Capitulo 01 Redes Telefonicas y Planta Externa Telefonica

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Ingeniería y Gestión de las Telecomunicaciones

CURSO: REDES Y TECNOLOGÍAS DE TELECOMUNICACIONES OBJETIVO  Analizar las tecnologías que hoy gobiernan las telecomunicaciones, telecom unicaciones, con el fin de proveer a los participantes de herramientas que les permitan evaluar el intercambio entre diferentes tecnologías e identificar formas de mejorar el control y diseño de los servicios de las telecomunicaciones.

INTRODUCCIÓN Las tecnologías de comunicaciones juegan hoy en día un papel relevante dentro del modelo de negocio de las empresas. En muchos casos, la consecución de objetivos estratégicos, de organización, relación con clientes y proveedores, etc., se apoya de forma crítica en el uso de las tecnologías de información y comunicaciones. Acorde con esto, existe una gran demanda de profesionales especializados en el área de las TIC. Por ello, INICTEL-UNI, interesado en contribuir con el desarrollo del país y del sector de telecomunicaciones, desarrolla el Postgrado a Distancia en “Ingeniería y Gestión de las

Telecomunicaciones dando a los profesionales interesados en esta área, un escenario que permita su desarrollo profesional, para enfrentar los retos actuales y futuros del sector. El presente curso consta de cuatro capítulos, en el capítulo 1 nos centraremos en el estudio de los sistemas de conmutación, para analizar luego la arquitectura de las redes públicas (RTB y RDSI) y la estructura de la red telefónica (cables, armarios, postes, etc.). En el capítulo 2 nos enfocaremos en el estudio de las redes de televisión por cable, mostrando un panorama general de la evolución de estos sistemas a través de los años, así como los tipos de redes existentes, su configuración y los nuevos servicios que ofrecerá; además se estudia la comunicación a través de la fibra óptica, analizando las prestaciones de este medio de transmisión, características y tipos de los cables ópticos, así como los dispositivos y accesorios utilizados. En el capítulo 3 se tocará las redes de transporte (microondas y redes satelitales) han provisto de soluciones efectivas de comunicaciones en todo el mundo por más de 50 años. Finalizando el estudio con las redes de comunicación de datos, en el capítulo 4.

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CONTENIDO DEL CURSO CAPÍTULO 1: REDES TELEFÓNICAS TELEFÓNIC AS Y PLANTA EXTERNA 1.1 Elementos y Estructura Estructura de las Redes Redes Telefónicas. 1.2 Interconexión Interconexión de Operadores. 1.3 Red Digital de Servicios Servicios Integrados. 1.4 Provisión de Nuevos Servicios. 1.5 Atención de Clientes Segmentados. 1.6 Cables Telefónicos. 1.7 Repartidor Principal, Armarios, Cajas Terminales. 1.8 Canalizaciones, Canalizaciones, postes telefónicos, telefónicos, líneas de acometida. acometida. 1.9 Equipo de Abonado CAPÍTULO 2: REDES DE TELEVISIÓN TELEVISI ÓN POR CABLE Y FIBRA OPTICA 2.1 Arquitectura de de una Red de CATV. 2.2 Asignación de Canales. 2.3 Descripción de un Sistema de Televisión por Cable. 2.4 Nuevos Servicios. 2.5 Tipos de Fibra Fibra Óptica y Aplicaciones. Aplicaciones. 2.6 Descripción de un sistema de transmisión por Fibra Óptica. 2.7 Componentes activos activos y pasivos de un sistema de Comunicaciones Comunicaciones Óptica de Última Generación. 2.8 Consideraciones Consideraciones para la Certificación de un Sistema de Transmisión por Fibra Óptica. CAPÍTULO 3: REDES DE TRANSPORTE 3.1 Sistemas de Microondas 3.2 Redes Satelitales CAPÍTULO 4: REDES DE COMUNICACIÓN DE DATOS 4.1 Topología de Redes. 4.2 Modelos OSI y TCP/IP. 4.3 Clasificación Clasificac ión de las Redes: LAN, MAN, WAN. 4.4 La Red Internet.

