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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIA, CIENCIA Y TECNOLOGIA
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DEL OESTE DE SUCRE
“CLODOSBALDO RUSSIÁN”
ELECTRÓNICA DE APLICACIÓN CAMERCIAL
EQUIPOS DE TELEFONÍA FIJA Y
MOVIL CELULAR
Realizado por: Profesora:
Domingo Cordova ING. Drusso Lista
Cristina Gutiérrez
Ronny Martínez
Carlos Rodríguez
Oscar Salazar
Cumaná, Julio de 2015
INTRODUCCIÓN
La red telefónica es la de mayor cobertura geográfica, la que mayor número de usuarios
tiene, y ocasionalmente se ha afirmado que es "el sistema más complejo del que dispone la
humanidad". Permite establecer una llamada entre dos usuarios en cualquier parte del planeta de
manera distribuida, automática, prácticamente instantánea. Una llamada iniciada por el usuario
origen llega a la red por medio de un canal de muy baja capacidad, el canal de acceso, dedicado
precisamente a ese usuario denominado línea de abonado. En un extremo de la línea de abonado
se encuentra el aparato terminal del usuario (teléfono o fax) y el otro está conectado al primer nodo
de la red, que en este caso se llamó central local. La función de una central consiste en identificar
en el número seleccionado, la central a la cual está conectado el usuario destino y enrutar la
llamada hacia dicha central, con el objeto que ésta le indique al usuario destino, por medio de una
señal de timbre, que tiene una llamada. Al identificar la ubicación del destino reserva una
trayectoria entre ambos usuarios para poder iniciar la conversación. La trayectoria o ruta no
siempre es la misma en llamadas consecutivas, ya que ésta depende de la disponibilidad
instantánea de canales entre las distintas centrales.
En la década del 70 comenzó a emplearse el sistema IMTS en los Estados Unidos de
Norte América. Que permitía la comunicación entre abonados movilizados a bordo de diferentes
automóviles, quienes también podían establecer comunicación entre abonados fijos de la red
telefónica convencional (con tendido de cables). Las comunicaciones inalámbricas en la actualidad
están ofreciendo una serie de servicios adicionales a la comunicación de voz, lo que hace tan
atractiva la adquisición de equipos de comunicación móvil. La telefonía celular hace posible la
movilidad de las personas, es decir, una persona puede ser localizada con mayor facilidad que en
años pasados.
Características Generales De Los Equipos De Telefonía:
El propósito de cualquier sistema básico de telecomunicaciones es comunicar dos usuarios,
permitiendo la transmisión de la información entre ellos. Existen diversos tipos de redes de
telecomunicaciones, tanto públicas como privadas. La telefonía pública consiste en una de las
mayores redes de telecomunicaciones a nivel mundial, y se tomará como ejemplo introductorio, a
los efectos de presentar los conceptos básicos de telefonía. Su arquitectura consiste en varios
componentes, especializados en diferentes funciones. Estos son:
 El terminal telefónico.
 Las redes de acceso.
 La conmutación.
 La transmisión y el transporte.
 La señalización.
En la siguiente figura se muestra, muy esquemáticamente los componentes
Mencionados.
Los terminales telefónicos se encuentran en los extremos de la red, y pueden ser de
diverso tipo, tanto fijos como móviles, particulares o corporativos, etc. Estos terminales telefónicos
son conectados a los sistemas centrales través de redes de acceso, las que dependen de la
tecnología del terminal telefónico. De esta manera hay redes de acceso de cobre, de fibra óptica,
con tecnologías inalámbricas, etc. Una de las principales funciones de las redes de
telecomunicaciones es la posibilidad de conectar terminales o usuarios entre sí. Esto se logra
mediante las funciones de conmutación, las que se realizan en “centrales de conmutación”. Estas
centrales, a su vez, están interconectadas, por medio de una red de transmisión y transporte. El
sistema de transmisión y transporte se encarga de enviar grandes volúmenes de información y/o
canales de voz entre puntos específicos, generalmente asociados a centrales de conmutación o
centrales de tránsito. Finalmente, es fundamental mantener un sistema de señalización apropiado
entre los diversos componentes.
Conceptos básicos de la comunicación
Comunicación:
Es el proceso de transmisión y recepción de ideas, información y mensajes. En los últimos
150 años, y en especial en las dos últimas décadas, la reducción de los tiempos de transmisión de
la información a distancia y de acceso a la información ha supuesto uno de los retos esenciales de
nuestra sociedad. La comunicación actual entre dos personas es el resultado de múltiples métodos
de expresión desarrollados durante siglos. Los gestos, el desarrollo del lenguaje y la necesidad de
realizar acciones conjuntas tienen aquí un papel importante.
Elementos básicos de la comunicación:
 Transmisor
 Receptor
 Mensaje
 Medio
Red:
Conjunto de elementos conectados entre si por medio de uno o mas nodos
Red de Comunicaciones:
Conjunto de elementos conectados entre sí en uno o más nodos capaz de recibir /
transmitir información, compartir recursos y dar servicio a usuarios.
Las redes que permiten todo esto son equipos avanzados y complejos, su eficacia se basa
en la confluencia de muy diversos componentes. Hasta hace poco, la mayoría de las
computadoras disponían de sus propias interfaces y presentaban su estructura particular un equipo
podía comunicarse con otro de su misma familia, pero tenía grandes dificultades para hacerlo con
un extraño sólo los más privilegiados disponían del tiempo, conocimientos y equipos necesarios
para extraer de diferentes recursos informáticos aquello que necesitaban.
En la década de 1990, el nivel de concordancia entre las diferentes computadoras alcanzó
el punto en que podían interconectarse de forma eficaz, lo que le permite a cualquiera sacar
provecho de un equipo remoto. Los principales componentes de este proceso son los sistemas
cliente/servidor, la tecnología de objetos y los sistemas abiertos. En la práctica, el concepto de
sistema abierto se traduce en desvincular todos los componentes de un sistema y utilizar
estructuras análogas en todos los demás. Esto conlleva una mezcla de normas (que indican a los
fabricantes lo que deberían hacer) y de asociaciones (grupos de entidades afines que les ayudan a
realizarlo). El efecto final es que sean capaces de hablar entre sí.
Elementos de una red de comunicaciones:
 Fuente
 Transmisor
 Destino
 Receptor
 Medio de transmisión
 Mensaje
 Interfaz
Topología:
Las topologías más comunes para organizar las computadoras de una red son las de punto
a punto, de bus, en estrella y en anillo. La topología de punto a punto es la más sencilla, y está
formada por dos ordenadores conectados entre sí. La topología de bus consta de una única
conexión a la que están unidos varios ordenadores. Todas las computadoras unidas a esta
conexión única reciben todas las señales transmitidas por cualquier computadora conectada. La
topología en estrella conecta varios ordenadores con un elemento dispositivo central llamado hub.
El hub puede ser pasivo y transmitir cualquier entrada recibida a todos los ordenadores de forma
semejante a la topología de bus o ser activo, en cuyo caso envía selectivamente las entradas a
ordenadores de destino determinados. La topología en anillo utiliza conexiones múltiples para
formar un círculo de computadoras. Cada conexión transporta información en un único sentido. La
información avanza por el anillo de forma secuencial desde su origen hasta su destino.
Bus:
Topología (configuración) de la red de área local en la que todos los nodos están
conectados a la línea principal de comunicaciones (bus). En una red en bus, cada nodo supervisa
la actividad de la línea, los mensajes son detectados por todos los nodos, aunque aceptados sólo
por el nodo o los nodos hacia los que van dirigidos. Como una red en bus se basa en una
"autopista" de datos común, un nodo averiado sencillamente deja de comunicarse; esto no
interrumpe la operación, como podría ocurrir en una red en anillo, en la que los mensajes pasan de
un nodo al siguiente. Para evitar las colisiones que se producen al intentar dos o más nodos utilizar
la línea al mismo tiempo, las redes en bus suelen utilizar detección de colisiones, o paso de
señales, para regular el tráfico.
Estrella:
Red de área local en la cual cada dispositivo, denominado nodo, está conectado a un
ordenador o computadora central con una configuración (topología) en forma de estrella.
Normalmente, es una red que se compone de un dispositivo central (el hub) y un conjunto de
terminales conectados. En una red en estrella, los mensajes pasan directamente desde un nodo al
hub, el cual gestiona la redistribución de la información a los demás nodos. La fiabilidad de una red
en estrella se basa en que un nodo puede fallar sin que ello afecte a los demás nodos de la red. No
obstante, su punto débil es que un fallo en el hub provoca irremediablemente la caída de toda la
red. Dado que cada nodo está conectado al hub por un cable independiente, los costos de
cableado pueden ser elevados.
Anillo:
Red de área local en la que los dispositivos, nodos, están conectados en un bucle cerrado
o anillo, los mensajes en una red de anillo pasan de un nodo a otro en una dirección concreta. A
medida que un mensaje viaja a través del anillo, cada nodo examina la dirección de destino adjunta
al mensaje, si la dirección coincide con la del nodo, éste acepta el mensaje. En caso contrario
regenerará la señal y pasará el mensaje al siguiente nodo dentro del bucle. Esta regeneración
permite a una red en anillo cubrir distancias superiores a las redes en estrella o redes en bus,
puede incluirse en su diseño una forma de puentear cualquier nodo defectuoso o vacante. Sin
embargo, dado que es un bucle cerrado, es difícil agregar nuevos nodos.
Arquitectura:
Las computadoras se comunican por medio de redes. La red más sencilla es una conexión
directa entre dos computadoras. Sin embargo, también pueden conectarse a través de grandes
redes que permiten a los usuarios intercambiar datos, comunicarse mediante correo electrónico y
compartir recursos, por ejemplo, impresoras.
Las computadoras pueden conectarse de distintas formas. En una configuración en anillo,
los datos se transmiten a lo largo del anillo, y cada computadora examina los datos para
determinar si van dirigidos a ella. Si no es así, los transmite a la siguiente computadora del anillo.
Este proceso se repite hasta que los datos llegan a su destino. Una red en anillo permite la
transmisión simultánea de múltiples mensajes, pero como varias computadoras comprueban cada
mensaje, la transmisión de datos resulta más lenta.
En una configuración de bus, los ordenadores están conectados a través de un único
conjunto de cables denominado bus. Un ordenador envía datos a otro transmitiendo a través del
bus la dirección del receptor y los datos. Todos los ordenadores de la red examinan la dirección
simultáneamente, y el indicado como receptor acepta los datos. A diferencia de una red en anillo,
una red de bus permite que un ordenador envíe directamente datos a otro. Sin embargo, en cada
momento sólo puede transmitir datos una de las computadoras, y las demás tienen que esperar
para enviar sus mensajes.
En una configuración en estrella, los ordenadores están conectados con un elemento
integrador llamado hub. Las computadoras de la red envían la dirección del receptor y los datos al
hub, que conecta directamente los ordenadores emisor y receptor. Una red en estrella permite
enviar simultáneamente múltiples mensajes, pero es más costosa porque emplea un dispositivo
adicional el hub para dirigir los datos.
Medios de Transmisión:
Fibra Óptica:
Fibra o varilla de vidrio u otro material transparente con un índice de refracción alto que se
emplea para transmitir luz. Cuando la luz entra por uno de los extremos de la fibra, se transmite
con muy pocas pérdidas incluso aunque la fibra esté curvada.
El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna total; la
luz que viaja por el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie externa con un ángulo
mayor que el ángulo crítico, de forma que toda la luz se refleja sin pérdidas hacia el interior de la
fibra. Así, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejándose miles de veces. Para evitar
pérdidas por dispersión de luz debida a impurezas de la superficie de la fibra, el núcleo de la fibra
óptica está recubierto por una capa de vidrio con un índice de refracción mucho menor; las
reflexiones se producen en la superficie que separa la fibra de vidrio y el recubrimiento.
La fibra óptica se emplea cada vez más en la comunicación, debido a que las ondas de luz
tienen una frecuencia alta y la capacidad de una señal para transportar información aumenta con la
frecuencia. En las redes de comunicaciones se emplean sistemas de láser con fibra óptica. Hoy
funcionan muchas redes de fibra para comunicación a larga distancia, que proporcionan
conexiones transcontinentales y transoceánicas. Una ventaja de los sistemas de fibra óptica es la
gran distancia que puede recorrer una señal antes de necesitar un repetidor para recuperar su
intensidad. En la actualidad, los repetidores de fibra óptica están separados entre sí unos 100 km,
frente a aproximadamente 1,5 km en los sistemas eléctricos. Los amplificadores de fibra óptica
recientemente desarrollados pueden aumentar todavía más esta distancia.
Otra aplicación cada vez más extendida de la fibra óptica son las redes de área local. Al
contrario que las comunicaciones de larga distancia, estos sistemas conectan a una serie de
abonados locales con equipos centralizados como ordenadores (computadoras) o impresoras. Este
sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fácilmente la incorporación a la red de
nuevos usuarios. El desarrollo de nuevos componentes electro-ópticos y de óptica integrada
aumentará aún más la capacidad de los sistemas de fibra.
Cable Coaxial:
Es un tipo de cable formado por dos conductores cilíndricos de cobre o aluminio. El interior
es macizo y está rodeado por otro cilindro que es hueco; entre ambos hay un material aislante,
inyectado de forma continua, en espiral, o discontinua, formando anillas. El conjunto tiene una
estructura concéntrica y está blindado con un cable trenzado, normalmente de plomo, para
minimizar las interferencias eléctricas y de radiofrecuencias.
Este tipo de cable es el que se utiliza en las instalaciones de televisión por cable y también
es frecuente emplearlo para conectar ordenadores o computadoras en red. En la transmisión de
datos se usa una variante del cable coaxial, el cable twinaxial, formado por dos conductores
paralelos dentro de un cilindro conductor exterior y con un aislante entre ambos.La velocidad de
transmisión del cable coaxial, unos 300 Mbps (millones de bits por segundo), es mayor que la del
cable de pares, unos 10 Mbps, pero menor que la de la fibra óptica, unos 2.000 Mbps.
Par de cobre:
Medio compuesto por uno o más conductores eléctricos, cubiertos por un aislante y, en
ocasiones, por un revestimiento o vaina protectora, utilizado para transmitir energía eléctrica o los
impulsos de un sistema de comunicaciones eléctrico.
Para la transmisión de energía eléctrica en los circuitos de alta tensión se utilizan cables de
tres alambres revestidos de plomo y rellenados con aceite bajo presión. Las líneas de distribución
secundarias suelen utilizar cables aislados de un solo conductor. En el cableado eléctrico
residencial se emplea el cable B-X. Este tipo de cable contiene dos conductores aislados,
rodeados de capas de aislante adicionales cubiertas con una banda metálica enrollada
helicoidalmente para su protección. El cable de encendido utilizado para transportar corriente de
alta tensión a las bujías de un motor de combustión interna es un cable monoconductor. Está
cubierto de tela impregnada en laca para aislarlo.
En los sistemas de comunicaciones, los cables suelen consistir en numerosos pares de
alambres aislados con papel y rodeados de un revestimiento de plomo. Los pares de cables
individuales están entrelazados para reducir al mínimo la interferencia inducida con otros circuitos
del mismo cable. Para evitar la interferencia eléctrica de circuitos externos, los cables utilizados en
la transmisión de radio suelen estar blindados con una cobertura de trenza metálica, conectada a
tierra. El desarrollo del cable coaxial representó un importante avance en el campo de las
comunicaciones. Este tipo de cable está formado por varios tubos de cobre, cada uno de los cuales
contiene un alambre conductor que pasa por su centro. El cable íntegro está blindado en plomo y,
por lo general, se rellena con nitrógeno bajo presión para impedir la corrosión. Como el cable
coaxial tiene una amplia gama de frecuencias, es muy apreciado en la transmisión de telefonía
portadora de corriente
Red Telefónica:
La red telefónica es la de mayor cobertura geográfica, la que mayor número de usuarios
tiene, y ocasionalmente se ha afirmado que es "el sistema más complejo del que dispone la
humanidad". Permite establecer una llamada entre dos usuarios en cualquier parte del planeta de
manera distribuida, automática, prácticamente instantánea. Este es el ejemplo más importante de
una red con conmutación de circuitos. Existen 2 tipos de redes telefónicas, las redes públicas que
a su vez se dividen en red pública móvil y red pública fija. Y también existen las redes telefónicas
privadas que están básicamente formadas por un conmutador.
Las redes telefónicas públicas fijas, están formados por diferentes tipos de centrales, que se
utilizan según el tipo de llamada realizada por los usuarios. Éstas son:
 CCA – Central con Capacidad de Usuario
 CCE – Central con Capacidad de Enlace
 CTU – Central de Transito Urbano
 CTI – Central de Transito Internacional
 CI – Central Internacional
 CM – Central Mundial
Por la dispersión geográfica de la red telefónica y de sus usuarios existen varias centrales
locales, las cuales están enlazadas entre sí por medio de canales de mayor capacidad, de manera
que cuando ocurran situaciones de alto tráfico no haya un bloqueo entre las centrales. Existe una
jerarquía entre las diferentes centrales que le permite a cada una de ellas enrutar las llamadas de
acuerdo con los tráficos que se presenten.
Los enlaces entre los abonados y las centrales locales son normalmente cables de cobre, pero
las centrales pueden comunicarse entre sí por medio de enlaces de cable coaxial, de fibras ópticas
o de canales de microondas. En caso de enlaces entre centrales ubicadas en diferentes ciudades
se usan cables de fibras ópticas y enlaces satelitales, dependiendo de la distancia que se desee
cubrir. Como las necesidades de manejo de tráfico de los canales que enlazan centrales de los
diferentes niveles jerárquicos aumentan conforme incrementa el nivel jerárquico, también las
capacidades de los mismos deben ser mayores en la misma medida; de otra manera, aunque el
usuario pudiese tener acceso a la red por medio de su línea de abonado conectada a una central
local, su intento de llamada sería bloqueado por no poder establecerse un enlace completo hacia la
ubicación del usuario destino (evidentemente cuando el usuario destino está haciendo otra
llamada, al llegar la solicitud de conexión a su central local, ésta detecta el hecho y envía de
regreso una señal que genera la señal de "ocupado").
La red telefónica está organizada de manera jerárquica. El nivel más bajo (las centrales
locales) está formado por el conjunto de nodos a los cuales están conectados los usuarios. Le
siguen nodos o centrales en niveles superiores, enlazados de manera tal que entre mayor sea la
jerarquía, de igual manera será la capacidad que los enlaza. Con esta arquitectura se proporcionan
a los usuarios diferentes rutas para colocar sus llamadas, que son seleccionadas por los mismos
nodos, de acuerdo con criterios preestablecidos, tratando de que una llamada no sea enrutada
más que por aquellos nodos y canales estrictamente indispensables para completarla (se trata de
minimizar el número de canales y nodos por los cuales pasa una llamada para mantenerlos
desocupados en la medida de lo posible).
Asimismo existen nodos (centrales) que permiten enrutar una llamada hacia otra localidad, ya
sea dentro o fuera del país. Este tipo de centrales se denominan centrales automáticas de larga
distancia. El inicio de una llamada de larga distancia es identificado por la central por medio del
primer dígito, y el segundo dígito le indica el tipo de enlace (nacional o internacional; en este último
caso, le indica también el país de que se trata). A pesar de que el acceso a las centrales de larga
distancia se realiza en cada país por medio de un código propio, éste señala, sin lugar a dudas,
cuál es el destino final de la llamada. El código de un país es independiente del que origina la
llamada.
Cada una de estas centrales telefónicas, están divididas a su vez en 2 partes principales:
 Parte de Control
 Parte de Conmutación
La parte de control, se lleva a cabo por diferentes microprocesadores, los cuales se encargan
de enrutar, direccionar, limitar y dar diferentes tipos de servicios a los usuarios. La parte de
conmutación se encarga de las interconexiones necesarias en los equipos para poder realizar las
llamadas.
Nodos de conmutación:
Son los encargados de realizar las diversas funciones de procesamiento que requieren
cada una de las señales o mensajes que circulan o transitan a través de los enlaces de la red.
Desde un punto de vista topológico, los nodos proveen los enlaces físicos entre los diversos
canales que conforman la red. Los nodos de una red de telecomunicaciones son equipos (en su
mayor parte digitales, aunque pueden tener alguna etapa de procesamiento analógico, como un
modulador) que realizan las siguientes funciones:
a) Establecimiento y verificación de un protocolo. Los nodos de la red de telecomunicaciones
realizan los diferentes procesos de comunicación de acuerdo a un conjunto de reglas conocidas
como protocolos; éstos se ejecutan en los nodos, garantizando una comunicación exitosa entre sí,
utilizando para ello, los canales que los enlazan.
b) Transmisión. Existe la necesidad de hacer uso eficiente de los canales, por lo cual, en esta
función, los nodos adaptan al canal, la información o los mensajes en los cuales está contenida,
para su transporte eficiente y efectivo a través de la red.
c) Interface. En esta función el nodo se encarga de proporcionar al canal las señales que serán
transmitidas de acuerdo con el medio de que está formado el canal. Esto es, si el canal es de
radio, las señales deberán ser electromagnéticas a la salida del nodo, independientemente de la
forma que hayan tenido a su entrada y también de que el procesamiento en el nodo haya sido por
medio de señales eléctricas.
d) Recuperación. Si durante una transmisión se interrumpe la posibilidad de terminar
exitosamente la transferencia de información de un nodo a otro, el sistema, a través de sus nodos,
debe ser capaz de recuperarse y reanudar en cuanto sea posible la transmisión de aquellas partes
del mensaje que no fueron transmitidas con éxito.
e) Formateo. Cuando un mensaje transita a lo largo de una red, pero principalmente cuando existe
una interconexión entre redes que manejan distintos protocolos, puede ser necesario que en los
nodos se modifique el formato de los mensajes para que todos los nodos de la red (o de la
conexión de redes) puedan trabajar con éste; esto se conoce con el nombre de formateo (o, en su
caso, de reformateo).
f) Enrutamiento. Cuando un mensaje llega a un nodo de la red de telecomunicaciones, debe tener
información acerca de los usuarios de origen y destino; es decir, sobre el usuario que lo generó y
aquel al que está destinado. Sin embargo, cada vez que el mensaje transita por un nodo y
considerando que en cada nodo hay varios enlaces conectados por los que, al menos en teoría, el
mensaje podría ser enviado a cualquiera de ellos, en cada nodo se debe tomar la decisión de cuál
debe ser el siguiente nodo al que debe enviarse el mensaje para garantizar que llegue a su destino
rápidamente. Este proceso se denomina enrutamiento a través de la red. La selección de la ruta en
cada nodo depende, entre otros factores, del número de mensajes que en cada momento están en
proceso de ser transmitidos a través de los diferentes enlaces de la red.
g) Repetición. Existen protocolos que entre sus reglas tienen una previsión por medio de la cual el
nodo receptor detecta si ha habido algún error en la transmisión. Esto permite al nodo destino
solicitar al nodo previo que retransmita el mensaje hasta que llegue sin errores y el nodo receptor
pueda, a su vez, retransmitirlo al siguiente nodo.
h) Direccionamiento. Un nodo requiere la capacidad de identificar direcciones para poder hacer
llegar un mensaje a su destino, principalmente cuando el usuario final está conectado a otra red de
telecomunicaciones.
i) Control de flujo. Todo canal de comunicaciones tiene una cierta capacidad de manejar
mensajes; cuando el canal está saturado no se deben enviar más por medio de ese canal, hasta
que los previamente enviados hayan sido entregados a sus destinos.
