentran en servicio, con lo cual queda un déficit de 672 pares.
Además Zámbiza tiene una demanda a 10 años de 379 pares telefónicos
y como tiene instalados 130 pares el déficit sería de 249 pares.
La solución para Nayón utilizando cable multipar sería colocar 4
cables de 150 pares cada uno y 1 cable de 100 pares, todos estos de
50
un diámetro de 0.6 mm, quedando un exceso para propósitos
de
mantenimiento; pero debido a que la distancia que separa a la
parroquia de Nayón de la central de Iñaquito es de 5 kilómetros, la
utilización de este método se vuelve poco técnico y antieconómico
para implementarse en la práctica. Argumentando las mismas razones
para
Zámbiza y
tomando en cuenta que existe
1 kilómetro
de
distancia adicional, seria impracticable colocar 2 cables de 150
pares cada uno y un cable de 100 pares todos de O . 6 mm de diámetro
cada par telefónico que conecten a dicha parroquia con la central
de Iñaquito.
En resumen se necesitaría lo siguiente:
Para Nayón 4 cables de 150 pares de 5 kilómetros de longitud
1 cable de 100 pares de 5 kilómetros de longitud.
Para Zámbiza 2 cables de 150 pares de 6 kilómetros de longitud
1 cable de 100 pares de 6 kilómetros de longitud.
2,3,2. ENLACE CON CABLE COAXIAL.
Varias señales telefónicas pueden agruparse moduladas por impulsos
codificados (MIC o PCM) en una señal multiplexada temporalmente, si
sus
palabras
entrelazadas
de
código
respectivas de
en el tiempo
8 bits
se
transmiten
(temporalmente) una tras otra en una
'
"áS2'
secuencia cíclica. Sobre la base de una codificación con 8 bits y
una frecuencia de muéstreo
(repetición) de 8 kí-íz se obtiene la
velocidad binaria de 64 kb/s por cada canal telefónico que ha sido
normalizada mundialmente.
51
Los
procesos
cursados durante
el multiplexado
son totalmente
electrónicos. La figura 2.3.2.a muestra la explicación de este
principio en el que cuatro señales
de entrada son exploradas
(muestreadas) por un selector giratorio A. El selector A, en forma
sincronizada con las palabras entrantes de código es dirigida a la
entrada siguiente. A la salida del selector A está disponible la
señal PCM multiplexada temporalmente. El intervalo en el que se
transmite la palabra código se denomina intervalo de tiempo (time
slot) . En una trama de impulsos superior, este canal temporal está
exactamente definido. En el ejemplo mostrado, una trama de impulsos
se compone de cuatro palabras de código en serie procedentes de las
señales de entrada SI. . . .34. La velocidad binaria de la seña
multiplexada temporalmente se deduce de 4*64 kbit/s=256 kbit/s.
MULJ1PUEXADO
RUTADETH/lNSMISION
DEMULTIPUEXADO
u
1
4^^
1'
1
1
ll
í í
- U S !
H H!
/
B
x. s
Figura 2.3.2,a Multiplexado y demultiplexado de señales
digitales. •
52
En el lado receptor se reconstruyen las señales PCM individuales a
partir de la señal multiplexada, por lo que las palabras de código
de
8 bits
se distribuyen
(demultiplexado).
Los
hacia
procesos
las
salidas
durante
correspondientes
el
demultiplexado
transcurren también de forma totalmente electrónica de la misma
manera que sucede para el multiplexado en el lado emisor: un
selector giratorio B, síncronizadamente con A, reparte las palabras
de código hacia las cuatro salidas.
En la sección 1.4 se determino que se requieren 4 canales PCM para
evacuar el tráfico telefónico actual y futuro de las parroquias de
Nayón y Zámbiza y como cada canal PCM necesita de dos vias, una de
transmisión y otra de recepción, se utilizarán 8 cables coaxiales
para conectar el concentrador telefónico digital con la central
local; cada uno de estos cables coaxiales tendrá una longitud de 5
kilómetros y transportará una capacidad de 2 Mb/s.
La línea coaxial es la más utilizada, sobe todo desde que se
fabrica
a precios asequibles. Consta de un conductor
interno
rodeado de un material plástico (politeno o poliuretano) . Encima
del plástico va una malla conductora y, todo ello, cubierto con una
capa de polivinilo o caucho que lo protege del exterior. Se pueden
curvar con facilidad y por tanto es muy fácil de instalar.
La impedancia de una línea coaxial con dieléctrico de aire viene
dada por la siguiente formula:
53
j
2o=138*--£
Donde
diámetro
de
es
(2-8)
el
interno
del
conductor
externo
y
d±
el diámetro
del
conductor interno. Si en vez de aire hay un dieléctrico debe
multiplicarse la fórmula por 1/Vk; siendo k un factor dependiente
del dieléctrico.
Toda línea de transmisión tiene una longitud física. Ahora bien,
como por ella va ha circular una corriente de radiofrecuencia, en
muchos
casos
eléctrica.
resulta
Por una
imprescindible
línea
real,
la
determinar
corriente
su
longitud
eléctrica no
se
desplaza a la velocidad de la luz sino que lo hace a velocidad
menor.
Al cociente entre la velocidad real y la velocidad de la luz se le
llama coeficiente de velocidad; representado por la letra v siempre
es menor que la unidad. La longitud de onda, en el espacio libre,
de una onda de radiofrecuencia viene dada, por:
r = -H°
(2-9)
Donde r es la longitud de onda en metros si f está expresado en
megahercios . Si esta misma onda se propaga por una línea coaxial se
tendrá:
rJ>r*v
(2-10)
54
siendo rL la longitud de onda en la linea y v el coeficiente de
velocidad. Cada linea coaxial tiene un factor de velocidad que
depende de su tipo y de los materiales con que se ha fabricado,
como muestra en la tabla 2.3.2.
