UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRÓNICA
PROGRAMA DE INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES
299009 - TELEFONIA PEDRO TORRES SILVA
(Director Nacional)
JORGE EDUARDO QUINTERO MUÑOZ Acreditador
BOGOTÁ Julio de 2009
ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO
El presente módulo fue diseñado en el año 2008 por la Ing. GILMA PAOLA ANDRADE TRUJILLO, en calidad de contratista de la UNAD, y ubicada en el CEAD de Neiva, la Ing. Andrade es Ingeniero electrónico, se ha desempeñado como tutor del SENA desde el 2007 hasta el año 2009 y Coordinador de laboratorio de Ingeniería Electrónica en la Universidad Antonio Nariño, sede Neiva; ha sido catedrática de diversas Universidades del Huila.
El presente módulo no ha tenido actualizaciones. En el año 2008 el Ing. PEDRO TORRES SILVA, quien ha sido tutor de la UNAD en el CEAD NEIVA, desde año 2006 y que se desempeña actualmente como director del cuso a nivel nacional, realizó una revisión al material entregado y propuso algunas modificaciones, las cuales están contenidas en esta versión (Ver1.0)
Este mismo año el Ing. JORGE EDUARDO QUINTERO MUÑOZ, tutor del CEAD Bucaramanga, apoyó el proceso de revisión de estilo del módulo y dio aportes disciplinares, didácticos y pedagógicos en el proceso de acreditación de material didáctico desarrollado en el mes de JULIO de 2009.
INTRODUCCIÓN
El curso Telefonía correspondiente al componente profesional del Programa de Ingeniería electrónica tiene como objetivo inducir al estudiante en el campo de las telecomunicaciones partiendo de sus bases conceptúales, su evolución y adaptación a través de la historia.
El curso tiene 3 créditos académicos los cuales comprenden el estudio independiente y el acompañamiento tutorial, con el propósito de:
1. Fundamentar los principios teóricos sobre la telefonía, y la estructura y conceptualización de la conmutación en general.
2. Inducirlo en el reconocimiento de los planes técnicos fundamentales, alcances de la telefonía IP y sistemas comerciales de conmutación.
3. Ubicar al estudiante en la operatividad, mantenimiento de centrales y evolución de los servicios telecomunicativos.
Este curso esta compuesto por tres unidades didácticas a saber:
Unidad 1. Introducción a la conmutación: Aquí se parte del concepto de telefonía, las soluciones que en cuanto a comunicaciones se vinieron a experimentar, llegando a la identificación de los componentes básicos de una central integrando sus sistemas de conmutación
Unidad 2. Planes técnicos fundamentales y sistemas comerciales: se profundiza en los términos de señalización, sincronización, numeración, tasación, entre otros; para desembocar en lo que representa la telefonía IP, y los parámetros electromecánicos y digitales que caracterizan una central.
Unidad 3. Operación, mantenimiento y evolución tecnológica: Esta unidad concluye describiendo conceptos avanzados de telefonía y la incursión en los servicios avanzados como MPLS/GMPLS. Se profundiza en el manejo de las centrales digitales.
INDICE DE CONTENIDO UNIDAD No.1: INTRODUCCION A LA CONMUTACION Capítulo No. 1. Introducción a la Telefonía
Introducción
Lección No. 1 Conceptos Básicos Conceptos Básicos de Telefonía. Historia de las Telecomunicaciones
Lección No. 2 El problema de las telecomunicaciones El Problema Básico de las Telecomunicaciones
Alternativas para el establecimiento de la Comunicación. Lección No. 3 Sistemas telefónicos
Tipos de Sistemas Telefónicos
Unidades Constitutivas de una Central Telefónica Lección No. 4 La llamada telefónica
Proceso de Llamada Básico Lección No. 5 Principios básicos
Conceptos de Tráfico y Congestión Tarifación y Numeración
Lección No. 6 Elementos Básicos de una red telefónica El Aparato Telefónico
La Red Externa
Capítulo No. 2 Introducción a la conmutación Introducción
Lección No. 7 Principios básicos de Conmutación Concepto de Conmutación
Conmutación de paquetes Conmutación de circuitos
Lección No. 8 Otros sistemas de conmutación Conmutación de células
Conmutación de mensajes Conmutación de ráfagas.
Conmutación Óptica de Ráfagas.
Capítulo No. 3 Estructura de Conmutadores Introducción
Lección No. 9 Estructura de conmutadores de circuitos. Conmutadores Digitales
Conmutadores básicos S y T Lección No. 10 Conmutador T
Conmutador T para varios MIC Redes multietapa.
Lección No. 11 Aplicaciones de Conmutadores T y S
Conmutadores bidimensionales, estructuras TS, STS, TST, TSSST. Análisis de bloqueo, redundancia y verificación.
Lección No. 12 Estructura de conmutadores de paquetes y de células. Arquitecturas de conmutadores de paquetes sencillas (memoria compartida. Optimizaciones de paquetes sencillos
Bus compartido
Lección No. 13 Tipos de procesamiento Procesamiento centralizado VS distribuido. Lección No. 14 Otros sistemas de conmutación
Routers con switching fabric.
Lección No. 15 Nuevas Arquitecturas
Arquitecturas de conmutadores de paquetes complejas (knock-out, banyan, batcher-banyan, benes).
UNIDAD No. 2: PLANES TECNICOS FUNDAMENTALES Y SISTEMAS COMERCIALES
Capítulo No. 1 Planes Técnicos Fundamentales Introducción
Lección No. 1 Principios de Señalización
Introducción a la Señalización en Redes Digitales Lección No. 2 Tipos de señalización
Señalización por canal asociado
Señalización por canal común. Generalidades Lección No. 3 Señalización Canal Común SS7
SS7. Parte de Transferencia de Mensajes SS7. Parte de Usuario RDSI
Lección No. 4 Sincronización Sincronización de redes digitales Lección No. 5 Otros planes técnicos
Numeración Tasación Emulación Transmisión Calidad
Capítulo No. 2 TELEFONÍA IP Introducción
Lección No. 6 Principios generales Principios generales
Lección No. 7 Componentes y funcionamiento de una red de VoIP Componentes principales
Encapsulamiento de una trama de VoIP Funcionamiento de una red VoIP
Lección No. 8 Estándares actuales Tipos de protocolos de VoIP Tipos de Arquitectura
Lección No. 9 Factores de Calidad
Factores que afectan la calidad de VoIP CODEC
Pérdida de trama
Lección No. 10 Retardo en redes VoIP Fuentes de retardos
Cancelación de ECO Talker Overlap
Variación del retardo –Jitter Retardo Total
Lección No. 11 PROTOCOLO H.323 Lección No. 12 PROTOCOLO SIP
Capítulo No. 3. SISTEMAS COMERCIALES DE CONMUTACIÓN Introducción
Lección No. 13 Parámetros que describen el funcionamiento de una central Lección No. 14 Centrales electromecánicas – Siemens F1; EMD F6m
Lección No. 15 Centrales digitales Central digital Ericsson – AXE Central digital Alcatel Sistema 12
UNIDAD No. 3. OPERACIÓN, MANTENIMIENTO Y EVOLUCION
TECNOLOGICA
Capítulo No. 1: OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE CENTRALES DIGITALES.
Introducción
Lección No. 1 Funciones de operación Lección No. 2 Funciones de mantenimiento Lección No. 3 Introducción a TNM y e-TOM Lección No. 4 e-TOM
Capítulo No. 2 QOS, CONTRATO DE TRÁFICO Y GESTIÓN DE TRÁFICO. Introducción
Lección No. 5 Calidad del servicio
Lección No. 6 Disponibilidad del servicio Lección No. 7 Tráfico telefónico
Capítulo No. 3 INTRODUCCIÓN A LOS SERVICIOS AVANZADOS DE TELECOMUNICACIONES
Lección No. 8 Evolución tecnológica. Lección No. 9 MPLS
Lección No. 10 GMPLS
Lección No. 11 Selección de una ruta y distribución de etiquetas Lección No. 12 Capacidades de Conmutación en GMPLS
Lección No. 13 Señalización generalizada Lección No. 14 Protección del enlace Lección No. 15 Aplicaciones.
