tel - introduccion a telecomunicaciones- c1
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INTRODUCCION A SISTEMAS
Y SERVICIOS DE
TELECOMUNICACIONES
Capitulo 1
Ing. Fausto Orozco Lara
Las telecomunicaciones se encargan del transporte de la información a
grandes distancias a través de un medio o canal de comunicación por medio
de señales de cualquier índole.
La misión de las telecomunicaciones es transportar la mayor cantidad de
información en el menor tiempo de una manera segura. Esto se logra por
medio de varias técnicas tales como la modulación, codificación,
compresión, formateo, multicanalización, esparciendo el espectro, etc.
Se refiere generalmente a todo tipo de comunicación a larga distancia a
través de ondas portadoras comunes como el televisor, la radio y el teléfono.
Entre las comunicaciones tenemos un subconjunto que son las
comunicaciones de datos, estas constituyen la colección, intercambio y
procesamiento electrónicos de datos o información que incluye texto,
imágenes, voz entre otras.
Es una colección de hardware y software compatible dispuesto para
comunicar información de un lugar a otro. En otras palabras es un conjunto
de elementos que hacen posible la transferencia de información entre puntos
distantes.
1.- Hardware
2.- Medios de comunicación
3.- Redes de comunicación
4.- El dispositivo del proceso de comunicación
5.- Software de comunicación
6.- Proveedores de la comunicación
7.- Protocolos de comunicación
Constituye el canal que permite la transmisión de información entre dos
terminales en un sistema de telecomunicación. Estas se realizan
habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través
del canal .
A veces el canal es un medio físico y otras veces no, ya que las ondas
electromagnéticas son susceptibles de ser transmitidas por el vacío.
Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios
de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos, medios de
transmisión guiados y medios de transmisión no guiados.
También según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con 3
tipos diferentes: Simplex, Half-Duplex y Full-Duplex.
Los medios de transmisión se caracterizan por utilizarse en rangos de
frecuencia de trabajo diferentes, que podría ser otro tipo de clasificación.
Medios de transmisión guiados
- Par trenzado
- Coaxial
- Fibra Óptica
Medios de transmisión no guiados.
- Microondas terrestres/por satélite
- Infrarrojos
- Wireless
- Bluetooh
Simplex
Half-Duplex
Full Duplex
Según el rango de frecuencias de trabajo, las transmisiones no guiadas se
pueden clasificar en tres tipos: radio, microondas y luz (infrarrojos/láser).
Según la Unión Internacional de Telecomunicaciones, los tipos de servicios
de radiocomunicación que se asignan en las diferentes bandas se definen
como sigue:
Servicios fijos.
Servicios móviles.
Servicio móvil aeronáutico.
Servicio móvil marítimo.
Servicio móvil terrestre.
Radionavegación.
Radionavegación aérea.
Radionavegación marítima.
Radiolocalización.
Radiodifusión.
Radioaficionados.
Espaciales.
Tierra-espacio.
Radioastronomía.
Estándares de frecuencia.
Los principales organismos internacionales desarrolladores de estándares de
telecomunicaciones son:
• CENELEC - Comité Européen de Normalisation Electrotechnique (Comité
Europeo de Normalización Electrotécnica)
• ETSI - European Telecommunications Standards Institute (Instituto
Europeo de Estándares de Telecomunicaciones)
• IEC - International Electrotechnical Commission (Comisión Electrotécnica
Internacional)
• IEEE - Institute of Electrical and Electronical Engineers (Instituto de
Ingenieros Eléctricos y Electrónicos)
• IETF - Internet Engineering Task Force (Grupo de Trabajo de Ingeniería de
Internet)
• ITU/UIT - Unión Internacional de Telecomunicaciones, estudia los
aspectos técnicos, de explotación y tarifarios, y publica normativa sobre los
mismos, con vista a la normalización de las telecomunicaciones a nivel
mundial. Con sede en Ginebra (Suiza) fue conocido hasta 1992 como
Comité Consultivo Telefónico y Telegráfico (CCITT).
