FIBRA ÓPTICA

1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL ESTADO DE ZACATECAS
UNIDAD ACADÉMICA DE PINOS
APLICACIÓN DE LAS TELECOMUNICACIÓNES
SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓNES
ELEMENTOS, FUNCIONAMIENTO, CARACTERISTICAS,
DIAGRAMAS E ILUSTRACIONES DE:
SISTEMAS DE COMUNICACION POR FIBRA ÓPTICA
MICROONDAS
RADIOFRECUENCIA
SATELITES
TELEFONIA CELULAR
CARLOS EDUARDO SÁNCHEZ MARTÍNEZ

2. LA FIBRA ÓPTICA
Los sistemas de comunicación por fibra óptica utilizan la
energía luminosa como soporte. Presentan un conjunto
importante de ventajas sobre otros soportes utilizados en la
transmisión de señales analógicas y digitales. Entre ellas están:
- Gran ancho de banda, lo que permite la transmisión de un
gran volumen de información.
- Atenuación baja. Permite realizar enlaces de mayor longitud
sin necesidad de repetidores. La atenuación depende del tipo
de fibra óptica y de la longitud de onda utilizada.
- Inmunidad a interferencias electromagnéticas. La fibra óptica
es absolutamente inmune a las radiointerferencias e impulsos
electromagnéticos, presentando un menor índice de errores en
la transmisión de señales digitales. Esto es de gran importancia
en aplicaciones de control industrial donde se genera gran
cantidad de ruido.
- Seguridad y aislamiento eléctrico. En determinadas
aplicaciones para ambientes peligrosos (ambientes explosivos
o inflamables) o en electromedicina, las fibras ópticas son
imprescindibles debido a la imposibilidad de producir descargas
eléctricas o chispas.
- Menor peso y volumen. Comparando las fibras ópticas y los
cables coaxiales necesarios para obtener las mismas
prestaciones, las primeras ocupan un volumen muy inferior y
tienen menor peso.
- Seguridad frente a posibles intervenciones de la línea.
Aunque no es imposible ‘pinchar’ una fibra óptica, esto es más
difícil que en otros soportes y normalmente se puede detectar
la intervención.
La fibra óptica también presenta algunos inconvenientes que
no hay que olvidar. Por ejemplo:

3. - No hay una estandarización de los productos, lo que plantea
problemas de compatibilidad.
- Las técnicas de empalme son complejas y necesitan de
equipos muy caros y personal muy cualificado.
- La instalación de los conectores es compleja y requiere un
personal con formación adecuada.
- La fibra óptica puede se dañada. Al igual que el cable de
cobre, la fibra óptica puede ser deteriorada por excavaciones,
corrimiento de tierras, vandalismo y accidentes.
Conceptualmente, y en determinados aspectos, un sistema por
fibra óptica es similar a un sistema de microondas vía radio.
Las principales diferencias son la frecuencia y el medio de
transmisión.
FUNDAMENTOS SOBRE FIBRA ÓPTICA.
Una fibra óptica consiste en un filamento transparente llamado
núcleo, cuyo diámetro está entre 8 y 600 micras dependiendo
del tipo de fibra óptica, y un revestimiento exterior, ambos de
cuarzo o plástico, más una cubierta protectora de material
plástico. La luz incidente en un extremo de la fibra se propaga
por su interior, sufriendo múltiples reflexiones, y sale por el otro
extremo como se indica en la figura.

4. A las ondas luminosas se las referencia por su longitud de
onda, que está relacionada con la frecuencia mediante la
expresión l = c / f donde l es la longitud de onda, c la velocidad
de la luz y f es la frecuencia.
Debido a que la longitud de onda de las ondas
electromagnéticas que se propagan (infrarrojo y visible) es muy
pequeña, el estudio de la propagación en el interior de la fibra
puede efectuarse con el modelo de rayos luminosos y leyes de
la óptica geométrica.
Según estas leyes, al incidir un rayo luminoso sobre una
superficie de separación entre dos medios de distinto índice de
refracción (núcleo y revestimiento en una fibra óptica), una
parte del rayo se refleja y otra se refracta. Dependiendo de las
constantes de refracción de los materiales, existe un ángulo
máximo de incidencia de la luz sobre el extremo de la fibra para
el cual toda la luz incidente se propaga. Este ángulo se llama
ángulo de aceptación y su seno se conoce como apertura
numérica (NA). Cualquier onda que entre con un ángulo mayor
que el de aceptación escapará a través del revestimiento.
El concepto de apertura numérica se usa para describir la
potencia colectora de luz de la fibra y para calcular la eficiencia
de acoplo fuente / fibra. Está definido como:
Como ya hemos dicho, los dispositivos empleados en
aplicaciones optoelectrónicas funcionan en la banda óptica del
espectro electromagnético. La banda del espectro óptico se
divide en:
- Ultravioleta, con longitudes de onda entre 0,6 y 380 nm
(nanómetros).

5. - Espectro visible.
Es la banda
estrecha del
espectro
electromagnético
formada por las
longitudes de
onda a las que es
sensible el ojo
humano.
Corresponde al
margen de longitudes de onda entre 350 y 750 nm.
-Infrarrojo, con longitudes de onda entre 750 nm y 1 mm.
Los sistemas de comunicación óptica utilizan la parte de la
banda infrarroja más cercana al espectro visible. La selección
de la longitud de onda se realiza teniendo en cuenta la
disponibilidad de dispositivos adecuados (emisores, receptores,
..) y fibras ópticas con bajas pérdidas.
La atenuación sufrida por una señal luminosa (en función de la
longitud de onda) en el interior de una fibra óptica corresponde
a la gráfica adjunta.
Actualmente se trabaja en las tres bandas de frecuencia
marcadas en la figura, y que se conocen con el nombre de
ventanas:
- 1ªventana:850nm
- 2ª ventana 1300 nm
- 3ª ventana 1550 nm
En algunas aplicaciones sencillas de control industrial se
utilizan señales dentro del espectro visible, ya que si bien las
fibras presentan mayor atenuación, el hecho de poder detectar
posibles fallos por inspección visual es muy iitil para usuarios
carentes de instrumentación.

6. Tipos de fibra óptica.
Dependiendo del tipo de propagación de la señal Luminosa en
el interior de la fibra, estas se clasifican en los siguientes
grupos:
Fibra multimodo de salto de índice.
El guiado de la señal luminosa está causado por la reflexión
total en la superficie de separación entre el núcleo y el
revestimiento. Señales incidentes con un ángulo cuyo seno sea
inferior a la apertura numérica, provocan la aparición de
multitud de modos (o dicho de forma más intuitiva, de multitud
de rayos y ángulos de reflexión) propagándose por el interior
de la fibra (Figura a). Esta es la razón del término multimodo
para describir el tipo de fibra.
Este tipo de fibras son las más utilizadas en enlaces de
distancias cortas, hasta 1 km, y su aplicación más importante
está en las redes locales.
Fibra multimodo de índice gradual.
En este caso el cambio de índice de refracción en el interior de
la fibra es gradual, lo que provoca una propagación ondulada
del rayo de luz (figura b)
Estas fibras provocan menos modos de propagación que las de
salto de índice y son las empleadas hasta 10Km.

7. Fibras monomodo.
Es el caso
conceptualmente más
simple, ya que se trata de
una fibra de salto de
índice pero de un
diámetro del núcleo tan
pequeño (inferior a 10
micras) que solo permite
la propagación de un
modo, el fundamental
(Figura c). Este tipo de
fibra el que permite
obtener mayores prestaciones y se usa en enlaces de gran
distancia. Estas fibras presentan, no obstante, algunas
desventajas, como la mayor dificultad para inyectar la señal
luminosa a la fibra ( apertura numérica típica de 0.1 > ángulo
de incidencia de 120), mayor sensibilidad a errores mecánicos,
malos tratos, empalmes defectuosos, etc.
Generalmente se utilizan las fibras multimodo en la primera y
segunda ventanas, y monomodo en la segunda y tercera
ventanas.
Emisores y detectores.
Los dispositivos utilizados como emisores y detectores de
radiación luminosa en los sistemas de comunicaciones ópticas
son el láser de semiconductores (diodo láser) y el LED (diodo
electroluminiscente). Ningún otro tipo de fuente óptica puede
modularse directamente a las altas velocidades de transmisión
requeridas, con tan baja excitación y tan baja salida. En función
del sistema, escogemos uno u otro. El láser ofrece mejor
rendimiento en anchos de banda grandes y largos alcances.
Para anchos de banda menores y cortas distancias se suele
escoger el LED, pues tanto el circuito de ataque como el de
control son más sencillos.

8. Los componentes utilizados para emitir luz en la ventana de los
850 nm,son galio (Ga), aluminio (Al) y arsénico (As); si
agregamos indio (In) y fósforo (P) podemos emitir en las
ventanas de los 1300 y 1500 nm.
Emisores.
LED
El proceso de generación de luz en un LED se basa en el
efecto de ectroluminiscencia.
En un LED la luz se emite según los 3600 que corresponden a
una radiación esférica, pero en la práctica, esto queda limitado
por la construcción metálica del diodo, la reflexión en el
material utilizado y la absorción en el metal semiconductor.
Un ancho de banda típico de un LED es de 200 MHz, con
rendimientos de 50 mW/mA. Los LED presentan un espectro de
emisión más ancho que los láser. Un LED de 850 nm. tiene un
ancho entre 30 y 50 nm.
DIODO LÁSER
El proceso de generación de luz en un diodo láser es similar al
del LED, pero con un volumen de generación menor y una alta
concentración de portadores inyectados. Se consigue así una
elevada ganancia óptica y un espectro de emisión muy
estrecho que da lugar a luz coherente.
La luz de este tipo de láser puede acoplarse fácilmente va una
fibra multimodo juntando simplemente a tope un extremo de la
raya del láser contra el extremo del núcleo de la fibra, que tiene
un diámetro mucho mayor. También puede acoplarse a una
fibra monomodo.
Detectores
Básicamente el detector es un dispositivo que convierte fotones
en electrones. Los fotodetectores utilizados en las
comunicaciones ópticas son el fotoconductor, el diodo PIN y el

9. fotodiodo de avalancha (APD). La mayor parte de sistemas
instalados usan diodos PIN.
PIN
El fotodiodo PIN es el detector mas utilizada en los sistemas de
comunicación óptica. Es relativamente fácil de fabricar,
altamente fiable, tiene bajo ruido y es compatible con circuitos
amplificadores de tensión. Además es sensible a un gran ancho
de banda debido a que no tiene mecanismo de ganancia.
El diodo PIN se compone básicamente de unas zonas p y n
altamente conductoras junto a una zona intrínseca poco
conductiva. Los fotones entran en la zona intrínseca generando
pares electrón-hueco. El diodo se polariza inversamente para
acelerar las cargas presentes en esta zona intrínseca, que se
dirigen a los electrodos, donde aparecen como corriente. El
proceso es rápido y eficiente. Como no hay mecanismo de
ganancia, la máxima eficiencia es la unidad y el producto
ganancia por ancho de banda coincide con ésta última.
APD
Los APD también son diodos polarizados en inversa, pero en
este caso las tensiones inversas son elevadas, originando un
fuerte campo eléctrico que acelera los portadores generados,
de manera que estos colisionan con otros átomos del
semiconductor y generan mas pares electrón-hueco. Esta
ionización por impacto determina la ganancia de avalancha.
La ganancia de un APD tiene influencia sobre el ancho de
banda. El máximo ancho de banda se da para ganancia 1. Con
ganancias mas elevadas, el ancho de banda se reduce debido
al tiempo necesario para que se forme la fotoavalancha.

