MULTICANALIZADOR DE ACCESOS BASICOS PARA LA RED DIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS.
Resumen aprobado por: r
AIME SANCHEZ GARCIA. Director detesis.
La presente tesis describe el disefio y construccidn de un multicanalizador de accesos basicos para la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI). Este equipo cumple con la interfaz V.4 de la recomendacién Q.512 del CCITT, en la cual se describe la multicanalizacién estética de los canales de informacién, sefializacién y control de 12 accesos basicos dentro de un enlace digital de 2048 kbit/s.
E] disefio estd dividido en circuiterfa y programaci6on. La circuiterfa comprende el desarrollo de las secciones de control, conmutacién y temporizacién, asi como de las interfaces con el enlace digital y con los accesos basicos. La parte de control del sistema incluye una interfaz que permite manejar a éste desde una computadora personal del tipo IBM AT-386.
ASIC ACCESSES MULTIPLEEXER FOR
THE INTEGRATED SERVICES DIGITAL NETWORK.
Approved by: rectaeseauisics
IMSANCHEZGARCIA, M.Se.
Thesis Advisor
dissertation describes the design and development of a basic accesses
multiplexer for
i
Service Digiial Network (ISDN). This equipment fulfilis
with the V.4 interfa : in the CCITTQ.512 recommendation, which describes the static multiplexing os12‘teaic accesses inte a digital link of 2048 kbit/s.The present
The design is divided in hardware and software. The hardware includes the development of the control, switching and timing sections, as well as the interfaces with the digital link and the basic access. li also includes an interface wich allows the control system to be handled from an i8M-compatible AT-386 personal computer.
DR. FRANCISCO J. MENDIETA JIMENEZ.- Miembro del Comité
Pde Pwd
M.C. ARTURO ARVIZU MONDRAGON.- Miembro del Comité
+—_\=7—____—_—
DR. HECTOR ECHAVARRIA HERAS.- Miembro del Comité
M.C. MOISES CASTRO DELGADO.- DirectorDiv. Fisica Aplicada
DR. LUIS Ep ARDO,CALDERON AGUILERA.- Director Estudios de Posgrado
DIVISION DE FISICA APLICADA
DEPARTAMENTO DE ELECTRONICA Y
TELECOMUNICACIONES
MULTICANALIZADORDE ACCESOSBASICOS PARA LA
RED DIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS
TESIS
que para cubrir parcialmente los requisitos necesarios para
obtener el grado de MAESTRO EN CIENCIASpresenta:
MARTIN ROGELIO BUSTAMANTE BELLO
I. HT.
IV.
INTRODUCCION.
PRESENTACION DEL PROBLEMA. ANTECEDENTES BASICOS.
Ill.1 Tipos de interfaces en la RDSI.
11.2 Contiguracién de referencia para el acceso de usuario a la RDSI. Ul.2.1 Grupos funcionales.
1.2.2 Puntos de referencia.
UL3 Recomendacidn Q.512: Interfaces de las centrales RDSIpara el acceso del usuario.
TIL.3.1 Interfaz V.4.
1.4 Ubicacién del multicanalizador en la configuracién de referencia de la RDSI.
1.4.1 Funciones de operacién y mantenimiento.
U.4.1.1 Mandos y respuestas definidos para el canal CV1.
CIRCUITERIA.
IV.1 Tarjeta de interfaz, conmutacién y temporizaci6n. IV.1.1 Interfaz con la computadora personal. IV.1.2. Temporizacién del sistema.
IV.1.3. Conmutacién y control de los canales de informaci6n y control.
1V.1.3.1 Ducto ST.
1V.1.3.2 Matriz de conmutaci6n.
1V.2 Descripcidn de la tarjeta de enlace digital. IV.2.1 Enlace digital El.
IV.2.2. Acoplamiento de impedancia.
IV.3 Descripcién de la tarjeta de terminadores de linea (accesos bdsicos).
IV.3.1 Terminadordelinea.
IV.3.2. Seccidn de acoplamientoa la linea de transmisién. IV.3.3. Generacién de la temporizacién interna.
PROGRAMACION.
V.1 Inicializacién del multicanalizador. V.L1 Inicializacién del enlace digital.
V.1.1.1 Inicializacién del enlace digital El. V.1.2.1 Sincronizacion remota.
V1.2 Inicializacion de los terminadores de linea.
V.1.2.1 Deteccién de los terminadores de linea presentes en el multicanalizador.
V.1.2.2 Verificacién de los registros de estado de los terminadores de linea.
V.2 Habilitacion de la sefial de interrupcién. V.3. Operacién del multicanalizador.
V.3.1 Descripcion de la funci6n OPERACION.
V.3.1.1 Lectura y preparacién de los canales D de los terminadoresde linea.
V.3.1.2 Transmisién de los canales D hacia los terminadoresde linea.
V.3.1.3 Manejode los canales CV1.
V.3.1.3.1 Recuperacién de los canales Dy CV1 del enlace digital. V.3.1.3.2 Procesamiento de los canales
CVI.
V.3.1.4 Verificaci6n del estado de los terminadores de linea.
V3.5 Envio de los canales empaquetados. VI. PRUEBAS Y RESULTADOS.
VL1 Pruebaspreliminares. VI.2 ‘Pruebafinales.
V1.2.1 Recopilacidn de resultados.
VI.3 -Problemas encontrados durante el desarrollo y las pruebas del multicanalizador.
Vil. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. LITERATURA CITADA.
APENDICE A. GLOSARIO.
APENDICE B. ARCHIVOS DE PROGRAMACION DE LOS ARREGLOS
LOGICOS GENERICOS UTILIZADOS EN EL
MULTICANALIZADOR.
APENDICE C. DIAGRAMAS ELECTRICOS DEL
MULTICANALIZADOR.
APENDICE D. PROGRAMAS DESARROLLADOS PARA EL
MULTICANALIZADOR.
70
71
74
76 77 771 80 85 87
89 91 93 95
99
1 2 10 ll 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Arquitectura basica de la RDSL.
Configuraci6n de referencia de la RDSI. Ubicacién del multicanalizador.
Intercambio de informacién entre un acceso basico en el multicanalizadory el terminadorde central a través del canal CV 1. Composicién de los octetos de mando y respuesta.
Diagramaa bloques del multicanalizador.
Componentesdela tarjeta de interfaz, conmutacién y temporizaci6n. Descripcién del ducto ST.
Diagrama a bloques de la matriz de conmutacién. Diagramaa bloquesdela tarjeta de enlace digital. Diagramaa bloques del circuito MH89790.
Diagrama a bloques dela tarjeta de terminadoresde linea.
Diagramaa bloques del circuito MT8910.
Diagramaa bloques de la programdatica del multicanalizador.
Diagramaa bloques dela rutina de inicializacién del multicanalizador. Distribucién de los canales en los ductos ST compartidos por los terminadores de linea.
Esquemadel octeto de control enviado a los terminadoresde linea. Diagramaa bloques de la operacién del multicanalizador.
Composicién del octeto transmitido por los canales empaquetados. Diagramadeflujo del procesamiento de los canales CV1.
Diagrama de flujo de la subrutina de verificacién del estado de los terminadoresdelinea.
23. Diagrama de flujo del programa de transmisién de datos desde el TC 83 hacia algin TRI.
II Ii IV
Tipos de estructuras definidas para la interfaz de acceso primario. Localizacién de los canales B1, B2, D y CV1 enla interfaz V4. Codificaci6n de los mensajes transmitidos por el canal CV1. Tipo, nimeroy principal aplicacidn de los registros del MT8910.
I.- INTRODUCCION.
La comunicacién oral y escrita para la transmisi6n de informacién y experiencias ha sido una de las necesidades mds fuertes en los grupos sociales. Esta necesidad de
comunicarse fue satisfecha durante muchos afios por aparatos como el teléfono, el
telégrafo y la radio.
De todos estos sistemas, el que proporciona una comunicacién més directa,
bidireccional y, ademds, simultdnea es el teléfono, por lo que alrededor del mismo se desarroll6 una gran red. Posteriormente, esta red se utilizé también para satisfacer los requerimientos para la transmisién de datos entre, por ejemplo, computadoras ubicadas en
distintos sitios [Verma, 1990].
Sin embargo, el desarrollo de la tecnologia ha hecho crecer la cantidad de
informacién que se requiere transmitir, provocando que el ancho de banda de la linea
teléfonica (3.1 kHz) sea insuficiente para este fin.Estos mismos avances tecnolégicos también han hecho cambiar a la red teletdnica. Originalmente, ésta era de tipo analdgico pero, con el desarrollo de la tecnologia digital,
los sistemas de control y conmutacién de las centrales analégicas de la red telefonica han sido, paulatinamente, sustituidas por centrales que ejecutan las mismas funciones pero en
el dominio digital.
