SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES

V. REDES DE TELECOMUNICACIONES

UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES consiste en una infraestructura física a través de la cual se transporta la información desde la fuente hasta el destino, y con base en esa infraestructura se ofrecen a los usuarios los diversos servicios de telecomunicaciones (figura V.1). En lo sucesivo se denominará "red de telecomunicaciones" a la infraestructura encargada del transporte de la información. Para recibir un servicio de telecomunicaciones, un usuario utiliza un equipo terminal a través del cual obtiene entrada a la red por medio de un canal de acceso. Cada servicio de telecomunicaciones tiene distintas características, puede utilizar diferentes redes de transporte, y, por tanto, el usuario requiere de distintos equipos terminales. Por ejemplo, para tener acceso a la red telefónica, el equipo terminal requerido consiste en un aparato telefónico; para recibir el servicio de telefonía celular, el equipo terminal consiste en teléfonos portátiles con receptor y transmisor de radio, etcétera.

Figura V.1. Red y equipo terminal.

Para fines ilustrativos, se puede establecer una analogía entre las telecomunicaciones y los transportes. En los transportes, la red está constituida por el conjunto de carreteras de un país y lo que en ellas circulan son vehículos, que a su vez dan servicio de transporte a personas o mercancías. En las telecomunicaciones se transporta información a través de redes de transporte de información.

En este capítulo se describen las redes con que se cuenta en la actualidad para ofrecer distintos servicios de telecomunicaciones, se presentarán los equipos terminales, y se explicará el funcionamiento de algunos de los servicios que se ofrecen al público en general.

La principal razón por la cual se han desarrollado las redes de telecomunicaciones es que el costo de establecer un enlace dedicado entre cualesquiera dos usuarios de una red sería elevadísimo, sobre todo considerando que no todo el tiempo todos los usuarios se comunican entre sí. Es mucho mejor contar con una conexión dedicada para que cada usuario tenga acceso a la red a través de su equipo terminal, pero una vez dentro de la red los mensajes utilizan enlaces que son compartidos con otras comunicaciones de otros usuarios. Comparando nuevamente con los transportes, a todas las casas llega una calle en la que puede circular un automóvil y a su vez conducirlo a una carretera, pero no todas las casas están ubicadas en una carretera dedicada a darle servicio exclusivamente a un solo vehículo. Las calles desempeñan el papel de los canales de acceso y las carreteras el de los canales compartidos.

En general se puede afirmar que una red de telecomunicaciones consiste en las siguientes componentes: a) un conjunto de nodos en los cuales se procesa la información, y b) un conjunto de enlaces o canales que conectan los nodos entre sí y a través de los cuales se envía la información desde y hacia los nodos.

Desde el punto de vista de su arquitectura y de la manera en que transportan la información, las redes de telecomunicaciones pueden ser clasificadas en:

a) Redes conmutadas. La red consiste en una sucesión alternante de nodos y canales de comunicación, es decir, después de ser transmitida la información a través de un canal, llega a un nodo, éste a su vez, la procesa lo necesario para poder transmitirla por el siguiente canal para llegar al siguiente nodo, y así sucesivamente (figura V.2).

Figura V.2. Red conmutada.

Existen dos tipos de conmutación en este tipo de redes: conmutación de paquetes y conmutación de circuitos. En la conmutación de paquetes, el mensaje se divide en pequeños paquetes independientes, a cada uno se le agrega información de control (por ejemplo, las direcciones del origen y del destino), y los paquetes circulan de nodo en nodo, posiblemente siguiendo diferentes rutas. Al llegar al nodo al que está conectado el usuario destino, se reensambla el mensaje y se le entrega (figura V.3). Esta técnica se puede explicar por medio de una analogía con el servicio postal. Supongamos que se desea enviar todo un libro de un punto a otro geográficamente separado. La conmutación de paquetes equivale a separar el libro en sus hojas, poner cada una de ellas en un sobre, poner a cada sobre la dirección del destino y depositar todos los sobres en un buzón postal. Cada sobre recibe un tratamiento independiente, siguiendo posiblemente rutas diferentes para llegar a su destino, pero una vez que han llegado todos a su destino, se puede reensamblar el libro.

Figura V.3. Conmutación de paquetes.

Por otra parte, en la conmutación de circuitos se busca y reserva una trayectoria entre los usuarios, se establece la comunicación y se mantiene esta trayectoria durante todo el tiempo que se esté transmitiendo información (figura V.4).

Figura V.4. Conmutación de circuitos.

Para establecer una comunicación con esta técnica se requiere de una señal que reserve los diferentes segmentos de la ruta entre ambos usuarios, y durante la comunicación el canal quedará reservado precisamente para esta pareja de usuarios.

b) Redes de difusión. En este tipo de redes se tiene un canal al cual están conectados todos los usuarios, y todos ellos pueden recibir todos los mensajes, pero solamente extraen del canal los mensajes en los que identifican su dirección como destinatarios. Aunque el ejemplo típico lo constituyen los sistemas que usan canales de radio, no necesariamente tienen que ser las transmisiones vía radio, ya que la difusión puede realizarse por medio de canales metálicos, tales como cables coaxiales. En la figura V.5 se presentan ejemplos de redes de difusión con diferentes formas y arreglos de interconexión (topologías), aplicables a redes basadas en radio o en cables. Lo que sí puede afirmarse es que típicamente las redes de difusión tienen sólo un nodo (el transmisor) que inyecta la información en un canal al cual están conectados los usuarios.

Figura V.5. Anillo, bus, red con radio.

Para todas las redes cada usuario requiere de un equipo terminal, por medio del cual tendrá acceso a la red, pero que no forma parte de la misma. De esta forma, un usuario que desee comunicarse con otro utiliza su equipo terminal para enviar su información hacia la red, ésta transporta la información hasta el punto de conexión del usuario destino con la red y la entrega al mismo a través de su propio equipo terminal (figura V.6)

Figura V.6. Operación de una red.

Los usuarios no pueden transmitir información en todas las redes. Por ejemplo, en televisión o radiodifusión, los usuarios son pasivos, es decir, únicamente reciben la información que transmiten las estaciones transmisoras, mientras que, en telefonía, todos los usuarios pueden recibir y transmitir información.

La función de una red de telecomunicaciones consiste en ofrecer servicios a sus usuarios, y cuando ésta es utilizada para que sobre ella se ofrezcan servicios de telecomunicaciones al público en general (por ejemplo, la red telefónica) se le denomina una red pública de telecomunicaciones. Cuando alguien instala y opera una red para su uso personal, sin dar acceso a terceros, entonces se trata de una red privada de telecomunicaciones: una red de telecomunicaciones utilizada para comunicar a los empleados y las computadoras o equipos en general, de una institución financiera, es una red privada.

Una característica importante de una red es su cobertura geográfica, ya que ésta limita el área en que un usuario puede conectarse y tener acceso a la red para utilizar los servicios que ofrece. Por ejemplo, existen redes locales que enlazan computadoras instaladas en un mismo edificio o una sola oficina (conocidas como LAN por su nombre en inglés: local area network), pero también existen redes de cobertura más amplia (conocidas comoWAN por su nombre en inglés: wide area network), redes de cobertura urbana que distribuyen señales de televisión por cable en una ciudad, redes metropolitanas que cubren a toda la población de una ciudad, redes que enlazan redes metropolitanas o redes urbanas formando redes nacionales, y redes que enlazan las redes nacionales, las cuales constituyen una red global de telecomunicaciones (véanse las figuras V.7 y V.8).

Figura V.7. Red local, red urbana, red metropolitana.

Figura V.8. Una red nacional.

Uno de los desarrollos más sorprendentes de los últimos años es indudablemente la posibilidad de conectar todas las redes de cobertura limitada en una red global que, al menos en teoría, permite enlazar y comunicar usuarios ubicados en cualquier parte del mundo. Esto es lo que ha dado origen a términos como globalización de la información. Actualmente existen redes de telecomunicaciones que permiten comunicación telefónica instantánea entre dos usuarios de dos países del planeta, que envían información financiera entre instituciones de dos países cualesquiera, que envían señales de televisión de un país a otro, o que permiten localizar personas por medio de receptores de radio en muchos países del mundo.

Como ya ha sido mencionado, las componentes de una red son un conjunto de nodos y otro de canales que permiten que los primeros se comuniquen. A continuación se proporcionarán detalles acerca de estas componentes.

CANALES

El canal es el medio físico a través del cual viaja la información de un punto a otro. Las características de un canal son de fundamental importancia para una comunicación efectiva, ya que de ellas depende en gran medida la calidad de las señales recibidas en el destino o en los nodos intermedios en una ruta. Los canales pueden pertenecer a una de dos clases:

1) Canales que guían las señales que contienen información desde la fuente hasta el destino, por ejemplo: cables de cobre, cables coaxiales y fibras ópticas. Por estos tipos de canales pueden ser transmitidas las siguientes tasas:

cable de cobre (par trenzado) hasta 4 Mbps (4 millones de bits por segundo)

cable coaxial hasta 500 Mbps (500 millones de bits por segundo)

fibra óptica hasta 2000 Mbps (2 000 millones de bits por segundo; o bien 2 "giga" bps: 2 Gbps)

Los cables de cobre son, sin lugar a duda, el medio más utilizado en transmisiones tanto analógicas como digitales; siguen siendo la base de las redes telefónicas urbanas. El material del que están formados produce atenuación en las señales, de manera tal que a distancias de entre 2 y 6 km, dependiendo de la aplicación, deben ser colocadas repetidoras. Los cables coaxiales tienen un blindaje que aisla al conductor central del ruido en la transmisión; han sido muy utilizados en comunicaciones de larga distancia y en distribución de señales de televisión. Recientemente se han utilizado también en redes de transmisión de datos. La distancia entre repetidoras es similar a la de los cables de cobre, debido a que se utiliza una mayor banda para la transmisión, permitiendo mayores tasas en las comunicaciones digitales (figura V.9). Finalmente, las fibras ópticas transmiten señales ópticas en lugar de las eléctricas de los dos casos anteriores. Son mucho más ligeras que los cables metálicos y permiten transmitir tasas muchísimo más altas que los primeros. Además, aunque las señales se ven afectadas por ruido, no se alteran por ruido de tipo eléctrico y pueden soportar distancias mayores entre repetidoras (del orden de 100 km). Sus aplicaciones principales son enlaces de larga distancia, enlaces metropolitanos y redes locales.