10. ELEMENTOS EN UN SISTEMA DE FIBRA ÓPTICA.
Estos sistemas están compuestos por un transmisor, cuya
misión es la de convertir la señal eléctrica en señal óptica
susceptible de ser enviada a través de una fibra óptica. En el
extremo opuesto de la fibra óptica se encuentra el receptor,
cuya misión es la de convertir la señal óptica en señal eléctrica
nuevamente.
El transmisor puede emplear un LED o un diodo láser como
elemento de salida. A este elementos se los denomina
conversores electro-ópticos(E/O).
El receptor consiste en un diodo PIN o un APD, que se acopla
a la fibra óptica. Se le denomina convertidor opto-
electrónico(O/E).
El tipo de modulación utilizado es el de amplitud, modulando la
intensidad de luz
generada por el emisor. Las no linealidades de los emisores y
receptores al convertir las señales eléctricas a ópticas y
viceversa, así como las fuentes de ruido que se sobreponen a
la señal en los sistemas típicos de fibra óptica hacen que este
sistema sea especialmente apropiado para la transmisión de
señales
digitales,
que
corresponde a los estados de encendido-apagado del emisor.
No obstante también es posible transmitir señales analógicas.
Otros tipos de modulación, como modulación en frecuencia y
demás sistemas coherentes están en fase de desarrollo,

11. debido a la dificultad de obtener señales luminosas
espectralmente puras y que al mismo tiempo puedan ser
moduladas en frecuencia.
La señal óptica que se propaga a través de la fibra óptica se
degrada por la atenuación y restricción de la anchura de banda
de la fibra, y entonces, es preciso regenerar la señal
transmitida. El mejor método es tratar la señal en forma
eléctrica. Por lo tanto, Los conversores E/O y O/E son
componentes indispensables en un repetidor óptico. El
amplificador e igualador de la señal eléctrica son similares a los
de los sistemas de transmisión convencionales.
TECNOLOGÍA.
La alineación del núcleo de una fibra óptica con las zonas
activas tanto del emisor como del receptor, es un factor muy
importante para maximizar la potencia acoplada. Lo mismo vale
en el caso de una interconexión entre fibras. Los núcleos
deben estar perfectamente alineados entre sí para minimizar
las pérdidas. El pequeño diámetro de las fibras hace de este
factor un elemento critico. Se habla de empalmes en el caso de
una interconexión permanente, mientras que los conectores
son conexiones temporales (desconectables). La mayor parte
de la pérdidas en las interconexiones son debidas a
desplazamientos laterales de los ejes de las fibras, mala
terminación de los extremos, desalineamientos angulares y
reflexiones.
En la técnica de empalme por fusión las fibras se juntan y se
calientan hasta el punto de elasticidad, produciendo la fusión.
Las pérdidas en un empalme mecánico son de unos 0.5 dB
mientras que los empalmes por fusión tienen pérdidas de
aproximadamente unos 0.2 dB.

12. APLICACIONES.
El campo de aplicación de las fibras ópticas es muy amplio y
aumenta día a día. Algunas de las aplicaciones más
importantes son:
Telecomunicaciones. En este apartado cabe incluir la red de
enlaces y la red de abonado de las administraciones públicas
de telefonía. Hay que destacar la importancia de las fibras
ópticas en el contexto dela red digital de servicios integrados
(RDSI).
Redes locales y comunicación entre ordenadores.
Aplicaciones militares. La seguridad (secreto) que ofrecen las
comunicaciones por fibra óptica, hace que esta tecnología sea
muy apetecible en aplicaciones militares.
Enlaces de televisión. Esta especialmente indicada la
utilización de fibras ópticas en enlaces de televisión para
aplicaciones de seguridad.
Electromedicina.
Otros. Por su ligereza y alta capacidad de transmisión de datos,
son muy útiles cuando el peso es determinante, como por
ejemplo en aviones y barcos.
Mientras que el precio del cable de cobre aumenta año a año,
en los sistemas de fibra óptica la tendencia es a la inversa.
Además la investigación en este campo es intensa y hay
continuos progresos. Por eso es previsible que en el futuro la
importancia de la fibra óptica en todos los campos sea
creciente.

13. MICROONDAS
Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas;
generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz, que supone un
período de oscilación de 3 ns (3×10−9 s) a 3 ps (3×10−12 s) y
una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm. Otras
definiciones, por ejemplo las de los estándares IEC 60050 y
IEEE 100 sitúan su rango de frecuencias entre 1 GHz y 300
GHz, es decir, longitudes de onda de entre 30 centímetros a 1
milímetro.
El rango de las microondas está incluido en las bandas de
radiofrecuencia, concretamente en las de UHF (ultra-high
frequency - frecuencia ultra alta) 0,3-3 GHz, SHF (super-high
frequency - frecuencia súper alta) 3-30 GHz y EHF (extremely-
high frequency - frecuencia extremadamente alta) 30-300 GHz.
Otras bandas de radiofrecuencia incluyen ondas de menor
frecuencia y mayor longitud de onda que las microondas. Las
microondas de mayor frecuencia y menor longitud de onda —
en el orden de milímetros— se denominan ondas milimétricas.
La existencia de ondas electromagnéticas, de las cuales las
microondas forman parte del espectro de alta frecuencia,

14. fueron predichas por Maxwell en 1864 a partir de sus famosas
Ecuaciones de Maxwell. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz fue el
primero en demostrar la existencia de ondas electromagnéticas
mediante la construcción de un aparato para generar y detectar
ondas de radiofrecuencia.
Las microondas pueden ser generadas de varias maneras,
generalmente divididas en dos categorías: dispositivos de
estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío. Los
dispositivos de estado sólido para microondas están basados
en semiconductores de silicio o arseniuro de galio, e incluyen
transistores de efecto campo (FET), transistores de unión
bipolar (BJT), diodos Gunn y diodos IMPATT. Se han
desarrollado versiones especializadas de transistores estándar
para altas velocidades que se usan comúnmente en
aplicaciones de microondas.
Los dispositivos basados en tubos de vacío operan teniendo en
cuenta el movimiento balístico de un electrón en el vacío bajo
la influencia de campos eléctricos o magnéticos, entre los que
se incluyen el magnetrón, el klistrón, el TWT y el girotrón.
Son ondas de radio de alta frecuencia y por consiguiente de
longitud de onda muy corta, de ahí su nombre.
Tienen la propiedad de excitar la molécula de agua, por
consiguiente se utilizan en los hornos de microondas para
calentar alimentos que contengan este líquido.
Las microondas están situadas entre los rayos infrarrojos (cuya
frecuencia es mayor) y las ondas de radio convencionales. Su
longitud de onda va aproximadamente desde 1 mm hasta 30
cm. Las microondas se generan con tubos de electrones
especiales como el klistrón o el magnetrón, que incorporan
resonadores para controlar la frecuencia, o con osciladores o
dispositivos de estado sólido especiales.
Las microondas tienen muchas aplicaciones: radio y televisión,
radares, meteorología, comunicaciones vía satélite, medición

15. de distancias, investigación de las propiedades de la materia o
cocinado de alimentos.
Las microondas pueden detectarse con un instrumento formado
por un rectificador de diodos de silicio conectado a un
amplificador y a un dispositivo de registro o una pantalla.
La Radiación de Fondo de Microondas es una radiación de
baja temperatura que llega a la superficie de la Tierra desde el
espacio. Recibe este nombre porque constituye un fondo de
radiación de todas las direcciones del espacio, incluso de
aquéllas en las que no hay ningún objeto. Arno Penzias y
Robert W. Wilson fueron los primeros en detectarla y darla a
conocer en 1965. De acuerdo con la teoría de gran aceptación,
esta radiación es lo que queda de las elevadísimas
temperaturas propias de los primeros momentos del Big Bang.
Usos
Una de las aplicaciones más conocidas de las microondas es el
horno de microondas, que usa un magnetrón para producir
ondas a una frecuencia de aproximadamente 2,45 GHz. Estas
ondas hacen vibrar o rotar las moléculas de agua, lo cual
genera calor. Debido a que la mayor parte de los alimentos
contienen un importante porcentaje de agua, pueden ser
fácilmente cocinados de esta manera.
En telecomunicaciones, las microondas son usadas en
radiodifusión, ya que estas pasan fácilmente a través de la
atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de
onda mayores. También hay más ancho de banda en el
espectro de microondas que en el resto del espectro de radio.
Usualmente, las microondas son usadas en programas
informativos de televisión para transmitir una señal desde una
localización remota a una estación de televisión mediante una
camioneta especialmente equipada. Protocolos 802.11g y b
también usan microondas en la banda ISM, aunque la
especificación 802.11a usa una banda ISM en el rango de los 5
GHz. La televisión por cable y el acceso a Internet vía cable

16. coaxial usan algunas de las más bajas frecuencias de
microondas. Algunas redes de telefonía celular también usan
bajas frecuencias de microondas.
En la industria armamentística, se han desarrollado prototipos
de armas que utilicen la tecnología de microondas para la
incapacitación momentánea o permanente de diferentes
enemigos en un radio limitado.1
La tecnología de microondas también es utilizada por los
radares, para detectar el rango, velocidad, información
meteorológica y otras características de objetos remotos; o en
el máser, un dispositivo semejante a un láser pero que trabaja
con frecuencias de microondas.
Las cámaras de RF ejemplifican el gran cambio que
recientemente ha surgido en este tipo de tecnologías.
Desempeñan un papel importante en el ámbito de radar,
detección de objetos y la extracción de identidad mediante el
uso del principio de imágenes microondas de alta resolución,
que consiste, esencialmente, en un transmisor de impulsos
para iluminar la tarjeta, un auto-adaptador aleatorio de fase
seguido por un receptor de microondas que produce un
holograma a través del cual se lee la información de la fase e
intensidad de la tarjeta de radiación.
Las microondas están dentro de una gama de frecuencia de
300 MHz (longitud de onda 1 m) a 300 GHz (longitud de onda
de 1 mm).
Efectos por exposición:
La exposicióna la radiación tiene en cuenta la intensidad y tipo
de emisión; las características del medio y del objeto expuesto
(tales como tamaño, forma, orientación, propiedades eléctricas,
etc.).
La cantidad y localización de la energía absorbida por un
cuerpo expuesto a la radiación de microondas dependerán del
tamaño del cuerpo y de la longitud de onda de la radiación, así
como también de la posición del primero en el campo de la

17. radiación. En general,las ondas más cortas se absorben en
superficie, mientras que las de mayor longitud producen un
calentamiento más profundo. Cuando la longitud o el grosor de
una parte del cuerpo son ligeramente inferiores a la longitud de
onda de la radiación, se producen formas muy complicadas de
dispersión y absorción. La radiación de microondas se absorbe
de manera tan irregular que pueden formarse puntos calientes.
Algunos autores consideran que los efectos de estas
radiaciones no son sólo térmicos, sino que puede actuar de
alguna forma sobre el sistema nervioso (Suess, M.J., 1985).
(*) La interacción de cierta radiación electromagnética con
cuerpos conductores produce calor. Este hecho es utilizado por
la medicina para realizar “diatermia”. Terapia que consiste en la
aplicación de emisiones controladas de radiofrecuencias y
microondas para calentar distintos tejidos. Es utilizado en
tratamientos de tejidos cancerosos, cuyas células son sensibles
a temperaturas en un rango de 42º y 43º C. Los aparatos
utilizados deben ser testeados para evitar “escapes” de campos
electromagnéticos que provoquen lesiones irreversibles.
Los equipos de alta potencia como radares pueden someter a
sus operadores a riesgos de incidencia de tumores malignos.
El establecimiento de 1 mW/cm2 como valor máximo de fuga
contribuiría a controlar las exposiciones laborales o domésticas.

