Diplomado en Linea
Fundamentos de Telecomunicaciones y Redes de Información.
Módulo I. Fundamentos de Telecomunicaciones
http://www.fundacionteleddes.org
1. 1
Módulo I.
Fundamentos de Telecomunicaciones
VERSION 2014
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2. 2
EL PRESENTE MODULO ES GRATUITO
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• Acceso a los 7 módulos del Diplomado
• No incluye asesoría ni certificación
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Contenido
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3. 3
Contenido
• Introducción
• El desarrollo de las telecomunicaciones
• Conceptos básicos de telecomunicaciones
• Sistemas modernos de telecomunicaciones
Contenido
5. 5
Introducción
• A partir de la aparición del transistor en
1947, la sociedad ha entrado en una nueva
etapa de desarrollo ligada a un acelerado
avance tecnológico que impacta en la manera
que hacemos negocios, que aprendemos y
que nos divertimos.
Introducción
6. 6
Nuevo escenario
• En este nuevo escenario conocido como la
REVOLUCIÓN DE LA INFORMACIÓN,
convergen varias disciplinas interrelacionadas
que están influenciando los asuntos
socioeconómicos y políticos actuales.
Introducción
8. 8
El desarrollo de las telecomunicaciones
1844 Nacimiento de la telegrafía
- Samuel Morse
1865 Se funda la Unión Internacional
de Telegrafía
1876 Nacimiento de la telefonía
- Alexander Graham Bell
1884 Es fundada la IEEE (Institute of Electrical
and Electronics Engineers) en los Estados Unidos
Introducción
9. 9
El desarrollo de las telecomunicaciones
1896 Nace la radio
- Guglielmo Marconi
1932 Se crea la ITU (International
Telecommunications Union) en Suiza, antes
Unión Internacional de Telegrafía
1947 Se crea la ISO (International
Organization for Standardization)
Introducción
10. 10
El desarrollo de las telecomunicaciones
1947 Bardeen, Brattain y Shockley científicos
de Bell Laboratories llevaron a cabo la
invención del transistor.
1948 C.E. Shannon publica un articulo dando
a conocer la Teoría de la información.
11. 11
El desarrollo de las telecomunicaciones
1945 Propuesta para comunicaciones
vía satélite por Arthur C. Clarke
1957 Primer satélite artificial llamado
Sputnik, lanzado por la URSS
1962 Es lanzado el primer satélite comercial
por la NASA llamado TELSTAR I
Introducción
12. 12
El desarrollo de las telecomunicaciones
1969 Se crea ARPANET, antecesor de
Internet
1971 Primer microprocesador comercial,
fabricado por Intel (4004)
1975 Primer transmisión de TV difundida
por satélite por Home Box Office (HBO)
Introducción
13. 13
El desarrollo de las telecomunicaciones
1980 Bell system (AT&T) introduce
la fibra óptica a la telefonía
1980 Se presentan las especificaciones
de la Red Ethernet definidas por Xerox,
DEC, Intel
1978 Correo electrónico comercial
en Internet
Introducción
14. 14
El desarrollo de las telecomunicaciones
1981 Nace la telefonía celular
1990 Se renombra oficialmente
Arpanet por Internet, los hosts*
alcanzan los 300,000
Introducción
* HOST: cualquier computadora conectada a Internet que posee una dirección IP
1995 VocalTec desarrolló el primer software que permitía
a los usuarios de Internet comunicarse verbalmente
15. 15
El desarrollo de las telecomunicaciones
1998 El boom del comercio electrónico
Introducción
Ventas en línea:
1998 $ 50 MMD
1999 $ 111 MMD
MMD: Miles de millones de dólares
1996 El número de computadoras personales vendidas
en estados unidos sobrepasó a las televisiones
vendidas.
16. 16
El desarrollo de las telecomunicaciones
Introducción
2000 Las líneas inalámbricas rebasan a las fijas
2010 en adelante
El teléfono inteligente es la plataforma mas
utilizada para acceso a Internet
17. 17
El desarrollo de las telecomunicaciones
1999 Hosts de Internet: 56 millones
Páginas web: 800 millones
Usuarios de Internet: 196 millones
Introducción
2000 Las líneas inalámbricas rebasan a las fijas
18. 18
Nuevo
entorno mundial
• En la transición hacia el nuevo milenio se
acepta en forma generalizada que: en el
nuevo entorno socioeconómico mundial, hay
dos tendencias que han venido forjando y
que proveen un marco de referencia para la
aparición de una “nueva economía” o
“economía digital”.
– Globalización de los negocios.
– Revolución de la información (impacto de las
nuevas tecnologías de la información).
Introducción
20. 20
Convergencia entre los subscriptores móviles y
de Internet
1998 1999 2000 2001 2002 2003 ………. 2010
Convergencia
Subscriptores de móviles
Subscriptores de Internet
Fuente: Alcatel Telecommunication Review 2001.
21. 21
Convergencia entre
servicios telefónicos y de televisión
Transmisión por
radiodifusión
Transmisión
por cable
Durante los pasados 10 años,
la televisión y las telecomunicaciones
intercambiaron sus medios primarios
de transmisión, sin embargo, las
plataformas móviles serán las de mayor
adopción en los próximos años
Inalámbrico
CableTELEVISIÓN
TELEFONÍA
Introducción
22. 22
Las redes del futuro
• Debido a la preponderancia de la fibra óptica,
las redes del futuro tendrán una cantidad
enorme de ancho de banda.
• Movilidad y ancho de banda serán los
motores del avance tecnológico aunados a la
fuerza del trafico de datos impulsado por
Internet.