LISTADO DE TABLAS
Tabla 1.1. Estructura de la tarificación del servicio telefónico básico Tabla 1.2 Operadores de diferentes zonas
Tabla 1.3 Tarifación
Tabla 1.4. Señalización MF (de abonado a central)
LISTADO DE GRÁFICOS Y FIGURAS
Figura 1.1. Elementos básicos de un sistema de telecomunicaciones (operación simplex).
Figura 1.2. Sistema básico dúplex de telecomunicaciones Figura 1.3. Comunicación Símplex
Figura 1.4. Comunicación Semiduplex Figura 1.5. Comunicación dúplex Figura 1.6. Central telefónica
Figura 1.7. Circuito telefónico simple
Figura 1.8. Emisión de una onda de sonido sobre un circuito telefónico simple
Figura 1.9. Árbol de la tabla de enrutamiento (tomada del libro Introducción a las telecomunicaciones modernas de Enrique Herrera Pérez).
Figura 1.10. Circuitos simplificados de aparato telefónico y oficina central. (Tomado de http://es.wikipedia.org/)
Figura 1.11. Circuito de conversación simplificado. (Tomado de http://es.wikipedia.org/)
Figura 2.1 Enfoque basado en datagramas Figura 2.2 Conmutador de circuitos
Figura 2.3 Conmutador plegado
Figura 2.4 Red de conmutación de circuitos Figura 2.5 Conmutador de barras cruzadas. Figura 2.6 Conmutador multietapa
Figura 2.7. Unidad de control para líneas dúplex
Figura 3.1. Diagrama circuital simplificado de un conmutador S con control por la salida. (Tomada del documento “Telefonía Digital” de Álvaro Rendón – Universidad del Cauca).
Figura 3.2. Representación esquemática del conmutador S con control por la salida para 4 MIC’s. (Tomada del documento “Telefonía Digital” de Álvaro Rendón – Universidad del Cauca).
Figura 3.3. Diagrama circuital simplificado de un conmutador S con control por la Entrada. (Tomada del documento “Telefonía Digital” de Álvaro Rendón – Universidad del Cauca).
Figura 3.4. Representación esquemática del conmutador S con control por la entrada para 4MICs. (Tomada del documento “Telefonía Digital” de Álvaro Rendón – Universidad del Cauca).
Figura 3.6. Operación funcional básica del conmutador T. (Tomada del documento “Telefonía Digital” de Álvaro Rendón – Universidad del Cauca).
Figura 3.7. Representación circuital simplificada de un conmutador T con Control por la Salida. (Tomada del documento “Telefonía Digital” de Álvaro Rendón – Universidad del Cauca).
Figura 3.8. Representación Esquemática del conmutador T – Control por la salida
Figura 3.9. Representación circuital simplificada de un conmutador T con control por la entrada. (Tomada del documento “Telefonía Digital” de Álvaro Rendón – Universidad del Cauca).
Figura 3.10. Representación esquemática del conmutador T con control por la entrada
Figura 3.11. Conmutador T para varios MICS (Tomada del documento “Telefonía Digital” de Álvaro Rendón – Universidad del Cauca).
Figura 3.12. a) Conmutador de accesibilidad total. b) Conmutador de accesibilidad restringida.
Figura 3.13. Bloqueo
Figura 3.14. Matriz cuadrada de orden N. Figura 3.15. Matriz triangular
Figura 3.16. Red a 2 etapas
Figura 3.17. Matriz de conmutación de tres etapas.
Figura 3.18. Numero optimo de matrices para la condición de no bloqueo. Figura 3.19. Grafo de Lee de una red de tres etapas.
Figura 3.20. Grafico de probabilidades de una matriz Figura 3.21. Red de interconexión STS genérica
Figura 3.22. Ejemplo de funcionamiento de una red STS Figura 3.23. Red de interconexión TST genérica
Figura 3.24. Posible implementación de la matriz T Figura 3.25. Ejemplo de funcionamiento de una red TST
Figura 3.26. Arquitectura típica de un conmutador con bus compartido. Figura 3.27 Diagrama de bloques genérico de un conmutador knock-out Figura 3.28 Diagrama de bloques de un bus interface
Figura 3.29 Diagrama de bloques de un concentrador 8x4 Figura 3.30. Funcionamiento de shifter en el bus interface Figura 3.31. Estructura de un conmutador Banyan.
Figura 3.32 Red Batcher – Banyan 8x8
Figura 3.33 Red de interconexión con redes Batcher – Banyan en serie Figura 4.1 proceso de establecimiento de una llamada
Figura 4.3 Métodos de sincronización de las redes digitales Figura 5.1 Componentes VoIP
Figura 5.2 Trama VoIP sobre una red LAN y WAN Figura 5.3 Flujo de circuito de voz comprimido
Figura 5.4 Funciones del router Figura 5.5 Funciones del PBX
Figura 5.6 Arquitectura centralizada VoIP con protocolo MEGACO
Figura 5.7 Arquitecturas de control VoIP distribuida y centralizada con protocolo SIP
Figura 5.8 Estándares comunes Figura 5.9. derivado de la G.113 Figura 5.10 Retardos algorítmicos
Figura 5.11 Figura de comprensión g.729
Figura 5.12 Retardos de paquetizacion mas comunes Figura 5.13 Efectos superpuestos
Figura 5.14 Retardos de serializacion
Figura 5.15 Posibles retardos fijos y variables en una red Figura 5.16 líneas con relación al limite de retardo
Figura 5.17 Resultados funcionales del gateway Figura 5.18 Red VoIP con fuentes de retardo Figura 5.19 Retardo total
Figura 5.20 gateways conectados vía VPN ofrecido por un ISP Figura 5.21 tabla para determinar retardo limite
Figura 5.22 Protocolo H.323
Figura 5.23 Componentes de una red VoIP Figura 5.24. IP Phone
Figura 5.25 Arquitectura de protocolos
Figura 5.26 Canales lógicos establecidos durante una llamada Figura 5.27 Red SIP
Figura 5.28 Red SIP con servidor de registro Figura 5.29 Llamada de PC a PC
Figura 5.30 Cuadro comparativo de los protocolos H323 y SIP Figura 7.1 Modelo funcional de la central digital
Figura 8.1 Modelo de referencia en capas para establecer los parámetros de calidad.
UNIDAD 1
Nombre de la Unidad INTRODUCCIÓN A LA CONMUTACIÓN
Introducción Las Telecomunicaciones son las encargadas de llevar adelante el servicio de proveer comunicaciones eléctricas a distancia. El servicio es soportado por una industria que depende de una cantidad enorme de ingenieros y científicos con especialización creciente. El servicio telefónico puede ser público o privado. El ejemplo más específico de un servicio abierto a la correspondencia pública es el teléfono incorporado a una compañía telefónica, cuando está basado en la empresa privada, o la administración de la telefonía cuando el gobierno es el propietario. La mayor parte de la industria de las telecomunicaciones se dedica a la red telefónica. La ingeniería de telecomunicaciones se ha analizado tradicionalmente en dos segmentos básicos: transmisión y conmutación.
Justificación La telefonía ha permitido que el planeta marche en una sola sincronía frente a la modernización, la adquisición de nuevos avances, y la actualización equitativa de culturas. La telefonía ha dado paso a nuevas tecnologías como Internet, la comunicación móvil, la transferencia de datos, entre muchas que en la actualidad se encuentran en desarrollo. Frente a este hecho, es necesario que los ingenieros electrónicos y de telecomunicaciones profundicen sus conocimientos en las bases de la telefonía.