Figura V.9. Tipos de cables metálicos.

La diferencia fundamental entre las transmisiones que utilizan fibras ópticas y las de naturaleza puramente eléctrica está en el hecho de que en las primeras la información se sobrepone a señales ópticas, es decir, la información modula alguna característica de una señal óptica. Las ventajas de este tipo de transmisiones son múltiples: son mucho menos sensibles a ruido de tipo eléctrico, y, por el espacio que ocupan en el espectro las señales ópticas, la capacidad de estas transmisiones es mucho mayor que las de los sistemas basados en cables metálicos. Un area en la cual las fibras ópticas han sido de extraordinaria importancia es la de transmisiones transoceánicas; la demanda de este tipo de transmisiones ha crecido a tasas del orden de 24% al año en el Atlántico, penetrando asimismo el Pacífico, el Caribe y el Mediterráneo. La clave para este tipo de aplicaciones está en disponer de dispositivos de alta confiabilidad, grandes anchos de banda y pocas pérdidas; esto originó que, alrededor de 1980, surgiera la primera propuesta de un sistema transoceánico basado en fibras ópticas, lo cual, a su vez, permitió instalar en 1988 el primer sistema de este tipo.

2) Canales que difunden la señal sin una guía, a los cuales pertenecen los canales de radio, que incluyen también microondas y enlaces satelitales. Las microondas utilizan antenas de transmisión y recepción de tipo parabólico para transmitir con haces estrechos y tener mayor concentración de energía radiada. Principalmente se utilizan en enlaces de larga distancia, desde luego con repetidoras, pero a últimas fechas se han utilizado también para enlaces cortos punto a punto.

Los enlaces satelitales funcionan de una manera muy parecida a las microondas. Un satélite recibe en una banda señales de una estación terrena, las amplifica y las transmite en otra banda de frecuencias. El principio de operación de los satélites es sencillo, aunque al transcurrir los años se ha ido haciendo más complejo: se envían señales de radio desde una antena hacía un satélite estacionado en un punto fijo alrededor de la Tierra (llamado "geoestacionario" por ello). Los satélites tienen un reflector orientado hacia los sitios donde se quiere hacer llegar la señal reflejada. Y en esos puntos también se tienen antenas cuya función es precisamente captar la señal reflejada por el satélite. De ese punto en adelante, la señal puede ser procesada para que por último sea entregada a su destino.

Las ventajas de las comunicaciones vía satélite son evidentes: se pueden salvar grandes distancias sin importar la topografía o la orografía del terreno, y se pueden usar antenas que tengan coberturas geográficas amplias, de manera tal que muchas estaciones receptoras terrenas puedan recibir y distribuir simultáneamente la misma señal que fue transmitida una sola vez. Y por lo mismo, las comunicaciones vía satélite han servido para una gran variedad de aplicaciones que van desde la transmisión de conversaciones telefónicas, la transmisión de televisión, las teleconferencias, hasta la transmisión de datos. Las tasas de transmisión pueden ser desde muy pequeñas (32 kbps) hasta del orden de los Mbps. Los requerimientos en cuanto a acceso múltiple, manejo de diversos tipos de tráfico, establecimiento de redes, integridad de los datos, así como seguridad, se satisfacen con las posibilidades ofrecidas por la tecnología VSAT (terminales de apertura muy pequeña o very small aperture terminals). Entre los servicios que pueden ser ofrecidos por medio de la tecnología VSAT se encuentran: radiodifusión y servicios de distribución, bases de datos, información meteorológica y bursátil, inventarios, facsímiles, noticias, música programada, anuncios, control de tráfico aéreo, televisión de entretenimiento, educación, colección de datos y monitoreo, climatología, mapas e imágenes, telemetría, servicios interactivos bidireccionales, autorizaciones de tarjetas de crédito, transacciones financieras, servicios de bases de datos, servicios de reservaciones, servicio a bibliotecas, interconexión de redes locales, correo electrónico, mensajes de emergencia, videoconferencias comprimidas, etcétera.

Para entender mejor la operación de los sistemas basados en transmisiones vía satélite (y su asociación con "antenas parabólicas"), a continuación se presenta el principio en que se basan este tipo de antenas. La geometría de una parábola es tal, que una emisión que llega a la parábola paralela a su eje es reflejada pasando por su foco, y una emisión que sale de su foco, al incidir sobre la superficie parabólica, es reflejada paralela a su eje (figura V.10).

Figura V. 10. Operación de una antena parabólica.

Aplicando estas ideas a las telecomunicaciones se puede ver que si se orienta el eje de la antena parabólica hacia el satélite, las emisiones provenientes del mismo llegarán a la antena paralela a su eje, y aquellas emisiones provenientes del foco de la parábola seguirán una trayectoria paralela al eje de la parábola hasta llegar al satélite. Como consecuencia, en el foco de la parábola debe ser colocado un "colector" de energía que capte todo lo que proviene del satélite (que fue reflejado por la parábola) y lo envíe a los circuitos de procesamiento. En ese mismo punto debe ser ubicado el transmisor, cuya función consiste en hacer llegar la información hacia el satélite para que éste, a su vez, la retransmita hasta su destino final.

Algunos lectores habrán observado que en muchos puntos de una ciudad existen antenas de tipo parabólico cuyas orientaciones son más horizontales que apuntando hacia un satélite. Éstas son antenas de microondas, en las cuales se utiliza el mismo principio de "direccionalidad" descrito antes. Cabe destacar finalmente, que la diferencia principal entre emisiones de radio y de microondas está en que las primeras son omnidireccionales (en todas las direcciones), mientras que las segundas son unidireccionales: por lo tanto, la radio no requiere antenas de tipo parabólico. Aunque, estrictamente hablando, el término radio incluye todas las transmisiones electromagnéticas, las aplicaciones de la radio se asignan de acuerdo con las bandas del espectro en que se realizan las transmisiones. Como la longitud de onda de una señal depende de su frecuencia, hablar de un segmento espectral en específico es equivalente a hablar del rango en que se encuentra la longitud de las ondas en ese segmento. Por ejemplo, a las frecuencias entre 300 MHz y 300 GHz (1 GHz = 1 000 MHz) se les llama microondas: las longitudes de onda están contenidas en un rango de 100 cm y 1 mm, aunque al rango entre 30 GHz y 300 GHz (correspondiente a longitudes de onda entre 10 mm y 1 mm) también se lo conoce como ondas milimétricas. En el siguiente cuadro se presentan las aplicaciones de los distintos rangos del espectro.

Esta clasificación es muy burda, ya que dentro de cada uno de los rangos anteriores existen muchísimas más aplicaciones que no han sido mencionadas aquí.

Finalmente, cabe hacer hincapié en que una red moderna de telecomunicaciones normalmente utiliza canales de distintos tipos para lograr la mejor solución a los problemas de telecomunicaciones de los usuarios; es decir, con frecuencia existen redes que emplean canales de radio en algunos segmentos, canales vía satélite en otros, microondas en algunas rutas, radio en otras y, desde luego, en muchos de sus enlaces, la red pública telefónica.

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Banda Nombre Aplicaciones

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30-300 Khz LF (low frecuency) - baja frecuencia navegación aérea y marítima

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300-3000 Khz MF (medium frecuency) - frecuencia media navegación, radio, comercial AM,

enlaces privados fijos y móviles

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3-30 Mhz HF (high frecuency) - alta frecuencia radiodifusión onda corta, enlaces

fijos y móviles

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30-300 Mhz VHF (very high frecuency) - muy alta televisión, radio FM, enlaces

frecuencia fijos y móviles

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300-3000 Mhz UHF (ultra high frecuency) - frecuencia televisión y microondas, navegación

ultra alta meteorología

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3-30 Ghz SHF (super high frecuency) - frecuencia mocroondas y satélite,

super alta radionavegación

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30-300 Ghz EHF (extra high frecuency) - frecuencia experimental

extra alta

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NODOS

Los nodos, parte fundamental en cualquier red de telecomunicaciones, son los equipos encargados de realizar las diversas funciones de procesamiento que requieren cada una de las señales o mensajes que circulan o transitan a través de los enlaces de la red. Desde un punto de vista topológico, los nodos proveen los enlaces físicos entre los diversos canales que conforman la red. Los nodos de una red de telecomunicaciones son equipos (en su mayor parte digitales, aunque pueden tener alguna etapa de procesamiento analógico, como un modulador) que realizan las siguientes funciones:

a) Establecimiento y verificación de un protocolo. Los nodos de la red de telecomunicaciones realizan los diferentes procesos de comunicación de acuerdo con un conjunto de reglas que les permiten comunicarse entre sí. Este conjunto de reglas se conoce con el nombre de protocolos de comunicaciones, y se ejecutan en los nodos para garantizar transmisiones exitosas entre sí, utilizando para ello los canales que los enlazan.

b) Transmisión. Existe la necesidad de hacer un uso eficiente de los canales, por lo cual, en esta función, los nodos de la red adaptan al canal la información o los mensajes en los cuales está contenida, para su transporte eficiente y efectivo a través de la red.

c) Interfase. En esta función el nodo se encarga de proporcionar al canal las señales que serán transmitidas, de acuerdo con el medio de que está formado el canal. Esto es, si el canal es de radio, las señales deberán ser electromagnéticas a la salida del nodo, independientemente de la forma que hayan tenido a su entrada y también de que el procesamiento en el nodo haya sido por medio de señales eléctricas.

d) Recuperación. Cuando durante una transmisión se interrumpe la posibilidad de terminar exitosamente la transferencia de información de un nodo a otro, el sistema, a través de sus nodos, debe ser capaz de recuperarse y reanudar en cuanto sea posible la transmisión de aquellas partes del mensaje que no fueron transmitidas con éxito.

e) Formateo. Cuando un mensaje transita a lo largo de una red, pero principalmente cuando existe una interconexión entre redes que manejan distintos protocolos, puede ser necesario que en los nodos se modifique el formato de los mensajes para que todos los nodos de la red (o de la conexión de redes) puedan trabajar exitosamente con dicho mensaje; esto se conoce con el nombre de formateo (o, en su caso, de reformateo) (en la figura V. 11 se muestra el formato típico de un paquete).