La conmutación se puede dar de 2 formas:
a. Conmutación de circuitos: en la que primero se establece la trayectoria a seguir
b. Conmutación de paquetes: la cual funciona a través de ráfagas de información.
Señalización:
Es la forma en que se va a comunicar el equipo
1. Señalización de línea: se da entre centrales
2. Señalización de usuario: se da entre el usuario y la central
3. Señalización de registro: se da entre centrales.
La comunicación entre 2 usuarios se da de la siguiente manera:
1. Cuando un abonado levanta el auricular de su aparato telefónico, la central lo identifica y le
envía una "invitación a marcar".
2. La central espera a recibir el número seleccionado, para, a su vez, escoger una ruta del usuario
fuente al destino.
3. Si la línea de abonado del usuario destino está ocupada, la central lo detecta y le envía al
usuario fuente una señal ("tono de ocupado").
4. Si la línea del usuario destino no está ocupada, la central a la cual está conectado genera una
señal para indicarle al destino la presencia de una llamada.
5. Al contestar la llamada el usuario destino, se suspende la generación de dichas señales.
6. Al concluir la conversación, las centrales deben desconectar la llamada y poner los canales a la
disposición de otro usuario, a partir de ese momento.
7. Al concluir la llamada se debe contabilizar su costo para su facturación, para ser cobrado al
usuario que la inició.
En una red telefónica conmutada, la señalización transporta la inteligencia necesaria para
que un abonado se comunique con cualquier otro de esa red. La señalización indica al switch que
un abonado desea servicio, le proporciona los datos necesarios para identificar al abonado distante
que se solicite y entonces enruta debidamente la llamada a lo largo de su trayectoria.
Señalización por canal asociado (SAC). Cada canal lleva la voz y su propia señalización.
Ejemplo: ISDN
Señalización por canal común (SCC). Cada canal lleva la voz y un canal exclusivo lleva la
señalización de todos los canales. Ejemplo: R2-MTC
La señalización de supervisión proporciona la información acerca de la línea o el circuito e
indica si el circuito está en uso o no. Informa al switch y a los circuitos troncales de interconexión
acerca de las condiciones en la línea. Por ejemplo que la parte que llama ha descolgado o colgado
y que la parte llamada ha descolgado/colgado. Estos dos términos son convenientes para designar
las dos condiciones de señalización en una troncal o enlace. Si la TK está desocupada se indica la
condición de colgado (on hook) y si la TK está ocupada se indica la condición de descolgado (off
hook).
Señalización E&M (Ear and Mouth). Esta es la forma más común de supervisión de TK. La
señalización E&M existe únicamente entre el punto interfecial entre el TK y el switch.
Cuando decimos que un enlace usa E&M a cuatro hilos es porque tenemos dos hilos para
transmisión, 2 hilos para recepción, uno para E y otro para M. Un E&M a dos hilos usa uno para
transmisión, el mismo para recepción y otro para E y también para M. El primero se conoce como
Full Duplex, el segundo se llama Half Duplex.
On Hook = Colgado
Off Hook = Descolgado
Ground Start es una señalización de supervisión, el PSTN libera la línea cuando ya no se
encuentra en uso. En contraste el Loop Start que es una señal de supervisión donde el abonado es
el que libera la línea.
Ingeniería de tráfico
Se suele medir el tráfico telefónico de un PBX contando el número de troncales utilizadas
en una unidad de tiempo, se grafica como histograma. Estas gráficas ayudan a determinar las
horas picos y para verificar que la infraestructura sea suficiente. Existe una ley empírica en donde
se establece que se necesitan tres troncales por cada extensión. Esto varía dependiendo del giro
de la empresa.
La Ruta Es el conjunto de troncales o enlaces que interconectan una CT con otra o una CT
con un PBX. El dimensionamiento de la ruta es la determinación del número de troncales o enlaces
requeridos en la conexión de la central “A” a la central “B”. Para estar en posibilidad de
dimensionar correctamente una ruta se deberá tener idea de su posible utilización, es decir del
número de conversaciones que se intentarán establecer al mismo tiempo sobre dicha ruta. Esta
utilización se puede definir mediante dos parámetros:
 Razón de llamadas. Número de veces que se utiliza una ruta o trayectoria por unidad de
tiempo, definida también como intensidad de llamadas por trayectoria durante la hora
ocupada.
 Tiempo de retención. Duración de la ocupación de la trayectoria por llamada, duración
promedio de ocupación.
 Tráfico cruzado. Es el tráfico que realmente fue conducido o establecido a través de las
centrales.
 Tráfico ofrecido. Es el volumen de tráfico demandado a la central.
 Congestión. Diferencia entre tráfico ofrecido y cruzado.
 Tráfico telefónico. Es la acumulación de llamadas telefónicas en un grupo de circuitos o
troncales considerando tanto su duración como su cantidad.
 Flujo Telefónico. Cantidad de llamadas por hora x Duración promedio de la llamada
La unidad del flujo telefónico es llamadas/hora, una llamada/hora es la cantidad que
representa una o más llamadas que tienen la duración agregada o acumulada de una hora. La
unidad más usada en tráfico es el erlang, un erlang de intensidad de tráfico sobre un circuito
determinado significa la ocupación continua de tal circuito. Ejemplo: Si se tienen 10 TK (troncales)
y se tienen 5 erlangs, se esperaría encontrar la mitad de los circuitos ocupados en el momento de
la observación.
Grado de servicio. Expresa la posibilidad de encontrar congestionamiento durante la hora pico. El
grado de servicio típico es de P=0.01, esto significa que en promedio, en la hora pico se pierde una
de cada cien llamadas.
P = Total llamadas perdidas / Total llamadas ofrecidas
Disponibilidad de un circuito telefónico. Modelo para estimar la disponibilidad del circuito, ¿qué
proporción del tiempo el circuito se encuentra libre? Suponiendo que es un proceso estocástico:
a) Las llamadas son aleatorias con distribución de Poisson. La velocidad media de arribo es
Lambda [1/T = 1/Tiempo]
b) La duración de cada llamada, que se llama "tiempo ocupado" (holding time), se encuentra
exponencialmente distribuida con media 1/Mu, se conoce como tiempo de servicio.
Terminal telefónico
Existe gran diversidad de terminales telefónicos funcionando en las redes de
telecomunicaciones, con diversas tecnologías, usos y prestaciones. Entre ellos se pueden
mencionar terminales telefónicos fijos, con tecnología analógica o digital, terminales telefónicos
móviles, con diverso tipo de tecnologías, terminales de software (“softphones”), terminales para uso
corporativo, etc.
Circuito de audio de un teléfono analógico
La función básica de los teléfonos es permitir la conversación bidireccional entre dos
personas distantes. Para ello, el teléfono debe tener un auricular y un micrófono, los que se ubican
en el microteléfono, o “tubo”. El micrófono utilizado históricamente en los teléfonos analógicos fue
diseñado originalmente por Thomas Edison en 1877. El dispositivo ideado por Edison se basa en
una interesante propiedad del carbón: su resistencia eléctrica varía con la presión. La idea
consistía en disponer una barra compuesta de gránulos de carbón entre dos electrodos. Uno de
ellos está fijo, mientras que el otro está unido a un diafragma que se mueve según la presión de
aire. De esta manera, la resistencia entre los dos electrodos varía según la presión de aire y por lo
tanto la corriente varía según las señales acústicas. Un esquema conceptual se muestra en la
siguiente figura:
Los micrófonos de carbón resultaron ideales para su función, y fueron los utilizados en los
teléfonos durante décadas. Una foto de un micrófono de carbón comercial se muestra en la
siguiente figura:
Con el avance de la electrónica, los amplificadores activos basados en transistores o en
circuitos integrados permitieron más recientemente sustituir a los micrófonos de carbón por
componentes dinámicos, que generan tensiones variables en función de la presión de aire. Estos
pequeños voltajes pueden ser amplificados y procesados electrónicamente, y son los utilizados
actualmente en los teléfonos electrónicos, tanto los utilizados en la red fija como en los aparatos
celulares. Ya desde los primeros teléfonos fue necesario resolver varios desafíos respecto al audio.
Uno de ellos consistió en poder enviar y recibir audio por un único par. Otro problema consistía en
brindar al auricular el retorno apropiado desde el micrófono. Si este retorno es muy bajo, al tener
un oído tapado por el auricular, se tiende a hablar más fuerte. Si el retorno es muy alto, se escucha
como “eco”, con una sensación incómoda.
El circuito básico de audio de los teléfonos analógicos se muestra en la siguiente figura. La
línea telefónica se esquematiza como una impedancia Z0. Esta impedancia incluye la línea
telefónica (par de cobre, de hasta algunos kilómetros de largo) y los componentes internos de la
placa de abonado en la central telefónica. Los componentes L1, L2 y L3 conforman un
transformador. La resistencia R es un componente interno al aparato telefónico.La señal
proveniente desde la línea telefónica queda aplicada sobre las bobinas L1 y L2, en serie, y es
inducida en la bobina L3, quedando luego aplicada directamente sobre el auricular. La señal
generada por el micrófono se divide, parte hacia la línea telefónica a través de L1 y parte hacia la
resistencia interna R, a través de L2. Como la corriente que pasa por L1 es de sentido inverso a la
que pasa por L2, la inducción sobre L3 depende de la diferencia de estas corrientes. Esto hace que
el audio generado por el micrófono no sea escuchado en el auricular del propio teléfono. Para que
esto sea efectivamente así, si las bobinas L1 y L2 son del mismo valor, la resistencia R debe ser
del mismo valor que la impedancia Z0. Sin embargo para lograr cierto retorno en el auricular, la
rama L2 R se diseña con valores ligeramente diferentes a la rama L1 Z0.
Señalización entre centrales y teléfonos analógicos
Para establecer una comunicación telefónica entre dos dispositivos, es necesario implementar
protocolos de señalización, que permitan indicar el número discado, la atención de una llamada,
etc. Esta señalización ha estado presente casi desde los orígenes de la telefonía, y desde ese
momento, ha sido prácticamente siempre “compatible hacia atrás” en la telefonía analógica. Sin
embargo, en la telefonía digital, y en la telefonía IP, existen diversos protocolos de señalización,
varios de ellos incompatibles entre sí. La primera señalización telefónica fue la necesaria para
vincular teléfonos entre sí, y rápidamente derivó a la señalización necesaria entre teléfonos y
“centrales telefónicas”. Las primeras centrales telefónicas, puestas en funcionamiento en las
últimas décadas del siglo XIX, fueron centrales “públicas”. Poco tiempo después comenzaron a
instalarse centrales “privadas” (dando servicio a varios teléfonos dentro de una misma empresa,
hotel, etc.) Con el crecimiento de centrales públicas, fue necesario implementar señalizaciones
entre ellas. A su vez, con el crecimiento de las centrales privadas, fue necesario implementar
señalizaciones entre centrales públicas y centrales privadas, atendiendo a los requerimientos
específicos de éstas últimas. Quizás la señalización más conocida (y a su vez más antigua), es la
conocida como “señalización por corriente de bucle” (o “loop start signaling” en inglés). Es la
señalización utilizada por los teléfonos conocidos como “analógicos”, o “comunes”. Esencialmente,
la señalización básica que debe existir entre un teléfono y una central telefónica (ya sea un
abonado público y la central pública, o un interno de una Empresa y la PBX o sistema telefónico
interno), consiste en poder enviar y / o recibir la siguiente información:
 Solicitud de iniciar una conversación
 Seleccionar con quien se desea hablar
 Indicación del progreso de la llamada (timbrando, ocupado, etc.)
 Indicación de recepción de una nueva llamada
Los primeros teléfonos instalados por Bell, y por la Western Unión, utilizaban un único hilo de
cobre (heredado de las instalaciones telegráficas), por el que se enviaba tanto la señalización
como el audio (el retorno era por tierra). Con el incremento de la cantidad de teléfonos, las
interferencias entre ellos hicieron necesario instalar un segundo hilo por cada teléfono. En 1881
(con más de 50.000 teléfonos ya en funcionamiento), Graham Bell presentó una patente por
“teléfonos de 2 hilos de cobre”. El sistema de disco conocido hasta hace algunos años, con
teléfonos de 2 hilos sin necesidad de cable de tierra, fue originalmente diseñado en 1908. A partir
de esa fecha, tanto la señalización como el audio, utilizan un par de cobre, entre el aparato
telefónico y la central o PBX.
Este único par, adicionalmente, provee de energía al aparato telefónico, por lo que no es
necesario conectar el mismo a fuentes de energía locales (salvo en algunos aparatos de “telefonía
rural”, aún en funcionamiento, que requieren de “batería local”, debido a la gran distancia existente
entre el aparato y la central telefónica).
Solicitud de iniciar una conversación
La señalización utilizada es a la vez sencilla e ingeniosa. La central telefónica, o PBX,
conecta en su extremo del par telefónico, una batería de alimentación (típicamente de 48 V de
corriente continua, aunque algunas PBX puede entregar tensiones más bajas, del orden de los 30
V de corriente continua).
Desde esta batería de alimentación (ubicada dentro de la central o PBX), se forma un
“bucle” consistente en el par de cobre y el aparato telefónico conectado en su extremo. El aparato
dispone de una llave, accionada por la horquilla, que puede abrir o cerrar el bucle de corriente. Con
el aparato “colgado”, el bucle se encuentra abierto, y por lo tanto no circula corriente. Con el
aparato “descolgado”, el bucle se cierra, y por lo tanto circula una corriente continua. La resistencia
interna del aparato telefónico, sumada a la resistencia de los propios cables de cobre, se diseña
para que sea del orden de los 600 Ω. Un esquema eléctrico simplificado se muestra en la siguiente
figura:
Si el voltaje de la batería es V, la corriente de bucle I es;
I = V / (Ri + 2R1 + R2)
Donde Ri es la resistencia interna de la fuente, R1 es la resistencia de cada hilo de cobre y
R2 es la resistencia interna del aparato telefónico.
La resistencia de cada hilo R1 puede calcularse como
R1 = L/S
Siendo la resistividad del cobre, L la distancia del cable y S su sección. El cobre tiene
una resistividad aproximada de = 0,017 Ω mm²/m. Los cables telefónicos típicos tienen un
diámetro de 0,5 mm, equivalentes a una sección aproximada de 0,20 mm². Con estos datos, un
kilómetro de cable de cobre tiene una resistencia aproximada de
R1 = 0,017 x 1000 / 0,20 = 85 Ω
Sustituyendo por los valores típicos,
I = 48 V / (600 Ω + 2 x 85 Ω + 400 Ω) = 41 mA
Para iniciar una conversación, el aparato telefónico “descuelga”, cerrando el bucle, y
permitiendo el pasaje de corriente. En la Central o PBX, basta disponer de un sensor de corriente
para detectar esta situación.
Selección del destino de la conversación
Luego de “descolgar” es necesario seleccionar el destino de la conversación. En los
primeros sistemas, esto se realizaba a través de la “operadora”, quien preguntaba con quien se
deseaba hablar, y realizaba la conexión manualmente. Los primeros sistemas que implementaron
selección del destino en forma automática desde el aparato de origen fueron instalados en 1892,
utilizando las ideas patentadas por el Sr. Almon B. Strowger.
La idea del teléfono de disco consiste en enviar, sobre el mismo par de cobre, una
señalización numérica que indique el destino de la conversación. Los teléfonos de disco (o
teléfonos decádicos) implementan esta señalización interrumpiendo por periodos cortos de tiempo
la corriente de bucle, tantas veces como el dígito “discado”.
Un sistema mecánico, asociado a un disco giratorio, acciona un interruptor eléctrico en
forma periódica. El mecanismo es tal que el la cantidad de veces que el interruptor es accionado es
proporcional al ángulo al que se giró el disco (y por lo tanto, al número asociado). La central o PBX
distingue entre un fin de comunicación (teléfono colgado) o el discado de un dígito en base a la
duración de la interrupción de la corriente de bucle. El discado se realiza a “diez pulsos por
segundo”, siendo cada dígito
representado por 60 ms de
bucle abierto y 40 ms de
bucle cerrado. Entre cada
dígito deben transcurrir
como mínimo 250 ms.
Los teléfonos mecánicos, “de disco”, han sido sustituidos casi en su totalidad por teléfonos
electrónicos “de tonos”, o “multifrecuentes”. En 1963 la “Western Electric” lanza al mercado el
primer teléfono de tonos, el modelo 1500. Este teléfono tenía 10 botones (0 al 9). El * (asterisco) y
el # (numeral) fueron introducidos en 1967, en el modelo 2500. Los teléfonos de tonos utilizan una
matriz de 4 filas por 4 columnas. Cada fila y cada columna corresponden a una frecuencia
determinada. Al pulsar un dígito, el teléfono genera una señal de audio compuesta por la suma de
dos frecuencias (la correspondiente a la fila + la correspondiente a la columna del dígito), que
pueden ser luego fácilmente detectadas en la central pública, por medio de filtros adecuados. La
elección de este sistema de señalización se basa en el trabajo de L. Schenker, de 1960, en el que
se estudian varias posibles sistemas de señalización y se concluye que el de tonos multifrecuentes
es el mejor.
Las frecuencias utilizadas se han
estandarizado, y permiten un total de 16 “dígitos”.
Comúnmente se utilizan solamente 12 de estas
16 combinaciones posibles, comprendiendo los
dígitos del 0 al 9 y los símbolos “*” y “#”. La figura
muestra las frecuencias propuestas en el
artículo de L. Schenker
En la actualidad, existen circuitos integrados que implementan la generación y detección
de estos tonos, conocidos como DTMF (Dual – Tone Multi Frecuency)
Esta señalización, que se mantiene ampliamente difundida en la actualidad, tiene varias
ventajas frente a la señalización decádica o por pulsos:
 Es más rápida, ya que los tonos pueden ser decodificados en tiempos muy cortos (recordar
que en la señalización decádica, el “0” requiere de 1 segundo para ser “discado”)
 Permite tener hasta 16 “caracteres” (aunque normalmente se utilizan 12)
 Es posible implementar señalizaciones “de punta a punta”. La señalización decádica es
entre el aparato telefónico y la central o PBX. Nunca “llega” hasta el destino. En cambio, la
señalización DTMF, que consiste en tonos audibles, pueden llegar, una vez establecida la
conversación, hasta el teléfono destino (es decir, de “punta a punta”). Esto es
especialmente útil en varias aplicaciones empresariales (como poder “discar” sobre
mensajes de atención automática, por ejemplo).
 No se requieren partes móviles en los aparatos telefónicos.
Indicación del progreso de la llamada
Una vez determinado el destino, el mismo puede estar disponible (“libre”), ocupado, o
puede ser inaccesible por diversas causas. Los sistemas telefónicos indican el estado del destino a
quien origina la llamada mediante diversos mecanismos. Los más comunes consisten en el envío
de diversos tipos de tonos audibles, los que pueden ser fácilmente diferenciados e identificados por
su cadencia y / o frecuencia. Por ejemplo, estamos acostumbrados a que un destino libre se
indique con un tono de “constancia de llamada”, consistente en una cadencia en la que el tono es
escuchado por aproximadamente un segundo seguido de un silencio de aproximadamente cuatro
segundos. De manera similar, estamos acostumbrados a que un destino ocupado se indique con
un “tono de ocupado”, con una cadencia más rápida, de aproximadamente un segundo de tono
seguido de un segundo de silencio.
Otros tipos de estados del destino pueden ser señalizados con diversos tipos de tonos y
cadencias o con mensajes pregrabados (por ejemplo “el número que ha seleccionado no es
correcto....”). Es de hacer notar que este tipo de señalización no está estandarizada, y puede diferir
notoriamente entre distintos equipos, ya sean empresariales (PBX) o públicos.
Actualmente, algunas compañías telefónicas públicas, especialmente del área celular,
ofrecen señalizar la “constancia de llamada” con música o mensajes personalizados. Este tipo de
señalización, ampliamente difundida, es suficiente si quien inicia la llamada es una persona, la que
puede fácilmente interpretar los distintos tonos, cadencias o mensajes, aunque los mismos varíen
notoriamente en distintos escenarios. Sin embargo, esto presenta ciertas desventajas, o
problemas, cuando quien debe interpretar el progreso de la llamada es una máquina. Esta
señalización se basa en la interpretación del audio, algo muy sencillo para el cerebro humano, pero
bastante complejo para una máquina.
La señalización por “corriente de bucle” no prevé ningún tipo de señal eléctrica, sencilla de detectar
con electrónica simple, para indicar el progreso de una llamada.
Si el destino está libre, eventualmente atenderá la llamada. Cabe preguntarse cómo se
entera de esto quien origina la llamada. En la mayoría de los casos, en la señalización por
“corriente de bucle” no existe ninguna señal hacia el originador para indicar que una llamada fue
atendida, salvo la voz de quien contesta, con su clásico “¡Hola?”. Nuevamente esto puede
significar un problema si quien debe “enterarse” de esta situación es una máquina (por ejemplo,
una PBX). Para solucionar este problema, se ha implementado un mecanismo, en la señalización
por “corriente de bucle”, llamado “Inversión de Polaridad”.
El mecanismo denominado “Inversión de Polaridad” (“Battery Reversal”) consiste en que la
central telefónica (generalmente las centrales públicas) indiquen el momento en que una llamada
es atendida por medio de la inversión de la polaridad del par telefónico del originador de la
llamada.
La situación se esquematiza en las siguientes figuras:
Desde una línea origen (que puede ser, por ejemplo, una línea urbana pública conectada a
una PBX) se marca el número del destino deseado. El teléfono destino está libre, y timbra. La
polaridad de la línea telefónica del origen es la indicada en la figura superior a éste párrafo
(secuencia 1).
El destino atiende la llamada. En ese momento la central telefónica (si tiene activado el
mecanismo de “inversión de polaridad) invierte la polaridad de la línea telefónica del origen
(secuencia 2). Esta “señal” hace que la corriente de bucle en el origen cambie de sentido, lo que
puede ser detectado fácilmente mediante electrónica sencilla por el originador de la llamada. Esta
señal puede ser utilizada, por ejemplo, para comenzar la temporización y / o tasación de la
llamada.