Intencionalidades Formativas
Fundamentar los principios teóricos sobre telefonía, su evolución y composición.
Capacitar a los estudiantes para la comprensión de las estructuras de conmutación y los elementos que estas involucran.
Denominación de capítulos
1. Introducción a la Telefonía 2. Introducción a la Conmutación 3. Estructura de los conmutadores
CAPITULO 1: INTRODUCCION A LA TELEFONÍA Introducción
Dada la importancia de las comunicaciones en el presente siglo, se requiere que los profesionales de las áreas de ingeniería electrónica y telecomunicaciones conozcan los principios fundamentales que rige la telefonía. Desde su aparición hasta nuestros tiempos.
Lección 1: CONCEPTOS BASICOS DE TELEFONIA CONCEPTOS BASICOS DE TELEFONIA
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN
Un sistema de comunicación consta de los siguientes elementos:
1. Mensaje. Es la información a comunicar. Puede ser en forma de texto,
número, audio, gráficos.
2. Emisor. Dispositivo que envía los datos del mensaje. Por ejemplo una
computadora, cámara, un teléfono.
3. Receptor. Dispositivo que recibe el mensaje. Computadora, monitor.
4. Medio. Es el camino físico por el cual viaja el mensaje. Algunos son el
cable par trenzado, cable coaxial, fibra óptica, laser, microondas.
5. Protocolo. Conjunto de reglas que permiten la transmisión de datos.
Representa un acuerdo entre los dispositivos.
Además de contar con los elementos básicos de un proceso de comunicación, se tienen en cuenta otros elementos que son imprescindibles cuando nos referimos a las comunicaciones desde un punto de vista informático. Estos elementos son:
1. Los transductores: Un transductor es un dispositivo que se encarga de
transformar la señal para adecuarla a la naturaleza del canal. Por ejemplo: Un transductor en una comunicación telefónica sería el micrófono del terminal telefónico, que se encargaría de transformar la voz humana (vibración del aire) a una señal telefónica (pulso eléctrico que se transmite por la línea telefónica).
2. Moduladores y codificadores: Aunque la naturaleza de la señal sea la
adecuada, en ocasiones se necesita de otro tipo de transformación para que el aprovechamiento del canal sea óptimo. De estas transformaciones
se encargan los moduladores y los codificadores. El modulador se encarga de realizar las transformaciones necesarias para que la señal, además de adecuarse al canal, sea eficiente en cuanto al envío de información en esa señal (volvemos a distinguir entre señal e información). En el caso del codificador, la señal puede enviar información, pero esta información necesita de una transformación a un formato entendible por emisor y receptor, así como ciertos mecanismos contra posibles errores, el codificador de este tipo de transformación.
3. Elementos hardware que intervienen en el proceso de comunicación:
Nombraremos algunos elementos que aunque no son propios del proceso de comunicación, en el caso de la informática son requeridos para que dicha comunicación sea posible. Este es el caso de los amplificadores, repetidores de señal, concentradores, distribuidores, conmutadores, antenas, etc.
LINEAS DE COMUNICACIÓN
Las líneas de comunicación son las vías a través de las cuales los circuitos de datos pueden intercambiar información. Cuando se interconectan dos o más equipos de comunicación a través de líneas de comunicaciones se construye una red de comunicación.
Podemos clasificar las líneas de comunicaciones según su topología y según su propietario.
a) Según la topología de la conexión tenemos:
1. Líneas punto a punto: Son líneas que unen dos equipos sin posibilidad de
que otros equipos soliciten información a través de dichas líneas.
2. Líneas multipunto: Las líneas multipunto están formadas por una red
troncal constituida por un bus de comunicaciones común a todos los equipos que se conectan a la red.
b) Según el propietario de las líneas:
1. Líneas privadas: Una línea es privada cuando su propietario no es público.
Una red de área local utiliza líneas privadas.
2. Líneas públicas: Las líneas son de titularidad pública (normalmente de las
compañías telefónicas). El usuario solamente contrata su uso en régimen de alquiler. El uso de la red completa es compartido por todos los usuarios que contratan sus servicios.
3. Líneas dedicadas: La línea es de titularidad pública, pero sólo se usa por los usuarios que la han contratado, normalmente los dos extremos de la línea.
CONCEPTO DE TELEFONIA
La telefonía es la ciencia que tiene por objeto 'la transmisión de sonidos a distancia'. Trata por tanto, del estudio y utilización de los medios y procedimientos para el transporte del sonido.
Según el medio de transmisión empleado, la telefonía puede dividirse en:
1. Alámbrica, si como medio de transmisión de la señal eléctrica se utilizan hilos conductores, que de momento se denominan línea.
2. Inalámbrica o telefonía sin hilos, cuando la transmisión de la señal eléctrica se realiza, aparentemente sin conductores (el conductor es el aire).
REDES DE COMUNICACIONES
La red telegráfica. Se nombra la red telegráfica como red de información por ser la primera de gran extensión que ha existido. Su primera demostración de funcionamiento fue en 1838 en Estados Unidos. Se usó para el envío de caracteres entre dos puntos distantes y el código usado fue el Morse, aunque actualmente se usa el Baudot. En la actualidad funciona con un terminal similar a una máquina de escribir que recibe y emite la información a través de la línea telegráfica. Su velocidad de transmisión es de 50 baudios (bits por segundo). La red telefónica. Aunque en sus orígenes se diseñó para la transmisión de voz, se ha ido adaptando al envío de distintos tipos de información a través de sus líneas. Su importancia ha radicado en su gran extensión y capilaridad (hoy día es raro que exista un sitio donde no llegue la línea telefónica). Como elementos de esta red, nombraremos los terminales de la red (adaptados al servicio al que estén dedicados), las líneas telefónicas (que al llegar al terminal quedan reducidas a dos hilos de cobre, aunque entre terminal y terminal puedan existir otros muchos tipos de líneas) y por últimos las centrales de conmutación (necesarias para gestionar el camino entre terminales, así como la calidad del servicio proporcionado.
Redes de área local. Las redes de área local o LAN (Local área network) se caracterizan por tener una extensión limitada, una velocidad de transferencia relativamente alta y una tasa de errores relativamente baja. Las líneas usadas son privadas. Una red de área local tiene dos funciones bien localizadas, que son compartir información y compartir recursos. En la segunda función se debe tener
en cuenta un tipo especial de terminal de esta red, que es el servidor. Esencialmente, un servidor, ofrece servicios y para ello, está dotado de unas capacidades añadidas al resto de los ordenadores (equipos o terminales). Tenemos distintos tipos de servidores, que pueden existir en una red de área local o no:
1. Servidor de discos: Ofrece espacio de almacenamiento compartido para los usuarios. Confiere niveles de seguridad a nivel de acceso y a nivel de posibles pérdidas de datos. Suelen funcionar también como servidores de copias de seguridad.
2. Servidor de impresoras: Gestiona y comparte el uso de las impresoras de la red. Se suele usar menos en la actualidad por el auge y la economía de las impresoras de red.
3. Servidor de comunicaciones: Gestiona las comunicaciones de la red con el exterior de la misma. Actúa también como filtro de posibles intrusos a la red.
4. Servidor de correo: El servidor de correo electrónico proporciona servicios de mensajería interna (correo local) así como comunicación del servidor con el exterior (correo externo), suele tener buena comunicación con el servidor de comunicaciones.
5. Servidores gráficos: Este tipo de servidores tiene un uso muy específico y se usa en situaciones altamente exigentes en cuanto a capacidad de cálculo gráfico, por lo que el mismo se centraliza en una máquina especializada para ello.
Redes de área extendida. Una red de área extensa o WAN (Wide área network) se caracteriza por abarcar comunicaciones de equipos a grandes distancias. La velocidad es más baja que la de área local y tiene una tasa de transferencia más limitada. Se suelen usar líneas públicas, por el coste elevado que tendría el uso de líneas privadas.