Zo en
marca
Tipo de la
V
ohmi os
linea
coaxial
,
Diámetro
Pérdidas
exteno
en dB
(mm)
a 3.5
Mhz
Poli teño
Poliuretano
Tabla
RG-58
52
0.66
5
2.23
RG-59
75
0.66
6 '
2.01
RG-8
52
0.66
10.3
0.98
RG-11
75
0.66
10.3
1.25
RG-59
75
0.79
6
1.57
RG-8
52
0.80
10.3
0.89
2.3.2. Características de las líneas coaxiales
Las pérdidas se producen por dos motivos: resistencia óhmica y
pérdidas en el dieléctrico.
2.3.3. ENLACE CON FIBRA ÓPTICA
La
aparición
de
la
fibra
óptica ha
supuesto
una
verdadera
revolución en el mundo de las telecomunicaciones. Significa la
capacidad de transmitir grandes cantidades de información a la
velocidad de la luz. Gracias al láser que transporta una sola fibra
óptica se puede transmitir, en un segundo, 200 libros letra por
55
letra. La fibra óptica, básicamente, se trata de un fino hilo de
vidrio
o plástico que guía
la luz,
tiene
aproximadamente
el
diámetro del cabello humano.
La fibra óptica está compuesta por dos capas la parte interior
denominado
núcleo
y
el colocado
en la parte
externa
corteza.
-FIBRA ÓPTICA
n1
a
n1>n2
Figura 2.3.3.a Fenómeno de la reflexión en fibras ópticas
llamado
56
Esta corteza posee un Índice de refracción menor que el núcleo para
que ocurra, el fenómeno de la reflexión total y, en consecuencia, la
propagación de la luz,
Asi, si se tiene un "sandwich" de medios de Índices de refracción
diferentes, siendo el medio interno el de índice de refracción
mayor, se puede tener un rayo luminoso que se propague a lo largo
del medio interno, desde que su ángulo de incidencia en la frontera
entre los medios sea mayor que oí como se muestra en la figura
2.3.3.a.
Lo que define un tipo de fibra es su índice de refracción. De este
modo se tiene las fibras multimodo de índice de grado, multimodo de
índice gradual y monomodo.
b
c
Figura 2.3.3.b Fibra multimodo de índice de grado
57
Las fibras multimodo de índice de grado tienen el núcleo homogéneo
y la corteza con índice de refracción bastante menor, para que
ocurra el fenómeno de la reflexión total, como se muestra en la
figura
2 .3 .3 .b. Las
mismas
son
fibras
de
baja
capacidad
transmisión, atenuación relativamente alta (5 dB/km)
de
y se les
utiliza en la transmisión de datos en distancias cortas. En este
tipo de fibra, la luz incidente puede seguir diversas trayectorias,
lo que ocasiona un estrechamiento del ancho de banda (20 MHz).
abe
Figura 2.3.3.C Fibra óptica de índice gradual
Las fibras multimodo de índice gradual tienen el núcleo cuyo índice
de refracción varía gradualmente de la periferia hacia el centro,
como se muestra en la figura 2.3.3.C. Esta variación gradual, de
ahí su nombre, posibilita el ensanchamiento del ancho de banda
pasante
de
200
MHz
a
1
GHz .
Se
emplea
básicamente
en
telecomunicaciones.
a
núcleo
Figura 2.3.3.d Fibra óptica monomodo.
Las fibras monomodo poseen el núcleo homogéneo y de diámetro
reducido para asegurar que solamente el modo de menor orden se
propague en 'el interior de la fibra como se muestra en la figura
2 .3 .3 . d. Su atenuación es comparable a la de la fibra de índice
59
gradual
y
su característica principal
es
la de permitir
la
propagación de un solo modo. Esto le confiere una gran capacidad de
-a
transmisión en largas distancias.
IF
DIODO LÁSER O
FOTODiODO
ELECTROLUMINISCENTE
FIBRA ÓPTICA
TRANSMISOR
RECEPTOR
ÓPTICO
ÓPTICO
x: Longitud de la ruta
il, i2: Corriente del láser o del fotodiodo
PÍO), P(x): Potencia óptica de transmisión o recepción
IF: ínterfaz eléctrico normalizado
Figura 2.3.3.e Sistema de transmisión por fibra óptica
60
Las transmisiones ópticas pueden representarse como en la figura
2.3.3. e: en el transmisor se convierte la señal eléctrica en una
señal óptica mediante un transductor electroóptico (por ejemplo,
diodo electroluminiscente (LED) o diodo láser (LD) . Formulándolo de
una forma más precisa se podría decir que, mediante la corriente en
el diodo modulada por impulsos binarios, se modula la intensidad
luminosa del diodo emisor inyectándose luz con una potencia P(0) en
la fibra óptica, se reconvierte en una señal eléctrica al final del
trayecto
en
un
transductor
optoeléctrico
(por
ejemplo
un
fotodiodo), en el receptor.
La pérdida de la potencia óptica de un haz de luz al viajar por la
fibra es conocido como atenuación. Si se considera que a través de
una fibra óptica se conduce una potencia óptica P (0) , se podrá
constatar que decrece exponeiicialraente con la longitud x de la
fibra óptica.