18. RADIOFRECUENCIA
El término radiofrecuencia (abreviado RF), también
denominado espectro de radiofrecuencia, se aplica a la porción
menos energética del espectro electromagnético, situada entre
3 hercios (Hz) y 300 gigahercios (GHz).1
El hercio es la unidad de medida de la frecuencia de las ondas,
y corresponde a un ciclo por segundo.2 Las ondas
electromagnéticas de esta región del espectro, se pueden
transmitir aplicando la corriente alterna originada en un
generador a una antena.
A partir de 1 GHz las bandas entran dentro del espectro de las
microondas. Por encima de 300 GHz la absorción de la
radiación electromagnética por la atmósfera terrestre es tan alta
que la atmósfera se vuelve opaca a ella, hasta que, en los
denominados rangos de frecuencia infrarrojos y ópticos, vuelve
de nuevo a ser transparente.
Las bandas ELF, SLF, ULF y VLF comparten el espectro de la
AF (audiofrecuencia), que se encuentra entre 20 y 20.000 Hz
aproximadamente. Sin embargo, éstas se tratan de ondas de
presión, como el sonido, por lo que se desplazan a la velocidad
del sonido sobre un medio material. Mientras que las ondas de

19. radiofrecuencia, al ser ondas electromagnéticas, se desplazan
a la velocidad de la luz y sin necesidad de un medio material.
Historia
Artículo principal: Historia de la radio
Las bases teóricas de la propagación de ondas
electromagnéticas fueron descritas por primera vez por James
Clerk Maxwell. Heinrich Rudolf Hertz, entre 1886 y 1888, fue el
primero en validar experimentalmente la teoría de Maxwell.
El uso de esta tecnología por primera vez es atribuido a
diferentes personas: Alejandro Stepánovich Popov hizo sus
primeras demostraciones en San Petersburgo, Rusia; Nikola
Tesla en San Luis (Misuri), Estados Unidos y Guillermo Marconi
en el Reino Unido.
El primer sistema práctico de comunicación mediante ondas de
radio fue el diseñado por Guillermo Marconi, quien en el año
1901 realizó la primera emisión trasatlántica radioeléctrica.
Actualmente, la radio toma muchas otras formas, incluyendo
redes inalámbricas, comunicaciones móviles de todo tipo, así
como la radiodifusión.
Usos de la radiofrecuencia
Radiocomunicaciones
Artículo principal: Radiocomunicación
Sistemas de radio AM y FM.

20. Aunque se emplea la palabra radio, las transmisiones de
televisión, radio, radar y telefonía móvil están incluidas en esta
clase de emisiones de radiofrecuencia. Otros usos son audio,
vídeo, radionavegación, servicios de emergencia y transmisión
de datos por radio digital; tanto en el ámbito civil como militar.
También son usadas por los radioaficionados.
Radioastronomía
Artículo principal: Radioastronomía
Muchos de los objetos astronómicos emiten en radiofrecuencia.
En algunos casos en rangos anchos y en otros casos
centrados en una frecuencia que se corresponde con una línea
espectral,3 por ejemplo:
 Línea de HI o hidrógeno atómico. Centrada en 1,4204058
GHz.
 Línea de CO (transición rotacional 1-0) asociada al
hidrógeno molecular. Centrada en 115,271 GHz.
Radar
Artículo principal: Radar
El radar es un sistema que usa ondas electromagnéticas para
medir distancias, altitudes, direcciones y velocidades de objetos
estáticos o móviles como aeronaves, barcos, vehículos
motorizados, formaciones meteorológicas y el propio terreno.
Su funcionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que
se refleja en el objetivo y se recibe típicamente en la misma
posición del emisor. A partir de este "eco" se puede extraer
gran cantidad de información. El uso de ondas
electromagnéticas permite detectar objetos más allá del rango
de otro tipo de emisiones. Entre sus ámbitos de aplicación se
incluyen la meteorología, el control del tráfico aéreo y terrestre
y gran variedad de usos militares.
Resonancia magnética nuclear
Artículo principal: Resonancia magnética nuclear

21. La resonancia magnética nuclear estudia los núcleos atómicos
al alinearlos a un campo magnético constante para
posteriormente perturbar este alineamiento con el uso de un
campo magnético alterno, de orientación ortogonal. La
resultante de esta perturbación es una diferencia de energía
que se evidencia al ser excitados dichos átomos por radiación
electromagnética de la misma frecuencia. Estas frecuencias
corresponden típicamente al intervalo de radiofrecuencias del
espectro electromagnético. Esta es la absorción de resonancia
que se detecta en las distintas técnicas de RMN.
SATELITES.
Este trabajo tiene como eje central los enlaces satelitales, y
dentro de dicho tema se ha hecho hincapié en las
características de las comunicaciones por satélite.
El trabajo comienza con una breve descripción de lo que se
entiende por satélite y sistema satelital, para luego profundizar
los modelos de enlace del sistema satelital, que son tres: el
modelo de subida, el transponder y el modelo de bajada.
Posteriormente se analizan las orbitas satelitales, describiendo
en primer lugar los satélites orbitales o no sincronos, para luego
seguir con los satélites geoestacionarios, donde se han incluido
los parámetros típicos de una órbita geoestacionaria. El tema
de las órbitas satelitales concluye con los patrones orbitales,
por ultimo se describen los tres tipos de órbitas posibles:
ecuatorial, polar, e inclinada.
Luego se ha hecho una descripción completa acerca de la
longitud y latitud, para poder abordar el tema de los ángulos de
vista, que son: el ángulo de elevación y azimut. Aquí se
proporciona una definición de dichos ángulos y se analiza la
atenuación de una onda radiada cuando el ángulo de elevación

22. es demasiado chico, también se incluye un diagrama para el
calculo de dichos ángulos.
Por ultimo dentro del tema clasificaciones de los satélites,
esparcimiento y asignaciones de Frecuencia, se analizan
brevemente los satélites spinners y estabilizadores de tres ejes
(dentro de lo que comprenden las clasificaciones). También se
habla de la separación espacial que debe existir entre los
satélites y de que depende dicha separación.
Finalmente se nombran las frecuencias de portadoras más
comunes y se proporciona un cuadro con las distintas bandas
de frecuencias para uso satelital.
REDES SATELITALES
Un satélite puede definirse como un repetidor radioeléctrico
ubicado en el espacio, que recibe señales generadas en la
tierra, las amplifica y las vuelve a enviar a la tierra, ya sea al
mismo punto donde se origino la señal u otro punto distinto.
Una red satelital consiste de un transponder (dispositivo
receptor-transmisor), una estación basada en tierra que
controlar su funcionamiento y una red de usuario, de las
estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para
transmisión y recepción del tráfico de comunicaciones, a través
del sistema de satélite.
CARACTERISTICAS DE LAS REDES SATELITALES
 Las transmisiones son realizadas a altas velocidades en
Giga Hertz.
 Son muy costosas, por lo que su uso se ve limitado a
grandes empresas y países
 Rompen las distancias y el tiempo.

23. ELEMENTOS DE LAS REDES SATELITALES
 Transponders
Es un dispositivo que realiza la función de recepción y
transmisión. Las señales recibidas son amplificadas antes de
ser retransmitidas a la tierra. Para evitar interferencias les
cambia la frecuencia.
 Estaciones terrenas
Las estaciones terrenas controlan la recepción con el satélite y
desde el satélite, regula la interconexión entre terminales,
administra los canales de salida, codifica los datos y controla la
velocidad de transferencia.
Consta de 3 componentes:
 Estación receptora: Recibe toda la información generada
en la estación transmisora y retransmitida por el satélite.
 Antena: Debe captar la radiación del satélite y
concentrarla en un foco donde esta ubicado el
alimentador. Una antena de calidad debe ignorar las
interferencias y los ruidos en la mayor medida posible.
Estos satélites están equipados con antenas receptoras y con
antenas transmisoras. Por medio de ajustes en los patrones de
radiación de las antenas pueden generarse cubrimientos
globales, cubrimiento a solo un país (satélites domésticos), o
conmutar entre una gran variedad de direcciones.
 Estación emisora: Esta compuesta por el transmisor y la
antena de emisión.
La potencia emitida es alta para que la señal del satélite sea
buena. Esta señal debe ser captada por la antena receptora.
Para cubrir el trayecto ascendente envía la información al
satélite con la modulación y portadora adecuada.

24. Como medio de transmisión físico se utilizan medios no
guiados, principalmente el aire. Se utilizan señales de
microondas para la transmisión por satélite, estas son
unidireccionales, sensibles a la atenuación producida por la
lluvia, pueden ser de baja o de alta frecuencia y se ubican en el
orden de los 100 MHz hasta los 10 GHz.
CLASIFICACION DE LAS TRANSMISIONES SATELITALES
Las transmisiones de satélite se clasifican como bus o carga
útil. La de bus incluye mecanismos de control que apoyan la
operación de carga útil. La de carga útil es la información del
usuario que será transportada a través del sistema.
En el caso de radiodifusión directa de televisión vía satélite el
servicio que se da es de tipo unidireccional por lo que
normalmente se requiere una estación transmisora única, que
emite los programas hacia el satélite, y varias estaciones
terrenas de recepción solamente, que toman las señales
provenientes del satélite. Existen otros tipos de servicios que
son bidireccionales donde las estaciones terrenas son de
transmisión y de recepción.
Uno de los requisitos más importantes del sistema es conseguir
que las estaciones sean lo más económicas posibles para que
puedan ser accesibles a un gran numero de usuarios, lo que se
consigue utilizando antenas de diámetro chico y transmisores
de baja potencia. Sin embargo hay que destacar que es la
economía de escala (en aquellas aplicaciones que lo permiten)
el factor determinante para la reducción de los costos.

25. Modelos de enlace del sistema satelital
Esencialmente, un sistema satelital consiste de tres secciones
básicas: una subida, un transponder satelital y una bajada.
 Modelo de subida
El principal componente dentro de la sección de subida, de un
sistema satelital, es el transmisor de la estación terrena. Un
típico transmisor de la estación terrena consiste de un
modulador de IF, un convertidor de microondas de IF a RF, un
amplificador de alta potencia (HPA) y algún medio para limitar
la banda del espectro de salida (un filtro pasa-banda de salida).
El modulador de IF convierte las señales de banda base de
entrada a una frecuencia intermedia modulada e FM, en PSK o
en QAM. El convertidor (mezclador y filtro pasa-banda)
convierte la IF a una frecuencia de portadora de RF apropiada.
El HPA proporciona una sensibilidad de entrada adecuada y
potencia de salida para propagar la señal al transponder del
satélite. Los HPA comúnmente usados son klystons y tubos de
onda progresiva.

26. Modelo de subida del satélite.
 Transponder
Un típico transponer satelital consta de un dispositivo para
limitar la banda de entrada (BPF), un amplificador de bajo ruido
de entrada (LNA), un translador de frecuencia, un amplificador
de potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de salida.
El transponder es un repetidor de RF a RF. Otras
configuraciones de transponder son los repetidores de IF, y de
banda base, semejantes a los utilizados en los repetidores de
microondas.
El BPF de entrada limita el ruido total aplicado a la entrada del
LNA (un dispositivo normalmente utilizado como LNA, es un
diodo túnel).
La salida del LNA alimenta un translador de frecuencia (un
oscilador de desplazamiento y un BPF), que se encarga de
convertir la frecuencia de subida de banda alta a una
frecuencia de bajada de banda baja.
El amplificador de potencia de bajo nivel, que es comúnmente
un tubo de ondas progresivas (TWT), amplifica la señal de RF
para su posterior transmisión por medio de la bajada a los
receptores de la estación terrena.

27. También pueden utilizarse amplificadores de estado sólido
(SSP), los cuales en la actualidad, permiten obtener un mejor
nivel de linealidad que los TWT.
La potencia que pueden generar los SSP, tiene un máximo de
alrededor de los 50 Watts, mientras que los TWT pueden
alcanzar potencias del orden de los 200 Watts.
Transponder del satélite.
 Modelo de bajada
Un receptor de estación terrena incluye un BPF de entrada, un
LNA y un convertidor de RF a IF. El BPF limita la potencia del
ruido de entrada al LNA. El LNA es un dispositivo altamente
sensible, con poco ruido, tal como un amplificador de diodo
túnel o un amplificador parametrico. El convertidor de RF a IF
es una combinación de filtro mezcador/pasa-bandas que
convierte la señal de RF a una frecuencia de IF.
Satélites orbitales

28. Los satélites orbitales o también llamados no sincronos, giran
alrededor de la Tierra en un patrón elíptico o circular de baja
altitud. Si el satélite esta girando en la misma dirección que la
rotación de la Tierra y a una velocidad angula superior que la
de la Tierra, la órbita se llama órbita progrado. Si el satélite esta
girando en la dirección opuesta a la rotación de la Tierra, o en
la misma dirección, pero a una velocidad angular menor a la de
la Tierra, la órbita se llama órbita retrograda.
De esta manera, los satélites no sincronos esta alejándose
continuamente o cayendo a tierra y no permanecen
estacionarios en relación a ningún punto en particular de la
Tierra. Por lo tanto los satélites no sincronos se tiene que usar
cuando están disponibles, lo cual puede ser un corto periodo
de tiempo, como 15 minutos por órbita.
Otra desventaja de los satélites orbitales es la necesidad de
equipo complicado y costoso para rastreo en las estaciones
terrestres. Cada estación terrestre debe localizar el satélite
conforme esta disponible en cada órbita y después unir sus
antenas al satélite y localizarlo cuando pasa por arriba. Una
gran ventaja de los satélites orbitales es que los motores de
propulsión no se requieren a bordo de los satélites para
mantenerlos en sus órbitas respectivas.
Otros parámetros característicos de los satélites orbitales, son
el apogeo y perigeo. El apogeo es la distancia más lejana, de la
Tierra, que un satélite orbital alcanza, el perigeo es la distancia
mínima; la línea colateral, es la línea que une al perigeo con el
apogeo, en el centro de la Tierra.
Se observa en la imagen a continuación, que la órbita del
satélite la cual es altamente elíptica, con un apogeo de
aproximadamente 40000 km y un perigeo de aproximadamente
1000 km.