Introducción
24. 24
Evolución de los sistemas celulares
1G 2G 4G3G
Transmisión Analógica Transmisión Digital Transmisión Digital Transmisión Digital
Audio Audio Audio y Video Audio y Video
Datos en banda de
Audio
Capacidad de Datos Velocidades Medias
de Datos
Velocidades Altas de
Datos
Conmutación de
Circuitos
Conmutación de
Circuitos
Hacia Conmutación de
paquetes
Conmutación de
paquetes
Sistemas Locales Roaming Global Roaming Global Roaming Global
Fuente: Alcatel Telecommunication Review 2001.
26. 26
Elementos de un
sistema de comunicación
Enlace o canal
de transmisión
FLUJO
INFORMACIÓN
Introducción
TRANSMISOR RECEPTOR
27. 27
Elementos de un
sistema de comunicación eléctrica
FUENTE DESTINO
Ruido, interferencia
y distorsión
Introducción
TRANSMISOR
TRANSDUCTOR
DE ENTRADA
RECEPTOR
TRANSDUCTOR
DE SALIDA
CANAL DE
TRANSMISIÓN
FUENTE DESTINO
28. 28
Definiciones
básicas
• Periodo: Es el tiempo requerido para un ciclo
completo de una señal eléctrica o evento.
• Frecuencia: Representa el número de ciclos por
unidad de tiempo de una señal.
• Ancho de banda de canal: Es el rango de
frecuencias que el canal puede transmitir con
razonable calidad.
• Ancho de banda de una señal: Es el rango
de frecuencias que contiene la mayor potencia de
señal.
Introducción
29. 29
Definiciones
básicas
• Espectro radioeléctrico: Gama de frecuencias
que permite la propagación de las ondas
electromagnéticas. La asignación de estas
frecuencias está estandarizada por organismos
internacionales.
• Longitud de onda: Es la longitud en metros que
existe entre cresta y cresta de una señal eléctrica. La
longitud de onda es igual a la velocidad de la luz
entre la frecuencia.
Donde:
f es la frecuencia en Hz
C es la velocidad de la luz
es la longitud de onda en mts.
Introducción
32. 32
Características de una
onda electromagnética
• Parámetros fundamentales
– Amplitud
– Frecuencia
– Fase
Amplitud
Ciclo
1 ciclo/seg = 1 Hertz
f - Ángulo de fase
f
Introducción
33. 33
Tipos de canales de transmisión
• Confinados (cableados).
– Par trenzado.
– Cable coaxial.
– Fibra óptica.
– Guía de onda.
• No confinados (inalámbricos).
– Microondas terrestres.
– Vía satélite.
– Radiofrecuencia.
– Espectro extendido.
– Laser / infrarrojo.
Introducción
35. 35
¿ Qué es una señal ?
• Tal como su nombre lo indica, una señal es
un indicio o una indicación de algo que pasa
o va a pasar; en nuestro caso, es una forma
de indicar la manera en la que un fenómeno
se desarrolla, nos da información de como
varía en el espacio, tiempo o frecuencia y nos
dice también el tipo de fenómeno con el que
estamos tratando.
Representación de señales
36. 36
Tipos de señales
• PERIÓDICAS
• NO PERIÓDICAS
– Transitorias
– Aleatorias
Representación de señales
37. 37
• La interpretación del contenido de
información de una señal nos habla de que
tipo de fenómeno se presenta y se puede
encontrar que con ayuda de herramientas,
datos de cual es su origen y posible
evaluación.
Representación de señales
38. 38
• Algunas veces es difícil interpretar una señal,
de tal forma que debemos de ver cual es la
mejor manera o método de análisis. En
algunos casos el dominio del tiempo nos da la
respuesta adecuada, en otros casos el
dominio de la frecuencia. Podemos también
analizar el tipo de sistema que la procesó
para saber las modificaciones que introdujo a
ella.
Representación de señales
39. 39
• De lo anteriormente dicho se desprende el
hecho de que el saber representar una señal
daría importante información del fenómeno
que se esté tratando. Existen muchas
maneras de representar una señal y nosotros
trataremos aquellas que tengan una
aplicación específica y aplicada a diversos
temas.
Representación de señales
40. 40
Representación
de una señal
• El problema de la representación de una
señal, es mejor atacado considerando una
analogía entre la representación de una
función y la representación vectorial.
Representación de señales
41. 41
• No se puede representar un vector o señal
por medio de otro vector o señal ortogonal a
el, pero si se puede representar un vector o
señal por medio de un conjunto de vectores o
señales ortogonales entre si.
para N dimensiones
z
x
y
ry
rx
rz
rN = C1X1 + C2X2 + C3X3 + … + CNXN
^ ^ ^ ^
r = rx i + ry j + rz k
^ ^ ^
r
Representación de señales
42. 42
¿ Qué funciones
cumplen con la condición anterior ?
• Realmente varias funciones cumplen con esta
condición, pero de estas las funciones seno y
coseno son muy importantes, ya que tienen
aplicación en diversos campos de la ciencia,
tal es el caso de las SERIES DE FOURIER.
Representación de señales
43. 43
• Seno y coseno son funciones ortogonales
cos wt sen wt
f = 90o
f
Representación de señales
44. 44
• La serie de Fourier de una función es
simplemente la representación de dicha
función por las funciones ortogonales seno y
coseno y queda expresada por:
f(t) = ½a0 + (an cos n w0t + bn sen n w0t)
n=1
½a0 = f(t) dt
1
T
T/2
-T/2
an = f(t) cos (n w0t) dt ; n= 0, 1, 2, 3, ...
2
T
T/2
-T/2
Representación de señales
bn = f(t) sen (n w0t) dt ; n= 0, 1, 2, 3, ...
2
T
T/2
-T/2
45. 45
• La representación en Series de Fourier nos da
información del contenido armónico de la
función, lo cual es fundamental en
telecomunicaciones.