10
En la cual a 'es el coeficiente de atenuación por unidad de longitud
medido en dB/Km; hay que reconocer que o:=0,2 dB/Km es un valor
óptimo para fibras modernas monomodo con una longitud de onda 1550
nm.
Si
en
el
examen
de
la
atenuación
se pone
la velocidad
de
propagación de la luz v en relación con el Índice de refracción n
( v=c/n) , en la que c es la velocidad de la luz al aire libre ,
rr
61
entonces habrá que añadir que n es función de la longitud de onda
r. Por lo tanto, la velocidad de propagación v es función de la
longitud, de onda, una característica que se denomina dispersión.
Puesto que la luz procedente de transmisores ópticos tiene una
cierta anchura espectral ór, esto da lugar a diferencias de retardo
dentro de uri modo único. La diferencia de retardo se ha convertido
en sinónimo para la dispersión.
Por lo general, la anchura de banda útil de una fibra óptica con la
modulación'de la intensidad de la luz utilizada estará dada por:
-la anchura de modulación del transmisor óptico,
-los fenómenos de dispersión en la fibra,
-la anchura de modulación del receptor
Los diodos láser pueden modularse hasta adentrado el margen de los
gigahercios, al contrario de los diodos electroluminiscentes que
solamente pueden modularse hasta algunos cientos de megahercios.
En la sección 1.4.1. se determinó que el concentrador telefónico
digital
realiza
la
conmutación
de
tiempos discretos
en PCM,
realizándose al mismo tiempo la concentración de dichos pulsos
sobre una sola vía, con lo cual se obtiene 4 canales PCM de 2 Mb/s
(jerarquía El) para manejar el tráfico externo. El segundo nivel
jerárquico (E2) a 8 Mb/s se obtiene por multiplexado bit a bit,
mediante la utilización sucesiva del proceso de multiplexación
temporal
a 2 Mb/s
combinado
con el proceso de justificación
62
positiva o relleno positivo, utilizado en multiplexores digitales
para poder agrupar señales plesiócronas en el multiplex temporal y
se trata de que para determinados bits de la señal de transmisión,
que están definidos por su posición en la trama, se notifica,
mediante bits de información de relleno, si aquellos contienen o no
información. Para conectar el concentrador telefónico digital con
la central de Iñaquito se requiere que los 4 enlac.es PCM de 2 Mb/s
cada uno se convierta a un enlace de 8 Mb/s, esta opción está
disponible en los sistemas de transmisión de algunos concentradores
y
los que no dispongan de esta característica será
necesario
instalar un multiplexor. La señal de 8 Mb/s se transmite por una
fibra óptica en cada sentido y por razones de seguridad se deberá
tener como opción un par de fibras ópticas adicionales . Es decir se
necesitará un cable de fibra óptica de 2 pares con una longitud de
5
kilómetros
de
cualquiera
de
las
siguientes
tomadas de los manuales de ALCATBL.
ATENUACIÓN:
Monomodo
1310 nm
0.35/0.40/0.50 (dB/Km).
1550 nm
0.25/0.30/0.40 (dB/Km).
DISPERSIÓN MÁXIMA:
Monomodo '
1285-1330 nm
3.2 (ps/nm*Km).
1550 nm
18.0 (ps/nm*Km).
características
63
DIAMENTRO:
Núcleo
9.1 ± 0.5 /im.
Corteza
125 ± 2.0 /¿m.
Revestimiento
250 + 15 ¿tm.
Se requiere la fibra monomodo debido a que tiene - una atenuación
específica a 1300 nm más baja que la. fibras multimodo y por ello
posibilitan tramos de regeneración mayores; además con las fibras
monomodo se puede aumentar posteriormente, de forma más sencilla
que con las fibras multimodo, la capacidad de transmisión mediante
el intercambio del primer sistema instalado, puesto que la anchura
de banda de la fibra monomodo lo permite.
2.4. SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA DESDE EL PUNTO DE VISTA TÉCNICO.
2.4.1. VENTAJAS Y DESVENTAJAS AL UTILIZAR EL CABLE MULTIPAR.
El cable multipar esta compuesto por pares metálicos simples, tiene
reducido ancho de banda, gran atenuación con la distancia y alta
vulnerabilidad al ruido, soporta pocos kb/s en transmisión a través
de
la
red
telefónica
conmutada,
y
casi
no
se
utiliza
en
aplicaciones locales de transmisión de datos.
Es el medio de transmisión más simple y menos costoso.
2.4.2- VENTAJAS Y DESVENTAJAS AL UTILIZAR CABLE COAXIAL..
Por su construcción el cable coaxial presenta a la vez gran ancho
de banda y alta inmunidad al ruido; es usado ampliamente en redes
64
de área local, donde permite tener velocidades de varias decenas de
Mb/s; aunque es poco usado para otras aplicaciones, también puede
transportar voz dígitalizada en tiempo realr y video digitalizado
de fidelidad limitada.
Su costo es mediano y fácil de instalar y manipular.
2.4.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS AL UTILIZAR FIBRA ÓPTICA.
Las ventajas que presenta la fibra óptica frente a la comunicación
electrónica son varias:
Presenta una mayor pérdida de potencia, lo que implica una menor
necesidad
de
colocar
repetidores
cada
cierta
distancia.