Figura V.11. Formato típico de un paquete.

f) Enrutamiento. Cuando un mensaje llega a un nodo de la red de telecomunicaciones, forzosamente debe tener información acerca de los usuarios de origen y destino; es decir, sobre el usuario que lo generó y aquel al que está destinado. Sin embargo, cada vez que el mensaje transita por un nodo y considerando que en cada nodo hay varios enlaces conectados por los que, al menos en teoría, el mensaje podría ser enviado a cualquiera de ellos, en cada nodo se debe tomar la decisión de cuál debe ser el siguiente nodo al que debe enviarse el mensaje para garantizar que llegue a su destino rápidamente. Este proceso se denomina enrutamiento a través de la red. La selección de la ruta en cada nodo depende, entre otros factores, de la situación instantánea de congestión de la red, es decir, del número de mensajes que en cada momento están en proceso de ser transmitidos a través de los diferentes enlaces de la red.

g) Repetición. Existen protocolos que entre sus reglas tienen una previsión por medio de la cual el nodo receptor detecta si ha habido algún error en la transmisión. Esto permite al nodo destino solicitar al nodo previo que retransmita el mensaje hasta que llegue sin errores y el nodo receptor pueda, a su vez, retransmitirlo al siguiente nodo.

h) Direccionamiento. Un nodo requiere la capacidad de identificar direcciones para poder hacer llegar un mensaje a su destino, principalmente cuando el usuario final está conectado a otra red de telecomunicaciones.

i) Control de flujo. Todo canal de comunicaciones tiene una cierta capacidad de manejar mensajes, y cuando el canal está saturado ya no se deben enviar más mensajes por medio de ese canal, hasta que los mensajes previamente enviados hayan sido entregados a sus destinos.

Dependiendo de la complejidad de la red, del número de usuarios que tiene conectados y a quienes les proporciona servicio, no es indispensable que todas las redes de telecomunicaciones tengan instrumentadas todas las funciones precedentes en sus nodos. Por ejemplo, si una red consiste solamente en dos nodos a cada uno de los cuales están conectados una variedad de usuarios, es evidente que no se requieren funciones tales como direccionamiento o enrutamiento en los dos nodos que forman la red. Se han descrito aquí, sin embargo, las funciones más importantes que deben tener instrumentadas los nodos de una red compleja.

Una vez expuestas las componentes de una red de telecomunicaciones, a través de la cual se transmite información entre los usuarios, cabe mencionar que lo que realmente da valor a las telecomunicaciones es el conjunto de servicios que se ofrecen por medio de las redes y que se ponen a disposición de los usuarios. Es decir, el valor depende del tipo de comunicación que puede establecer un usuario y del tipo de información que puede enviar a través de la red. Por ejemplo, a través de la red telefónica se prestan servicios telefónicos a personas y empresas. Entre estos servicios destinados a la comunicación oral están el servicio telefónico local (tanto residencial como comercial e industrial), el servicio telefónico de larga distancia nacional y el servicio telefónico de larga distancia internacional, aunque en los últimos años se pueden hacer también por esta red transmisiones de fax y de datos.

Por medio de una red de televisión por cable se pueden prestar servicios de distribución de señales de televisión a residencias en general, pero últimamente se han iniciado servicios restringidos a ciertos tipos de usuarios, como son los servicios del tipo "pago por evento". Es posible que, gracias a los avances tecnológicos en diversos campos, en un futuro no muy lejano estén interconectadas las redes de telefonía con las de televisión por cable, y a través de esta interconexión los usuarios podrán explotar simultáneamente la gran capacidad de las redes de cable para televisión y la gran cobertura y capacidad de procesamiento que tienen las redes telefónicas.

En el siguiente capítulo se utilizarán los conceptos anteriores para describir algunos servicios de telecomunicaciones, la forma en que son ofrecidos por medio de las redes existentes, la forma en que el usuario tiene acceso al servicio y las diferencias importantes que existen entre ellos.

VI. SERVICIOS MODERNOS DE TELECOMUNICACIONES

EN EL CAPÍTULO PRECEDENTE se proporcionó al lector un esbozo acerca de la concepción moderna de una red de telecomunicaciones. Con ello se pueden identificar los problemas relacionados con las diferentes opciones para transportar información entre puntos distantes. Sin embargo, como se ha mencionado en repetidas ocasiones, una red de telecomunicaciones carecería de valor si no pudiera ofrecer a los usuarios los diversos servicios de telecomunicaciones que requieren para sus fines particulares. Por lo tanto, en este capítulo presentamos un panorama acerca de algunos servicios de telecomunicaciones que los usuarios tienen a su disposición en la actualidad, comparando las características que dan valor a cada uno de ellos para alguna aplicación en particular, y describiendo la forma en que se ofrecen los servicios al público. En especial, a) los servicios ofrecidos por medio de la red telefónica, y b) los servicios basados en difusión de señales, con posibilidad de direccionamiento: bidireccionales (como la radiotelefonía celular y su evolución hacia los servicios personales de comunicación, y la radiolocalización de vehículos aplicada a la supervisión y el control de flotillas); unidireccionales (tales como la radiolocalización de personas).

Finalmente se presentarán algunas ideas acerca de lo que podría ser el futuro de las telecomunicaciones.

Existen muchas maneras de clasificar los servicios de telecomunicaciones, ya que también existen diversos parámetros por medio de los cuales pueden ser comparados. Con el objeto de establecer un punto de partida, a continuación se presenta una tabla que resume las características de las redes empleadas para ofrecer cada uno de los servicios que se mencionan. En particular se utilizan los siguientes criterios de comparación: a)Tipo de red. Se hablará únicamente de servicios ofrecidos al público en general, que utilizan como infraestructura redes públicas de telecomunicaciones, basadas fundamentalmente en transmisiones de radio o en señales guiadas por medio de conductores eléctricos u ópticos. b) Cobertura. La extensión del área geográfica que cubre una red es de particular interés en la comparación, ya que los servicios no pueden ser ofrecidos fuera de dicha área geoográfica. La cobertura puede ser caracterizada como local, regional o nacional.c) Interconexión. A pesar de que la cobertura de una red puede ser local o regional, si está interconectada con otras redes de mayor cobertura se amplía de manera automática el área geográfica cubierta por la red. También es importante y consecuencia de este atributo el hecho de poder tener acceso a servicios prestados por otras redes interconectadas a la red a la que el usuario tiene acceso. d) Direccionalidad. En una comunicación un usuario puede tener un papel pasivo o uno activo. Se ha incluido este rubro en el análisis, caracterizándolo por medio de U = unidireccional (receptor pasivo) o B = bidireccional (el receptor tiene un papel activo y también puede transmitir). e) Punto-multipunto. El criterio acerca de los destinos posibles para un servicio se relaciona con varios de los aspectos anteriores, pero es de gran importancia por sí mismo. Se han considerado dos opciones: P-P (punto a punto), en la cual existe un solo transmisor y un solo receptor, y P-MP (punto a multipunto), donde hay un solo transmisor pero una cantidad distinta de uno (posiblemente ilimitada) de receptores. f) Tipo de información.Se ha mencionado frecuentemente que la información que se transmite puede ser digital (D) o analógica (A), lo cual define algunos aspectos del alcance de un servicio; éste es otro criterio que se considera digno de mención. Cabe recordar que si se trata de información tipo digital se estaría en posibilidad de tener los beneficios de las comunicaciones digitales, tales como la criptografía digital, la corrección de errores, la compresión del ancho de banda y el procesamiento por medio de microprocesadores de alta velocidad. g) Privacía. Normalmente cuando se hace uso de un servicio de telecomunicaciones se desea tener la certeza de que sólo aquellos usuarios a quienes está destinada la información la reciben, y de que ningún intruso puede tener acceso al servicio sin tener autorización para ello; la privacía que se proporciona a los usuarios en cada servicio es distinta, por lo cual se considera que también es un factor que debe ser considerado (1 = baja privacía, 2 = media, 3 = alta).

Evidentemente existen elementos adicionales que podrían ser incluidos (por ejemplo, costo del servicio, costo de los equipos terminales, características del canal de acceso), pero la lista anterior es suficiente para ilustrar diferencias entre los servicios presentados en el cuadro siguiente.

Antes de describir algunos de estos servicios, cabe mencionar que el cuadro no incluye todos los disponibles en la actualidad, y que día a día aparecen nuevos servicios que el público usuario puede utilizar para resolver problemas nuevos, o bien para resolver problemas viejos de maneras novedosas.

RED TELEFÓNICA

La red telefónica es, sin duda alguna, la más compleja, la de mayor cobertura geográfica, la que mayor número de usuarios tiene, y ocasionalmente se ha afirmado que es "el sistema más complejo de que dispone la humanidad". Permite establecer una llamada entre dos usuarios en cualquier parte del planeta de manera distribuida, automática, prácticamente instantánea. Ésta es el ejemplo más importante de una red con conmutación de circuitos.

Taxonomía de servicios modernos de telecomunicaciones

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Red Dir. Pto. Info. Priva.

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Servicio Tipo Cobertura Interconexión U / B P / MP A / D 1, 2, 3

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Telefonía Cable Nacional Cobertura global, B P-P A o D 1, 2, 3

Fibra con otras redes

Radio nacionales

Satélite

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Telefonía Radio Local Con red B P-P A 1

móvil telefónica

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Telefonía Radio Regional Con otras redes B P-P A o D 1

celular celulares y

telefónicas

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PCN / PCS * Radio Local Igual que celular B P-P D 3

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Datos Cable Regional Sí B P-P o D 1

Fibra o nacional P-MP

Radio

Satélite

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TV-difusión Radio Regional U P-MP A o D 1

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TV-cable Cable Regional Sí U o B P-P o A o D 2

P-MP

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TV-restringida Cable o Regional Sí U P-MP A o D 2

Radio

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Localización Radio Regional Otras redes de U P-MP D 2

de personas o nacional radiolocalización

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Comunicación Radio Regional Otras redes y B P-MP A o D 1

especializada red telefónica

de flotillas

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* PCN = Personal Communication Networks; y PCS = Personal Communication Systems (véase -Radiodifusión de señales- en esta misma sección)

Una llamada iniciada por el usuario origen llega a la red por medio de un canal de muy baja capacidad, el canal de acceso, dedicado precisamente a ese usuario denominadolínea de abonado. En un extremo de la línea de abonado se encuentra el aparato terminal del usuario (teléfono o fax) y el otro está conectado al primer nodo de la red, que en este caso se llama central local. La función de una central consiste en identificar en el número seleccionado la central a la cual está conectado el usuario destino y enrutar la llamada hacia dicha central con el objeto de que ésta le indique al usuario destino que tiene una llamada por medio de una señal de timbre. Al identificar la ubicación del destino, reserva una trayectoria entre ambos usuarios para poder iniciar la conversación. La trayectoria o ruta no siempre es la misma en llamadas consecutivas, ya que ésta depende de la disponibilidad instantánea de canales entre las distintas centrales.