• Al esquema que da información de la
amplitud de una armónica y su frecuencia se
le conoce como Espectro de Líneas.
Representación de señales
50. 50
• El concepto de Series de Fourier se puede
extender para todo tipo de señal, ya sea
discreta, continua o periódica a través del
concepto de Transformada de Fourier.
Representación de señales
51. 51
f(t) = F(w) e dw
1
2p
-
jwt
F(w) = F(t) e dt
-
-jwt
PAR DE FOURIER
o
TRANSFORMADA
DE FOURIER
Transformación
de Fourier
Representación de señales
Dominio de
la Frecuencia
Dominio del
Tiempo
52. 52
• F(w) se llama también Función de Densidad
Espectral o transformada de Fourier de f(t)
• f(t) es la transformada inversa de F(w)
Representación de señales
53. 53
• F(w) es una función compleja en general:
F(w) = | F(w) | e
jq(w)
| F(w) | gráfica de amplitud
*
q (w) gráfica de fase
*
* Estos son los elementos que se grafican en un analizador de
espectro.
magnitud fase
Representación de señales
54. 54
Gráfica de una señal
en el dominio del tiempo (osciloscopio)
Representación de señales
55. 55
Gráfica de una señal
en el dominio de la frecuencia (analizador
de espectros)
Representación de señales
56. 56
• Una señal pulsada en el tiempo, tiene un
espectro de la forma:
sen x
x
Tiempo
Osciloscopio
Frecuencia
Analizador de Espectro
Representación de señales
63. 63
Introducción
• La modulación es el proceso mediante el cual
una señal de información se multiplica por
otra señal de mayor frecuencia, haciéndole
variar uno o más de sus parámetros.
Modulación
64. 64
Introducción
• Mediante la modulación se incorporan a la
señal de mayor frecuencia llamada
PORTADORA, variaciones de sus parámetros
fundamentales. Estas variaciones son
efectuadas por la señal de información o
señal MODULADORA.
Modulación
65. 65
Introducción
• Los parámetros de la señal portadora que son
afectados por la señal de información son:
Amplitud, frecuencia y fase
Amplitud
Ciclo
1 ciclo/seg = 1 Hertz
Modulación
f
66. 66
• Una señal portadora de tipo senoidal se
representa en forma matemática por la
siguiente expresión:
donde:
sp(t) = Ap cos(wpt + qp) (1)
Ap = Amplitud de la señal portadora senoidal.
wp = Frecuencia de la señal portadora (rad/seg).
t = Tiempo.
qp = Ángulo de fase de la portadora.
Modulación
67. 67
• En esta ecuación se pueden distinguir los
parámetros de la señal portadora que pueden
modularse:
– La amplitud Ap.
– La posición Angular (wpt + qp).
Modulación
68. 68
• Si la amplitud Ap es variada de acuerdo a la
señal de información o señal moduladora
tenemos el caso de MODULACIÓN DE
AMPLITUD.
Modulación
69. 69
• Si el ángulo (wpt + qp) es variado de acuerdo
a la señal de información o señal moduladora
tenemos el caso de MODULACIÓN DE
ÁNGULO la cual puede ser de dos tipos:
– Modulación de frecuencia.
– Modulación de fase.
Modulación
71. 71
TIEMPO FRECUENCIA
w0
w-w0
0
A/2
t
f(t)
Modulación
(Dominio del tiempo)
PRODUCTO
(Dominio de la frecuencia)
CONVOLUCIÓN
Obsérvese que la señal f(t) es desplazada a w0 y
-w0 por efecto de multiplicarse por cos w0t
f(t) [ejw0t/2 + e-jw0t/2]• F(w) * [d(w+w0)/2 + d(w-w0)/2 ]
f(t) ejw0t/2 +• f(t) e-jw0t/2• F(w+w0)/2 + F(w-w0)/2
72. 72
• Facilita la propagación de la señal.
• Ordena el radioespectro.
• Disminuye tamaño de antenas.
• Optimiza el ancho de banda.
• Evita interferencia entre canales.
• Protege de la degradación del ruido.
• Define la calidad de la información.
Razones para modular
Modulación
75. 75
Modulación
en amplitud (AM)
• Caso más sencillo:
– Señal portadora tipo senoidal y señal moduladora
o de información tipo senoidal. En este caso, la
señal modulada en amplitud, será:
SAM(t) = [Ap + Si(t)] coswpt (2)
– Si(t) es la señal de información expresada por:
Si(t) = Ai coswit (3)
Modulación
76. 76
• El proceso anterior se puede expresar en
forma gráfica como sigue:
Si(t) MODULADOR
Aire,
cable,
fibra,...
Transmisor
Portadora
Sp(t)
SAM(t) = Si(t) • Sp(t)
Modulación
80. 80
• La expresión general de la señal modulada en
AM según la ecuación (2) es:
SAM(t) = [Ap + Si(t)] cos(wpt) (4)
• Sustituyendo los valores correspondientes
tenemos que:
SAM(t) = [Ap +Aicos(wit) cos(wpt) (5)
= Apcos(wpt) + Aicos(wpt) cos(wit)
Modulación
81. 81
• Al sustituir la identidad trigonométrica
correspondiente se obtiene:
• Por lo tanto, la ecuación de la señal
modulada en amplitud es:
SAM(t) = Apcoswpt + Aicos(wp+wi)t + Aicos(wp-wi)t (6)
22
Portadora Banda Lateral
Superior
Banda Lateral
Inferior
cos a cos b = 1 cos(a + b) + 1 cos(a - b)
2 2
Modulación
82. 82
Gráfica espectral de la modulación en
amplitud
Si(t)
wi
Sp(t)
wp Espectro antes
de modular
BLI
(wp-wi) wp
w
Espectro después
de modular
BLS
(wp+wi)
SAM(t)
Portadora
Sp(t)
Modulación
w
BLI = Banda Lateral Inferior
BLS = Banda Lateral Superior
83. 83
• Esta es una de las maneras de indicar el
grado de modulación que infiere la señal de
información sobre la portadora. Esta es una
medida muy práctica y se define como:
donde:
m = Índice de modulación.