Eventualmente puede no ser necesario colocar ningún repetidor. Esta
característica abarata los costos del sistema, de su instalación y
mantenimiento. La comunicación se realiza a través de un rayo de
luz,
por
lo
cual
no
puede
sufrir
interferencias
de
tipo
electromagnético. Así como la señal que viaja por la fibra óptica
no puede ser detectada. Hay un aislamiento eléctrico entre el
emisor y el receptor, al ser la fibra óptica dieléctrica. Mayor
capacidad de transmisión de información, al poseer un ancho de
banda más grande. Con las técnicas de multiplexación se puede
aumentar la
cantidad
de
información
emitida
sin necesidad
de
cambiar el cable o de hacer nuevas instalaciones.
En el aspecto económico se están haciendo grandes avances en el
terreno de la rentabilidad de la fibra óptica. Hasta hace poco un
65
sistema optoelectrónico era más caro que un convencional. Hoy en
día esto ha cambiado. En muchos casos la diferencia de precios
entre uno y otro sistema es muy pequeño, y en otros resulta más
barato el emplear fibra óptica, como es el caso de algunas de las
comunicaciones telefónicas interurbanas.
De cualquier forma la fibra óptica se revela como el sistema más
rentable, por su relación calidad-precio, en muchas ocasiones se
perfila como la opción obligada en el futuro cercano.
Para
ver
más
de
cerca
otras
ventajas
se mencionan
algunas
aplicaciones:
El campo que ha sufrido una revolución más espectacular con la
introducción de la fibra óptica es el de las telecomunicaciones.
Sustituyendo al cable de cobre, puede simplificar la instalación
telefónica y aumentar la capacidad de transmisión de llamadas de
i
forma espectacular. Un solo par de fibras ópticas lleva en la
actualidad más de 6.720 conversaciones simultáneas. Potencialmente
puede transmitir hasta 100.000 llamadas a la vez. Actualmente la
red telefónica en fibra óptica se está aplicando en muchos países
de occidente.
™
Televisión
por cable,
télex,
correo
electrónico,
telecopia,
transmisión de datos a alta velocidad.,. son otras servicios que
compartirá la introducción de la fibra óptica, en el mudo de las
comunicaciones.
66
La
aplicación
en
la
vida
cotidiana
aportará
servicios
como
telebanco, telecompra, videoteca, banco de datos,.. todo realizado
desde el hogar. En Japón un centro de computadores esta conectado
por cable de fibra óptica a 158 hogares. Para el año 2000 los
japoneses esperan tener todos sus hogares conectados por este tipo
de cables.
En medicina, para investigar el cuerpo humano, se utilizan delgados
instrumentos formados por dos cables de fibra óptica. Una fibra se
encarga de aportar luz al interior del organismo y otra lleva la
imagen al monitor. El sistema es especialmente útil para detectar
cánceres y úlceras en estado inicial que son visibles a través de
rayos x.
La
fibra óptica es utilizada
asimismo para escudriñar
en el
interior de los reactores radiactivos en las centrales nucleares
Asi como en los motores a reacción de los aviones y también se
utiliza en la industria militar.
Por todas las razones y aplicaciones mencionados anteriormente la
fibra • óptica se perfila como el sistema comunicativo del futuro
próximo, y debe ser utilizado con mayor frecuencia en nuestro pais
para las redes telefónicas urbanas y rurales.
67
CAPITULO III.
III. ANÁLISIS ECONÓMICO
3.1. ESTUDIO ECONÓMICO DE LAS ALTERNATIVAS DE ENLACE.
En esta sección del estudio se analizará la parte concerniente al
enlace desde el punto de vista económico, dejando de lado todo lo
que tiene que ver con la red secundaria, puesto que
cualquiera
que
secundaria
sea
el
enlace,
la
infraestructura
de
la
red
permanecerá invariable, excepto con pequeños cambios en el límite
entre la 'red primaria y la red secundaria.
El análisis efec-tuado es esencialmente en términos económicos, es
decir se realizará una conversión
a cantidades monetarios todos
los elementos, equipos, suministros y otros involucrados en cada
uno de los enlaces analizados en el capítulo anterior.
3.1.1. ENLACE CON CABLE MÜLTIPAR.
Como se mencionó en la sección 2.3.1. Nayón necesita 4 cables de
150 pares mas un cable de 100 pares de 5 kilómetros de longitud
cada tipo.
Los precios de cada cable son los siguientes:
1 cable de 150 pares 2*0.6 mm, 12 dólares el metro'.
1 cable de 100 pares 2*0.6 mm, 8,5 dólares el metro.
Datos proporcionados por EMETEL.
68
Por lo tanto se obtiene el siguiente costo del enlace con cable
multipar únicamente para la parroquia de Nayón.
tipo de
cable
150 pares
longitud
(m)
5.000
costo por
cantidad
metro ($)
12
costo
total ($)
4
240.000
1
42.500
2*0.6 mm
100 pares
5.000
8.5
2*0.6 mm
total""
282.500
Tabla 3.1.1.a. Costo de cables multipares para Nayón,
De igual
kilómetros
forma Zámbiza requiere dos cables de 150 pares de 6
de longitud mas 1 cable de 100 pares de la misma
longitud, cuyo costo del enlace con cable multipar para Zámbiza es
el siguiente:
tipo de
cable
150 pares
longitud
(m)
6.000
costo por
cantidad
metro (S)
12
costo
total ($)
2
144.000
1
51.000
2*0.6 mm
100 pares
6.000
8.5
2*0.6 mm
total
195.000
Tabla 3.1.1.b. Costo de cables multipares para Zámbiza
Los costos del enlace para Nayón sumados a los costos del enlace
para Zámbiza dan un gran total de 477.500 dólares.