El origen corta la comunicación, liberando la línea telefónica. La central telefónica retorna la
polaridad de la línea a su estado original (secuencia 3).
Indicación de recepción de una nueva llamada
Desde hace más de un siglo, los teléfonos notifican la recepción de una nueva llamada
mediante un timbre o campanilla. El sistema de “campanilla” fue ideado y patentado por Thomas A.
Watson (el asistente de Graham Bell) en 1878, dos años después de presentada la primer patente
de Bell, y ya con la primer central telefónica funcionando en New Haven, Connecticut, con 21
abonados. Los primeros teléfonos disponían de una campanilla, accionada por un electroimán que
era a su vez accionado por una corriente alterna. Esta corriente alterna, generada en la central
telefónica, es transmitida por el par de cobre hasta el aparato telefónico. La generación de la
corriente de timbrado se puede lograr mediante una fuente de tensión alterna, la que se suma a la
fuente de continua.
Esta corriente alterna, o “corriente de campanilla”, llega hasta el aparato telefónico que se
encuentra “colgado”, es decir, con el relé de la horquilla abierto. Un circuito consistente en un
condensador y una campanilla en serie entre sí, y puestos en paralelo con el par telefónico,
permiten el pasaje de la corriente alterna y bloquean el pasaje de la corriente continua. Esto
permite que la campanilla reciba la corriente alterna necesaria para accionarla, mientras el aparato
telefónico permanece “colgado”.
Esta sencilla señalización se mantiene hasta el momento en la “señalización por corriente
de bucle”. Los teléfonos modernos disponen, en lugar de una campanilla, un circuito electrónico
que detecta la señal de timbrado, y genera una señal de audio hacia un parlante. De la misma
manera, las PBX que reciben líneas urbanas de las centrales públicas, pueden detectar mediante
circuitos electrónicos esta “corriente de campanilla”. La señal de campanilla es de
aproximadamente 90 V AC, y 20 o 25 Hz. La siguiente figura muestra una gráfica típica de la
tensión en función del tiempo en bornes del terminal telefónico cuando está recibiendo señal de
“campanilla”.
Conexión de teléfonos analógicos a las centrales telefónicas
Los teléfonos analógicos se conectan a las centrales telefónicas públicas, o a las centrales
telefónicas privadas (PBX) a través de un par de cobre. Este par de cobre es conectado en la
central telefónica, en interfaces apropiadas. Estas interfaces disponen de las funciones conocidas
generalmente como “BORSCHT”:
Battery: Alimentación de continua (típicamente –48 VDC)
Overvoltage Protection: Protección de sobrevoltaje
Ringing: Generación de “corriente de campanilla”
Supervision: Supervisión de la corriente de bucle
Codec: Codificador / Decodificador (conversor analógico/digital y digital/analógico)
Hybrid: Circuito “híbrido” (conversor de 2 a 4 hilos)
Test: Relé o punto de Verificación (Test)
Tecnologías de terminales telefónicos
Las tecnologías de los terminales telefónicos han evolucionado desde el comienzo de la
telefonía. Durante muchas décadas, los teléfonos eran únicamente analógicos, tal como fueron
descritos en las secciones anteriores. En el ámbito corporativo se desarrollaron los primeros
teléfonos digitales. Los primeros teléfonos de este tipo incorporaron un canal de señalización digital
entre el teléfono y la central telefónica (la PBX), manteniendo el canal de audio analógico,
utilizando dos pares de cobre para su funcionamiento (uno para los datos, digitales, y otro para el
audio, analógico). Estos teléfonos, conocidos como “híbridos”, eran “propietarios” o “cautivos” de
cada fabricante y modelo de PBX, ya que el protocolo de señalización utilizado no estaba
estandarizado. Los teléfonos “híbridos” fueron sustituidos por teléfonos completamente “digitales”,
en los que el audio es digitalizado en el propio teléfono, y multiplexado con la señalización, es
enviado hacia la central telefónica por un único par de cobre.
En el ámbito de la telefonía pública, se desarrollaron teléfonos digitales sobre la base del
protocolo ISDN. En su momento, sobre fines de la década de 1980, se esperaba que este tipo de
tecnologías reemplazaran rápidamente a los teléfonos analógicos, ya tenían más funciones y
servicios para los usuarios, incluyendo la presentación del número que llama (“captor” o “caller ID”),
servicios de datos, etc. Sin embargo, la tecnología ISDN no tuvo la expansión esperada para el
reemplazo de los terminales analógicos, y hoy en día conviven ambas tecnologías de terminales
fijos.
La rápida evolución de la telefonía móvil trajo aparejada la masificación de los teléfonos
celulares. En 2003 la cantidad de líneas celulares alcanzaron a la cantidad de líneas fijas en
América, y a partir de ese año la cantidad de teléfonos móviles ha superado ampliamente a la
cantidad de terminales fijos. Las tecnologías móviles también tuvieron una evolución analógica a
digital. Actualmente la tecnología digital, tanto de la señalización como del audio, está ampliamente
difundida para los terminales móviles. Finalmente, recientemente han comenzado a difundirse los
teléfonos IP, tanto de hardware como de software. En este tipo de terminales se realiza la
digitalización de la voz en el propio teléfono se lo convierte al protocolo de red IP. La señalización
también se envía por la red IP, en protocolos estandarizados (como H.323, SIP, Megaco) o
propietarios.
Redes de Acceso
El acceso juega un rol de gran importancia en las redes de telecomunicaciones La evolución
de las tecnologías de acceso han ido facilitando el despliege de nuevas redes y servicios,
permitiendo mayores anchos de banda y movilidad. En la presente sección se realizará únicamente
un breve resumen de las tecnologías de redes de acceso. La tecnología de acceso con más años
en las redes de telecomunicaciones es la basada en cables de cobre. Los operadores telefónicos
con varios años en el mercado tienen, por lo general, una extensa red de acceso tendida, basada
en cables conductores de cobre, que llegan desde los abonados hasta las centrales telefónicas.
Esta red de acceso, que ha significado una inversión importante, ha sido la base para la conexión
de los terminales telefónicos analógicos y digitales (ISDN). Las redes de acceso de cobre
presentan una arquitectura en estrella, partiendo de cables multipares desde las centrales
telefónicas, hasta puntos de distribución primarios, secundarios y/o terciarios. Finalmente un par de
cobre llega hasta la conexión del terminal, dentro de las residencias o empresas. Este tipo de
redes de acceso, originalmente diseñadas para servicios telefónicos analógicos, está siendo
utilizada actualmente para brindar servicios de datos de alta velocidad, a través de las tecnologías
que se conocen como “Digital Subscriber Loop” o bucle digital de abonado. Entre estas tecnologías
se encuentran ADSL, HDSL, VDSL y otras. En forma genérica, todas ellas se engloban dentro de
las tecnologías conocidas como xDSL. Todas las tecnologías xDSL permiten comunicación de
datos en forma bidireccional. Sin embargo, algunas son “asimétricas” y otras “simétricas”, en lo que
respecta a las velocidades de transmisión de datos en cada sentido. La gran demanda de servicios
y de ancho de banda ha llevado a la necesidad de utilizar redes de acceso de mayor capacidad.
Para ello se están utilizando tecnologías de fibra óptica y/o de cables coaxiales. Estos últimos, los
cables coaxiales, han sido utilizados históricamente por los prestadores de servicios de TV cable,
originalmente en arquitecturas unidireccionales de gran ancho de banda. Actualmente estos cables
están siendo utilizados en forma bidireccional, para brindar también sobre ellos servicios de datos y
de telefónica. Las redes de acceso de fibra óptica funcionan, muchas veces, junto con la red de
acceso de cobre. Como ejemplos se puede citar:
 FTTC: Fiber To The Curb, o “fibra hasta la acera”. Esta arquitectura lleva tendidos de fibra
óptica hasta puntos cercanos a los usuarios finales (por ejemplo, un tendido de fibra por
“manzana”), y desde allí, por medio de equipos apropiados, se cambia a tecnología de
cobre.
 FTTB: Fiber To The Building, o “fibra hasta el edificio”. Es similar al anterior, llevando un
tendido de fibra hasta un edificio, donde internamente luego se termina la distribución con
cobre.
 FTTH: Fiber To The Home, o “fibra hasta el hogar”, donde se lleva el tendido de fibra hasta
la residencia del usuario final.
Cuando se requiere movilidad, o cuando no es posible llegar hasta el terminal en forma
cableada, es necesario utilizar tecnologías inalámbricas. Existen por tanto redes de acceso
inalámbricas para servicios fijos y para servicios móviles, con características diferentes. Un ejemplo
de tecnologías de acceso para servicios fijos es el WLL (Wireless Local Loop). Un ejemplo de
tecnologías de acceso para servicios móviles es el GSM, 3G o más recientemente 4G. Un resumen
de la evolución del ancho de bandas disponibles con las diferentes tecnologías de redes de
acceso, tanto cableadas
como inalámbricas, se
puede ver en la siguiente
figura:
Conmutación
Los procesos de conmutación son los encargados de establecer las conexiones entre los
diferentes nodos o terminales de la red. Se puede definir como el proceso para establecer una
conexión individual desde un punto de entrada (Usuario “A”), hacia un punto de salida (Usuario
“B”), como se esquematiza en la siguiente figura.
El usuario “A”, mediante un proceso de selección, determina con que usuario “B” desea
conectarse. Esta conexión se realiza mediante el proceso de conmutación, En forma general se
pueden diferenciar dos tipos de arquitecturas de conmutación:
 Conmutación de circuitos: En esta modalidad se establece un camino “confiable y seguro”
de punta a punta, el que se mantiene durante toda la comunicación.
 Conmutación de paquetes: Cada mensaje es enviado sin establecer previamente una
conexión entre origen y destino.
La conmutación de circuitos ha sido la históricamente utilizada en los sistemas telefónicos. Por
otra parte, la conmutación de paquetes ha sido diseñada y desarrollada más recientemente para la
transmisión de datos. En telefonía, la el proceso de conmutación ha evolucionado. Inicialmente
consistía en un proceso manual, utilizando “operadoras” para establecer y liberar las conexiones.
Sobre fines de la década de 1880 se diseñaron las primeras centrales telefónicas con conmutación
automática. Para operar el primer sistema automático se requerían teléfonos con botones, que
debían ser presionados tantas veces como el dígito que se deseaba discar. Los sistemas de
“disco” fueron introducidos recién en 1896, y requería de los teléfonos de “dos hilos”, y un cable de
tierra adicional. El sistema de disco conocido hasta hace pocos años, con teléfonos de 2 hilos sin
necesidad de cable de tierra, fue originalmente diseñado en 1908. Con la digitalización y la
posibilidad de utilización de componentes semiconductores, la conmutación automática analógica
dio lugar a la conmutación digital, utilizando técnicas del tipo TDM (Time Division Multiplexing).
Estas tecnologías fueron implementadas inicialmente en PBXs, en el área corporativa a principios
de la década de 1970, y pocos años después en el área pública. La tecnología TDM está dejando
su lugar a la VoIP (Voz sobre IP), y cambiando el proceso de conmutación telefónico de circuitos,
al de paquetes, típicamente utilizada para datos.
Centrales de conmutación públicas
Las centrales de conmutación públicas atienden típicamente a más de 10.000 usuarios o
abonados. La tecnología clásica utilizada es la TDM, o conmutación de circuitos.
En forma muy general, este tipo de centrales se puede clasificar en
 Centrales de conmutación local: Este tipo de centrales atiende a abonados finales, y posee
conexión con la red de acceso fija. La conexión entre dos abonados conectados a la
misma central se realiza en forma local. La conexión entre un abonado de una central local
y otro abonado de otra central local se realiza por medio de la red de transmisión y
transporte.
 Centrales de tránsito: Son centrales telefónicas que interconectan otras centrales locales, o
internacionales, pero que no tienen abonados finales directamente conectados.
 Centrales Internacionales: Son las centrales de tránsito que conectan enlaces
internacionales
 Centrales celulares: Son las que prestan servicios de conmutación a abonados celulares.
Un ejemplo de una red de conmutación se muestra en la siguiente figura.
Las centrales de conmutación públicas
basadas en tecnologías TDM están dejando su lugar a una nueva generación de centrales,
conocidas como “soft switchs”, basadas en tecnología IP. En estos sistemas, los abonados
analógicos o digitales TDM (por ejemplo, ISDN), se conectan a la red a través de gateways
(pasarelas), que convierten tanto el audio como la señalización en protocolos de red IP. La
conmutación en este caso se realiza por medio de switches de datos, de alta capacidad. El
procesamiento generalmente se realiza en servidores comerciales, no propietarios. La siguiente
foto muestra un soft switch, ubicado dentro de Racks o cabinas estándar de 19”. Su diseño es por
lo general más compacto (desde el punto de espacio físico) que las clásicas centrales TDM.
Centrales de conmutación privadas
La comunicación de voz en las empresas ha sido una necesidad permanente, desde los
inicios de la telefonía. Las soluciones de comunicaciones brindadas a las empresas han
evolucionado, desde la instalación de un único teléfono para toda una empresa a finales del siglo
XIX, hasta los actuales sofisticados sistemas de comunicaciones.
Los primeros sistemas telefónicos empresariales automáticos fueron conocidos con el
nombre de “Key Systems”, o “Sistemas de Teclas”. Estos sistemas electromecánicos, que
comenzaron a difundirse en la década de 1920, consistían en conectar varias líneas urbanas a
distintos botones o teclas de un mismo aparato telefónico. Cada aparato telefónico era conectado
con varios cables. Típicamente por cada línea telefónica se utilizaban 3 pares: Uno para la línea
telefónica, otro para señalización y otro para controlar una luz asociada a la tecla de la línea
telefónica. En una caja central, conocida como “KSU” (Key Service Unit), se realizaban todas las
conexiones y empalmes necesarios. En 1958, las Compañías Bell lanzaron al mercado el “Call
Director”, un sistema “key system” que requería 150 pares para cada uno de sus aparatos
telefónicos. Generalmente cada tecla asociada a una línea disponía de una indicación luminosa,
que indicaba si la línea estaba libre u ocupada. Cuando se deseaba realizar una llamada, se
oprimía un botón de línea urbana libre. Las llamadas podían ser “transferidas” entre “teléfonos”
indicando a otra persona que oprima el botón correspondiente a la línea en cuestión. Viendo un
aparato telefónico de uno de estos sistemas, queda claro el nombre de “sistema de teclas” (o “key
system”). Este tipo de arquitectura, muy simple desde el punto de vista conceptual, comenzó a
tener sus dificultades. A medida que las empresas crecían, necesitaban más líneas urbanas, lo que
implicaba disponer de más teclas en los “teléfonos”. Cada nueva línea debía ser cableada hasta
cada teléfono. Las teclas de los teléfonos eran mecánicas, y el desgaste continuo inducía a fallas y
falsos contactos frecuentemente. Con
más de 10 o 12 líneas, los “Key
Systems” se convertían en
sistemas muy poco manejables.
Los “Key Systems” dejaron su lugar a las PBX (Private Branch Exchange), o “Centralitas
Telefónicas”. Las PBX clásicas, también conocidas como PABX (Private Access Branch Exchange)
centralizan en una “caja” las líneas urbanas y los “internos”, o teléfonos. Cada teléfono se conecta
con uno o dos pares a la PBX. Las funciones de conmutación (conectar líneas a teléfonos, o
teléfonos entre sí) se realiza en forma centralizada, en la PBX. Las primeras PBX consistían en
sistemas electromecánicos. En la siguiente generación de sistemas PBX se utilizó tecnología de
conmutación digital TDM. La primer PBX con conmutación digital fue diseñada en 1972, por
Northern Telecom (luego Nortel, actualmente Avaya) Las PBX con conmutación digital están
dejando su lugar a sistemas con tecnología de VoIP (Voz sobre IP). Sobre el año 2000 fueron
comercializadas las primeras PBX que combinaban tecnología de conmutación digital y VoIP,
conocidas como sistemas “híbridos”. Poco después comenzaron a tener difusión los sistemas
basados únicamente en telefonía IP (“Full IP”). La PBX, en cualquiera de las posibles tecnologías,
es en estos momentos el sistema de comunicación de voz más popular en las empresas a nivel
mundial.
Transmisión y Transporte
La transmisión es el proceso de transportar información entre dos puntos de una red. En
las redes de telecomunicaciones, los sistemas de transmisión interconectan puntos distantes, por
ejemplo, centrales telefónicas públicas o privadas. Entre ellas es necesario enviar un gran número
de canales de conversación (aunque no tantos como la cantidad de terminales o abonados
conectadas a cada central, ya que estadísticamente es muy improbable que todos estén hablando
a la vez a terminales o abonados de otras centrales). En todo caso, la cantidad de enlaces de
conversación entre centrales puede ser de centenas o millares. Es por ello necesario utilizar
técnicas de multiplexación, que permitan transmitir sobre un mismo enlace una cantidad importante
de canales independientes.
La transmisión se puede realizar por diferentes medios físicos, entre los que se mencionan, a
modo de ejemplo:
 Pares de cobre
 Cables coaxiales
 Fibras ópticas
 Comunicaciones por Satélites
 Radio enlaces
Las primeras tecnologías de transmisión y transporte estaban basadas en tendidos de cables
de cobre, generalmente utilizando cables multipares (es decir, varios pares de cobre en
compartiendo un mismo envoltorio. Sobre estos pares se transmitía el audio analógico, y también
la señalización. Dada la distancia existente (típicamente decenas de kilómetros), muchas veces
eran utilizados pares diferentes para transmisión y recepción, de manera de poder incluir
amplificadores unidireccionales en cada sentido. Otro(s) par(es) eran utilizados para la señalización
de cada canal, utilizando históricamente señalización E&M, R1 o R2.
Tipo de flujo de datos:
Transmisión en paralelo (centronics): todos los bits que componen un carácter se
envían simultáneamente con un circuito físico para cada uno. Ejemplo: la impresora.
Transmisión en serie: una sola línea contiene los bits enviados. Se emplea en largas
distancias. Los bits de control y sincronización están intercambiados. Es necesario discernir
cuando comienza la transmisión y cuando termina. Hay dos formas de transmitir los caracteres en
serie:
Transmisión síncrona:
 se usa para gran velocidad
 los datos se transmiten a velocidad constante
 no son necesarios los bits de comienzo y fin de caracter
 los caracteres se almacenan en un búffer hasta que está completo, momento en que la
información es enviada rápidamente.
Transmisión asíncrona:
Llamada también start-stop, cada grupo de bits va precedido y seguido por bits de control.
El bit de arranque suele ser 0. Se utiliza en sistemas que funcionen simultáneamente y a baja
velocidad.
Modem y sus aplicaciones
Inicialmente del término inglés modem, es un acrónimo de „modulador/demodulador‟. Se
trata de un equipo, externo o interno (tarjeta módem), utilizado para la comunicación de
computadoras a través de líneas analógicas de transmisión de voz y/o datos. El módem convierte
las señales digitales del emisor en otras analógicas, susceptibles de ser enviadas por la línea de
teléfono a la que deben estar conectados el emisor y el receptor. Cuando la señal llega a su
destino, otro módem se encarga de reconstruir la señal digital primitiva, de cuyo proceso se
encarga la computadora receptora. En el caso de que ambos puedan estar transmitiendo datos
simultáneamente en ambas direcciones, emitiendo y recibiendo al mismo tiempo, se dice que
operan en modo full-duplex; si sólo puede transmitir uno de ellos y el otro simplemente actúa de
receptor, el modo de operación se denomina half-duplex. En la actualidad, cualquier módem es
capaz de trabajar en modo full-duplex, con diversos estándares y velocidades de emisión y
recepción de datos.
Para convertir una señal digital en otra analógica, el módem genera una onda portadora y
la modula en función de la señal digital. El tipo de modulación depende de la aplicación y de la
velocidad de transmisión del módem. Un módem de alta velocidad, por ejemplo, utiliza una
combinación de modulación en amplitud y de modulación en fase, en la que la fase de la portadora
se varía para codificar la información digital. El proceso de recepción de la señal analógica y su
reconversión en digital se denomina demodulación. La palabra módem es una contracción de las
dos funciones básicas: modulación y demodulación. Además, los módems se programan para ser
tolerantes a errores; esto es, para poder comprobar la corrección de los datos recibidos mediante
técnicas de control de redundancia (véase CRC) y recabar el reenvío de aquellos paquetes de
información que han sufrido alteraciones en la transmisión por las líneas telefónicas.
Interfaces
Punto en el que se establece una conexión entre dos elementos, que les permite trabajar
juntos. La interfaz es el medio que permite la interacción entre esos elementos. En el campo de la
informática se distinguen diversos tipos de interfaces que actúan a diversos niveles, desde las
interfaces claramente visibles, que permiten a las personas comunicarse con los programas, hasta
las imprescindibles interfaces hardware, a menudo invisibles, que conectan entre sí los dispositivos
y componentes dentro de los ordenadores o computadoras. Las interfaces de usuario cuentan con
el diseño gráfico, los comandos, mensajes y otros elementos que permiten a un usuario
comunicarse con un programa. Las microcomputadoras disponen de tres tipos básicos de
interfaces de usuario (que no necesariamente son excluyentes entre sí): la interfaz de línea de
comandos, reconocible por los símbolos A o C del sistema MS-DOS, que responde a los comandos
introducidos por el usuario; la interfaz controlada por menús utilizada en muchas aplicaciones (por
ejemplo Lotus 1-2-3) ofrece al usuario una selección de comandos, permitiéndole elegir uno de
ellos presionando la tecla de la letra correspondiente (o una combinación de teclas), desplazando
el cursor con las teclas de dirección o apuntando con el mouse (ratón); y la interfaz gráfica de
usuario, una característica de los equipos Apple Macintosh y de los programas basados en
ventanas (como los del entorno Windows), representa visualmente los conceptos, por ejemplo un
escritorio, y permite al usuario no sólo controlar las opciones de los menús, sino también el
tamaño, la posición y el contenido de una o más ventanas o áreas de trabajo que aparezcan en
pantalla.
En el interior de las computadoras, donde el software funciona a niveles menos visibles,
existen otros tipos de interfaces, como las que hacen posible que los programas trabajen con el
sistema operativo y las que permiten al sistema operativo trabajar con el hardware de la
computadora. En hardware se entienden por interfaces las tarjetas, los conectores y otros
dispositivos con que se conectan los diversos componentes a la computadora para permitir el
intercambio de información. Existen, por ejemplo, interfaces estandarizadas para la transferencia
de datos, como el RS-232-C y el SCSI, que permiten interconectar computadoras e impresoras,
discos duros y otros dispositivos.
El Modelo OSI
La ISO ha definido un modelo de 7 capas que describe cómo se transfiere la información
desde una aplicación de software a través del medio de transmisión hasta una aplicación en otro
elemento de la red.