Ai = Amplitud de la señal de información.
Ap = Amplitud de la señal portadora.
Índice de modulación
b = m = (7)
Ai max
Ap max
Modulación
84. 84
• Se pueden tener los siguientes casos:
– m < 1 Señal SEMIMODULADA
– m = 1 Señal COMPLETAMENTE
MODULADA
– m > 1 Señal SOBREMODULADA
Modulación
86. 86
Potencia de una
señal de AM
• En una señal de AM, la información no está
contenida en la portadora sino en las bandas
laterales, de modo que la potencia
transmitida en la portadora está siendo
desperdiciada.
Modulación
87. 87
Modulación de ángulo
• Modulación en frecuencia.
• Modulación en fase.
La señal modulada en fase o en frecuencia se
expresa como:
SFM(t) = ApCos[wpt + q(t)] (8)
wp = 2pfp es la frecuencia angular de la
portadora
Modulación
88. 88
• En forma gráfica la modulación angular en el
dominio del tiempo se observa como:
Señal moduladora
Señal de frecuencia modulada
Señal de fase modulada
Modulación
89. 89
Espectro de una
señal de FM
• FM de banda
angosta bFM < 1
• FM de banda
amplia
w0+wfw0-wf
w0
BFM
w
bFM = 0.5
w0+4wfw0- 4wf
w0
BFM
w
bFM = 2
Modulación
91. 91
Comparación entre
AM y FM
• Ventajas de FM
– La amplitud de la señal de FM es constante, lo que
permite a los transmisores emplear amplificadores
clase ‘C’ más eficientes. Ya que estos
amplificadores manejan potencia constante, no
necesitan ser capaces de manejar hasta cuatro
veces el valor de la potencia como en
transmisores AM.
Modulación
92. 92
Comparación entre
AM y FM
• Ventajas de FM
– Las transmisiones comerciales de FM tuvieron su
inicio en 1940, décadas después de las de AM.
Consecuentemente, presenta algunas otras
ventajas relacionadas con la mejor planeación.
Modulación
93. 93
Comparación entre
AM y FM
• Desventajas de FM
– El ancho de banda requerido es mucho mayor que
el empleado en AM.
– El equipo transmisor y receptor FM tiende a ser
más complejo.
Ancho de banda por canal en FM: 0.25 MHz
Ancho de banda por canal en AM: 0.01 MHz
Modulación
94. 94
Conclusión
• En la actualidad tanto AM como FM han
avanzado incorporando cambios tecnológicos
que las hacen mas eficientes y dinámicas.
• Estos métodos de modulación constituyen la
base de los métodos de modulación digital
que serán vistos a partir de la próxima
sesión.
Modulación
95. 95
Evaluación
1. Los tipos de señales que existen son:
a) continuas y remotas,
b) largas y cortas,
c) periódicas y no periódicas,
d) periódicas y transitorias.
Modulación
2. Los parámetros de la señal portadora que
pueden afectarse por la señal de información
en el proceso de modulación son:
a) amplitud,
b) frecuencia,
c) fase.
96. 96
Evaluación
3. Las razones mas importantes para efectuar la
modulación en un proceso de transmisión
son:
a) la modulación ordena el radioespectro,
b) la modulación optimiza el ancho de banda,
c) la modulación crea interferencia,
d) la modulación crea atenuación.
Modulación
4. En el método de Modulación en Amplitud, en
su forma mas sencilla se transmite:
a) solo la portadora,
b) la portadora y las bandas laterales,
c) las bandas laterales.
97. 97
Evaluación
5. Al aumentar el índice de modulación en
amplitud a un valor mayor de 1 (m>1), la
señal modulada:
a) se atenua,
b) se amplifica,
c) se sobremodula.
Modulación
6. Las señales pueden ser representadas por
medio de funciones ortogonales senos y
cosenos por medio de:
a) trigonometría, b) series de Laplace
c) espectro de líneas, d) series de Fourier
98. 98
Evaluación
7. La información en una señal de AM está
contenida en:
a) la portadora,
b) las bandas laterales.
8. Al llevar a cabo la modulación en ángulo, se
afecta:
a) la amplitud de la portadora,
b) la fase de la portadora,
c) la frecuencia de la portadora.
Modulación
99. 99
Evaluación
9. En modulación en frecuencia, al aumentar la
amplitud de la señal moduladora:
a) se aumenta la potencia de la señal modulada,
b) se aumenta el contenido espectral de la señal
modulada.
Modulación
10. Las ventajas de FM sobre AM son:
a) la señal FM tiene mayor calidad en contenido
espectral,
b) tiene mayor cobertura para la misma potencia
de transmisión y relación señal a ruido,
c) utiliza mayor potencia de transmisión.
100. 100
Revise su material y realice
la evaluación de nueva cuenta
para fijar mejor los
conceptos claves.
102. 102 Tendencias en telecomunicaciones
Servicios modernos de
Telecomunicaciones
• Fibras ópticas
• Conceptos de redes de alta velocidad
• Servicios de alta velocidad al abonado
• Tecnologías inalámbricas
– GEOS
– MEOS
– LEOS
– GPS
– Sistemas de comunicación personal (PCS)
• Avances en Internet
104. 104
Aplicaciones de la
tecnología de fibra óptica
• Telefonía digital.
• Troncales.
• Enlaces de larga distancia y transoceánicos.
• Video.
• Redes de datos (LANs y WANs).
• RDSI (Red Digital de Servicios Integrados).