69
3.1.2. ENLACE CON CABLE COAXIAL.
En la sección 2.3.2. se determinó que se requiere cuatro canales
PCM,
además cada canal requiere de dos vias, una para transmisión
y otra para recepción, por lo cual se necesita 8 cables coaxiales
de 5 kilómetros
de longitud,
cuyo precio por metro es de 1'. 5
dólares y para enlazar Zámbiza con Nayón se requiere 2 cables de
150 pares 2*0.6 mm y 1 cable de 100 pares 2*0.6 mm todos de 1
kilómetro de longitud. Por lo tanto, el costo del enlace con cable
coaxial es el siguiente:
tipo de
longitud
costo por
cable
coaxial RG-8
150 pares
(m)
5,000
1.000
metro ($)
1.5
2*0.6 mm
100 pares
1.000
:
2*0.6 mm
Concentrador
12
8.5
300
cantidad
costo
8
2
total ($)
60.000
24.000
1 '
8.500
1.224
367.200
total
459.700
+ sistema de
Tx P.C.M.
Tabla 3.1.2. Costo para el enlace con cable coaxial
En este caso el costo del concentrador mas los canales PCM tiene un
costo en el mercado de 300 dólares por abonado y el número de
abonados por- servir es de 1.224.
Por lo tanto, el costo total es de 459.000 dólares que es más bajo
que el costo del enlace con cable multipar, además los costos de
70
instalación y mantenimiento son un poco más altos
3.1.3. ENLACE CON FIBRA ÓPTICA.
En la sección 2.3.3. se dijo que se requiere un cable de fibra
óptica
(1,550
nm,
0.40
dB/Km,
18 ps/nm.Km)
de 2 pares
de 5
kilómetros de longitud cuyo costo en el mercado es de 3 dólares el
metro, más 2 'cables de 150 pares 2*0.6 mm y un cable de 100 pares
2*0.6 mm de 1 kilómetro de longitud cada tipo, para enlazar Zámbiza
con Nayón. Por lo tanto, el costo del enlace con fibra óptica es el
siguiente:
tipo de cable
fibra óptica
longitud
costo por
cantidad
costo
(m)
metro ($)
5.000
3
1
15.000
1.000
12
2
24.000
1
8.500
total ($)
de 2 pares
150 pares
2*0.6 mm
100 pares
1.000
8.5
2*0.6 mm
Concentrador +
400
1.224
489.600
sistema de Tx
Incluido
total
537.100
Tabla 3.1.3. Costo para el enlace con fibra óptica
El costo del concentrador que proveen los fabricantes a menudo lo
expresan
en
dólares
por
abonado.
En
este
caso
el
costo
del
71
concentrador incluye el sistema de transmisión por fibra óptica.
Además los costos de instalación y mantenimiento para este tipo de
enlace son altos y requieren de mano de obra especializada.
3.2. SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA DESDE EL PUNTO DE VISTA ECONNOMICO
Un método para ayudar a decidir sobre la justificación económica de
un producto público emplea la llamada relación costo-beneficio.
Esta relación puede expresarse como:
_ beneficios para el público_
costos para el gobierno
(3-1)
Expresión en la cual los beneficios y los costos son cantidades
presentes o anuales equivalentes calculadas empleando el costo del
dinero. Se desprende, entonces, que la relación CB refleja los
beneficios equivalentes en dólares o en sucres para el usuario y el
costo equivalente en dólares o en sucres para quién lo patrocina.
Si
la
relación
es
igual
a
1,
los
beneficios
y
los
costos
equivalentes son iguales y la situación representa la situación
mínima para un gasto por parte de una agencia pública.
Debe tenerse gran cuidado al relacionar los beneficios y los costos
para
el
análisis
costo-beneficio.
Los
beneficios
se
definen
indicando todas las ventajas menos cualquier desventaja para los
usuarios.
Muchas
propuestas
que
generan
beneficios
valiosos
ocasionan también desventajas insalvables. Lo que debe buscarse son
precisamente los beneficios netos para los usuarios. de manera
similar,
los
cualquier
costos
economía,
se
definen
como
todos
en los cuales incurrirá
los
costos
quién
menos
respalde
o
patrocine el proyecto. Tales economías no constituyen beneficios
para los usuarios sino reducciones en los costos para el gobierno.
Es importante entender que agregar un número al numerador de la
relación CB no tiene el mismo efecto que sustraer ese número al
denominador.
Entonces
una
incorrecta
contabilizacíón
de
los
beneficios y.los costos puede conducir a una relación a la cual se
le dé una interpretación equivocada. En consecuencia la relación
costo-beneficio se define normalmente como sigue:
rp
beneficios equivalentes
costos equivalentes
r^-?i
Donde:
Beneficios: todas las ventajas menos las desventajas para el
usuario.
Costos: todos los desembolsos, menos cualquier economía, para el
patrocinador.
Para entender mejor las implicaciones de esta definición se separa
los costos equivalentes en dos componentes. Un componente es el
capital inicialmente invertido por el patrocinador y el otro los
costos anuales equivalentes de operación y mantenimiento de menos
los ingresos anuales producidos por el proyecto. La redefinición
conduce a:
I: Capital equivalente invertido por quién respalda el proyecto.
73
C: Costos netos equivalentes anuales para quién respalda el
proyecto.
B: Beneficios netos equivalentes para el usuario.