29. Satélites geoestacionarios
Los satélites geoestacionarios o geosincronos son satélites que
giran en un patrón circular, con una velocidad angular igual a la
de la Tierra. Por lo tanto permanecen en una posición fija con
respecto a un punto específico en la Tierra. Una ventaja obvia
es que están disponibles para todas las estaciones de la Tierra,
dentro de su sombra, el 100% de las veces.
La sombra de un satélite incluye a todas las estaciones de la
Tierra que tienen un camino visible a el y están dentro del
patrón de radiación de las antenas del satélite. Una desventaja
obvia es que a bordo, requieren de dispositivos de propulsión
sofisticados y pesados para mantenerlos fijos en una órbita. El
tiempo de órbita de un satélite geoesincrono es de 24 h, igual
que la Tierra.
 Parámetros típicos de la órbita geoestacionaria.
Es posible calcular algunos parámetros típicos de la órbita
geoestacionaria, tales como la altura del satélite, o la velocidad
del mismo, partiendo de las leyes básicas de la Física.
Como es sabido un satélite geoestacionario tiene un periodo de
rotación igual al de la Tierra, por lo tanto deberemos saber con
exactitud dicho periodo de rotación. Para ello se considera el
día sidereo, que es el tiempo de rotación de la Tierra medido
con respecto a una estrella lejana y que difiere del día solar o
medido con respecto al sol.
La duración de este día sidereo es de 23h 56 min. 4.1seg, y es
el tiempo que se utiliza para los cálculos.

30. Fuerzas sobre el Satélite.
Existen tres trayectos que un satélite puede tomar, conforme
gira alrededor de la Tierra:
1. Cuando el satélite gira en una órbita arriba del ecuador,
se llama órbita ecuatorial.
2.Cuando el satélite gira en una órbita que lo lleva arriba de
los polos norte y sur, se llama órbita polar.
3.Cualquier otro trayecto orbital se llama órbita inclinada.
Un nodo ascendente, es el punto en donde la órbita cruza el
plano ecuatorial de sur a norte; un nodo descendente, es el
punto donde la órbita cruza el plano ecuatorial de norte a sur.
La línea que une a los nodos ascendentes y descendentes por
el centro de la Tierra, se llama línea de nodos.

31. Orbitas del satélite.
LATITUD-LONGITUD
Como primera medida para describir el paso de un satélite en
órbita, se debe designar un punto de observación o un punto
de referencia. Este punto podrá tratarse de un lugar distante,
tal como una estrella, o un punto en la superficie de la tierra, o
también el centro de la Tierra, que a su vez el centro de
gravedad del cuerpo principal.
En caso de tomar como lugar de observación un punto en la
superficie de la Tierra, deberemos estar en condiciones de
localizar dicho punto mediante algún método.
Este método de localización es a través del meridiano. Estas
líneas conforman un cuadriculado sobre la superficie de la
Tierra. Las líneas verticales se denominan Longitud y las líneas
horizontales se denominan Latitud.
Las líneas de Longitud se extienden desde el Polo Norte al
Polo Sur, es decir que son círculos iguales al contorno de la
Tierra que se interceptan en los polos. Se ha definido por
convención, como primer meridiano o Longitud cero grados, al
meridiano que pasa por la ciudad de Greenwich, tomando el
nombre de dicha ciudad.

32. En total son 360 líneas, lo que equivale a 18 círculos
completos. De esta manera se componen los 360 grados de
Longitud, partiendo desde la línea de Longitud 00 hacia el Este.
Las líneas de Latitud están conformadas por 180 círculos
paralelos y horizontales, siendo el círculo mayor el ubicado en
la línea del Ecuador denominada Latitud cero grados.
De esta forman existen 900 hacia el hemisferio Norte,
denominados Latitud Positiva y 900 hacia el hemisferio Sur,
denominados Latitud Negativa.
Por lo tanto mediante la intersección de las coordenadas de
Latitud y Longitud podremos localizar un punto que este sobre
la superficie de la Tierra.
En cuanto a un satélite, este se encuentra en el espacio, y su
posición puede ser estimada con una Latitud, una Longitud y
una altura. Dicha altura estará referida a un punto sobre la
Tierra que es la intersección de la recta que une al satélite con
el centro de la Tierra y la superficie terrestre.
.
Líneas de Latitud y Longitud

33. ANGULOS DE VISTA
Para orientar una antena desde una estación terrena hacia un
satélite, es necesario conocer el ángulo de elevación y azimut.
Estos se llaman ángulos de vista.
Angulo de elevación
El ángulo de elevación es el ángulo formado entre la dirección
de viaje de una onda radiada desde una antena de estación
terrena y la horizontal, o el ángulo de la antena de la estación
terrena entre el satélite y la horizontal. Entre más pequeño sea
el ángulo de elevación, mayor será la distancia que una onda
propagada debe pasar por la atmósfera de la Tierra. Como
cualquier onda propagada a través de la atmósfera de la Tierra,
sufre absorción y, también, puede contaminarse severamente
por el ruido. De esta forma, si el ángulo de elevación es
demasiado pequeño y la distancia de la onda que esta dentro
de la atmósfera de la Tierra es demasiado larga, la onda puede
deteriorarse hasta el grado que proporcione una transmisión
inadecuada. Generalmente, 5º es considerado como el mínimo
ángulo de elevación aceptable.
Azimut
Azimut se define como el ángulo de apuntamiento horizontal de
una antena. Se toma como referencia el Norte como cero
grados, y si continuamos girando en el sentido de las agujas
del reloj, hacia el Este, llegaremos a los 900 de Azimut.

34. Hacia el Sur tendremos los 1800 de Azimut, hacia el Oeste los
2700 y por ultimo llegaremos al punto inicial donde los 3600
coinciden con los 00 del Norte.
El ángulo de elevación y el azimut, dependen ambos, de la
latitud de la estación terrena, así como el satélite en órbita.
CLASIFICACIONES DE LOS SATELITES
Hay dos clasificaciones principales para los satélites de
comunicaciones: hiladores (spinners) y satélites estabilizadores
de tres ejes.
Los satélites spinners, utilizan el movimiento angular de su
cuerpo giratorio para proporcionar una estabilidad de giro.
Con un estabilizador de tres ejes, el cuerpo permanece fijo en
relación a la superficie de la Tierra, mientras que el subsistema
interno proporciona una estabilización de giro.
Clases de satélites: (a) hilador; (b) tres ejes estabilizados.
Los satélites geosincronos deben compartir un espacio y
espectro de frecuencia limitados, dentro de un arco especifico
en una órbita geoestacionaria. A cada satélite de comunicación
se asigna una longitud en el arco geoestacionario,
aproximadamente a 36000 km, arriba del ecuador. La posición
en la ranura depende de la banda de frecuencia de
comunicación utilizada. Los satélites trabajando, en o casi la
misma frecuencia, deben estar lo suficientemente separados en

35. el espacio para evitar interferir uno con otro. Hay un limite
realista del numero de estructuras satelitales que pueden estar
estacionadas, en un área especifica del espacio.
La separación espacial requerida depende de las siguientes
variables:
1.Ancho de haz y radiación del lóbulo lateral de la estación
terrena y antenas del satélite.
2.Frecuencia de la portadora de RF.
3. Técnica de codificación o de modulación usada.
4.Limites aceptables de interferencia.
5.Potencia de la portadora de transmisión.
Generalmente se requieren 3 a 6º de separación espacial
dependiendo de las variables establecidas anteriormente.
Separación espacial de satélites en una órbita geosincrona.
Las frecuencias de portadora, más comunes, usadas para las
comunicaciones por satélite, son las bandas 6/4 y 14/12 GHz.
El primer numero es la frecuencia de subida (ascendente,
estación terrena a transponder) y el segundo numero es la
frecuencia de bajada(descendente, transponder a estación
terrena). Entre mas alta sea la frecuencia de la portadora, más

36. pequeño es el diámetro requerido de la antena para una
ganancia especifica.
La mayoría de los satélites domésticos utilizan la banda de 6/4
GHZ, esta banda también se usa extensamente para los
sistemas de microondas terrestres, por lo que se debe tener
cuidado cuando se diseña una red satelital para evitar
interferencias con los enlaces de microondas establecidas.
Ciertas posiciones en la órbita geosincrona tienen más
demanda que otras.
TELEFONIA CELULAR.
Los teléfonos celulares han revolucionado el área de las
comunicaciones, redefiniendo cómo percibimos las
comunicaciones de voz. Tradicionalmente, los teléfonos
celulares se mantuvieron fuera del alcance de la mayoría de los
consumidores debido a los altos costos involucrados.
Como resultado, las compañías proveedoras de servicios
invirtieron tiempo y recursos en encontrar nuevos sistemas de
mayor capacidad, y por ende, menor costo. Los sistemas
celulares se están beneficiando de estas investigaciones y han
comenzado a desarrollarse como productos de consumo
masivo.
La telefonía celular es un sistema de comunicación telefónica
totalmente inalámbrica. Durante el desarrollo de este trabajo,
se verá, como los sonidos se convierten en señales
electromagnéticas, que viajan a través del aire, siendo
recibidas y transformadas nuevamente en mensajes. A su vez,
se especificarán y se compararán las diferentes tecnologías
que se utilizan en dicho proceso. ¿Cuáles son las tecnologías
que se utilizan actualmente en las comunicaciones
inalámbricas? ¿Qué tendencias se pueden observar en cuanto
al desarrollo de las mismas?

37. Inicialmente los celulares eran analógicos. Se evaluarán las
razones por la cual hubo una necesaria migración de estos
sistemas a sistema digital.
La nueva revolución que implementa el uso social de celulares
genera ventajas y al mismo tiempo desventajas. La
accesibilidad al nuevo medio de comunicación, en un fuerte
aumento en los últimos años, propone un contacto constante
entre los ciudadanos. En este punto surge el dilema o las
distintas interpretaciones sobre si el nuevo método
comunicativo es positivo o negativo.
El aumento masivo del uso de celulares en la sociedad, nos ha
llevado a reflexionar acerca de los nuevos comportamientos
que existen en las personas: nos interesa realmente saber cuál
es el impacto de los celulares en las personas. De esta manera
generamos diversas hipótesis, interrogantes que iremos
desarrollando y respondiendo a lo largo del trabajo. Se
apuntará a la interacción del usuario con el celular y a través
del mismo con la sociedad.
Si tomamos en cuenta sólo el aspecto utilitario del celular ¿La
gente lo usa solamente para realizar llamados o por las
funciones adicionales que posee? ¿Tener celular es una
cuestión de costumbre, de necesidad, o simplemente de estar
más a la moda? ¿Se ha generado una adicción a los celulares?
También se verán los efectos que las radiaciones pueden
provocar en la salud. Veremos que tipo de enfermedades
pueden causar. ¿Es verdad que los celulares pueden provocar
cáncer? ¿Qué precauciones deberíamos tener si poseemos un
celular?

38. A los efectos de mostrar la evolución de la telefonía móvil en la
historia se procederá a describir una breve reseña que muestra
el avance de la misma:
1843 – Un talentoso químico de nombre Michael Faraday
comenzó un profundo estudio sobre la posible conducción de
electricidad del espacio. Faraday expuso sus grandes avances
respecto a la tecnología del siglo anterior, lo que ayudó en
forma incalculable en el desarrollo de la telefonía celular.
Faraday
1876 - El teléfono es inventado por Alexander Graham Bell.
1894 – Si bien la comunicación inalámbrica tiene sus raíces en
la invención del radio por Nikolai Tesla en la década de 1880,
formalmente fue presentado en 1894 por un joven italiano
llamado Guglielmo Marconi.