Con esta arquitectura es muy probable que dos llamadas entre una pareja de usuarios ocupen diferentes rutas, lo cual frecuentemente se refleja también en la calidad de la llamada que los usuarios perciben.

Es evidente que por la dispersión geográfica de la red telefónica y de sus usuarios existen muchas centrales locales. Las centrales locales están enlazadas entre sí por medio de canales de mayor capacidad, de manera que cuando ocurran situaciones de alto tráfico no exista un bloqueo considerable entre las centrales. Existe una jerarquía entre las diferentes centrales que les permite a cada una de ellas enrutar las llamadas de acuerdo con los tráficos que se presenten (figura VI. 1).

Figura VI.1. Arquitectura de una red telefónica.

Los enlaces entre los abonados y las centrales locales son normalmente cables de cobre, pero las centrales pueden comunicarse entre sí por medio de enlaces de cable coaxial, de fibras ópticas o de canales de microondas. En caso de enlaces entre centrales ubicadas en diferentes ciudades, se usan cables de fibras ópticas y enlaces satelitales, dependiendo de la distancia que se desee cubrir. Como las necesidades de manejo de tráfico de los canales que enlazan centrales de los diferentes niveles jerárquicos aumentan conforme aumenta el nivel jerárquico, también las capacidades de los mismos deben ser mayores en la misma medida; de otra manera, aunque el usuario pudiese tener acceso a la red por medio de su línea de abonado conectada a una central local, su intento de llamada sería bloqueado por no poder establecerse un enlace completo hacia la ubicación del usuario destino (evidentemente cuando el usuario destino está haciendo otra llamada, al llegar la solicitud de conexión a su central local, ésta detecta el hecho y envía de regreso una señal que genera la señal de "ocupado")

La red telefónica está organizada de manera jerárquica. El nivel más bajo (las centrales locales) está formado por el conjunto de nodos a los cuales están conectados los usuarios. Le siguen nodos o centrales en niveles superiores, enlazados de manera tal que entre cuanto sea la jerarquía, mayor será la capacidad que los enlaza. Con esta arquitectura se proporcionan a los usuarios diferentes rutas para colocar sus llamadas, que son seleccionadas por los nodos mismos de acuerdo con criterios preestablecidos, tratando de que una llamada no sea enrutada más que por aquellos nodos y canales estrictamente indispensables para completarla (se trata de minimizar el número de canales y nodos por los cuales pasa una llamada para mantenerlos desocupados en la medida de lo posible).

Asimismo existen nodos (centrales) que permiten enrutar una llamada hacia otra localidad, ya sea dentro o fuera del país. Este tipo de centrales se denominan centrales automáticas de larga distancia. El inicio de una llamada de larga distancia es identificado por la central por medio del primer dígito (en México, un "9"), y el segundo dígito le indica el tipo de enlace (nacional o internacional; en este último caso, le indica también el país de que se trata). A pesar de que el acceso a las centrales de larga distancia se realiza en cada país por medio de un código propio, el identificador del país señala sin lugar a dudas cuál es el destino final de la llamada. El código de un país es independiente del país que origina la llamada (figura VI.2).

Figura VI.2 Llamadas a diferentes países.

Cada central realiza las siguientes funciones básicas:

1. Cuando un abonado levanta el auricular de su aparato telefónico, la central lo identifica y le envía una "invitación" a marcar

2. La central espera a recibir el número seleccionado, para, a su vez, seleccionar una ruta del usuario fuente al destino.

3. Si la línea de abonado del usuario destino está ocupada, la central lo detecta y le envía al usuario fuente una señal ("tono de ocupado")

4. Si la línea del usuario destino no está ocupada, la central a la cual está conectado dicho usuario genera una señal para indicarle al destino la presencia de una llamada.

5. Al contestar la llamada el usuario destino, se suspende la generación de dichas señales.

6. Al concluir la conversación, las centrales deben desconectar la llamada y poner los canales a la disposición de quien coloque nuevas llamadas a partir de ese momento.

7. Al concluir la llamada se debe contabilizar el costo de la misma, para que al final del periodo de facturación, se le cobre al usuario que la inició.

El servicio que tradicionalmente ha sido ofrecido al público en general por medio de la red pública telefónica, es el de comunicación de voz, es decir, la transmisión bidireccional de señales de voz, con el objeto de que dos usuarios puedan establecer y sostener una conversación. Este servicio, como ya se ha explicado, tiene básicamente dos componentes: 1) etapa de señalización, que incluye la selección del número del destinatario, la identificación de una ruta por medio de la conmutación, la reservación de la misma y el timbrado, y 2) etapa de transmisión, que consiste en la conversión de las señales acústicas en señales eléctricas, su transporte a través de los medios de comunicación, y la conversión de señales eléctricas nuevamente en acústicas para ser entregadas al destinatario.

Utilizando la red telefónica, pueden ser transmitidos documentos impresos o escritos; esto es lo que se conoce como "facsímile" o "fax". Este servicio que ofrece también la red telefónica se originó en Japón, debido a la dificultad de transmitir los caracteres escritos del japonés vía un procesador de texto. La penetración del servicio en el mercado se vio fuertemente impulsada por el establecimiento y adopción de normas internacionales desde una etapa temprana de su desarrollo (la falta de estas normas fue una desventaja definitiva para muchos otros servicios). Hasta hace unos 15 años se podía considerar la tecnología del facsímile como un gigante dormido, pero su uso se incrementó notablemente al legalizarse y liberalizarse en muchos países, y debido al avance de la tecnología, permitiendo transmisiones de alta velocidad y alta calidad, lo cual también tuvo como consecuencia la reducción del costo de los aparatos de fax y una simplificación en su operación. Actualmente se está estudiando la definición de normas para facsímile a color. De hecho, están en desarrollo sistemas nuevos que serían una mezcla de lo que actualmente es el facsímile y las fotocopiadoras. Los tiempos de transmisión se han reducido de seis a menos de un minuto por página tamaño carta; las resoluciones han aumentado al pasar de 1728 pixels ("pixel" proviene del inglés "picture element") hasta 3 456 pixels por línea barrida, y al cambiar de 3.85 pixels/mm hasta 15.75 pixels/mm.

Para su transmisión, un equipo de fax hace un recorrido por medio de un haz a través de todo el documento que será transmitido, identificando, para cada punto del mismo, la intensidad del color, y asignándole una señal eléctrica. En este caso, se realiza la conversión de una señal óptica en una señal eléctrica; esta última puede entonces ser transmitida a través de la red telefónica, como si fuera una señal de voz. En este proceso, el protocolo que tienen que realizar los equipos terminales, que consiste en intercambiar señales para acordar, entre otros factores, el tiempo de inicio de la transmisión y la velocidad de la misma, es más complicado. Una vez que ésta ha sido iniciada, el equipo receptor realiza el mismo recorrido sobre la hoja de papel, a la misma velocidad, y va imprimiendo las señales ópticas que, a su vez, están basadas en las señales eléctricas que recibe.

Considerando la amplia cobertura de la red telefónica y los desarrollos tecnológicos de las últimas décadas, muchos esfuerzos se han dirigido hacia la posibilidad de transmitir señales digitales sobre la misma infraestructura, lo cual aumentaría de manera considerable la cantidad de servicios que podrían ser ofrecidos por medio de esta red. De lograrse esto, la red telefónica sería una red de transporte de bits (unos y ceros), sin importarle la fuente o el servicio que genera dichos bits. El razonamiento para lograr lo anterior es el siguiente: si a través de la red telefónica se pueden transmitir señales eléctricas que corresponden al rango de frecuencias que genera el hombre al producir sonidos hablados, entonces, si se generan tonos en este mismo rango que correspondan a los símbolos binarios "1" y "0" se podrían realizar transmisiones digitales binarias. Este proceso se conoce como modulación, y, el inverso, es decir, extraer del canal o de la red los tonos para generar nuevamente los símbolos binarios, es la demodulación. Con base en estos dos términos, los equipos que realizan estas operaciones para transmisión de datos, se denominan modems. Los modems han evolucionado rápidamente: en la década de los sesenta podían ser transmitidos hasta 300 bits por segundo (bps) con un éxito aceptable; posteriormente, pasando por etapas de 600, 1 200, etc. se ha logrado contar con mdems disponibles comercialmente que manejan tasas de transmisión de 9 600 bps. En algunos casos se pueden efectuar transmisiones de 19 200 bps. Con esto se inició la comunicación entre computadoras y entre equipos digitales, en general utilizando la red pública telefónica. Por ejemplo, en sus orígenes, esto permitió realizar lo que en los años setenta se conocía como "procesamiento remoto", es decir, contando con una terminal de computadora, un par de modems (uno para cada extremo del canal de comunicaciones) y una línea telefónica, se podía interactuar remotamente con una computadora sin tener que estar físicamente en el mismo lugar que la máquina.

Al igual que en el caso de los equipos de fax, también fue indispensable el establecimiento de reglas claras que permitieran la comunicación entre los modems, para compensar efectos de retrasos en la red (originados por la conmutación) y, desde luego, por los efectos del ruido en las líneas. Estos logros en materia de transmisión de datos fomentaron el desarrollo de nuevos servicios de telecomunicaciones por medio de la red telefónica. Por ejemplo el videotexto, originalmente concebido como un servicio de información que emplearía monitores de televisión para desplegar texto originado en bases de datos remotas, transmitido a través de líneas telefónicas de la red pública, la cual es accesada por medio de un módem de baja velocidad (en 1986 había 100 000 terminales en la Gran Bretaña, 45 000 en la República Federal de Alemania, 25 000 en España, 20 000 en Holanda y Japón, y 15 000 en Italia, pero el éxito más grande corresponde sin duda a Francia, en donde hay cerca de 2 millones de usuarios). Otros ejemplos, y sin pretender que esto sea exhaustivo, consisten en servicios tales como la consulta remota a bases de datos, correos electrónicos (envío de mensajes entre computadoras), transmisión de archivos entre computadoras, y, en general, servicios que exploten las ventajas de las técnicas de procesamiento digital de señales.

