¿Qué es la PSTN? La red telefónica pública conmutada y la migración a la voz IP

Casi todo el mundo ha utilizado la PSTN, y casi nadie puede decir qué es realmente. Es el tono de marcado con el que usted creció, el número en el costado de una furgoneta de reparto, la línea que aún marca un fax. Sin embargo, como red, es una pieza de ingeniería específica con una arquitectura clara, y esa arquitectura se está apagando país por país. Comprender cómo funciona la red telefónica pública conmutada facilita mucho el razonamiento sobre la migración a la voz IP, porque casi todas las decisiones de diseño en una red de voz moderna existen para reemplazar algo que la PSTN solía hacer.

En este artículo, le guiaremos a través de qué es la PSTN, cómo la conmutación de circuitos y la señalización SS7 realmente mueven una llamada, cómo los números telefónicos se enrutan a través de la jerarquía de conmutación, por qué los operadores están retirando todo el sistema y dónde se encuentra hoy la frontera entre la red antigua y la voz IP. TelcoBridges ha dedicado más de 20 años a trabajar en ambos lados de esa frontera, desde pasarelas de medios TDM hasta el controlador de borde de sesión de software ProSBC, por lo que la frontera PSTN-IP es territorio conocido.

¿Qué es la PSTN?

La red telefónica pública conmutada (PSTN) es el conjunto de las redes telefónicas de conmutación de circuitos del mundo, interconectadas para que cualquier teléfono pueda comunicarse con cualquier otro teléfono. No es un sistema único propiedad de una sola empresa. Son miles de operadores, portadores nacionales, centrales regionales y acuerdos de interconexión, todos hablando estándares comunes de señalización y numeración para que una llamada realizada en un país pueda completarse en un teléfono de otro.

El nombre describe el diseño. “Pública” significa que está abierta a cualquier abonado que pague por una línea, en lugar de ser una red privada reservada para una sola organización. “Conmutada” significa que la red establece una conexión bajo demanda para cada llamada, en lugar de mantener cada terminal permanentemente conectado con todos los demás. Y es una red de redes, unida por las convenciones de señalización y numeración que se cubren a continuación.

Durante la mayor parte del siglo XX, la PSTN fue la única forma de hacer una llamada telefónica. Ese monopolio sobre la voz es lo que la convierte en el punto de referencia para todo lo que vino después. Cuando las personas dicen que una llamada VoIP “alcanza la PSTN” o que un número “se porta fuera de la PSTN”, están describiendo la frontera entre este mundo heredado de conmutación de circuitos y las redes de conmutación de paquetes que lo están reemplazando.

Conmutación de circuitos vs conmutación de paquetes

Lo más importante que hay que entender sobre la PSTN es que utiliza conmutación de circuitos. Cuando usted realiza una llamada, la red reserva una ruta dedicada de extremo a extremo para esa conversación y la mantiene abierta hasta que alguien cuelga. El canal de voz estándar es un circuito digital de 64 kbit/s (un DS0), y esa capacidad pertenece exclusivamente a su llamada, ya sea que esté hablando, escuchando o en silencio.

Las redes de conmutación de paquetes funcionan de manera opuesta. En una llamada VoIP, su voz se digitaliza, se comprime mediante un códec y se divide en pequeños paquetes que viajan de forma independiente por enlaces IP compartidos, según lo definido por el Protocolo de Transporte en Tiempo Real en RFC 3550. No se reserva ninguna ruta. La misma fibra que transporta su llamada transporta miles de otras al mismo instante, y durante las pausas en su discurso esa capacidad es utilizada por otros.

Esa única diferencia impulsa casi todo. La conmutación de circuitos proporciona voz predecible y de calidad constante a costa de la eficiencia, porque la capacidad reservada permanece inactiva cuando nadie está hablando. La conmutación de paquetes es mucho más eficiente y considerablemente más económica de escalar, aunque tiene que gestionar activamente el jitter, la pérdida de paquetes y la latencia para igualar la calidad que la conmutación de circuitos proporcionaba por defecto. La economía también diverge marcadamente: una red de conmutación de circuitos cobra por mantener un recurso durante la duración de la llamada, mientras que una red de paquetes cobra por ancho de banda que puede sobredimensionar.

Cómo está construida la PSTN: la jerarquía de conmutación

La PSTN está organizada como una jerarquía de conmutadores conectados por troncales. Comience por el extremo del abonado. El par de cobre que va desde un teléfono hasta el edificio más cercano de la compañía telefónica es el bucle local. Ese bucle termina en una central telefónica (CO), donde un conmutador de central local, históricamente un conmutador clase 5, atiende todas las líneas de abonados de su zona y conecta las llamadas entre ellos.