Capa Física
La capa física tiene que ver con el envío de bits en un medio físico de transmisión y se
asegura que éstos se transmitan y reciban libres de errores. También describe los eléctricos y
mecánicos asociados con el medio y los conectores así como los tiempos aprobados para enviar o
recibir una señal. También especifica si el medio permite la comunicación simplex, half duplex o full
duplex.
Capa de Enlace.
En esta capa se toman los bits que entrega la capa física y los agrupa en algunos cientos o
miles de bits para formar los frames. En este nivel se realiza un chequeo de errores y si devuelven
acknowledges al emisor. La Capa de Enlace es la encargada de detectar si un frame se pierde o
daña en el medio físico. De ser éste el caso, debe de retransmitirlo, aunque en ocasiones dicha
operación provoca que un mismo frame se duplique en el destino, loa que obliga a esta capa a
detectar tal anomalía y corregirla. En este nivel se decide
Capa de Red.
Se encarga de controlar la operación de la subred. Su tarea principal es decidir cómo hacer
que los paquetes lleguen a su destino dados un origen y un destino en un formato predefinido por
un protocolo. Otra función importante en este nivel es la resolución de cuellos de botella. En estos
casos se pueden tener varias rutas para dar salida a los paquetes y en base a algunos parámetros
de eficiencia o disponibilidad se eligen rutas dinámicas de salida. cómo accesar el medio físico.
Capa de Transporte.
La obligación de la capa de transporte es tomar datos de la capa de sesión y asegurarse
que dichos datos llegan a su destino. En ocasiones los datos que vienen de la capa de sesión
exceden el tamaño máximo de transmisión (Maximum Transmission Unit o MTU) de la interfaz de
red, por lo cual es necesario partirlos y enviarlos en unidades más pequeñas, lo que origina la
fragmentación y ensamblado de paquetes cuyo control se realiza en esta capa. Otra función en
esta capa es la de multiplexar varias conexiones que tienen diferentes capacidades de transmisión
para ofrecer una velocidad de transmisión adecuada a la capa de sesión. La última labor
importante de la capa de transporte es ofrecer un mecanismo que sirva para identificar y diferenciar
las múltiples conexiones existentes, así como determinar en qué momento se inician y se terminan
las conversaciones (esto es llamado control de flujo).
Capa de Sesión.
Esta capa establece, administra y finaliza las sesiones de comunicación entre las entidades
de la capa de presentación. Las sesiones de comunicación constan de solicitudes y respuestas de
servicio que se presentan entre aplicaciones ubicadas en diferentes dispositivos de red. Estas
solicitudes y respuestas están coordinadas por protocolos implementados en esta capa. Otro
servicio de este nivel es la sincronización y el establecimiento de puntos de chequeo. Por ejemplo,
si se hace necesario transferir un archivo muy grande entre dos nodos que tienen una alta
probabilidad de sufrir una caída, es lógico pensar que una transmisión ordinaria nunca terminaría
porque algún interlocutor se caerá y se perderá la conexión. La solución es que se establezcan
cada pocos minutos un punto de chequeo de manera que si la conexión se rompe más tarde se
pueda reiniciar a partir del punto de chequeo, lo cual ahorrará tiempo y permitirá tarde o temprano
la terminación de la transferencia.
Capa de Presentación.
La capa de presentación provee servicios que permiten transmitir datos con alguna sintaxis
propia para las aplicaciones o para el nodo en que se está trabajando. Como existen
computadores que interpretan sus bytes de una manera diferente que otras (Big Endian versus
Little Endian), es en esta capa donde es posible convertir los datos a un formato independiente de
los nodos que intervienen en la transmisión.
Capa de Aplicación.
En esta capa se encuentran aplicaciones de red que permiten explotar los recursos de
otros nodos. Dicha explotación se hace, por ejemplo, a través de emulación de terminales que
trabajan en un nodo remoto, interpretando una gran variedad de secuencias de caracteres de
control que permiten desplegar en el terminal local los resultados, aun cuando éstos sean gráficos.
Una situación similar se da cuando se transmiten archivos de un computador que almacena sus
archivos en un formato dado a otro, que usa un formato distinto. Es posible que el programa de
transferencia realice las conversiones necesarias de manera que el archivo puede usarse
inmediatamente bajo alguna aplicación.
PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
Los protocolos son como reglas de comunicación que permiten el flujo de información entre
computadoras distintas que manejan lenguajes distintos, por ejemplo, dos computadores
conectados en la misma red pero con protocolos diferentes no podrían comunicarse jamás, para
ello, es necesario que ambas "hablen" el mismo
idioma, por tal sentido, el protocolo TCP/IP fue creado
para las comunicaciones en Internet, para que
cualquier computador se conecte a Internet, es
necesario que tenga instalado este protocolo de
comunicación
TCP/IP El protocolo
TCP/IP (Transmition Control Protocol/Internet
Protocol) hace posible enlazar cualquier tipo
de computadoras, sin importar el sistema
operativo que usen o el fabricante. Este protocolo fue desarrollado originalmente por el ARPA
(Advanced Research Projects Agency) del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.
Actualmente, es posible tener una red mundial llamada Internet usando este protocolo. Este
sistema de IP permite a las redes enviar correo electrónico (e-mail), transferencia de archivos
(FTP) y tener una interacción con otras computadoras (TELNET) no importando donde estén
localizadas, tan solo que sean accesibles a través de Internet.
Características Arquitectura de Interconexión de Redes en TCP/IP
 Protocolos de no conexión en el nivel de red.
 Conmutación de paquetes entre nodos.
 Protocolos de transporte con funciones de seguridad.
 Conjunto común de programas de aplicación.
Para entender el funcionamiento de los protocolos TCP/IP debe tenerse en cuenta la
arquitectura que ellos proponen para comunicar redes. Tal arquitectura ve como iguales a todas las
redes a conectarse, sin tomar en cuenta el tamaño de ellas, ya sean locales o de cobertura amplia.
Define que todas las redes que intercambiarán información deben estar conectadas a una misma
computadora o equipo de procesamiento (dotados con dispositivos de comunicación); a tales
computadoras se les denominan compuertas, pudiendo recibir otros nombres como enrutadores o
puentes.
Direcciones IP
 Longitud de 32 bits.
 Identifica a las redes y a los nodos conectados a ellas.
 Especifica la conexión entre redes.
 Se representan mediante cuatro octetos, escritos en formato
decimal, separados por puntos.
Para que en una red dos computadoras puedan comunicarse entre sí ellas deben estar
identificadas con precisión Este identificador puede estar definido en niveles bajos (identificador
físico) o en niveles altos (identificador lógico) de pendiendo del protocolo utilizado. TCP/IP utiliza
un identificador denominado dirección Internet o dirección IP, cuya longitud es de 32 bytes. La
dirección IP identifica tanto a la red a la que pertenece una computadora como a ella misma dentro
de dicha red.
Clases de Direcciones IP
Clases Número de Redes Número de Nodos Rango de Direcciones IP
A 127 16,777,215 1.0.0.0 a la 127.0.0.0
B 4095 65,535 128.0.0.0 a la 191.255.0.0
C 2,097,151 255
192.0.0.0 a la
223.255.255.0
Tomando tal cual está definida una dirección IP podría surgir la duda de cómo identificar
qué parte de la dirección identifica a la red y qué parte al nodo en dicha red. Lo anterior se resuelve
mediante la definición de las "Clases de Direcciones IP". Para clarificar lo anterior veamos que una
red con dirección clase A queda precisamente definida con el primer octeto de la dirección, la clase
B con los dos primeros y la C con los tres primeros octetos. Los octetos restantes definen los
nodos en la red específica.
Protocolos Token Passing
Estos protocolos se pueden considerar como un conjunto de líneas punto a punto simplex
que interconectan nodos en un anillo, que puede ser lógico y/o físico. Los frames se transmiten en
un determinado sentido dentro del anillo y dan la vuelta completa, lo que para efectos prácticos
implica que la red funciona como un medio broadcast. Cada estación de la red puede funcionar en
uno de los dos modos siguientes:
Modo escucha.
Cada frame que se recibe del nodo anterior se transmite al siguiente.
Modo transmisión.
El nodo emite un frame hacia el siguiente nodo, y paralelamente, recibe y procesa los bits
que le llegan del nodo anterior en el anillo.
En un determinado momento, sólo un nodo de la red puede estar en modo transmisión, y los
demás deben estar a la escucha. Si no hay tráfico en la red todos los nodos están escuchando.
La transmisión inalámbrica
Actualmente han aparecido redes locales basadas en ondas de radio e infrarrojos.
Típicamente una LAN inalámbrica está formada por un conjunto de estaciones base, unidas entre
sí por algún tipo de cable, y una serie de estaciones móviles que comunican con la estación base
más próxima. El conjunto de estaciones base forma en realidad un sistema celular en miniatura.
Una red de este tipo presenta nuevos problemas al control de acceso al medio, entre estos cabe
destacar que no puede darse por sentado que todos los nodos tienen acceso a escuchar si
cualquiera de los posibles emisores está utilizando el canal (recordar que el alcance es limitado),
por lo tanto, el sensar el canal puede no llegar a útil. Además de esto, es necesario considerar que
no resulta práctico tener un canal (frecuencia) para transmitir y otro distinto para recibir. Por otra
parte, deben considerarse aspectos provenientes de la naturaleza de la situación: en primer lugar,
las transmisiones son omnidireccionales y, en segundo lugar, las colisiones ocurren en el radio del
receptor, pues no son "importantes'' para el emisor como es en el caso de CSMA/CD. Finalmente,
un elemento no menor a considerar tiene que ver con la potencia consumida por un elemento que
continuamente esté sensando el canal para transmitir. Esto, en el caso de usuario móviles
implicaría un excesivo consumo de baterías, situación que no es deseada. Las consideraciones
anteriores llevan a la generación de dos nuevos problemas a resolver en las comunicaciones
inalámbricas. Si se supone lo siguiente: existen cuatro nodos A, B, C y D situados en línea y
separados, por ejemplo, 10 metros (Figura a)), el alcance máximo de cada uno de ellos es un poco
mayor que la distancia que los separa, por ejemplo, 12 metros; y el protocolo de transmisión a
utilizar será CSMA (notar que esto expresamente lleva a sensar el canal antes de transmitir). La
secuencia de sucesos para transmitir un frame podrían ser la siguiente: A desea transmitir datos a
B, al detectar el medio lo encuentra libre y comienza la transmisión. A está transmitiendo a B y C
también desea transmitir datos hacia B, detecta el medio y lo encuentra libre (C no escucha a A
pues esta a 20 m de distancia), por lo tanto, C empieza a transmitir. El resultado es una colisión en
el receptor B que no es detectada ni por A ni por C. Esto se conoce como el problema de la
estación oculta (Figura b)). Si ahora, con la misma distribución de nodos, ocurre lo siguiente: B
desea transmitir datos hacia A, detecta el medio libre e inicia la transmisión. A continuación, C
desea transmitir datos hacia D, y como detecta que B está transmitiendo espera a que termine
para evitar una colisión. El resultado es que una transmisión que en principio podría haberse hecho
sin interferencias (ya que A no puede escuchar a C y D no puede escuchar a B) no se lleva a cabo,
reduciendo así la eficiencia del sistema. Esto se conoce como el problema de la estación expuesta
(Figura c)). Notar que la trasmisión puede llevarse a cabo si no se sensa el canal, y no existirán
problemas de colisiones, debido a que estás tienen efecto sólo en el receptor, el cual es
inalcanzable en este caso.
PROCESO DE DIGITALIZACIÓN DE LA SEÑAL ANALÓGICA.
Es la transcripción de señales analógicas en señales digitales, con el propósito de facilitar
su procesamiento (codificación, compresión, etc.) y hacer la señal resultante (la digital) más
inmune al ruido y otras interferencias a las que son más sensibles las señales analógicas.
Modulación:
Es una técnica de modulación que permite transmitir información a través de una onda
portadora variando su frecuencia. En aplicaciones analógicas, la frecuencia instantánea de la señal
modulada es proporcional al valor instantáneo de la señal moduladora.
La modulación de la portadora para que pueda transportar impulsos se puede efectuar a
nivel bajo o alto. En el primer caso, la señal de frecuencia audio del micrófono, con una
amplificación pequeña o nula, sirve para modular la salida del oscilador y la frecuencia modulada
de la portadora se amplifica antes de conducirla a la antena; en el segundo caso, las oscilaciones
de radiofrecuencia y la señal de frecuencia audio se amplifican de forma independiente y la
modulación se efectúa justo antes de transmitir las oscilaciones a la antena. La señal se puede
superponer a la portadora mediante modulación de frecuencia (FM) o de amplitud (AM).
La forma más sencilla de modulación es la codificación, interrumpiendo la onda portadora a
intervalos concretos mediante una clave o conmutador para formar los puntos y las rayas de la
radiotelegrafía de onda continua.
La onda portadora también se puede modular variando la amplitud de la onda según las
variaciones de la frecuencia e intensidad de una señal sonora, tal como una nota musical. Esta
forma de modulación, AM, se utiliza en muchos servicios de radiotelefonía, incluidas las emisiones
normales de radio. La AM también se emplea en la telefonía por onda portadora, en la que la
portadora modulada se transmite por cable, y en la transmisión de imágenes estáticas a través de
cable o radio.
En la FM, la frecuencia de la onda portadora se varía dentro de un rango establecido a un
ritmo equivalente a la frecuencia de una señal sonora. Esta forma de modulación, desarrollada en
la década de 1930, presenta la ventaja de generar señales relativamente limpias de ruidos e
interferencias procedentes de fuentes tales como los sistemas de encendido de los automóviles o
las tormentas, que afectan en gran medida a las señales AM. Por tanto, la radiodifusión FM se
efectúa en bandas de alta frecuencia (88 a 108 MHz), aptas para señales grandes pero con
alcance de recepción limitado.
Las ondas portadoras también se pueden modular variando la fase de la portadora según
la amplitud de la señal. La modulación en fase, sin embargo, ha quedado reducida a equipos
especializados. El desarrollo de la técnica de transmisión de ondas continuas en pequeños
impulsos de enorme potencia, como en el caso del radar, planteó la posibilidad de otra forma
nueva de modulación, la modulación de impulsos en tiempo, en la que el espacio entre los
impulsos se modifica de acuerdo con la señal.
La información transportada por una onda modulada se devuelve a su forma original
mediante el proceso inverso, denominado demodulación o detección. Las emisiones de ondas de
radio a frecuencias bajas y medias van moduladas en amplitud. Para frecuencias más altas se
utilizan tanto la AM como la FM; en la televisión comercial de nuestros días, por ejemplo, el sonido
va por FM, mientras que las imágenes se transportan por AM. En el rango de las frecuencias súper
altas (por encima del rango de las ultra altas), en el que se pueden utilizar anchos de banda
mayores, la imagen también se transmite por FM. En la actualidad, tanto el sonido como las
imágenes se pueden enviar de forma digital a dichas frecuencias.
Modulación por pulsos codificados (PCM)
Puede ser descrita como un método de conversión de analógico a digital. Esta conversión
está basada en tres principios: Muestreo, Cuantificación y Codificación.
a) Muestreo: Consiste en tomar valores instantáneos de la señal analógica a intervalos de tiempo
determinados. Se toma el doble de la frecuencia de la señal.
b) Cuantificación: Los continuos valores de amplitud de la señal muestrada son descompuestas
por un número finito de amplitudes. Las amplitudes alineadas están divididas dentro de intervalos y
todas las muestras cuyas amplitudes caen dentro de un intervalo específico son dadas por la
misma amplitud de salida. Por ejemplo con una resolución de 8 bits se pueden tener 256 distintos
valores de amplitud.
c) Codificación: Los procesos de muestreo y cuantificación producen una representación de la
señal original. Para la codificación se usa un código de informática, tomando en cuenta que dicho
código debe tener mayor capacidad de sincronización, mayor capacidad para la detección de
errores y mayor inmunidad al ruido. Esta etapa usa un CODEC (codificador - decodificador).
La modulación tipo PCM se usa extensivamente en la telefonía digital (en los SPC, Storage
Program Control que usan el multiplexeo por división de tiempo, TDM). Se nombra a un canal de
64 kbps como un Clear Channel o un Toll Quality. Sin embargo se suele usar velocidades de 32,
16, 8 y hasta 4 kbps para meter dos, cuatro, ocho y hasta 16 conversaciones telefónicas en un solo
canal de 64 kbps.
Ventajas de la comunicación digital
 Se pueden lograr mayores distancias.
 Es menos sensible al ruido.
 Mejor utilización del ancho de banda (Con el uso de un MUX).
 Mayor privacidad y seguridad de la información.
 Se pueden integrar voz y datos en el mismo medio de comunicación.
Desventajas de la comunicación digital
 Los niveles de la señal de cuantificación están igualmente espaciados.
 Los niveles de la señal de amplitudes pequeñas se distorsionan.
 Se tienen errores de cuantificación.
Multiplexaje:
Técnica utilizada en comunicaciones y operaciones de entrada y salida para transmitir
simultáneamente a través de un único canal o una sola línea varias señales diferentes. Para
mantener la integridad de cada una de las señales a lo largo del canal, el multiplexado permite
separarlas por tiempo, espacio o frecuencia. El dispositivo utilizado para combinar las señales se
denomina multiplexor.
TDM Time Division Multiplexing
Es la intercalación en tiempo de muestras de diferentes fuentes de tal forma que la
información de esas fuentes sea transmitida en serie sobre un mismo canal de comunicación. Es el
método de combinar diversas señales muestradas en una secuencia definida.
Para multiplexar canales de audio se usan MUX estáticos o estadísticos. Los primeros
asignan un tiempo determinado a cada canal, aún y cuando no estén en uso. Los estadísticos, por
el contrario, sólo asignan tiempo a los canales que se encuentran en uso. Se suelen multiplexar 30
canales de voz (64 kbps), reservando 2 canales para señalización y control, en un canal de 2048
Mbps.
Jerarquías digitales
La tecnología digital TDM permitió la multiplexación de varios canales de voz en “tramas
digitales”, las que conforman “jerarquías digitales”. La primera de estas jerarquías es la conocida
como PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy, o Jerarquía Digital Plesiócrona). Este modo de
funcionamiento permite formar tramas aún cuando no existe sincronismo entre el reloj de cada uno
de los componentes que son multipexados. Esto hace necesario un proceso de “justificación”,
necesario para soportar las posibles variaciones de frecuencia en cada uno de las tramas
originales.
El primer nivel en la jerarquía PDH es el conocido como T1 en Estados Unidos y Japón y
E1 en Europa y América Latina. Una trama T1 multiplexa 24 canales de 64 kbits/segundo en una
trama de 1.544 Mb/s. Una trama E1 multiplexa 30 canales de 64 kbits/segundo en una trama de
2.048 Mb/s. Ambas tramas incluyen, además de lo canales de información, información de
sincronismo y señalización. Un esquema de multiplexación de la jerarquía PDH se muestra en la
siguiente figura
Cuando existe un esquema de sincronismo centralizado, y todos los componentes de la red
toman el reloj de una misma referencia, se puede establecer una jerarquía de multiplexación digital
sincrónica, conocida como SDH (Synchronous Digital Hierarchy, o Jerarquía Digital Sincrónica).
Esto fue posible sobre la década de 1990. SDH es un estándar que define redes de transmisión
con una estructura de trama totalmente especificada en todos los niveles, independiente del
fabricante, y que posee un conjunto de características muy útiles, respecto a PDH.
El primer nivel en la jerarquía SDH es el STM-1, a una velocidad de 155 Mb/s. Una traman
STM- 1 puede multiplexar diversos tipos de canales, tramas o información, incluyendo tramas PDH,
cada una de ellas apropiadamente encapsulada en “contenedores”. Un esquema conceptual de la
forma como se arman las tramas SDH se muestra en la siguiente figura:
Señalización
Para establecer una comunicación telefónica entre dos dispositivos, es necesario
implementar protocolos de señalización, que permitan indicar el número discado, la atención de
una llamada, etc. Esta necesidad de señalización ha estado presente desde los orígenes de la
telefonía, y ha evolucionado, con el crecimiento de las redes y la evolución de las tecnologías. La
señalización existe a todos los niveles en las redes de telecomunicaciones y de telefonía.
Señalización digital
Con el avance de la electrónica y la comunicación de datos, es natural pensar que la
señalización telefónica, basada en corrientes y voltajes, evolucione hacia una señalización digital,
más rica en funciones. En 1976 la tecnología de la digitalización de la voz estaba madura, y es
instalada la primera central telefónica pública que realizaba digitalización de la voz y conmutación
digital. Sin embargo, la digitalización se producía dentro de la central telefónica. Los aparatos
telefónicos continuaban siendo analógicos, con señalización por corriente de bucle. A comienzos
de la década de 1980 se comenzaron a sentar las bases conceptuales para una nueva red
telefónica, con tecnología digital hasta los terminales de abonado. Esto dio origen a la primera
versión de la recomendación I.120 de la CCITT (actualmente ITU-T), que describe lineamentos
generales para implementar un nuevo concepto en telefonía: ISDN (“Integrated Services Digital
Networks”) o RDSI (“Red Digital de Servicios Integrados”). Con ISDN se proponía llegar
digitalmente hasta los abonados, y brindar servicios de valor agregado de telefonía y datos.
Para poder llegar en forma digital hasta los aparatos telefónicos, es necesario definir
también un protocolo de señalización digital, entre el aparato y la central telefónica. El protocolo
diseñado en ISDN consiste en el establecimiento de un canal de datos (llamado en la terminología
ISDN “canal D”), sobre el cual, el aparato y la central telefónica puedan intercambiar mensajes.
Esta estructura de mensajes fue estandarizada en las recomendaciones ISDN.
La siguiente tabla resume los mensajes utilizados en la señalización ISDN
El establecimiento y liberación de una llamada se realiza mediante el intercambio de
mensajes entre el dispositivo (teléfono) y la central telefónica El intercambio se da entre el terminal
(teléfono) y la central telefónica, no entre ambos extremos. Esto se esquematiza en el siguiente
diagrama.
Donde se incluye únicamente el establecimiento de la llamada. La arquitectura de ISDN se
basa en el modelo OSI, de capas. La capa 1 o capa física establece como son los formatos de las
“tramas” ISDN. Estas tramas tienen 48 bits de largo, de los cuales 36 contienen datos y 12 se
utilizan para control y sincronismo. La capa 2 o capa de enlace, realiza el control de errores y el
control de flujo. Esta capa es llamada LAPD (Link Access Protocol on the D Channel). La capa 3, o
capa de red, es la que permite el intercambio de información entre origen y destino, mediante la
implementación de la mensajería descrita anteriormente.