• Sensores.
Tendencias en telecomunicaciones
105. 105
Estado del arte en comunicaciones por fibra
óptica
Traducción Tiempo Real Entretenimiento
Telecomunicación
Interactiva
Información, Comunicación
y Entretenimiento
Sistemas
Tolerantes a Fallas
Distribuídas
Terminales
Despliegue
3D
2015
Análisis
Lenguaje Reconocimiento
de Voz
Presentación
Media
Observación
Video
Comunicación
Multimedia
Redes de
Paquetes
Tera b/s
Transporte
Tera b/s
2005
ANCHO DE BANDA
(TRANSMISIÓN Y CONMUTACIÓN MULTIMEDIA)
INTELIGENCIA
(PROGRAMACIÓN,VELOCIDADDE
PROCESAMIENTOYALMACENAMIENTO)
Servicios a
Sordomudos Terminales
Miniatura
Bibliotecas
Electrónicas
Redes
Controladas
por Usuarios
Comunicación
Segura
RAL/RAM
Multi Gb/s
1995
e-mail
RDSI RDSI - BA
Radio Portátil
Personal
Marcado de Voz
Tendencias en telecomunicaciones
106. 106
Uso general
durante el tiempo
Fibra
Transistor
Automovil
Aeroplano
Teléfono
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
USO A
GRAN
ESCALA
Tendencias en telecomunicaciones
AÑOS
107. 107
Costo de transmisión
Email Email Email Email Email
Web Web Web Web
Audio Audio Audio
Video Video
Inter-
Activo
Baja AltaCantidad de Tráfico
Bajo
Alto
Costo por
Mbps
$
$
$
$
Trafico IP
108. 108
Multicanalización por
división de longitud de onda WDM
• Wavelength Division Multiplexing (WDM)
permite a los carriers dividir y condensar
transmisiones estándares por medio de fibra
óptica en longitudes de onda separadas, cada
una llevando diferente contenido.
Tendencias en telecomunicaciones
109. 109
Multicanalización por
división de longitud de onda WDM
• El primer sistema WDM propuesto fue
diseñado para tener varios canales por fibra,
con espaciamientos de 10-30 nm;
actualmente existen dos tipos de sistemas
WDM:
– Sistemas ordinarios (coarse WDM). Son sistemas
con un solo canal por fibra (p.e. 1.3 y 1.5 m o
0.8 y 1.3 m).
– Sistemas densos (dense WDM). Sistemas con
varios canales dentro del rango de ancho de
banda de 30 nm y espaciamiento de 1-4nm.
Tendencias en telecomunicaciones
Fuente: wjt@cc.bellcore.com
110. 110
Sistemas de fibra óptica de multilongitud
de onda
• Con WDM, se pueden enviar una secuencia
10011 (verde) al mismo tiempo que se envía
la 11100 (café) una sobre otra.
1 0 0 1 1
1 1 1 0 0
111. 111
Enfoque de las líneas de investigación a nivel
internacional
• Aumentar la capacidad de los sistemas de
fibra óptica.
• Aumentar la distancia de transmisión ya sea
entre repetidores o extremos.
• Proveer soluciones sencillas y
económicamente factibles con el menor grado
de obsolescencia posible.
Tendencias en telecomunicaciones
112. 112
Estado del arte
– Para tener una referencia en cuanto a la
velocidad de 80 Gbps, se puede decir que
con tal capacidad se podrían transmitir
1’000,000 de canales de voz
simultáneamente cada uno de ellos
comprimidos a 8 kbps.
– Es muy importante por lo tanto que las
fibras que se instalen en el presente
puedan adaptarse a las futuras velocidades
que las redes cursarán en el futuro.
Tendencias en telecomunicaciones
113. 113
DWDM
• Multicanalización por División de Longitud de
Onda (DWDM) es una técnica de transmisión
por fibra que emplea longitud de onda de luz
para transmitir datos bit a bit en forma
paralela o caracter a caracter en forma serial.
• El desarrollo de DWDM ha iniciado una
revolución tecnológica en la provisión de
capacidad y ha inaugurado una nueva
disciplina conocidad como REDES ÓPTICAS.
114. 114
Capacidad de transmisión en la red
tradicional
• Combina el tráfico de entradas múltiples a una
salida común de alta velocidad.
• Permite alta flexibilidad para administrar tráfico;
ancho de banda fijo.
• Requiere una función eléctrica de mux/demux.
115. 115
Independencia
de velocidades
y formatos
Capacidad de transmisión con DWDM
• Combina el tráfico óptico a una fibra común.
• Permite alta flexibilidad en ancho de banda
expansible.
• Reduce el costo de funciones mux/demux, reusa las
señales ópticas existentes.
116. 116
Sistemas DWDM
• Los sistemas DWDM comenzarán a ser
ampliamente utilizados en los próximos 10
años en:
– Redes de telecomunicaciones (casas y oficinas).
– Redes computacionales (oficinas).
– TV de alta definición (casas y oficinas).
– Video-mail (casas y oficinas).
– Audio digital (casas y oficinas).
– Internet completamente gráfico (casas y oficinas).