Cuando una llamada tiene que salir del área local, la central telefónica la entrega a un conmutador tándem o de larga distancia (históricamente clase 4). Estos conmutadores de nivel superior no atienden líneas de abonados directamente. Su función es interconectar centrales telefónicas entre sí y con otros operadores, enrutando la llamada a través del país o entregándola a una pasarela internacional. Los enlaces entre todos estos conmutadores son troncales: circuitos T1 y E1 que transportan paquetes de canales de voz DS0 mediante multiplexación por división de tiempo (TDM), donde cada canal obtiene un intervalo de tiempo fijo y repetitivo en la línea compartida.

El sistema Bell original definió una jerarquía de cinco niveles, desde las centrales locales hasta los centros regionales. Décadas de conmutación de mayor capacidad y transporte por fibra aplanaron esa estructura, y una PSTN moderna es efectivamente un arreglo de dos niveles de conmutación local y tándem. El principio no ha cambiado: las líneas de abonados se agregan en conmutadores locales, los conmutadores locales se interconectan a través de conmutadores tándem, y las troncales TDM transportan la voz entre ellos.

Señalización: cómo la PSTN establece una llamada

Establecer un circuito requiere más que la ruta de voz en sí. La red necesita saber qué número marcó usted, si el destino está ocupado, cuándo comenzar la facturación y cuándo liberar el circuito. Esa información de control viaja por un sistema de señalización separado en lugar de mezclarse con el canal de voz, un arreglo llamado señalización fuera de banda.

El sistema que hace esto es el Sistema de Señalización N.º 7 (SS7), una red de señalización global que funciona en paralelo a las troncales de voz. SS7 transporta los mensajes que establecen, gestionan y liberan las llamadas. A nivel conceptual, tiene tres tipos de nodos: puntos de conmutación de servicios (SSP) que originan y terminan llamadas, puntos de transferencia de señales (STP) que enrutan los mensajes de señalización entre ellos, y puntos de control de servicios (SCP) que contienen las bases de datos. El protocolo de establecimiento de llamadas transportado por SS7 es ISUP (ISDN User Part), mientras que SCCP y TCAP transportan consultas a bases de datos para servicios como el enrutamiento de números gratuitos, las consultas de portabilidad numérica y la recuperación del nombre del identificador de llamadas.

La señalización fuera de banda fue un avance importante. Hizo que el establecimiento de llamadas fuera más rápido, habilitó toda una generación de servicios de red y mantuvo el tráfico de control fuera de las rutas de voz generadoras de ingresos. También se convirtió en una debilidad de seguridad bien documentada más adelante en la vida de la red, ya que el modelo de confianza de SS7 asumía que cada operador conectado era legítimo. Una curiosidad histórica que vale la pena mencionar es que la mensajería de texto comenzó como un canal lateral dentro de la capacidad de señalización sobrante de SS7, un origen que aún influye en cómo los mensajes cruzan las redes hoy en día.

Números telefónicos y enrutamiento: E.164 y el NANP

En la PSTN, un número telefónico es una dirección de enrutamiento, no solo una etiqueta. El formato internacional está estandarizado como E.164, que limita un número completamente calificado a 15 dígitos y lo estructura como un código de país seguido de un número nacional. En Norteamérica, esa porción nacional sigue el Plan de Numeración de Norteamérica (NANP): un código de área de tres dígitos (NPA), un prefijo de central de tres dígitos (NXX) y un número de línea de abonado de cuatro dígitos.

Históricamente, esos dígitos indicaban a la red exactamente adónde enviar la llamada. El prefijo NXX se mapeaba a un conmutador de central telefónica específico en un centro tarifario específico, y datos de enrutamiento como la Guía de Enrutamiento de Centrales Locales (LERG) traducían bloques de números en destinos de conmutadores. Marque un número y la jerarquía recorría los dígitos hacia afuera, conmutador tándem por conmutador tándem, hasta alcanzar el conmutador local correcto.

La portabilidad numérica local rompió esa suposición ordenada. Una vez que los abonados pudieron conservar un número al cambiar de operador, los dígitos ya no indicaban de manera confiable qué conmutador o incluso qué operador era dueño de la línea, por lo que la red tuvo que consultar una base de datos de portabilidad antes del enrutamiento. Ese cambio de “el número es la ubicación” a “el número debe consultarse” es uno de los cambios más profundos que el paso a la voz IP heredó y tuvo que acomodar.

Por qué se está retirando la PSTN

La PSTN se está apagando por razones que se refuerzan mutuamente. El equipamiento es la primera. Los fabricantes en gran medida han dejado de construir conmutadores clase 5 y tarjetas de línea TDM, y los operadores cada vez más obtienen repuestos para plataformas heredadas en el mercado secundario. Mantener viva una red con hardware que ya nadie fabrica es una posición perdedora.

