TSSN: Conmutación de División de Tiempo en Redes de Telecomunicaciones

La conmutación de división de tiempo (TSSN) es una técnica fundamental utilizada en los sistemas y redes de conmutación de telecomunicaciones para gestionar la transmisión de datos de voz. En esencia, el TSSN divide la señal de voz en pequeños fragmentos de información y los transmite en intervalos de tiempo específicos. Este método permite compartir un único canal de comunicación entre múltiples usuarios, optimizando el uso de recursos y mejorando la eficiencia de la red.

Conceptos Básicos de la Conmutación de División de Tiempo

Para comprender el TSSN, es esencial familiarizarse con los dos esquemas de conmutación principales: división espacial y división de tiempo. La conmutación de división espacial establece una ruta dedicada entre el usuario que llama y el usuario llamado durante toda la llamada. En este esquema, se utiliza un circuito físico separado para cada conexión, lo que significa que las llamadas no comparten recursos.

Por otro lado, la conmutación de división de tiempo, como su nombre indica, utiliza intervalos de tiempo específicos para transmitir información de diferentes llamadas a través del mismo canal físico. En este esquema, la señal de voz se muestrea a intervalos regulares y estos valores muestreados se envían en forma de pulsos digitales.

Conmutación de División de Tiempo: Analógica y Digital

La conmutación de división de tiempo puede ser analógica o digital. En la conmutación analógica, los niveles de voltaje muestreados se transmiten tal cual. La conmutación digital, por otro lado, convierte los valores muestreados en código binario y luego los transmite.

Si los valores codificados se transfieren durante el mismo intervalo de tiempo desde la entrada a la salida, la técnica se denomina conmutación espacial. Si los valores se almacenan y se transfieren a la salida en un intervalo de tiempo posterior, la técnica se denomina conmutación temporal.

La Conmutación de División de Tiempo en Redes Digitales

La conmutación de división de tiempo se utiliza ampliamente en técnicas de conmutación digital, donde las señales moduladas por código de pulsos (PCM) están presentes en los puertos de entrada y salida. Un sistema de conmutación digital es aquel en el que las entradas de cualquier autopista PCM se pueden conectar a las salidas de cualquier autopista PCM para establecer una llamada.

Diferencias Claves entre la Multiplexación Espacial y la Multiplexación Temporal

Las principales diferencias entre la multiplexación de división espacial y la multiplexación de división de tiempo radica en el uso compartido de los conmutadores de cruce. Los conmutadores de cruce no se comparten en la conmutación de división espacial, mientras que sí se comparten en la multiplexación de división de tiempo durante períodos más cortos.

Multiplexación de División de Tiempo (TDM): TSI y Bus TDM

Los conmutadores de división de tiempo utilizan la multiplexación de división de tiempo (TDM) en la conmutación. Los dos métodos populares de TDM son TSI (Intercambio de tiempo y ranura) y bus TDM.

TSI (Intercambio de tiempo y ranura): En el mecanismo TSI, los datos enviados se cambian según el orden de las ranuras basado en las conexiones deseadas. Consiste en una RAM con varias ubicaciones de memoria como ubicaciones de entrada, salida y unidad de control. La muestra de entrada se lee al comienzo de la ranura de tiempo y se sincroniza al final del pulso de reloj.

Bus TDM: El bus TDM utiliza la multiplexación para colocar todas las señales en una ruta de transmisión común. El bus debe tener una velocidad de datos más alta que las líneas de E/S individuales.

Combinación de Conmutación Espacial y Temporal

Los conmutadores de división de tiempo también pueden emplear técnicas de conmutación de división espacial, y una mezcla apropiada de conmutación de división de tiempo y espacial es ventajosa en diversas circunstancias.

Conmutador Espacial de División de Tiempo

Un conmutador espacial de división de tiempo toma las salidas de varios conmutadores de división de tiempo (por ejemplo, conmutadores TSI) que luego se dan como entradas a los conmutadores de división espacial. Esto significa que una de las dos salidas similares producidas por un conmutador TDM se puede seleccionar mediante un conmutador espacial para entregarla a otra ruta de salida, lo que reduce el número de conmutadores de cruce.

Limitaciones de la Conmutación de División de Tiempo

En la conmutación de división de tiempo, no es posible el intercambio de ranuras de tiempo, ya que la ranura de tiempo entrante transfiere los datos solo a su ranura de tiempo de salida dedicada. Por lo tanto, los conmutadores multiplexados en el tiempo no proporcionan disponibilidad completa.

Conmutador Espacial de División de Tiempo Multiplexado en el Tiempo

Un conmutador espacial de división de tiempo multiplexado en el tiempo se puede configurar alrededor de una matriz espacial, que tiene M horizontales de entrada y N verticales de salida. Si tanto las entradas como las salidas son iguales, M=N, el conmutador conduce a la no bloqueo.

Ventajas de la Multiplexación de Tiempo de División de Tiempo

La principal ventaja de la técnica de multiplexación de tiempo de división de tiempo es que, a diferencia de la conmutación espacial de división de tiempo, permite el intercambio de ranuras de tiempo (TSI) de los valores muestreados. En TSI, una muestra de voz de entrada durante una ranura de tiempo se puede enviar a la salida durante una ranura de tiempo diferente, lo que implica un retraso entre la recepción y la transmisión de una muestra.

Reloj de Ranura de Tiempo y Retraso de la Muestra

La velocidad a la que funciona el reloj de ranura de tiempo es de 125-$mu$ sec. Debido a la acción de almacenamiento, la muestra se retrasa al menos en una ranura de tiempo al pasar de la entrada a la salida, incluso si no hay intercambio de ranuras de tiempo.

TSI Expansivo y Concentrador

Un TSI que puede ser expansivo o concentrador, también tiene un número diferente de ranuras de tiempo por trama en la entrada y la salida. Para un conmutador expansivo, la velocidad de bits de salida es más alta, mientras que para un conmutador concentrador, la velocidad de bits de entrada es más alta.

Resumen

La conmutación de división de tiempo (TSSN) es una técnica esencial en las redes de telecomunicaciones que permite la transmisión eficiente de datos de voz utilizando intervalos de tiempo específicos. La técnica se basa en la multiplexación de división de tiempo (TDM), donde se utilizan dos métodos principales: TSI (Intercambio de tiempo y ranura) y bus TDM. La combinación de conmutación espacial y temporal también se utiliza para optimizar el rendimiento y reducir el número de conmutadores de cruce necesarios.

Aunque TSSN tiene limitaciones como la falta de disponibilidad completa y el retraso de las muestras, sus ventajas, como la posibilidad de intercambio de ranuras de tiempo y la optimización del uso de los recursos, la convierten en una tecnología fundamental para las redes de telecomunicaciones modernas.