3. CONMUTACION Y CONTROL DE LA CONMUTACIÓN

3.1 INTRODUCCION 3.1.1 QUE ENTENDEMOS POR CONMUTACIÓN Una respuesta a esta pregunta podría ser la instalación de una conexión entre dos suscriptores de líneas telefónicas donde ellos puedan hablar uno al otro. La ITU-T define la conmutación como el establecimiento bajo demanda de una conexión individual de entrada a una de salida, tan larga como sea requerida para la transferencia de la información. Hoy la palabra información no solo denota la voz que escuchamos en nuestro receptor telefónico sino que incorpora todos los tipos de información de los servicios de telecomunicaciones. Antes un operador interconectaba a los dos suscriptores mediante una conexión de la red. En nuestros días los equipos de conmutación deben ser capaces de dar mayores servicios incluyendo una alta calidad de audio, video, comunicación entre LANs, transferencia de gran número de archivos y servicios interactivos basados sobre redes de cable para TV, esta información así como por ejemplo la información de señalización debe ser conmutada. El número de técnicas de conmutación en las redes públicas ha aumentado en años recientes. Al comienzo teníamos solo la conmutación de circuitos, la cual era sugerible para servicios isócronos tales como la telefonía. Cuando los suscriptores demandaron mejor utilización de la capacidad de transmisión y gran ancho de banda, otras técnicas emergieron. Como resultado de requerimientos para comunicaciones de datos, la conmutación de circuitos tuvo un suplemento en los años 70s con la aparición de la técnica de conmutación de paquetes. Hoy tenemos además otras técnicas como Frame Relay, y dos tipos de conmutación de celdas : ATM y DQDB. El origen de Frame Relay y las técnicas de conmutación por celdas se desarrollaron a partir de la conmutación de paquetes. Redes de negocios pueden usar otras técnicas conmutación de paquetes distribuidos, ejemplo Ethernet, Token Ring y la interfaz de datos distribuida de fibra FDI estándar. Elementos de conmutación controlables han sido introducidos en las redes de transmisión, conexiones digitales y ahora reemplazan la distribución de Frames con multiplexores digitales. Las conexiones digitales se distinguen de los equipos tradicionales para conmutar llamadas en que los tradicionales no podían ser controlados por la señalización del suscriptor sino controlados remotamente por el operador de red. 3.1.2 REQUERIMIENTOS PARA CONMUTACIÓN Los desarrollos en el área de la conmutación están conducidos por unos factores básicos:

• Accesibilidad o habilidad para establecer las conexiones deseadas. • Transparencia

Tanto en FDMA como en TDMA hay una separación de las seæales de

cada usuario, bien en frecuencia o bien en tiempo, mientras que en

CDMA todos los usuarios en com unicación se estÆn interfiriendo

mutuamente, como grupos de parejas hablando en una recepción, en la

que mientras todo el mundo estÆ hablando a un determinado nivel de

volumen, cada persona se concentra en lo que dice su interlocutor, al

menos que sobrevenga alguna información excepcional.

Si cada pareja hablara y entendiera un œnico idioma, su capacidad de

dialogar, con un alto nivel de interfer encia, sería mucho mayor, debido a

la exclusividad del lenguaje. Este es el principio de supresión de

interferencias utilizado en CDMA, do nde las comunicaciones de cada

móvil con su estación base se produc en con una particular codificación

semejante al uso de un solo idioma. Si ademÆs la codificación fuera

ortogonal y las comunicaciones so bre un canal ideal, los usuarios

ignorarían totalmente cualquie r interferencia intercelular.

Se ha indicado que cada usuario transporta su seæal utilizando la

totalidad del ancho de banda dispon ible en su emplazamiento y como

este ancho de banda es mucho mayor que la seæal del mensaje del

usuario, se produce un proceso de ensanchamiento del espectro,

inevitable debido al uso de un códi go œnico asignado a cada usuario.

Típicamente una seæal vocal serÆ una codificación binaria seguida por

una codificación de canal y el entrel azado. El código œnico asignado a

cada usuario consta de impulsos binarios denominados CHIP. La

duración del código es idØntica a la duración de los bits del mensaje

codificado y hay G chips en cada uno de estos. Cada bit codificado se

reemplaza por el código si el bit codi ficado es un 1 lógico, o cada chip en

el código tiene su polaridad invertida si el bit codificado es un 0 lógico.

El ancho de banda de la seæal codi ficada se multiplica aproximadamente

por G, asumiendo la modulación binari a, con lo que G se constituye en

un factor de ganancia. Aunque el an cho de banda de la seæal ha sido

ensanchado por el proceso de codifi cación, la densidad espectral de

potencia PSD, en w/Hz consecuentemen te se ha estrechado y la seæal es

mÆs parecida a un ruido. Cuanto ma yor sea G, mÆs ancho de banda y

menor PSD, con lo que aumenta la posibilidad de convivir con la

interferencia. De esta manera, cada uno de los usuarios tendrÆ sus

propios bits de codificación de mens aje representado por G chips, y el

código reside en el esquema binario de chips.