La economía es la segunda. Operar una red de conmutación de circuitos y una red IP en paralelo significa pagar dos veces por capacidad superpuesta, y el bucle local de cobre es costoso de mantener en comparación con la fibra y el transporte IP. Una vez que un operador tiene un núcleo IP, la red TDM es principalmente un costo.

La tercera razón es un calendario regulatorio y de operadores firme que ya está en marcha. En el Reino Unido, Openreach dejó de vender nuevas líneas PSTN e ISDN a nivel nacional en septiembre de 2023, y el apagado total de la PSTN está programado para el 31 de enero de 2027, una fecha extendida desde el objetivo original de diciembre de 2025 para dar más tiempo de migración a los usuarios vulnerables, particularmente los clientes de alarmas de teleasistencia. En Australia, la PSTN heredada de cobre ha sido progresivamente desmantelada a medida que los servicios se trasladaron a la Red Nacional de Banda Ancha (NBN), con esa transición sustancialmente completada durante 2025. En Estados Unidos, no existe una fecha única de apagado nacional; en cambio, el marco de transiciones tecnológicas de la Comisión Federal de Comunicaciones permite a los operadores retirar las instalaciones de cobre y TDM servicio por servicio, por lo que el ocaso en EE. UU. es una serie continua de solicitudes de operadores en lugar de una única fecha límite. En Europa continental, varios operadores incumbentes se movieron antes, con Deutsche Telekom entre los operadores que completaron una migración totalmente IP mucho antes del calendario del Reino Unido.

Saber por qué y aproximadamente cuándo ocurre el apagado es una cosa; realmente mover una base de abonados fuera de TDM sin perder clientes es un proyecto operativo separado, con su propio calendario de migración, opciones de despliegue y obligaciones regulatorias que no se pausan para un corte de servicio. Ese manual de migración de abonados es un tema por derecho propio, distinto del explicativo de red aquí presentado.

La frontera PSTN-IP: donde lo antiguo se encuentra con lo nuevo

Mientras cualquier parte de la PSTN permanezca en servicio, las redes de voz IP tienen que alcanzarla y aceptar llamadas de ella. Un abonado en un servicio moderno basado en SIP aún tiene que llamar a una línea fija que no ha migrado, y un cliente TDM restante aún tiene que comunicarse con usuarios VoIP. Ese punto de encuentro es la frontera PSTN-IP, y es donde residen algunas funciones específicas.

Dos traducciones ocurren en esta frontera. En el lado de los medios, una pasarela de medios convierte los canales portadores TDM en flujos de paquetes RTP y viceversa, uniendo el mundo de DS0 de 64 kbit/s con los códecs que operan sobre IP. En el lado de la señalización, la señalización heredada SS7 o ISUP tiene que mapearse al Protocolo de Inicio de Sesión definido en RFC 3261, que es el protocolo de control de la voz IP, una tarea que realizan las pasarelas de señalización SS7-SIP. Una vez que una llamada está en el lado IP, un controlador de borde de sesión (SBC) se sitúa en el borde para asegurarla y controlarla: ocultando la topología interna, normalizando la señalización SIP entre sistemas incompatibles, anclando los medios y aplicando políticas de admisión de llamadas y seguridad. Debido a que el SBC es un Back-to-Back User Agent (B2BUA), termina la llamada en un lado y la reorigina en el otro, lo que le otorga ese control.

Las redes móviles alcanzan la PSTN a través del mismo tipo de frontera. En un núcleo IP Multimedia Subsystem (IMS), una función de control de pasarela de medios interconecta las llamadas entre IMS y la PSTN de conmutación de circuitos. Cualquiera que sea la tecnología en el lado IP, el patrón es consistente: las pasarelas traducen el portador y la señalización, y un SBC gobierna el borde IP.

Preguntas frecuentes

Conclusión

La PSTN es la red telefónica global de conmutación de circuitos: una jerarquía de conmutadores locales y tándem, unidos por troncales TDM, establecida llamada por llamada mediante señalización SS7, y direccionada a través de los planes de numeración E.164 y NANP. Funcionó extraordinariamente bien durante un siglo, y ahora se está retirando porque el hardware ha llegado al fin de su vida útil, la economía favorece una red IP única, y los reguladores y operadores han fijado las fechas. Lo que sobrevive es el servicio: números, llamadas de emergencia y tono de marcado, entregados sobre IP. La pieza que perdura a lo largo de toda la transición es la frontera entre los dos mundos.