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CAPÍTULO 1: REDES TELEFÓNICAS Y PLANTA EXTERNA OBJETIVO 

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  

Analizar las redes y los sistemas para conmutar tráfico telefónico (conmutación de circuitos y conmutación de paquetes), teniendo en cuenta aspectos técnicos. Identificar los componentes y las funciones funciones que cumplen los elementos de la red telefónica. Identificar los conceptos de la RDSI y conocer en detalle su arquitectura. Describir el proceso de construcción de las redes de planta externa. Describir el funcionamiento del equipo de abonado.

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ÍNDICE DESARROLLO DEL CAPÍTULO CAP ÍTULO ................................................................................... ......................................................................................................... ...................... 7 1. REDES TELEFÓNICAS Y PLANTA EXTERNA .......................................................... ................................................................................ ...................... 7 1.1. GENERALIDADES ............................................................ .................................................................................................................... ........................................................ 7 1.2. TÉCNICAS DE CONMUTACIÓN .............................................................. ............................................................................................... ................................. 7 1.2.1. Conmutación de Circuitos ................................................................... ................................................................................................. .............................. 9 1.2.2. Conmutación de de Paquetes Paquetes ............................................................... .............................................................................................. ............................... 12 1.2.3. Conmutación de Circuitos y de Paquetes Paquetes en Sistemas de Conmutación Conmutación Digital............. 15 1.3. ESTRUCTURA BÁSICA DEL SISTEMA DE CONMUTACIÓN DIGITAL ....................................... 16 1.4. ELEMENTOS Y ESTRUCTURA DE LAS REDES TELEFÓNICAS .................................................. 17 1.4.1. Función B (Battery)................................................................ .......................................................................................................... .......................................... 18 1.4.2. Función O (Over-Voltaje)..................................................................... ................................................................................................. ............................ 18 1.4.3. Función R (Ringing)................................................................ .......................................................................................................... .......................................... 19 1.4.4. Función S (Supervisory) (Supervisory) ......................................................... ................................................................................................... .......................................... 19 1.4.5. Función H (Híbrida) .......................................................................... ......................................................................................................... ............................... 19 1.4.6. Función C (Codec).................................................................. ............................................................................................................ .......................................... 20 1.4.7. Función T (Testing) ................................................................ .......................................................................................................... .......................................... 21 1.5. INTERCONEXIÓN DE OPERADORES ..................................................................................... ..................................................................................... 21 1.5.1. Procedimiento Administrativo ......................................................... ........................................................................................ ............................... 23 1.5.1.1. Evaluación de Contratos de Interconexión .................................................................... 23 1.5.1.2. Emisión de Mandatos de Interconexión ........................................................................ 23 1.5.1.3. Regulación de Instalaciones Esenciales.................................................................... .......................................................................... ...... 24 1.5.1.4. Regulación de Cargos de Interconexión ......................................................................... ......................................................................... 24 1.6. RED DIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS ........................................................................... ........................................................................... 25 1.6.1. Principios de la ISDN.............................................................. ........................................................................................................ .......................................... 26 1.6.2. Componentes de una red ISDN ISDN ...................................................................... ....................................................................................... ................. 26 1.6.3. Puntos de Referencia ............................................................ ...................................................................................................... .......................................... 27 1.6.3.1. Punto de referencia U (Rate)........................................................... .......................................................................................... ............................... 27 1.6.3.2. Punto de referencia R (Rate) ........................................................... .......................................................................................... ............................... 30 1.6.3.3. Punto de referencia S (System) ( System) ..................................................................... ...................................................................................... ................. 30 1.6.3.4. Punto de ReferenciaT (Terminal) ................................................................................... 31 1.6.3.5. Grupos Funcionales NT y equipos terminales TE: .......................................................... 31 1.6.3.6. Grupos Funcionales: NT1, NT2 y NT12: .......................................................................... .......................................................................... 32 1.6.3.7. Equipo Terminal de Adaptación de Red (TA): ................................................................ 32 1.6.3.8. Equipos terminales: TE1, TE2: ........................................................................................ ........................................................................................ 33 1.6.4. Canales de Acceso de de Usuario.......................................................... ......................................................................................... ............................... 33 Coordinación de Capacitación

