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=
Hs,
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ee ht BHNeceans
TOLECOHNUNICACIONES. Ensenada, Baja California,MWéxico.Enero de
+ © Dy ih
SISTEMA DE COLTROL PARA CURA INTER FAZ > OPTATTP LATA DAMAG WOT
DE SERALIZACICNR DAMA-CICESE.
esumen aprobade:
Se des@¢ribe el disefio ¥ construcci6én de un Sistema de Control desarrollado en base 4& un microprocesador para una
be eo Dp K O © CG po an QO C3 QO rR. On — m ct : m 6 =f Q b ¢ no © C. 140) oO fo : fo ct ° o rt Mm be mM hh Ov re hr QO o wo oO tr
5] 3 c es 9 if doe TrA TH
Controlador de Enlaces TelefSnicos Via Satélite DAHA.
Contr i 9
wo
f9
ON cS
S$ principales tereas que realiza el Sistema de Control de controlar el procesawiento& Ge una llamada
: - ss : / . ; . wl42 se :
ica y traducir de un sistena de sefializacién de = we
(manejado por los aparatos telefénicos) a un sistena alizacién digital CCITT Ro. 6 (isaanejado por el
S puntos mas importantes en el desarrollo de este fueron:
Disefio de la programacién en forma iwodular.
ae . we
Programacion de le tareas necesarias\ et el procesamiento de una llamada telefinica.
le ENSENADA
DIVISION DE FISICA APLICADA
SESTEMA DE CUNTRUL FARA UNA INTERFAZ DE SENALTZACTON
TELEFUNICA DAMA-CICESE
ive para cubrir parcisimente los requisitos necesarios pata
q .
ohtener ei grado de MSESTRO EN CIENCIAS presenta
JOSE GUSTAVO PEREZ
>.) Enero de 1984
Dr. José Carlos Pomalaza Diaz, Director del Comité
M.C, José Inis Medina Monroy, Miembro del Comité
M.C. Arturo Velazquez Ventura, Miembro del Comité
M,C. Roman L6pez Bonilla, Miembro del Comité
_
Dr. José Carlos Ponalaza Diaz, Jefe Departamento Plectronica yTelecos
mun icaciones
M.C, Martin Celaya Barragan, Director de la Divisién de Fisica Aplica
eluclle
Dr. Enrique ve Barrios~-Gémez, Director Académico
A mi Hermana Yolanda poze su gran apoyo y cariho
A mi abuelo materno Simbdn por su comprensién y aliento
A mis tios Aurelio,Florentino,Alicia y Martin por
su ayuda desinteresada
A los Drs..Jorge Valerdi,Roberto Garcia y Joel Cisneros,
Al Ing. Rodolfo Castaneda,
A los liiembros de wi Conité,
cA tr mW AL €.1.€.8.8.E.,a 18 U.A.S.L.P. ¥ a La
A mis comparneros de estudios José Luis Briseo, a
we
krnesto E, Guiroz , Virgilio Acosta ¥ alvadcor Lopez.
iT. TL Li. Cl. IL. Ile Il. Il. Lie it. IL. ET. Il. INTRODUCCION
RED DE TELEFONIA RURAL VIA SATELITE ESPECIFICACIONES DE LA RTRVS
DESCRIPCION DE LOS PARAMETROS DE DISERO DE LA RTRVS
ASIGNAMIENTO DINAMICO EN FUNCION DE LA DEMANDA
ACCESO MULTIPLE POR DIVISION DE FRECUENCIA CONTROL DE LA RTRVS
TECNICA DE SENALIZACION POR EL CANAL COMUN
GRADO DE SERVICIO DEL CCS
NUMERO DE TRONCALES,NUMERO DE CANALES DE VOZ Y VELOCIDAD DE TRANSMISION DEL
MODEM DE SEALIZACION
SISTEMA DE SENALIZACION A TRAVES DEL CCS SENALES TELEFONICAS Y DE CONTROL
PARA LA RTRVS
CODIGO DETECTOR DE ERRORES ESTRUCTURA DE UNA ETR
FUNCIONAMIENTO DE LA RTRVS
PLAN DE NUMERACION PARA LA RTRVS INTERFAZ DE SENALIZACION TELEFONICA LA IST COMO ELEMENTO DENTRO DE LA ESTRUCTURA DE UNA ETR
Lis IIi. TIL. LLL. itls Tit. Tit. tit. lit. Iv. TV.
IV.
IVs IV. IV. IV. LNs IV. IV. DVS IVs IVsDISENO DE LA IST
UNIDAD DE LINEA
FUNCIONES DE LA UNIDAD DE LINEA DISENO DEL SISTEMA DE CONTROL
FUNCIONES A REALIZAR POR EL SISTENA DE
CONTROL
= =a
SENALIZACION
SENALIZACION TELEFONOS/IST SENALIZACION IST/DAMA
RECONOCIMIENTO DE SENALES CIRCUITERIA
SISTEMA DE CONTROL MICROPROCESADOR MEMORIAS
DISPOSITIVOS PERIFERICOS DE ENTRADA/SALIDA CONTROLADOR DE INTERRUPCIONES
MODULOS DE TEMPORIZACION PROGRAMABLES RELOJ EXTERNO
CIRCUITO RECEPTOR DE DIGITOS DTMF MAPA DE MEMORIA
DIRECCIONAMIENTO
DIRECCIONAMIENTO DE MEMORIAS DE LECTURA EXCLUSIVA
MANEJO DE LOS VECTORES DE INTERRUPCION
IV.
IV.
TVn
IVs
IV.
DIRECCIONAMIENTO DE MEMORIAS DE LECTURA~ESCRITURA
DIRECCIONAMIENTO DE DISPOSITIVOS PERIFERICOS DE ENTRADA/SALIDA
DIRECCIONAMIENTO DE LOS MOQDULOS DE TEMPORIZACION PROGRAMABLES
DIRECCIONAMIENTO DEL CONTROLADOR DE INTERRUPCIONES
DUCTO GENERAL DE LA IST SISTEMA OPERATIVO
DISENO
INFORMACION DEL ESTADO DEL ABONADO, ESTEL
INTERCOMUNICACION S.~ OPERATIVO/TELEFONOS
Ls a.