Señalización IP
Las nuevas tecnologías de VoIP implementan la señalización telefónica requerida sobre las
redes IP. Son relevantes varios estándares, entre los que destacan
H.323 y SIP. El primero (H.323) traslada a las redes IP la señalización ISDN. El segundo (SIP)
propone un nuevo estándar de señalización, utilizando los conceptos de HTTP. También existen
protocolos propietarios sobre IP.
Señalización entre centrales públicas y centrales privadas
1 Señalización analógica por “corriente de bucle”
Dado que la señalización por corriente de bucles es la más difundida, la gran mayoría (por
no decir todas) de las centrales privadas (PBX o Key Systems), soportan esta señalización.
Mediante circuitos adecuados, las centrales privadas emulan el comportamiento de los teléfonos
analógicos, detectando corriente de campanilla, cerrando el bucle para iniciar una llamada,
discando por pulsos o tonos, etc.
2 Señalización digital ISDN
La señalización ISDN consiste en un protocolo de mensajes que se implementan sobre un
canal digital. Este canal digital puede contener la señalización de uno o varios canales telefónicos
de voz. El servicio conocido como “Servicio Básico” o BRI (Basic Rate Interface) es brindado por la
mayoría de las centrales públicas, y soportado por gran cantidad de centrales telefónicas privadas.
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Equipos telefonía fija y movil

  • 1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA, CIENCIA Y TECNOLOGIA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DEL OESTE DE SUCRE “CLODOSBALDO RUSSIÁN” ELECTRÓNICA DE APLICACIÓN CAMERCIAL EQUIPOS DE TELEFONÍA FIJA Y MOVIL CELULAR Realizado por: Profesora: Domingo Cordova ING. Drusso Lista Cristina Gutiérrez Ronny Martínez Carlos Rodríguez Oscar Salazar Cumaná, Julio de 2015
  • 2. INTRODUCCIÓN La red telefónica es la de mayor cobertura geográfica, la que mayor número de usuarios tiene, y ocasionalmente se ha afirmado que es "el sistema más complejo del que dispone la humanidad". Permite establecer una llamada entre dos usuarios en cualquier parte del planeta de manera distribuida, automática, prácticamente instantánea. Una llamada iniciada por el usuario origen llega a la red por medio de un canal de muy baja capacidad, el canal de acceso, dedicado precisamente a ese usuario denominado línea de abonado. En un extremo de la línea de abonado se encuentra el aparato terminal del usuario (teléfono o fax) y el otro está conectado al primer nodo de la red, que en este caso se llamó central local. La función de una central consiste en identificar en el número seleccionado, la central a la cual está conectado el usuario destino y enrutar la llamada hacia dicha central, con el objeto que ésta le indique al usuario destino, por medio de una señal de timbre, que tiene una llamada. Al identificar la ubicación del destino reserva una trayectoria entre ambos usuarios para poder iniciar la conversación. La trayectoria o ruta no siempre es la misma en llamadas consecutivas, ya que ésta depende de la disponibilidad instantánea de canales entre las distintas centrales. En la década del 70 comenzó a emplearse el sistema IMTS en los Estados Unidos de Norte América. Que permitía la comunicación entre abonados movilizados a bordo de diferentes automóviles, quienes también podían establecer comunicación entre abonados fijos de la red telefónica convencional (con tendido de cables). Las comunicaciones inalámbricas en la actualidad están ofreciendo una serie de servicios adicionales a la comunicación de voz, lo que hace tan atractiva la adquisición de equipos de comunicación móvil. La telefonía celular hace posible la movilidad de las personas, es decir, una persona puede ser localizada con mayor facilidad que en años pasados.
  • 3. Características Generales De Los Equipos De Telefonía: El propósito de cualquier sistema básico de telecomunicaciones es comunicar dos usuarios, permitiendo la transmisión de la información entre ellos. Existen diversos tipos de redes de telecomunicaciones, tanto públicas como privadas. La telefonía pública consiste en una de las mayores redes de telecomunicaciones a nivel mundial, y se tomará como ejemplo introductorio, a los efectos de presentar los conceptos básicos de telefonía. Su arquitectura consiste en varios componentes, especializados en diferentes funciones. Estos son:  El terminal telefónico.  Las redes de acceso.  La conmutación.  La transmisión y el transporte.  La señalización. En la siguiente figura se muestra, muy esquemáticamente los componentes Mencionados. Los terminales telefónicos se encuentran en los extremos de la red, y pueden ser de diverso tipo, tanto fijos como móviles, particulares o corporativos, etc. Estos terminales telefónicos son conectados a los sistemas centrales través de redes de acceso, las que dependen de la tecnología del terminal telefónico. De esta manera hay redes de acceso de cobre, de fibra óptica, con tecnologías inalámbricas, etc. Una de las principales funciones de las redes de telecomunicaciones es la posibilidad de conectar terminales o usuarios entre sí. Esto se logra mediante las funciones de conmutación, las que se realizan en “centrales de conmutación”. Estas centrales, a su vez, están interconectadas, por medio de una red de transmisión y transporte. El
  • 4. sistema de transmisión y transporte se encarga de enviar grandes volúmenes de información y/o canales de voz entre puntos específicos, generalmente asociados a centrales de conmutación o centrales de tránsito. Finalmente, es fundamental mantener un sistema de señalización apropiado entre los diversos componentes. Conceptos básicos de la comunicación Comunicación: Es el proceso de transmisión y recepción de ideas, información y mensajes. En los últimos 150 años, y en especial en las dos últimas décadas, la reducción de los tiempos de transmisión de la información a distancia y de acceso a la información ha supuesto uno de los retos esenciales de nuestra sociedad. La comunicación actual entre dos personas es el resultado de múltiples métodos de expresión desarrollados durante siglos. Los gestos, el desarrollo del lenguaje y la necesidad de realizar acciones conjuntas tienen aquí un papel importante. Elementos básicos de la comunicación:  Transmisor  Receptor  Mensaje  Medio Red: Conjunto de elementos conectados entre si por medio de uno o mas nodos Red de Comunicaciones: Conjunto de elementos conectados entre sí en uno o más nodos capaz de recibir / transmitir información, compartir recursos y dar servicio a usuarios. Las redes que permiten todo esto son equipos avanzados y complejos, su eficacia se basa en la confluencia de muy diversos componentes. Hasta hace poco, la mayoría de las computadoras disponían de sus propias interfaces y presentaban su estructura particular un equipo podía comunicarse con otro de su misma familia, pero tenía grandes dificultades para hacerlo con un extraño sólo los más privilegiados disponían del tiempo, conocimientos y equipos necesarios para extraer de diferentes recursos informáticos aquello que necesitaban.
  • 5. En la década de 1990, el nivel de concordancia entre las diferentes computadoras alcanzó el punto en que podían interconectarse de forma eficaz, lo que le permite a cualquiera sacar provecho de un equipo remoto. Los principales componentes de este proceso son los sistemas cliente/servidor, la tecnología de objetos y los sistemas abiertos. En la práctica, el concepto de sistema abierto se traduce en desvincular todos los componentes de un sistema y utilizar estructuras análogas en todos los demás. Esto conlleva una mezcla de normas (que indican a los fabricantes lo que deberían hacer) y de asociaciones (grupos de entidades afines que les ayudan a realizarlo). El efecto final es que sean capaces de hablar entre sí. Elementos de una red de comunicaciones:  Fuente  Transmisor  Destino  Receptor  Medio de transmisión  Mensaje  Interfaz Topología: Las topologías más comunes para organizar las computadoras de una red son las de punto a punto, de bus, en estrella y en anillo. La topología de punto a punto es la más sencilla, y está formada por dos ordenadores conectados entre sí. La topología de bus consta de una única conexión a la que están unidos varios ordenadores. Todas las computadoras unidas a esta conexión única reciben todas las señales transmitidas por cualquier computadora conectada. La topología en estrella conecta varios ordenadores con un elemento dispositivo central llamado hub. El hub puede ser pasivo y transmitir cualquier entrada recibida a todos los ordenadores de forma semejante a la topología de bus o ser activo, en cuyo caso envía selectivamente las entradas a ordenadores de destino determinados. La topología en anillo utiliza conexiones múltiples para formar un círculo de computadoras. Cada conexión transporta información en un único sentido. La información avanza por el anillo de forma secuencial desde su origen hasta su destino. Bus: Topología (configuración) de la red de área local en la que todos los nodos están conectados a la línea principal de comunicaciones (bus). En una red en bus, cada nodo supervisa la actividad de la línea, los mensajes son detectados por todos los nodos, aunque aceptados sólo por el nodo o los nodos hacia los que van dirigidos. Como una red en bus se basa en una "autopista" de datos común, un nodo averiado sencillamente deja de comunicarse; esto no
  • 6. interrumpe la operación, como podría ocurrir en una red en anillo, en la que los mensajes pasan de un nodo al siguiente. Para evitar las colisiones que se producen al intentar dos o más nodos utilizar la línea al mismo tiempo, las redes en bus suelen utilizar detección de colisiones, o paso de señales, para regular el tráfico. Estrella: Red de área local en la cual cada dispositivo, denominado nodo, está conectado a un ordenador o computadora central con una configuración (topología) en forma de estrella. Normalmente, es una red que se compone de un dispositivo central (el hub) y un conjunto de terminales conectados. En una red en estrella, los mensajes pasan directamente desde un nodo al hub, el cual gestiona la redistribución de la información a los demás nodos. La fiabilidad de una red en estrella se basa en que un nodo puede fallar sin que ello afecte a los demás nodos de la red. No obstante, su punto débil es que un fallo en el hub provoca irremediablemente la caída de toda la red. Dado que cada nodo está conectado al hub por un cable independiente, los costos de cableado pueden ser elevados. Anillo: Red de área local en la que los dispositivos, nodos, están conectados en un bucle cerrado o anillo, los mensajes en una red de anillo pasan de un nodo a otro en una dirección concreta. A medida que un mensaje viaja a través del anillo, cada nodo examina la dirección de destino adjunta al mensaje, si la dirección coincide con la del nodo, éste acepta el mensaje. En caso contrario regenerará la señal y pasará el mensaje al siguiente nodo dentro del bucle. Esta regeneración permite a una red en anillo cubrir distancias superiores a las redes en estrella o redes en bus, puede incluirse en su diseño una forma de puentear cualquier nodo defectuoso o vacante. Sin embargo, dado que es un bucle cerrado, es difícil agregar nuevos nodos. Arquitectura: Las computadoras se comunican por medio de redes. La red más sencilla es una conexión directa entre dos computadoras. Sin embargo, también pueden conectarse a través de grandes redes que permiten a los usuarios intercambiar datos, comunicarse mediante correo electrónico y compartir recursos, por ejemplo, impresoras. Las computadoras pueden conectarse de distintas formas. En una configuración en anillo, los datos se transmiten a lo largo del anillo, y cada computadora examina los datos para determinar si van dirigidos a ella. Si no es así, los transmite a la siguiente computadora del anillo. Este proceso se repite hasta que los datos llegan a su destino. Una red en anillo permite la
  • 7. transmisión simultánea de múltiples mensajes, pero como varias computadoras comprueban cada mensaje, la transmisión de datos resulta más lenta. En una configuración de bus, los ordenadores están conectados a través de un único conjunto de cables denominado bus. Un ordenador envía datos a otro transmitiendo a través del bus la dirección del receptor y los datos. Todos los ordenadores de la red examinan la dirección simultáneamente, y el indicado como receptor acepta los datos. A diferencia de una red en anillo, una red de bus permite que un ordenador envíe directamente datos a otro. Sin embargo, en cada momento sólo puede transmitir datos una de las computadoras, y las demás tienen que esperar para enviar sus mensajes. En una configuración en estrella, los ordenadores están conectados con un elemento integrador llamado hub. Las computadoras de la red envían la dirección del receptor y los datos al hub, que conecta directamente los ordenadores emisor y receptor. Una red en estrella permite enviar simultáneamente múltiples mensajes, pero es más costosa porque emplea un dispositivo adicional el hub para dirigir los datos. Medios de Transmisión: Fibra Óptica: Fibra o varilla de vidrio u otro material transparente con un índice de refracción alto que se emplea para transmitir luz. Cuando la luz entra por uno de los extremos de la fibra, se transmite con muy pocas pérdidas incluso aunque la fibra esté curvada. El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna total; la luz que viaja por el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie externa con un ángulo mayor que el ángulo crítico, de forma que toda la luz se refleja sin pérdidas hacia el interior de la fibra. Así, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejándose miles de veces. Para evitar pérdidas por dispersión de luz debida a impurezas de la superficie de la fibra, el núcleo de la fibra óptica está recubierto por una capa de vidrio con un índice de refracción mucho menor; las reflexiones se producen en la superficie que separa la fibra de vidrio y el recubrimiento. La fibra óptica se emplea cada vez más en la comunicación, debido a que las ondas de luz tienen una frecuencia alta y la capacidad de una señal para transportar información aumenta con la frecuencia. En las redes de comunicaciones se emplean sistemas de láser con fibra óptica. Hoy funcionan muchas redes de fibra para comunicación a larga distancia, que proporcionan conexiones transcontinentales y transoceánicas. Una ventaja de los sistemas de fibra óptica es la gran distancia que puede recorrer una señal antes de necesitar un repetidor para recuperar su
  • 8. intensidad. En la actualidad, los repetidores de fibra óptica están separados entre sí unos 100 km, frente a aproximadamente 1,5 km en los sistemas eléctricos. Los amplificadores de fibra óptica recientemente desarrollados pueden aumentar todavía más esta distancia. Otra aplicación cada vez más extendida de la fibra óptica son las redes de área local. Al contrario que las comunicaciones de larga distancia, estos sistemas conectan a una serie de abonados locales con equipos centralizados como ordenadores (computadoras) o impresoras. Este sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fácilmente la incorporación a la red de nuevos usuarios. El desarrollo de nuevos componentes electro-ópticos y de óptica integrada aumentará aún más la capacidad de los sistemas de fibra. Cable Coaxial: Es un tipo de cable formado por dos conductores cilíndricos de cobre o aluminio. El interior es macizo y está rodeado por otro cilindro que es hueco; entre ambos hay un material aislante, inyectado de forma continua, en espiral, o discontinua, formando anillas. El conjunto tiene una estructura concéntrica y está blindado con un cable trenzado, normalmente de plomo, para minimizar las interferencias eléctricas y de radiofrecuencias. Este tipo de cable es el que se utiliza en las instalaciones de televisión por cable y también es frecuente emplearlo para conectar ordenadores o computadoras en red. En la transmisión de datos se usa una variante del cable coaxial, el cable twinaxial, formado por dos conductores paralelos dentro de un cilindro conductor exterior y con un aislante entre ambos.La velocidad de transmisión del cable coaxial, unos 300 Mbps (millones de bits por segundo), es mayor que la del cable de pares, unos 10 Mbps, pero menor que la de la fibra óptica, unos 2.000 Mbps. Par de cobre: Medio compuesto por uno o más conductores eléctricos, cubiertos por un aislante y, en ocasiones, por un revestimiento o vaina protectora, utilizado para transmitir energía eléctrica o los impulsos de un sistema de comunicaciones eléctrico. Para la transmisión de energía eléctrica en los circuitos de alta tensión se utilizan cables de tres alambres revestidos de plomo y rellenados con aceite bajo presión. Las líneas de distribución secundarias suelen utilizar cables aislados de un solo conductor. En el cableado eléctrico residencial se emplea el cable B-X. Este tipo de cable contiene dos conductores aislados, rodeados de capas de aislante adicionales cubiertas con una banda metálica enrollada helicoidalmente para su protección. El cable de encendido utilizado para transportar corriente de
  • 9. alta tensión a las bujías de un motor de combustión interna es un cable monoconductor. Está cubierto de tela impregnada en laca para aislarlo. En los sistemas de comunicaciones, los cables suelen consistir en numerosos pares de alambres aislados con papel y rodeados de un revestimiento de plomo. Los pares de cables individuales están entrelazados para reducir al mínimo la interferencia inducida con otros circuitos del mismo cable. Para evitar la interferencia eléctrica de circuitos externos, los cables utilizados en la transmisión de radio suelen estar blindados con una cobertura de trenza metálica, conectada a tierra. El desarrollo del cable coaxial representó un importante avance en el campo de las comunicaciones. Este tipo de cable está formado por varios tubos de cobre, cada uno de los cuales contiene un alambre conductor que pasa por su centro. El cable íntegro está blindado en plomo y, por lo general, se rellena con nitrógeno bajo presión para impedir la corrosión. Como el cable coaxial tiene una amplia gama de frecuencias, es muy apreciado en la transmisión de telefonía portadora de corriente Red Telefónica: La red telefónica es la de mayor cobertura geográfica, la que mayor número de usuarios tiene, y ocasionalmente se ha afirmado que es "el sistema más complejo del que dispone la humanidad". Permite establecer una llamada entre dos usuarios en cualquier parte del planeta de manera distribuida, automática, prácticamente instantánea. Este es el ejemplo más importante de una red con conmutación de circuitos. Existen 2 tipos de redes telefónicas, las redes públicas que a su vez se dividen en red pública móvil y red pública fija. Y también existen las redes telefónicas privadas que están básicamente formadas por un conmutador. Las redes telefónicas públicas fijas, están formados por diferentes tipos de centrales, que se utilizan según el tipo de llamada realizada por los usuarios. Éstas son:  CCA – Central con Capacidad de Usuario  CCE – Central con Capacidad de Enlace  CTU – Central de Transito Urbano  CTI – Central de Transito Internacional  CI – Central Internacional  CM – Central Mundial Por la dispersión geográfica de la red telefónica y de sus usuarios existen varias centrales locales, las cuales están enlazadas entre sí por medio de canales de mayor capacidad, de manera que cuando ocurran situaciones de alto tráfico no haya un bloqueo entre las centrales. Existe una jerarquía entre las diferentes centrales que le permite a cada una de ellas enrutar las llamadas de acuerdo con los tráficos que se presenten.
  • 10. Los enlaces entre los abonados y las centrales locales son normalmente cables de cobre, pero las centrales pueden comunicarse entre sí por medio de enlaces de cable coaxial, de fibras ópticas o de canales de microondas. En caso de enlaces entre centrales ubicadas en diferentes ciudades se usan cables de fibras ópticas y enlaces satelitales, dependiendo de la distancia que se desee cubrir. Como las necesidades de manejo de tráfico de los canales que enlazan centrales de los diferentes niveles jerárquicos aumentan conforme incrementa el nivel jerárquico, también las capacidades de los mismos deben ser mayores en la misma medida; de otra manera, aunque el usuario pudiese tener acceso a la red por medio de su línea de abonado conectada a una central local, su intento de llamada sería bloqueado por no poder establecerse un enlace completo hacia la ubicación del usuario destino (evidentemente cuando el usuario destino está haciendo otra llamada, al llegar la solicitud de conexión a su central local, ésta detecta el hecho y envía de regreso una señal que genera la señal de "ocupado"). La red telefónica está organizada de manera jerárquica. El nivel más bajo (las centrales locales) está formado por el conjunto de nodos a los cuales están conectados los usuarios. Le siguen nodos o centrales en niveles superiores, enlazados de manera tal que entre mayor sea la jerarquía, de igual manera será la capacidad que los enlaza. Con esta arquitectura se proporcionan a los usuarios diferentes rutas para colocar sus llamadas, que son seleccionadas por los mismos nodos, de acuerdo con criterios preestablecidos, tratando de que una llamada no sea enrutada más que por aquellos nodos y canales estrictamente indispensables para completarla (se trata de minimizar el número de canales y nodos por los cuales pasa una llamada para mantenerlos desocupados en la medida de lo posible). Asimismo existen nodos (centrales) que permiten enrutar una llamada hacia otra localidad, ya sea dentro o fuera del país. Este tipo de centrales se denominan centrales automáticas de larga distancia. El inicio de una llamada de larga distancia es identificado por la central por medio del primer dígito, y el segundo dígito le indica el tipo de enlace (nacional o internacional; en este último caso, le indica también el país de que se trata). A pesar de que el acceso a las centrales de larga distancia se realiza en cada país por medio de un código propio, éste señala, sin lugar a dudas, cuál es el destino final de la llamada. El código de un país es independiente del que origina la llamada. Cada una de estas centrales telefónicas, están divididas a su vez en 2 partes principales:  Parte de Control  Parte de Conmutación La parte de control, se lleva a cabo por diferentes microprocesadores, los cuales se encargan de enrutar, direccionar, limitar y dar diferentes tipos de servicios a los usuarios. La parte de
  • 11. conmutación se encarga de las interconexiones necesarias en los equipos para poder realizar las llamadas. Nodos de conmutación: Son los encargados de realizar las diversas funciones de procesamiento que requieren cada una de las señales o mensajes que circulan o transitan a través de los enlaces de la red. Desde un punto de vista topológico, los nodos proveen los enlaces físicos entre los diversos canales que conforman la red. Los nodos de una red de telecomunicaciones son equipos (en su mayor parte digitales, aunque pueden tener alguna etapa de procesamiento analógico, como un modulador) que realizan las siguientes funciones: a) Establecimiento y verificación de un protocolo. Los nodos de la red de telecomunicaciones realizan los diferentes procesos de comunicación de acuerdo a un conjunto de reglas conocidas como protocolos; éstos se ejecutan en los nodos, garantizando una comunicación exitosa entre sí, utilizando para ello, los canales que los enlazan. b) Transmisión. Existe la necesidad de hacer uso eficiente de los canales, por lo cual, en esta función, los nodos adaptan al canal, la información o los mensajes en los cuales está contenida, para su transporte eficiente y efectivo a través de la red. c) Interface. En esta función el nodo se encarga de proporcionar al canal las señales que serán transmitidas de acuerdo con el medio de que está formado el canal. Esto es, si el canal es de radio, las señales deberán ser electromagnéticas a la salida del nodo, independientemente de la forma que hayan tenido a su entrada y también de que el procesamiento en el nodo haya sido por medio de señales eléctricas. d) Recuperación. Si durante una transmisión se interrumpe la posibilidad de terminar exitosamente la transferencia de información de un nodo a otro, el sistema, a través de sus nodos, debe ser capaz de recuperarse y reanudar en cuanto sea posible la transmisión de aquellas partes del mensaje que no fueron transmitidas con éxito. e) Formateo. Cuando un mensaje transita a lo largo de una red, pero principalmente cuando existe una interconexión entre redes que manejan distintos protocolos, puede ser necesario que en los nodos se modifique el formato de los mensajes para que todos los nodos de la red (o de la conexión de redes) puedan trabajar con éste; esto se conoce con el nombre de formateo (o, en su caso, de reformateo).