En estas condiciones la relación costo beneficio puede expresarse
como:
CB=—-—
(J-i-C)
(3-3)
v
'
Para que cualquier proyecto pueda permanecer sobre la mesa de
consideraciones, su relación costo-beneficio debe ser mayor que la
unidad. Es asi entonces como la primera verificación de un proyecto
consiste en determinar si es mínimamente aceptable observando si
los beneficios equivalentes exceden o no a los costos equivalentes.
En un primer caso se analiza los beneficios y los costos que
intervienen cuando se utiliza cable tnultipar.
Cuando el usuario requiere realizar una llamada telefónica y no
tiene linea, procede a alquilar un teléfono público que adquiere un
costo de 500 sucres
o 0.16 dólares como mínimo
(cotización
1$=3.000 sucres). En la sección 1.2.1. se determinó que el abonado
rural realiza una llamada cada hora en promedio, además si se asume
que las llamadas inician a las 05hOO y terminan a las 22hOO por ser
un período de labores cotidiana.s en un día normal en estas zonas
rurales, se tiene 17 horas que representan 17 llamadas diarias por
usuario, que en un año son 6.205 llamadas. Esto implica para el
74
usuario un gasto de 6.205*500= 3'102.500 sucres (1.034 dólares) si
alquilara el.teléfono durante todo el año. Al momento existe una
demanda
de
1007
líneas
de
los
cuales
250
líneas
ya
tienen
propietario, quedando una demanda potencial de 757 líneas. Por lo
tanto, los usuarios que no disponen de línea telefónica gastarían
en un año 782.864 dólares en llamadas utilizando el teléfono de
alquiler.
Si se supone que el abonado, en. un año puede disponer de una línea
telefónica, pagaría 500.000 sucres (166,6 dólares) por la línea más
10.000 sucres mensuales (3,3 dólares) por el servicio, obteniéndose
al año un total de 620.000 sucres (206,6 dólares) por abonado. Como
son
757
abonados
desatendidos,
se
tendría
un
gran
total
de
156.446,6 dólares gastados por obtener servicio telefónico propio.
Por lo tanto, el beneficio equivalente
es:
B = 782.864 - 156.446,6 = 625.417,3 $
No se toma en cuenta algunos beneficios sociales, salud, etc. que
aporta el uso del teléfono debido a que no se puede cuantificar.
La inversión que deberá hacer EMETEL en la compra de los sistemas
necesarios
para
instalar
los
cables
multipares
se
detalló
anteriormente y tiene un costo de 477.500 dólares,'más un 10% del
costo de la ampliación de la red secundaria aproximadamente se
tendría lo que representa el capital equivalente invertido, es
decir:
75
I = 525 .250 dólares.
En lo que concierne a los costos de instalación y mantenimiento es
muy difícil determinar un costo exacto; por cuanto es un valor que
puede estar sujeto a variaciones debido a los problemas y cambios
económicos de nuestro país, Generalmente los costos de instalación
y mantenimiento puede variar según EMETEL, entre el 6% y el 10% del
costo de los elementos adquiridos.
Para la instalación y mantenimiento del cable multipar se tomará
como el 6%. Por lo tanto:
C = 0.06 * 525.250 = 31.515 $
(3-4)
La relación costo-beneficio al instalar cable multipar es:
CB = 625.417,37 (525.250+31.515)
CB = 1, 19
Si en lugar de utilizar cable multipar se emplea el concentrador
enlazado con cable coaxial a la central de Iñaquito, se tiene una
mejora sustancial en lo que refiere a la calidad de información
transmitida y por tanto, los beneficios son aún mayores, además, la
ampliación
para
un
mayor
número
de
líneas
telefónicas
es
relativamente más fácil de implementar, con lo cual queda implícito
la posibilidad de beneficiar a un grupo adicional de abonados.
Para representar este beneficio potencial existente en términos
76
monetarios se sube el valor del alquiler del teléfono a 520 sucres.
El
número
de
abonados
que
resultarían
beneficiados
si
se
conectarían al concentrador serán 1.007, pero los más beneficiados
son los que no tienen linea telefónica, esto es, 757 abonados.
Realizando
los
mismos
cálculos
anteriores,
dichos
abonados
gastarían en alquiler en un año alrededor de 814.178,7 dólares -
Adquiriendo la línea telefónica gastarían en un año 156.446,6
dólares. Por lo cual el beneficio neto sería de 657.732,1 dólares.
Si los costos para la instalación
del concentrador
con cable
coaxial son como se indica en la sección 3.1.2. de 459.700 dólares,
más la ampliación de la red secundaria que se determinó en 49.850
dólares se tendría una inversión equivalente de 509 .550 dólares.
Adicionalmente
se
debe
incluir
los
costos
de
instalación
y
mantenimiento que para este caso se toma como el 7% de la inversión
inicial, lo que da como resultado 35.668,5 dólares.
Entonces la relación costo-beneficio es de:
CB = 657.732,l/(509.550+35.668,5)
CB = 1,206.
si se utiliza concentrador conectado con cable coaxial .
Por
último
se
concentrador
necesarios
realiza
con
fibra
se determinó
el
análisis
óptica.
Los
económico
costos
de
al
enlazar
el
los elementos
en la sección 3.1.3 y son de 537.100
77
dólares, sumado a los 49.859 dólares de la ampliación de la red
secundaria, se tiene una inversión inicial de 586.959 dólares. Los
costos de instalación y mantenimiento al ser más altos, se toma
como el 8% de la inversión
inicial, lo que equivale a 46.956
dólares.