39. 1947 - Fue un gran año para lo que sería la industria de la
telefonía celular. En ese año los científicos desarrollaron las
ideas que permitían el uso de teléfonos móviles usando
"células" que identificaran un usuario en cualquier punto desde
donde se efectuara la llamada. Sin embargo, la limitada
tecnología del momento obligó a desarrollos posteriores.
1949 – En la época predecesora a los teléfonos celulares, la
gente que realmente necesitaba comunicación móvil tenía que
confiar en el uso de radio-teléfonos en sus autos. En el sistema
radio-telefónico, existía sólo una antena central por cada
ciudad, y unos pocos canales disponibles en la torre.
Esta antena central significaba que el teléfono en el vehículo
requeriría una antena poderosa, lo suficientemente poderosa
para transmitir a 50 ó 60 kms de distancia. Estos también
significaba que no muchas personas podrí aún usar los radio-
teléfonos-- simplemente no existían suficientes canales para
conectar.
En este año se autorizaron en EEUU seis canales móviles
adicionales a las portadoras de radio comunes, las cuales
definieron como compañías que no proporcionan un servicio
telefónico de línea alámbrica pública, pero si se interconectan a
la red telefónica pública y proporcionan un servicio de teléfono
inalámbrico equivalente. Luego se incrementó el número de
canales de 6 a 11, reduciendo el ancho e banda a 30 Khz. y
espaciando los nuevos canales entre los viejos.
1964 – Hasta la fecha, los sistemas de telefonía móvil
operaban sólo en el modo manual; un operador del teléfono
móvil especial manejaba cada llamada, desde y hacia cada
unidad móvil. En 1964, los sistemas selectores de canales
automáticos fueron colocados en servicio para los sistemas de
telefonía móvil. Esto eliminó la necesidad de la operación
oprimir-para-hablar (push-to-talk) y les permitía a los clientes
marcar directamente sus llamadas, sin la ayuda de una
operadora.
El MTS (Sistema de Telefonía Móvil) usa los canales de radio
de FM para establecer enlaces de comunicación, entre los

40. teléfonos móviles y los transceptores de estación de base
centrales, los cuales se enlazan al intercambio de teléfono local
por medio de las líneas telefónicas metálicas normales. Los
sistemas MTS sirven a un área de aproximadamente 60 Km. a
la redonda y cada canal opera similarmente a una línea
compartida. Cada canal puede asignarse a varios suscriptores,
pero sólo un suscriptor puede utilizarlo a la vez. Si el canal
preasignado está ocupado, el suscriptor debe esperar hasta
que se desocupe, antes de hacer o recibir una llamada.
1971 - La demanda creciente en el espectro de frecuencia de
telefonía móvil saturado impulsó a buscar un modo de
proporcionar una eficiencia del espectro de frecuencia mayor.
En este año, AT&T hizo una propuesta sobre la posibilidad
técnica de proporcionar respuesta a lo anterior. Se comenzaba
a delinear el principio de la radio celular.
-En este mismo año en Finlandia se lanza la primera red
pública exitosa de telefonía móvil, llamada la red ARP. Dicha
red es vista como la Generación 0 (0G), estando apenas por
encima de redes propietarias y redes de cobertura local.
Detalles de la tecnología usada en el momento se detallan en
la siguiente sección.
1973 – El Dr. Martin Cooper es considerado el inventor del
primer teléfono portátil. Considerado como "el padre de la
telefonía celular"; siendo gerente general de sistemas de
Motorola realizó una llamada a sus competidores de AT&T
desde su teléfono celular, transformándose en la primera
persona en hacerlo.
Martin Cooper con su Motorola DynaTAC

41. 1977 – Los teléfonos celulares se hacen públicos, dando
comienzo las pruebas en el mercado. La ciudad de Chicago fue
la primera en comenzar con 2000 clientes. Eventualmente otras
líneas de prueba aparecieron en Washington D.C. y Baltimore.
1979 – Si bien los Americanos eran los pioneros en la
tecnología, los primeros sistemas comerciales aparecieron en
Tokio, Japón por la compañía NTT, en 1979.
1983 – Chicago, Washington D.C. y Baltimore son los
escenarios de los primeros lanzamientos de sistemas
comerciales de telefonía celular en Estados Unidos.
1983 – La AMPS (Sistema Avanzado de Telefonía Móvil) es
lanzada usando frecuencias de banda desde 800 MHz. hasta
900 MHz y de 30 Khz. de ancho de banda para cada canal
como un sistema totalmente automatizado de servicio
telefónico. Es el primer estándar en telefonía celular en el
mundo.
1986 – Con ese punto de partida, en varios países se diseminó
la telefonía celular como una alternativa a la telefonía
convencional inalámbrica. Para 1986 los usuarios de telefonía
celular llegan a los 2 millones sólo en Estados Unidos.
Debido a esta gran aceptación, el servicio comenzó a saturarse
rápidamente, creándose así la necesidad de desarrollar e
implantar otras formas de acceso múltiple al canal y
transformar los sistemas analógicos a digitales, con el objeto de
darle cabida a más usuarios
1987 – La Industria llega a los 1000 millones de dólares en
ganancias.
1988 – Este año cambió muchas de las tecnologías típicas del
pasado. Se crea un nuevo estándar, el TDMA Interim Standard
54, el cual es oficializado en 1991.
– Motorola introduce el teléfono móvil DynaTAC, el primer
radioteléfono puramente "móvil". El teléfono, apodado "el
ladrillo", tenía una hora de tiempo de conversación y ocho
horas de tiempo en modo en espera.

42. 1996 – Bell Atlantic Mobile lanza la primera red comercial
CDMA en los Estados Unidos.
1997 – Los usuarios de la industria inalámbrica —celular, PCS
y ESMR— superan los 50 millones.
– Entra en uso la red digital e inalámbrica de voz y datos (2G)
13 de Octubre de 2003 – 20° Aniversario de las
Comunicaciones Inalámbricas Comerciales.
Presente en Estados Unidos, América Latina y Asia:
 Más de 182 millones de Americanos son usuarios de
telefonía móvil.
 200,000 es el número de veces por día en las que alguien
llama por ayuda desde un teléfono móvil.
 En América Latina 37 de cada cien habitantes son
abonados de la telefonía móvil. Esto determina unos 190
millones de usuarios de la telefonía móvil, contra 88
millones de la telefonía fija.
 El crecimiento experimentado por la telefonía móvil en el
Caribe entre 1997 y 2003 fue del 25%, dos veces y media
más que el crecimiento de la telefonía fija.
 En cuanto a tecnología, en la región 73.3 millones de
abonados emplean la segunda generación (GSM), 2.2
millones mantienen la analógica, la primera del mercado,
y dos millones siguen empleando el sistema de busca
personas como medio de comunicación.
 La situación en Asia es bastante distinta. Si bien la
penetración en el mercado de la telefonía celular se
mantiene por debajo del 25%, la mayoría de los mercados
asiáticos se saturarían mucho antes que los mercados de
Japón o Europa Occidental debido a los relativos bajos
ingresos. Esto es particularmente cierto para China, India
e Indonesia, los cuales colectivamente conforman más del

43. 70% de los habitantes de la región. Sin embargo, el
promedio de penetración del mercado en estos países se
acerca sólo a 17%, y se mantendrá por debajo del 35%
durante los siguientes 5 años.
1.En la sección anterior se presentó una muestra de la
evolución de la telefonía celular a lo largo de los años. Las
distintas necesidades y avances dieron lugar a
generaciones tecnológicas bien diferenciadas que se
comentan a continuación.
En dicha evolución se aprecia como se van cumpliendo las
necesidades del mercado para tener acceso múltiple al canal
de comunicación, así como la necesaria migración de los
sistemas analógicos a sistema digital con el fin de permitir
mayor volumen de usuarios y ofrecer los niveles de seguridad
que se demandaban.
1. 0G representa a la telefonía móvil previa a la era
celular. Estos teléfonos móviles eran usualmente
colocados en autos o camiones, aunque modelos en
portafolios también eran realizados. Por lo general,
el transmisor (Transmisor-Receptor) era montado en
la parte trasera del vehículo y unido al resto del
equipo (el dial y el tubo) colocado cerca del asiento
del conductor.
Eran vendidos a través de WCCs (Empresas Telefónicas
alámbricas), RCCs (Empresas Radio Telefónicas), y
proveedores de servicios de radio doble vía. El mercado estaba
compuesto principalmente por constructores, celebridades, etc.
Esta tecnología, conocida como Autoradiopuhelin (ARP), fue
lanzada en 1971 en Finlandia; conocido ahora como el país
con la primera red comercial de telefonía móvil.
2.Generación Cero (0G)
La 1G de la telefonía móvil hizo su aparición en 1979, si bien
proliferó durante los años 80. Introdujo los teléfonos "celulares",
basados en las redes celulares con múltiples estaciones de

44. base relativamente cercanas unas de otras, y protocolos para
el "traspaso" entre las celdas cuando el teléfono se movía de
una celda a otra.
La transferencia analógica y estrictamente para voz son
características identificatorias de la generación. Con calidad de
enlaces muy reducida, la velocidad de conexión no era mayor a
(2400 bauds). En cuanto a la transferencia entre celdas, era
muy imprecisa ya que contaban con una baja capacidad
(Basadas en FDMA, Frequency Division Multiple Access), lo
que limitaba en forma notable la cantidad de usuarios que el
servicio podía ofrecer en forma simultánea ya que los
protocolos de asignación de canal estáticos padecen de ésta
limitación.
Con respecto a la seguridad, las medidas preventivas no
formaban parte de esta primitiva telefonía celular. La tecnología
predominante de esta generación es AMPS (Advanced Mobile
Phone System), desarrollada principalmente por Bell. Si bien
fue introducida inicialmente en los Estados Unidos, fue usada
en otros países en forma extensiva. Otro sistema conocido
como Sistema de Comunicación de Acceso Total (TACS) fue
introducido en el Reino Unido y muchos otros países.
Si bien había diferencias en la especificación de los sistemas,
eran conceptualmente muy similares. La información con la voz
era transmitida en forma de frecuencia modulada al proveedor
del servicio. Un canal de control era usado en forma simultánea
para habilitar el traspaso a otro canal de comunicación de serlo
necesario. La frecuencia de los canales era distinta para cada
sistema. MNT usaba canales de 12.5KHz, AMPS de 30KHz y
TACS de 25KHz.
A su vez, el tamaño de los aparatos era mayor al de hoy en día;
fueron originalmente diseñados para el uso en los automóviles.
Motorola fue la primera compañía en introducir un teléfono
realmente portátil.