A la red telefénica que est4 surgiendo de estos cambios se le ha amado Red Digital
Integrada (RDI). En cella, a excepcidn de la linea del usuario, todos los sistemas son
prestan tales servicios, cl Comité Consultivo Internacional para Telegratia y Telefonfa
(CCITT) propuso Ia creacién de una red digital global de servicios de telecomunicaciones
llamada Red Digital de Servicios Integrados (RDSD.
La definicién que el CCITT hace de la RDSI esla siguiente:
“La RDSI es una red que procede por evolucién de una Red Digital Integrada y que facilita conexiones digitales extremo a extremopara proporcionar una amplia gama de servicios, tanto de voz comode otros tipos, y a la que sus usuarios ticnen acceso a través de un conjunto limitado de interfaces normalizadas".
La RDSIproveerd a sus usuarios de una conexién digital a través del par de cables que la actual red telef6nica tiene pero, para operar como unared global, necesitard que se satisfagan las siguientes condiciones:
a) La operaci6n efectiva de la Red Digital Integrada. b) La digitalizacién de la linea del usuario.
c) La utilizacién del Sistema de Sefializacién No. 7 (SS7) entre centrales telef6nicas.
d) El uso de protocolos de sefializacién especificos entre el usuario y la central. Una vez implantada, esta red ofrecerd mtltiples nuevos servicios al usuario a través
de unalinea digital [Sanchez et al, 1993].
Comoya se mencioné, la RDSI requiere, entre otros aspectos, de la digitalizacién de la linea del usuario; sin embargo, debido principalmente a la inversidén econémica requerida para realizar ésto, la RDSI ha visto retrasada su introducci6n en el mundo de las
RDSI de banda angosta.
Estos accesos normalizados son de dos tipos: el primero recibe el nombre deinterfaz
de acceso basico (AB) y fue creado para servir al abonado residencial comun
proporcionandole 3 canales digitales, 2 para el transporte de informacién y uno para
sefializacién; cl segundo de estos accesos recibe cl nombre de interfaz de acceso primario
(AP), el cual esta concebido para transportar cantidades mayores de datos (que provengan,
por ejemplo, de un conmutador privado), ya que esta interfaz se compone de hasta 30
canales de informacién y de un canal para sefializacidn.
Con estos dos tipos de accesos se pretende proporcionar una conexién digital al
usuario, siempre que éste se encuentre al alcance de una central RDSI. Cuando nosea éste
el caso, un multicanalizador o un concentrador RDSI podran proporcionar la conexién
digital a un determinado nimero de abonados en unalocalidad remota agrupdndolos en un
enlace digital de gran velocidad que sera entregado a una central RDSI en el extremo
opuesto.
Dentro de los planes de desarrollo que tienen las administraciones telef6nicas de
nuestro pais, esta contemplada la introduccién de la RDSI. Portal motivo, es necesario
contar con personal humano altamente capacitado asi como con sistemas disefiados y
desarrollados dentro de instituciones 0 empresas nacionales, todo lo cual nos permitira, en
a un total de 12 accesos bdsicos, para multicanalizar (y desmulticanalizar) todos los
canales propios de cada uno de ellos, hacia (y desde) un enlace digital de 2048 kbit/s, ademas de proveer al multicanalizador de un conjunto de canales de control, llamados CV1 (uno por cada acceso badsico), por medio de los cuales se transferirdén, entre una central RDSIy el multicanalizador, mandos para la operacién y el mantenimicnto de cada AB.
Basicamente, este proyecto esta apegado a la recomendacién Q.512 del CCITT
[CCITT, 1989a], en la cual se propone la multicanalizacién estatica de 12 accesos basicos
y se precisa en ella la ubicacién de los canales de informaci6n, sefializacién y control dentro de un enlace digital, tanto para la transmisién como para la recepcién de los mismos. Las funciones que realizara el multicanalizador pertenecen al grupo de operacién y mantenimiento, procesando informacién sélo de los canales de control para ejecutar acciones tales como activaciones (de la conexién con cada AB), desactivaciones y establecimiento de lazos de retorno para la verificacién de la calidad del canal, por ejemplo.
Por otra parte, para el desarrollo de sistemas experimentales, como es el presente caso, las computadoras personales actuales poseen una gran capacidad para soportar estas aplicaciones, pues el uso de lenguajes de alto nivel (C, Pascal, etc) y la utilizacién de frecuencias de trabajo que alcanzan los 66 MHz,las hacen idéneaspara estos usos.
Teniendo en cuenta lo anterior, para la realizacién concreta de este proyecto se establecieron las siguientes metas:
- Disefiar y construir la circuiterfa necesaria para controlar el multicanalizador
utilizando una computadora personal.
- Disefiar y construir la circuiterfa necesaria para incluir en el multicanalizador un
numero minimodeinterfaces de AB.
- Generar la programatica de incializacién y operacién del multicanalizador.
- Disefiar y construir la circuiterfa necesaria para simular un terminador de red (TR) con el objeto de efectuar pruebas las interfaces de AB del multicanalizador.
- Generarla programatica requerida por el TR.
- Generar la programAtica para simular la operacién de una central (Terminador de
Central -TC-) utilizando una tarjeta comercial lamada "ISDN Express Card".
- Generarla programatica necesaria para ejecutar pruebas con el multicanalizador. Por otro lado, teniendo como antecedente el uso de dispositivos de la compafifa MITEL Semiconductors, Inc. en otras aplicaciones para la RDSI, la utilizacién de tales componentes en este proyecto se hace natural, ya que esta compajiia ha desarrollado una serie de circuitos integrados que cumplen con algunas de las normas propuestas porel CCITT para el desarrollo de la RDSJ, tanto para el acceso bdsico-como para el acceso primario, siendo estos dispositivos muy poderosos, pues realizan numerosas funciones pero, por la misma raz6n, son complicados de entendery dificiles de utilizar.
En los parrafos siguientes se proporcionaré la teorfa basica necesaria para entender y ubicar al multicanalizador dentro de la arquitectura general de la RDSI para,
multiples servicios a wavés de una estructura normalizada, la cual también incluird la digitalizacién de la linea del usuario telef6nico; en particular, la RDSI de banda angosta deberd proveer:
- Soporte para aplicaciones de voz, audio y datos. - Soporte para conexiones en modocircuito. - Soporte para conexiones en modo paquete.
- Multiples servicios suplementarios proporcionadosporla red.
- Arquitectura de operacién en capas (de acuerdo al modelo de referencia OSI). Para alcanzar tal objetivo, el CCITT ha propuesto lo que sera la arquitectura bdsica de la RDSJ; en la figura 1 se muestra tal arquitectura, la cual esté basada en la recomendaci6n I.325 del CCITT [CCITT, 1989c].
CENTRAL RDSI
~ CONMUTACION
DE PAQUETES
CONMUTACION DE CIRCUITOS
EQUIPO CENTRAL
TERMINAL RDSI
SERVICIOS NO CONMUTADOS SENALIZACION
USUARIO-RED —
SENALIZACION POR
NS CANAL COMUN
EQUIPO
TERMINAL
SENALIZACION USUARIO,USUARIO
WA
IIL.1.- Tipos de interfaces en la RDSI.
Como ya se mencioné anteriormente, hay diferentes tipos de accesos a la RDSI, cada uno de los cuales esta dirigido a diferentes usuarios 0 a distintas aplicaciones.
Estos accesos digitales proporcionardn nuevos y diversos tipos de servicios; en cllos la RDSI ofrecera sefializacidn fuera de banda, en la cual la informacién de sefializacién y la informacion Util son transportadas en diferentes canales. Este esquema de operacién proveerd una mayorflexibilidad para el control y la operacién de los servicios que esta red proporcione.
En esta red, la informacién util (del usuario) de cualquier tipo (voz, datos, etc.) es transportada en un canal portador.
El canal portador basico de la RDSI de banda angosta es el llamado canal B,el cual tiene una velocidad nominal de 64 kbit/s y puede utilizarse para comunicaciones extremo a extremo en modo circuito o en modo paquete (ver glosario); una aplicacién tipica de este canal es para una comunicacidn de voz o de datos [Sanchezet al, 1993].
Existen otros canales portadores de mayor capacidad, llamados canales H, los cuales son equivalentes a un nimero determinado de canales B, siendo el canal HO de una velocidad de 384 kbit/s (6 canales B), el canal H11 de 1536 kbit/s (24 canales B) y el canal H12 (30 canales B); la utilizacidn tipica de estos canales es en videoconferencia, en donde se manejan tasas altas de transmisi6n y porello se requieren canales de mayorvelocidad.
puede operar a 16 6 a 64 kbit/s, seguin sea cl tipo de acceso al que pertenezca (acceso bdsico 0 acceso primario, respectivamente). E] canal D trabaja en modo mensaje (ver glosario) transmitiendo informacion en paquctes entre cl usuario y la red, pudiendo ser o no la central el destino final de estos paquetes, ya que la utilizacién del canal D no se limita a la sefializacién del abonado,pues este canal puede establecer una llamada en modo paquete y, cuando se ha realizado la conexidn, (esto es, se terminé de transmitir informacion de sefializacién), el usuario puede transmitir informacion hacia otro usuario, usandoeste medio.