Las centrales modernas (los nodos de la red) están basadas en sistemas totalmente digitales, lo cual contribuye a que se puedan ofrecer al usuario servicios tan sencillos como conferencias de voz, transmisión de datos y videoconferencias, y tan rudimentarios como dar de alta la línea de un nuevo usuario, indicar el número que llama, transferir llamadas a otro número telefónico, etc. La clave para explotar el potencial de la infraestructura digital está, por una parte, en el hardware, y por la otra en el software,cada día de mayor importancia. Entre los servicios nuevos, que gracias a la digitalización de las centrales han podido ofrecerse al público, se encuentran las llamadas de larga distancia sin costo para el que las inicia (en México LADA 800), las llamadas con abono al que las recibe (el servicio 1-900 en Estados Unidos) y diversos tipos de señalización como la presencia de un tono que avisa a los interlocutores la llegada de otra llamada durante su conversación.

Muchas de las funciones que ahora realizan las centrales también pueden ser efectuadas por conmutadores privados, que en realidad son pequeñas centrales telefónicas (en España se les llama "centralitas"). Entre ellas están la búsqueda de personas, la selección y la configuración de grupos, la disponibilidad de distintos modos de operación para diferentes horarios, la restricción de llamadas de larga distancia y la asignación de privilegios en general a cada una de las extensiones, el almacenamiento de información sobre llamadas y de las extensiones que las originaron, la puesta en espera de llamadas, la disponibilidad de directorios en línea, etcétera.

RADIODIFUSIÓN DE SEÑALES

Dentro de estos servicios existen dos clases: los bidireccionales y los unidireccionales. En el conjunto de los primeros se describirá la operación de la telefonía celular y su evolución hacia los servicios personales de comunicación (denominados PCN por su nombre en inglés —Personal Communication Networks—o PCS —Personal Communication Systems—) y, debido al interés que en la actualidad ha despertado, se describirá también el funcionamiento de sistemas de supervisión y control de flotillas de vehículos. Como servicio representativo de la segunda clase se analizará la radiolocalización de personas.

La radiotelefonía celular surgió como un avance importante de la radiotelefonía tradicional. En esta última, los conceptos de la red son muy similares a los de la red telefónica pública, con la excepción de que el acceso a la red por parte del usuario es por medio de un canal de radio, con sus equipos terminales correspondientes. En el servicio tradicional de radiotelefonía se cuenta con una sola estación base, es decir, una estación que realiza funciones de transmisión y de repetición. En las transmisiones se utilizan potencias extremadamente grandes, logrando así una gran zona de cobertura. Sin embargo, si durante una conversación un usuario se sale de la zona de cobertura, la conversación se interrumpe ya que este sistema no tiene capacidad de conmutación. Cada usuario tiene asignado un canal de radio con una frecuencia fija para accesar la red, lo cual hace ineficiente el uso del espectro radioeléctrico, ya que, si uno de los usuarios con canales asignados en algún momento no lo utiliza, ese o esos canales estarían desocupados. En la figura VI.3 se puede ver que el número de usuarios de este tipo de sistema está limitado por el número de canales con que cuenta la red para ofrecer el servicio.

Figura VI.3. Radiotelefonía móvil tradicional.

La radiotelefonía tradicional fue evolucionando hacia el concepto de "telefonía celular", con base en dos objetivos: aumentar la calidad de los servicios que pueden ser ofrecidos, y aumentar, compartiendo las frecuencias, la utilización del espectro radioeléctrico, lo cual dio como resultado el aumento del número de usuarios de la red. Los primeros teléfonos móviles fueron introducidos en 1946, pero la primera red de telefonía celular fue puesta en operación en Japón en 1979 y en ese mismo año se inició la operación experimental de una red con 2 000 usuarios en Chicago. La primera red comercial de telefonía celular en Estados Unidos fue puesta en operación en 1983, y para 1987 existían en ese país 312 redes celulares operando en 205 ciudades.

El caso de México es también muy interesante, debido a que cuando se inició el servicio, las tecnologías ya habían sido ampliamente probadas en otros países y se tenía un buen estimador de la demanda que podría ser esperada. En 1989 se convocó a las empresas del ramo a presentar solicitudes para ofrecer este servicio en las nueve diferentes regiones en que fue dividido el país. Cada región recibiría servicio de dos operadores en competencia. Comercialmente los servicios se iniciaron en 1990. En los pocos años que han transcurrido desde entonces, la aceptación ha sido extraordinaria. A fines de 1992, el número aproximado de suscriptores al servicio, sumando ambos operadores de cada región, era el siguiente:

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Región Núm. aprox. de suscriptores

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Baja California 10 000

Noroeste 8 000

Norte 16 000

Noroeste 30 000

Occidente 26 000

Centro 16 000

Golfo y Sur 16 000

Suroeste 11 000

Distrito Federal y alrededores 181 000

Total 314 000

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Cada uno de los dos operadores regionales tiene asignadas dos bandas en la región que le corresponde: una para la comunicación del equipo móvil hacia las bases y otra para la comunicación de las bases hacia las unidades móviles. La asignación se muestra en el siguiente cuadro:

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Banda Móvil (MHz) Base (MHz)

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A 824-835, 845-846.5 869-880, 890-891.5

B 835-845, 846.5-849 880-890, 891.5-894

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Cada una de las bandas, a su vez, está dividida en canales que ocupan 30 kHz cada uno, por lo cual, en cada banda caben 333 canales (o conversaciones simultáneas). Vale la pena resaltar que en cada región puede haber cualquier cantidad de células, usando cada una de ellas un determinado conjunto de estos 333 canales, siempre y cuando no sean utilizados los mismos canales en células adyacentes. Cada uno de estos canales funciona como canal de acceso a la red para los usuarios, por medio de equipos terminales que son teléfonos portátiles, consistentes en una unidad de control, un radiorreceptor, un radiotransmisor y su antena. Por otra parte, las oficinas de conmutación contienen todos los elementos necesarios para control de llamadas, interconexión con la red telefónica, contabilidad y facturación.

El servicio para el que inicialmente fue concebida la radiotelefonía celular fue similar al de la telefonía por medio de la red telefónica pública, es decir, comunicaciones de voz, pero con esquemas de acceso similares a los de la radiotelefonía tradicional, es decir, por medio de canales de radio. Las ventajas que se esperaba que la telefonía celular tendría sobre la red telefónica tradicional son: a) los equipos terminales (es decir, los aparatos telefónicos) son portátiles y no requieren de un enlace de cable para tener acceso a la red telefónica, b) un equipo terminal puede desplazarse dentro del área de cobertura sin interrumpir la comunicación, c) por medio de un equipo de telefonía celular se pueden establecer conversaciones con equipos telefónicos conectados a la red telefónica tradicional, d) el número de usuarios de una red puede aumentar casi sin límite debido a la posibilidad de reutilizar frecuencias, de reducir tamaños de células y de explotar adecuadamente las complejas técnicas de codificación.

La tecnología celular es diferente de los conceptos que la precedieron, al menos en lo referente a la posibilidad de reutilizar frecuencias. Con sistemas convencionales de radio, el objetivo era tener la mayor cobertura posible con cada una de las estaciones fijas, usando antenas montadas en altas torres, con potencias de transmisión grandes. A cada estación le corresponde un grupo de canales y la configuración del sistema no cambia a lo largo del tiempo. Con las redes celulares las potencias radiadas por las estaciones base se mantienen al mínimo, de manera tal que, en combinación con antenas localizadas a las alturas mínimas, se pueda garantizar la cobertura deseada con la calidad requerida. Con ello se logra que muchas células no adyacentes usen las mismas frecuencias sin interferir las transmisiones de unas con las de otras (en esto precisamente consiste la reutilización de frecuencias). Este revolucionario concepto está basado en las siguientes ideas: un canal de radio para una conversación telefónica consiste en un par de frecuencias, una para cada dirección de envío (base a móvil y móvil a base). Se insiste en que células adyacentes tienen que utilizar distintas frecuencias, ya que, en caso contrario, habría interferencia entre las conversaciones que las usaran. Para ilustrar este punto recordemos que en ocasiones, al viajar por alguna carretera y estar escuchando radio llega un momento en que se pueden escuchar simultáneamente dos estaciones sin modificar la sintonía del receptor. Conforme uno avanza disminuye la intensidad de una de ellas y aumenta la de la otra. Este efecto es similar al descrito en las redes celulares.

Debe estar claro que células geográficamente separadas sí pueden emplear los mismos conjuntos de frecuencias sin que haya un efecto perjudicial entre las conversaciones que las usen. La limitante que existe en cuanto al número de usuarios del servicio en una célula se debe a la cantidad de frecuencias que se tienen asignadas en esa célula. Sin embargo, si se reduce el tamaño de las células, lo cual equivale a reducir el área de cobertura de las mismas (esto se logra disminuyendo la potencia transmitida, la altura de las antenas de las bases o ambas) se puede aumentar el número total de usuarios de una red, debido a que, si bien el número de usuarios por célula no aumenta, sí se incrementa el número total de células. Desde luego que cada célula, independientemente de su tamaño, debe tener una estación base, cuyas transmisiones (combinación de antena y potencia transmitida) sean tales, que cubran adecuadamente el área asignada (figura VI.4).

Figura VI.4. Configuración de un sistema celular con estaciones base.

La arquitectura de una red celular se muestra en la figura VI.5. En ella puede ser identificado el hecho de que células no adyacentes utilizan los mismos conjuntos de frecuencias. Por ejemplo, las células 1 y 5 de la figura utilizan los conjuntos de frecuencias F1, mientras que las células 2 y 6 tienen a su disposición los conjuntos de canales F2.

Figura VI.5. Sistema celular con reutilización de frecuencias.