CONDICIONES INICIALES Y CAMBIO DE ESTADO SEMAFORO 1:TONO DE INVITACION A MARCAR SEMAFORO 2:DECODIFICACION DE DIGITOS MARCADOS CSUDISK)
SEMAFORO 3:TONO DE LLAMADA SEMAFORO 4:SENAL DE LLAMADA SEMAFORO 5:TONO DE OCUPADO INTERCOMUNICACION IST/C.DAMA
TRANSFERENCIA DE DATOS ENTRE LA IST Y EL C.DAMA
TRANSMISION DE DATOS DE LA IST AL C.DAMA RECEPCION DE DATOS PROVENTIENTES DEL
C.DAMA
PROCESAMIENTO DE SENALES
Vey 3 aid elie PROCESAMIENTO DE UN IAM Ve S22 a2 - PROCESAMIENTO DE OMENS
VI. METODOS EXPERIMENTALES Y RESULTADOS OBTENIDOS
VII. CONCLUSIONES
LITERATURA CITJADA
GLOSARIO
APENDICE I SUBRUTINAS COMPLEMENTARIAS
185
195 198 203
10 11 12 13 14 15° 16 na 18 19
Estructura de la Estacién Terrena Rural
Espectro de Asignacioén de Canales en la RTRVS
Eficiencia en Funcién del Traéfico para los
Canales ALOHA
Sistema de Ccmunicacidén Telefénica Rural Via Satélite
Formato de un Numero Telefdnico en la RTRVS
Diagrama a Bloques de una UL
Diagrama General de la Interfaz
Formato de un IAM
Configuracién de Puertos de E/S para Intercambio de Senhalizaci6n
Secuencia de Niveles en las Lineas de
Control de Interrupciones
Arquitectura del SCIST
Estructura Interna del MC 6809 (MPU)
Estructura Interna del MCM6810 (RAM)
Estructura Interna del MCM2716 CEPROM)
Estructura Interna del MC 6821 CPIA)
‘Configuracioén de los Puertos del PIA-O
Configuracién de los Puertos del PIA-1
Configuracién de Los Puertos PIA-2
Configuracién de los Puertos del PIA-3
21 22 23 24 25 26 20 28 2g 30 31 32 33
34
35 36 37Estructura Interna del MC 6828 (PIC)
Diagrama de Flujo del Funcionamiento del
MC 6828 (PIC)
Vectores de Interrupcidén pare las Entradas de
Interrupcidén del MC6828
Tabla de Verdad del Registro de Prioridades
(MASCARA)
Estructura Interna del MC 6840 (CPTM)
Funcién de los Bits de Los Registros de Control
de un PTH
Modo de Operacidén Continuo 16-bits (PTM)
Reloj Externo para Modulos de Temporizacioén
Estructura I¢*terna del DIMF-947
Asignacitén de Frecuencias para las Teclas de un Teléfono de Teclado
Formato para la Salida de Datos del DTMNF
Diagrama de Tiempos de Seleccitn EPROMs (G)
Comportamiento Lineas de Direcciones para Caso Direccionamiento EPROMS
Logica Decodificadora Circuitos MCM2716 CEPROMSs)
Logica de Acceso a los Vectores de Interrupcion
Légica Decodificadora de los Circuitos MCM2716 Y de Accceso a los Vectores de Interrupcidén
Comportamiento Lineas de Direcciones para Caso Direccionamiento RAMs
Légica Decodificadora de los Circuitos MCM6810
38 59 40
41
42 44 45 46 47 48 49 50 51 D2 53 54 55 56 ae Comportamiento Lineas Caso Direccionamiento Lbgica Decodificadora (PIAS) Comportamiento Lineas Caso Direccionamiento Légica Decodificadora CPTMs)Estado de las Lineas
Lbgica Decodificadora
CPIC)
Operadores P Y V
Sistema Operativo
Banderas de la Palabr
Secuencia que se Sigu
Subrutina Deteccitn d
Subrutina Semaforo 1:
Subrutina Semaforo 2:
Subrutina Semdforo 3:
Subrutina Semaforo 4:
Subrutina Semaforo 5:
Tabla TDUCT
Subrutina EDPIA
Subrutina IEDPIA
Subrutina IPIA
de Direcciones para
PIAS
de los Circuitos MC6821
de Direcciones para
PTMs
de los Circuitos MC6840
BA Y BS
de los Circuitos MCM6828
a de Control ESTEL
e en un Semaforo
e Cambios de Estado CEDO
Tono de Invitacién a Marcar
Deteccidén de Digitos
Tono de LLamada
Senal de LLamada
Tono de Ocupado
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
Subrutina SRPIA
Subrutina Decodificadora de IAMS
Subrutina Decodificadora de OMENS
Intercambio de Senales Entre la IST y el
Controladar DAMA
Subrutina ACDESC
Subrutina ANACOL
Subrutinas CON/DES
Subrutina LISTAS
Subrutina LTT
Subrutina SENDER
Subrutina PROTEC
173
184
210
212
215
216
219
222
Tabla
Il
ILL
IV
VI
VII
VIII
IX
XI
Pagina |
Variacién del Grado de Servicio GOS(ET) en una ETR 2]
Variaci6én del Grado de Servicio GOS(S) del Satélite 2]
Selecci6én Modo de Operacién de los Contadores 8]
de un PTM
Mapa de Memoria del SCIST Jag9l
Direcciones de Memoria de los Vectores de 97
Interrupcioén
Direccionamiento de los Registros Internos de un 101
Dispositivo Periférico MC6821 Bit-2
Seleccién de los Registros Internos de un 104
MC6 840
Ducto General de la IST 109
Contadores « Direcciones Utilizados por las 161
Subrutinas EDPIA e IEDPIA
Constantes Indexadas de los Registros de 172
Control del MC6809 Dentro de la Pila §
Codificaci6én de los Bits 10-13 en la Sefial de 179
I. INTRODUCCION
El Gobierno Mexicano ha manifestado su preocupacién por el prolongado abandono a que han estado sujetas las 4reas
rurales y ha demandado una accién coordinada de todos’ los
sectores para dotarlas de la infraestructura adecuada a fin de incorporarlas al desarrollo del pais.
Para apoyar esta politica la Direccién General de
Telecomunicaciones (DGT) form6é un grupo de trabajo al cual le
encomend6 examinar la problemAatica de las 4reas rurales en
materia de telecomunicaciones,.
Dada la universalidad del servicio telefénico,a la que contribuyen,por ejemplo,su facilidad de manejo,la posibilidad
de comunicaci6én bidireccional simult&anea,el caracter privado
de la comunicacién y una extensa red mundial de teléfonos,
Para el disefio de las redes de telefonia rurales Optimas
en funci6én de la distribucién y tipo de demanda de servicio
asi como de las tecnologias existentes,la DGT cred la
Coordinacion General del Plan "Nacional de Telefonia Rural
(PNTR).
Para el disefio de estas redes de telefonia rural se tomo
en cuenta las caracteristicas que guardan las areas
rurales,como son:
-Orografiia complicada
-Alta tasa de crecimiento demografico aunada a una alta dispersion de la poblacién
-Alto costo de introducci6én,suministro y conservaci6én
de los servicios
Dentro de un conjunto de alternativas tecnolégicas que
pueden ser utilizadas para el servicio de telefonia en las
4reas rurales,el PNTR consider6 a_ tres como las mas
e-Enlaces Via Satélite
Con base en un estudio de costos,tecnologia y Mantenimiento y con un objetivo final de incorporacién de 13540 comunidades rurales (Anén., 1979 a) a la red <de telefonia existente el PNTR -propone:
FEENQLOGLA
PORGENTAIE
LINEA FISICA
62 %
RADIO ENLACE
28 %
ENLACE VIA SATELITE
10 %
La tecnologia para linea fisica es conocida en el pais y existen suficientes recursos humanos que la dominan,no siendo
asi para radio enlaces y enlaces via satélite.
En cuanto a radio enlaces, el CICESE ha contribuido con el disefio de sistemas que utilizan esta tecnologia.
e-Radio Teléfono (Sanchez Garcia, 1979)
e-Radio Base (Hinojosa Carrillo, 1980)
Debido a que los costos de las ETRs de la RTRTVS~ son independientes de la distancia,ésta resulta ser la alternativa de menor,;costo en enlaces sobre superficie para comunidades apartadas de la red telefénica nacional por lo tanto la alternativa tecnolégica de satélite se incluyd en el modelo de disefio de las redes de telefonia rural.
Dada la decisién del Gobierno Mexicano de adquirir un satélite de telecomunicaciones para aumentar la infraestructura de las telecomunicaciones,esta alternativa tecnolégica ha sido contemplada como factible de ser utilizada.
El PNTR visualiza a la RTRVS como integrada por 1600 ETs de bajo trafico localizadas en las comunidades rurales e integrada a la red telefénica nacional a través de ETs de alto trafico establecidas en centros urbanos (An6én., 1979 a).
CANALES OE voz CANALES voz CANALES OE voz CANALES OE VOZ CSS = a
' 1 1 Oo: oo ! wa TN i MoE oo ! uF td
1 i T Oo t AN 1 a] 1
aR ! es mAX1 RO 1 ' 1 ' ' 1 ! CONTROLADOR 1 ' 1 1 DE PROTOCOLOS TELEFONICOS
=]
a,
SINTETIZADORES I 1 ' r 1 1 ' 1 7 ' I 1 t 1 ' ' ' 1 ! 1 1 1 I ! ! 1 1 1 ' MODEM RAFAGAS FIG No
a ee
DAMA [ACTIVACIONESTRUCTURA DE LA ESTACION TERRENA
AM PLIF. DE RURAL POTENCIA CONVERSOR DE SUB. / BAL
AMPLIF. DE BAJO RUIDO
La utilizacién de enlaces via satélite para comunicacién telefénica provenientes de las eo
areas rurales,ha originado
problemas de inteconexi6én entre la red telefénica terrestre y
la RTRVS.
El problema principal se presenta en
velocidades de respuesta y propagacién,asi
la diferencia
como
Los protocolos de senalizaci6én de la red terrestre son paso a paso(Dobrski y Miller, 1981) requeriéndose hasta 2 segundos para la transmisi6oén de los digitos de enrutamiento;El equivalente por satélite puede transmitirse
- pe en una rafaga de 5 milisegundos de duraci6én promedio
Dado las marcadas diferencias tanto en protocolos como velocidades es mecesario contar con una Interfaz de Sefializacién que se encargue de dialogar con ambas partes y convierta la info~~™acién a formatos compatibles para cada una de ellas.
Para resolver el problema anterior. se disefio una Interfaz de Sefializacién Telefénica basada en un sistema de procesamiento que utiliza el microprocesador MC-6809 de Motorola y circuitos de alta integraciGn.
OBJETIVO
El objetivo de este trabajo de tesis consiste en el disefio de un sistema de control para la IST que coordine el procesamiento de una o varias llamadas telefOénicas y que
realice la traduccién de protocolos de sefializaci6én de tal
Manera que sea posible un enlace telef6énico via satélite
entre dos Estaciones Terrenas Rurales (ETR).
ORGAN IZACION
La organizacién de este trabajo de Tesis es la Siguiente:
En el capitulo II se describe la estructura y forma de
operacién de la RTRVS.