Una vez establecidoslos tipos de canales (B, D, H) que existen en la RDSI de banda angosta, se procederé con la definicién de las interfaces que han sido normalizadas para esta red:
1) Interfaz de acceso basico (AB). La interfaz de acceso bdsico esta disefiada para soportar aplicaciones tales como comunicaciones de voz, datos y video a velocidades de hasta 128 kbit/s. Esta interfaz es la contraparte digital de la linea analdgica de 4 khz que actualmente proporcionanlas centrales telefénicas y consiste de 2 canales B y un canal D (2B + D) los cuales le dan al AB una velocidad neta de 144 kbit/s.
2) Interfaz de acceso primario (AP). La interfaz de acceso primario esta disefiada para satisfacer grandes requerimientos de trafico, tales como enlaces troncales para conmutadores privados, conexiones con concentradores RDSI y/o enlaces con redes locales de computadoras.
muestran las posibles estructuras para esta interfaz. Formalmente, una linca fisica que mancje la velocidad de 2048 kbit/s recibe el nombre de enlace o troncal digital CEPT (ver glosario), por su origen europeo; sin embargo, en la jerarquia digital de los enlaces entre centrales, cl primero de ellos recibe el nombre de El y tiene la velocidad antes mencionada.
Tabla I. Tipos de estructuras definidas para la interfaz de acceso
primario.
TIPO DE CANAL VELOCIDAD DE LA INTERFAZ DE ACCESO
PRIMARIO
2048 kbit/s 1544 kbit/s
CANALESB 30B+D 23B+D
30B* 24B*
CANALES HO 5HO+D 3HO+D
5 HO * 4HO*
CANALES H1 H12+D
-Hi2* H11*
ESTRUCTURAS nB+mHO+D nB+mH0+D
MIXTAS
nB +m HO * nB+m HO0*
Existe otra interfaz, correspondiente a lo que se denomina RSI de Banda Ancha;
esta interfaz ofrece velocidades de comunicacién mucho masaltas (hasta 155 Mbit/s) para
aplicaciones que requieren un gran ancho de banda, como Io son el video,la televisién de
alta definicién y los servicios orientados a graficas.
La técnica utilizada en laRDSI de banda anchaest4 relacionada con Ja transmisién
de pequefios paquetes de 53 octctos de longitud, a una gran velocidad, utilizando
sefializacién dentro de banda; a esta técnica de comunicacién se le denomina Modo de
Transferencia Asincrénica (ATM).
La RDSI de banda anchaatin esté en desarrollo y, para su implantacién, se requiere del desarrollo de una red completa de fibra 6ptica, por lo que atin transcurrird algin tiempo
antes de que esté disponible en elpais.
Las interfaces antes mencionadas para la RDSI proveen un modoestructurado para la
transmisiOnde lasefializacién y la informacién del usuario entre la red y el abonado;estas
interfaces estén soportadas por lo que el CCITT denomin6 configuracion de referencia
para el acceso del usuario a la RDSI, \a cual se mencionaen el parrafo siguiente.
III.2.- Configuracién de referencia para el acceso del usuario a la RDSI.
Las interfaces especificadas para la RDSI de banda angosta estén basadas en la
premisa del desarrollo de ésta como unared digital internacional de comunicaciones capaz
de habilitar a una terminal dada para utilizar cualquier servicio de telecomunicaciones y
discfados especificamente para csta red como para los ya existentes. En la figura 2. se muestra esta configuraci6n.
S/T ET1
s T U ¥
ET1 TR2 TR1 TL Tc
s
R
ET 2 AT
ET 1 - Equipo Terminal tipo 1 —+— Punio de referencia ET 2 - Equipo Terminal tipo 2 . AT - Adapiador de Terminal
(2) Grupo funcional TR 1 - Terminador de Red tipo 1 TR - Terminador de Red tipo 2
TL - Terminador de Linea TC - Terminador de Central
Figura 2. Configuracién de referencia de la RDSI.
La configuracién de referencia de la RDSI se divide en bloques -llamados grupos funcionales- que ejecutan un determinado ntimero de. acciones especificas para el
establecimiento, desarrollo y liberacién de una llamada.
Estos grupos funcionales estén separadosentre si por limites denominados puntos de
referencia, los cuales establecen interfaces bien definidas.
IL.2.1.- Grupos funcionales.
Los grupos funcionales establecidos para la configuracién de referencia de la RDSI,
Equipo Terminal (ET): provee funciones tales como la interfaz con cl usuario y cl mancjo de protocolos [CCITT, 1989c]. Este equipo esta en contacto directo con cl usuario y es, por ejemplo, un teléfono, una computadora, un fax, etc. Hay dos tipos de equipos terminales especificados: ET] y ET2.
Equipo Terminal | (ET1): cumple conlas funciones especificadas por la RDSI para el grupo funcional ET [CCITT, 1989c]. Estos equipos pueden proporcionar la interconexién con la RDSI utilizando directamente los canales de datos y scfializacién que esta red ofrece. Ejemplos tipicos de estos equipos son las terminales RDSI de voz y datos.
Equipo Terminal 2 (ET2): Equipo que no es compatible con las normas de la RDSI y que requiere de un adaptador de terminal para interconectarse a esta red. Ejemplo de estos equipos son los dispositivos actuales de comunicacién que cumplen con las normas V.24 (RS-232), X&.25, X.21, etc.
Adaptador de Terminal (AT): Los Adaptadores de Terminal permiten conectar a la RDSI un equipo no compatible con la misma. Los AT deben acoplarlas caracteristicas funcionales de un ET2 conlas especificaciones requeridas en los puntos de referencia S 6 T, respecto a la conexiénfisica, la sefializacion, la velocidad de transmisién,etc.
Terminador de Red 2 (TR2): Este grupo funcional puede ejecutar funciones de conmutacién, concentracién y multicanalizacién [CCITT, 1989c]. El TR2 realiza estas funciones en las instalaciones del abonado. Un ejemplo de este tipo de equipo es un conmutadorprivado (PBX).
red, comolo son un multicanalizador 0 un concentrador RDSI. Dado que este equipo sc encuentra cn la central, proporciona la temporizacion y la alimentacién al TR1 ubicadoen las instalaciones del usuario.
Terminador de Central (TC): Equipo ubicado en la central RDSI y que efectia operaciones como el manejo de protocolos, la conmutacién de canales y paquetes y otras funciones mas, asociadas con las operaciones que realiza la red; este es el punto extremo del acceso del usuario a la RDSI [CCITT, 1989d].
IiI.2.2.- Puntos de referencia.
A los puntos conceptuales que se ubican en medio de dos grupos funcionales se les conoce como puntos de referencia; en una cierta configuracién especifica del acceso de usuario, los puntos de referencia pueden correspondera una interfaz fisica entre 2 equipos, o bien, pueden existir configuraciones en las que los puntos de referencia sdlo sean puntos virtuales ya que estan contenidos internamente en el equipo del usuario [CCITT, 1989c].
Los puntos de referencia que estan presentes en la configuracién de referencia son los siguientes (ver figura 2):
Punto de Referencia R: Este punto representa la interfaz entre un equipo no compatible con la RDSI y el equipo adaptador. Las interfaces fisicas que presentan actualmente las redes y/o los dispositivos existentes para la conexidn de equipos convencionales estén presentes en este lugar.
Punto de Referencia T: Este es el punto correspondiente a la divisién entre el equipo del usuario y el equipo de transmisién de linea provisto porla red.
Punto de Referencia U: Este punto correspondea la linea de transmisién digital entre el equipoinstaladoen el local del usuario (TR1) y el equipo localizado en la red (TL). En este punto se realiza la transmisi6n bidireccional simultanea, a dos hilos, de las scfiales de informaciény sefializacién entre el usuarioy la red.
Punto de Referencia V: Este punto de referencia representa la separacién entre las funciones de transmisién (funciones de caracter fisico) y las funciones de conmutaci6én y procesamiento (funciones de caracter légico) en la central RDSI.
Esta configuracién de referencia pretende normalizar el acceso a la RDSI, sin embargo, dado el amplio esquema de usuarios telef6nicos que existiré, el CCITT ha propuesto otros esquemas de acceso para las centrales de esta red, los cuales, conservando la configuracién de referencia, permitiran conectar usuarios que estén ubicados en areas no cubiertas por una central 0 usuarios que conserven su linea de acceso a la central en forma analégica; tal es la finalidad de la recomendacién Q.512 [CCITT, 1989a] que a continuacién se detalla.
II.3.- Recomendacién Q.512: Interfaces de las centrales RDSI para el
acceso del usuario.
La recomendacién Q.512 del CCITT define diferentes interfaces para las centrales RDSI,a través de las cuales los usuarios se conectaran a ellas.