El servicio más importante que se ofrece por medio de una red celular es el de comunicación de voz, el cual opera de la siguiente manera. En las llamadas originadas en la unidad móvil, cuando un usuario activa su teléfono, se realiza un proceso de búsqueda por el canal de control para identificar un canal con buena recepción. Generalmente éste está asignado a la base más cercana. Esta búsqueda es controlada por el equipo móvil y se realiza cuando el equipo no se está utilizando en una conversación. Una vez identificado el canal que será utilizado, la unidad móvil se considera inicializada y lista para establecer una comunicación. Después de esto, se envía el número seleccionado (correspondiente al usuario que se desea llamar) hacia la estación base, misma que envía esta información a la unidad de conmutación, que es la encargada de localizar la célula en la que está ubicada la unidad buscada. Una vez identificada, se le asigna un canal, se le notifica que tiene una llamada y se puede iniciar la conversación. Cuando la llamada se origina en un aparato de la red pública telefónica, se hace llegar la solicitud a la central celular de conmutación, la cual se encarga de localizar al usuario destino y de hacer la señalización correspondiente. Al terminar una conversación, ambos usuarios liberan los canales de radio asignados para esa conversación y las unidades móviles reactivan el monitoreo de la calidad de los canales. Finalmente, si durante la conversación de una unidad en movimiento se detecta que la unidad ha salido de la zona de cobertura de una célula (por medio de las intensidades de las señales en los canales de control), el sistema le asigna a esta conversación una nueva frecuencia (o sea, un nuevo canal de radio) y se realiza la nueva asignación sin que el usuario se percate de ello.

Aunque actualmente el servicio preponderante en estas redes es el de conversaciones de voz, existen equipos que permiten transmitir también mensajes de fax y de datos. La tecnología está evolucionando rápidamente y, en un futuro cercano, se podrán realizar con eficacia transmisiones digitales, ampliando de esta manera la gama de servicios que podrán ser ofrecidos a los usuarios.

Como complemento de la telefonía celular, utilizando nuevos avances tecnológicos en diversas áreas, surgieron hace aproximadamente una década los servicios personales de comunicación. Con este novedoso concepto la tendencia es que la comunicación se origine en una persona y termine en otra, independientemente de los lugares en los que se encuentren dichas personas. Tradicionalmente las comunicaciones han sido de equipo terminal a equipo terminal, estando los equipos terminales fijos en una habitación (por ejemplo, en la cocina, en la recámara, en el escritorio, etc.). En otras palabras, estas ideas tienden a independizar las telecomunicaciones no únicamente de tiempo y distancia, sino también de la ubicación de los usuarios. Se podría concebir una gran variedad de servicios de valor agregado que podrían ser ofrecidos por medio de sistemas PCS, tales como enlaces de datos para uso personal, opciones para seleccionar recepción de llamadas dependiendo del lugar donde se encuentre el usuario, servicios de localización, despertador, etcétera.

Las redes de comunicación personal tienen sus orígenes en el sistema telefónico tradicional y en los teléfonos inalámbricos (se estima que en los hogares de Estados Unidos existen cerca de 30 millones de unidades), los cuales están equipados con su propia estación base, y lo único que requieren para funcionar es la compatibilidad entre el equipo y la estación base. Estos equipos se conocen con el nombre de primera generación de equipos inalámbricos.

Los equipos pertenecientes a la segunda generación tienen acceso a una red pública a través de estaciones base radioeléctricas, y a estaciones base que a su vez están conectadas a conmutadores telefónicos privados. Tienen mayor privacía y seguridad que los equipos de la primera generación, porque usan protocolos más complejos.

Las redes de comunicación personal también capitalizaron las experiencias adquiridas a través de la telefonía celular referentes al aumento en la capacidad de manejo de usuarios de los sistemas tradicionales de radiotelefonía. Las soluciones propuestas para la telefonía celular permitieron aumentarla precisamente por medio de la partición de células y la reutilización de frecuencias. Sin embargo, al disminuir el tamaño de las células, principalmente en zonas urbanas con una alta densidad de población, creció también la necesidad de seleccionar con más cuidado las ubicaciones de las estaciones base correspondientes.

Pero a pesar de que difieren en muchos aspectos, tanto la telefonía celular como la inalámbrica tienen entre sus objetivos proveer a sus usuarios con accesos inalámbricos a la red pública de telefonía y a las redes de telecomunicaciones en general.

El objetivo del concepto de equipos de tercera generación de teléfonos inalámbricos portátiles consiste en establecer accesos unificados vía radio a redes que permitan disfrutar de la más variada gama de servicios de telecomunicaciones. Por su conducto se debe poder accesar a las redes desde puntos ubicados en zonas urbanas, rurales y dentro o fuera de edificios; deben asimismo funcionar adecuadamente, tanto estando inmóviles como en movimiento, independientemente de la velocidad de desplazamiento.

En lo referente a las tecnologías de transmisión; la primera generación de equipos inalámbricos y de teléfonos celulares está basada en transmisiones analógicas de las señales de voz, con modulación de frecuencia, con anchos de banda que varían entre 12.5 y 30 Khz.

Los PCS pueden ser caracterizados por lo siguiente: a) utilizan una red de radio basada en microcélulas, b) están basados en transmisiones digitales, c) utilizan una banda de alta frecuencia (típicamente en 1.8-2 Ghz), d) su mayor fortaleza no está en aplicaciones vehiculares, y e) son el primer paso hacia el objetivo de comunicación entre personas, más que entre equipos terminales.

El concepto de PCS puede ser detallado aún más, si se toman en consideración algunos servicios que en la actualidad se ofrecen por medio de los sistemas que han sido instalados y operados en plan piloto; esto se presenta en el siguiente cuadro.

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Característica

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Llamadas entrantes Sí

Llamadas salientes Sí

Servicios fax Sí

Voz / datos simultaneos Sí

Asistencia por operadora Sí

Llamadas por cobrar Sí

Llamadas a tarjeta Sí

Llamadas en conferencia Sí

Indicador fuera del área Sí

Usuarios por km2 100 000

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Los servicios bidireccionales que han sido descritos tienen la característica común de que, a pesar de tratarse de comunicación por radio (es decir, usando transmisiones basadas en difusión de señales), los equipos terminales de los usuarios son direccionables. Es decir, únicamente responden cuando en la información que reciben identifican su propia "dirección electrónica".

La direccionabilidad, concepto fundamental tanto para servicios unidireccionales como para los bidireccionales, consiste en lo siguiente. Cada equipo receptor tiene grabado en su memoria un número de identificación único (es decir, no hay otro equipo que tenga el mismo número). Cuando se transmite una señal digital que contiene un mensaje, éste va precedido por el número de identificación del usuario a quien va destinado el mensaje. Todos los equipos dentro del área de cobertura reciben esta señal, extraen del mensaje el número de identificación y lo comparan con el número que tienen grabado en su memoria. Si ambos números coinciden, entonces el equipo receptor activa sus circuitos para poder recibir el mensaje completo; en caso contrario, hace caso omiso de lo que recibió y vuelve a su estado de espera, verificando las direcciones cada vez que detecta un mensaje.

Es este mismo principio el que utilizan los servicios de radiolocalización de personas (en realidad el nombre del servicio, aun que muy difundido, es erróneo, ya que no se localiza a una persona sino que únicamente se envía un mensaje que llega a dicha persona por medio de su equipo personal). La red en la que se basa este servicio es de radio, con coberturas locales (por ejemplo, ciudades), nacionales o incluso internacionales (en este caso puede aumentarse la cobertura por medio de transmisiones vía satélite). Su operación se muestra en la figura VI.6.

Una persona que desea enviar un mensaje a otra debe hacer llegar su mensaje a la central de despacho de mensajes, por ejemplo, vía la red telefónica. El mensaje puede ser oral, caso en el cual contesta una operadora en la central, quien a su vez transcribe el mensaje para enviarlo a la computadora de control y ésta al equipo de transmisión. Pero los usuarios que deseen transmitir muchos mensajes también pueden disponer de un enlace directo con la computadora de despacho, de manera tal que se evite la necesidad de pasar por una operadora.

Figura VI.6. Esquema para localización de personas.

El acceso puede ser por medio de la red telefónica, usando un par de modems; en este caso, los mensajes ya irían en forma digital, los recibe la central, identifica los destinatarios y realiza la transmisión. Los mensajes se transmiten al aire de manera serial, es decir, uno detrás de otro; el equipo central de despacho es el encargado de efectuar el control de las transmisiones. Cada mensaje que se pone en el aire debe contener, aparte del texto, la dirección (identificador) del destinatario. Esto último es lo que utilizan los receptores para identificar cuáles de los mensajes están destinados a cuáles usuarios. Las transmisiones, desde luego, no tienen que estar destinadas únicamente a un receptor, ya que el identificador que se agregue al mensaje transmitido puede referirse a toda una familia de receptores; esta modalidad del servicio podría ser de interés para empresas que desean enviar mensajes, por ejemplo, a todo su equipo de vendedores, sin tener que hacer los envíos de manera individual.

El crecimiento de estos servicios ha sido muy importante, principalmente desde que se hacen las transmisiones en forma digital: por ejemplo, aunque en Japón ya ha empezado a disminuir la tasa de crecimiento anual de suscriptores de telefonía celular, el número de suscriptores de radiolocalización de personas sigue creciendo a un ritmo anual de 15%; cada año aumenta este número en cerca de 130 000 usuarios. Esta tendencia puede conservarse, ya que se están ofreciendo, adicionalmente a la localización de personas y al envío de mensajes, servicios tales como actualización periódica de pronósticos del tiempo, de situaciones de tráfico y congestionamiento en avenidas principales de las grandes ciudades, resultados de operaciones en las bolsas de valores, etcétera.

Ha habido, además, importantes avances en los equipos receptores, ya que próximamente habrá en el mercado equipos de menos de 50 g, con dimensiones menores a las de una cajetilla de cigarros, con una memoria con capacidad de almacenamiento de unos 16 mensajes y despliegue alfanumérico. También se están ofreciendo receptores que tienen la forma y las características físicas de una pluma o de un reloj de pulsera.

Para concluir esta exposición sobre diferentes redes y servicios de telecomunicaciones modernos, se explicará a continuación el funcionamiento de un sistema que se ha introducido recientemente en el mercado en varios países, y que tiene un gran potencial por la enorme variedad de aplicaciones que puede tener: un sistema de localización, seguimiento y control de flotillas de vehículos (terrestres). En lo sucesivo, y debido a que este servicio no tiene un nombre comercial, se hará referencia a él como SLSC (sistema de localización, seguimiento y control).