En el capitulo III se hace una descripcién de la
En el capitulo IV se describe la circuiteria utilizada
en el disefio del Sistema de Control de la IST (SCIST) y se
hace una descripcioén de los principales circuitos electronicos utilizados explicandose la forma en que el
+ Re
microprocesador selecciona estos dispositivos.
En el capitulo V se describe la programacién que_ se
desarrollé (Sistema Operativo) para el cumplimiento de las
funciones de control de la IST y se hace una descripcién
detallada de las principales subrutinas,
—
Por <imo, en los capitulos VI y VII se explican los
métodos empleados en el disefio del sistema de control asi
como los resultados obtenidos,.
II. RED DE TELEFONIA RURAL VIA SATELITE.
En este capitulo se hace una descripcién de la RTRVS' en
Las caracteristicas de las Areas rurales como’ son:baja
densidad de poblacién,dispersién,dificil acceso,hacen que su integracién al resto del pais sea particularmente dificil.
Aunque de las tecnologias propuestas por el PNTR_ tan
solo el 10 % correspondio a enlaces via satélite,la decisi6n
del gobierno Mexicano de adquirir un satélite de comunicaciénes,aunado a las caracteristicas de un satélite
§
como son: «
eSu gran cobertura geografica
eSus costos de enlaces independientes de la distancia
eSu versatilidad de servicios
.
Hacen a los’ satélites de comunicaci6oénes altamente
competitivos en relacién a las otras tecnologias propuestas.
El PNTR recomienda la instalacién de 1600 ETRs de_ bajo
minutos cada una.
Los parametros de disefio propuestos por el PNTR para la
RTRVS son:
EUNCLQN
Reservacion de los canales
espaciales del satélite
as
Técnica de acceso simult4neo al
satélite por las ETRs
Control de la RTRVS
Sistema de Senalizacioén por el Canal Comin
Protocolos de Sefalizacion
Modem de Senhalizacioén
Canales de Voz
ETR-Satélite/Satélite-ETR
Nimero promedio de troncales
RABAMETRA
Asignamiento Dindamico en Funcion de la Demanda
Acceso Multiple por
Divisi6én de Frecuencia
Descentralizado
Aloha Clasico
CCITT No.6 Modificado
Modem de RAfagas
FM ponderada con
activacioén de voz
6/4 Ghz
Tres
II. 2. DESCRIPCION DE LOS PARAMETROS DE DISENO DE LA RTRVS
En esta
parametros de disefio
fueron seleccionados,.
24
seccion se hace una descripcién de los
de la RTRVS y se explica por qué éstos
El ancho de banda disponible en un satélite es dividido en anchos de banda mas pequefios, llamados repetidores o
transponders.
El ancho de banda de cada transponder asi como el niémero
de €stos varia de satélite a satélite.Si un usuario renta un transponder para utilizarlo en telefonia lo mas practico sera
que lo divida en anchos de banda mas pequefios,estos anchos de
banda reciben el nombre de canales telefodnicos.
En enlaces de alto trafico se pueden asignar canales telefénicot en forma fija,no asi en enlaces de bajo trafico donde lo mas recomendable es asignar canales telef6énicos en forma dinAamica de acuerdo con la demanda .Este sistema de asignamiento dinamico de canales en funcién de la demanda es conocido como:Sistema de Acceso Maltiple en Funcién de la
Demanda (DAMA).
II. 2.2. ACCESO MULTIPLE POR DIVISION DE FRECUENCIA
1.- Acceso Miltiple por Divisién de Frecuencia:FDMA (por sus siglas en inglés Frecuency Division Multiple Access).Esta consiste en dividir el ancho de banda de un transponder en bandas de frecuencia (Martin, 1978) ésto se muestra en la Figura 2.
Portadoras de los Portadora del Canales de voz Canal Comin de
fs
12.5 Khz
<j & Mh >
} 3 x -|
FIG.No. 2 ESPECTRO DE ASIGNACION DE CANALES EN LA RTRVS
2.- Acceso Miltiple por Divisién de Tiempo:TDMA (por sus siglas en inglés Time Division Multiple Access).Consiste en compartir el ancho de banda del transponder en tiempo,es decir que en un momento dado quien esté accesando al satélite puede djsponer de todo el ancho de banda del transponder,
TDMA es un sistema de acceso al satélite mas completo y
con costos de implementacién mas elevados que el sistema
FDMA.Se espera que los costos disminuyan dada la evolucién de
la tecnologia digital.Sin embargo esta evolucioén sera progresiva y para el caso de la RTRVS no es pr&actico utilizar
TDMA.
La técnica de acceso simult4aneo al satélite por las ETRs
utilizando FDMA hace que cada subdivisi6én dentro del ancho de banda del transponder corresponda a lo se Illama un Canal
Espacial Unidireccional,es decir utilizado para transmisi6én o
recepcién de voz.Cada canal eepeeian mane ja un ancho de banda de 80 Khz. Adem&és de los canales espaciales existe otro
canal comin de sealizacién a través del cual solo se manejan
sefiales de control.
II. 2.3. CONTROL DE LA RTRVS
El control de los Canales Espaciales (CEs) puede ser
centralizado o descentralizado.En el centralizado existe una
ET central la cual es la que tiene el control de todos los
CEs.Para que sea posible un enlace telefénico entre dos ETRs
sea posible es necesario que la ETR-= que llama,ETR-A, se
; , . e
comunique primero con la ET central,la cual se comunicara con
la ETR: llamada ETR-B,es decir que en este sistema de control
existe un paso intermedio para la comunicaci6én de dos ETRs,el
llamar primero a la estacion terrena central.
En el control descentralizado no existe una ET central
no existe sino que cada ETR posee una lista actualizada de
los CEs disponibles,de manera que un enlace telef6énico entre
dos ETRs puede Illevarse a cabo directamente.Tanto uno como
otro sistema de_ control tienen sus ventajas y sus
desventajas,algunas de ellas son las siguientes:
CONTROL VENTAJAS DES VENTAJAS
Centralizado Facilidad de expansién En caso de falla
de la redé« 4. en la ETR central
la red no
funcionara
Bajo costo de las ETRs Existe retrazo en
el establecimiento de una llamada Descentralizado Una falla en una de las Alto costo de las
ETRs no afecta a la red ETRs
Dada la constante reduccién en el costo de los
microprocesadores, y en general de los circuitos de
tecnologias de integraci6én en alta seeE Le (LSI) o de muy alta
escala (VLSI),la diferencia en costos entre una ETR con
control centralizado y una ETR con control descentralizado
resulta poco significativa,de ahi que se haya optado para la
II. 2.4. TECNICA DE SENALIZACION POR EL CANAL COMUN
Dado que en un sistema de control descentralizado no existe una ET central que lleve el control de la RTRVS,este
se lleva por cada una de las ETRs,para lo cual existe una
intercomunicaci6én entre las ETRs a través de un canal de
‘sefializaci6n llamado:CANAL
COMUN DE
SENALIZACION
(CCS).A
través del CCS todas las ETRs transmiten y reciben
informacién y dado que se trata de 1600 ETRs_ se presentan problemas de acceso mialtiple.Para dar solucién a_e este
problema se utiliza la técnica de Canal ALOHA (Abramson,
1977).
Un canal tipo ALOHA es una variacién de un canal TDMA,donde las ranuras de tiempo son utilizadas por las ETRs en forma independiente y aleatoria.Existen dos clases de canales ALOHA:
~-Canal ALOHA Cl&asico
eCanal ALOHA Ranurado
sefales ocurre en cualquier instante de tiempo.
En el canal ALOHA ranurado o Sincrono la transmisién de
sefales ocurre en instantes de tiempo previamente
determinados,
La eficiencia entre uno y otro tipo de canal ALOHA ,en
hsB
funcién del trafico es mostrada en la Figura 3.
ALOHA ronureco
ALOHA cloatco
054— — — — — — —
1
:
Of 4 02 o3 O04
O164* 1/26 O.36b21/e
E F ' oc t E w C 1 A
No. @ EFICIENCIA EN FUNCTION DEL TRAFICO PARA Los
CANALES ALOHA
De la grafica de figura 3 se puede observar que la
eficiencia maxima del canal ALOHA cl&Asico es de 18.4 % y que
La forma en la cual dos ETRs dialogan utilizando el
canal ALOHA es la siguiente:la ETR que va a transmitir forma
un paquete de informacién ( un paquete es un tren de bits,
donde se codifica la identificacién del usuario que origina
la informacién,la identificaci6én del usuario destino y adem&s
bits de control).El paquete asi codificado se transmite_ por
el CCS.Todas las ETRs de la RTRVS' reciben el paquete
feanentt fac y con excepcién de la ETR a la cual va
dirigido,el resto de las ETRs lo ignoran.La ETR receptora
transmite a través del CCS una_sefial de que recibié el
paquete que le fue transmitido,esta sefial es llamada sefial de
acuse de recibo (ACU).