45. Motorola DynaTAC
Estos sistemas (NMT, AMPS, TACS, RTMI, C-Netz, y Radiocom
2000) fueron conocidos luego como la Primera Generación
(G1) de Teléfonos Celulares.
En Setiembre de 1981 la primera red de telefonía celular con
roaming automático comenzó en Arabia Saudita; siendo un
sistema de la compañía NMT. Un mes más tarde los países
Nórdicos comenzaron una red NMT con roaming automático
entre países.
3.Primera generación (1G)
Si bien el éxito de la 1G fue indiscutible, el uso masivo de la
propia tecnología mostró en forma clara las deficiencias que
poseía. El espectro de frecuencia utilizado era insuficiente para
soportar la calidad de servicio que se requería. Al convertirse a
un sistema digital, ahorros significativos pudieron realizarse. Un
número de sistemas surgieron en la década del 90’ debido a
estos hechos, y su historia es tan exitosa como la de la
generación anterior. La Segunda Generación (2G) de telefonía
celular, como ser GSM, IS-136 (TDMA), iDEN and IS-95
(CDMA) comenzó a introducirse en el mercado.
La primera llamada digital entre teléfonos celulares fue
realizada en Estados Unidos en 1990. En 1991 la primera red
GSM fue instalada en Europa.
La generación se caracterizó por circuitos digitales de datos
conmutados por circuito y la introducción de la telefonía rápida
y avanzada a las redes. Usó a su vez acceso múltiple de
tiempo dividido (TDMA) para permitir que hasta ocho usuarios
utilizaran los canales separados por 200MHz. Los sistemas

46. básicos usaron frecuencias de banda de 900MHz, mientras
otros de 1800 y 1900MHz. Nuevas bandas de 850MHz fueron
agregadas en forma posterior. El rango de frecuencia utilizado
por los sistemas 2G coincidió con algunas de las bandas
utilizadas por los sistemas 1G (como a 900Hz en Europa),
desplazándolos rápidamente.
La introducción de esta generación trajo la desaparición de los
"ladrillos" que se conocían como teléfonos celulares, dando
paso a pequeñísimos aparatos que entran en la palma de la
mano y oscilan entre los 80-200gr. Mejoras en la duración de la
batería, tecnologías de bajo consumo energético.
Teléfono GSM de diseño regular
EL sistema 2G utiliza protocolos de codificación más
sofisticados y se emplea en los sistemas de telefonía celular
actuales. Las tecnologías predominantes son: GSM (Global
System por Mobile Communications); IS-136 (conocido también
como TIA/EIA136 o ANSI-136) y CDMA (Code Division Multiple
Access) y PDC (Personal Digital Communications), éste último
utilizado en Japón. Se encontrará información detallada de los
protocolos en la sección correspondiente más adelante.
Los protocolos empleados en los sistemas 2G soportan
velocidades de información por voz más altas, pero limitados
en comunicación de datos. Se pueden ofrecer servicios
auxiliares, como datos, fax y SMS (Short Message Service). La
mayoría de los protocolos de 2G ofrecen diferentes niveles de
encripción. En Estados Unidos y otros países se le conoce a
2G como PCS (Personal Communication Services).
4.Segunda generación (2G)

47. Una vez que la segunda generación se estableció, las
limitantes de algunos sistemas en lo referente al envío de
información se hicieron evidentes. Muchas aplicaciones para
transferencia de información eran vistas a medida que el uso
de laptops y del propio Internet se fueron popularizando. Si
bien la tercera generación estaba en el horizonte, algunos
servicios se hicieron necesarios previa a su llegada. El General
Packet Radio Service (GPRS) desarrollado para el sistema
GSM fue de los primeros en ser visto. Hasta este momento,
todos los circuitos eran dedicados en forma exclusiva a cada
usuario. Este enfoque es conocido como "Circuit Switched",
donde por ejemplo un circuito es establecido para cada usuario
del sistema. Esto era ineficiente cuando un canal transfería
información sólo en un pequeño porcentaje. El nuevo sistema
permitía a los usuarios compartir un mismo canal, dirigiendo los
paquetes de información desde el emisor al receptor. Esto
permite el uso más eficiente de los canales de comunicación, lo
que habilita a las compañías proveedoras de servicios a cobrar
menos por ellos.
Aún más cantidad de mejoras fueron realizadas a la taza de
transferencia de información al introducirse el sistema conocido
como EDGE (Enhanced Data rates aplicado a GSM Evolution).
Éste básicamente es el sistema GPRS con un nuevo esquema
de modulación de frecuencia.
Mientras GPRS y EDGE se aplicaron a GSM, otras mejoras
fueron orientadas al sistema CDMA, siendo el primer paso de
CDMA a CDMA2000 1x.
2.5G provee algunos de los beneficios de 3G (por ejemplo
conmutación de datos en paquetes) y puede usar algo de la
infraestructura utilizada por 2G en las redes GSM and CDMA.
La tecnología más comunmente conocida de 2.5G es GPRS
(nombrada anteriormente), que provee transferencia de datos a
velocidad moderada usando canales TDMA no utilizados en la
red GSM. Algunos protocolos, como ser EDGE para GSM y
CDMA2000 1x-RTT para CDMA, califican oficialmente como
servicios "3G" (debido a que su taza de transferencia de datos
supera los 144 kbit/s), pero son considerados por la mayoría
como servicios 2.5G (o 2.75G, que luce aún mas sofisticado)

48. porque son en realidad varias veces más lentos que los
servicios implementados en una red 3G.
Mientras los términos "2G" y "3G" están definidos oficialmente,
no lo está "2.5G". Fue inventado con fines únicamente
publicitarios.
Muchos de los proveedores de servicios de telecomunicaciones
se moverán a las redes 2.5G antes de entrar masivamente a la
3. La tecnología 2.5G es más rápida, y más económica para
actualizar a 3G.
5.Generación 2.5 G
6.Tercera generación (3G).
2.Generaciones de la Telefonía Celular
No mucho luego de haberse introducido las redes 2G se
comenzó a desarrollar los sistemas 3G. Como suele ser
inevitable, hay variados estándares con distintos competidores
que intentan que su tecnología sea la predominante. Sin
embargo, en forma muy diferencial a los sistemas 2G, el
significado de 3G fue estandarizado por el proceso IMT-2000.
Este proceso no estandarizó una tecnología sino una serie de
requerimientos (2 Mbit/s de máxima taza de transferencia en
ambientes cerrados, y 384 kbit/s en ambientes abiertos, por
ejemplo). Hoy en día, la idea de un único estándar internacional
se ha visto dividida en múltiples estándares bien diferenciados
entre sí.
Existen principalmente tres tecnologías 3G. Para Europa existe
UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) usando
CDMA de banda ancha (W-CDMA). Este sistema provee
transferencia de información de hasta 2Mbps.
Están a su vez las evoluciones de CDMA2000. La primera en
ser lanzada fue CDMA2000 1xEV-DO, donde EV-DO viene de
Evolution Data Only. La idea atrás de este sistema era que
muchas de las aplicaciones sólo requirieran conexión de datos,
como sería el caso si se usara el celular para conectar una PC
a Internet en forma inalámbrica. En caso de requerir además

49. comunicación por voz, un canal 1X estándar es requerido.
Además de usar tecnología CDMA, EV-DO usa tecnología
TDMA para proveer de la velocidad de transferencia necesaria
y mantener la compatibilidad con CDMA y CDMA2000 1X.
La siguiente evolución de CDMA2000 fue CDMA2000 1xEV-
DV. Esto fue una evolución del sistema 1X totalmente distinto a
CDMA2000 1xEV-DO, ofreciendo servicios totales de voz y
datos. Este sistema también es compatible con CDMA y
CDMA2000 1X y es capaz de ofrecer tasas de transferencia de
3.1Mbps.
Estos dos protocolos usaron lo que se conoce como FDD
(Frequency Division Duplex), donde los links de ida y vuelta
usan distintas frecuencias. Dentro de UMTS existe una
especificación conocida como TDD (Time Division Duplex),
donde los links poseen la misma frecuencia pero usan distintos
segmentos de tiempo. Sin embargo, TDD no se implementará
en los mercados por un tiempo.
Un tercer sistema 3G fue desarrollado en China que usa TDD.
Conocido como TD-SCDMA (Time Division Synchronous
CDMA), usa un canal de 1.6MHz y fue pensado para que
abarque el mercado Chino y de los países vecinos.
Algunos de los sistemas 2.5G, como ser CDMA2000 1x y
GPRS, proveen de algunas de las funcionalidades de 3G sin
llegar a los niveles de transferencia de datos o usos multimedia
de la nueva generación. Por ejemplo, CDMA2000-1X puede, en
teoría, transferir información hasta a 307 kbit/s. Justo por
encima de esto se encuentra el sistema EDGE, el cual puede
en teoría superar los requerimientos de los sistemas 3G;
aunque esto es por tan poco que cualquier implementación
práctica quedaría probablemente por debajo del límite
deseado.
Al comienzo del siglo 21, sistemas 3G como UMTS y
CDMA2000 1xEV-DO han comenzado a estar al alcance del
público en los países del primer mundo. Sin embargo, el éxito
de estos sistemas aún está por probarse.

50. 1.Los teléfonos celulares, por sofisticados que sean y
luzcan, no dejan de ser radio transmisores personales.
Siendo un sistema de comunicación telefónica totalmente
inalámbrica, los sonidos se convierten en señales
electromagnéticas, que viajan a través del aire, siendo
recibidas y transformadas nuevamente en mensaje a través de
antenas repetidoras o vía satélite.
Para entender mejor cómo funcionan estos sofisticados
aparatos puede ayudar compararlos con una radio de onda
corta (OC) o con un walkie-talkie. Un radio OC es un aparato
simple. Este permite que dos personas se comunique utilizando
la misma frecuencia, así que sólo una persona puede hablar al
tiempo.
Un teléfono celular es un dispositivo dual, esto quiere decir que
utiliza una frecuencia para hablar, y una segunda frecuencia
aparte para escuchar. Una radio OC tiene 40 canales. Un
teléfono celular puede utilizar 1664 canales. Estos teléfonos
también operan con "células" (o "celdas") y pueden alternar la
célula usada a medida que el teléfono es desplazado. Las
células le dan a los teléfonos un rango mucho mayor a los
dispositivos que lo comparamos. Un walkie-talkie puede
transmitir hasta quizás una milla. Una radio OC, debido a que
tiene un poder mucho más alto, puede transmitir hasta 5 millas.
Alguien que utiliza un teléfono celular, puede manejar a través
de toda la ciudad y mantener la conversación todo el tiempo.
Las células son las que dan a los teléfonos celulares un gran
rango.

51. En un radio simple, ambos transmisores utilizan la misma
frecuencia. Sólo uno puede hablar al tiempo
En un radio dual, los dos transmisores utilizan diferentes
frecuencias, así que dos personas pueden hablar al mismo
tiempo.
Los teléfonos celulares son duales.
El teléfono celular estándar de la primera generación estableció
un rango de frecuencias entre los 824 Megahertz y los 894
para las comunicaciones analógicas.
Para enfrentar la competencia y mantener los precios bajos,
este estándar estableció el concepto de dos portadores en
cada mercado, conocidos como portadores A y B. A cada
portador se le da 832 frecuencias de voz, cada una con una
amplitud de 30 Kilohertz. Un par de frecuencias (una para
enviar y otra para recibir) son usadas para proveer un canal
dual por teléfono. Las frecuencias de transmisión y recepción
de cada canal de voz están separadas por 45 Megahertz. Cada
portador también tiene 21 canales de datos para usar en otras
actividades.
La genialidad del teléfono celular reside en que una ciudad
puede ser dividida en pequeñas "células" (o celdas), que

52. permiten extender la frecuencia por toda una ciudad. Esto es lo
que permite que millones de usuarios utilicen el servicio en un
territorio amplio sin tener problemas.
He aquí como funciona. Se puede dividir un área (como una
ciudad) en células. Cada célula es típicamente de un tamaño
de 10 millas cuadradas (unos 26Km2). Las células se imaginan
como unos hexágonos en un campo hexagonal grande, como
este:
Sin embargo, el tamaño de las células puede variar mucho
dependiendo del lugar en que se encuentre. Las estaciones de
base se separan entre 1 a 3 Km. en zonas urbanas, aunque
pueden llegar a separarse por más de 35Km en zonas rurales.
En zonas muy densamente pobladas o áreas con muchos
obstáculos (como ser edificios altos), las células pueden
concentrarse en distancias cada vez menores. Algunas
tecnologías, como los PCS (Personal Communication
Services), requieren células muy cercanas unas de otras
debido a su alta frecuencia y bajo poder en el que operan.
Los edificios pueden, a su vez, interferir con el envío de las
señales entre las células que se encuentren más lejanas, por lo

53. que algunos edificios tienen su propia "microcélula." Los
subterráneos son típicos escenarios donde una microcélula se
hace necesaria. Microcélulas pueden ser usadas para
incrementar la capacidad general de la red en zonas
densamente pobladas como ser los centros capitalinos.
Debido a que los teléfonos celulares y las estaciones de base
utilizan transmisores de bajo poder, las mismas frecuencias
pueden ser reutilizadas en células no adyacentes.
Cada celda en un sistema análogo utiliza un séptimo de los
canales de voz disponibles. Eso es, una celda, más las seis
celdas que la rodean en un arreglo hexagonal, cada una
utilizando un séptimo de los canales disponibles para que cada
celda tenga un grupo único de frecuencias y no haya colisiones
entre células adyacentes.
Esta configuración puede verse en forma gráfica en la siguiente
figura:
Puede observarse un grupo de células numerado en la parte
superior.
De esta forma, en un sistema analógico, en cualquier celda
pueden hablar 59 personas en sus teléfonos celulares al mismo
tiempo. Con la transmisión digital, el número de canales
disponibles aumenta. Por ejemplo el sistema digital TDMA
puede acarrear el triple de llamadas en cada celda, alrededor
de 168 canales disponibles simultáneamente.