• ISO - Organización Internacional para la Estandarización
• ANSI – American National Standars Institute (Instituto Nacional de
normalización estadounidense)
• EIA/TIA - Electronics Industries Association. / Telecomunications Industry
Association (Alianza de Industrias de Electrónica/Alianza de Industrias de
Telecomunicaciones)
Ministerio de Telecomunicaciones MINTEL
Ser el órgano rector del desarrollo de las Tecnologías de la Información y
Comunicación en el Ecuador, que emite políticas, planes generales y realiza
el seguimiento y evaluación de su implementación, coordinando acciones de
asesoría y apoyo para garantizar el acceso igualitario a los servicios y
promover su uso efectivo, eficiente y eficaz, que asegure el desarrollo
armónico de la sociedad de la información para el buen vivir de toda la
población.”
Superintendencia de Telecomunicaciones SUPERTEL
Vigilar, auditar, intervenir y controlar técnicamente la prestación de los
servicios de telecomunicaciones, radiodifusión, televisión y el uso del
espectro radioeléctrico, para que se proporcione con eficiencia,
responsabilidad, continuidad, calidad, transparencia y equidad; fomentando
los derechos de los usuarios a través de la participación ciudadana, de
conformidad al ordenamiento jurídico e interés general.
Secretaría Nacional de Telecomunicaciones SENATEL
Promover el desarrollo armónico del sector de las telecomunicaciones, radio,
televisión y las TIC, mediante la administración y regulación eficiente del
espectro radioeléctrico y los servicios, así como ejecutará las políticas y
decisiones dictadas por el CONATEL, con el fin de contribuir con el
desarrollo de la sociedad
Consejo Nacional de Telecomunicaciones CONATEL
Administrar de manera técnica el espectro radioeléctrico que es un recurso
natural, para que todos los operadores del sector de las telecomunicaciones
operen en condiciones de máxima eficiencia.
Dictar las normas que corresponden para impedir las prácticas que impidan
la leal competencia, y determinar las obligaciones que los operadores deban
cumplir en el marco que determinan la Ley y reglamentos respectivos.
El directorio del Consejo Nacional de Telecomunicaciones (CONATEL), está
integrado por:
• Un representante del Presidente de la República, quien lo presidirá.
• El representante de la Oficina de Planificación de la Presidencia de la
República.
• El Jefe del Comando Conjunto de las Fuerzas Armadas.
• Un representante designado conjuntamente por las Cámaras de Producción.
• Un representante del Comité Central Único Nacional de los Trabajadores de
Emetel (Conautel).
• El Secretario Nacional de Telecomunicaciones.
• El Superintendente de Telecomunicaciones.
Puede ser entendido como el medio en el que se propagan las ondas
electromagnéticas que son empleadas en dicho tipo de comunicaciones para
transmitir información (datos, imágenes, voz, sonido, etc.).
Lo primero que debe señalarse en relación con el espectro radioeléctrico es
que se trata de un bien intangible.
No todas las ondas electromagnéticas son propicias para usarse como medios
de transmisión de los servicios de telecomunicaciones y radiodifusión, de
forma que sólo las que se encuentran en determinado rango serán
susceptibles de ser empleadas para la prestación de este tipo de servicios.
1) Espectro electromagnético.- Es el conjunto de frecuencias de ondas
electromagnéticas continuas en el rango de 3Hz a 1025 Hz.
2) Espectro radioeléctrico.- Es el segmento de frecuencias comprendido en el
espectro electromagnético, ubicado en el rango de ondas electromagnéticas
que van de 3KHz a 3000GHz.
Es una porción del espectro electromagnético y es precisamente en esa
porción en donde operan las emisoras de radio (AM y FM), las de
televisión abierta (por aire) y microondas, de telefonía celular, los
sistemas satelitales, los radioaficionados, las comunicaciones vía
Internet, los radiomensajes, las comunicaciones de aeronaves, buques,
transporte terrestre, entre otros servicios de telecomunicaciones.
Debido a la multiplicidad de servicios que pueden prestarse por medio
del espectro radioeléctrico, su organización y regulación resulta
indispensable para permitir el desarrollo del mismo.
Conmutación es la conexión que realizan los diferentes nodos que existen en
distintos lugares y distancias para lograr un camino apropiado para conectar
dos usuarios de una red de telecomunicaciones. La conmutación permite la
descongestión entre los usuarios de la red disminuyendo el tráfico y
aumentando el ancho de banda.