4
Como las transmisiones a través del ccs son
aleatorias,en ocasiones ocurrir& que dos ETRs_ transmitan
simult&neamente ocasionando que los paquetes de informacién
choquen entre si, lo que dafiar&é la informacién de 1los
respectivos paquetes y hara que se pierda toda la
; a5
informacion,
Una ETR que transmite se da cuenta que la informacién
que transmiti6é llegé a su destino cuando recibe de la ETR
receptora la sefial de acuse de recibo.Si despfies de esperar
un cierto tiempo,est4 sefal no es recibida,la ETR transmisora
perdié e iniciar4a una nueva retransmisi6én de la informaci6én
enviada anteriormente.Esta vez transmitir& en un_ nuevo
tiempo,tomado también aleatorianente, Puede darse el caso de
que mnuevamente ocurra un choque y de nueva cuenta la
informaci6én sea destruida,la utilizaci6én de un canal ALOHA
permite un nimero indeterminado de retransmisiones’ hasta
lograr el enlace,pero dadas las caracteristicas de la RTRVS
"AS,
se limito el nimero de retransmisiones a un maximo de dos,
Conociendo la eficiencia de un canal ALOHA y de los
siguientes parametros, es posible determinar la velocidad de
transmisioOn a través del CSC asi como de su ancho de banda:
~Nimero de ETRs de la RTRVS
eTrafico en la RTRVS
»Bits por paquete de informacion
~Nimero m&ximo de retransmisiones
-Grado de servicio del CCS
Algunos de estos parametros ya se han determinado:nimero
.de ETRs de la RTRVS;1600,nimero maximo de retransmisiones a
través del CCS; 2,el trafico en la RTRVS es de 320 erlangs
(Garcia Mufioz y Pomalaza Diaz, 1981). Los pard4metros
restantes se determinaran en las siguientes secciones.
El grado di servicio de un sistema telefénico es el
porcentaje de llamadas que son perdidas debido a que no
existe equipo disponible. CCITT recomienda un grado de
servicio global para una red de telefonia rural via satélite
entre 0.06 y 0.07 {Anén., 1979 b).
El grails de servicio global (GOS(G)) es la suma de los
grados de servicio de las conexiones parciales necesarias
para llevar a cabo la T. final cs ETRs.La Figura 4
muestra los grados de servicio involucrados en un enlace
entre dos ETRs.
%y G0S(s)
4
ESTACION TERRENA B!
7
_k
ESTACIONTERRENA al| \\
Zz:K | \
A
—]CONHUTADOR: RURAL 7 = INTERFAZ © INTERFAZ “4 CONHUTADOR
| 1
| uRBaANO [—
| , | .
ae
ee
3
| CONTROLADOR | CONTROLADOR
i DAMA DAMA
Lo---_- (Cees —-f
GOS(ET) GOS(CCS) GOS(ET)
Fi@. No. 4 SISTEMA DE COMUNICACIGN TELEFONICA RURAL
VIA SATELITE
GOS (G)=2G0S(ET)+GOS(CCS)+GO0S(S)
donde:
GOS(ET) Grado de servicio para establecer la conexién de
un teléfono a una troncal o a un canal de voz en
una ETR. on
GOS(CCS) Grado de servicio para establecer la conexiién
ETR-Origen-Satélite- ETR-Destino.Este grado de
servicio depende del tipo de canal utilizado para
la intercomunicaci6én entre las ETRs de la_ RTRVS.
GOS(S) Grado de servicio del satélite,este es el efecto
de la conexién de voz,la cual depende del nfimero
de canales de voz en el satélite.
“
Atendiendo a la recomendacién del CCITT para GOS(G),para
una conexi6n entre ETRs,exigiremos que GOS(G) sea igual a
0.06.Es decir que la RTRVS puede perder 6 de cada 100
intentos de llamada.Los grados de servicio GOS(S) y GOS (ET)
se determinaran en la siguiente seccciOon.
Il. 2.4.2. NUMERO DE TRONCALES,NUMERO DE CANALES DE VOZ Y
VELOCIDAD DE TRANSMISION DEL MODEM DE
- SENALIZACION
permitiendo una mayor flexibilidad en los grados de servicio
GOS(ET) y GOSs(S).
Las Tablas I y II muestran la variaci6én de los grados de
ae : :
-servicio,lo cual permite determinar el nimero de troncales en
las ETRs y el n&mero de canales de voz en el satélite.
TABLA No. I - Variaci6én del Grado de Servicio GOS(ET) en una ETR.
GOS(ET) NUMERO DE TRONCALES
0.001 4
0.005 3
0.01 3
0.02 2
0.03 2
0.05 2
TABLA No. II - Variacién del Grado de Servicio
GOS(S) del Satélite. +
Gos(s) NUMERO DE CANALES DE VO0Z
0.001 732
0.005 704
0.01 688
0.02 670
0.03 656
0.05 634
Para la Tabla I se estimé un trafico por ETR de 0.02 erlangs y para la Tabla II un trafico total,es decir de la
RTRVS,de 320 erlangs.En base a los costos de 1los canales espaciales en el satélite y costos de las troncales en las ETRs se opt6 por tomar los grados de servicio siguientes:
Por tanto el nimero de troncales en cada ETR sera de 3 y
el nimero de canales espaciales disponibles‘en el satélite de
656.Una vez determinado el valor de los parametros anteriores
es posible calcular la valocidad del modem de sefializacién en
funci6én del canal ALOHA que se utilice.
aS
CANAL ALOHA VELOCIDAD DEL MODEM (bits/seg.)
CLAS ICO 22.041
RANURADO. 9.920
La mayor eficiencia del canal ALOHA ranurado (sec. Il.
2.4.) asi como 1a mayor velocidad de transmisién del modem
nos inducen a elegir al canal ALOHA ranurado.Sin embargo dado
que el canal ALOHA ranurado implica una sincronizacién muy
precisa para su funcionamiento,se recomienda para la primera
etapa fis la implementacién de la RTRVS al canal ALOHA cl&asico
(Garcia Munoz y Pomalaza Diaz, 1981).
II. 2.4.3. SISTEMA DE SENALIZACION A TRAVES DEL CCS
El CCS es un canal ALOHA cl&asico,y como un canal de este
tipo es digital,la sefializacién requerida para la
intercomunicacién, control y mantenimiento de las ETRs que
adopto como sistema de ‘sefializacién a través del CCS al Sistema de Sefializacién CCITT No. 6 (An6n., 1977).
El Sistema de Seflalizaci6én CCITT No.6 es un sistema de
sefializaci6n digital para intercomunicaciOon entre centrales
telefoOnicas internacionales a través de un CCS.
El Sistema de Sefializaci6én CCITT No.6 utiliza 3 tipos de
sefiales:
~Senales Telefénicas
eSenales de Control ~
eSenales de Gestion
Las sefales telefénicas son las sefiales necesarias para
establecer una comunicaci6n,
Las sefiales de control son las que se utilizan para el
control de red telefdnica.
Las sefiales de gesti6én son sefiales que se utilizan para
La RTRVS solo utiliza senales telefénicas y sefial
control. a
II. 2.5. SENALES TELEFONICAS Y DE CONTROL PARA LA RTRVS
Las sefiales telefénicas y de control empleadas
~ * RTRVS son:
SENALES TELEFONICAS
1. - Mensaje Inicial de Direccién
2. - Senal de Abonado Libre
3. - Sefial de Abonado Ocupado
4. - Senal de Respuesta
5. - Senal de Colgar
6. - Senal de Liberacion
7. - Sefial de Nimero Nacional Vacante
8. - Sefial de Linea Fuera de Servicio
9. - Sefial de Confusion
10. - Sefial de Congestion
ll. - Sefial de Llamada Infructuosa
SENALES DE CONTROL
1. - Sefial de Acuse de Recibo
Las sefiales que utiliza el Sistema de Sefializacién
es de
en la
No.6 estan codificadas en Unidades de Senalizacioén (US).Donde
una US est& integrada por 28 bits.Segin el nimero de USs
requeridas para transmitir informacioén,estas se definen como:
Mensajes Simples
Mensajes Maltiples
El mensaje simple esta formado por una sola US y el
mensaje miltiple esta formado por 2 o mas USs.Con excepcioén
del Mensaje Inicial de Direccién (IAM por sus_' siglas en
inglés:Initial Address Message),el cual esta formado por 5
USs,el resto de las senales estan formadas por una_e sola
US.Las *iguras y muestran la forma en que est& codificada
la informaci6én en un IAM y en una sefial de solo una US.