Como ejemplos de redes de área extensa, nombraremos las siguientes redes: 1. La red RDSI (red digital de servicios integrados), que no soporta la
transmisión de datos analógicos. Existen la RDSI-BE (banda estrecha) que soporta el uso de dos canales de 64 kbps más otro de 16 kbps para señalización, y la RDSI-BA (banda ancha) que permite conexiones de hasta 2 Mbps. por agrupación de canales de 64 kbps.
2. Las redes FDDI (Fiber distributed data interface). Que usan para las líneas fibra óptica. Alcanzan velocidades de 100mbps y distancias de 100 km. 3. Las líneas X.25 (que aunque están dando paso a sus sucesores, siguen en
uso en la actualidad).
4. Redes Frame Relay: Sucesoras de las redes X.25.
5. Redes ATM (Asynchronous transfer mode). Usadas para la implementación de las RDSI-BA y relacionada con las xDSL (Digital Subscriber Line), donde x puede tomar varios valores como por ejemplo ADSL.
6. Redes de satélites: Su usan para la difusión de grandes volúmenes de datos (distribución broadcast), pero por el retardo que impone el camino de ida hasta el satélite y su vuelta hacen que no se puedan usar en comunicaciones bidireccionales.
Redes metropolitanas. Están a medio camino entre las LAN y las WAN, tanto en características como en los protocolos de comunicaciones utilizados. Tienen una tasa de transferencia más alta que las redes WAN y en cuando a su localización geográfica se suelen limitar a una determinada población. Su tasa de error es superior a la de las LAN, pero se mantiene muy por debajo de las WAN.
Redes virtuales. Se crean configurando una red lógica dentro de una red física más grande. Se emplean para aprovechar estructuras existentes sin incrementar su gasto de implantación. Incluyen varios niveles de seguridad para aislar la información interna de los posibles intrusos, así como al resto de la red de los elementos del interior de la virtual.
Redes inalámbricas. En la actualidad no todas las redes se crean “tirando
cables”. Existen distintos tipos de redes inalámbricas, teniendo las infrarrojas y las bluetooth para tasas bajas de transferencia, las
Wifi para las redes de área local y las Wimax para redes metropolitanas. Cada una de ellas contiene distintos estándares de utilización y por tanto distintas características.
HISTORIA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Los antecedentes del teléfono se remontan a 1860 cuando el alemán Philippe Reiss desarrolló un sistema que podía transmitir el sonido, pero incapaz de distinguir las palabras. El sistema de Reiss se basaba en la conjunción de membranas, electrodos y una corriente alterna. El salto decisivo se debió a tres norteamericanos: Graham Bell, Elisha Gray y Thomas A. Edison. Graham Bell y
Elisha Gray, cofundador de la Western Electric Company, trabajaban por separado en la posibilidad de utilizar distintas frecuencias para mejorar las comunicaciones telegráficas, mediante la transmisión simultánea de varios mensajes por el hilo telegráfico.
El teléfono de Bell constaba de un transmisor y un receptor unidos por un cable metálico conductor de la electricidad. Las vibraciones producidas por la voz en la membrana metálica del transmisor provocaban por medio de un electroimán oscilaciones eléctricas que, transmitidas por el cable, eran transformadas por el electroimán del receptor en vibraciones mecánicas, que a través de la membrana reproducían el sonido emitido desde el emisor
El 9 de julio de 1877 Graham Bell fundaba la Bell Telephone Company, y la Western Union Telegraph Company creaba su propia compañía de teléfonos, encargando a Edison el desarrollo de un modelo alternativo al de Bell. El receptor de Edison amplificaba considerablemente respecto del modelo de Bell la recepción y difusión de la voz. En 1879 después de discusiones técnicas, jurídicas y geográficas entre las compañías, la patente de Bell fue reconocida por los tribunales de justicia como la única válida, quedando la Bell Telephone Company como la empresa autorizada a explotar dicha innovación tecnológica.
La adquisición de la Western Electric, la mayor fábrica de material eléctrico de los Estados Unidos, a la Western Union permitió a la Bell hacer frente al reto industrial que representaba el nuevo mercado telefónico, luego de que en 1881 no pudiera enfrentar la gran demanda. En 1884 se resolvió, por medio de los cables de cobre, el problema técnico de los enlaces a larga distancia de las líneas telefónicas. En 1885, Vail aseguró la primacía de la sociedad matriz sobre sus filiales, mediante la constitución de una compañía dedicada a la construcción de las líneas telefónicas de larga distancia. Nacía así la American Telephone and Telegraph Company (ATT), creándose una situación de monopolio de hecho sobre el mercado telefónico estadounidense.
La Bell Telephone controlaba monopolísticamente el mercado. Tecnológicamente el control de la Bell se resolvió en dos etapas:
1. Mediante la compra de las nuevas patentes, que no eran utilizadas por la compañía para garantizar la rentabilidad de sus inversiones.
2. Mediante la constitución de los Laboratorios Bell, dedicados al desarrollo tecnológico en el campo de las telecomunicaciones.
En enero de 1878 entraba en funcionamiento, en New Hawen -Connecticut-, la primera central telefónica estadounidense y se daban de alta los primeros
abonados al nuevo servicio. En 1879 se inauguraba al público la primera línea telefónica de larga distancia entre Boston y Providence. Ese año 26.000 teléfonos estaban en servicio en los Estados Unidos; en 1881 más de 123.000 aparatos constituían la red telefónica. En 1884 se inauguraba la línea telefónica entre Boston y Baltimore.
La expansión del teléfono en Europa fue más lenta que en los Estados Unidos. Lección No. 2 El problema de las telecomunicaciones
EL PROBLEMA BÁSICO DE LAS TELECOMUNICACIONES
Para la transferencia efectiva de información entre dos puntos, deben existir 4 componente esenciales:
1. Un dispositivo de transmisión 2. Un mecanismo de transporte 3. Un dispositivo de recepción
4. Elección en el transmisor del envío de la información compatible con el receptor
Estos cuatro elementos constituyen un sistema de telecomunicaciones.
Es fundamental la compatibilidad de información entre transmisor y receptor, la ausencia de esta provocara una mala comunicación así se cuente con la efectividad de los otros tres componentes.
La codificación y el método de transferencia de información sobre el mecanismo de transporte se conocen como protocolo. El protocolo define el procedimiento que se va a emplear al momento de instaurar la comunicación. La parte mas pesada del diseño de un sistema de telecomunicaciones a menudo es la necesidad de asegurar la compatibilidad de protocolo. En algunos casos, esta necesita el suministro de dispositivos de interoperación, que permita traducir o acondicionar el mensaje o información a transmitir.
La figura ilustra los elementos físicos de un sistema simple de telecomunicaciones. Como ya se dijo, estos elementos se deben complementar con el empleo de un protocolo compatible entre el emisor y el receptor. El sistema que se muestra en la figura permite la comunicación en un solo sentido (operación simplex) que tiene aplicación en algunas formas de comunicación.
Figura 1.1. Elementos básicos de un sistema de telecomunicaciones (operación simplex).
Otro sistema de comunicación emplea la operación bidireccional o dúplex. Para este tipo se debe proveer un transmisor y un receptor en ambos extremos de la conexión como se muestra en la figura. Por ejemplo un microteléfono contiene un micrófono (transmisor) y un audífono (receptor). El mecanismo de transporte puede ser alguno de toda una gama de medios diferentes que van desde el aire, sobre el cual se desplazan las ondas acústicas, hasta la tecnología mas nueva de fibra óptica a través de la cual se transmiten pulsos de luz. Además, el mecanismo de transporte puede o no incluir un elemento de conmutación.
Figura 1.2. Sistema básico dúplex de telecomunicaciones
La mayoría de los mecanismos de transporte requieren codificar la información o los datos en una forma de señal apropiada para su envío sobre los medios eléctricos de transmisión.