Las interfaces de la central para los accesos del usuario estan definidas para el punto de referencia V, el cual marca el Ifmite entre cl terminadorde central (TC) y el terminador de linea (TL), como se puede observaren la figura 2.
Estas interfaces estén definidas con el propésito de proporcionar una mayor flexibilidad en el desarrollo de centrales digitales 0 de configuraci6n mixta (digitales/ andlogicas) para redes analdgicas, redes digitales integradas (RDI) y para la RDSI [CCITT, 1989a].
En la recomendacién Q.512 estan descritas 4 interfaces digitales V y una interfaz analégica Z, las cuales seran mencionadasa continuaci6n:
Interfaz V1: Esta interfaz interconecta un acceso bdsico (2B + D) con la central RDSI. Las recomendaciones que estén relacionadas con esta interfaz son las G.960, G.961 (CCITT, 1989e] y la 1.603 [CCITT, 1989b].
Interfaz V2: Esta es una interfaz digital genérica que interconecta cualquier tipo de acceso, analégico o digital (o una combinacién de ellos) a una central genérica. Esta interfaz no est4 estructurada de acuerdo a los principios de la RDSI y,porlo tanto, no esta sujeta a recomendacionespor parte del CCITT.
Interfaz V3: La interfaz V3 es una interfaz digital utilizada para conectar un acceso primario con una central RDSI. Esta interfaz tiene relacionadas las siguientes recomendaciones: G.703, G.704, G.705 [CCITT, 1989d] e 1.604 [CCITT, 1989b].
Interfaz Z: Esta interfaz proporciona acceso a una linea andlogica de usuario hacia
una central RDSI y tiene relacionadas las recomendaciones Q.551, Q.552, Q.553 y Q.554; sin embargo, no esta bajo una completa normalizacién por parte del CCITT, correspondiendo su desarrollo a los proveedores localesdel servicio telefénico.
TII.3.1.- Interfaz V4.
La interfaz V4 de la recomendacién Q.512 constituye la base de este trabajo; esta
interfaz tiene definidaslas siguientes caracteristicas funcionales:
- Deberd proveer la transmisién bidireccional de los canales B1, B2, D y CV1. Los
tres primeros corresponden a los canales de informacién y de sefializacién de cada acceso basico, mientras que el canal CV1 es un canal de 16 kbit/s que proporciona la capacidad de
transportar, entre la central y el multicanalizador, mandos de operacién y mantenimiento para cada AB.
- Debera proporcionar la informacién de temporizacién necesaria para la
sincronizaci6n de trama y de bit conel usuario.
Como ya se mencioné anteriormente, el multicanalizador manejard un nimero
especifico de accesos basicos; para el caso de un enlace digital El este ntimero
corresponde a 12, estando en estudio el caso de una multicanalizacion estatica en un enlace digital T1 de 1544 kbit/s.
Los canales B1, B2, D y CV1 correspondientes a estos 12 accesos bdsicos son
multicanalizados de una manerafija en el enlace digital El, utilizindose 24 canales para los canales B1 y B2 y 6 canales para los canales D y CV1 de los 12 accesos bdsicos. Los
La multicanalizacién se realiza de tal forma que quedan ocupados 5 ranuras contiguas con los canales B, D y CVI de 2 accesos basicos. En la tabla II se muestra la colocacién de los canales en el enlace digital E1.
Tabla II. Localizacién de los canales B1, B2, D y CV1en Ia interfaz V4.
No. de canal ntenido
0 Sefial de alineamiento de trama/ indicacién de aremot
1 1
2 B2,1
B2,2
15 B2
1 B2.
Bl B2
1 B2
31 11, CVi11, D12.
Bli Canal BI del acceso basicoi (1 <i $12)
El multicanalizador no efectia operacién alguna en los canales D, trasfiriéndolos transparentemente desde cl enlace digital hacia los accesos basicos; porello, no realiza los procedimientos que estén definidos en las recomendaciones Q.921 y Q.931 del CCITT para la sefializacién sobre el canal D [CCITT, 1989c].
Debido a la caracteristica antes mencionada, este sistema es no bloqueable en lo referente al servicio que presta a los AB, contrario a lo que sucede, por ejemplo, en un concentrador, el cual es bloqueable debido al procesamiento que efecttia en el canal D. Esto es muy importante cuandose trata de ofrecer servicios a usuarios que presentan gran volumendetrdfico.
III.4.- Ubicacién del multicanalizador en la configuracién de referencia
de la RDSI.
En la figura 3. se muestra la posicién del multicanalizador en la configuracién de referencia de la RDSI [CCITT, 1989c].
El multicanalizador se encuentra entre el punto de referencia U correspondiente a la linea del abonadoy el punto de referencia V4; cuenta con 12 terminadores de linea (TLs) que interacttian con sus respectivos terminadores de red (TR1s) en el lado del usuario, a través del punto de referencia U. Debido a que incluye los TLs, el multicanalizador contendra internamente el punto de referencia V1 de cada acceso basico que atiende (CCITT, 1989b,c]. Por tal razén, los ABs conectados al multicanalizador observaran las mismas normas que los que son conectados directamente a una central RDSI.
En el aspecto funcional, las acciones que el multicanalizador realiza pueden ser distribuidas en 4 grupos, que son:
ST CENTRAL
ET 1 ns
RDSI
ET1 tr2}2—17r1 el ia
ET2|eI+ aT 1 ° : _4 gd
_il
pe
s/t
a
:
ET1 oo. MULTICANALIZADOR
s : :
ET1 me2{4—] tr1 u 1 mw =f
ET2/;<] ar 1 °
rT
:
|4
v4:
: 7 fe
ET 1 - Equipe Terminal tipo 1 :
ET 2- Equipo Terminal tipo 2
:
=
AT - Adaptador de Terminal i 2 :
TR TersnaiedeRelipel ete
TR 2- Terminador de Redtipo 2 MULTICANALIZADOR TL - Terminador de Linea —— Punto de referencia
TC -Terminadorde Central ([—] Grupo funcional
Figura 3. Ubicacion del multicanalizador.
- Funciones de mantenimiento.
- Funciones de conmutacién de canales.
Las funciones de control y mantenimiento del multicanalizador se establecen en
diferentes recomendaciones, incluyendo la rec. Q.512; tales funciones son descritas en la
seccién siguiente.
III.4.1.- Funciones de operacién y mantenimiento.
Se han emitido una serie de recomendaciones que dictan las acciones que el
multicanalizador realizara sobre el enlace digital El y sobre los accesos bdsicos como
consecuencia de los mensajes intercambiados con la central a través de los canales CV1;
las funciones de operacién y mantenimiento del enlace digital estén descritas en las
Las caracteristicas que debe cumplir el enlace digital son descritas cn las normas G.703, G.704, G.705 y G.706 [CCITT, 1989d]; estas recomendaciones especifican cl tipo de codificacién de linea, los algoritmos de insercién y deteccién de patrones de sincronizacién, asf comola sefializacién por canal asociado o canal comtn,si se presenta el caso.
La informaci6n para el control y el mantenimiento del enlace digital EJ se realiza en los canales 0 y 16 de este enlace; cn el canal 0 se ejecutan los algoritmos de sincronizacién y en el canal 16 se efecttia la transmisi6n de una funcioén opcional de sincronizaci6n asi comola transmisi6n de la sefializacién de los canales de informacién (canales 1 al 15 y 17 al 30).
En el caso del multicanalizador, el canal 16 no es utilizado, como puede observarse en la tabla II, por lo que sdlo se utiliza el canal 0 para la sincronizacién del enlace digital, asi comoparala transmisién de alarmaslocales y remotas.
Algunas de las funciones del multicanalizador consisten en la deteccién e interpretacién de mandosa través de los canales CV1, asi como su ejecucién y el envio de mensaje de respuesta, utilizando también los canales CV1.
En lo que respecta a las operaciones que debe efectuarel multicanalizador sobre los accesos bAsicos, éstas estén definidas en la recomendacién 1.605 y en las relacionadas con la interfaz V1 (ver seccién IIL.3).
En las recomendaciones [.605 y G.690 se mencionan los mandos y respuestas que debe transportar el canal CV1; algunos de éstos estan relacionados con los procedimientos de activacién y desactivacién, el reporte defallas, etc. En la siguiente seccién se describen los mandosy respuestas definidos.
CENTRAL
Jeet cmcttuaranaauss aewsaormaneRESS , RDSI
U: VA— :
aK TR1-4KY
Th
FG
CcVi1
:
_|
inna
va
Tc
—
iT
ENLACE
ove
_
DIGITAL
_
T
U
v1
SH TR1i-G-Y)
Ta
Fe
c¥1
MULTICANALIZADOR
Figura 4. Intercambio de informacion entre un acceso basico en el multicanalizador y el terminador de central a través del canal CV1.
III.4.1.1.- Mandosy respuestas definidos para el canal CV1.