II. 2.5.1. CODIGO DETECTOR DE ERRORES
El Sistema de Senmalizacién CCITI No.6 permite como
maximo un error de entre un mill6én de posibilidades para un
enlace a través del CCS.Para detectar cuando un mensaje ha
sido afectado,ya sea por ruido en el canal o por un choque
entre mensajes,se adopt6 el mismo método de deteccién de
errores que el de este sistema de sefializacién.Este método
a partir de un cédigo ciclico (Welch, 1979).E1l polinomio
generador del cédigo de ,proteccién,prevee un maximo de hasta
4 bits consecutivos afectados por US (Acosta Villarreal,
1983).
Il. 3. ESTRUCTURA DE UNA ETR
En esta seccioén se describe de manera general,la forma
en que est& estructurada una ETR.En la figura 1 podemos
distinguir 8 bloques principales:
1. - Equipo de Conmutacién
2. - Canales de Voz «
3. - Controlador DAMA
4. - Modem de R&afagas
5. - Sumador/Distribuidor
6. - Equipo de Radio Frecuencia
7. - Monitoreo
8. - Antena
EQUIPO DE CONMUTACION
En est& primera etapa de la RTRVS el equipo de
conmutaci6n no fue contemplado,de manera que la comunicacién
traves de la Interfaz de Sefalizacién Telefénica .En el
capitulo III se da una descripcioén detallada de la IST.
CANALES DE V0Z
Estos estan formados por 4 modems de sefalizaci6én con
= T
activaciOn por voz,uno por cada troncal telefénica.
CONTROLADOR DAMA
El controlador DAMA tiene 4 funciones principales:
a) b)
c)
d)
Para
consultar:
Comunicacién con las demas ETRs
Comunicacioén con la IST
Administraci6én de los canales de voz en las
ETRS
Administraci6én de los canales espaciales del satélite
una descripcién detallada del controlador DAMA
(Acosta Villarreal, 1983;Preciado Velasco,
1983;Quiroz Morones, 1983).
=
La informaci6én que se transmite/recibe a través del CCS. se
realiza por el modem de rafagas,llamado asi por que transmite por rafagas a una velocidad promedio de 22.045 bits/seg.
SUMADOR/DISTRIBUIDOR
El sumador/distribuidor suma las sefiales moduladas que am se van a transmitir y distribuye las sefiales que_- son
recibidas.
EQUIPO DE RADIO FRECUENCIA
El equipo de radio frecuencia transforma de frecuencia
intermedia (IF) 70 Mhz.,a 6 Ghz. para transmisién y en la
recepci6én de 4 Ghz. a frecuencia intermedia.
MON ITOREO
El equipo de monitoreo consiste de una terminal de video por ETR permitiendo al operador del sistema,conocer el
estado, no tan solo de la ETR en que se encuentra,sino de
ANTENA
Antena parabolica con diametro menor a 4.5 mts.
II. 4. FUNCIONAMIENTO DE LA RTRVS
Los pasos que se siguen para establecer un_ enlace
telefoOnico via satélite entre dos ETRs de la RTRVS son los
siguientes:
~Seleccién
ePeticién
eReservacion
»Conversacion
»Liberaci6én de Canal
SELECCION
Cada ETR posee una lista actualizada de los canales
espaciales disponibles .Cuando la ETR que origina la
llamada,ETR-A,recibe el LAM de la IST,procede a consultar_ su
lista de canales espaciales disponibles de donde selecciona
*
PETICION “
La ETR-A sustituye el nimero de troncal por el nimero de
canal espacial que fué seleccionado y agrega el cddigo de
proteccién a la informacién recibida,esta es transmitida a través del CCS ,la cual es recibida aah ota las ETRs de la RTRVS,enterandose de -la_ peticién del canal espacial por la ETR-A.EL IAM transmitido- por la ETR-A » como dijimos. anteriormente,es recibido por todas las ETRs de la RTRVS,incluso por la misma ETR que transmiti6é el mensaje.El
IAM asi recibido lleva el nombre de IAM relejado oO
“implemente reflejo.
RESERVACION Y ACTUALIZACION
Si el canal espacial seleccionado por la ETR~A no est&
siendo utilizado por alguna otra ETR ,reservara el canal para su uso.El resto de las ETRs reportar&an,en su lista de canales espaciales,a ese canal como ocupado.
Una vez reservado el canal espacial por la .ETR-A_ ,la
sefializacién continéia con la ETR que fue llamada ,ETR-B,hasta
que establezca el enlace telefOnico entre los abonados
llamado/llamador.
LIBERACION DEL CANAL ES PACIAL
Una vez que ha finalizado la conversacién ,1la ETR-A
transmite una sefal de liberacién por el CCS,1la cual es
recibida por todas las ETRs.Al recibir esta
sefial,actualizaran su lista de canales espaciales.
II. 5. PLAN DE NUMERACION PARA LA RTRVS«
El plan de numeraci6én para la RTRVS se definiéd tomando
como ejemplo al plan. de numeracién empleado en el sistema
LADA , en el cual para enrutar una llamada telefénica es
necesario marcar 10 digitos.
Estos 10 digitos en el plan de numeracién de la RTRVS est4n
asignados de la forma en que se muestra en la Figura 5.
Acceso a la RTRVS Teléfono a Teléfono.Se tomo el nimero
94 120 30 250
ACCESO A LA RTRVS CLAVE DEL AREA NUMERO NUMERO
GEOGRAFICA DE ETR DEL
ABONADO
de la serie 90-99,los cuales ya estan asignados para otras
funciones (Lara Palacios, 1977).- oe
we
Clave de 4rea geografica.Para @ésto se consider6é al pais
como dividido en mil Areas geograficas,cada una con_ su
identificacién propia.
III. INTERFAZ DE SENALIZACION TELEFONICA
En este capitulo se hae una descripcién detallada de la
IST.Se inicia presentando a la IST como un elemento dentro de
la estructura de una ETR.Se continfia con una descripcién de
las funciones a realizar por la IST, como elemento de enlace
entre un grupo de teléfonos y el controlador © DAMA, los
objetivos que se persiguen,el disefio y por fltimo la
sefializacién empleada por la IST en su iiceeedcis a con los
III. 1. LA IST COMO ELEMENTO DENTRO DE LA ESTRUCTURA DE
UNA ETR
El control de un enlace via satélite entre dos ETRs_ se
realiza por el controlador DAMA.Esto se hace utilizando el
Sistema de Senalizacién Digital CCITT No.6.La_ sefializaci6én
que se maneja en los aparatos telef6énicos es el Sistemas de
Sefializacién Analégico de Abonado.De manera que no es posible
una comunicaci6n directa entre los aparatos telefénicos y el
controlador DAMA.De ahi la necesidad de que exista una
interfaz de sefializacién entre los aparatos telefénicos y el
controlador DAMA que traduzca de uno a_e otro’ sistema de
~ * a
sefializacion,
En esta primera etapa de desarrollo de la RTRVS no_- se
contempla el disefio .del conmutador telefOénico(ver Fig.1),de
Manera que la comunicaci6én entre los aparatos telef6nicos” y
el controlador DAMA se realiza a través de la IST.
III. 1.1. FUNCIONES A REALIZAR POR LA IST
La IST como elemento de enlace entre un_ grupo de
funciones principales:
1. - Control de los aparatos telefénicos
2. - Traduccioén de uno a otro sistema de
senalizacion,.
CONTROL DE LOS APARATOS TELEFONICOS
La IST interacciona con un grupo de aparatos telef6énicos
a través de una serie de circuitos asignados a un_ solo
aparato telef6énico y de circuitos comines al grupo de
aparatos telefénicos.Estos dos grupos de circuitos son los
que integran la Unidad de Linea (Brisefio Cervantes, 1983).
“
© :
Las funciones principales de la Unidad de Linea son:
Alimentaci6én de corriente al teléfono
Protecci6én contra sobrevoltages
Envio de corriente de llamada (timbre)
Deteccién de las condiciones o cambios de estado
de una linea telef6nica
Codificacioén
Conversion hibrida
Prueba
TRADUCCION DE UNO A OTRO SISTEMA SE SENALIZACION
La IST debe traducir del Sistema de Sefializaci6én Digital
CCITT No. 6 al Sistema de Sefializacioén Analoégico de abonado
y viceverza para que se pueda llevar a cabo el enlace via
satélite entre dos abonados, we,
III. 1.2. OBJETIVOS
Antecedentes.
En el sistema telefOnico mexicano se pueden distinguir
dos tipos de tecnologias empleadas en el disefio y operaci6én
de las centrales telef6énicas:la analogica y la digital.
La analégica a base de dispositivos electromecanicos: y
la digital a base de circuitos de alta integracién y de
control por computadora.
Los objetivos perseguidos en el disefio de la IST son:
1.- Utilizacién de circuitos integrados
especializados para telefonia.
2.- Posibilidad de operaci6én para teléfonos de discado y de teclado.
almacenado (SPC :Stored Program Control).
4.- Utilizacién de un microprocesador para control de la IST.
5.- Programaci6n Modular.