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1.6.4.1. Canal B ...................................................................... ........................................................................................................................... ..................................................... 33 1.6.4.2. Canal D ...................................................................... ........................................................................................................................... ..................................................... 34 1.6.4.3. Canal H ...................................................................... ........................................................................................................................... ..................................................... 34 1.6.5. Estructura de Acceso de Usuario ................................................................... .................................................................................... ................. 35 1.6.5.1. Acceso Básico (I nterfaz Básica) ...................................................................................... 35 1.6.5.2. El Bus Pasivo ................................................................................................................... ................................................................................................................... 35 1.6.5.3. Acceso Primario (Interfaz a velocidad primaria) ............................................................ ............................................................ 36 1.6.5.4. Adaptador RDSI para PABX (ISPBX) ................................................................................ ................................................................................ 36 1.6.5.5. Multiplexor RDSI (IMUX) ................................................................................................ 37 1.6.5.6. Access A ccess Server ............................................................ .................................................................................................................. ...................................................... 38 1.6.6. Ejemplos de Secuencias de Señalización de Canal Canal D ...................................................... ...................................................... 38 1.6.6.1. Envió de información i nformación en bloque .................................................................................... 38 1.6.6.2. Desconexión de la llamada .............................................................. ............................................................................................. ............................... 39 1.6.6.3. Envío de información solapada ...................................................................................... ...................................................................................... 40 1.6.6.4. Respuesta por más de un terminal ............................................................ ................................................................................ .................... 40 1.6.6.5. Contenido del mensaje SETUP ....................................................................................... 40 1.7. PREVISIÓN DE NUEVOS SERVICIOS S ERVICIOS ..................................................................... ...................................................................................... ................. 42 1.7.1. Redes de Telefonía Fija.......................................................... Fija.................................................................................................... .......................................... 42 1.7.2. Jerarquías de las centrales de PSTN. ........................................................... ............................................................................... .................... 43 1.7.3. Tecnología ADSL ......................................................... .............................................................................................................. ..................................................... 44 1.7.3.1. CAP: Carrierless Amplitude/Phase (Modulación por amplitud de fase sin portadora).. 44 1.7.3.2. DMT: Discrete MultiTone (Modulación por Multitonos Discretos). .............................. 45 1.8. CABLES TELEFÓNICOS ................................................................ .......................................................................................................... .......................................... 47 1.8.1. El cable multipar......................................................... .............................................................................................................. ..................................................... 47 1.8.2. Cables Telefónicos Telefónicos ................................................................. ........................................................................................................... .......................................... 48 1.8.2.1. Clasificación de los Cables Telefónicos ..................................................................... ........................................................................... ...... 48 1.8.2.2. Elementos que conforman los Cables Telefónicos ......................................................... 48 1.8.2.3. Estructura de los Cables ................................................................................................. ................................................................................................. 51 1.9. REPARTIDOR PRINCIPAL, ARMARIOS Y CAJAS TERMINALES ............................................... 52 1.9.1. Método de Construcción de Redes Redes de Planta Externa.................................................... 52 1.9.1.1. Recojo de Planos P lanos y memoria descriptiva........................................................................ 52 1.9.1.2. Valoración de la obra y determinación de costos .......................................................... .......................................................... 52 1.9.1.3. Aéreo ...................................................................... ........................................................................................................................... ..................................................... 53 1.9.1.4. Tendido Subterráneo................................................. Subterráneo...................................................................................................... ..................................................... 54 1.10. CANALIZACIONES, POSTES TELEFÓNICOS, LÍNEAS DE ACOMETIDA ................................. 56 1.10.1. Postes Telefónicos ................................................................. ........................................................................................................... .......................................... 56 1.10.1.1. Tipos de Postes Telefónicos .......................................................... ......................................................................................... ............................... 57 Coordinación de Capacitación