Los beneficios, en este caso son asimismo más elevados, puesto que
al tener un enlace de fibra óptica la ampliación a más abonados
consiste simplemente en añadir una tarjeta en el gabinete del
concentrador. Además, si se traduce los beneficios que aporta este
tipo'de enlace, como por ejemplo una comunicación óptima a través
de INTERNET y red de servicios integrados, a términos monetarios se
podría decir que se recibe más por un costo reducido, lo que puede
representarse subiendo el alquiler del teléfono a 600 sucres (0.2
dólares) , es decir 80 sucres más que el propuesto con el enlace de
cable coaxial. Por lo tanto, el beneficio para los 757 abonados es
de 934.437 dólares. Comprando el servicio los 757 abonados deberían
desembolsar 156.446,6 dólares. Es decir, el beneficio equivalente
sería de
777.990 dólares.
La relación eosto-beneficio para el enlace del concentrador con
«
-,*
fibra óptica es:
CB = 777 .990/ (586.959+46.956)
CB = 1.227.
La cual es una cantidad mayor que las dos anteriores por lo que la
78
propuesta que tiene una relación costo-beneficio mas óptimo es la
del enlace del concentrador con fibra óptica.
3,3. GASTOS DE INVERSIÓN.
De acuerdo al análisis costo-beneficio realizado
anterior
en la
sección
se demuestra que la opción que tiene una rentabilidad
económica mayor que las otras dos es la del enlace del concentrador
con fibra óptica, por
lo
tanto,
se realiza una propuesta de
inversión, en la que constan los costos del concentrador por linea
y los gastos de instalación.
El costo por línea del concentrador telefónico digital para las
parroquias de Nayón y Zámbíza es de 400 dólares por línea.
Por lo tanto los gastos de inversión para la instalación del
concentrador son:
79
cantidad
costo
3
1
total ($)
15.000
12
2
24.000
1
8.500
tipo de
longitud
costo por
cable
(m)
metro ($)
fibra óptica
5.000
1.000
de 2 pares
150 pares
2*0.6 mm
100 pares
8.5
1.000
2*0.6 mm
Concentrador
400
489.600
1.224
-i- sistema de
Tx incluido
total
537.100
Tabla 3.3. Gasto de inversión para el sistema de transmisión con
fibra óptica..
Además
se • debe tomar en
cuenta los
costos
aproximados
de
la
ampliación de la red secundaria que son de 49.859 dólares.
En los gastos de instalación están incluidos la mano de obra y los
gastos
generales
ingeniería,
la
que
esto
formación
involucra,
inicial
esto es:
del
los gastos
personal,
los
de
gastos
ocasionados por las negociaciones, los honorarios de los asesores,
costo
de
los
servicios
jurídicos,
supervisión,
costo
de
los
edificios, etc., lo que representa el 8% de la inversión inicial,
es decir, 46.956 dólares
Por lo tanto la inversión suma un total de 633.915 dólares, que
deberá
ser
telefónicos.
asumida
por
la
empresa
proveedora
de
servicios
80
CAPITULO IV.
4.1- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
1) .
La
demanda
de
líneas
telefónicas
insatisfechas
en
las
parroquias de Nayón y Zámbiza, ha hecho que esta zona rural tenga
poco
desarrollo,
es
así
que,
a pesar
de
la
corta
dista.ncia
existente (6 kilómetros), no existe todos los servicios básicos y
su población permanece rezagada en el aspecto económico.
2) . Con el estudio de la demanda se ha logrado determinar que si se
realiza una ampliación de líneas telefónicas con cable multipar, la
demanda será tal que en un corto tiempo nuevamente todas las líneas
serán utilizadas en su totalidad y habrá que realizar otro estudio;
por lo cual se recomienda la instalación de un concentrador
que
podrá abastecer la demanda actual y futura, además la ampliación
será relativamente fácil y menos costosa.
3) . La tasa de crecimiento anual de la demanda, tanto en Nayón como
en Zámbiza se ha comparado con la tasa de crecimiento poblacional,
debido a que la demanda de líneas telefónicas crece en propocion al
crecimiento de la población, pero se prevé que si llega el servicio
telefónico a estas parroquias, habrá una migración de personas de
la ciudad a esta zona por lo que se estima que el crecimiento
poblacional . aumentará
en
forma
dramática,
lo
que
nuevamente
justifica la instalación de un concentrador y no de una ampliación
con cable multipar.
81
4) . En la parroquia de Nayón, los habitantes se conocen unos a
otros, esto hace que la relaciones comerciales y familiares sean
tratadas de alguna forma, y la única forma de comunicación rápida
es la línea telefónica, esto hace que el número de llamadas entre
abonados de la misma zona sea mayor que las llamadas a otros
abonados fuera de la zona. Este supuesto ha hecho que las llamadas
internas que son entre abonados del mismo sector sea mayor a las
llamadas externas, que son entre abonados de sectores diferentes.
Por lo tanto, .el concentrador telefónico digital a ser instalado
deberá tener la capacidad de manejar tanto tráfico interno como
tráfico externo.
5) . Los enlaces entre centrales locales son poco eficientes en
nuestro
país,
optimizarlos
por
lo
que
se
ha
visto
en
la
necesidad
de
a través de enlaces digitales preferiblemente con
fibra óptica. Por esto y por otras ventajas adicionales, el enlace
entre la central local de Iñaquito y el concentrador telefónico
digital
instalado
en Nayón deberá ser implementado con fibra
óptica.
6) . La cantidad y la calidad de servicios que puede ofrecer un
concentrador-telefónico digital son los mismos y aún exceden los
servicios
que ofrece una
central
local; es decir, permite la
conexión indistinta de abonados analógicos, abonados RDSI y líneas
especializadas
de
transmisión
de
datos.