Enesta seccién se definirdn los mandos que pueden ser enviadosporla central hacia
el multicanalizador, asf como las posibles respuestas que éste transmitira al recibir y ejecutar cada uno de ellos.
La central RDSI podra enviar al multicanalizadorlos siguientes mandos:
1) Requerimiento de activacién de la comunicacién con la linea del usuario. Este
mandorecibe el nombre de FEy sirve para activarla linea de interconexién entre un TL yun TRI.
2) Requerimiento de desactivacién de la comunicacién con el usuario. Este mando, llamado FES, desactiva la comunicacién en la linea de abonado y remueve cualquier lazo
de retorno que estuviera activo.
3) Requerimiento de activacién del lazo de retorno 1. Este mando, denominado FE9,
4) Requerimiento de activacién de la seccién digital del usuario. Este mando recibe
el nombre de FEL! y es similar al FE].
El multicanalizador Ie podra enviara la central las siguientes respuestas:
1) Linea de comunicacién conel usuario activa 0 lazo de retorno establecido. Cuando
la central envie un FE] 0 un FE9, el multicanalizador transmitira una respuesta, que es llamada FE4, en caso de tener €xito.
2) Linea de comunicacién con el usuario 0 lazo de retorno inactivos. Si la central transmite una desactivacién (FES), la respuesta enviada por el multicanalizador cuando se tiene éxito recibe el nombre de FE6.
3) Seccién digital activa. Esta es la respuesta al mando FE11 cuando se ejecuta
correctamente y recibe el nombre de FE3.
4) Indicacién de error. Esta respuesta es enviada a la central cuando se recibe erréneamente un mando de operacidn o cuando nose ejecuta correctamente cualquiera de
los mandos enviadosporla central. Recibe el nombre de FE7.
Cabe aclarar que no esta especificada en las recomendaciones la codificacién que deben tener los mandos y las respuestas mencionadas, por lo que se les codificé de una manerapropia, tal y como se muestraen la figura 5 y en la tabla II.
Estos octetos contienen: una bandera de inicio, que proporciona la indicacién de que se estd transfiriendo un mando o unarespuesta; el cédigo correspondiente al FEn transmitido; un bit de paridad para equilibrar el nimero de unospresentes en el octeto y un
NUMERO
DE BITB7
Be | BS
Ba
BG
B2 | Bl
Bo |
|
i 0 x x x Xx P 1
+ t ———4 BANDERA CODIGO DEL FEn BITDE_ BIT DE
DE INICIO PARIDAD CIERRE
1 BANDERA DE CIERRE
Figura 5. Composicién de los octetos de mandoy respuesta. Tabla III. Codificacion de los mensajes transmitidos por el canal CV1.
MANDO CODIFICACION
HEXADECIMAL
BEI 87 (1000 0111)
FE3 8D (1000 1101)
FE4 93 (1001 0011)
FES 95 (1001 0101)
FE6 99 (1001 1001)
—]
FE7 OF (1001 1111)
FED. AS (1010 0101)
FEI1 AF (1010 1111)
- Proporcionar al multicanalizador y a la central la capacidad de deteccién de informacion Util a través de los canales CV1.
- Dejar abierta la posibilidad de incrementar el numero de mandos y respuestas mancjados por ambossistemas, ya queal utilizar s6lo 4 mensajes de los 16 posibles (4 bits proporcionan 16 opciones), se pueden crear y codificar otros mensajes mas.
IV.- CURCUITERIA.
Las funciones que realiza cl multicanalizador comprenden la operacién de los terminadores de linea (TLs), la operaciédn del enlace digital El (interfaz V4), la conmutaci6n y/o la manipulacién de los canales de 16 y de 64 kbit/s que pasan travésdel equipo, asi comola generacién de la temporizacién necesaria para cl sistema.
Por cuestiones prdcticas, en el discfio del multicanalizador estas funciones se agruparon en bloques que ejecutan acciones especificas; asi, las funciones de los TLs las ejecuta un grupo de dispositivos que se encuentran en ciertas tarjetas, las funciones que corresponden al enlace digital se realizan en otra y las de conmutacién, control y temporizaci6n, en una tarjeta mds; la circuiterfa adicional necesaria para la interconexién de los bloques antes mencionados ocupaotras 2 tarjetas.
Enla figura 6 se muestran los bloques que constituyen el multicanalizador, asf como los grupos operacionales que, dentro de una (0 més)tarjeta(s), ejecutan las acciones antes mencionadas.
Los bloques denominados terminadores de lfnea (TLs) interaccionan directamente con (hasta) 12 terminadores de red (TR1s) en las instalaciones del usuario, correspondiéndole a cada TL sdlo un TR1. Para propdésitos practicos, estos bloques estén divididos, a su vez, en 4 conjuntos de 3 TLs cada uno.
El bloque de temporizacién del multicanalizador lo constituyen los dispositivos que le proporcionanal sistemalas sefiales del reloj necesarias para operar.
TEMP ORIZACION
DEL SISTEMA Fo oveteentsereeees.
b : PUNTO DE
+ REFERENCIA
L é va
>: ENLACE xX x+
a :? DIGITAL :
»| CONMUTACION Y CONTROL El XA
: DE LOS CANALES DE 2048 khitis| : CABLE
DATOS Y OPERACION : COAXIAL O
PAR
7 Foees wi TRENZADO
I i (4 HILOS)
INTERFAZ CON LA COMPUTADORA PERSONAL
PT GRUPO DE FUNCIONES COMPUTADORA
.... SIMILARES O UNICAS PERSONAL
Figura 6. Diagrama a bloques del multicanalizador.
ejecucién de los mandosrecibidos de la central y la vigilancia del estado de cada uno de los TLs mediante el intercambio de datos a través de un ducto interno de comunicacién serializada Ilamado ducto ST [Mitel, 1991], el cual se describird en la secci6n IV.1.3.1.
La computadora personal (CP) del sistema interactia directamente con el bloque de conmutacién y control por medio de una interfaz adecuada para la trasferencia de sefiales de direccién, datos y control. La CP también proporcionalos voltajes de polarizacién para la operacién de este equipo. Para controlar el multicanalizador, se utiliz6 una computadora compatible con IBM-AT, con un microprocesador 80386 a 33 MHz y con la versién 5.0 del sistema operativo MS-DOS.
Enlas secciones siguicntes sce detallaré el esquema que se disefié para el desarrollo
de! multicanalizador.
{V.1.- Tarjeta de interfaz, conmutacién y temporizacién.
En la figura 7 se muestran los bloques del multicanalizador correspondientes a la parte de conmutaci6n y control de canales, generacién delas sefiales de temporizaci6n,asi
comola interfaz con el ducto ISA de una computadora personal; todos estos bloques se encuentran fisicamente en una solatarjeta.
CONECTOR DB25
ent
puctos st
raates pe neias
eeOSCILADOR
; LOCAL
MATRIZ DE CONMUTACION
ESPACIO-TEMPORAL S116 Feltz]
MT8980
—
LIMEAS DE
ALIMENTACION —
DEL DUCTO ISA SELeccion ||—
INTERMA DE LINEAS SeRALES INTERAE
SELECTORES DE TARIETH PIECEnee DE CONTROL LNEAS
_ INTERNAS
DIRECCION BASE INTELNA
U i fe GENERATOR DE LAS =
SEAALES INTERNAS
DEconIFIcaDoR {L_, REFORZADOR DE CONTROL eeeag
DE DIRECCIONES DE DIRECCIONES GAL 16V8A CASae
LIMEAS DE UBEAS DE SEES) pete es CONTROL DEL DATO? DEL
LINEAS DE DIRECCIONES@= DEL DUCTO IgA DUCTONSA— PUCTO ISArm
DUCTOISA
Figura 7. Componentes de la tarjeta de interfaz, conmutacién y temporizacién.
computadora personal (ducto ISA) y con cl conector DB25; es a través de este conector
que sc realiza la interconcxidn con los otros bloques del sistema para provecrlos de sefiales
de control, informacién y de voltajes de polarizacién.
IV.1.1.- Interfaz con la computadorapersonal.
La parte correspondiente a la interfaz con la computadora personal lo componen 4 dispositivos que realizan la seleccién del sistema, la transferencia de datos y direcciones y
la generaciény/o el acondicionamiento delas sefiales de control entre el ducto de la CP y el bloque de conmutacién y control.
El circuito integrado (ci) 748521 efectia la operacién de seleccién del sistema al
efectuar la comparacién entre las direcciones SAS, SA6, SA7, SA8 y SA9 y las que
manualmente pueden escogerse de un banco de interruptores. La direccién base de esta
tarjeta puede elegirse entre la OOOOH y la O3EOH, siendo posible direccionar hasta 32 registros diferentes en los periféricos (5 bits disponibles). La sefial que genera este ci
(seleccién, SELN) se utiliza para habilitar el paso de direcciones, la transferencia
bidireccional de datos y la generacién de sefiales de control vdlidas para el bloque de conmutaci6n y control.
