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. SC: Arquitecturas de conmutación 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 SC: Arquitecturas de conmutación 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. SC: Arquitecturas de conmutación 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 SC: Arquitecturas de conmutación 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 SC: Arquitecturas de conmutación 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. SC: Arquitecturas de conmutación 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 SC: Arquitecturas de conmutación 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 . SC: Arquitecturas de conmutación 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.