COMUNICACIÓN SÍMPLEX
La transmisión simplex (sx) o unidireccional es aquella que ocurre en una dirección solamente, deshabilitando al receptor de responder al transmisor. Normalmente la transmisión simplex no se utiliza donde se requiere interacción humano-máquina. Ejemplos de transmisión simplex son: La radiodifusión (broadcast) de TV y radio, el paging unidireccional, etc.
Figura 1.3. Comunicación Símplex COMUNICACIÓN SEMIDÚPLEX
En las comunicaciones semidúplex puede ser bidireccional, esto es, emisor y receptor pueden intercambiarse los papeles. Sin embargo, la bidireccionalidad no puede ser simultánea. Cuando el emisor transmite, el receptor necesariamente recibe. Puede ocurrir lo contrario siempre y cuando el antiguo emisor se convierta en el nuevo receptor.
Figura 1.3. Comunicación Símplex COMUNICACIÓN DÚPLEX O FULL DÚPLEX
En este tipo de comunicación es bidireccional y simultánea. Por ejemplo el teléfono. En ella el emisor y el receptor no están perfectamente definidos. Ambos actúan como emisor y como receptor indistintamente. En una comunicación dúplex se dice que hay un canal físico y dos canales lógicos
COMUNICACIÓN SÍNCRONA
Comunicación síncrona es aquella en donde los dispositivos de envío y recepción de la comunicación son sincronizados utilizando un reloj que cronometra con precisión el tiempo que separa cada bit. Al verificar el tiempo el dispositivo receptor puede determinar si un bit se ha perdido o si un bit extra, usualmente inducido eléctricamente, ha sido introducido en el flujo de bits. Cualquiera de los dispositivos pierde la señal de tiempo la comunicación es terminada.
En este tipo de transmisión, emisor y receptor envían y reciben los bits con una cadencia constante. Para sincronizar el comienzo y envío de los datos, se envía un carácter de sincronismo. Dicho carácter debe ser irrepetible aunque se desplacen los bits de datos, de forma que sea diferenciable en cualquier caso del resto de datos. Este tipo de transmisión es más sensible a los fallos de sincronismo que el tipo asíncrono, pero es más eficiente porque necesita del envío de menos datos de sincronismo en relación con los datos enviados.
Existen distintos métodos de sincronizar emisor y receptor, por lo que se distinguen los siguientes tipos de sincronismo:
1. Sincronismo de bit: En este tipo de sincronismo, se envía un bit para
indicar cuando se inicia la transmisión. Dicho bit pone en marcha el reloj interno del receptor. En la transmisión síncrona, es la propia señal de reloj, transmitida por al línea junto con los datos, la que se encarga de efectuar el sincronismo de bit.
2. Sincronismo de carácter: Este tipo de sincronismo consiste en indica
cuando comienza y cuando termina un carácter. En las transmisiones asíncronas, esto se indica con los bits de inicio y parada, y en las síncronas con el carácter de sincronía.
3. Sincronismo de bloque: Es más avanzado que los dos anteriores. Se
define un conjunto de caracteres especiales que sirven para dividir el mensaje en bloques. Si los caracteres de inicio y final de bloque no se detectan cuando se debe, ha habido un fallo de sincronía.
COMUNICACIÓN ASÍNCRONA
Esta se desarrolló para solucionar el problema de la sincronía y la incomodidad de los equipos.
En este caso la temporización empieza al comienzo de un carácter y termina al final, se añaden dos elementos de señal a cada carácter para indicar al dispositivo receptor el comienzo de este y su terminación.
Al inicio del carácter se añade un elemento que se conoce como "Start Space"(espacio de arranque),y al final una marca de terminación. Para enviar un dato se inicia la secuencia de temporización en el dispositivo receptor con el elemento de señal y al final se marca su terminación.
Emisor y receptor se ponen de acuerdo con cada carácter de datos que envíen. El emisor envía una señal para indicar que se va a iniciar un nuevo carácter de datos, lo que pone en marcha un reloj interno en el receptor que indica los tiempos que debe tener en cuenta para dicha recepción.
Este tipo de transmisión es poco sensible a fallos de sincronismo, pero requiere del envío de más datos que la transmisión síncrona.
Lección No. 3 Sistemas telefónicos TIPOS DE SISTEMAS TELEFONICOS
Para satisfacer diferentes necesidad de comunicación, con el tiempo se han desarrollado diferentes sistemas de telecomunicaciones, estos son:
1. Telegrafía
Fue el Primer Sistema de Comunicaciones basado en la Electricidad, fue inventado por un Norteamericano llamado Samuel Morse, aunque otros inventos habían trabajado sobre la idea de usar electricidad como forma de comunicación el invento de Morse fue, el más importante porque compaginaba mente humana y equipo de Comunicaciones.
2. Telefonía
La telefonía fija o convencional, que es aquella que hace referencia a las líneas y equipos que se encargan de la comunicación entre terminales telefónicos no portables, y generalmente enlazados entre ellos o con la central por medio de conductores metálicos.
3. Télex
dispositivo telegráfico de transmisión de datos, ya obsoleto utilizado durante el Siglo XX para enviar y recibir mensajes mecanografiados punto a punto a través de un canal de comunicación simple, a menudo un par de cables de telégrafo.
Las formas más modernas del equipo se fabricaron con componentes electrónicos, utilizando un monitor o pantalla en lugar de una impresora. El sistema todavía se utiliza para personas sordas o con serias discapacidades auditivas, a fin de tipear o poner por escrito comunicaciones telefónicas.
4. Redes de datos.
5. Redes de computadora locales y de área amplia (LANs y WANs) 6. Redes integradas de voz y datos
UNIDADES CONSTITUTIVAS DE UNA CENTRAL TELEFONICA
Figura 1.6 Central telefónica
La inteligencia telefónica, debido a su complejidad y tamaño, no esta distribuida en los aparatos telefónicos, sino que esta concentrada en las centrales. El componente principal de una central telefónica es el denominado equipo de conmutación, compuesto por una serie de órganos automáticos y circuitos.
Las centrales telefónicas incluyen los equipos que llevan a cabo las funciones de comunicación, tales como identificación, selección e interconexión. Las funciones de la central telefónica convencional se dividen teóricamente en cinco bloques funcionales:
1. Señalización entrante 2. Procesamiento de señales 3. Conmutación
5. Desconexión
Las dos partes principales de la central telefónica son: LA UNIDAD DE CONMUTACION
Lleva a cabo la conexión a través de la central para enlazar al cliente que llama con el cliente llamado. La comunicación es totalmente confidencial. La unidad de conmutación no tiene ninguna función activa.
La red de conmutación consiste de una serie de contactos en forma de selectores o conmutadores para la conexión de trayectos de conversación desde cualquier línea que llama a cualquier línea deseada. El elemento clave es llamado distribuidor principal, el cual consiste de una armazón de hierro en la que se fijan unas tiras con terminales para soldar.
Su red de contactos sirve como punto de conexión entre los cables que salen al exterior con los cables de la central. Para cada llamada, la unidad cierra un trayecto específico de contactos a través de la red. El lado de la central del distribuidor principal se conecta a los selectores, registros y otros componentes de la central.
Cada una de las conexiones en el lado de la central tiene su número, el cual se denomina número del cliente. Por cada línea de cliente es posible enchufar diferentes tipos de equipo de prueba del distribuidor principal. También es posible desconectar temporalmente los clientes en dicho distribuidor.
Esta manera de conectar las líneas de cliente a la central es práctica porque: 1. la conexión de clientes nuevos o la desconexión de clientes servidos se
hace en un solo sitio de la central, el cual no es sensible ni fácil de dañar, como lo son las partes activas operativas de la central.
