Sistemas de Señalización Telefónica Preparado por: José Fernando Sánchez S
Sistemas de Comunicación de Voz y Video UNITEC (Septiembre-Diciembre 2009)
Introducción •
El ITU-T (antes CCITT) se ocupó de recomendar los sistemas de señalización a fin de ser usados en las comunicaciones internacionales.
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SSNº1: El CCITT comenzó dicha labor con el Sistema de Señalización Nº1 en 1934. Este SSNº1 es del tipo de bajo nivel, monofrecuencial con un valor de 500 o 1000 Hz interrumpida con una cadencia de 20 Hz para la selección de llamada. Se lo utilizó para algunos servicios manuales bidireccionales.
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SSNº2. Hacia 1938 el CCITT especificó el SSNº2 para ser usado en servicios semiautomáticos. Consiste de 2 frecuencias ubicadas en 600 y 750 Hz con selección decádica de impulsos.
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SSNº3. En 1954 se recomendó el SSNº3. La única frecuencia de señalización para el servicio direccional semiautomático en 2280 Hz tanto para señales de línea como de registro.
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SSNº4. El mismo año se recomendó el SSNº4 que resultó ser el sistema más empleado para tráfico internacional en Europa en redes analógicas. Es aplicado en el servicio direccional automático o semiautomático con frecuencias de 2040 y 2400 Hz para señales de línea o registros.
Introducción •
SSNº5. Hacia 1964 el CCITT determina el SSNº5 para conexiones internacionales por cable y por satélite. Hacia 1996 este sistema es sustituido totalmente por el SS7. Para la señalización de línea se recurre a las frecuencias de 2400 y 2600 Hz y para señalización de registro se recurre a 700, 900, 1100, 1300, 1500 y 1700 Hz con transmisión en "código 2 entre 6". Se lo usa en servicios semiautomáticos y automáticos en líneas bidireccionales.
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SSR1/SSR2. Cuando se inició la señalización en multifrecuencia se distinguió entre los procedimientos de código de impulsos como el SSNº5 y los de señales obligadas como el SSR2. En el primer caso la señal tiene un período de duración fijo y determinado, mientras que en el segundo a cada paso de mensaje se espera la respuesta de confirmación por el canal de retorno para cortar la señal de ida. Esto implica que la señalización por secuencia obligada requiere de mayor tiempo y una duración no determinada. Se fijó primero el SSR1 para códigos de impulsos y luego el SSR2 para secuencias obligadas. El SSR1 es apropiado para tráfico semiautomático y automático.
Señalización en Redes Telefónicas De forma general pueden establecerse dos tipos de señalización: •Interna •Externa •Señalización Interna: se realiza en base a potenciales (niveles de voltaje) de corriente contínua (CD) con los que se realizan todas las funciones de conmutación para el establecimiento de las conexiones en el sistema •Señalización Externa: se refiere al manejo de información entre sistemas de conmutación separados tendiente a enlazar dos terminales que se encuentran conectadas al mismo sistema La señalización entre dos puntos de la red (usuario-central o centralcentral) permite: •Supervisión (detección de condición o cambio de estado). •Direccionamiento (establecimiento de llamada). •Explotación (gestión y mantenimiento de la red).
Señalización en Redes Telefónicas
Señalización entre Centrales •Señalización de tipo externo que puede manejarse en base a corriente contínua (CD) o en base a corriente alterna (CA). Señalización a CD. Se aplica extensamente a cortas distancias, por ejemplo en redes urbanas, entre centrales locales o para cierto tipo de trocales interurbanas de corto alcance. Se han desarrollado dos clases generales de este método de señalización: Señalización en circuito (Señalización por inversión de batería). Señalización E & M Señalización a CA. Se emplea principalmente en trocales interurbanas o siempre que la señalización a CD no es posible. Su utilización típica se encuentra en troncales que se derivan de canales de Onda Portadora. Sistemas de señalización fuera de banda. Sistemas de señalización dentro de banda (Señalización Monofrecuencial)
Señalización monofrecuencial dentro de banda •Utiliza la frecuencia de 2600 Hz en ambas direcciones para Troncales que operan en base a 4 hilos. Para operación a 2 hilos, se proporcionan dos frecuencias, 2600 Hz en una dirección y 2400 Hz en la dirección contraria, pues como se sabe en este caso la misma trayectoria de transmisión a 2 hilos se emplea entre terminales. •Las señales de CD que se reciben del equipo de troncal se convierten a tonos de 2600 Hz para su transmisión sobre el canal de voz. •En el extremo distante los tonos que se reciben se convierten señales de CD
Señalización fuera de banda •Se emplea principalmente en enlaces troncales interurbanos de corto alcance. •En estos sistemas se emplean frecuencias de señalización fuera del rango de la banda vocal (200 – 3200 Hz). En este sentido son comunes las frecuencias de 3400, 3550 y 3700 Hz, como tonos de señalización fuera de banda. •Las principales ventajas de este sistema consisten en la ausencia de interferencia de voz y su habilidad para emplear niveles mas altos de señal que permiten mejorar la seguridad de señalización. •En ciertas terminales de Onda Portadora se emplean tonos de 3400 y 3550 Hz para señalización fuera de banda. El tono de 3400 Hz se emplea para indicar troncal libre y condición de colgado, mientras que el tono de 3550 Hz se utiliza para las condiciones de troncal ocupada y descolgado.