Es aquella en la que los equipos de conmutación deben establecer un camino
físico entre los medios de comunicación previo a la conexión entre los
usuarios. Este camino permanece activo durante la comunicación entre los
usuarios, liberándose al terminar la comunicación. Ejemplo: Red Telefónica
Conmutada. Su funcionamiento pasa por las siguientes etapas: solicitud,
establecimiento, transferencia de archivos y liberación de conexión.
v
v
Este método era el usado por los sistemas telegráficos, siendo el más antiguo
que existe. Para transmitir un mensaje a un receptor, el emisor debe enviar
primero el mensaje completo a un nodo intermedio el cual lo encola en la
cola donde almacena los mensajes que le son enviados por otros nodos.
Luego, cuando llega su turno, lo reenviará a otro y éste a otro y así las veces
que sean necesarias antes de llegar al receptor. El mensaje deberá ser
almacenado por completo y de forma temporal en el nodo intermedio antes
de poder ser reenviado al siguiente, por lo que los nodos temporales deben
tener una gran capacidad de almacenamiento.
El emisor divide los mensajes a enviar en un número arbitrario de paquetes
del mismo tamaño, donde adjunta una cabecera y la dirección origen y
destino así como datos de control que luego serán transmitidos por diferentes
medios de conexión entre nodos temporales hasta llegar a su destino. Este
método de conmutación es el que más se utiliza en las redes de ordenadores
actuales. Surge para optimizar la capacidad de transmisión a través de las
líneas existentes.
Al igual que en la conmutación de mensajes, los nodos temporales
almacenan los paquetes en colas en sus memorias que no necesitan ser
demasiado grandes.
Datagrama
Cada paquete se encamina de manera independiente de los demás
Por tanto la red no puede controlar el camino seguido por los paquetes, ni
asegurar el orden de llegada a destino.
Circuito virtual:
Cada paquete se encamina por el mismo circuito virtual que los anteriores.
Por tanto se controla y asegura el orden de llegada de los paquetes a destino.
Existen 2 tipos:
PVC : Se establece un único camino para todos los envíos. (circuitos
virtuales permanentes)
SVC : Se establece un nuevo camino en el siguiente envío. (circuitos
virtuales conmutados)
La multiplexación es la combinación de dos o más canales de información
en un solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor.
El multiplexor se utiliza como dispositivo que puede recibir varias entradas y
transmitirlas por un medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace
es dividir el medio de transmisión en múltiples canales, para que varios
nodos puedan comunicarse al mismo tiempo.
La tecnología actual incluye medios de gran ancho de banda (BW), como el
cable coaxial, la fibra óptica y las microondas terrestre y satelital. Cualquiera
de estos medios tiene una capacidad que sobrepasa las necesidades medias
para transmitir una señal.
Para optimizar la utilización del medio de transmisión, se ha desarrollado la
multiplexación, que es un conjunto de técnicas que permite la transmisión
simultanea de múltiples señales a través de un único enlace.
Los dispositivos de entrada envían sus flujos de transmisión a un MUX, que
los combina en un único flujo.
La multiplexación por división de frecuencia (FDM), es un tipo de
multiplexación utilizada generalmente en sistemas de transmisión
analógicos. La forma de funcionamiento es la siguiente: se convierte cada
fuente de varias que originalmente ocupaban el mismo espectro de
frecuencias, a una banda distinta de frecuencias, y se transmite en forma
simultánea por un solo medio de transmisión. Así se pueden transmitir
muchos canales de banda relativamente angosta por un solo sistema de
transmisión de banda ancha.
Se la puede definir como una banda de resguardo entre dos canales
adyacente que tiene como propósito evitar interferencia entre canales.
El canal de voz ocupa un BW = 4 kHz. Se necesita combinar 3 canales de
voz en un enlace que tiene un BW = 12 kHz entre 20 y 32 kHz Muestre la
configuración usando el dominio de la frecuencia, sin bandas de guarda.
Una banda comprendida entre 530 y 1.700 kHz se asigna a la radio AM.
Cada estación necesita 10 kHz de BW y utiliza una frecuencia portadora
diferente, lo que significa el desplazamiento de su señal y la multiplexación.