6.- Terminacién de la IST como prototipo.
III. 2. DISENO DE LA IST
Una vez definidos los objetivos a alcanzar,el disefio de
la IST se dividio en dos partes:
1.- DISENO DE LA UNIDAD DE LINEA
2.- DISENO DEL SISTEMA DE CONTROL
€
III. 2.1. UNIDAD DE LINEA
En esta secci6én se hace una descripcién general de la
Unidad de Linea (UL).Una descripcién detallada se encuentra
en la Tesis de Maestria de Briseno Cervantes (1983).
III. 2.1.1. FUNCIONES DE LA UNIDAD DE LINEA
Las funciones basicas a realizar por la UL son las
eAlimentaci6én de,corriente al teléfono
~Protecci6n contra sobrevoltajes
»Timbrado
~Supervision
eHibrido
ePrueba
ae
ALIMENTACION
Proporcionar al aparato telefénico la corriente de linea
requerida,20-80 mA.
PROTECCION CONTRA SOBREVOLTAJES
La circuiteria de proteccién de la UL proteje al
circuito de linea de transitorios de alto voltaje que puedan
ocurrir en la linea telefdénica.
TIMBRADO
Envio de la senal de timbrado (25 hz,90 V AC) al
teléfono que es llamado.Para esto se utiliza un generador de
relevador,el cual cancela la alimentacién normal a la linea
telef6énica mientras se aplica la sefial.
SUPERVISION
Detecci6én de los cambios de estado de una linea
telefénica, colgado/descolgado.Ademas deteccién de los pulsos
originados por un teléfono de discado al estar marcando un
digito.
HIBRIDO
El hibrido previene oO sustancialmente reduce,el
acoplamiento entre las trayectorias de transmisién(pérdidas de retorno) para evitar ecos en los teléfonos conectados,.
PRUEBA
La circuiteria de prueba,por lo regular un
relevador,transfiere la linea telefénica a un dispositivo de
prueba,en el cual se verifican ciertas caracteristicas
La industria telefénica ha definido la palabra BORSCHT
para referenciar a las funciones b&asicas requeridas en una
UL,la Figura 6 muestra un diagrama a bloques de una UL asi
como el significado de la palabra BORSCHT.
Un diagrama a bloques de la UL y su interrelacién con el
Sistema de Control se muestra en la Figura 7.
PASA-BAJASFILTRO
PROTECCION ALIMENTACION HIBRIDO _—__ CODE C
TEL.
FILTRO
A LA LINEA DE CORRIENTE PASA-BANDA
2w 4Ww
qT
t
B-BATTERY (Bater‘a)
| gus
O-OVERVOLTAGE (Sobrevoltaje)}
b°S'CA DE
R-RINGING (Timbrado)
SUPERVISION
S-SUPERVISION (Supervisién)
C-CODE (Codificacién)
H-HYBRIDO (Hibrido) — T-TEST (Prueba) TIMER ACO Y
PRUEBA
ESTEL REL TIM RX CIRCUITO OE RELEVADOR LINEA (SLIC)
AMPLIFICADOR 23y fi3y
‘aay
ied
GENERADORCONTADOR (an DE | INTERFAZ=A-TTL COMPARADO8;
TIMBRE _GENERADOR DE “CADENCIA DE TIMBRE Y ECO . ESTEL]. ~ EK KR FE Ie tit . P-.estet MULTICANALIZADOR _ SISTEMA 3 DE | >TH CONTROL 4 COMPUERTAS
|
J
DETECTOR MULTIFRECUENCIAS | DUALES (DTMF) + -Estado Telefénico-Relevador -Timbre
En el diagrama general de la Figura 7 se pueden
distinguir de la siguiente manera los circuitos individuales
(asignados a un solo aparato telefénico) y los circuitos
compartidos (comfiines al grupo de aparatos telefénicos).
CIRCUITOS INDIVIDUALES
eRelevador
eCircuito de Linea
eAmplificador Operacional 741
eInterfaz a Légica TTL
eCircuito (CDD)
eControl de Timbre y de Eco
CIRCUITOS COMPARTIDOS
eMulticat ~lizador
.DIMF (Detector de Tonos Duales)
eGenerador de Tonos
eCompuertas
eMatriz
eGenerador de Timbre
La forma en que interaccionan la UL y el Sistema de.
Control es a través de dispositivos pith erees de
entrada/salida,utilizando niveles de voltaje TTL (0-5 Volt
DC).
4s
El sistema de control de la IST es el encargado de
coordinar las funciones telef6Onicas y dialogos con el
controlador DAMA requeridos en el procesamiento de una
llamada telefOdnica.
La forma en que el ‘sistema de control lleva a cabo esta
coordinacién es utilizando la técnica de control por programa
almacenado eEsta es una de las técnicas mas modernas
utilizadas para el control de sistemas telef6nicos.
Un sistema de control telefénico tiene que manejar
procesos concurrentes los cuales pueden ocurrir
aleatoriamente.El sistema de control mas simple seria aquél
que cuando ocurriera una solicitud de llamada,procesara solo
esta y no atendiera ninguna otra nueva solicitud , sino hasta
que hubiera procesado por completo a la primera .
Este sistema de control es pr&actico para sistemas
telefénicos donde el nimero promedio de llamadas por unidad
de tiempo es bajo.Si esto no se cumple, es necesario utilizar
un sistema de control que pueda procesar mas de una llamada a
la vez.
Aunque en la RTRVS el nimero promedio de llamadas_ por
unidad de tiempo en una ETR es bajo,se decidio implementar un
sistema de control que procesara mas de una llamada a la vez.
El sistema de control para la IST fue dividido en dos
partes: #
e PROGRAMACION
eCIRCUITERIA
PROGRAMACION
En cuanto a programaci6én se disené un Sistema
Operativo(cap. Vv) integrado® . por médulos de
programacién,donde cada médulo se encarga del manejo de_ una
funci6én telefénica.
CIRCUITERIA
En cuanto a circuiteria se disend un sistema de
microcomputadora (cap.IV) utilizando el microprocesador
MC6809 de MOTOROLA.
Los dimchadores de sistemas weLeédai cos estaban
acostumbrados a disefiar sus sistemas de control _ légica
alambrada y ecduudenwia de circuiterfa para confiabilidad de
estos.Cuando empezaron a aparecer en el peut
microprocesadores tales como el 8080A,8085,8048 de INTEL el
MC6800 de Motorola y algunos otros od crbpxe degadonds de ee
fabricantes, los disefiadores se ayudaron de aarti para
simplificar sus disefios,los cuales no eran factibles_ por
consideraciones econémicas. No fue sino hasta que existieron
realizan funciones ldgicas gracias al desarrollo de las
tecnologias LSI y VLSI que los disefios propuestos en base a
microcomputadoras fueron aprobados.
=~
Esta competitividad en precio,de microcomputadoras y de
circuitos integrados especializados para telefonia,contra
otras alternativas de circuiteria,asi como la confiabilidad
. . <8 . ~ ; he
de estos circuitos,hicieron que el disefio del sistema de
control para la IST fuera realizado en base a un sistema de
microcomputadora.
Dentro de los diferentes microprocesadores existentes en
el mercado se deo’ 7i6 utilizar el MC6809 de Motorola,dado que
es uno de - los microprocesadores con un juego de
direccionamientos mas completo existentes en un
microprocesador de 8 bits,
III. 3. FUNCIONES A REALIZAR POR EL SISTEMA DE CONTROL
El sistema de control de la IST en su interacci6én con un
grupo de. aparatos telef6énicos y el controlador DAMA,realiza
las siguientes funciones:
te) Fs
l1.- Deteccién del estado de un teléfono colgado/descolgado,
2.- Bisqueda de troncales libres.
3.- Envio de tono de invitaci6én a marcar. 4.- Reconocimiento de digitos marcados.
5.7 Envio de sefial de llamada (timbre).
6e- Envio de tono de llamada (eco). 7.- Envio de tono de ocupado.
SISTEMA DE CONTROL-CONTROLADOR DAMA
1.- Manejo de diflogos entre el sistema de
control y el controlador DAMA utilizando
el Sistema de Seflializacién CCITT No.6
III. 4. SENALIZACION
.
La sefializacién necesaria para que se lleve a cabo un
enlace telefénico via satélite y que se maneja a través de la
IST entre un grupo de aparatos telefGénicos y el Controlador
DAMA se puede dividir en dos tipos:
1.- Sefializacién Teléfonos-~IST
En las siguientes secciones se hace una explicacién de
cada tipo de sefializacién,.
III. 4.1. SENALIZACION TELEFONOS/IST
*
La sefializaci6én que se maneja entre teléfonos e IST es
Ae
un sistema de sefializacién an&logico,sistema de sefializacién
de abonado,
Podemos dividir la sefializacién entre los teléfonos y la
IST en:
a) Sefializaci6n desde los teléfonos
hacia la IST.
b) Senalizacién desde la IST hacia
los teléfonos.