Señalización de Acceso y de Troncal Es importante hacer distinción entre señalización de acceso y señalización de troncal. Los tipos de señalización de acceso son: Señalización de línea de abonado analógico (PSTN) Señalización de abonado digital (DSS 1) La señalización de Troncal se subdivide en dos categorías: CAS (Channel Associated Signalling) o señalización por canal asociado. CCS (Common Channel Signalling) o señalización por canal común.
Funcionalidad de la Señalización Señalización
Señalización de acceso
DSS 1
ISDN
Señalización de troncal
Señalización de línea de abonado - Decadica - DTMF
CCS Canal común
CAS Canal asociado
PLMN PSTN
Sistema #5
Sistema #6
Sistema #7
Sistema R1 PSTN Sistema R2
PSTN ISDN PLMN
PSTN etc.
Señalización de Acceso Señalización de línea de abonado – PSTN: es la señalización que se lleva a cabo entre el abonado y la central local y se realiza teniendo en cuenta: •Señales de cuelgue / descuelgue • Dígitos marcados • Tonos de información (marcación, ocupado, etc.) • Anuncios grabados • Señales de timbre Sistema de señalización de abonado digital: Es el sistema de señalización estándar usado en RDSI (ISDN) y también es conocido como “Sistema de señalización por canal D” La señalización por canal D solo esta definida para líneas digitales. Los protocolos de señalización están basados en las 3 primeras capas del modelo OSI, por lo tanto los mensajes de señalización son transferidos como paquetes de datos entre el terminal de usuario y la central local.
Señalización de Troncal Señalización por canal asociado (CAS): Este término indica que la transferencia de señales esta asociada de forma muy cercana con el canal de comunicación de voz. Es decir, la señalización y el tráfico de voz viajan por la misma ruta a través de la red. Una característica típica de estos sistemas es que la señalización de troncal se envía sobre un enlace PCM con 32 intervalos de tiempo, en el cual en el intervalo 16 va la información de señalización. La información enviada en el IT 16 (intervalo de tiempo 16) es llamada “señal de línea” y las señales enviadas en los canales de tráfico de voz se llaman “señales de registro”, cuya información es numérica es decir se refiere a las cifras del # B, del #A, categoría de los abonados, etc. Información que se encuentra almacenada en los registros de los equipos de control, de allí su nombre. Ejemplos de señalización de registro son el sistema de señalización No 5 (SSNº5), el sistema SSR1 y el sistema SSR2.
Señalización de Troncal Para los servicios de "onda portadora", como se conoce a los multiplexores analógicos (FDM), no es apropiada la señalización dentro de la banda del canal telefónico. Por lo tanto, se concibió la señalización fuera de banda con la frecuencia de 3825 Hz para Europa y 3700 Hz para USA. El SSR2 pertenece a este tipo de señalización. En el SSR2 la señal vocal y la señalización viajan por la misma vía pero en distinta banda, por ello no se interfieren y se puede efectuar el proceso de cómputo o tarifa del tiempo de comunicación mediante señales "hacia atrás". Se hace distinción entre el código de impulsos (ITU-T No.5 y R1), los de secuencia obligada (R2) y los de secuencia semiobligada: -El código de impulsos consiste en emitir las señales con un tiempo de duración determinado y sin esperar confirmación. -En la secuencia obligada el código se emite en forma permanente hasta recibir la respuesta hacia atrás. -Para emitir una nueva señal se espera la finalización de la señal hacia atrás. -En secuencia semiobligada no es necesario esperar el final de la respuesta para emitir una nueva señal hacia adelante.