117. 117
Visión estratégica: evolución de las redes
de transmisión
1980s
Inteligencia en la
red de transmisión
Enrutamiento dinámico
Redes privadas virtuales
Protección y restauración
de administración de
servicios
Administración de fallas
Tuberías lentas y tontas
1990s 2000s Tiempo
Redes ópticas
SDH
PDH
Fuente: Alcatel Telecomm Review, 3er trimestre 2000
SDH = Synchronous Digital Hierarchy
PDH = Plesynchronous Digital Hierarchy
118. 118
Brecha del desempeño óptico
Fuente: Telecomm Magazine, Agosto 2000
10
70
60
50
40
30
20
10
0 20 30 40 50 60
Mejoramiento del
desempeño
Tiempo (meses)
BRECHA DEL
DESEMPEÑO
ÓPTICO
Incremento …
… espacio
… poder
… complejidad
Cambio
disruptivo …
Transporte
óptico
Equipo
de red
122. 122
X.25
RTP*
MODEM
LÍNEAS PRIVADAS
ANALÓGICAS
ISDN
64 Kbps
E1
Fraccional
FRAME RELAY
E3
Fraccional
E1 E3
SDH
Evolución de las tecnologías de
transporte en conmutación digital
64 Kbps 2.04Mbps 45 Mbps 155 Mbps
VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN
SERVICIOS:
CONMUTACIÓN
DE PAQUETES
SERVICIOS:
CONMUTACIÓN
DE CIRCUITOS
LÍNEAS
PRIVADAS
Tendencias en telecomunicaciones
*RTP - Red Telefónica PúblicaSDH: Jerarquia Digital Sincrona
123. 123
Redes de
Gigabits
CONMUTACIÓN
DE BANDA AMPLIA
ATMTRANSMISIÓN
VÍA RED
TELEFÓNICA
ISDN
SONET
SDH
Evolución de las tecnologías modernas de
transmisión digital
1990 1992 1995 2000+
Tendencias en telecomunicaciones
SDH - Synchronous Digital Hierarchy
SONET - Synchronous Optical NETwork
124. 124
Servicios de acceso a Internet de
abonado
Tendencias en telecomunicaciones
Tecnología xDSL
Cable modems
125. 125
¿ Qué es DSL ?
• Digital Subscriber Line o DSL, es
fundamentalmente otro nombre para un
canal ISDN-BRI operando en la Interface de
Velocidad Básica (Basic Rate Interface) con
dos canales conmutados de 64 kbps y un
canal de 16 kbps para conmutación y
señalización de paquetes. Este circuito puede
llevar voz y datos en ambas direcciones al
mismo tiempo.
Tendencias en telecomunicaciones
Fuente: xDSL PairGain
126. 126
Tecnologías xDSL
• xDSL se refiere a un conjunto de tecnologías
similares que proveen ancho de banda sobre
cable de cobre convencional par trenzado, sin
amplificadores o repetidores a lo largo del
cable.
Tendencias en telecomunicaciones
127. 127
Estándares soportados
• La tecnología xDSL soportó formatos de
transmisión y velocidades establecidos por la
industria, tales como T1 (1.544 Mbps) y E1
(2.048 Mbps), y ha sido suficientemente
flexible para soportar velocidades y formatos
adicionales.
Tendencias en telecomunicaciones
128. 128
Acrónimos de xDSL
• Estos términos se refieren a la manera de
configuración del ancho de banda de la
transmisión y como es utilizado para soportar
las necesidades del usuario:
– DSL Digital Subscriber Line
– HDSL High-bit-rate DSL
– S-HDSL Single-pair HDSL
– SDSL Symmetric DSL
– ADSL Asymmetric DSL
– RADSL Rate Adaptive DSL
– VDSL Very High-bit-rate DSL
Tendencias en telecomunicaciones
129. 129
¿ Cómo funciona HDSL ?
Usuario Final
Oficina Telefónica
Unidad Central
HDSL
Unidad
Remota
HDSL
Enlaces sobre
cable de cobre
Tendencias en telecomunicaciones
131. 131
¿ Qué es un
cable modem ?
• Es un dispositivo que permite el acceso de
datos (como puede ser Internet) a altas
velocidades vía red de televisión por cable
(CATV). Un modem de cable contiene dos
conexiones, una para una televisión y otro
para una computadora.
Tendencias en telecomunicaciones
CATV: Common Antenna Television
132. 132
¿ Qué es un
cable modem ?
• Es un modem en todo el sentido de la palabra
—MODula y DEModula señales —. Los cable
modems puede ser parte modem, parte
sintonizador, parte dispositivo
encriptador/desencriptador, parte puente,
parte enrutador, parte NIC, parte SNMP y
parte hub ethernet.
Tendencias en telecomunicaciones
NIC: Network Interface Card
SNMP: Simple Network Management Protocol
133. 133
Ventajas del cable modem sobre
la conexión telefónica convencional
• Velocidades relativamente mas altas de
transmisión.
• Línea siempre disponible (no existe
marcación, no existe señal de ocupado).
• Usuarios múltiples (incluyendo TV por cable)
con una sola conexión coaxial.
• No “amarra” la línea telefónica.
• Capacidad de multimedia.
Tendencias en telecomunicaciones
134. 134
Comparación entre tecnologías
9.6 Kbps 14.4 Kbps 56 Kbps 128 Kbps
ISDN
1.54 Mbps
T1
6 Mbps
ADSL
28.8 Kbps 10 Mbps
CableModems
8 seg
2.3 hrs
1.5 hrs
46 min
24 min
10 min
52 seg 14 seg
Transferencia de archivo de
10 Mbytes
Tendencias en telecomunicaciones
137. 137
GEO
Órbita: 36,000 Kms
Retardo: 0.25 - 0.5 seg.
Velocidad: Hasta 155 Mbps
MEO
Órbita: 9,600 Kms
Retardo: 0.10 seg.
Velocidad: 9.6-38.4 kbps
LEO
Órbita: 640-1640 Kms
Retardo: 0.05 seg.