  • 12. f) Enrutamiento. Cuando un mensaje llega a un nodo de la red de telecomunicaciones, debe tener información acerca de los usuarios de origen y destino; es decir, sobre el usuario que lo generó y aquel al que está destinado. Sin embargo, cada vez que el mensaje transita por un nodo y considerando que en cada nodo hay varios enlaces conectados por los que, al menos en teoría, el mensaje podría ser enviado a cualquiera de ellos, en cada nodo se debe tomar la decisión de cuál debe ser el siguiente nodo al que debe enviarse el mensaje para garantizar que llegue a su destino rápidamente. Este proceso se denomina enrutamiento a través de la red. La selección de la ruta en cada nodo depende, entre otros factores, del número de mensajes que en cada momento están en proceso de ser transmitidos a través de los diferentes enlaces de la red. g) Repetición. Existen protocolos que entre sus reglas tienen una previsión por medio de la cual el nodo receptor detecta si ha habido algún error en la transmisión. Esto permite al nodo destino solicitar al nodo previo que retransmita el mensaje hasta que llegue sin errores y el nodo receptor pueda, a su vez, retransmitirlo al siguiente nodo. h) Direccionamiento. Un nodo requiere la capacidad de identificar direcciones para poder hacer llegar un mensaje a su destino, principalmente cuando el usuario final está conectado a otra red de telecomunicaciones. i) Control de flujo. Todo canal de comunicaciones tiene una cierta capacidad de manejar mensajes; cuando el canal está saturado no se deben enviar más por medio de ese canal, hasta que los previamente enviados hayan sido entregados a sus destinos. La conmutación se puede dar de 2 formas: a. Conmutación de circuitos: en la que primero se establece la trayectoria a seguir b. Conmutación de paquetes: la cual funciona a través de ráfagas de información. Señalización: Es la forma en que se va a comunicar el equipo 1. Señalización de línea: se da entre centrales 2. Señalización de usuario: se da entre el usuario y la central 3. Señalización de registro: se da entre centrales. La comunicación entre 2 usuarios se da de la siguiente manera: 1. Cuando un abonado levanta el auricular de su aparato telefónico, la central lo identifica y le envía una "invitación a marcar".
  • 13. 2. La central espera a recibir el número seleccionado, para, a su vez, escoger una ruta del usuario fuente al destino. 3. Si la línea de abonado del usuario destino está ocupada, la central lo detecta y le envía al usuario fuente una señal ("tono de ocupado"). 4. Si la línea del usuario destino no está ocupada, la central a la cual está conectado genera una señal para indicarle al destino la presencia de una llamada. 5. Al contestar la llamada el usuario destino, se suspende la generación de dichas señales. 6. Al concluir la conversación, las centrales deben desconectar la llamada y poner los canales a la disposición de otro usuario, a partir de ese momento. 7. Al concluir la llamada se debe contabilizar su costo para su facturación, para ser cobrado al usuario que la inició. En una red telefónica conmutada, la señalización transporta la inteligencia necesaria para que un abonado se comunique con cualquier otro de esa red. La señalización indica al switch que un abonado desea servicio, le proporciona los datos necesarios para identificar al abonado distante que se solicite y entonces enruta debidamente la llamada a lo largo de su trayectoria. Señalización por canal asociado (SAC). Cada canal lleva la voz y su propia señalización. Ejemplo: ISDN Señalización por canal común (SCC). Cada canal lleva la voz y un canal exclusivo lleva la señalización de todos los canales. Ejemplo: R2-MTC La señalización de supervisión proporciona la información acerca de la línea o el circuito e indica si el circuito está en uso o no. Informa al switch y a los circuitos troncales de interconexión acerca de las condiciones en la línea. Por ejemplo que la parte que llama ha descolgado o colgado y que la parte llamada ha descolgado/colgado. Estos dos términos son convenientes para designar las dos condiciones de señalización en una troncal o enlace. Si la TK está desocupada se indica la condición de colgado (on hook) y si la TK está ocupada se indica la condición de descolgado (off hook). Señalización E&M (Ear and Mouth). Esta es la forma más común de supervisión de TK. La señalización E&M existe únicamente entre el punto interfecial entre el TK y el switch.
  • 14. Cuando decimos que un enlace usa E&M a cuatro hilos es porque tenemos dos hilos para transmisión, 2 hilos para recepción, uno para E y otro para M. Un E&M a dos hilos usa uno para transmisión, el mismo para recepción y otro para E y también para M. El primero se conoce como Full Duplex, el segundo se llama Half Duplex. On Hook = Colgado Off Hook = Descolgado Ground Start es una señalización de supervisión, el PSTN libera la línea cuando ya no se encuentra en uso. En contraste el Loop Start que es una señal de supervisión donde el abonado es el que libera la línea. Ingeniería de tráfico Se suele medir el tráfico telefónico de un PBX contando el número de troncales utilizadas en una unidad de tiempo, se grafica como histograma. Estas gráficas ayudan a determinar las horas picos y para verificar que la infraestructura sea suficiente. Existe una ley empírica en donde se establece que se necesitan tres troncales por cada extensión. Esto varía dependiendo del giro de la empresa. La Ruta Es el conjunto de troncales o enlaces que interconectan una CT con otra o una CT con un PBX. El dimensionamiento de la ruta es la determinación del número de troncales o enlaces requeridos en la conexión de la central “A” a la central “B”. Para estar en posibilidad de dimensionar correctamente una ruta se deberá tener idea de su posible utilización, es decir del número de conversaciones que se intentarán establecer al mismo tiempo sobre dicha ruta. Esta utilización se puede definir mediante dos parámetros:  Razón de llamadas. Número de veces que se utiliza una ruta o trayectoria por unidad de tiempo, definida también como intensidad de llamadas por trayectoria durante la hora ocupada.  Tiempo de retención. Duración de la ocupación de la trayectoria por llamada, duración promedio de ocupación.  Tráfico cruzado. Es el tráfico que realmente fue conducido o establecido a través de las centrales.  Tráfico ofrecido. Es el volumen de tráfico demandado a la central.  Congestión. Diferencia entre tráfico ofrecido y cruzado.  Tráfico telefónico. Es la acumulación de llamadas telefónicas en un grupo de circuitos o troncales considerando tanto su duración como su cantidad.
  • 15.  Flujo Telefónico. Cantidad de llamadas por hora x Duración promedio de la llamada La unidad del flujo telefónico es llamadas/hora, una llamada/hora es la cantidad que representa una o más llamadas que tienen la duración agregada o acumulada de una hora. La unidad más usada en tráfico es el erlang, un erlang de intensidad de tráfico sobre un circuito determinado significa la ocupación continua de tal circuito. Ejemplo: Si se tienen 10 TK (troncales) y se tienen 5 erlangs, se esperaría encontrar la mitad de los circuitos ocupados en el momento de la observación. Grado de servicio. Expresa la posibilidad de encontrar congestionamiento durante la hora pico. El grado de servicio típico es de P=0.01, esto significa que en promedio, en la hora pico se pierde una de cada cien llamadas. P = Total llamadas perdidas / Total llamadas ofrecidas Disponibilidad de un circuito telefónico. Modelo para estimar la disponibilidad del circuito, ¿qué proporción del tiempo el circuito se encuentra libre? Suponiendo que es un proceso estocástico: a) Las llamadas son aleatorias con distribución de Poisson. La velocidad media de arribo es Lambda [1/T = 1/Tiempo] b) La duración de cada llamada, que se llama "tiempo ocupado" (holding time), se encuentra exponencialmente distribuida con media 1/Mu, se conoce como tiempo de servicio. Terminal telefónico Existe gran diversidad de terminales telefónicos funcionando en las redes de telecomunicaciones, con diversas tecnologías, usos y prestaciones. Entre ellos se pueden mencionar terminales telefónicos fijos, con tecnología analógica o digital, terminales telefónicos móviles, con diverso tipo de tecnologías, terminales de software (“softphones”), terminales para uso corporativo, etc.
  • 16. Circuito de audio de un teléfono analógico La función básica de los teléfonos es permitir la conversación bidireccional entre dos personas distantes. Para ello, el teléfono debe tener un auricular y un micrófono, los que se ubican en el microteléfono, o “tubo”. El micrófono utilizado históricamente en los teléfonos analógicos fue diseñado originalmente por Thomas Edison en 1877. El dispositivo ideado por Edison se basa en una interesante propiedad del carbón: su resistencia eléctrica varía con la presión. La idea consistía en disponer una barra compuesta de gránulos de carbón entre dos electrodos. Uno de ellos está fijo, mientras que el otro está unido a un diafragma que se mueve según la presión de aire. De esta manera, la resistencia entre los dos electrodos varía según la presión de aire y por lo tanto la corriente varía según las señales acústicas. Un esquema conceptual se muestra en la siguiente figura: Los micrófonos de carbón resultaron ideales para su función, y fueron los utilizados en los teléfonos durante décadas. Una foto de un micrófono de carbón comercial se muestra en la siguiente figura: Con el avance de la electrónica, los amplificadores activos basados en transistores o en circuitos integrados permitieron más recientemente sustituir a los micrófonos de carbón por componentes dinámicos, que generan tensiones variables en función de la presión de aire. Estos pequeños voltajes pueden ser amplificados y procesados electrónicamente, y son los utilizados
  • 17. actualmente en los teléfonos electrónicos, tanto los utilizados en la red fija como en los aparatos celulares. Ya desde los primeros teléfonos fue necesario resolver varios desafíos respecto al audio. Uno de ellos consistió en poder enviar y recibir audio por un único par. Otro problema consistía en brindar al auricular el retorno apropiado desde el micrófono. Si este retorno es muy bajo, al tener un oído tapado por el auricular, se tiende a hablar más fuerte. Si el retorno es muy alto, se escucha como “eco”, con una sensación incómoda. El circuito básico de audio de los teléfonos analógicos se muestra en la siguiente figura. La línea telefónica se esquematiza como una impedancia Z0. Esta impedancia incluye la línea telefónica (par de cobre, de hasta algunos kilómetros de largo) y los componentes internos de la placa de abonado en la central telefónica. Los componentes L1, L2 y L3 conforman un transformador. La resistencia R es un componente interno al aparato telefónico.La señal proveniente desde la línea telefónica queda aplicada sobre las bobinas L1 y L2, en serie, y es inducida en la bobina L3, quedando luego aplicada directamente sobre el auricular. La señal generada por el micrófono se divide, parte hacia la línea telefónica a través de L1 y parte hacia la resistencia interna R, a través de L2. Como la corriente que pasa por L1 es de sentido inverso a la que pasa por L2, la inducción sobre L3 depende de la diferencia de estas corrientes. Esto hace que el audio generado por el micrófono no sea escuchado en el auricular del propio teléfono. Para que esto sea efectivamente así, si las bobinas L1 y L2 son del mismo valor, la resistencia R debe ser del mismo valor que la impedancia Z0. Sin embargo para lograr cierto retorno en el auricular, la rama L2 R se diseña con valores ligeramente diferentes a la rama L1 Z0. Señalización entre centrales y teléfonos analógicos Para establecer una comunicación telefónica entre dos dispositivos, es necesario implementar protocolos de señalización, que permitan indicar el número discado, la atención de una llamada, etc. Esta señalización ha estado presente casi desde los orígenes de la telefonía, y desde ese momento, ha sido prácticamente siempre “compatible hacia atrás” en la telefonía analógica. Sin
  • 18. embargo, en la telefonía digital, y en la telefonía IP, existen diversos protocolos de señalización, varios de ellos incompatibles entre sí. La primera señalización telefónica fue la necesaria para vincular teléfonos entre sí, y rápidamente derivó a la señalización necesaria entre teléfonos y “centrales telefónicas”. Las primeras centrales telefónicas, puestas en funcionamiento en las últimas décadas del siglo XIX, fueron centrales “públicas”. Poco tiempo después comenzaron a instalarse centrales “privadas” (dando servicio a varios teléfonos dentro de una misma empresa, hotel, etc.) Con el crecimiento de centrales públicas, fue necesario implementar señalizaciones entre ellas. A su vez, con el crecimiento de las centrales privadas, fue necesario implementar señalizaciones entre centrales públicas y centrales privadas, atendiendo a los requerimientos específicos de éstas últimas. Quizás la señalización más conocida (y a su vez más antigua), es la conocida como “señalización por corriente de bucle” (o “loop start signaling” en inglés). Es la señalización utilizada por los teléfonos conocidos como “analógicos”, o “comunes”. Esencialmente, la señalización básica que debe existir entre un teléfono y una central telefónica (ya sea un abonado público y la central pública, o un interno de una Empresa y la PBX o sistema telefónico interno), consiste en poder enviar y / o recibir la siguiente información:  Solicitud de iniciar una conversación  Seleccionar con quien se desea hablar  Indicación del progreso de la llamada (timbrando, ocupado, etc.)  Indicación de recepción de una nueva llamada Los primeros teléfonos instalados por Bell, y por la Western Unión, utilizaban un único hilo de cobre (heredado de las instalaciones telegráficas), por el que se enviaba tanto la señalización como el audio (el retorno era por tierra). Con el incremento de la cantidad de teléfonos, las interferencias entre ellos hicieron necesario instalar un segundo hilo por cada teléfono. En 1881 (con más de 50.000 teléfonos ya en funcionamiento), Graham Bell presentó una patente por “teléfonos de 2 hilos de cobre”. El sistema de disco conocido hasta hace algunos años, con teléfonos de 2 hilos sin necesidad de cable de tierra, fue originalmente diseñado en 1908. A partir de esa fecha, tanto la señalización como el audio, utilizan un par de cobre, entre el aparato telefónico y la central o PBX. Este único par, adicionalmente, provee de energía al aparato telefónico, por lo que no es necesario conectar el mismo a fuentes de energía locales (salvo en algunos aparatos de “telefonía rural”, aún en funcionamiento, que requieren de “batería local”, debido a la gran distancia existente entre el aparato y la central telefónica). Solicitud de iniciar una conversación
  • 19. La señalización utilizada es a la vez sencilla e ingeniosa. La central telefónica, o PBX, conecta en su extremo del par telefónico, una batería de alimentación (típicamente de 48 V de corriente continua, aunque algunas PBX puede entregar tensiones más bajas, del orden de los 30 V de corriente continua). Desde esta batería de alimentación (ubicada dentro de la central o PBX), se forma un “bucle” consistente en el par de cobre y el aparato telefónico conectado en su extremo. El aparato dispone de una llave, accionada por la horquilla, que puede abrir o cerrar el bucle de corriente. Con el aparato “colgado”, el bucle se encuentra abierto, y por lo tanto no circula corriente. Con el aparato “descolgado”, el bucle se cierra, y por lo tanto circula una corriente continua. La resistencia interna del aparato telefónico, sumada a la resistencia de los propios cables de cobre, se diseña para que sea del orden de los 600 Ω. Un esquema eléctrico simplificado se muestra en la siguiente figura: Si el voltaje de la batería es V, la corriente de bucle I es; I = V / (Ri + 2R1 + R2) Donde Ri es la resistencia interna de la fuente, R1 es la resistencia de cada hilo de cobre y R2 es la resistencia interna del aparato telefónico. La resistencia de cada hilo R1 puede calcularse como R1 = L/S
  • 20. Siendo la resistividad del cobre, L la distancia del cable y S su sección. El cobre tiene una resistividad aproximada de = 0,017 Ω mm²/m. Los cables telefónicos típicos tienen un diámetro de 0,5 mm, equivalentes a una sección aproximada de 0,20 mm². Con estos datos, un kilómetro de cable de cobre tiene una resistencia aproximada de R1 = 0,017 x 1000 / 0,20 = 85 Ω Sustituyendo por los valores típicos, I = 48 V / (600 Ω + 2 x 85 Ω + 400 Ω) = 41 mA Para iniciar una conversación, el aparato telefónico “descuelga”, cerrando el bucle, y permitiendo el pasaje de corriente. En la Central o PBX, basta disponer de un sensor de corriente para detectar esta situación. Selección del destino de la conversación Luego de “descolgar” es necesario seleccionar el destino de la conversación. En los primeros sistemas, esto se realizaba a través de la “operadora”, quien preguntaba con quien se deseaba hablar, y realizaba la conexión manualmente. Los primeros sistemas que implementaron selección del destino en forma automática desde el aparato de origen fueron instalados en 1892, utilizando las ideas patentadas por el Sr. Almon B. Strowger. La idea del teléfono de disco consiste en enviar, sobre el mismo par de cobre, una señalización numérica que indique el destino de la conversación. Los teléfonos de disco (o teléfonos decádicos) implementan esta señalización interrumpiendo por periodos cortos de tiempo la corriente de bucle, tantas veces como el dígito “discado”. Un sistema mecánico, asociado a un disco giratorio, acciona un interruptor eléctrico en forma periódica. El mecanismo es tal que el la cantidad de veces que el interruptor es accionado es proporcional al ángulo al que se giró el disco (y por lo tanto, al número asociado). La central o PBX
  • 21. distingue entre un fin de comunicación (teléfono colgado) o el discado de un dígito en base a la duración de la interrupción de la corriente de bucle. El discado se realiza a “diez pulsos por segundo”, siendo cada dígito representado por 60 ms de bucle abierto y 40 ms de bucle cerrado. Entre cada dígito deben transcurrir como mínimo 250 ms. Los teléfonos mecánicos, “de disco”, han sido sustituidos casi en su totalidad por teléfonos electrónicos “de tonos”, o “multifrecuentes”. En 1963 la “Western Electric” lanza al mercado el primer teléfono de tonos, el modelo 1500. Este teléfono tenía 10 botones (0 al 9). El * (asterisco) y el # (numeral) fueron introducidos en 1967, en el modelo 2500. Los teléfonos de tonos utilizan una matriz de 4 filas por 4 columnas. Cada fila y cada columna corresponden a una frecuencia determinada. Al pulsar un dígito, el teléfono genera una señal de audio compuesta por la suma de dos frecuencias (la correspondiente a la fila + la correspondiente a la columna del dígito), que pueden ser luego fácilmente detectadas en la central pública, por medio de filtros adecuados. La elección de este sistema de señalización se basa en el trabajo de L. Schenker, de 1960, en el que se estudian varias posibles sistemas de señalización y se concluye que el de tonos multifrecuentes es el mejor. Las frecuencias utilizadas se han estandarizado, y permiten un total de 16 “dígitos”. Comúnmente se utilizan solamente 12 de estas 16 combinaciones posibles, comprendiendo los dígitos del 0 al 9 y los símbolos “*” y “#”. La figura muestra las frecuencias propuestas en el
  • 22. artículo de L. Schenker En la actualidad, existen circuitos integrados que implementan la generación y detección de estos tonos, conocidos como DTMF (Dual – Tone Multi Frecuency) Esta señalización, que se mantiene ampliamente difundida en la actualidad, tiene varias ventajas frente a la señalización decádica o por pulsos:  Es más rápida, ya que los tonos pueden ser decodificados en tiempos muy cortos (recordar que en la señalización decádica, el “0” requiere de 1 segundo para ser “discado”)  Permite tener hasta 16 “caracteres” (aunque normalmente se utilizan 12)  Es posible implementar señalizaciones “de punta a punta”. La señalización decádica es entre el aparato telefónico y la central o PBX. Nunca “llega” hasta el destino. En cambio, la señalización DTMF, que consiste en tonos audibles, pueden llegar, una vez establecida la conversación, hasta el teléfono destino (es decir, de “punta a punta”). Esto es especialmente útil en varias aplicaciones empresariales (como poder “discar” sobre mensajes de atención automática, por ejemplo).  No se requieren partes móviles en los aparatos telefónicos.
  • 23. Indicación del progreso de la llamada Una vez determinado el destino, el mismo puede estar disponible (“libre”), ocupado, o puede ser inaccesible por diversas causas. Los sistemas telefónicos indican el estado del destino a quien origina la llamada mediante diversos mecanismos. Los más comunes consisten en el envío de diversos tipos de tonos audibles, los que pueden ser fácilmente diferenciados e identificados por su cadencia y / o frecuencia. Por ejemplo, estamos acostumbrados a que un destino libre se indique con un tono de “constancia de llamada”, consistente en una cadencia en la que el tono es escuchado por aproximadamente un segundo seguido de un silencio de aproximadamente cuatro segundos. De manera similar, estamos acostumbrados a que un destino ocupado se indique con un “tono de ocupado”, con una cadencia más rápida, de aproximadamente un segundo de tono seguido de un segundo de silencio. Otros tipos de estados del destino pueden ser señalizados con diversos tipos de tonos y cadencias o con mensajes pregrabados (por ejemplo “el número que ha seleccionado no es correcto....”). Es de hacer notar que este tipo de señalización no está estandarizada, y puede diferir notoriamente entre distintos equipos, ya sean empresariales (PBX) o públicos. Actualmente, algunas compañías telefónicas públicas, especialmente del área celular, ofrecen señalizar la “constancia de llamada” con música o mensajes personalizados. Este tipo de señalización, ampliamente difundida, es suficiente si quien inicia la llamada es una persona, la que puede fácilmente interpretar los distintos tonos, cadencias o mensajes, aunque los mismos varíen notoriamente en distintos escenarios. Sin embargo, esto presenta ciertas desventajas, o problemas, cuando quien debe interpretar el progreso de la llamada es una máquina. Esta señalización se basa en la interpretación del audio, algo muy sencillo para el cerebro humano, pero bastante complejo para una máquina. La señalización por “corriente de bucle” no prevé ningún tipo de señal eléctrica, sencilla de detectar con electrónica simple, para indicar el progreso de una llamada.
  • 24. Si el destino está libre, eventualmente atenderá la llamada. Cabe preguntarse cómo se entera de esto quien origina la llamada. En la mayoría de los casos, en la señalización por “corriente de bucle” no existe ninguna señal hacia el originador para indicar que una llamada fue atendida, salvo la voz de quien contesta, con su clásico “¡Hola?”. Nuevamente esto puede significar un problema si quien debe “enterarse” de esta situación es una máquina (por ejemplo, una PBX). Para solucionar este problema, se ha implementado un mecanismo, en la señalización por “corriente de bucle”, llamado “Inversión de Polaridad”. El mecanismo denominado “Inversión de Polaridad” (“Battery Reversal”) consiste en que la central telefónica (generalmente las centrales públicas) indiquen el momento en que una llamada es atendida por medio de la inversión de la polaridad del par telefónico del originador de la llamada. La situación se esquematiza en las siguientes figuras: Desde una línea origen (que puede ser, por ejemplo, una línea urbana pública conectada a una PBX) se marca el número del destino deseado. El teléfono destino está libre, y timbra. La polaridad de la línea telefónica del origen es la indicada en la figura superior a éste párrafo (secuencia 1). El destino atiende la llamada. En ese momento la central telefónica (si tiene activado el mecanismo de “inversión de polaridad) invierte la polaridad de la línea telefónica del origen (secuencia 2). Esta “señal” hace que la corriente de bucle en el origen cambie de sentido, lo que puede ser detectado fácilmente mediante electrónica sencilla por el originador de la llamada. Esta señal puede ser utilizada, por ejemplo, para comenzar la temporización y / o tasación de la llamada. El origen corta la comunicación, liberando la línea telefónica. La central telefónica retorna la polaridad de la línea a su estado original (secuencia 3).