El ci 74LS365 permite el paso unidireccional de 6 lineas de direccién (SAO, SAI,
SA2, SA3, SA4, SAS) cuando se activa la sefial SELN. Internamente, las direcciones
reciben el nombre de DIO, DI1,DI2,DI3,DI4 y DIS.
El ci GALI6V8A es un dispositivo lamado Arreglo Légico Genérico (ALG), que
puede ser programado para generar una salida 0 varias que sean el resultado de una
ecuacién booleana en la cual pueden intervenir una o todas (inclusive) las sefiales de
entrada que se apliquen al dispositivo. Esta sefial de salida puede ser asincrénica 0 puede
El apéndice B contiene el listado correspondiente a la programacion del GALI6V8A
que se utiliz6 en este bloque; ahi se encuentran las ecuaciones y los nombres definidos para
las entradas y salidas de este dispositivo. El listado se denomina GALI.
Este ci genera’ las sefales de lectura-negada/escritura (LN/E),
lectura/escritura-negada (L/EN), dato disponible (DE), seguro (SEGURO), canal de
entrada/salida listo (OCHRDY), inicializacién (INIC) e interrupcién (IRQ). Una breve
descripcién del uso de estas sefiales se da a continuaci6n.
La sefial de canal de entrada/salida listo es validada porla sefial de seleccién (SELN).
Esta sefial es util para provocar tiempo de espera en el microprocesador cuando €sto sea
necesario; esta sefial es activa enalto.
Otras sefiales que recibe el ci GAL16V8A corresponden a lectura (IORN), escritura
(IOWN),inicializacién (RESETDRV), reloj (CLK) y direccién 13 (SA13), que provienen
del ducto ISA de la CP, asf como la interrupcién (INT) y dato listo (DTAN), que son
proporcionadasporel bloque de temporizacién y conmutaci6n, respectivamente.
A partir de estas sefiales de entrada, el circuito genera las sefiales de salida antes
mencionadas (LN/E,L/EN, etc).
La sefial de habilitacién de interrupcién (SEGURO) se genera y trabaja de una
manera especial, ya que al efectuar una escritura (OWN) a una direccién valida para el
sistema(al habilitar SELN) y en la cual SA13 sea igual a 1, se amarrara un 1 légico dentro
del dispositivo y ésto pondra en | esta sefial de salida (lamada SEGURO), habilitando el
pasode la sefial de interrupcién (INT); para liberar esta sefial (ponerla a un 0 légico), debe
efectuarse una lecturaTORN) bajo las mismas condiciones (direccién valida y SA13 igual
a 1). La interrupcién que se utilizaré puede ser elegida en un banco de interruptores (1 de
El ci 74L8245 es un dispositivo transceptor que controla el flujo bidireccional de datos entre el ducto ISA y el blogue de conmutacién y control, permitiendo el paso de informaci6n en un senudo u otro Gnicamente cuando es valida la sefial de seleccién y la
sefial de control de lectura/escritura (LN/E)esta activa (activa para lectura en (), activa para
escritura en 1), siendo generada esta ultima por el ci GAL16V8A. Dependiendo de la operaci6n que se realice (lectura 0 escritura), serd la direccién que tomenlos datos en el transceptor.
IV.1.2.- Temporizacion del sistema.
Las sefiales de reloj las proporciona el ci MT8941 [Mitel, 1991], el cual es un dispositivo digital con 2 circuitos de amarre de fase internos que generan las sefiales de tiempo necesarias para la operacién de algunos dispositivos del multicanalizador (especificamente, los de la compajfifa Mitel). Este circuito es capaz de proporcionar las
sefiales de tiempo requeridas por los enlaces digitales El (2048 kHz) y Tl (1544 kHz) mencionadosen el capitulo II; en nuestrocasose utiliza el primero de ellos.
Este componente generalas sefiales de reloj a partir de un cristal de 16.384 MHz 0 de 12.355 MHz. Si el dispositivo recibe una frecuencia base de 16.384 MHz efectuara una serie de divisiones para proporcionar las frecuencias de trabajo de 4096 kHz (C4), 2048 kHz (C2, CV), 1544 kHz (CV) y 8 kHz (/FO), asi como los complementos de las
frecuencias de 4096 kHz (/C4) y 2048 kHz (/C2); estas sefiales estan retardadas 1/2
Los modosprincipales de operacién de este dispositivo son:
a) Modo normal: En este modo proporciona las scfiales compatibles con el ducto ST,
las cuales esidn amarradas a una scfial externa de sincronfa de 8 kHz; requiere un oscilador
local de 16.384 MHzpara generarlassefiales de tiempo.
b) Modolibre: En este modo proporciona las sefiales de tiempo compatibles conel
ducto ST sin unasefial externa de sincronia, solo requiere el oscilador local para generar
las temporizaciones.
c) Reloj 1: Este modo proporcionalas sefiales de tiempo compatibles con el ducto ST
amarradas a unasefial de sincronfa interna, la cual es generada desde una sefial externa de
1544 kHz; utiliza un oscilador local para la generacién de las temporizaciones usuales
(/FO,C2,etc.).
d) Reloj 2: Este modo proveelas sefiales de tiempo compatibles con el ducto ST
amarradas a una sefial de sincronia interna, la cual es generada desde unasefial externa de
2048 kHz; utiliza un oscilador local para la generacién de las temporizaciones
mencionadasanteriormente.
El multicanalizador es un equipo que atiende accesos basicos pero que, a su vez,
depende de una central RDSI a la cual entrega (y de la cual recibe) informacién a través
del enlace digital E1; para el correcto funcionamiento de este sistema, esto es, para tener
una baja tasa de error en la transferencia de informacidn entre ambos sistemas, el
multicanalizador debe sincronizarse con la central. Esto se logra al poner el MT8941 en el
modo normal de operacién (programable por medio de un grupo de interruptores presentes
en esta tarjeta) y proporcionandole unasefial de sincronia de 8kHz quela tarjeta de enlace
De esta forma el MT8941 se amarra (enclava) conla sefial de sincronfa que recibe y
ajusta las temporizaciones que genera a esta sefal. En el diagrama | (apéndice C) se
pueden observara detalle las conexionesrealizadas.
Comoya se afirm6 anteriormente, el correcto funcionamiento de multicanalizador
depende en buena medida de que los relojes gencrados estén sincronizados conlas sefiales
de tiempo que se reciben desde la central; este fue un punto muy importante enel disefio,
la operacién y las pruebas del multicanalizador.
IV.1.3.- Conmutacién y control de los canales de informacién y
operacion.
Las funciones bdsicas del multicanalizador son de 2 tipos: la conmutacién de canales
de informacién y el control de los dispositivos asociados a los terminadores de linea y al
enlace digital.
Estas funciones se realizan, directa o indirectamente, en esta seccién del
multicanalizador, ya que aqui se efecttia tanto la conmutacién de los canales de
informacién comola escritura y la lectura de mensajesde control.
Para explicar de manera mas precisa su funcionamiento, esta seccién se dividird en
dos partes: la primera de ellas realiza la conmutacién de los canales que s6lo transitan por
el multicanalizador entre el enlace digital y los terminadores de linea (canales B y D) y la
segunda parte se encarga de enviar mandos de control y recibir informacién de estado,
hacia y desde los dispositivos que componenel sistema.
Es posible realizar ambas funcionesen el dispositivo MT8980 [Mitel, 1991], el cual
es una matriz digital de conmutaci6n espacio-temporal, con capacidad de manejar hasta
256 canales de 64 kbit/s; este dispositivo tiene 8 ductos de comunicacién serializada de
entrada y 8 de salida; cada ducto tiene una velocidad de 2048 kbit/s y se le denomina
relacionados con la RDSI puedan intercambiar informacién de control u operacién. A
continuacién se da una descripcién mas completa de este dispositivo, asi como del ductoST.
IV.1.3.1.- Ducto ST.
E] ducto ST es una interfaz de comunicaciénentre los componentes de la compafiia Mitel; éste es un ducto de comunicacién serializada sincr6nica para el transporte de
informacién digital; la velocidad de los datos en el ducto ST es de 2048 kbit/s; este flujo de
datos es dividido en tramas (marcos o bloques de informacién), teniendo cada trama un
periodo de 125 1s; la velocidad total de trama es de 8000 tramas/s.
El ducto ST hace uso de algunas de las sefiales de reloj que se mencionaron en la seccién IV.1.2; especificamente, las sefiales que este ducto requiere son 3:
a) Unasefial de inicio de trama; esta sefial correspondea la sefial /FO de 8 kHz que
proporcionael temporizador MT8941.
b) Unasefial de reloj para la temporizacién de bit; en este caso, el reloj C2 de 2048 kbit/s provee la temporizacion requerida.
c) Un flujo de informaci6n digital serializada.