Velocidad: 2.4-300 kbps
2.4-9.6 kbps
6 kbps - 155 Mbps
El límite ... las estrellas
Tendencias en telecomunicaciones
138. 138
• Aeronaútica
– Comunicación para navegación,
localización y desastres
– Vehículos de gobierno y militares
– Comunicación de voz y datos
entre aviones
• Marítimo
– Buques de carga y pasajeros
– Flotas de pesca
– Yates
– Barcos veleros
– Buque tanques petroleros
– Plataformas petroleras
Servicios móviles
por satélite
• Móvil Terrestre
– Comunicación entre camiones
– Operación de trenes y camiones
– Vehículos de gobierno y militares
– Operación en flotas de
contenedores
• Transportable
– Noticieros
– Viajeros internacionales y
ejecutivos de negocios
– Exploradores y aventureros
– Extracción, taladración y
perforación remota
– SCADA
– Búsqueda y rescate
Tendencias en telecomunicaciones
• Móvil Terrestre
– Comunicación entre camiones
– Operación de trenes y camiones
– Vehículos de gobierno y militares
– Operación en flotas de
contenedores
• Transportable
– Noticieros
– Viajeros internacionales y
ejecutivos de negocios
– Exploradores y aventureros
– Extracción, taladración y
perforación remota
– SCADA
– Búsqueda y rescate
139. 139
¿ Qué es GPS ?
• Es un Sistema Mundial de Localización
constituído por una constelación de 24
satélites (dotados cada uno de ellos con
relojes atómicos, computadoras, emisores y
receptores de radio) y sus estaciones
terrenas.
• Los receptores GPS utilizan a esos satélites
como puntos de referencia para calcular
posiciones (latitud y longitud) con
aproximaciones de metros (inclusive
centímetros).
Tendencias en telecomunicaciones
140. 140
¿ Qué es GPS ?
• Los receptores GPS han disminuído su
tamaño y su precio, lo cual hace que esta
tecnología sea accesible a cualquier persona.
• Otra ventaja, es que el servicio GPS ofrecido
por NAVSTAR es gratuito a cualquier civil
(con algunas limitantes).
Tendencias en telecomunicaciones
145. 145
1984: El primer teléfono portable del mundo
conocido como “the brick”
1989: Pesando 10.7 onzas, este
modelo flip-top era el más
pequeño y ligero.
Evolución de la telefonía celular hacia PCS y
después a Internet móvil
146. 146
Evolución de la telefonía celular hacia PCS y
después a Internet móvil
1996: Fino y de tamaño bolsillo de 3.1
onzas, este teléfono incluyó
baterías con duración de cuatro
horas.
1999: Ahora las opciones:
mayor pantalla, navegación
Web, e-mail, marcación
por voz y otras más
147. 147
Evolución de la telefonía celular hacia PCS y
después a Internet móvil
2000: DoCoMo, teléfono japonés
con e-mail, intercambio de
imágenes, directorios,
noticias, clima y horóscopos.
2002: Prototipo celular europeo, con capacidad
para videoconferencia, video-mail, TV
móvil, noticias, deportes, clima, video en
demanda, video de vigilancia, fotos y
Web vía voz.
148. 2010 en adelante La penetración de los
“smarthphones”
148
Los teléfonos inteligentes se convierten en la
plataforma mas utilizada para acceder a Internet
150. 150 Tendencias en telecomunicaciones
Tercera generación inalámbrica (3G)
• La primera generación inalámbrica se constituye
por la industria a inicios de los 1980s con la
construcción de las redes celulares analógicas.
• La segunda generación se basa en la
digitalización de las redes y el uso de
tecnologías como CDMA y GSM.
• La tercera generación inalámbrica (3G)
permitirá ofrecer servicios mejorados de datos y
telefonía, roaming global, acceso a internet,
correo eletrónico y, con el tiempo, video
multimedio. Todo esto, digitalmente.
151. 151
Tercera generación inalámbrica (3G)
• La tercera generación (3G) o IMT-2000, dió inicio
hace 13 años por la UIT.
• Las redes 3G deberán ser capaces de lograr las
siguientes velocidades:
– Móvil: 144 kbps
– Peatonal: 384 kbps
– Fijas: 2 Mbps
• IMT-2000 incorpora varios objetivos:
– Calidad de voz mejorada y cobertura ubicua.
– Eficiencia de red mejorada y nuevos servicios.
– Nuevos servicios de datos (e-mail de 14 kbps, datos en
paquetes a 64 kbps, multimedia asimétrica a 128 kbps de
subida y 384 kbps de bajada).
– Evolución ordenada de 2da a 3ra generación para
protección.
Tendencias en telecomunicaciones
152. 152
Sistemas 4G y 5G
• Mayor
eficiencia
espectral.
• Mayores
velocidades
rumbo a
Gbps por
usuario
• Integración
con las redes
de nueva
generación
NGN
• Prestación de
servicios
multimedia
en forma
ubicua.
153. 153
Para su mejor aprendizaje
sobre el futuro de las
comunicaciones inalámbricas
consulte las
siguientes referencias:
Sugerencia:
www.3gpp.org
www.uit.int
155. 155
Introducción
• El avance actual de las telecomunicaciones lo
dicta la eficiencia y costo con que los
individuos y empresas se conectan y
procesan información en Internet.
Tendencias en telecomunicaciones
156. 156
Introducción
• Debido a esto, estamos pasando a una
transición hacia una “nueva” infraestructura
de telecomunicaciones basada en el protocolo
de Internet (IP).
Conmutación
Circuital
Conmutación
en Paquetes
Tendencias en telecomunicaciones
157. 157
Introducción
• Esta transición no solo tiene impacto en el
ambiente de telecomunicaciones e
informática, sino también en otras áreas
económicas y sociales.
Tendencias en telecomunicaciones
158. 158
¿ Qué es Internet ?
• Internet es una matriz global de redes de
computadoras interconectadas que utilizan el
protocolo IP (Internet Protocol) para
comunicarse una con otra.
Tendencias en telecomunicaciones
159. 159
Nodos originales:
• Universidad de Stanford
• Universidad de California
en Los Angeles (UCLA)
• Universidad de California
en Sta.Barbara (UCSB)
• Universidad de Utah
El origen de Internet
• En 1969, el Departamento de la Defensa de
EU creó el proyecto llamado ARPAnet.