  • 25. Indicación de recepción de una nueva llamada Desde hace más de un siglo, los teléfonos notifican la recepción de una nueva llamada mediante un timbre o campanilla. El sistema de “campanilla” fue ideado y patentado por Thomas A. Watson (el asistente de Graham Bell) en 1878, dos años después de presentada la primer patente de Bell, y ya con la primer central telefónica funcionando en New Haven, Connecticut, con 21 abonados. Los primeros teléfonos disponían de una campanilla, accionada por un electroimán que era a su vez accionado por una corriente alterna. Esta corriente alterna, generada en la central telefónica, es transmitida por el par de cobre hasta el aparato telefónico. La generación de la corriente de timbrado se puede lograr mediante una fuente de tensión alterna, la que se suma a la fuente de continua. Esta corriente alterna, o “corriente de campanilla”, llega hasta el aparato telefónico que se encuentra “colgado”, es decir, con el relé de la horquilla abierto. Un circuito consistente en un condensador y una campanilla en serie entre sí, y puestos en paralelo con el par telefónico, permiten el pasaje de la corriente alterna y bloquean el pasaje de la corriente continua. Esto permite que la campanilla reciba la corriente alterna necesaria para accionarla, mientras el aparato telefónico permanece “colgado”. Esta sencilla señalización se mantiene hasta el momento en la “señalización por corriente de bucle”. Los teléfonos modernos disponen, en lugar de una campanilla, un circuito electrónico que detecta la señal de timbrado, y genera una señal de audio hacia un parlante. De la misma manera, las PBX que reciben líneas urbanas de las centrales públicas, pueden detectar mediante circuitos electrónicos esta “corriente de campanilla”. La señal de campanilla es de aproximadamente 90 V AC, y 20 o 25 Hz. La siguiente figura muestra una gráfica típica de la tensión en función del tiempo en bornes del terminal telefónico cuando está recibiendo señal de “campanilla”.
  • 26. Conexión de teléfonos analógicos a las centrales telefónicas Los teléfonos analógicos se conectan a las centrales telefónicas públicas, o a las centrales telefónicas privadas (PBX) a través de un par de cobre. Este par de cobre es conectado en la central telefónica, en interfaces apropiadas. Estas interfaces disponen de las funciones conocidas generalmente como “BORSCHT”: Battery: Alimentación de continua (típicamente –48 VDC) Overvoltage Protection: Protección de sobrevoltaje Ringing: Generación de “corriente de campanilla” Supervision: Supervisión de la corriente de bucle Codec: Codificador / Decodificador (conversor analógico/digital y digital/analógico) Hybrid: Circuito “híbrido” (conversor de 2 a 4 hilos) Test: Relé o punto de Verificación (Test) Tecnologías de terminales telefónicos Las tecnologías de los terminales telefónicos han evolucionado desde el comienzo de la telefonía. Durante muchas décadas, los teléfonos eran únicamente analógicos, tal como fueron descritos en las secciones anteriores. En el ámbito corporativo se desarrollaron los primeros teléfonos digitales. Los primeros teléfonos de este tipo incorporaron un canal de señalización digital entre el teléfono y la central telefónica (la PBX), manteniendo el canal de audio analógico, utilizando dos pares de cobre para su funcionamiento (uno para los datos, digitales, y otro para el audio, analógico). Estos teléfonos, conocidos como “híbridos”, eran “propietarios” o “cautivos” de cada fabricante y modelo de PBX, ya que el protocolo de señalización utilizado no estaba estandarizado. Los teléfonos “híbridos” fueron sustituidos por teléfonos completamente “digitales”,
  • 27. en los que el audio es digitalizado en el propio teléfono, y multiplexado con la señalización, es enviado hacia la central telefónica por un único par de cobre. En el ámbito de la telefonía pública, se desarrollaron teléfonos digitales sobre la base del protocolo ISDN. En su momento, sobre fines de la década de 1980, se esperaba que este tipo de tecnologías reemplazaran rápidamente a los teléfonos analógicos, ya tenían más funciones y servicios para los usuarios, incluyendo la presentación del número que llama (“captor” o “caller ID”), servicios de datos, etc. Sin embargo, la tecnología ISDN no tuvo la expansión esperada para el reemplazo de los terminales analógicos, y hoy en día conviven ambas tecnologías de terminales fijos. La rápida evolución de la telefonía móvil trajo aparejada la masificación de los teléfonos celulares. En 2003 la cantidad de líneas celulares alcanzaron a la cantidad de líneas fijas en América, y a partir de ese año la cantidad de teléfonos móviles ha superado ampliamente a la cantidad de terminales fijos. Las tecnologías móviles también tuvieron una evolución analógica a digital. Actualmente la tecnología digital, tanto de la señalización como del audio, está ampliamente difundida para los terminales móviles. Finalmente, recientemente han comenzado a difundirse los teléfonos IP, tanto de hardware como de software. En este tipo de terminales se realiza la digitalización de la voz en el propio teléfono se lo convierte al protocolo de red IP. La señalización también se envía por la red IP, en protocolos estandarizados (como H.323, SIP, Megaco) o propietarios. Redes de Acceso El acceso juega un rol de gran importancia en las redes de telecomunicaciones La evolución de las tecnologías de acceso han ido facilitando el despliege de nuevas redes y servicios, permitiendo mayores anchos de banda y movilidad. En la presente sección se realizará únicamente un breve resumen de las tecnologías de redes de acceso. La tecnología de acceso con más años en las redes de telecomunicaciones es la basada en cables de cobre. Los operadores telefónicos con varios años en el mercado tienen, por lo general, una extensa red de acceso tendida, basada en cables conductores de cobre, que llegan desde los abonados hasta las centrales telefónicas. Esta red de acceso, que ha significado una inversión importante, ha sido la base para la conexión de los terminales telefónicos analógicos y digitales (ISDN). Las redes de acceso de cobre presentan una arquitectura en estrella, partiendo de cables multipares desde las centrales telefónicas, hasta puntos de distribución primarios, secundarios y/o terciarios. Finalmente un par de cobre llega hasta la conexión del terminal, dentro de las residencias o empresas. Este tipo de redes de acceso, originalmente diseñadas para servicios telefónicos analógicos, está siendo utilizada actualmente para brindar servicios de datos de alta velocidad, a través de las tecnologías
  • 28. que se conocen como “Digital Subscriber Loop” o bucle digital de abonado. Entre estas tecnologías se encuentran ADSL, HDSL, VDSL y otras. En forma genérica, todas ellas se engloban dentro de las tecnologías conocidas como xDSL. Todas las tecnologías xDSL permiten comunicación de datos en forma bidireccional. Sin embargo, algunas son “asimétricas” y otras “simétricas”, en lo que respecta a las velocidades de transmisión de datos en cada sentido. La gran demanda de servicios y de ancho de banda ha llevado a la necesidad de utilizar redes de acceso de mayor capacidad. Para ello se están utilizando tecnologías de fibra óptica y/o de cables coaxiales. Estos últimos, los cables coaxiales, han sido utilizados históricamente por los prestadores de servicios de TV cable, originalmente en arquitecturas unidireccionales de gran ancho de banda. Actualmente estos cables están siendo utilizados en forma bidireccional, para brindar también sobre ellos servicios de datos y de telefónica. Las redes de acceso de fibra óptica funcionan, muchas veces, junto con la red de acceso de cobre. Como ejemplos se puede citar:  FTTC: Fiber To The Curb, o “fibra hasta la acera”. Esta arquitectura lleva tendidos de fibra óptica hasta puntos cercanos a los usuarios finales (por ejemplo, un tendido de fibra por “manzana”), y desde allí, por medio de equipos apropiados, se cambia a tecnología de cobre.  FTTB: Fiber To The Building, o “fibra hasta el edificio”. Es similar al anterior, llevando un tendido de fibra hasta un edificio, donde internamente luego se termina la distribución con cobre.  FTTH: Fiber To The Home, o “fibra hasta el hogar”, donde se lleva el tendido de fibra hasta la residencia del usuario final. Cuando se requiere movilidad, o cuando no es posible llegar hasta el terminal en forma cableada, es necesario utilizar tecnologías inalámbricas. Existen por tanto redes de acceso inalámbricas para servicios fijos y para servicios móviles, con características diferentes. Un ejemplo de tecnologías de acceso para servicios fijos es el WLL (Wireless Local Loop). Un ejemplo de tecnologías de acceso para servicios móviles es el GSM, 3G o más recientemente 4G. Un resumen de la evolución del ancho de bandas disponibles con las diferentes tecnologías de redes de acceso, tanto cableadas como inalámbricas, se puede ver en la siguiente figura:
  • 29. Conmutación Los procesos de conmutación son los encargados de establecer las conexiones entre los diferentes nodos o terminales de la red. Se puede definir como el proceso para establecer una conexión individual desde un punto de entrada (Usuario “A”), hacia un punto de salida (Usuario “B”), como se esquematiza en la siguiente figura. El usuario “A”, mediante un proceso de selección, determina con que usuario “B” desea conectarse. Esta conexión se realiza mediante el proceso de conmutación, En forma general se pueden diferenciar dos tipos de arquitecturas de conmutación:  Conmutación de circuitos: En esta modalidad se establece un camino “confiable y seguro” de punta a punta, el que se mantiene durante toda la comunicación.  Conmutación de paquetes: Cada mensaje es enviado sin establecer previamente una conexión entre origen y destino.
  • 30. La conmutación de circuitos ha sido la históricamente utilizada en los sistemas telefónicos. Por otra parte, la conmutación de paquetes ha sido diseñada y desarrollada más recientemente para la transmisión de datos. En telefonía, la el proceso de conmutación ha evolucionado. Inicialmente consistía en un proceso manual, utilizando “operadoras” para establecer y liberar las conexiones. Sobre fines de la década de 1880 se diseñaron las primeras centrales telefónicas con conmutación automática. Para operar el primer sistema automático se requerían teléfonos con botones, que debían ser presionados tantas veces como el dígito que se deseaba discar. Los sistemas de “disco” fueron introducidos recién en 1896, y requería de los teléfonos de “dos hilos”, y un cable de tierra adicional. El sistema de disco conocido hasta hace pocos años, con teléfonos de 2 hilos sin necesidad de cable de tierra, fue originalmente diseñado en 1908. Con la digitalización y la posibilidad de utilización de componentes semiconductores, la conmutación automática analógica dio lugar a la conmutación digital, utilizando técnicas del tipo TDM (Time Division Multiplexing). Estas tecnologías fueron implementadas inicialmente en PBXs, en el área corporativa a principios de la década de 1970, y pocos años después en el área pública. La tecnología TDM está dejando su lugar a la VoIP (Voz sobre IP), y cambiando el proceso de conmutación telefónico de circuitos, al de paquetes, típicamente utilizada para datos. Centrales de conmutación públicas Las centrales de conmutación públicas atienden típicamente a más de 10.000 usuarios o abonados. La tecnología clásica utilizada es la TDM, o conmutación de circuitos. En forma muy general, este tipo de centrales se puede clasificar en  Centrales de conmutación local: Este tipo de centrales atiende a abonados finales, y posee conexión con la red de acceso fija. La conexión entre dos abonados conectados a la misma central se realiza en forma local. La conexión entre un abonado de una central local y otro abonado de otra central local se realiza por medio de la red de transmisión y transporte.  Centrales de tránsito: Son centrales telefónicas que interconectan otras centrales locales, o internacionales, pero que no tienen abonados finales directamente conectados.  Centrales Internacionales: Son las centrales de tránsito que conectan enlaces internacionales  Centrales celulares: Son las que prestan servicios de conmutación a abonados celulares. Un ejemplo de una red de conmutación se muestra en la siguiente figura.
  • 31. Las centrales de conmutación públicas basadas en tecnologías TDM están dejando su lugar a una nueva generación de centrales, conocidas como “soft switchs”, basadas en tecnología IP. En estos sistemas, los abonados analógicos o digitales TDM (por ejemplo, ISDN), se conectan a la red a través de gateways (pasarelas), que convierten tanto el audio como la señalización en protocolos de red IP. La conmutación en este caso se realiza por medio de switches de datos, de alta capacidad. El procesamiento generalmente se realiza en servidores comerciales, no propietarios. La siguiente foto muestra un soft switch, ubicado dentro de Racks o cabinas estándar de 19”. Su diseño es por lo general más compacto (desde el punto de espacio físico) que las clásicas centrales TDM. Centrales de conmutación privadas La comunicación de voz en las empresas ha sido una necesidad permanente, desde los inicios de la telefonía. Las soluciones de comunicaciones brindadas a las empresas han evolucionado, desde la instalación de un único teléfono para toda una empresa a finales del siglo XIX, hasta los actuales sofisticados sistemas de comunicaciones. Los primeros sistemas telefónicos empresariales automáticos fueron conocidos con el nombre de “Key Systems”, o “Sistemas de Teclas”. Estos sistemas electromecánicos, que comenzaron a difundirse en la década de 1920, consistían en conectar varias líneas urbanas a distintos botones o teclas de un mismo aparato telefónico. Cada aparato telefónico era conectado con varios cables. Típicamente por cada línea telefónica se utilizaban 3 pares: Uno para la línea telefónica, otro para señalización y otro para controlar una luz asociada a la tecla de la línea telefónica. En una caja central, conocida como “KSU” (Key Service Unit), se realizaban todas las conexiones y empalmes necesarios. En 1958, las Compañías Bell lanzaron al mercado el “Call
  • 32. Director”, un sistema “key system” que requería 150 pares para cada uno de sus aparatos telefónicos. Generalmente cada tecla asociada a una línea disponía de una indicación luminosa, que indicaba si la línea estaba libre u ocupada. Cuando se deseaba realizar una llamada, se oprimía un botón de línea urbana libre. Las llamadas podían ser “transferidas” entre “teléfonos” indicando a otra persona que oprima el botón correspondiente a la línea en cuestión. Viendo un aparato telefónico de uno de estos sistemas, queda claro el nombre de “sistema de teclas” (o “key system”). Este tipo de arquitectura, muy simple desde el punto de vista conceptual, comenzó a tener sus dificultades. A medida que las empresas crecían, necesitaban más líneas urbanas, lo que implicaba disponer de más teclas en los “teléfonos”. Cada nueva línea debía ser cableada hasta cada teléfono. Las teclas de los teléfonos eran mecánicas, y el desgaste continuo inducía a fallas y falsos contactos frecuentemente. Con más de 10 o 12 líneas, los “Key Systems” se convertían en sistemas muy poco manejables. Los “Key Systems” dejaron su lugar a las PBX (Private Branch Exchange), o “Centralitas Telefónicas”. Las PBX clásicas, también conocidas como PABX (Private Access Branch Exchange) centralizan en una “caja” las líneas urbanas y los “internos”, o teléfonos. Cada teléfono se conecta con uno o dos pares a la PBX. Las funciones de conmutación (conectar líneas a teléfonos, o teléfonos entre sí) se realiza en forma centralizada, en la PBX. Las primeras PBX consistían en sistemas electromecánicos. En la siguiente generación de sistemas PBX se utilizó tecnología de conmutación digital TDM. La primer PBX con conmutación digital fue diseñada en 1972, por Northern Telecom (luego Nortel, actualmente Avaya) Las PBX con conmutación digital están dejando su lugar a sistemas con tecnología de VoIP (Voz sobre IP). Sobre el año 2000 fueron comercializadas las primeras PBX que combinaban tecnología de conmutación digital y VoIP, conocidas como sistemas “híbridos”. Poco después comenzaron a tener difusión los sistemas basados únicamente en telefonía IP (“Full IP”). La PBX, en cualquiera de las posibles tecnologías,
  • 33. es en estos momentos el sistema de comunicación de voz más popular en las empresas a nivel mundial. Transmisión y Transporte La transmisión es el proceso de transportar información entre dos puntos de una red. En las redes de telecomunicaciones, los sistemas de transmisión interconectan puntos distantes, por ejemplo, centrales telefónicas públicas o privadas. Entre ellas es necesario enviar un gran número de canales de conversación (aunque no tantos como la cantidad de terminales o abonados conectadas a cada central, ya que estadísticamente es muy improbable que todos estén hablando a la vez a terminales o abonados de otras centrales). En todo caso, la cantidad de enlaces de conversación entre centrales puede ser de centenas o millares. Es por ello necesario utilizar técnicas de multiplexación, que permitan transmitir sobre un mismo enlace una cantidad importante de canales independientes. La transmisión se puede realizar por diferentes medios físicos, entre los que se mencionan, a modo de ejemplo:  Pares de cobre  Cables coaxiales  Fibras ópticas  Comunicaciones por Satélites  Radio enlaces Las primeras tecnologías de transmisión y transporte estaban basadas en tendidos de cables de cobre, generalmente utilizando cables multipares (es decir, varios pares de cobre en compartiendo un mismo envoltorio. Sobre estos pares se transmitía el audio analógico, y también la señalización. Dada la distancia existente (típicamente decenas de kilómetros), muchas veces eran utilizados pares diferentes para transmisión y recepción, de manera de poder incluir amplificadores unidireccionales en cada sentido. Otro(s) par(es) eran utilizados para la señalización de cada canal, utilizando históricamente señalización E&M, R1 o R2. Tipo de flujo de datos: Transmisión en paralelo (centronics): todos los bits que componen un carácter se envían simultáneamente con un circuito físico para cada uno. Ejemplo: la impresora.
  • 34. Transmisión en serie: una sola línea contiene los bits enviados. Se emplea en largas distancias. Los bits de control y sincronización están intercambiados. Es necesario discernir cuando comienza la transmisión y cuando termina. Hay dos formas de transmitir los caracteres en serie: Transmisión síncrona:  se usa para gran velocidad  los datos se transmiten a velocidad constante  no son necesarios los bits de comienzo y fin de caracter  los caracteres se almacenan en un búffer hasta que está completo, momento en que la información es enviada rápidamente. Transmisión asíncrona: Llamada también start-stop, cada grupo de bits va precedido y seguido por bits de control. El bit de arranque suele ser 0. Se utiliza en sistemas que funcionen simultáneamente y a baja velocidad. Modem y sus aplicaciones Inicialmente del término inglés modem, es un acrónimo de „modulador/demodulador‟. Se trata de un equipo, externo o interno (tarjeta módem), utilizado para la comunicación de computadoras a través de líneas analógicas de transmisión de voz y/o datos. El módem convierte las señales digitales del emisor en otras analógicas, susceptibles de ser enviadas por la línea de teléfono a la que deben estar conectados el emisor y el receptor. Cuando la señal llega a su destino, otro módem se encarga de reconstruir la señal digital primitiva, de cuyo proceso se encarga la computadora receptora. En el caso de que ambos puedan estar transmitiendo datos simultáneamente en ambas direcciones, emitiendo y recibiendo al mismo tiempo, se dice que operan en modo full-duplex; si sólo puede transmitir uno de ellos y el otro simplemente actúa de receptor, el modo de operación se denomina half-duplex. En la actualidad, cualquier módem es capaz de trabajar en modo full-duplex, con diversos estándares y velocidades de emisión y recepción de datos. Para convertir una señal digital en otra analógica, el módem genera una onda portadora y la modula en función de la señal digital. El tipo de modulación depende de la aplicación y de la velocidad de transmisión del módem. Un módem de alta velocidad, por ejemplo, utiliza una combinación de modulación en amplitud y de modulación en fase, en la que la fase de la portadora se varía para codificar la información digital. El proceso de recepción de la señal analógica y su reconversión en digital se denomina demodulación. La palabra módem es una contracción de las
  • 35. dos funciones básicas: modulación y demodulación. Además, los módems se programan para ser tolerantes a errores; esto es, para poder comprobar la corrección de los datos recibidos mediante técnicas de control de redundancia (véase CRC) y recabar el reenvío de aquellos paquetes de información que han sufrido alteraciones en la transmisión por las líneas telefónicas. Interfaces Punto en el que se establece una conexión entre dos elementos, que les permite trabajar juntos. La interfaz es el medio que permite la interacción entre esos elementos. En el campo de la informática se distinguen diversos tipos de interfaces que actúan a diversos niveles, desde las interfaces claramente visibles, que permiten a las personas comunicarse con los programas, hasta las imprescindibles interfaces hardware, a menudo invisibles, que conectan entre sí los dispositivos y componentes dentro de los ordenadores o computadoras. Las interfaces de usuario cuentan con el diseño gráfico, los comandos, mensajes y otros elementos que permiten a un usuario comunicarse con un programa. Las microcomputadoras disponen de tres tipos básicos de interfaces de usuario (que no necesariamente son excluyentes entre sí): la interfaz de línea de comandos, reconocible por los símbolos A o C del sistema MS-DOS, que responde a los comandos introducidos por el usuario; la interfaz controlada por menús utilizada en muchas aplicaciones (por ejemplo Lotus 1-2-3) ofrece al usuario una selección de comandos, permitiéndole elegir uno de ellos presionando la tecla de la letra correspondiente (o una combinación de teclas), desplazando el cursor con las teclas de dirección o apuntando con el mouse (ratón); y la interfaz gráfica de usuario, una característica de los equipos Apple Macintosh y de los programas basados en ventanas (como los del entorno Windows), representa visualmente los conceptos, por ejemplo un escritorio, y permite al usuario no sólo controlar las opciones de los menús, sino también el tamaño, la posición y el contenido de una o más ventanas o áreas de trabajo que aparezcan en pantalla. En el interior de las computadoras, donde el software funciona a niveles menos visibles, existen otros tipos de interfaces, como las que hacen posible que los programas trabajen con el sistema operativo y las que permiten al sistema operativo trabajar con el hardware de la computadora. En hardware se entienden por interfaces las tarjetas, los conectores y otros dispositivos con que se conectan los diversos componentes a la computadora para permitir el intercambio de información. Existen, por ejemplo, interfaces estandarizadas para la transferencia de datos, como el RS-232-C y el SCSI, que permiten interconectar computadoras e impresoras, discos duros y otros dispositivos. El Modelo OSI
  • 36. La ISO ha definido un modelo de 7 capas que describe cómo se transfiere la información desde una aplicación de software a través del medio de transmisión hasta una aplicación en otro elemento de la red. Capa Física La capa física tiene que ver con el envío de bits en un medio físico de transmisión y se asegura que éstos se transmitan y reciban libres de errores. También describe los eléctricos y mecánicos asociados con el medio y los conectores así como los tiempos aprobados para enviar o recibir una señal. También especifica si el medio permite la comunicación simplex, half duplex o full duplex. Capa de Enlace. En esta capa se toman los bits que entrega la capa física y los agrupa en algunos cientos o miles de bits para formar los frames. En este nivel se realiza un chequeo de errores y si devuelven acknowledges al emisor. La Capa de Enlace es la encargada de detectar si un frame se pierde o daña en el medio físico. De ser éste el caso, debe de retransmitirlo, aunque en ocasiones dicha operación provoca que un mismo frame se duplique en el destino, loa que obliga a esta capa a detectar tal anomalía y corregirla. En este nivel se decide Capa de Red.