Las sehales desde los tel@éfonos hacia la IST son:
eEstado del teléfono colgado/descolgado
eEnvio de pulsos (tel@éfonos de discado)
o de tonos de multifrecuencia (teléfonos) de teclado).
Las senales desde la IST hacia los teléfonos son:
b) Eco
c) Ocupado
d) Timbre
La UL (Brisefio Cervantes, 1983) es la que se encarga del
manejo y procesamiento de las sefnales de abonado,todo- esto
bajo comandos del sistema de control.
III. 4.2. SENALIZACION IST/DAMA
La sefializaci6én que se maneja en los diaélogos entre la
IST y el controlador DAMA es un_- sistema de sefializacién
&
digital,CCITT No.6
Las sefiales que se manejan son:
1.- Mensaje Inicial de Direccién
2.- Sefial de Abonado LIbre
3.- Sefial de Abonado Ocupado
4.- Sefial de Respuesta
5.- Sefial de Colgar
7.- Senal de Nimero Vacante
8.- Sefial de Linea Fuera de Servicio
9.- Sefial de Confusién
10.- Senmal de Congestion
ll.- Senal de Llamada Infructuosa
Estas sefiales estA4n codificadas segin formatos del sistema de senalizacién CCITT “No.6.Eneste sistema de sefializaci6én digital las sefiales estan formadas por Unidades de Sefializacién,donde una US ‘consta de 24 bits,o sea de 3 bytes.
« Una sefial puede estar formada por varias USs,la primera
de estas se llama Unidad de Sefializacién Inicial (USI),la
segunda es llamada primera unidad subsiguiente de
~ . -@
senalizacion,etc.
El mensaje inicial de direccién es una sefial formada por 5 US es decir 120 bits o sea 15 bytes.
En este mensaje inicial de direcci6én ,el cual llamaremos IAM (por sus siglas en inglés:Initial Address Message),est4n codificadas ,entre otras cosas, el nimero de troncal a través
Controlador DAMA,la categoria del abonado que llama y el
nimero del abonado al’ cual se la quiere hablar.Esto se
muestra en la Figura 8.
\ '
10000/;000)/0;xxxxxxx]o0o000 oooo] isu
Encabezado C. de |. No. de Troncal Relleno Relleno
en Binarlo
[0 of1 1 0100] o0001010]000010000 | ssu1
k okK . Relleno
foolril xxxx] xxxxikxxx][xxxx}loooo] ssu2
kkk Clfra 1 Cifra 2 Clfra 3) Cifra 4 Relleno
foolri! xxxx] xxxxkxxx xxxxfoooo] ssu3
ke Cifra 5 Cifra 6 Cifra 7 Cifra 8 Relleno
[o ola} xxxx] XXX XK XXX | xxxxloooo| ssus
* eK Cifra 9 Cifra Cifra Cifra Rel leno
6 FIN 10 i 12 6
ake FIN
* Cédigo de Encabezamiento de una Unidad Subsigulente
de Sefallzaclén (SSU).
** Indicador de Longltud
*** El Indicativo de FIN es 1111 (Indica fin de clfras marcadas).
wi
FIG. No. FORMATO DE UN IAM
El resto de las sefiales telefénicas empleadas en la
comunicaciOn con el controlador DAMA estan codificadas como
se muestra en la Figura 54.
el controlador DAMA se describe en la siguiente secci6én (III. 4.2.1.)
IIL. 4.2.1. RECONOCIMIENTO DE SENALES
La intercomunicaci6én entre el controlador DAMA y la IST, utilizando un formato de sefalizacién derivado del sistema de sefializacién CCITT No.6 ,es a través de un enlace entre procesadores MC6809.
Este enlace se realiza con dispositivos periféricos de entrada/ salida.Se utiliz6é el cg rcuito electronico MC6821 de
Motorola llamado PIA (por sus_ siglas en inglés:Parallel
Interface Adapter).
El PIA es un periférico que maneja transmisi6én-recepcion de datos en paralelo a través de sus 2 puertos de 8 lineas
cada uno,estos puertos pueden ser programados como entradas o
El enlace fisico entre el PIA de la IST y el PIA del
controlador DAMA es el mostrado en la Figura 9.
cAI CB2
CA2 CBI].
rm,
PTO A PTO B
LECTURA ESCRITURA
PTO B PTO A
ESCRITURA LECTURA
CBI CA2
MC 6821 CB2 CAI MC 6821
PIA - |NTERFAZ ) PIA - DAMA
FIG. No. 9 CONFIGURACION DE PUERTOS DE E/S PARA
INTERCAMBIO DE § ZAC
El método de transmisién de datos ,Reconocimiento de
Sefiales, proporciona un mecanismo por medio del cual el
procesador que esta transmitiendo reconoce que los datos que
envio fueron recibidos correctamente por el procesador
receptor (Streitmatter y Fiore, 1979).
Reconocimiento de Sefales,cuando es aplicado a dispositivos
periféricos de entrada/salida PIAs es manejado por medio de
interrupciones,.
Los cambios de nivel que ocurren en las lineas de
control de los dispositivos perifericos de entrada/salida
+ ye
»PIAs,cuando se recibe/transmite un dato utilizando el método
Reconocimiento de Sefiales es el mostrado en la Figura 10.
INTERFAZ ESCRIBE ESCRIBE
CB2 1 DATO #1 DATO #2 ~~
{) <=eee ae
LEE LEE
cCAl 1 DATO #1 DATO #2 a=
0 «-se---Wee Sc oie,
CA2 0 ee
EN LAS LINEAS DE
FIG. No. 10 SECUENCIA DE NIVELES
coNTROL DE INTERRURUPC TONES
A continuacién se describe la secuencia de eventos que
ocurren al momento de la transmisién/recepcién de un(os)
PIAs encargados de-+la intercomunicacion entre el sistema de
control de la IST y el controlador DAMA.
CONDICIONES INICIALES
Una vez programados los dispositivos periféricos de
: ae
entrada/salida a través de los cuales se manejara la
intercomunicaci6én entre los dos sistemas de control,IST y
DAMA,el estado que guardan las Jlineas de control de los
puertos de transmisi6n y recepcién es el siguiente:
Linea de Control Estado Logico
me. CB2 . 1
CBl 0
CA2 0
cAl 1
TRANSMISION DE DATOS
Cuando uno de los sistemas de control quiere transmitir
datos al otro, la secuencia de eventos que ocurre es la
siguiente:
El microprocesador del sistema de control transmisor
escribe en el registrqg de datos del puerto B del PIA
transmisor, el primer dato de la senal a enviar.
Esta escritura del registro de datos causar&a que las
lineas de control CB2 y CBl,de este puerto transmisor,cambien
de nivel l6égico.
La linea CB2 del nivel légico 1 al nivel légico 0 y 1a
linea de control CBl del nivel légico 0 al nivel légico 1.
Como la linea de control CBl del puerto B
transmisor,est& conectada a la linea de contro] _CA2 del
puerto A receptor,la transicién de nivel de esta linea ser&
detectado por la linea de control CA2.Esto no causar4 ningun
efecto sobre el PIA receptor ya que la linea CA2_ fue
programada como salida.
La linea de control CB2 del puerto B transmisor esta
conectada a la linea de control CAl del puerto A receptor,la
transici6n de nivel de est& linea sera detectado por la linea
- de control CAl.
G
Este cambio de nivel en la linea de control CAl del
puerto A del PIA receptor,originar&a una_ solicitud de
interrupci6én al microprocesador del sistema de weed
receptor, para avisarsele que se le desea enviar un dato.
- 4x
El microprocesador terminara de ejecutar la instrucci6én
que estaba ejecutando al momento de ser interrumpido,guardara
en memoria (pila S) el estado de sus registros de control y
correra la subrutina IPIA (V. 3o1526) que atiende las
interrupciones provenientes del PIA que gener6é la solicitud
de interrupci6on.
RECEPCION DE DATOS
El microprocesador,al leer el dato recibido del registro
de datos del puerto A del PIA receptor,causara a las lineas
de control de puerto A cambien de nivel 1légico.La linea de
control CAl del nivel l6égico 0 al nivel l6Ogico 1 y la linea
de control CA2 del nivel légico 1 al nivel légico 0..
Dado que la linea de control CAl est& conectada a la
linea de control CB2 deJ PIA transmisor,este cambio de nivel
en la linea de control CAl ser& detectado por CB2.El cambio
de nivel en la linea de control CB2 no tendr& efecto sobre el
puerto B del PIA transmisor ya que la linea CB2_ fue
programada como salida.