El objetivo de un SLSC consiste en disponer en una estación central de supervisión y control la posición de cada uno de los vehículos que forman la flotilla para poder dar instrucciones a cada vehículo, para supervisar su operación, para detectar posibles robos o problemas de otro tipo, etc. (éstas son tan sólo algunas de las posibilidades). Cada una de estas posibles funciones puede ser de especial interés para, por ejemplo, flotillas de camiones repartidores, patrullas, ambulancias, bomberos, ajustadores de seguros o vehículos de servicio en general; como no hay límite en la cantidad de vehículos que pueden formar la flotilla, se puede pensar también sólo en supervisar y dar seguimiento a cualquier cantidad de automóviles, simplemente para facilitar su recuperación.

El SLSC tiene las siguientes componentes, mismas que se muestran en la figura VI.7: a)Una estación central de supervisión y control (llamada central de despacho) basada en una o dos computadoras personales, a la cual se tiene conectado un equipo de radiocomunicaciones. La función de esta estación consiste en "preguntar" vía radio a cada vehículo cuáles son las coordenadas del punto en que se encuentra. b) Un conjunto de unidades móviles que van instaladas en cada uno de los vehículos que serán supervisados; cada uno de ellos consiste en un módulo de radionavegación, un microcontrolador y el equipo de radiocomunicación necesario para establecer comunicaciones con la estación central. En el módulo de radionavegación se reciben señales precisamente de radionavegación (como las que usan los aviones o los barcos) y con base en ellas se calculan las coordenadas de la ubicación. Cuando la estación central las pregunta, la unidad móvil responde enviando estas coordenadas. c) Dependiendo de la cobertura que se desee tener puede ser necesario tener estaciones repetidoras de radio.

Figura VI.7. Operación de un sistema de SLSC.

El SLSC requiere para su funcionamiento de un canal de radio que puede ser de uso exdusivo para esta aplicación, o bien, puede ser parte de una red comercial como la celular. Este canal transportará información de la estación hacia los móviles y de los móviles hacia la central de manera ordenada. Dependiendo de la aplicación, deben ser instrumentados distintos protocolos de comunicaciones para que la información generada en las unidades móviles llegue adecuadamente a la estación central. Por ejemplo, si sólo se desea supervisar las rutas de, por ejemplo, 50 vehículos que forman la flotilla de camiones repartidores de alguna empresa, entonces la estación central (vía radio) enviará a cada móvil, de manera secuencial, una solicitud de envío de información. Las transmisiones son a manera de radiodifusión, por lo cual cada mensaje debe ir precedido por un identificador de la unidad que debe contestar. Una unidad móvil, al identificar su dirección, transmite su identificador y sus coordenadas. Al terminar de preguntar a una móvil, la estación central pasa a la siguiente, y así sucesivamente. El ciclo de actualizar la información de las 50 móviles puede requerir de 15 a 30 segundos (dependiendo de algunos factores en el diseño del sistema). Este protocolo entre la central y las móviles se llama (en inglés) polling ("levantar encuestas"). Si el sistema se diseña para otra aplicación, puede ser necesario cambiar el protocolo de comunicación. Por ejemplo, en un esquema en que se desea supervisar 100 000 vehículos para que no sean robados, está claro que "encuestar" a cada uno de ellos puede tomar minutos, o incluso horas, lo cual significa una enorme degradación en el desempeño (¿de qué me sirve saber dónde estuvo hace 4 horas mi coche robado?). En este caso debe ser instrumentado un protocolo de acceso múltiple en el cual, cuando un vehículo sea robado, sea éste quien inicie las transmisiones hacia la central de manera automática, al activarse, por ejemplo, botones o interruptores en las puertas. De esta forma sólo se estará supervisando a aquellas unidades ya robadas y que posiblemente puedan ser recuperadas si la estación central mantiene contacto con ellas mientras llega, por ejemplo, la policía.

Los ejemplos anteriores son pequeñas muestras del potencial que tienen las telecomunicaciones modernas. Cada día podrá ser observada con mayor claridad su influencia sobre la vida diaria de las personas y sobre la eficiencia de las empresas.

EPÍLOGO

Imágenes para el futuro

PARA CONCLUIR ESTE LIBRO presentamos un esbozo de lo que podría llegar a ser el futuro de las telecomunicaciones. Esto debe ser tomado con cautela: representa apenas una visión de lo que los autores consideran factible pues, como es bien sabido, no es posible hacer predicciones. Sin embargo, las siguientes ideas pueden ser consideradas como elementos adicionales a las presentadas a lo largo del libro, para que el lector pueda construir sus propias conclusiones sobre lo que podría llegar a ser el futuro.

Las tecnologías presentes y futuras relacionadas con las telecomunicaciones nos inducen a pensar de una manera diferente a como lo hemos hecho en el pasado. Los avances en tecnologías digitales y en transmisiones por fibras ópticas permiten hablar ahora de velocidades de transmisión y de conmutación menores de una milmillonésima de segundo. Entonces, utilizando como punto de partida los conceptos expuestos a lo largo de este libro, es decir, los orígenes de las telecomunicaciones y su vertiginoso desarrollo en la segunda mitad de este siglo, los autores han caído en la tentación de identificar las siguientes tendencias en los sistemas y los servicios de telecomunicaciones: a) Cada vez hay una conectividad mayor entre los usuarios de una red de telecomunicaciones y existe también mayor posibilidad de que las diferentes redes sean interconectadas, por lo cual es posible que en un futuro sea suficiente el estar conectado y tener acceso a una sola red para poder disfrutar de todos los servicios que se ofrezcan al público por medio de cualquier otra red. Seguramente no se verá revertido este hecho y la conectividad seguirá aumentando. b) Las comunicaciones entre personas tienden a hacerse cada día más independientes del lugar donde se encuentran las mismas, con lo cual se nota una tendencia hacia accesos inalámbricos (y por tanto, móviles o al menos portátiles), hacia las redes que ofrecen los diferentes servicios. Probablemente seguirán proliferando estos sistemas con accesos que den al usuario cada día una mayor movilidad. c) Las redes de telecomunicaciones tienden a ser redes de "autopistas" de información digital de muy altas capacidades, y la fuente de información, así como el servicio que se preste, son irrelevantes para la operación de las mismas. Para una red no hay diferencia entre el transporte de datos correspondientes a voz, imágenes, textos, archivos provenientes de una computadora, o provenientes de otros tipos de fuentes. En el futuro, las redes efectivamente serán redes de transporte inteligente de bits, a velocidades de muchos millones de bits por segundo. Al ser digital todo el transporte de información, la calidad que podrá ser disfrutada en cada uno de los servicios será muy alta. d) Es posible que cada habitante del planeta llegue a tener un solo número de acceso para todos los servicios que sean ofrecidos a través de la "súper-red": para telefonía en su casa, para radioteléfono en su automóvil, para teléfono celular de la nueva generación (tipo ''servicio personal de comunicaciones"), para recibir faxes, correo electrónico, etcétera. e) Es indispensable que los servicios sean accesibles a todos los usuarios, para lo cual será necesario que todos los servicios y terminales, incluyendo la combinación de más de un servicio, sean muy amables y accesibles para la mayoría de la población. f) Las velocidades que se utilicen para las transmisiones y la calidad que se logre en los diversos servicios deben ser adecuadas para todas las aplicaciones. Las tarifas que haya que pagar por disfrutar cada uno de los servicios deberá estar acorde con el servicio.

A través de estas redes de alta capacidad y los servicios que en ellas serán ofrecidos se estará en posibilidad de "integrar todos los servicios", de tener "transferencias de información totalmente digitales", de empezar a construir la "supercarretera de información" y de que todo esto forme la base de la sociedad de la información" del futuro.

El término "supercarretera de la información" (SCI), con justa razón, está de moda y últimamente ha sido explotado por sus implicaciones tecnológicas y económicas: en otros países se le conoce como information superhighway, information Autobahn oInfobahn. Como muchas personas creen entender el concepto, lo usan indiscriminadamente, y cada día se publican artículos sobre el tema. Para terminar este libro, y porque con seguridad en un futuro cercano todos tendremos que transitar por alguna SCI (es decir, información generada por nosotros o información requerida por nosotros y enviada hacia nosotros transportada por una de estas supercarreteras), en estos párrafos finales se hablará brevemente sobre este concepto.

Los equipos de transmisión y control de una red de transmisión de datos permitirán la integración de prácticamente cualquier servicio sobre una misma red, sin disminuir la velocidad de transmisión o la calidad del servicio. Como en este momento ya es técnicamente posible contar con redes de alta velocidad que permitan una alta integración de servicios, la SCI del futuro, a pesar de que el concepto tiene un ingrediente de magia, representa, más que una revolución, una evolución de las redes actuales.

Por sus características de capacidad, con seguridad serán las fibras ópticas los medios predominantes en aquellas porciones de la red en que el número de usuarios y el tráfico que generan lo justifiquen. Hay que tomar en consideración que los costos de instalación de cables de fibras ópticas son elevados y que sólo se justifican cuando muchos usuarios comparten la red y generan suficiente tráfico como para que esa porción de la red sea utilizada todo o la mayor parte del tiempo. Al igual que en una supercarretera para vehículos, en una SCI deben existir "caminos de acceso" y "rutas secundarias", "caminos vecinales". Estos elementos de la red estarán basados en tecnologías tales como cables coaxiales, cables de cobre, enlaces de radio digital o microondas. Donde exista la posibilidad de hacerlo, serán interconectadas redes de cable coaxial (redes de televisión por cable) con las redes troncales de fibra que formen la parte dorsal de una SCI. Posiblemente será necesario también instalar en algunas casas o empresas canales de acceso tipo "fibra óptica hasta la casa" o "fibra óptica hasta la empresa". Probablemente también serán establecidos canales de acceso vía satélite cuando la topografía del terreno sea muy accidentada, a pesar de las características de retraso que tienen las transmisiones vía satélite (un viaje de una señal de subida hacia y bajada desde el satélite requiere de 250 mseg, lo cual para muchas aplicaciones será inaceptable, sobre todo, existiendo otras opciones). Usuarios de redes basadas en satélites de órbita baja para transmisión de datos (LEOS, por sus siglas en inglés: low earth orbit satellites)seguramente también podrán tener acceso a las SCI.