54. Cada célula tiene una estación base que consta de una torre y
un pequeño edificio en donde se tiene el equipo de radio. Cada
célula utiliza un séptimo de los 416 canales duales de voz.
Dejando entonces a cada célula aproximadamente los 59
canales disponibles nombrados anteriormente.
Si bien los números pueden variar dependiendo de la
tecnología usada en el lugar, las cantidades sirven para mostrar
cómo funciona esta tecnología; que en caso de tratarse de una
generación más moderna, puede de todas formas extrapolarse
directamente.
Los teléfonos celulares poseen unos transmisores de bajo
poder dentro de ellos. Muchos teléfonos celulares tienen 2
fuerzas de señal: 0.6 Watts y 3 Watts (como comparación, la
mayoría de los radios de onda corta transmiten a 5 Watts). La
estación base también transmite a bajo poder. Los transmisores
de bajo poder tienen 2 ventajas:
El consumo de energía del teléfono, que normalmente opera
con baterías, es relativamente bajo. Esto significa que bajo
poder requiere baterías pequeñas, y esto hace posible que
existan teléfonos que caben en la mano. A su vez aumenta en
forma considerable el tiempo en que se puede usar el teléfono
entre carga y carga de la batería.
Las transmisiones de las estaciones base y de los teléfonos no
alcanzan una distancia más allá de la célula. Es por esto que
en la figura de arriba en cada celda se pueden utilizar las
mismas frecuencias sin interferir unas con otras.
Las transmisiones de la base central y de los teléfonos en la
misma celda no salen de ésta. Por lo tanto, cada celda puede
reutilizar las mismas 59 frecuencias a través de la ciudad.
La tecnología celular requiere un gran número de estaciones
base para ciudades de cualquier tamaño. Una ciudad típica
grande puede tener cientos de torres emisoras. Pero debido a
que hay tanta gente utilizando teléfonos celulares, los costos se
mantienen bajos para el usuario. Cada portador en cada ciudad
tiene una oficina central llamada MTSO (PSTN en el diagrama

55. siguiente). Esta oficina maneja todas las conexiones telefónicas
y estaciones base de la región.
Típica torre de transmisión de telefonía celular
Cuando el usuario desea realizar una llamada, el teléfono
celular envía un mensaje a la torre solicitando una conexión a
un número de teléfono específico. Si la torre dispone de los
suficientes recursos para permitir la comunicación, un
dispositivo llamado "switch" conecta la señal del teléfono
celular a un canal el la red de telefonía pública. La llamada en
este momento toma un canal inalámbrico así como un canal en
la red de telefonía pública que se mantendrán abiertos hasta
que la llamada se concluya.
El diagrama que se muestra a continuación gráfica lo descrito
anteriormente.

56. Digamos que usted tiene un celular, lo enciende, y alguien trata
de llamarle. La MTSO recibe la llamada, y trata de encontrarlo.
Desde los primeros sistemas la MTSO lo encontraba activando
su teléfono (utilizando uno de los canales de control, ya que su
teléfono se encuentra siempre escuchando) en cada célula de
la región hasta que su teléfono respondiera. Entonces la
estación base y el teléfono decidirán cuál de los 59 canales en
su teléfono celular usará. Ahora estará conectado a la estación
base y puede empezar a hablar y escuchar.
A medida que usted se mueva en la célula, la estación base
notará que la fuerza de su señal disminuye. Entretanto, la
estación base de la célula hacia la que se está moviendo (que

57. está escuchando la señal) será capaz de notar que la señal se
hace más fuerte.
Las dos estaciones base se coordinan a sí mismas a través del
MTSO, y en algún punto su teléfono obtiene una señal que le
indica que cambie de frecuencia. Este cambio hace que su
teléfono mude su señal a otra célula.
En sistemas modernos los teléfonos esperan una señal de
identificación del sistema (IDS) del canal de control cuando se
encienden. El teléfono también transmite una propuesta de
registro y la red mantiene unos datos acerca de su ubicación en
una base de datos (de esta forma es que la MTSO sabe en que
célula se encuentra si quiere timbrar su teléfono). A medida que
se mueve entre células, el teléfono detecta los cambios en la
señal, los registra y compara para con los de la nueva célula
cuando cambia de canal. Si el teléfono no puede hallar canales
para escuchar se sabe que está fuera de rango y muestra un
mensaje de "sin servicio".
Éste es, en forma bastante simplificada, el funcionamiento de la
telefonía celular; abarcando desde el aspecto teórico en la
división de las zonas geográficas en células, hasta el
intercambio de ondas electro magnéticas necesario para
establecer una sencilla comunicación entre dos teléfonos
celulares. Si bien puede enfocarse el tema de manera mucho
más técnica, deteniéndose más en aspectos de frecuencia y
amplitud de las ondas por ejemplo, preferimos darle un enfoque
más general, dando sí algunos datos técnicos específicos que
nos parecieron de mayor relevancia para el entendimiento
general del tema.
2.Funcionamiento de la telefonía celular
En esta sección, hablaremos de las diferentes tecnologías que
se utilizan en el mundo de las comunicaciones inalámbricas,
desde la composición física de un teléfono celular, culminando
en los diferentes protocolos que siguen el funcionamiento de
los distintos usos que se le dan a los celulares.

58. 1.Interior de un teléfono celular
2.Composición tecnológica del teléfono celular
Dado que el sistema analógico de comunicaciones tiene
tendencias al congestionamiento, los teléfonos digitales han
adquirido una mayor trascendencia en las tecnologías de
punta. Los teléfonos celulares digitales convierten la voz en
códigos digitales binarios, y luego la comprimen. De esta forma,
cada llamada telefónica ocupa de 3 a 10 veces menos espacio
que una llamada analógica, además de permitir una mejor y
mayor manipulación de la misma, y así procesarlos,
transportarlos y almacenarlos en espacios adecuados. Esto
produce un aumento drástico en la capacidad de los sistemas
en comparación con los sistemas analógicos de llamadas.
Para lograr esta compresión y la descompresión de los datos,
los teléfonos celulares procesan millones de cálculos por
segundo.
El aparato consta de:
 Un microprocesador llamado DSP, o Digital Signal
Processor. Realiza todas las operaciones del dispositivo,
análogamente a lo que hace un microprocesador en un
computador personal. Las velocidades de estos
microprocesadores ronda en el orden de 40 MIPS
(Millones de Instrucciones Por Segundo). Es el cerebro
del sistema de circuitos, realizando todas las tareas de

59. compresión, descompresión, procesa todas las tareas del
teclado, gestiona los comandos, controla las señales,
envía la información a la pantalla para ser mostrada,
además de coordinar las demás funciones.
 Una placa de circuitos similar a una placa madre de una
computadora.
 Un altavoz por el cual el aparato emite el sonido luego de
su descompresión y decodificación en el microprocesador.
 Una pantalla de cristal líquido (LCD) que muestra toda la
información visualmente, similar al visor de una
calculadora. En los últimos años se ha desarrollado la
tecnología de este tipo de pantallas, permitiendo el uso de
pantallas a color.
 Un teclado a través del cual el usuario ingresa sus
comandos,
 Una antena receptora de las señales emitidas por las
estaciones y antenas.
 Una batería que almacena la energía eléctrica necesaria
para el funcionamiento del teléfono. Existen tres tipos de
batería: NiCd (Níquel / Cadmio), NiMH (Hidrato Metálico
de Níquel) y Li-Ion (Iones de Litio). Las diferencias entre
estos tipos de batería radican en la capacidad, y tiempo
de vida. Las baterías NiMH tienen una gran capacidad,
pero su rendimiento decae después de unos 300 ciclos
(carga – descarga) causado por la decreciente capacidad
y la creciente resistencia interna.
Las baterías NiCd ofrecen aproximadamente un 30% menos de
capacidad que las anteriores, pero su vida útil se extiende
hasta los 1000 ciclos aproximadamente, con un rendimiento
más constante debido a que la resistencia interna permanece
baja. En cambio, las baterías Li-Ion, que ofrece una alta
energía, su bajo peso y que no requiere de descargas
periódicas, pierde su capacidad con el tiempo, aún si es usada
o no. Si su uso es constante, podría llegar a usarse unos 1000

60. ciclos (en 2 años, normalmente, la vida útil de este tipo de
baterías).
1.Tecnologías de acceso celular
2.Tecnologías utilizadas en los teléfonos celulares
Las tecnologías utilizadas actualmente para la transmisión de
información en las redes son denominadas de acceso múltiple,
debido a que más de un usuario puede utilizar cada una de las
celdas de información. Actualmente existen tres diferentes, que
difieren en los métodos de acceso a las celdas:
 FDMA (Acceso múltiple por división de frecuencia):
accesa las celdas dependiendo de las frecuencias.
Básicamente, separa el espectro en distintos canales de
voz, al dividir el ancho de banda en varios canales
uniformemente según las frecuencias de transmisión. Los
usuarios comparten el canal de comunicación, pero cada
uno utiliza uno de los diferentes subcanales particionados
por la frecuencia. Mayormente es utilizada para las
transmisiones analógicas, aún cuando es capaz de
transmitir información digital (no recomendada).
 TDMA (Acceso múltiple por división de tiempo): Divide el
canal de transmisión en particiones de tiempo. Comprime

61. las conversaciones digitales y luego las envía utilizando la
señal de radio por un período de tiempo. En este caso,
distintos usuarios comparten el mismo canal de
frecuencia, pero lo utilizan en diferentes intervalos de
tiempo. Debido a la compresión de la información digital,
esta tecnología permite tres veces la capacidad de un
sistema analógico utilizando la misma cantidad de
canales.
 CDMA (Acceso múltiple por división de códigos): Esta
tecnología, luego de digitalizar la información la transmite
a través de todo el ancho de banda del que se dispone, a
diferencia de TDMA y FDMA. Las llamadas se
sobreponen en el canal de transmisión, diferenciadas por
un código de secuencia único. Esto permite que los
usuarios compartan el canal y la frecuencia. Como es un
método adecuado para la transmisión de información
encriptada, se comenzó a utilizar en el área militar. Esta
tecnología permite comprimir de 8 a 10 llamadas digitales
para que ocupen lo mismo que ocupa una llamada
analógica.
En la siguiente figura se muestra un gráfico comparativo del
funcionamiento de las mencionadas tecnologías.
Gráfica que muestra las diferentes formas de dividir la
frecuencia según los diferentes estándares.
1. Es un estándar mundial para teléfonos celulares. Llamado
Global System for Mobile communications (Sistema

62. Global para las comunicaciones móviles), formalmente
conocida como Group Special Mobile (GSM, Grupo
Especial Móvil). Fue creado por CEPT (organismo
internacional que agrupa a las entidades responsables en
la Administración Pública de cada país europeo de las
políticas y la regulación de las comunicaciones, tanto
postales como de telecomunicaciones), y posteriormente
desarrollado por ETSI (European Telecommunications
Standars Institute – organización de estandarización de la
industria de las telecomunicaciones de Europa con
proyección mundial) para estandarizar la telefonía celular
en Europa, luego adoptado por el resto del mundo. En el
año 2001, el 70% de los usuarios de telefonía móvil en el
mundo usaban GSM. Es un estándar abierto, no
propietario y que se encuentra en desarrollo constante.
GSM emplea una combinación de TDMA y FDMA entre
estaciones en un par de canales de radio de frecuencia duplex,
con baja lupulización de frecuencia entre canales. Como se
explicó anteriormente, TDMA se utiliza para información digital
codificada, por lo que GSM es un sistema diseñado para utilizar
señales digitales, así como también, canales de voz digitales,
lo que permite un moderado nivel de seguridad.
Existen cuatro versiones principales, basadas en la banda:
GSM-850, GSM-900, GSM-1800 y GSM-1900, diferenciándose
cada una en la frecuencia de las bandas.
En GSM, las conexiones se pueden utilizar tanto a la voz, como
a datos, lo que permitió el avance del envío y consumo de
datos a través de los celulares. Los casos más comunes son
las imágenes que se pueden enviar y recibir, y el uso de
aplicaciones a través de los teléfonos móviles, tal es el caso de
Internet.
Las implementaciones más veloces de GSM se denominan
GPRS y EDGE, también denominadas generaciones
intermedias, o 2.5G, que conducen a la tercera generación
(3G), o UMTS.