2. un cliente que se traslade a otra residencia dentro del área cubierta por la central local, (por consiguiente se conectará a la misma central en otra línea) puede mantener su número telefónico, puesto que es fácil cambiar el hilo de interconexión en el lado de la línea a la nueva línea de cliente.
La unidad de conmutación efectúa la conmutación y la desconexión de los selectores. A su vez, ella se desconecta después de que se cuelga el microteléfono de alguno de los clientes que estaban comunicados.
Es la que controla todo el proceso para enlazar a los abonados entre sí. Cada vez que el abonado llamado pertenece a otra central, inicia el enlace con ésta.
Esta unidad decide cómo debe pasar cada conexión por la red de conmutación, de modo que ésta pueda operar los contactos correctos.
La unidad de control recibe las señales entrantes, las procesa, envía o inicia las señales salientes y desconecta sus propios circuitos.
La primera función de la central para establecer una llamada telefónica es la señalización entrante, lo cual consiste en recibir una llamada del abonado que va a llamar, enviar al teléfono de éste el tono de discar y recibir los dígitos que marca el cliente.
Cuando la unidad de control recibe las señales entrantes, las procesa. Este procesamiento conduce a dos resultados principales: primero, queda establecido el trayecto de la señal a través de la unidad de conmutación y comienza la etapa de conmutación. En segundo lugar, quedan establecidas las señales salientes que deben enviarse, con lo cual la unidad de conmutación procede a cerrar el trayecto. La unidad de control controla a la de conmutación.
La unidad de control tramita la señal para establecer la conexión con el cliente llamado y de inmediato se libera para quedar lista y repetir el proceso con la siguiente llamada que entre. La desconexión de los selectores después de que ha concluido la conversación y de que los dos abonados han colgado, se hace sin la intervención de la unidad de control.
Lección No. 4 Llamada Telefónica PROCESO DE LLAMADA BASICO
Al establecer una comunicación telefónica, lo primero que se recibe es una señal desde la central telefónica al descolgar el teléfono, que indica que la línea está libre y dispuesta para realizar la llamada. A continuación se procede con la marcación del número del aparato receptor con el que se quiere establecer comunicación. Este número es un código que permite a la central telefónica identificar al aparato receptor.
Una vez identificado el receptor, la central telefónica envía una señal de aviso al mismo. Esta señal alerta a la persona de que se está produciendo una llamada, de forma que el receptor descuelga el teléfono y se establece así la comunicación entre ambos interlocutores. Si, por el contrario, la línea está ocupada y no es
posible establecer la comunicación en ese momento, la central envía al emisor una señal que le informa de tal situación.
El proceso de establecimiento de la llamada telefónica tiene lugar de forma casi instantánea, puesto que las centrales telefónicas se encuentran totalmente automatizadas. En los comienzos de la telefonía la conexión era realizada por operadores de forma manual. Más tarde se sustituyó esta labor manual por conmutadores automáticos de tipo electromagnético (relés). En la actualidad se utilizan elementos de conmutación electrónicos capaces de realizar gran cantidad de conexiones de forma automática y simultánea.
DESCRIPCIÓN
La telefonía es la transmisión de sonido, particularmente la voz, hacia un lugar distante. La telefonía se logra mediante la conversión de las ondas de sonido de la voz del emisor en una onda eléctrica equivalente. El sonido no es mas que vibraciones del aire que nos rodea, causadas por bolsas de alta o baja presión de aire que han sido generadas por alguna forma de vibración mecánica, en este caso la vibración de las cuerdas bucales humanas durante la emisión de voz. Las ondas de sonido en el aire que nos rodea provocan que los objetos vecinos vibren en simpatía. El oído humano detecta el sonido mediante el uso de un diafragma muy sensitivo que vibra en sincronía con el sonido que lo impacta.
El timbre de un sonido (que tan alto o bajo suena) depende de la frecuencia de vibración del sonido. El rango de frecuencias típico audible para el ser humano es de 20 a 20KHz.
La figura ilustra un circuito telefónico simple, capaz de realizar la conversión de la onda de sonido a una onda eléctrica. Consiste de un micrófono, una batería, una línea telefónica y un audífono.
Cuando no se habla sobre el micrófono, tanto el micrófono como el audífono, tienen una resistencia eléctrica constante y, por lo tanto, una corriente eléctrica estable fluye por el circuito. Cuando se habla sobre el micrófono, las ondas de sonido que inciden sobre el diafragma provocan que la resistencia eléctrica del dispositivo varíe ligeramente. El cambio de resistencia provoca el correspondiente cambio de corriente. La figura siguiente muestra este efecto con más detalle. Como se observa el resultado es la creación de una señal que varia casi en la misma forma que la onda de sonido original.
Figura 1.8. Emisión de una onda de sonido sobre un circuito telefónico simple
De manera inversa, en el audífono la señal eléctrica se convierte a sonido. El audífono simple que se ilustra en la figura anterior se construye en base a un diafragma del audífono. Esto hace vibrar al aire circundante, reproduciendo la onda original de sonido. El proceso de conversión descrito es analógico ya que la forma de onda eléctrica propagada a través de la red analógica es análoga a la forma de onda original de sonido.
Lección No. 5 Principios Básicos
CONCEPTO DE TRÁFICO Y CONGESTION
Los conmutadores o centrales telefónicas son conectados por los troncales. El número de los troncales que conectan el conmutador o central X con el conmutador o central Y es el número de los pares telefónicos o su equivalente usado en la conexión.
Uno de los pasos de progresión más importantes dentro de la telecomunicación es determinar el número de los troncales requeridos en una ruta o una conexión entre los conmutadores o centrales. Se puede decir que se esta dimensionando la ruta. Para dimensionar correctamente una ruta, se debe tener cierta idea de su uso, es decir, cuánta gente deseará hablar inmediatamente sobre la ruta. El uso de una ruta de transmisión o de un conmutador nos trae al reino de la ingeniería del tráfico, y el uso se puede definir por dos parámetros:
1. velocidad de llamadas, o el número de veces que una ruta o un camino del tráfico se utiliza por período unitario; definida más correctamente como " la intensidad de la llamada por la ruta del tráfico durante la hora más ocupada" 2. El tiempo de llamadas, o " la duración de la ocupación de una ruta del
tráfico por una llamada, " o a veces, " la duración media de la ocupación de unas o más rutas por llamadas."
Recordemos que una ruta del tráfico es "un canal, una ranura de tiempo, una banda de frecuencia, una línea, una troncal, un conmutador, o un excedente del circuito que las comunicaciones individuales pasan en secuencia."
El tráfico llevado es el volumen de tráfico llevado realmente por un conmutador, y el tráfico ofrecido es el volumen de tráfico ofrecido a un conmutador. Para dimensionar un camino de tráfico o para clasificar un conmutador o central telefónica, se debe saber la intensidad del tráfico de la estación ocupada en una hora de alta ocupación.
Medición del tráfico telefónico
Si se define tráfico telefónico como el agregado de llamadas sobre un grupo circuitos o troncales con respecto a la duración llamada tanto como su cantidad, se puede decir que ese flujo de tráfico (A) es:
A = C x T
donde C es la cantidad de llamadas por hora y T es la duración de la llamada promedio. De esta fórmula aparecería que la unidad del tráfico sería llamada-minutos o llamada-horas.
Es fundamental conocer como se reparte el tráfico telefónico, conociendo que las llamadas aparecen en cualquier instante independiente unas de otras en un proceso aleatorio con una duración variable.
La unidad del tráfico es el erlang, nombrado después del matemático danés, A. K. Erlang. El erlang es una unidad sin dimensiones. Un erlang de intensidad del tráfico en un circuito del tráfico significa una ocupación continua de ese circuito en una hora.
En vista de un grupo de circuitos, la intensidad del tráfico en erlangs es el número de los segundos de la llamada por segundo o el número de las horas de la llamada por hora.