Para las comunicaciones desde la estación base hacia los móviles, las

seæales ensanchadas de cada usua rio se combinan y aplican a un

modulador. Un determinado móvil, de spuØs de demodular la seæal de RF

se presenta junto con todas las de mÆs seæales CDMA, y de la misma

manera en los enlaces móvil-base, Øs ta recibe todas las seæales CDMA y

decodifica cualquiera de ellas en presencia de todas las demÆs.

Mezclando la totalidad de las seæale s con el código œni co asignado a un

móvil determinado, resulta que la seæal de este móvil aparece

reconstruida. Para apreciar esta reco nstrucción se supone que el código

tiene chips cuyos niveles de voltaje son +/- 1 y son multiplicados por sí

mismo. El resultado es un nivel de vo ltaje 1, es decir, no hay cambios

mientras dura el código. Evidente mente esta tØcnica precisa de un

perfecto sincronismo entre las seæale s de entrada CDMA con el código

generado en el receptor.

Mientras que la seæal deseada ha sido reconstruida gracias a la

recuperación de la seæal del mensaje original, todas las otras seæales

CDMA han sido multiplicadas por medio de un código compuesto por

muchos chips que mantienen su amplio ancho de banda. El resultado es

que sólo aquellos componentes de frec uencia del amplio ancho de banda

que interfieren a las seæales CDMA que estÆn en la banda del mensaje

de la seæal deseada, causan interferencia, que equivale a decir que las

interferencias de los otros usuarios del espectro han sido divididas por

G. La tecnología CDMA permite usar retículas con una sola cØlula, es

decir, no tener retículas sino sólo cØlulas, lo que bajo un punto de vista

de eficiencia espectral resulta inmejora ble. Pero es mÆs, si se utiliza la

sectorización, todos los sectores en cada cØlula pueden utilizar las

mismas frecuencias, y ello produc e un incremento fenomenal de la

capacidad del sistema. Las interferenci as procederÆn de otros sectores y

cØlulas, pero las pØrdidas de capa cidad debidas a estas interferencias

estÆn mÆs que compensadas por el aumento de capacidad generado por

el uso de una cØlula por retícula y por la sectorización, eliminando

ademÆs la planificación de frecuencias.

Otra característica de CDMA es la forma en que efectœa el handover

(traspaso entre cØlulas), que es siempre blando (soft handover), ya que

no hay cambios de frecuencia durant e el proceso, de forma que en la

frontera de las cØlulas, dos estaci ones base comunican simultÆneamente

con la estación móvil que se desplaza , lo que resulta mÆs favorable para

las comunicaciones y proporciona mejo r calidad de voz en los extremos

de las cØlulas comparado con los sistemas FDMA y TDMA.

GSM vs. CDMA

Hasta hace relativamente poco tiem po los equipos de comunicaciones

móviles, funcionaron con la tecnol ogía FDMA, acceso mœltiple por

división de frecuencia; eran los equi pos analógicos. Esta tØcnica se basa

en la adjudicación de una determin ada frecuencia o frecuencias, con un

determinado ancho de banda, pa ra el establecimiento de una

comunicación y hasta en muchas ocasiones en la asignación <<en

propiedad de uso exclusivo>> de estos tramos de frecuencia a

determinados usuarios. Esta tecnología, precisamente por el estrecho

ancho de banda asignado en cualquie r caso, sólo permite la transmisión

de datos a muy bajas velocidades y en determinadas condiciones.

AdemÆs, supone un generoso derroche en el uso del espectro de

frecuencias, incompatible con el crecimiento que este tipo de

comunicaciones ha experimentado en los œltimos aæos.

El paso siguiente lo constituye la tecnología TDMA, acceso mœltiple por

división en el tiempo, cuyo principal abanderado lo constituye el sistema

europeo GSM de Telefonía Móvil, inic iado hace unos siete u ocho aæos y

recientemente introducido en Espaæa , con gran Øxito y cuya expansión

va mucho mÆs allÆ de los límites europeos inicialmente previstos.

Mediante esta tecnología el usuario dispone de amplios anchos de banda

en varias frecuencias y en cada co municación, pero solamente durante

determinados intervalos periódicos de tiempo (time slots), del orden de

los milisegundos, lo que posibilita la transmisión de datos a velocidades

muy superiores y como consecuencia la completa digitalización del

sistema, incluido el interface radio.

El espíritu competitivo americano, impulsado por la competencia que le

ofrece el sistema GSM europeo en el mundo, desarrolla una nueva

tecnología alternativa que el tiempo di rÆ si desplaza a la anterior TDMA,