Tendencias en telecomunicaciones
161. 161
La red global de Internet en constante cambio
95
250
200
150
100
50
0 96 97 98 99 00…………………
Millones de usuarios
Resto del mundo
Estados Unidos
Fuente: Business Week, marzo 26, 2001.
162. 162
El Internet actual
Hub inalámbrico
HOGAR
E-mail
OFICINA ISP INALÁMBRICO
Computadora
WLAN 802.11
Auto
Dispositivo
portable de
información
VCR digital
INTERNET
163. 163
Internet en números
• La red Internet está cambiando el
escenario de las telecomunicaciones en
el mundo.
Sin embargo, todavía hay mucho por hacer
debido a la disparidad socioeconómica en
el mundo
UIT - Unión Internacional de Telecomunicaciones
Tendencias en telecomunicaciones
164. 164
El potencial de Internet
RADIO
PCs
TELEVISIÓN
INTERNET
38 años
16 años
13 años
4 años
¿ Cuántos años les tomó tener 50 millones en audiencia ?
Fuente: US Commerce Dept. “The emerging digital economy”
(www.ecommerce.gov/ederept.pdf)
Tendencias en telecomunicaciones
165. 165
Si desea conocer más detalles
sobre el desarrollo de las
telecomunicaciones,
Consulte el sitio de la UIT
www.itu.int
166. 166
Convergencia
de terminales
Tendencias en telecomunicaciones
Redes de
Computadoras
Teléfono
IP
Organizador
Móvil
Teléfono con
Pantalla para
Internet
HOY
“ X ”
Televisión
de videotexto
Computadora
CTI
Computadora
Multimedia
Computadora
Laptop
Teléfono
con Pantalla
Teléfono
Móvil
Televisión
Convencional
Computadora
Convencional
Teléfono
Convencional
Caja
Reguladora
PDA
de Mano
Teléfono
Java
Web
TV
167. 167
Perspectivas de la
evolución de Internet
• Internet está teniendo impacto en todas las
áreas de la sociedad y es punta de lanza en
el desarrollo de las telecomunicaciones.
Tendencias en telecomunicaciones
168. 168
Internet
está afectando en:
• Nuevos comportamientos del consumidor.
• Alcance del mercado instantáneamente.
• Nuevas oportunidades y nuevos servicios.
• Cambia las arquitecturas de redes.
Tendencias en telecomunicaciones
169. 169
El tráfico
de datos explota
AYER HOY
Fuente: Lucent Technologies
Tendencias en telecomunicaciones
VOZ
DATOS
170. 170
Evolución de las redes
TDM
Frame Relay
ATM
VPNs
Datos
Empresa
Telefonía
Proveedor
de Servicios
Mainframe
Minicomputadora
LAN
Cliente / Servidor
TAPI
Call Center
PBX
Central Analógica
Central Digital
SS7
Inalámbrico
IP
TAPI= Telephony Applications Program Interface
PBX = Private Branch Exchange
SS7 = System Signaling #7
ATM = Asynchronous Transfer Mode
TDM = Time Division Multiplexing
VPN = Virtual Private Networks
LAN =Local Area Network
CTI = Computer Telephony Integrated
CTI
Tendencias en telecomunicaciones
171. 171
La convergencia hacia IP
Red IP
Tecnologías
PUSH
Correo
Electrónico
Más
Usuarios
Aplicaciones
de Telefonía
Extranet
Máquinas
de Búsqueda Contenido
más rico
Administración
de Suministros
Protocolos y
Estándares
SMTP
POP3
WebTV
Multicast
MPEG
SAP
CTI
VoIP
Tendencias en telecomunicaciones
172. 172
Evolución en
velocidades de transmisión
1960’s bps
1970’s Kbps
1980’s Mbps
1990’s 100Mbps
2000’s Gbps
? Terabits/s
? Petabits/s
Tendencias en telecomunicaciones
173. 173
Transiciones
sociales importantes
Movimiento físico
Sistemas analógicos
Anchos de banda
bajos
Nichos de mercado
Mercadotecnia
masiva
Sistemas alámbricos
Telecomunicaciones
Sistemas digitales
Anchos de banda
altos
Mercados masivos
Nichos de
mercadotecnia
Sistemas inalámbricos
Tendencias en telecomunicaciones
Fuente: Technology Futures, Inc.
175. 175
Para su mejor aprendizaje
sobre el desarrollo de las
Tecnologías de la
Información y Comunicación,
consulte las siguientes
referencias:
Sugerencia:
www.uit.int
www.ietf.org
www.ift.gob.mx
177. 177
Conclusiones
• Este módulo ha tenido por objeto:
1. Proveer un panorama del desarrollo de las
telecomunicaciones.
2. Proveer los conceptos básicos de
comunicaciones que permitirán avanzar en
los módulos subsecuentes.
Tendencias en telecomunicaciones
179. 179
Derechos reservados
• Estas notas no pueden ser duplicadas
sin el consentimiento escrito de
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contenida es para el uso personal del
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a cualquier programa comercial, libro o
cualquier tipo de notas. Hacer copia de
estas notas o cualquier porción de ellas
para cualquier propósito, es una
violación a los derechos de autor.
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180. 180
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OPCIONES PARA TENER ACCESO AL RESTO DE LOS MODULOS
OPCIÓN 1
• Acceso a los 7 módulos del Diplomado
• No incluye asesoría ni certificación
• *Costo $40 dlls
OPCIÓN 2
• Acceso al contenido de los 7 módulos del Diplomado
• Incluye asesoría y diploma de certificación
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Contenido
*Costos para el ciclo del Diplomado 2014