Es la intensidad de tráfico de un órgano o grupo de órganos en los que el tiempo de observación coincide con el tiempo total de ocupación, entendiendo por tal la suma de los tiempos de ocupación parciales. Por definición la ocupación total durante una hora equivale a 1 Erlang.
1(Erlangs) = (1/T) ∫n(t) . dt
Siendo n(t) el numero de líneas ocupadas en un instante “t”. También, lo podemos expresar como:
1(Erlangs) = (t x n)/60
En donde t es el tiempo medio o duración de la llamada en minuto y n es el número de llamadas cursadas; así, si se realizan 20 llamadas con una media de 3 minutos, tenemos un Erlang
Calculo de Erlangs
1. 1 Erlang = Una llamada establecida durante una hora.
2. 0,5 Erl =0,5 horas de llamada o llamadas durante 30 minutos/hora (trafico muy alto).
3. 200 mErl = 0,2 x 60 = 12 minutos de llamada/hora (trafico alto). 4. 150 mErl = 0,15 x 60 = 9 minutos de llamada/hora (trafico medio). 5. 100 mErl = 0,1 x 60 = 6 minutos de llamada/hora (trafico bajo). TARIFACIÓN Y NUMERACIÓN
TARIFACIÓN
Aunque depende de cada operador, en general la tarificación del servicio telefónico se estructura de la siguiente manera.
Al establecer una comunicación, el coste variable de la misma es muy dependiente del ámbito geográfico y del rango horario; así en función de la distancia entre extremos se definen cuatro tipos de llamadas:
1. Metropolitanas 2. Provinciales 3. Interprovinciales 4. Internacionales
PERIODICIDAD CONCEPTO DESCRIPCION
Al contratar el servicio
Cuota de alta inicial Se aplica sobre el servicio básico y cada una de las facilidades contratadas.
Mensual Cuota fija mensual Se aplica sobre el servicio básico y cada una de las facilidades contratadas.
Cuota por consumo Según numero de llamadas, duración de la comunicación, destino y rango de horario.
Tabla 1.1. Estructura de la tarificación del servicio telefónico básico
Para el ámbito internacional se distinguen varias zonas de tarificación según su alejamiento, pero la definición de estas varia ligeramente según los operadores. En el caso de algunos operadores de telefonía, se tienen las siguientes zonas:
0 Andorra
1 Union Europea
2 Suiza, Islandia y Noruega 3 Resto de Europa y Magreb 4 Estados Unidos y Canadá 5 América del Sur
6 Japón, Australia, China y Arabia 7 Resto del mundo
Tabla 1.2 Operadores de diferentes zonas
Según el rango de horario, se suelen contemplar al menos tres tarifas, aplicándose un descuento distinto en cada una:
1. Punta 2. Normal 3. Reducida
Las horas y días en que se aplican cada una de las tarifas varían de operador a operador, pero la norma es que en horario comercial se aplique la Punta, fuera de éste la Normal y en fines de semana o festivos y por la noche, cuando las redes se encuentran menos saturadas, la Reducida.
Cuando un usuario contrata una línea dedicada para enlazar dos puntos fijos tiene garantizada una determinada velocidad de transmisión entre los extremos, durante las 24 horas del día, y la tarificación es fija e independiente de la cantidad de información transmitida, por lo que cuanto mas hay, mejor será su rendimiento. Este servicio se tarifica según una cuota de alta inicial al contratar el mismo y una cuota fija de abono mensual, que son función de la distancia entre los extremos, de las características técnicas del circuito y de la duración del contrato, ya que en algunos casos existen descuentos si la duración del mismo excede un determinado periodo
CONCEPTO DESCRIPCION
Cuota Inicial Pago inicial al contratar el servicio, función de la calidad y tipo de circuito. Facturación mensual Cuota mensual de abono que depende
de la distancia, velocidad y duración del contrato
Tabla 1.3 Tarifación
Las tarifas se basan en unas cuotas de abono mensual definidas en función de la distancia entre centrales terminales y en una cuota de acceso a las respectivas centrales.
NUMERACIÓN
El abonado que llama puede marcar el número en el aparato telefónico, el cual lo emite hacia la central por medio de uno de los dos siguientes métodos:
1. Marcación por pulsos (de CD) 2. Marcación por tonos
El primer método, mas antiguo y común produce la conexión y desconexión del circuito de línea con una secuencia muy rápida. Se generan así pulsos de CD que se emplean para indicar cada uno de los dígitos del numero de destino, tantos pulsos como dígitos se marquen, con excepción del cero que equivale a diez pulsos. Los pulsos se emiten a razón de 10 pulsos/seg. Así el digito 1 tomara un décimo de segundo para su envío, mientras que el digito cero tomara un segundo. Entre cada digito se deja un espacio mas grande, de medio segundo, con el objeto de que la central pueda diferenciar entre las secuencias de pulsos que representan dígitos consecutivos del numero completo. El espacio se conoce como pausa interdigital.
Típicamente un número telefónico contiene diez dígitos y toma de 6 a 15 segundos su marcación en el teléfono, dependiendo de los valores de los dígitos reales.
La marcación por tonos (señalización de multifrecuencia MF) es mas reciente. Su empleo esta creciendo debido a que los dígitos se pueden emitir mas rápidamente (de 1 a 2 segundos) lo que reduce el tiempo de establecimiento de las llamadas. La central se sigue alertando con el cierre inicial del circuito de abonado, pero después del tono de marcar los dígitos se forman con determinado número de ráfagas cortas de tonos. En lugar de detectar los pulsos de CD, la central debe detectar la frecuencia de los tonos para determinar el valor de los dígitos del número de destino. Cada digito se representa como una combinación de dos frecuencias de tonos puros. El empleo de dos tonos combinados reduce el riesgo de mala operación sin ruidos interferentes se presentan en la línea. La siguiente tabla muestra las frecuencias que se emplean.
GRUPO DE FRECUENCIAS
BAJAS
GRUPO DE FRECUENCIAS ALTAS
1209 Hz 1336 Hz 1447 Hz 1633 Hz
No se emplean
770 Hz 4 5 6 Reserva
852 Hz 7 8 9 Reserva
941 Hz * 0 # Reserva
Tabla 1.4. Señalización MF (de abonado a central)
Una vez que la central ha comenzado a recibir la información, puede ponerse a trabajar sobre el análisis de dígitos. Este es el proceso mediante el cual la central puede determinar el enrutamiento apropiado de la llamada y el cobro por minuto que se debe hacer a la misma. Durante el análisis de dígitos, la central compara el número marcado retenido en el registro con su propia lista de números permitidos. Estos números se guardan permanentemente en tablas de enrutamiento dentro de la central. Las tablas de enrutamiento dan la identidad del número de central de la ruta de salida que se necesita para llegar al destino final. Las tablas de enrutamiento normalmente se construyen en base a la estructura de árbol que permite el análisis en cascada del tren de dígitos. Esto se ilustra en la figura 1.9 en la que el abonado “a” de la central A desea llamar al abonado “b” de la central B. El número que el abonado “a” debe marcar es el 2226129. Los primeros tres dígitos representan el código de área, que identifica a la central B, y los últimos cuatro dígitos identifican el abonado “b” especifico. También se ilustra el árbol de la tabla de enrutamiento contenida en la central A. A medida que A recibe cada digito que marca el abonado “a”, se hace posible un paso mas del análisis y cuando ya se ha analizado 222, se define la vía de salida hacia la central B. En esta etapa, la trayectoria de conmutación a través de la central A se debe haber completado hacia la central B, de modo que los dígitos subsecuentes marcados pueden pasar directamente hacia B para su análisis.
Figura 1.9 Árbol de la tabla de enrutamiento (tomada del libro Introducción a las telecomunicaciones modernas de Enrique Herrera Pérez).