Señalización de Troncal En sistemas como el No 5, R1 y R2, las señales se forman de tonos o combinación de tonos cuyas frecuencias están dentro de banda. Normalmente las centrales tienen equipos de señalización dedicados para el manejo de las señales de registro. En el sistema R2 se requieren dos tipos de equipo: transmisores y receptores de código. Puesto que la información en CAS se transmita mediante tonos, implica un gran número de limitaciones para el desarrollo de nuevos servicios debido a restricciones tales como restricción de la capacidades el numero de señales, procedimientos de señalización lentos y ningún tipo de flexibilidad para adoptar nuevos requerimientos de señalización.
Señalización de Troncal Señalización por canal común (CCS): Este término indica la utilización de un canal de datos común (enlace de señalización) el cual exclusivamente sirve como portador de toda la señalización requerida por un gran número de canales de voz. Paquete de datos
Central A
Central B
Terminal de señalización
Computador
Terminal de señalización Enlace de señalización
Computador
SS7, un concepto de señalización basado en paquetes de datos Este sistema fue normalizado por el CCITT en 1980 y le fue dado el nombre de sistema de señalización # 7 y estaba enfocado para redes de telecomunicaciones digitales nacionales e internacionales. La primera versión fue diseñada para datos y telefonía. Hoy en día SS7 es usada en muchos tipos de redes, sobre todo en PSTN, RDSI, PLMN e IN (redes inteligentes) en todo el mundo.
Diferencias entre CAS y CCS Las principales características que identifican a la señalización CCS frente a CAS son: • Tiempo de conexión menor. • Número de mensajes prácticamente ilimitados. • Flexibilidad para nuevos servicios. • Encaminamiento alternativo. • Corrección de errores mediante retransmisión de tramas. • La capa 2 utiliza un protocolo de corrección de error ARQ tipo go-back-N. • La capa 3 está prevista para mensajes en tiempo real de la red telefónica y es del tipo orientado sin-conexión.
Diferencias entre CAS y CCS Comparación de señalización CAS y CCS. Tipo de señalización
R2-digital
SS No7
Denominación
Asociada al Canal
Canal Común
Sigla identificatoria
CAS
SS7
Capacidad de señalización
64 kb/s
64 kb/s
Equivalencia en canales
30
1300
Red de señalización
rígida
flexible
Tipo de servicio
telefonía
cualquiera
Complejidad modelo OSI
capa 1
capa 1 a 4
Sistema de Señalización No. 7 SS7 es el estándar de la tecnología conocida como señalización de canal común (CCS, por sus siglas en inglés), que consiste en el uso de un canal diferente al canal de voz, destinado únicamente a la señalización. Esta separación permite que, por un lado, se tenga un canal que lleve la conversación y, por otro, un canal que contenga la señalización, de manera que ambos se lleven a cabo de manera independiente. Por este motivo, SS7 es un sistema de señalización fuera de banda que se caracteriza por la transmisión de paquetes de datos a alta velocidad y por la posibilidad de permitir la señalización entre diferentes elementos de la red, entre los cuales no se tiene una comunicación directa. Un modelo de señalización de canal común, como lo es SS7, permite que algunos de los nodos de la red puedan analizar las señales y, con base en éstas, llevar a cabo alguna acción determinada. Gracias a esto, SS7 ofrece importantes servicios para el usuario final, entre los que destacan el identificador de llamadas, los números gratuitos 1-800 y características de portabilidad del número telefónico. Además de todo lo que se ha comentado, SS7 permite que la señalización se lleve a cabo en todo momento, aún cuando no existan llamadas establecidas. Lo anterior pudiera ser útil para activar funciones especiales mediante algún código, sin la necesidad de establecer propiamente una llamada
Características de SS7 Las principales características de SS7 son: •Alta flexibilidad: puede ser empleado en diferentes servicios de telecomunicaciones •Alta capacidad: Un solo enlace de señalización soporta cientos de troncales •Alta velocidad: establecer una llamada a través de varias centrales toma menos de 1 segundo. •Alta confiabilidad: contienen poderosas funciones para eliminar problemas de la red de señalización. Un ejemplo es la posibilidad de escoger enlaces alternos para la señalización. •Economía: puede ser usado por un amplio rango de servicios de telecomunicaciones. Requiere menos hardware que los sistemas anteriores.
Componentes básicos de una red SS7 SP = 2-15 Central de transito
SL (Enlace de señalización)
MSU
SL
SP = 2-130 Punto de señalización (SP)
Código del punto de señalización (SPC)
Hasta 16 enlaces en paralelo
LS
MSU (Unidad de señalización de mensaje
Central local
Set de enlaces (LS)
ST (Terminal de señalización)
Central local
SP = 2-140