  • 37. Se encarga de controlar la operación de la subred. Su tarea principal es decidir cómo hacer que los paquetes lleguen a su destino dados un origen y un destino en un formato predefinido por un protocolo. Otra función importante en este nivel es la resolución de cuellos de botella. En estos casos se pueden tener varias rutas para dar salida a los paquetes y en base a algunos parámetros de eficiencia o disponibilidad se eligen rutas dinámicas de salida. cómo accesar el medio físico. Capa de Transporte. La obligación de la capa de transporte es tomar datos de la capa de sesión y asegurarse que dichos datos llegan a su destino. En ocasiones los datos que vienen de la capa de sesión exceden el tamaño máximo de transmisión (Maximum Transmission Unit o MTU) de la interfaz de red, por lo cual es necesario partirlos y enviarlos en unidades más pequeñas, lo que origina la fragmentación y ensamblado de paquetes cuyo control se realiza en esta capa. Otra función en esta capa es la de multiplexar varias conexiones que tienen diferentes capacidades de transmisión para ofrecer una velocidad de transmisión adecuada a la capa de sesión. La última labor importante de la capa de transporte es ofrecer un mecanismo que sirva para identificar y diferenciar las múltiples conexiones existentes, así como determinar en qué momento se inician y se terminan las conversaciones (esto es llamado control de flujo). Capa de Sesión. Esta capa establece, administra y finaliza las sesiones de comunicación entre las entidades de la capa de presentación. Las sesiones de comunicación constan de solicitudes y respuestas de servicio que se presentan entre aplicaciones ubicadas en diferentes dispositivos de red. Estas solicitudes y respuestas están coordinadas por protocolos implementados en esta capa. Otro servicio de este nivel es la sincronización y el establecimiento de puntos de chequeo. Por ejemplo, si se hace necesario transferir un archivo muy grande entre dos nodos que tienen una alta probabilidad de sufrir una caída, es lógico pensar que una transmisión ordinaria nunca terminaría porque algún interlocutor se caerá y se perderá la conexión. La solución es que se establezcan cada pocos minutos un punto de chequeo de manera que si la conexión se rompe más tarde se pueda reiniciar a partir del punto de chequeo, lo cual ahorrará tiempo y permitirá tarde o temprano la terminación de la transferencia. Capa de Presentación. La capa de presentación provee servicios que permiten transmitir datos con alguna sintaxis propia para las aplicaciones o para el nodo en que se está trabajando. Como existen
  • 38. computadores que interpretan sus bytes de una manera diferente que otras (Big Endian versus Little Endian), es en esta capa donde es posible convertir los datos a un formato independiente de los nodos que intervienen en la transmisión. Capa de Aplicación. En esta capa se encuentran aplicaciones de red que permiten explotar los recursos de otros nodos. Dicha explotación se hace, por ejemplo, a través de emulación de terminales que trabajan en un nodo remoto, interpretando una gran variedad de secuencias de caracteres de control que permiten desplegar en el terminal local los resultados, aun cuando éstos sean gráficos. Una situación similar se da cuando se transmiten archivos de un computador que almacena sus archivos en un formato dado a otro, que usa un formato distinto. Es posible que el programa de transferencia realice las conversiones necesarias de manera que el archivo puede usarse inmediatamente bajo alguna aplicación. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN Los protocolos son como reglas de comunicación que permiten el flujo de información entre computadoras distintas que manejan lenguajes distintos, por ejemplo, dos computadores conectados en la misma red pero con protocolos diferentes no podrían comunicarse jamás, para ello, es necesario que ambas "hablen" el mismo idioma, por tal sentido, el protocolo TCP/IP fue creado para las comunicaciones en Internet, para que cualquier computador se conecte a Internet, es necesario que tenga instalado este protocolo de comunicación TCP/IP El protocolo TCP/IP (Transmition Control Protocol/Internet Protocol) hace posible enlazar cualquier tipo de computadoras, sin importar el sistema
  • 39. operativo que usen o el fabricante. Este protocolo fue desarrollado originalmente por el ARPA (Advanced Research Projects Agency) del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Actualmente, es posible tener una red mundial llamada Internet usando este protocolo. Este sistema de IP permite a las redes enviar correo electrónico (e-mail), transferencia de archivos (FTP) y tener una interacción con otras computadoras (TELNET) no importando donde estén localizadas, tan solo que sean accesibles a través de Internet. Características Arquitectura de Interconexión de Redes en TCP/IP  Protocolos de no conexión en el nivel de red.  Conmutación de paquetes entre nodos.  Protocolos de transporte con funciones de seguridad.  Conjunto común de programas de aplicación. Para entender el funcionamiento de los protocolos TCP/IP debe tenerse en cuenta la arquitectura que ellos proponen para comunicar redes. Tal arquitectura ve como iguales a todas las redes a conectarse, sin tomar en cuenta el tamaño de ellas, ya sean locales o de cobertura amplia. Define que todas las redes que intercambiarán información deben estar conectadas a una misma computadora o equipo de procesamiento (dotados con dispositivos de comunicación); a tales computadoras se les denominan compuertas, pudiendo recibir otros nombres como enrutadores o puentes. Direcciones IP
  • 40.  Longitud de 32 bits.  Identifica a las redes y a los nodos conectados a ellas.  Especifica la conexión entre redes.  Se representan mediante cuatro octetos, escritos en formato decimal, separados por puntos. Para que en una red dos computadoras puedan comunicarse entre sí ellas deben estar identificadas con precisión Este identificador puede estar definido en niveles bajos (identificador físico) o en niveles altos (identificador lógico) de pendiendo del protocolo utilizado. TCP/IP utiliza un identificador denominado dirección Internet o dirección IP, cuya longitud es de 32 bytes. La dirección IP identifica tanto a la red a la que pertenece una computadora como a ella misma dentro de dicha red. Clases de Direcciones IP Clases Número de Redes Número de Nodos Rango de Direcciones IP A 127 16,777,215 1.0.0.0 a la 127.0.0.0 B 4095 65,535 128.0.0.0 a la 191.255.0.0 C 2,097,151 255 192.0.0.0 a la 223.255.255.0 Tomando tal cual está definida una dirección IP podría surgir la duda de cómo identificar qué parte de la dirección identifica a la red y qué parte al nodo en dicha red. Lo anterior se resuelve mediante la definición de las "Clases de Direcciones IP". Para clarificar lo anterior veamos que una red con dirección clase A queda precisamente definida con el primer octeto de la dirección, la clase B con los dos primeros y la C con los tres primeros octetos. Los octetos restantes definen los nodos en la red específica. Protocolos Token Passing Estos protocolos se pueden considerar como un conjunto de líneas punto a punto simplex que interconectan nodos en un anillo, que puede ser lógico y/o físico. Los frames se transmiten en un determinado sentido dentro del anillo y dan la vuelta completa, lo que para efectos prácticos implica que la red funciona como un medio broadcast. Cada estación de la red puede funcionar en uno de los dos modos siguientes: Modo escucha.
  • 41. Cada frame que se recibe del nodo anterior se transmite al siguiente. Modo transmisión. El nodo emite un frame hacia el siguiente nodo, y paralelamente, recibe y procesa los bits que le llegan del nodo anterior en el anillo. En un determinado momento, sólo un nodo de la red puede estar en modo transmisión, y los demás deben estar a la escucha. Si no hay tráfico en la red todos los nodos están escuchando. La transmisión inalámbrica Actualmente han aparecido redes locales basadas en ondas de radio e infrarrojos. Típicamente una LAN inalámbrica está formada por un conjunto de estaciones base, unidas entre sí por algún tipo de cable, y una serie de estaciones móviles que comunican con la estación base más próxima. El conjunto de estaciones base forma en realidad un sistema celular en miniatura. Una red de este tipo presenta nuevos problemas al control de acceso al medio, entre estos cabe destacar que no puede darse por sentado que todos los nodos tienen acceso a escuchar si cualquiera de los posibles emisores está utilizando el canal (recordar que el alcance es limitado), por lo tanto, el sensar el canal puede no llegar a útil. Además de esto, es necesario considerar que no resulta práctico tener un canal (frecuencia) para transmitir y otro distinto para recibir. Por otra parte, deben considerarse aspectos provenientes de la naturaleza de la situación: en primer lugar, las transmisiones son omnidireccionales y, en segundo lugar, las colisiones ocurren en el radio del receptor, pues no son "importantes'' para el emisor como es en el caso de CSMA/CD. Finalmente, un elemento no menor a considerar tiene que ver con la potencia consumida por un elemento que continuamente esté sensando el canal para transmitir. Esto, en el caso de usuario móviles implicaría un excesivo consumo de baterías, situación que no es deseada. Las consideraciones anteriores llevan a la generación de dos nuevos problemas a resolver en las comunicaciones inalámbricas. Si se supone lo siguiente: existen cuatro nodos A, B, C y D situados en línea y separados, por ejemplo, 10 metros (Figura a)), el alcance máximo de cada uno de ellos es un poco mayor que la distancia que los separa, por ejemplo, 12 metros; y el protocolo de transmisión a utilizar será CSMA (notar que esto expresamente lleva a sensar el canal antes de transmitir). La secuencia de sucesos para transmitir un frame podrían ser la siguiente: A desea transmitir datos a B, al detectar el medio lo encuentra libre y comienza la transmisión. A está transmitiendo a B y C también desea transmitir datos hacia B, detecta el medio y lo encuentra libre (C no escucha a A pues esta a 20 m de distancia), por lo tanto, C empieza a transmitir. El resultado es una colisión en el receptor B que no es detectada ni por A ni por C. Esto se conoce como el problema de la estación oculta (Figura b)). Si ahora, con la misma distribución de nodos, ocurre lo siguiente: B
  • 42. desea transmitir datos hacia A, detecta el medio libre e inicia la transmisión. A continuación, C desea transmitir datos hacia D, y como detecta que B está transmitiendo espera a que termine para evitar una colisión. El resultado es que una transmisión que en principio podría haberse hecho sin interferencias (ya que A no puede escuchar a C y D no puede escuchar a B) no se lleva a cabo, reduciendo así la eficiencia del sistema. Esto se conoce como el problema de la estación expuesta (Figura c)). Notar que la trasmisión puede llevarse a cabo si no se sensa el canal, y no existirán problemas de colisiones, debido a que estás tienen efecto sólo en el receptor, el cual es inalcanzable en este caso. PROCESO DE DIGITALIZACIÓN DE LA SEÑAL ANALÓGICA. Es la transcripción de señales analógicas en señales digitales, con el propósito de facilitar su procesamiento (codificación, compresión, etc.) y hacer la señal resultante (la digital) más inmune al ruido y otras interferencias a las que son más sensibles las señales analógicas. Modulación: Es una técnica de modulación que permite transmitir información a través de una onda portadora variando su frecuencia. En aplicaciones analógicas, la frecuencia instantánea de la señal modulada es proporcional al valor instantáneo de la señal moduladora. La modulación de la portadora para que pueda transportar impulsos se puede efectuar a nivel bajo o alto. En el primer caso, la señal de frecuencia audio del micrófono, con una amplificación pequeña o nula, sirve para modular la salida del oscilador y la frecuencia modulada de la portadora se amplifica antes de conducirla a la antena; en el segundo caso, las oscilaciones de radiofrecuencia y la señal de frecuencia audio se amplifican de forma independiente y la modulación se efectúa justo antes de transmitir las oscilaciones a la antena. La señal se puede superponer a la portadora mediante modulación de frecuencia (FM) o de amplitud (AM). La forma más sencilla de modulación es la codificación, interrumpiendo la onda portadora a intervalos concretos mediante una clave o conmutador para formar los puntos y las rayas de la radiotelegrafía de onda continua. La onda portadora también se puede modular variando la amplitud de la onda según las variaciones de la frecuencia e intensidad de una señal sonora, tal como una nota musical. Esta forma de modulación, AM, se utiliza en muchos servicios de radiotelefonía, incluidas las emisiones normales de radio. La AM también se emplea en la telefonía por onda portadora, en la que la
  • 43. portadora modulada se transmite por cable, y en la transmisión de imágenes estáticas a través de cable o radio. En la FM, la frecuencia de la onda portadora se varía dentro de un rango establecido a un ritmo equivalente a la frecuencia de una señal sonora. Esta forma de modulación, desarrollada en la década de 1930, presenta la ventaja de generar señales relativamente limpias de ruidos e interferencias procedentes de fuentes tales como los sistemas de encendido de los automóviles o las tormentas, que afectan en gran medida a las señales AM. Por tanto, la radiodifusión FM se efectúa en bandas de alta frecuencia (88 a 108 MHz), aptas para señales grandes pero con alcance de recepción limitado. Las ondas portadoras también se pueden modular variando la fase de la portadora según la amplitud de la señal. La modulación en fase, sin embargo, ha quedado reducida a equipos especializados. El desarrollo de la técnica de transmisión de ondas continuas en pequeños impulsos de enorme potencia, como en el caso del radar, planteó la posibilidad de otra forma nueva de modulación, la modulación de impulsos en tiempo, en la que el espacio entre los impulsos se modifica de acuerdo con la señal. La información transportada por una onda modulada se devuelve a su forma original mediante el proceso inverso, denominado demodulación o detección. Las emisiones de ondas de radio a frecuencias bajas y medias van moduladas en amplitud. Para frecuencias más altas se utilizan tanto la AM como la FM; en la televisión comercial de nuestros días, por ejemplo, el sonido va por FM, mientras que las imágenes se transportan por AM. En el rango de las frecuencias súper altas (por encima del rango de las ultra altas), en el que se pueden utilizar anchos de banda mayores, la imagen también se transmite por FM. En la actualidad, tanto el sonido como las imágenes se pueden enviar de forma digital a dichas frecuencias. Modulación por pulsos codificados (PCM) Puede ser descrita como un método de conversión de analógico a digital. Esta conversión está basada en tres principios: Muestreo, Cuantificación y Codificación. a) Muestreo: Consiste en tomar valores instantáneos de la señal analógica a intervalos de tiempo determinados. Se toma el doble de la frecuencia de la señal. b) Cuantificación: Los continuos valores de amplitud de la señal muestrada son descompuestas por un número finito de amplitudes. Las amplitudes alineadas están divididas dentro de intervalos y todas las muestras cuyas amplitudes caen dentro de un intervalo específico son dadas por la
  • 44. misma amplitud de salida. Por ejemplo con una resolución de 8 bits se pueden tener 256 distintos valores de amplitud. c) Codificación: Los procesos de muestreo y cuantificación producen una representación de la señal original. Para la codificación se usa un código de informática, tomando en cuenta que dicho código debe tener mayor capacidad de sincronización, mayor capacidad para la detección de errores y mayor inmunidad al ruido. Esta etapa usa un CODEC (codificador - decodificador). La modulación tipo PCM se usa extensivamente en la telefonía digital (en los SPC, Storage Program Control que usan el multiplexeo por división de tiempo, TDM). Se nombra a un canal de 64 kbps como un Clear Channel o un Toll Quality. Sin embargo se suele usar velocidades de 32, 16, 8 y hasta 4 kbps para meter dos, cuatro, ocho y hasta 16 conversaciones telefónicas en un solo canal de 64 kbps. Ventajas de la comunicación digital  Se pueden lograr mayores distancias.  Es menos sensible al ruido.  Mejor utilización del ancho de banda (Con el uso de un MUX).  Mayor privacidad y seguridad de la información.  Se pueden integrar voz y datos en el mismo medio de comunicación. Desventajas de la comunicación digital  Los niveles de la señal de cuantificación están igualmente espaciados.  Los niveles de la señal de amplitudes pequeñas se distorsionan.  Se tienen errores de cuantificación. Multiplexaje: Técnica utilizada en comunicaciones y operaciones de entrada y salida para transmitir simultáneamente a través de un único canal o una sola línea varias señales diferentes. Para mantener la integridad de cada una de las señales a lo largo del canal, el multiplexado permite separarlas por tiempo, espacio o frecuencia. El dispositivo utilizado para combinar las señales se denomina multiplexor. TDM Time Division Multiplexing Es la intercalación en tiempo de muestras de diferentes fuentes de tal forma que la información de esas fuentes sea transmitida en serie sobre un mismo canal de comunicación. Es el método de combinar diversas señales muestradas en una secuencia definida.
  • 45. Para multiplexar canales de audio se usan MUX estáticos o estadísticos. Los primeros asignan un tiempo determinado a cada canal, aún y cuando no estén en uso. Los estadísticos, por el contrario, sólo asignan tiempo a los canales que se encuentran en uso. Se suelen multiplexar 30 canales de voz (64 kbps), reservando 2 canales para señalización y control, en un canal de 2048 Mbps. Jerarquías digitales La tecnología digital TDM permitió la multiplexación de varios canales de voz en “tramas digitales”, las que conforman “jerarquías digitales”. La primera de estas jerarquías es la conocida como PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy, o Jerarquía Digital Plesiócrona). Este modo de funcionamiento permite formar tramas aún cuando no existe sincronismo entre el reloj de cada uno de los componentes que son multipexados. Esto hace necesario un proceso de “justificación”, necesario para soportar las posibles variaciones de frecuencia en cada uno de las tramas originales. El primer nivel en la jerarquía PDH es el conocido como T1 en Estados Unidos y Japón y E1 en Europa y América Latina. Una trama T1 multiplexa 24 canales de 64 kbits/segundo en una trama de 1.544 Mb/s. Una trama E1 multiplexa 30 canales de 64 kbits/segundo en una trama de 2.048 Mb/s. Ambas tramas incluyen, además de lo canales de información, información de sincronismo y señalización. Un esquema de multiplexación de la jerarquía PDH se muestra en la siguiente figura Cuando existe un esquema de sincronismo centralizado, y todos los componentes de la red toman el reloj de una misma referencia, se puede establecer una jerarquía de multiplexación digital sincrónica, conocida como SDH (Synchronous Digital Hierarchy, o Jerarquía Digital Sincrónica). Esto fue posible sobre la década de 1990. SDH es un estándar que define redes de transmisión con una estructura de trama totalmente especificada en todos los niveles, independiente del fabricante, y que posee un conjunto de características muy útiles, respecto a PDH.
  • 46. El primer nivel en la jerarquía SDH es el STM-1, a una velocidad de 155 Mb/s. Una traman STM- 1 puede multiplexar diversos tipos de canales, tramas o información, incluyendo tramas PDH, cada una de ellas apropiadamente encapsulada en “contenedores”. Un esquema conceptual de la forma como se arman las tramas SDH se muestra en la siguiente figura: Señalización Para establecer una comunicación telefónica entre dos dispositivos, es necesario implementar protocolos de señalización, que permitan indicar el número discado, la atención de una llamada, etc. Esta necesidad de señalización ha estado presente desde los orígenes de la telefonía, y ha evolucionado, con el crecimiento de las redes y la evolución de las tecnologías. La señalización existe a todos los niveles en las redes de telecomunicaciones y de telefonía. Señalización digital Con el avance de la electrónica y la comunicación de datos, es natural pensar que la señalización telefónica, basada en corrientes y voltajes, evolucione hacia una señalización digital, más rica en funciones. En 1976 la tecnología de la digitalización de la voz estaba madura, y es instalada la primera central telefónica pública que realizaba digitalización de la voz y conmutación digital. Sin embargo, la digitalización se producía dentro de la central telefónica. Los aparatos telefónicos continuaban siendo analógicos, con señalización por corriente de bucle. A comienzos de la década de 1980 se comenzaron a sentar las bases conceptuales para una nueva red telefónica, con tecnología digital hasta los terminales de abonado. Esto dio origen a la primera versión de la recomendación I.120 de la CCITT (actualmente ITU-T), que describe lineamentos generales para implementar un nuevo concepto en telefonía: ISDN (“Integrated Services Digital Networks”) o RDSI (“Red Digital de Servicios Integrados”). Con ISDN se proponía llegar digitalmente hasta los abonados, y brindar servicios de valor agregado de telefonía y datos.
  • 47. Para poder llegar en forma digital hasta los aparatos telefónicos, es necesario definir también un protocolo de señalización digital, entre el aparato y la central telefónica. El protocolo diseñado en ISDN consiste en el establecimiento de un canal de datos (llamado en la terminología ISDN “canal D”), sobre el cual, el aparato y la central telefónica puedan intercambiar mensajes. Esta estructura de mensajes fue estandarizada en las recomendaciones ISDN. La siguiente tabla resume los mensajes utilizados en la señalización ISDN El establecimiento y liberación de una llamada se realiza mediante el intercambio de mensajes entre el dispositivo (teléfono) y la central telefónica El intercambio se da entre el terminal (teléfono) y la central telefónica, no entre ambos extremos. Esto se esquematiza en el siguiente diagrama.
  • 48. Donde se incluye únicamente el establecimiento de la llamada. La arquitectura de ISDN se basa en el modelo OSI, de capas. La capa 1 o capa física establece como son los formatos de las “tramas” ISDN. Estas tramas tienen 48 bits de largo, de los cuales 36 contienen datos y 12 se utilizan para control y sincronismo. La capa 2 o capa de enlace, realiza el control de errores y el control de flujo. Esta capa es llamada LAPD (Link Access Protocol on the D Channel). La capa 3, o capa de red, es la que permite el intercambio de información entre origen y destino, mediante la implementación de la mensajería descrita anteriormente. Señalización IP Las nuevas tecnologías de VoIP implementan la señalización telefónica requerida sobre las redes IP. Son relevantes varios estándares, entre los que destacan H.323 y SIP. El primero (H.323) traslada a las redes IP la señalización ISDN. El segundo (SIP) propone un nuevo estándar de señalización, utilizando los conceptos de HTTP. También existen protocolos propietarios sobre IP. Señalización entre centrales públicas y centrales privadas 1 Señalización analógica por “corriente de bucle” Dado que la señalización por corriente de bucles es la más difundida, la gran mayoría (por no decir todas) de las centrales privadas (PBX o Key Systems), soportan esta señalización. Mediante circuitos adecuados, las centrales privadas emulan el comportamiento de los teléfonos analógicos, detectando corriente de campanilla, cerrando el bucle para iniciar una llamada, discando por pulsos o tonos, etc. 2 Señalización digital ISDN La señalización ISDN consiste en un protocolo de mensajes que se implementan sobre un canal digital. Este canal digital puede contener la señalización de uno o varios canales telefónicos de voz. El servicio conocido como “Servicio Básico” o BRI (Basic Rate Interface) es brindado por la mayoría de las centrales públicas, y soportado por gran cantidad de centrales telefónicas privadas.