Lección No. 6 Elementos básicos de una red telefónica EL APARATO TELEFONICO
FUNCIONES
1. Solicita el uso del sistema telefónico al levantar el microteléfono.
2. Indica que el sistema está disponible para el uso al recibir un tono, llamado tono de discar.
3. Envía al sistema el número telefónico a llamar. Este número se inicia por la persona que llama al marcar el número por medio del teclado o al girar el disco. 4. Indica el estado de la llamada en ejecución al recibir tonos que indican este estado (llamando, ocupado, etc.)
5. Indica una llamada entrante al teléfono llamado por medio de una campanilla o de otros tonos audibles.
6. Transforma el lenguaje de una persona que llama en señales eléctricas para su transmisión a otro abonado a través del sistema. Transforma las señales eléctricas recibidas de un abonado distante al lenguaje para la persona llamada.
7. Ajusta automáticamente los cambios en la fuente de alimentación que recibe. 8. Señala al sistema cuando una llamada ha terminado al colgar la persona que llama el microteléfono.
Figura 1.10. Circuitos simplificados de aparato telefónico y oficina central. EL CIRCUITO LOCAL
El teléfono de cada abonado está conectado a una central que contiene equipos de conmutación, equipos de señalización y baterías que suministran corriente continua para hacer funcionar el teléfono como se visualiza en la figura anterior. Cada teléfono está conectado a la central por medio de un lazo local de dos conductores, denominados un par. Uno de los conductores se llama T (del inglés tip) y el otro se llama R (del inglés ring), términos que se refieren a las partes de
punta (tip) y anillo (ring) del conector (plug) usado en los tableros de conmutación antiguos.
Las llaves en la central responden a los pulsos del discado o los tonos del teléfono que llama para conectar el mismo al teléfono llamado. Cuando se haya establecido la conexión, ambos teléfonos se comunican por medio de lazos acoplados por transformadores, utilizando la corriente suministrada por las baterías de la central.
El aparato telefónico consta de un transmisor, un receptor, una alarma acústica, un dispositivo marcador y un circuito supresor de efectos locales. Si se trata de un aparato de dos piezas, el transmisor (micrófono) y el receptor (auricular) van montados en el microteléfono, el timbre se halla en la base y el elemento de marcado y el circuito supresor de efectos locales pueden estar en cualquiera de las dos partes, pero, por lo general, van juntos. Los teléfonos más complejos pueden llevar un micrófono y un altavoz en la pieza base, aparte del transmisor y el receptor en el microteléfono. En los teléfonos inalámbricos, el cable del microteléfono se sustituye por un enlace de radio entre éste y la base, aunque sigue teniendo un cable para la línea. Los teléfonos móviles o celulares suelen ser de una sola pieza, y sus componentes en miniatura permiten combinar la base, el micrófono y el auricular en un elemento portátil que se comunica con una estación remota de radio. No precisan línea ni cables para el auricular.
La alarma acústica de los teléfonos se suele denominar timbre, referencia al hecho de que durante la mayor parte de la historia de estos equipos la función de alarma la proporcionaba un timbre eléctrico.
Circuito de conversación
Figura 1.11. Circuito de conversación simplificado. (Tomado de http://es.wikipedia.org/)
El circuito de conversación consiste de cuatro componentes principales: la bobina híbrida, el auricular, el micrófono de carbón y una impedancia de 600Ω para equilibrar la híbrida. Estos componentes se conectan según el circuito de la figura 1.11. La señal que se origina en el micrófono se reparte a partes iguales entre L1 y L2. La primera va a la línea y la segunda se pierde en la carga, pero L1 y L2 inducen corrientes iguales y de sentido contrario en L3, que se cancelan entre sí, evitando que la señal del micrófono alcance el auricular.
La señal que viene por la línea recorre L1, que induce una corriente igual en L2, de modo que por el micrófono no circula señal. Sin embargo, tanto L1 como L2 inducen en L3 la corriente que se lleva al auricular.
El circuito de conversación real es algo más complejo: añade un varistor a la entrada, para mantener la polarización del micrófono a un nivel constante, independientemente de lo lejos que esté la central local, y conecta el auricular a la impedancia de carga, para que el usuario tenga una pequeña realimentación y pueda oír lo que dice. Sin ella, tendería a elevar mucho la voz.
Circuito de marcación
El circuito de marcación mecánico esta formado por el disco, que, cuando retrocede, acciona un interruptor el número de veces que corresponde al dígito. El cero tiene 10 pulsos. El timbre va conectado a la línea a través del "gancho", que es un conmutador que se acciona al descolgar. Una tensión alterna de 75 V en la línea hace sonar el timbre.
Marcación por tonos
Como la línea alimenta el micrófono a 48 V, esta tensión se puede utilizar para alimentar, también, circuitos electrónicos. Uno de ellos es el marcador por tonos. Tiene lugar mediante un teclado que contiene los dígitos y alguna tecla más (* y #), cuya pulsación produce el envío de dos tonos simultáneos para cada pulsación. Estos circuitos podían ser tanto bipolares (I2L, normalmente) como CMOS, y añadían nuevas prestaciones, como repetición del último número (redial) o memorias para marcación rápida, pulsando una sola tecla.
Timbre
El timbre electromecánico, que se basa en un electroimán que acciona un badajo que golpea la campana a la frecuencia de la corriente de llamada (20 Hz), se ha visto sustituido por generadores de llamada electrónicos, que, igual que el timbre electromecánico, funcionan con la tensión de llamada (75 V de corriente alterna). Suelen incorporar un oscilador de periodo en torno a 0,5 s, que conmuta la salida
entre dos tonos producidos por otro oscilador. El circuito va conectado a un pequeño altavoz piezoeléctrico.
Iniciando la comunicación.
Cuando el microteléfono del teléfono descansa en la horquilla, el peso del microteléfono aprieta los botones de la llave del mismo hacia abajo y las llaves están abiertas. Esta es la posición de “colgado”. El circuito entre el microteléfono y la central está abierto; sin embargo el circuito de llamada (campana) del teléfono está siempre conectado a la central, como vemos en la Figura 1.9. El capacitor, C, bloquea la circulación de la corriente continua de la batería, pero deja pasar la señal de la campana de corriente alterna. El circuito de la campana ofrece una impedancia elevada para las señales de voz de tal manera que no tiene ningún efecto sobre ellos.
Cuando se retira el tubo de su asiento, los botones provistos de resortes se levantan y la llave se cierra. Esto completa el circuito a la central y la corriente circula en el circuito. Esta es la condición de descolgado. La señal de descolgado informa a la central que alguien quiere hacer una llamada. La central devuelve un tono de discar al teléfono llamado para comunicar a la persona que llama que la central está dispuesta a aceptar un número telefónico. El número telefónico puede ser referido también como una dirección.
La parte del teléfono con la que una persona habla, se denomina trasmisor. El mismo convierte la voz en variaciones de corriente eléctrica que se pueden trasmitir a través de sistemas de trasmisión hasta el receptor del teléfono llamado. El transmisor consiste en una cápsula pequeña de dos piezas, llena con miles de gránulos de carbón. El frente y la parte posterior son conductores metálicos que se encuentran aislados entre sí. Un lado de la cápsula se mantiene fijo por medio de un soporte que es parte del gabinete del microteléfono, el otro lado está unido a un diafragma que vibra en respuesta a las variaciones de presión del aire producido por la voz que recibe. Si los gránulos son obligados a acercarse mas apretadamente, la resistencia de la cápsula disminuye. En cambio, si la presión sobre los gránulos es reducida, se alejan más y la resistencia aumenta.
La corriente que circula a través de la cápsula del transmisor varía debido a las variaciones de la resistencia y de esta manera, la presión variable del aire que representa el habla, se convierte en una señal eléctrica variable, apta para ser transmitida al abonado que llama. Otros transmisores de carbón pueden tener diferencias en su construcción, pero su funcionamiento es igual.