Por , lo
tanto
lo
beneficiarios de este servicio tendrán la posibilidad de mejorar la
82
transmisión de información y por ende sus condiciones económicas.
7} . Puesto que el concentrador telefónico digital consta de un
contenedor
.único
transmisión y
que
alberga
distribución
los
equipos
de
(ejemplo: ALCATEL
conmutación;
E10
el
CNE
en
gabinete), se lo puede ubicar en una instalación local o a su vez
en el exterior, ya que, tienen protección contra violaciones;
disparan alarmas en caso de intrusión y tienen puertas equipadas
con cerraduras de seguridad.
8) . Los equipos de telecomunicaciones siguen una tendencia
en
general a la digitalización lo cual provee de varias ventaj as,
especialmente
la reducción de costo y la minia turiz ación
del
equipo; esto hace que la operación y el mantenimiento sea fácil ya
que se utiliza las mismas piezas de recambio que la central local.
9) . La mayoría de concentradores telefónicos digitales utilizan
seguridad de transmisión 1 + 1, (ejemplo: ALCATEL E10 el CNE en
gabinete) esto quiere decir que si por cualquier causa o percance,
deja' de
funcionar
transmisión,
existe
un
enlace
otro
constituido
canal
que
por
un
entrará
a
canal
de
funcionar
automáticamente una vez que se detecte la falla, haciendo que la
conflabilidad del sistema de transmisión sea más alta, favoreciendo
en. definitiva la intercomunicación de todos los 'abonados conectados
al concentrador.
83
10).
Existen
concentradores
telefónicos
digitales
capaces
de
realizar intervenciones en lugar remoto, esto es, en caso de fallo
total del canal de transmisión se realiza la conmutación automática
en el mismo concentrador, solo para los abonados pertenecientes a
la zona de servicio del concentrador; esto permite tener
relativa
una
seguridad en caso de algún percance con el canal de
transmisión. Pero la comunicación con abonados
localizados fuera
del área de servicio del concentrador no funcionaría.
11). La alimentación de socorro por baterías evita que se pierda
comunicación
por fallo eléctrico y la estructura modular
que
permite ampliaciones sin interrumpir o perturbar el tráfico, hacen
que
los
concentradores
telefónicos
digitales
sean
de
vital
importancia en zonas rurales, en las que por las condiciones
geográficas del área ocurren diferentes percances eléctricos así
como el surgimiento imprevisto de un abonado.
12) . El manejo de los dispositivos de prueba de línea de abonado de
los concentradores, no requiere mayor conocimiento puesto que estos
dispositivos son los mismos que de las centrales locales. Es decir,
el repique, aislamiento, resistencia, tensión, capacidad, etc. ,
están disponibles
en el concentrador
telefónico digital y pueden
ser probados de la misma forma que se realiza en una central local.
13) . Realizando una comparación de costos entre el concentrador
telefónico digital y el multiplexor convencional o sistema portador
84
de abonados, el concentrador gana ampliamente. Además, se disminuye
a una sola etapa el número de etapas de tarjetas de abonado, reduce
la cantidad de materiales y equipos necesarios y por consecuencia
el' espacio,
el
dispositivo
de
pruebas
de
línea
y
aparatos
telefónicos está integrado al propio concentrador. Este dispositivo
se activa mediante mensajes encaminados desde la central principal
en caso de lanzamiento manual de una prueba por parte del personal
de operación y mantenimiento, o en caso de lanzamiento automático
de
pruebas
preprogramadas.
Cualquiera
que
sea. el
canal
de
transmisión los enlaces se transmiten a través de los enlaces MIC.
14) . Los beneficios netos en este estudio están subestimados,
puesto que no se toma en cuenta algunos beneficios que no pueden
traducirse a términos monetarios como por ej emplo: el desarrollo
individual de cada abonado desde el punto de vista profesional, el
mejoramiento cultural y el desarrollo comercial que está latente en
estas parroquias; en Nayón el crecimiento del turismo y de plantas
ornamentales y en Zámbiza el cultivo de hortalizas.
15) .En vista' de la necesidad imperante de medios de comunicación
para el desarrollo de las parroquias de Nayón y Zámbiza, EMETEL
deberá iniciar los pasos indispensables para que, en el menor
i
tiempo posible inicie las construcciones necesarias para dotar de
servicio telefónico a los moradores de este sector.
ARCOS A. Estudio Técnico y Económico para la Instalación de un
Concentrador Telefónico Digital en el Centro Comercial el
Bosque, Tesis Ingeniería Eléctrica
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VASQUEZ MARCO, Tecnología de Redes de Computadoras, EPN, 1994
u
ANEXOS
Anexo 1.1 Tablas de Tráfico Telefónico de Erlang B para Sistemas
de Pérdida de Accesibilidad Completa.
Anexo 2.1 Red secundaria de planta externa actual de Nayón.
Anexo 2.2 Red secundaria de planta externa actual de Zámbiza.
Anexo 2.3 Diseño de planta externa de Nayón.
Anexo 2.4 Diseño de red secundaria de planta externa de Nayón.
Anexo 2.5 Diseño de planta externa de Zámbiza.
Anexo 2.6 Diseño de red secundaria de planta externa de Zámbiza.
ANEXO 1.1
TABLAS DE. TRAFICO TELEFÓNICO DE ERLANG B PARA SISTEMAS DE PERDIDA
DE ACCESIBILIDAD COMPLETA.
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