En la figura 8 se muestra el alineamiento de trama y bit que las sefiales /FO y C2, respectivamente, le dan al ducto ST; en la mismafigura se encuentran presentes las sefiales
de reloj C4 y /C4, ya que algunos dispositivos del multicanalizador utilizan estas sefiales
en lugarde la sefial C2 para operar.El comienzo de cada trama en el ducto ST es indicado porel pulso de inicio de trama
(/FO). Cada trama esté dividida en 256 perfodos de tiempo, con la temporizacién de bit proporcionada por el reloj C2. El ducto ST puede ser considerado como un canal de
comunicacién de 2048 kbit/s; sin embargo, en muchasaplicaciones este ancho de banda es
le 125 ps >|
ro 1
| —_@___————_ 52 ciclos de C4 —_______________}] |—
ca LIL mu [UU
—_____———_ 2 ciclos de C4 —________________}
ca LT NUL UALLruin
———: 255eiclos de C2 —_——______——_9
ez “LFLIFLIu tI SI
L | |
NUMERO | 0 |255|254]253] 252] 251|250|2a5[2a8[ Li [e«[s[¢][s[2]Tilfo]|
DE BITS FFF
PORTRAMA | |
FoRMATO,o®igrearole [tle[t]é][s[4][s]/2]1[oe|[ — 71,6[Ts T*ets [ets of scscene TtTeT[Ts []5|,/4[3]2]1]0[4s T27ifo]
POR CANAL
CANALES CANAL 0 oe . CANAL 31
Figura 8. Descripcion del ducto ST.
que tengan un menor ancho de banda. Esto hace posible que la capacidad de transmisién
del ducto ST pueda ser repartida entre muchoscanales, referenciados al pulso de inicio de trama. Esta técnica es Hamada Multicanalizacién por Divisi6n de Tiempo - MDT - (el
reagrupamiento de estos canales es posible, para conseguir un mayor ancho de banda en algunas aplicaciones especificas).
Al dividir el ntimero de perfodos (256) que hay en unatramaentre 8, obtendremos 32 ranuras de tiempo de 8 bits cada una; al multiplicarlos por la frecuencia del pulso inicio de
trama (8 kHz) tendremos la velocidad correspondiente a cada ranura, esto es, 64 kbit/s.
Estas ranuras pueden ser numeradas desde el 0 hasta el 31 con el objeto de fijar, en el tiempo, el inicio de cada canal de 8 bits (nuevamente, con respecto al pulso de inicio de
trama).
El acceso a un canal en particular dentro del ducto ST se logra referenciando
(detectando) el pulso de inicio de trama y usando el reloj C2 para posicionar el canal
deseado (con referencia al inicio de trama, un contador podré llevar el ntimero de pulsos ocurridos en el reloj C2 y determinar cuandose esté accesando un determinado canal de 64
Tal comohasidodescrita, esta técnica permite que diferentes dispositivos accesen un solo ducto comunsin interferencia entre ellos; esto se aplica en los dispositivos utilizados en el multicanalizador, los cuales utilizan el ducto ST como medio para recibir y enviar
intormaci6n hacia el dispositivo MT8980, el cual se describe a continuacién.
IV.1.3.2.- Matriz de conmutacién.
El] MT8980es un dispositivo que puede realizar una conmutacién de canales entre
ductos ST; esto es, cuenta con 8 ductos ST de entrada y 8 ductos ST de salida, y es capaz
de conmutar los datos (bits) del canal N (O < N < 31) de un ducto de entrada hacia el canal
M (0 <M § 31) de cualquier ducto de salida. Este tipo de conmutaci6én es llamado conmutaci6n espacio-temporal, dado que la informacién puede ir de un ducto dado de entrada a cualquier ducto de salida (conmutacién espacial) y puede cambiar del canal original a cualquier otro canal del ducto de salida (conmutacién temporal). A este modo de
operacién del dispositivo se le llama modo conmutado.
Ademas de poder conmutar canales, este dispositivo puede servir simulténeamente de interfaz entre el ducto ST y un microprocesador, pues le permite a éste leer datos de
cualquier canal de entrada y enviar informacidn a través de cualquier canal de salida; este es el llamado modo mensaje del dispositivo. En este caso, el microprocesador interacttia con el MT8980 comosi éste fuese un simple dispositivo de memoria.
El MT8980 es llamado también matriz de conmutacién, por las funciones antes mencionadas. Antes de describir la manera de operat de este componente, se explicara brevemente la composicién interna del dispositivo; en la figura 9 se puede observar el diagrama a bloques de la matriz de conmutaci6n.
El MT8980tiene 16 lineas dedicadas que corresponden a 8 ductos ST de entrada y 8 ductos ST de salida; la primera parte de este dispositivo consiste de una zona en donde se
MATRIZ, DE CONMUTACION
»| MULTICANALIZADOR —— SALIDA
rT J DUCTOS ST
BOOS. Ti DE SALIDA
STe0 &——— CONVERTIDOR memona |_| lconvermmor| = °°
st
piso [-] DEDATOs ——] MEMORIA DE
PARAIEG
d
:
$Te? =————> => STs?
. PUERTO PARALELO: SENALES DE DATOS Y CONTROL
Figura 9. Diagramaa bloques de la matriz de conmutacién.
informacién es almacenada en una zona de datos de 256 bits, con 8 bits para cada canal.
Cada ducto ST de entrada tiene su propia zona de datos, de manera que cada uno deellos
trabaja independiente de los otros ductos.
La segunda parte de la matriz la componenla zona de la memoria de conexién,en la
cual se establece el origen de los datos que saldrén por los canales de cada ducto ST de
salida. Esta zona esté dividida, a su vez, en dos partes: la zona baja y la zona alta de
conexioén. Cada canal de un ducto dado tiene asignado un espacio en la memoria de
conexién (un octeto en cada zona). La zona alta de memoria determina el modo de
operacién de un canal, pues éste puede estar en modo conmutado o en modo mensaje. En
esta zona también se habilita la transmisién de datos a través de cada canal, dado quesi
éste no es utilizado 0 requiere ser accesado por otro dispositivo, puede ser puesto en alta
impedancia para evitar conflictos.
En la zona baja de memoria, se determina el origen de los datos por salir: si el canal
el] contenidode esta localidad de memoria; operando en modo conmutado, el contenido de
esta localidad de memoria indicar4 desde qué canal y ducto de entrada sc obtendré el dato
que sera puesto en el canal desalida.
El dato contenido en la memoria de conexi6n (alta y baja) es programablea través de
la interfaz de control del dispositivo; en nuestro caso, estas sefiales le Ilegan al dispositivo
desdela interfaz con la computadora personal.
El acceso a las localidades de memoria de cada canal se realiza escribiendo primero,
en el registro de control del dispositivo, el ducto y la zona de memoria que se accesara
(zona de datos 0 zona de conexi6n) y posteriormente direccionando el canal que se desea
operar.
Por otra parte, los terminadores de linea y el enlace digital hacen uso de los ductos
ST para recibir y enviar informacién de control y operacién entre sf y hacia la matriz. Los
terminadores de linea utilizan 4 ductos ST: 2 de transmisién (uno para datos y otro para
control) y 2 de recepcién (idem). El enlace digital hace uso de 5 ductos ST: 2 para la
transferencia de datos y 3 para mandosde control e informacion.
Como soporte fisico para el transporte de estos ductos y otras sefiales de control y
polarizaci6n,se utiliz6 una estructura preconstruida; tales conexiones serdn descritas en la
siguiente seccién.
IV.1.3.3.- Interconexién de los bloques del multicanalizador.
Como ya se mencioné anteriormente, la interconexién entre algunos de los
dispositivos del multicanalizador se realiza a través de diferentes ductos ST; en este
equipo, para soportar fisicamente estos ductos de intercomunicacién, ademésdelassefiales
de temporizacién (/FO, C2, /C2, C4, /C4), de control (INIC, E8KO)y de polarizacién (OV,
meramente como trasplano (ver glosario) ya que la utilizacién de las lfneas del
mencionado ducto no tiene ninguna relacién con las especificaciones que existen para las
sefales que usualmente lo componen.
Utilizando el conector DB25 presente en la tarjeta de interfaz, conmutacién y
temporizacién (diagrama 1, apéndice C), se envian las sefiales hacia el trasplano antes
mencionado; en el diagrama 4 (apéndice C) se encuentra la relacién que existe entre las
terminales del conector DB25y las lineas del trasplano utilizado. Para evitar reflexiones de
las sefiales transmitidas en las lineas de interconexi6n, se requiere agregar un grupo de
terminadores de impedancia; en el diagrama 5 se muestra el tipo de terminacidn de linea utilizado.
Establecida la forma de comunicacién interna entre dispositivos, se definirdn las
comunicaciones externas que el multicanalizadortiene; estas son el enlace digital El hacia
la central y la interfaz U hacia los terminadores de red (TR1s) de cada acceso bdsico.
IV.2.- Descripcién de la tarjeta de enlacedigital.