La evolución hacia una SCI tiene sus orígenes en las redes de transmisión de datos, primero de banda angosta (por ejemplo, la red Arpanet; que inició sus operaciones hace 25 años), y posteriormente de banda ancha. Por ejemplo, la red Internet es una red global que enlaza más de tres millones de computadoras y que tiene más de 30 millones de usuarios; en 1994 tuvo un crecimiento de 81%; en el primer semestre de 1994 se enlazaron a esta red un millón de nuevas computadoras. A través de esta red viajan miles de millones de bits con información proveniente de todo tipo de fuentes: sonidos, imágenes, textos, archivos de computadora, transacciones bancarias, paquetes de programas, correo electrónico, consultas a bancos de información o a bibliotecas, compras a distancia, aplicaciones de multimedia. Aunque habrá que trabajar arduamente en la definición de los mecanismos de acceso, de control y de conmutación más eficientes, así como en la definición de las arquitecturas de red más adecuadas para lograr transmisiones a las velocidades que se requieren para los servicios que se desea prestar en la SCI, se puede ver que ya se tiene un enorme trecho del camino recorrido.

Si los párrafos anteriores causaran la impresión de que el futuro ya casi está aquí, podría surgir la pregunta: ¿entonces ya no habrá más cambios espectaculares en el futuro de más largo plazo?

Y la respuesta a este cuestionamiento está implícita en el libro que aquí concluye: la historia demuestra que cada día surgen nuevos desarrollos que eran inimaginables una o dos generaciones antes, y que éstos se apoyan en todos los conocimientos y la experiencia acumulados a lo largo de la historia, desde las señales de humo y los caracoles usados por indígenas en América, hasta las redes digitales globales, las fibras ópticas y los satélites de comunicación.

GLOSARIO

alámbrica: una comunicación es alámbrica cuando utiliza canales de comunicación basados en cables metálicos.

aleatorio: un fenómeno físico es aleatorio cuando tiene asociados aspectos probabilísticos, es decir, que no pueden ser descritos con certeza.

ancho de banda: la diferencia entre la frecuencia máxima y la mínima contenidas en una señal.

atenuación: disminución en la magnitud de una señal.

bidireccional: una comunicación bidireccional es aquella en la cual puede ser enviada información tanto desde un transmisor hacia un receptor como desde este último hacia el primero.

bits: palabra que significa símbolos o dígitos binarios; proviene de binary digits; es también una medida de la cantidad de información contenida en un mensaje, definida por C. E. Shannon.

canal: se usa para identificar una trayectoria a través de la cual serán enviadas señales; también se usa para describir una banda de frecuencias.

células: regiones en las cuales está instalada una estación de radio.

cobertura: es el área geográfica que está incluida en una red o un servicio de telecomunicaciones.

codificar: representar cada uno de los símbolos provenientes de una fuente por medio de un conjunto de símbolos predefinidos.

compresión de datos: reducir la cantidad de bits asignados a la representación de un conjunto de datos.

comunicaciones digitales: comunicaciones basadas en dígitos, normalmente "0" y "1".

conectividad: posibilidad de establecer rutas de comunicación entre distintos puntos de una red o entre distintas redes de comunicaciones o entre usuarios de una o de varias redes.

confiabilidad: posibilidad que tiene un sistema de realizar las funciones para las que fue diseñado.

conmutación de paquetes: transmisión de información estructurada en unidades pequeñas llamadas paquetes, dando a cada paquete un tratamiento independiente de los demás a lo largo de la red.

conmutación de circuitos: transmisión de información en una red, asignando a cada "conversación" una trayectoria fija.

corrección de errores: posibilidad que se tiene en las comunicaciones digitales de corregir ciertos errores que ocurran en una transmisión.

criptografía: área de las telecomunicaciones que tiene como objetivo la protección de la información contra usuarios no autorizados.

cuantizador: sistema que tiene a su entrada una señal continua o analógica, y que genera a su salida una versión aproximada de la señal de entrada (por ejemplo, redondeando valores de la entrada).

detección: es el proceso de decidir cuál de las posibles señales que puede originar una fuente es la que con mayor probabilidad generó una señal recibida.

detección de errores: es la posibilidad que se tiene en las comunicaciones digitales de identificar la ocurrencia de ciertos errores en una transmisión.

dirección: es un identificador (electrónico) asignado a un equipo (receptor) para que el transmisor pueda enviarle información sólo a ese receptor.

disponibilidad: es la fracción de tiempo en que un sistema o un equipo opera adecuadamente; en equipos modernos, este indicador debe ser superior al 99.9%, lo cual representa, en promedio cerca de 45 minutos fuera de servicio en cada mes de operación.

distorsión: una alteración indeseada en la forma de una señal.

enlace: un canal de comunicaciones entre dos nodos o dos equipos.

enlaces satelitales: canal de comunicaciones que utiliza un satélite de comunicaciones para regenerar y retransmitir una señal.

enrutamiento: mecanismo por medio del cual se selecciona una ruta para que un mensaje llegue de la fuente al destino.

facsímile o fax: transmisión electrónica de documentos impresos a través de una red de telecomunicaciones.

filtro: sistema que elimina selectivamente algunas frecuencias de una señal.

frecuencia: número de periodos por unidad de tiempo; si la unidad de tiempo es un segundo, la frecuencia se mide en Hertz.

fuente: origen de la información que ha de ser transmitida o procesada.

Giga: mil millones.

impulsivo: abrupto.

inalámbrico: una comunicación es inalámbrica si para que se realice se utiliza un canal de radio, es decir, no se usan canales basados en cables metálicos.

kilohertz: 1 000 hertz.

localización de vehículos: servicio basado en un subsistema de radionavegación (para localizar el vehículo) y uno de comunicación (para enviar su ubicación a una estación) para fines de supervisión o control de los vehículos.

localización de personas: es un servicio por medio del cual se envía un mensaje a una persona por medio de radio; el mensaje contiene la dirección "electrónica" de la persona, de manera tal que sólo ella lo reciba.

Megahertz: 1 millón de hertz.

microondas: es un término que se refiere a señales cuyas frecuencias sean mayores de aproximadamente 500 MHz.

muestreo: proceso mediante el cual se representa una señal continua por medio de valores discretos de la misma, llamados muestras.

nodos: puntos en los cuales se ubican equipos de procesamiento en una red, y a los cuales están conectados los enlaces de la misma.

PCN / PCS: personal communication network / personal communication system:servicios personales de comunicación.

privacía: característica que señala el hecho de que sólo los usuarios autorizados de la información pueden tener acceso a ella.

protocolo: conjunto de reglas que deben ser respetadas para que pueda ser realizado un proceso de comunicaciones.

punto a multipunto: comunicación que se origina en un punto geográfico y que puede estar destinada a muchos receptores en puntos geográficamente distantes.

radiotelefonía celular: telefonía basada en transmisiones de radio, que usan una red cuya área de cobertura está dividida en células.

redes locales: redes de comunicaciones con pequeñas áreas de cobertura (por ejemplo, edificios).

redes conmutadas: redes de telecomunicaciones que usan el principio de conmutación: compartir canales entre diferentes conversaciones.

redundancia: dígitos que se agregan a un mensaje, tales que, a pesar de no contener información, ayudan a detectar o corregir errores.

ruido: perturbaciones indeseadas que tienden a oscurecer el contenido de información en una señal.

rutas: sucesión de enlaces que conducen la información a través de una red, desde su origen hasta su destino.

satélite de comunicaciones: satélite estacionado en una órbita ecuatorial, siempre en la misma posición respecto a la Tierra ("geoestacionario"), cuya función es reflejar señales que recibe desde un punto de la Tierra, hacia una región de ésta; estos satélites están a una distancia de 35 784 km del ecuador.

satélites de órbita baja: satélites no estacionarios cuyas distancias desde la Tierra son de entre 200 y 2 000 km.

señalizar: proceso mediante el cual se notifica algo (es decir, se envía una señal de control) de un equipo de la red a otro.

tasas de transmisión: número de símbolos digitales que se transmiten por un canal en cada segundo.

telebanco: realización de operaciones bancarias mediante el uso de las telecomunicaciones.

telecompras: realización de transacciones de compra-venta mediante el uso de las telecomunicaciones.

teleconferencias: realización de conferencias y juntas entre personas utilizando redes de telecomunicaciones.

telemedicina: algunas actividades de la medicina, tales como diagnóstico remoto o transmisión de imágenes radiológicas, realizadas mediante la utilización de redes de telecomunicaciones.

CONTRAPORTADA

Comunicación e información, dos palabras que aun en nuestros días no tienen una definición precisa, pero que, sin embargo, desde la antigüedad se ha reconocido su importancia. Las soluciones a la necesidad de transmitir información a distancia han estado relacionadas con el desarrollo cultural, social y político de la humanidad. Al querer cubrir distancias mayores para comunicarse, el hombre ha tenido que emplear métodos cada vez más complejos.

Hoy presenciamos una carrera tecnológica de las telecomunicaciones con sistemas y servicios que años atrás eran inimaginables, por eso, en este libro, Kulhman y Alonso emplean un lenguaje sencillo, y ejemplos ilustrados, —desde los primeros símbolos basados en señales de humo o fuego, hasta las comunicaciones modernas— para que el lector pueda responder a preguntas como: ¿Qué es la información?, ¿Cómo se transmite y se procesa la información?, ¿Cuáles son los componentes de un sistema de telecomunicaciones?

Federico Kuhlmann es ingeniero mecánico electricista de la Universidad Nacional Autónoma de México. Tiene una maestría en telecomunicaciones de la Universidad de Cornell y un doctorado en la misma área de la Universidad de Texas en Austin. Ha trabajado durante veinte años en diversas áreas de las telecomunicaciones, tanto en aspectos tecnológicos como estratégicos.

Antonio Alonso Concheiro es ingeniero mecánico eléctricista de la Universidad Nacional Autónoma de México. Tiene un doctorado en ingeniería de control del Imperial College of Science and Technology, Londres, Inglaterra. Fue director del Centro de Estudios Prospectivos de la Fundación Javier Barros Sierra y actualmente es socio consultor de Analítica Consultores S.C.

Ambos son coautores, junto con Alfredo Mateos, del libro Comunicaciones: Pasado y futuros del Fondo de Cultura Económica.

Diseño original: Carlos Haces / Diseño de portada: Laura Esponda.

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