63. 1.Básicamente es una comunicación basada en
paquetes de datos. En GSM, los intervalos de tiempo
son asignados mediante una conexión conmutada,
en tanto que en GPRS son asignados mediante un
sistema basado en la necesidad a la conexión de
paquetes. Es decir, que si no se envía ningún dato
por el usuario, las frecuencias quedan libres para ser
utilizadas por otros usuarios. Los teléfonos GPRS
por lo general utilizan un puerto bluetooth para la
transferencia de datos.
2.GPRS (General Packet Radio Service)
Es una actualización de GPRS, el cual embala hasta 69.2Kbps
en ocho timeslots, considerada una tecnología de 2.75G, un
poco más evolucionada que GPRS. GERAN (GPS/EDGE
Radio Access Network) es el nombre que se le da a los
estándares para el acceso GPS/EDGE.
3.EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution)
4.UMTS (Universal Mobile Telecommunications
System)
2.GSM
Es el sistema de telecomunicaciones móviles de tercera
generación, que se espera que alcance unos 2000 millones de
usuarios para el año 2010.
El principal avance radica en la tecnología WCDMA (Wide
Code Division Multiple Access), heredada de la tecnología
militar, a diferencia de GSM y GPRS que utilizan una mezcla de
FDMA y TDMA. La principal ventaja de WCDMA es que la señal
se expande en frecuencia gracias a un código de ensanchado
que únicamente es conocido por el emisor y el receptor. La
técnica del espectro ensanchado permite que una señal se
ensanche a lo largo de una banda muy ancha de frecuencias,
mucho más amplia que el mínimo requerido para transmitir la
información a enviar. Este aspecto trae muchas mejoras a los
anteriores sistemas (FDMA, TDMA y el propio CDMA):

64.  Altas velocidades de transmisión (hasta 2 Mbps)
 Un grado de seguridad mayor.
 Gran eficacia en cuanto al acceso múltiple al canal.
 Alta resistencia a las interferencias.
1.El desarrollo de los protocolos de acceso a Internet a
partir de los celulares se ha visto incrementado en los
últimos años, y ha obligado a buscar protocolos y
tecnología que permitan universalizar la transferencia y
visualización de datos y aplicaciones a través de cualquier
dispositivo, ya sea a partir de celulares como de PCs.
1.WAP (Wireless Application Protocol)
2.Acceso a Internet y demás Aplicaciones por Teléfono
Celular
Es una especificación de protocolos estándar para aplicaciones
que utilizan los dispositivos de comunicación inalámbricos,
aplicaciones como por ejemplo el acceso a Internet desde un
celular, el acceso a correo electrónico, u otros.
El lenguaje primario del protocolo WAP es el WML (Wireless
Markup Language), lenguaje interpretado por los navegadores
WAP, de similares características al HTML.
Las nuevas versiones de WAP, utilizan XML que a futuro
permitirá el verdadero acceso web para los dispositivos
portátiles, utilizando un subconjunto de XHTML (eXtensible
Hyper Text Markup Language, lenguaje pensado para sustituir
a HTML como estándar para las páginas web) llamado XHTML
Basics.
Durante la conferencia NetMedia2000 realizada en Londres,
especialistas en Internet y la telefonía móvil han recalcado que
WAP no es más que un estándar temporal, ya que las
limitaciones que posee no permiten la extensibilidad del
sistema WAP hacia las diferentes tecnologías utilizadas en el

65. desarrollo de aplicaciones web. Asimismo, Jakob Nielsen,
señalado como el "gurú de la usabilidad de las páginas Web"
por New York Times, describe este sistema como un "abordaje
equivocado a la portabilidad".
De hecho, una de las limitaciones del sistema WAP es
justamente el hecho de ser un micro-browser que únicamente
puede interpretar el lenguaje WML, lo que significaría para las
compañías tener que desarrollar contenidos propios en dicho
lenguaje o adaptar los existentes.
Otras limitaciones que se encontraron en este estándar son las
velocidades lentas de ejecución y la necesidad de realizar una
nueva llamada cada vez que el usuario desea conectarse.
Jakob Nielsen
En Uruguay, WAP es utilizado por ANCEL en ciertas
aplicaciones específicas. Por ejemplo, Uragua utiliza el sistema
WAP de ANCEL para realizar los cortes y reapertura de
servicios y el intercambio de mensajes entre su helpdesk y sus
técnicos que realizan los distintos trabajos de campo. Dicha
aplicación de Uragua fue desarrollada por San Diego
SoftWorks. Otros organismos que utilizan el WAP de ANCEL en
sus aplicaciones son:
 ANC (Administración Nacional de Correos)

66.  Gaseba Uruguay
 Ministerio del Interior
ANCEL también ha desarrollado un portal móvil utilizando su
WAP, llamado Dale.
1.I-mode
Es un sistema de acceso a Internet utilizados en los
dispositivos móviles, al igual que WAP, creado por DoCoMo en
1999 pero que ha tenido un desarrollo muy importante en
Japón. Cerca de un 30% de la población de Japón utiliza i-
mode en sus aplicaciones vía Internet, ya sea, navegación de
páginas, reservas de boletos de tren, chequeo del estado del
tiempo y otros diferentes usos en sus rutinas diarias, como
envío de correos electrónicos.
En los últimos años, esta tecnología ha logrado entrar en el
mercado europeo a través de terminales en España
principalmente.
El avance de esta tecnología en el mercado ha forzado a sus
competidoras a desarrollar sistema de telefonía móvil similares,
por ejemplo, J-Phone que desarrolló Jsky, luego comprado por
Vodafone y renombrado a lo que hoy es Vodafone Live!.
Consta de un conjunto de protocolos que le permiten a un
usuario navegar a través de mini páginas diseñadas
especialmente. Estas páginas, son escritas en un lenguaje muy
similar a lo que es HTML, con leves modificaciones para su uso
en teléfonos celulares: el Compact HTML o cHTML. Este
estándar también incluye una tecnología, llamada Doja, para
realizar y consumir aplicaciones hechas en Java, pero no todos
los terminales i-mode soportan dicha tecnología.
Si bien i-mode también obliga a los operadores de las
aplicaciones web a migrar sus contenidos a ciertos lenguajes, y
teniendo en cuenta que i-mode logra interpretar el Compact
HTML, este pasaje de información a Internet Móvil sería mucho
más rápido debido a la semejanza existente entre HTML y

67. cHTML. El propio Nielsen destaca que el sistema i-mode tendrá
mayor éxito que WAP, debido a que es mucho más simple y
barato, ofrece conexión permanente y una buena política de
apertura del sistema.
1.Es la norma que posibilita la transmisión de voz y
datos entre diferentes dispositivos mediante un
enlace de radiofrecuencia. Esta norma consigue
facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y
fijos, eliminando cables y conectores.
El estudio de este tipo de tecnologías fue iniciado por Ericsson
en 1994 para la interconexión de teléfonos móviles y otros
accesorios.
Todos aquellos equipos conectados con Bluetooth deberán
tener instalado el chip Bluetooth, un software que interprete la
conexión establecida y la conexión deberá cumplir ciertos
requerimientos de interoperabilidad.
La distancia entre los dispositivos puede alcanzar los 10
metros, dentro de la cual se ofrece una conexión segura de
radio.
Uno de los principales obstáculos a los cuales se enfrenta este
tipo de conexiones es que el emisor deberá consumir poca
energía, debido a que deberá integrarse con dispositivos que
por lo general funcionan en base a una batería.
2.Bluetooth
3.IrDA (InfraRed Data Association)
2.Estándares de comunicación inalámbrica
Es un estándar que define una manera de implementar el uso
de la tecnología infrarroja por los fabricantes, para la
transmisión y recepción de información. Fue creada en 1993
entre HP, IBM, SHARP, entre otros. La FIR (First InfraRed),
soporta tasas de frecuencia hasta 4 Mbps, aunque aún se
estudia la posibilidad de ampliar dichas tasas a 16 Mbps.

68. 1. En esta sección analizaremos las principales razones por
la cual las personas deciden utilizar un celular. Si la gente
los posee solamente para realizar llamadas o
simplemente por estar a la moda. Sobre este punto
presentaremos un análisis de una entrevista realizada por
la Cátedra de Procesamiento de Datos de la Universidad
de Buenos Aires.
También hablaremos sobre hasta que punto los celulares
pueden provocar adicción y como influye la personalidad de las
personas en el uso de los mismos.
Por último veremos las distintas formas de campañas
publicitarias y formas de persuadir a la sociedad para la compra
de teléfonos celulares. Incluimos un ejemplo de publicidad de la
empresa publicitaria Walkfone.
1. Lo que sigue es un análisis de una entrevista hecha
por la Cátedra de Procesamiento de Datos de la
Universidad de Buenos Aires. El método de trabajo
de campo fue a través de entrevistas abiertas, y para
circunscribir y localizar el trabajo, se les realizó a
personas entre 18 y 25 años que viven en la Ciudad
de Buenos Aires y el conurbano bonaerense. Las
entrevistas no se limitaron a ningún tipo de clase
social, pero el requisito fundamental, era que posean
teléfono celular.
A través de las entrevistas se puede notar que está
fuertemente presente y valorada la cuestión de estar
comunicado todo el tiempo, con quien se quiera y en cualquier
lugar, ya sea a través de mensajes de texto, o llamadas. Existe
así la posibilidad de ubicar en todo momento a una persona
independientemente de que se encuentren, tanto el que realiza
el llamado como el que lo recibe, en su domicilio, una especie
de comunicación más eficaz.
Respecto de esto, se encuentran testimonios del tipo: "Priorizó
más el hecho de estar comunicada, tanto con familiares como
por una cuestión de contactos, y al no estar en mi casa no me
queda otra que tener celular." Otro usuario respondió acerca de

69. este tema que: "Tener celular es una ventaja, el beneficio es
que cualquier persona que se quiere comunicar conmigo,
cuando no estoy en mi domicilio, me puede llamar al celular; y
si yo estoy en cualquier lado, y necesito comunicarme con
alguien, también lo puedo hacer. El beneficio es por una
cuestión de comunicación." Pero también notamos una
existencia, según los entrevistados, de otras vías de
comunicación (fundamentalmente telefónicas, pero en su
formato fijo, hogareño, laboral, público o semipúblico) que
siempre están presentes.
"Para mis viejos es cuestión de seguridad, con el celular me
siento controlado más que antes, porque llaman a cada rato,
preguntan a qué hora venís." Tener celular está también
vinculado a una cuestión de control, como un beneficio
(encontrar a quien se quiera en cualquier momento) aunque
detrás de él se esconde una desventaja, pues muchas veces el
sentirse controlado puede ser molesto e incómodo. De esta
manera se ve que el beneficio planteado en un primer
momento corre el riesgo de transformarse en un control de las
actividades de las personas. Si bien, esto último, es un
reproche de los usuarios, ninguno contempla la opción de
apagar el celular como una solución al problema, por el hecho
irónico de "estar siempre comunicado".
"Uso los mensajes porque es más práctico, económico, y me
permite una conversación más larga sin que corran los minutos.
Por ejemplo, yo mando un mensaje y sigo la conversación por
una hora y el gasto es inferior a si usara una llamada." Hay un
predominio de la utilización de los mensajes de texto, por una
cuestión de practicidad, sin desconocer en esto los motivos
económicos, pues los SMS son mucho más baratos que las
llamadas de voz, y allí aparece más que nada, una cuestión de
costos. Aunque también tenemos en cuenta que mandar
mensajes de texto en todo momento hace que, en definitiva, el
gasto sea el mismo respecto de las llamadas. Cierta filtración
del chat se ve cuando los entrevistados aseguran comunicarse
con sus amigos y mandar mensajes con liviandad, sin
restricciones del orden de lo económico, que finalmente, en su
extensión genera un gasto similar, o mayor, al minuto de