Esta tarjeta est4 compuesta por el ci MH89790 [Mitel, 1991] que efectia la interfaz
para la transmision y la recepcién de datos a través del enlace digital El, asf como delas
secciones de acoplamiento de impedancia paralas lineas de transmisién y de recepcién. En
la figura 10 se muestra el diagrama a bloques deestatarjeta.
El diagrama 2 del apéndice C muestra las interconexiones eléctricas entre los
componentes de esta tarjeta, asf como con el trasplano de dondese reciben los voltajes de
polarizaciony las sefiales de datos, control y temporizacién.
A continuacién se da una descripcién mas detallada de los componentes de esta
SALIDA HACIA
PAR TRENZADO
[|
ENTRADA DE
PAR TRENZADG
I
[1]
I
RED DE ACOPLAMIENTO DE IMPEDANCIA DEL
CIRCUITO DE TRANSMISION
RED DE ACOPLAMIENTO DE IMPEDANCIA DEL
CIRCUITO DE RECEPCION
i
I
(MH89790)
INTERFAZ CON EL
ENLACEDIGITAL Ei
DUCTOS ST DE INFORMACION
¥ CONTROL
TEMPORIZACIONES
TRASPLANO DE CONEXION
Figura 10. Diagramaa bloquesdela tarjeta de enlacedigital.
IV.2.1.- Enlace digital E1.
Lainterfaz con el enlace digital El es provista por el ci MH89790 [Mitel, 1991], el
cual es un dispositivo que esté disefiado para cumplir con la recomendacién G.704
(CCITT, 1989d] e 1.431 [CCITT, 1989c] del CCITT. En la recomendacién G.704 esta
definida la estructura de un ducto MIC -ver glosario- de 30 + 2 canales que es equivalente
aun enlace digital El] de 2048 kbit/s de velocidad (en Europa,el enlace digital El recibe el
nombre de enlace o troncal digital CEPT).
Algunasde las funciones queeste dispositivo realiza son: - Insercién y deteccién de patrones de sincronizacion.
- Extraccién de reloj (de sincronizacién y operacién).
- Sefializacién por canal comtn o canal asociado.
- Codificacién de linea en formato HDB3 6 en formato AMI(seleccionable).
En la figura 11 se presenta el diagrama a bloquces del dispositivo; en él, se muestran
las principales secciones que lo componen.
[ CIRCUITO DE
SS
TEMPORIZACIONES TEMPORIZACION MEMORIA DE
J DEL DUCTO ST RECEPCION
| = INTERFAZ
DuCcTOs st "| _INTERFAZ ATENUADOR
DEDATOS ———] pEDATos || oierraL CONEL K- RECEPTOR ic BNLASE
DIGITAL CEPT 1)
aS [2] TRANSMISOR [—? 2048 kbit/s
QUCTOS ST ,—_J INTERFAZ DE | DELINEA >
DE CONTROL CONTROL —4
EXTRACTION
| <=) De RELOJ
Figura 11. Diagramaa bloquesdel circuito MH89790.
El formato de la troncal digital CEPT consiste de una trama de 32 canales de 8 bits
cada uno, y en donde 30 de ellos estan definidos comocanales de informacién (las ranuras
de tiempo 1 al 15 y 17 al 31), el canal 0 esta dedicado a la sincronizacién de la trama
digital (insercién y recuperacién de patrones de sincronizaci6n) y el canal 16 es utilizado
(si es el caso) para la sefializacién por canal asociado o canal comin; el multicanalizador
no utiliza el canal 16 para sefializacién ya que cada AB dispone de su propio canal D para
sefializacién (ver tabla 2).
Este. dispositivo también provee la opcién de verificacién por redundancia ciclica
(CRC-4). Si es utilizada, esta opcidn ofrece una proteccién adicional contra la
pseudosincronizacién(alineamiento simulado de trama).
La seccién del MH89790correspondiente a la interfaz con la troncal digital CEPT es
perteneciente a la interfaz de datos y control (por donde recibe y envia canales de
informacién, mandos de control ¢ informaciéndel estado del enlace digital) es compatible
con la arquitectura del ducto ST antes mencionado.
El ci MH89790utiliza 5 ductos ST: 2 para recibir mandos de control, 1 para recibir
los canales de informacién que transmitira por el enlace digital, 1 para enviar los canales
de informacién que recibe desde el enlace digital y 1 para enviar informacién acerca del
estado del enlace digital (sincronizacién adquirida, sefializacién por canal asociado,etc.).
Los ductos ST que recibe desde la matriz de conmutacién, por medio del trasplano,
son los ductos de salida (de la matriz) STO5 (ducto de datos a transmitir), STO6 (ducto de
control 0) y STO7 (ducto de control 1).
Este dispositivo envia a la matriz la informacién recibida (del enlace digital) y su
estado interno (sincronizacién adquirida, etc.) a través de los ductos STI2 y STI3
respectivamente.
En el pdrrafo siguiente se hace breve menciéndelas caracteristicas de acoplamiento
de impedancia requeridas porel enlace digital.
IV.2.2.- Acoplamiento de impedancia.
La interfaz con el enlace digital CEPT del MH89790 (véase figura 11) maneja
sefiales unipolares que le son proporcionadas porel receptor 0 que entregaal transmisor de
linea [Mitel, 1991].
Estas secciones requieren de un acoplamiento de impedancia para la transferencia
6ptima de energfa hacia (y desde) la linea de transmisién, ademas de que se debe cumplir
con las recomendaciones emitidas por el CCITT paralas sefiales transportadas en un medio
En la parte de recepcién, el acoplamiento de impedancia lo proporciona un
transformadorde pulsos y el receptorde linea. El transformadorde pulsos (de una razén de
transformacién de 1:1: y con un derivador central conectadoa tierra -ver diagrama 2-)
recibe una sefial bipolar en formato HDB3 y la divide en dos sefiales unipolares; cstas
sefiales las entrega al receptor de linea del MH89790(a través de las terminales RXT y
RXR)para, de ahi, generarel reloj interno de 2.048 MHz conel cual se recuperan los datos
del enlace digital.
En la seccién de transmisién, la interfaz con el enlace digital del MH89790 envia la
sefial unipolar al transmisor de linea, el cual pone esta sefial en las terminales OUTA y
OUTB con el desfasamiento adecuado para activar un transformador de pulsos; este
dispositivo generaré una sefial de salida en formato HDB3, la cual es aplicada a un
ecualizador de linea (ci MH89791, diagrama 2), para acoplar la impedancia caracteristica
del trasformadorcon la de la linea de transmisién.
Si se dispone de una conexién por cable coaxial, esta tarjeta puede ser adaptada para
ese tipo de cable, modificando los conectores que éstatiene.
IV.3.- Descripcién de la tarjeta de terminadores de linea (accesos
basicos).
El multicanalizador, conceptualmente, tiene 12 terminadores de linea para dar acceso
hacia la central RDSI a un nimero igual de abonados; para su desarrollo, por razones
practicas, estos 12 terminadores se dividieron en 4 grupos, con 3 TLs cada uno. Cada
grupo ocupa una tarjeta que fisicamente es idéntica a las otras 3, siendo diferenciadas
dentro del multicanalizador por medio de un grupo de interruptores (disponibles en cada
En este proyecto se desarrollé sdélo una tarjeta de terminadores de linea por
considerarse suficicnte para efectuar prucbas de operacién del multicanalizador. En la
figura 12 sc muestran los bloques que componena esta tarjeta y en el diagrama 3 del
apéndice C se encuentran los dispositivos utilizados asi como las conexiones eléctricas
realizadas entre ellos y también concl trasplano de interconexién.
SALIDA A PAR TRENZADO SALIDA APARTRENZADO SALIDA A PAR TRENZADO
(@ HILOS) @ HILOS) (@ HILOS)
[
[
[
it
Uf
If
REO DE ACOPLAMIENTO A RED DE ACOPLAMIENTO A RED DE ACOPLAMIENTO A LA LINEA DE TRANSMISSION LA LINEA DE TRANSMISION LA LINEA DE TRANSMISION
ij
i
Wi
iy
TERMINADOR DE LINEA TERMINADOR DE LINEA TERMINADOR DE LINEA
MIs910 MIs910 MT8910
E fy GENERACION DE LA
DUCTOS ST
SELECTOR DE DATOS
DEL NUMERO Y CONTROL TEMPORIZACION
DE TARJETA L
cy
—
INTERNAEE TEMPORIZACIONES EXTERNAS
TRASPLANO DE CONEXION
Figura 12. Diagramaa bloquesdela tarjeta de terminadoresdelinea.
Los bloques basicos que componenesta tarjeta (ver figura 12) son 3:
1) Terminador de linea: este bloque lo forma el ci MT8910 [Mitel, 1991], el cual
realiza las operaciones correspondientes al punto U, tanto para el grupo funcional TL,
como para el grupo funcional TR1.
2) Seccién de acoplamiento a la linea de transmisi6n (interfaz U): esta seccién esta