La señal que viaja por el aire es una combinación de señales. Un receptor
recibe todas las señales, pero filtra (mediante la sintonización) sólo la que
desea.
Una situación similar ocurre en FM. Sin embargo, FM tiene una banda más
amplia de 88 a 108 MHz debido a que cada estación necesita 200 kHz de
BW.
La multiplexación por división de tiempo (TDM), es el tipo de
multiplexación más utilizado en la actualidad, especialmente en los sistemas
de transmisión digitales. En ella, el ancho de banda total del medio de
transmisión es asignado a cada canal durante una fracción del tiempo total.
Las ranuras de tiempo se agrupan en tramas. Una trama consta de un ciclo
completo de ranuras de tiempo, con una ranura (canal) dedicada a cada
dispositivo emisor; es por esto que se denomina TDM síncrona.
El flujo de datos de cada conexión de entrada se divide en unidades, donde
cada unidad ocupa una ranura de tiempo de entrada. Una unidad puede ser
un bit, un byte o un bloque de datos. Cada unidad de entrada se convierte
en una unidad de salida y ocupa una ranura de tiempo en la salida,
denominada canal.
La duración de una ranura de tiempo de salida es n veces más corta que la de
entrada. Es decir, la unidad en la conexión de salida viaja más rápido.
En la figura, la tasa de datos para cada conexión de entrada es de 1 kbps. Si
la unidad de multiplexación es 1 bit, calcule la duración de:
(a) cada ranura de tiempo en la entrada,
(b) cada ranura de tiempo en la salida y
(c) cada trama?
Respuestas
(a) 1 ms
(b) 1/3 ms
(c) 1 ms
Cuatro conexiones de 1 kbps se multiplexan juntas. Una unidad es 1 bit.
Encuentre:
(a) la duración de 1 bit antes de la multiplexación,
(b) la tasa de transmisión del enlace,
(c) la duración de una ranura de tiempo en la salida y
(d) la duración de la trama
Respuestas
(a) 1 ms
(b) 4 kbps
(c) 250 us
(d) 1 ms
Se multiplexan 4 canales utilizando TDM. Si cada canal envía 100 bytes/s y
se multiplexa 1 byte por canal, muestre:
(a) Cantidad de tramas que viaja por el enlace,
(b) el tamaño de la trama
(c) la duración de la trama y
(d) la tasa de bits para el enlace
Respuestas
(a) 100 tramas/s
(b) 32 bits
(c) 1/100 s
(d) 3,2 kbps
En la figura, un multiplexor combina 4 canales de 100 kbps utilizando una
ranura de tiempo de 2 bits.
(a) Cantidad de tramas
(b) Calcule la duración de la trama.
(c) Calcule la tasa de bit del enlace.
(d) Calcule la duración de bit.
Respuestas
(a) 50000 tramas/s
(b) 20 us
(c) 400 kbps
(d) 2,5 us
La multiplexación por división de código, es un término genérico para
varios métodos de multiplexación o control de acceso al medio basados en la
tecnología de espectro expandido.
Se aplica el nombre “multiplexado” para los casos en que un sólo dispositivo
determina el reparto del canal entre distintas comunicaciones, como por
ejemplo un concentrador situado al extremo de un cable de fibra óptica; para
los terminales de los usuarios finales, el multiplexado es transparente. Se
emplea en cambio el término “control de acceso al medio” cuando son los
terminales de los usuarios, en comunicación con un dispositivo que hace de
modo de red, los que deben usar un cierto esquema de comunicación para
evitar interferencias entre ellos, como por ejemplo un grupo de teléfonos
móviles en comunicación con una antena del operador.
La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) es una
tecnología que multiplexa varias señales sobre una sola fibra óptica mediante
portadoras ópticas de diferente longitud de onda, usando luz procedente de
un láser o un LED.
Este término se refiere a una portadora óptica mientras que la multiplexación
por división de frecuencia generalmente se emplea para referirse a una
portadora de radiofrecuencia (descrita habitualmente por su frecuencia). Sin
embargo, puesto que la longitud de onda y la frecuencia son inversamente
proporcionales, y la radiofrecuencia y la luz son ambas formas de radiación
electromagnética, la distinción resulta un tanto arbitraria.