La transici6én en la linea de control CA2 del puerto A
del PIA receptor, causara que la linea de control CBl del PIA
transmisor cambie de nivel.Este cambio de nivel en la linea
de control CBl causar& que se genere una_ solicitud de
interrupci6én al microprocesador del sistema de_ control
transmisor.El microprocesador al recibir la interrupci6én,
correra una subrutina (V. « %.1.2.) que atiende a
interrupciones provenientes del PIA que maneja la transmisi6n
de datos.
Por medio de la interrupci6én recibida a tavés del puerto
B del PIA transmisor,el microprocesador del sistema de
control que transmitiéd el dato,se entera que éste fue
recibido correctamente.
$l se tienen m&as datos se sigue el mismo_ protocolo,
hasta que el total de datos de que consta la sefial hayan sido
IV. CIRCUITERIA
En este capitulo se describe la forma en que est&
estructurado el sistema de control de la IST a_ nivel
circuiteria, asi como una descripcién general de los
- ae
. . a
circuitos mas relevantes.
IV. 1. SISTEMA DE CONTROL
El sistema de control de la IST b&asicamente es un
sistema de microcomputadora disefiado en base al
microprocesador MC6809 de Motorola. La Figura 11 muestra la
arquitectura del Sistema de Control.
Como todo sistema de microcomputadora,ademas del
microprocesador consta de dispositivos de memoria, tanto de
lectura exclusiva como de lectura/escritura, de dispositivos
de entrada/salida,de temporizadores programables,de un
controlador de interrupciones y de una serie de circuitos que
ejecutan funciones légicas para la decodificacién de los
A LOS TELEFONOS
O
PIANC 6821
PIM Pit’
MC 6940 MC 6828
AL CONTROLADOR DAMA
PIA MC 6821
oS es i) > o > = > o>
S/S ])S ea = s 3
D o + © o + mD =e ~m
e ut 3 om wm 3 m 3 =
=
=
e
o=.
=
=
2.
oDucto del Sistema : Direcciones, Davos y Control
& 4.
See
Silells
21 >
=m + a3 wD = 3 a —
m Oo + a o cr ©. o
m wm 3 ms on a3 m wm
m o —- Oo m
S. a Ss
om wm D
w wm
EPROM MPU RAM
Iv. 1.1. MICROPROCESADOR
El microprocesador que utiliza el sistema de control de
la IST es el MC6809 de Motorola .Un diagrama a bloques de la
estructura del microprocesador es mostrado en la Figura 12.
<«—— Vee
<@—\ Vss
mm
a m n
|
m4z =
mn IRQ
Q
DMA/BREQ R/W
Las caracteristicas principales del microprocesador
MC6809 son las siguientes:
ARQUITECTURA
-Dos registros indices de l6~-bits
-Dos apuntadores de pila indexables (U y S$)
- Re
~Dos acumuladores de l16-bits que pueden ser unidos para formar un acumulador de 1l6-bits
CIRCUITERIA
eAlimentacion 5 Volts D.C.
eEntrada MRDY la cual permite utilizar dispositivos de memoria lentos
ePosibilidad de operaciones DMA
-Ducto de direcciones de l6-bits
-Ducto de datos de 8-bits
PROGRAMACION
-16 modos de direccionamiento
-1464 instrucciones con modo de direccionamiento finico
e-Aritmetica de l16-bits
Es decir que el microprocesador MC6809 tiene gran
potencialidad en lo referente a programaci6én gracias al gran
nimero de diferentes modos de direccionamiento con que
IV. 1.2. MEMORIAS *
Se utilizaron dos tipos de memorias:
~Memorias de Lectura/Escritura
eMemorias de Lectura Exclusiva
MEMORIAS DE LECTURA/ESCRITURA
Se utilizé la memoria de
Motorola.
lectura/escritura MCM6810 de
Un diagrama a Bb.Jques de su estructura interna es
el mostrado en la Figura 13.
23 22 21 20 19 18 17
MM
(128 x 8)
wmvrynuawnn
1S 14 13 12 11 10
po. fot iT} wl | 2 ec “sy --| saa Cl P bel
=
TIbo D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
Vcc = Pin 24 Gnd = Pin 1
CARACTERISTICAS
eOrganizada como 128-bits de 8 bits
eOperaci6én EstAtica
eDucto de datos bidireccional de 8 bits de tres estados
Se utilizaron 4 dispositivos de menoria
lectttra/escritura,.El programa del sistena operativo para
sistema Ge control de la IST emplea 482 bytes de este tipo de
memoria,
CA
HEMGRIAS DE LECTUBA EXCLUSIVA
Se utilizb6 la memoria de lectura exclusiva HCH2716 de
Ifotorola, Un diagrama a bloques de su estructura interna es
el mostrado en la Figura 14,
DATOS E7S poggas’
|
E/Progr
G
|
|
Y |
Decoder
|
A0-A10
MATRIZ '
x j
Decoder (128 x 128) |
|
/
CARACTERISTICAS
-Organizada como 2048 bytes de 8 bits -Memoria no vol&atil,que se puede
reprogramar una vez eliminada la informacién con luz ultravioleta
“ae,
Se utilizaron 3 dispositivos de memoria de lectura exclusiva es decir,que se dispone de 6144 bytes,de los cuales se emplearon 5632 bytes.
IV. 1.3. DISPOSITIVOS PERIFERICOS DE ENTRADA/SALIDA
Estos dispositivos periféricos de entrada/salida son a través de los cuales el sistema de control de la IST tiene intercomunicaci6én con otros dispositivos periféricos externos.El sistema de control es a través de estos dispositivos que se comunica con el controlador DAMA y con la UL.
Se utiliz6 el MC6821 de Motorola PIA -(Peripheral Interface Adapter). Un diagrama a bloques de su estructura
D1 32 02 31 03 30 D4 29 DS 28 D6 27 D7? 26
PUERT.O A
©omnVauwnrd
wn
v0 Dd >
Vcc = Pin 20
Vss= Pin 10 PBO
17 PBI 12 PB2
“se . PUERTO 13° PB3
cst BO 14 PB4
‘GS2 23 ‘
CONTR 15 PBS
MES =f : 16 PBE
RS1 35 _ RIW 17 PB?
R/W 21 Enable 25
Reset 34
.-RDD-B
18 CB1
___ C1i-B
1ROB 37 . 19 CB2
FIG. No. 15 ESTRUCTURA INTERNA DEL MC 6821 (PIA)
CARACTERISTICAS
.Ducto de datos bidireccional de 8 bits
-Dos puertos programables de 8 bits cada uno ~Registros de control programables
.Programacién de las lineas de cada puerto independiente:
-Manejo de nivel TTL en los dos puertos -Posibilidad de manejar nives CMOS en el
puerto A
-Légica de control para método de transmisidn/recepcioén de datos:
Reconocimiento de Senales
-Cuatro lineas de control de interrupciones
2 utilizables como control de periféricos
Se itiieeeron 4. dispositivos periféricos de
entrada/salida PIAs. La forma en que se manejan los puertos de estos dispositivos en el sistema de control de la IST es el que se muestra en las Figuras 16 a 19
PIA 0
Ambos puertos son utilizados en la recepcién de
_ los
digitos marcados en teléfonos de discado, Figura 16. PAO PAL PA2 PA3 PA4 PAS PAG PAT
RECEPCION DIGITOS CDDO PUERTO
A -RECEPCION DIGITOS CDD1
aya
NC 6821 PBO PBI PB2 . PB3 PB4PB RECEPCION DIGITOS CDD3 PB
PB7
RECEPCION DIGITOS CDD2
a
PUERTO B
PIA 1
Los puertos del PIA 1 se programaron como salidas,Figura 17.
PAO
PA
PA2 ACTIVACION/DESACTIVACION CONTADORES PTMs
PAS
PAA
PAS ACTIVACION/DESACTIVACION CDDs
PAA
PAT
MC 4821
PUERTO A
PBO PBI
PB2 TONO DE OCUPADO |
PBS
-_ Ppa
PBS TONO DE LLAMADA (ECO) ) PB
PB7
FIG. No. i7 CONFIGURACIGN DE LOS PUERTOS DEL PIA-i
digitos marcados en tel@éfonos de discado,.
Las lineas menos significativas del puerto A sirven para la activacién/desactivacién de los contadores de los temporizadores programables,que controlan la asignacion maxima permitida,a un abonado, de un recurso telefénico.
Las lineas mas significativas del puerto B controlan la activacioén/ desactivacién del tono de llamada (eco).Las
lineas menos significativas, controlan la
activacién/desactivaci6én del tono de ocupado,.
PIA 2 &
El puerto A se proogram6O como puerto de entrada y el
puerto B como puerto de salida,Figura 18.
Las lineas mas significativas del puerto A se utilizan
para deteccié6n de los cambios de estado de un aparato
telefénico,colgado/descolgado,.
Las lineas menos’ significativas, se utilizan para