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1.10.1.2. Características de los Postes Telefónicos .................................................................... 57 1.10.1.3. Utilización de los lo s Postes de Concreto .................................................................... .......................................................................... ...... 57 1.10.1.4. Simbología Usada en los planos .................................................................................. 58 1.10.1.5. Ferretería para la Red Aérea......................................................... ........................................................................................ ............................... 58 1.10.1.6. Ferretería para Postes Pasantes ............................................................................ .................................................................................. ...... 60 1.11. EQUIPO DE ABONADO ............................................................ ...................................................................................................... .......................................... 74 1.11.1. El teléfono ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... 74 1.11.1.1. Hablando a través de un hilo ...................................................................... ....................................................................................... ................. 75 1.11.1.2. El teléfono, un descubrimiento accidental ............................................................ .................................................................. ...... 77 1.11.1.3. Maravilloso progreso de la Bell Company y la gran fortuna de sus accionistas .......... 78 1.11.2. Tonos To nos de la red telefónica ................................................................... ............................................................................................... ............................ 81 1.11.2.1. Señalización DTMF ........................................................................ ....................................................................................................... ............................... 82 1.11.2.2. Inversión de Polaridad ................................................................................................. ................................................................................................. 83 ENLACES DE INTERÉS............................................................. ................................................................................................................... ...................................................... 85

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DESARROLLO DEL CAPÍTULO 1.

REDES TELEFÓNICAS Y PLANTA EXTERNA

1.1. GENERALIDADES En telefonía se conoce como “conmutación” a la acción de poner en comunicación a dos

abonados cualesquiera, efectuándose tal operación de forma manual o automática. “Automatismo” significa la posibilidad, por parte del usuario, de comunicarse sin

mediación de persona alguna, con el conjunto de abonados conectados a las distintas centrales de conmutación existentes en el universo telefónico. De este modo, se prescinde de la operadora en la central y se gana mayor rapidez de conexión y mayor capacidad de uso de las instalaciones, al mismo tiempo que se garantiza el secreto de las conversaciones. Para establecer un sistema de conmutación telefónica, hay que partir del tráfico que generen los abonados, de la probabilidad de coincidencia de llamadas y de la duración de las comunicaciones. Un razonamiento simple, para estimar el número de elementos y la probabilidad de coincidencia, puede ser el siguiente: evidentemente, la comunicación se establece entre dos abonados de la red; por tanto, el número máximo de comunicaciones es la mitad que el de abonados, pero como no existe acuerdo previo para hacer las llamadas, aproximadamente la mitad de éstas están dirigidas a abonados de la mitad que inicia la llamada y de esta cuarta parte de comunicaciones posibles, el cincuenta por ciento puede coincidir en el abonado llamado. De esta manera aun existiendo elementos para ello, no se podrían establecer todas las comunicaciones. Los estudios estadísticos permiten calcular el número de órganos de acuerdo con el volumen de tráfico estimado para la hora más cargada1. También es importante considerar que cada abonado precisa de un elemento de entrada al sistema cuando él desea establecer una comunicación, o de otro elemento de salida que encamine las llamadas dirigidas a el. Por tanto, los abonados están conectados en derivación a los órganos de entrada de la central, llamados Buscadores Primarios, y a los de salida, denominados Selectores Finales. Dependiendo de la capacidad total de numeración, se precisa cierto escalonamiento de selectores. Así, si la numeración es a cinco cifras, los primeros selectores seleccionarán la central correspondiente, indicada por la primera cifra; los segundos selectores, ya en cada central, elegirán la segunda cifra de unidades de millar; los terceros selectores, las centenas; y los finales las dos últimas cifras.

1.2. TÉCNICAS DE CONMUTACIÓN La función de las telecomunicaciones consiste en poner en comunicación (de voz y datos) un terminal con otro (o con varios), dentro de un conjunto de terminales muy 1

 Hora cargada: Periodo continúo de una hora de duración comprendido completamente en el intervalo de tiempo en cuestión, en que el volumen de tráfico o el número de intentos de llamada son máximos.

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numerosos (tal vez millones en el ámbito nacional y cientos de millones en el ámbito mundial), los cuales distan entre sí grandes distancias (desde kilómetros hasta decenas de miles de kilómetros) Esta función no es posible de llevar a cabo de forma económica mediante conexiones directas, es decir, con conexiones del tipo “todos con todos”; por

ello, se han estructurado redes que permiten realizar dicha función de forma eficaz, fiable y a bajo costo. Una red consiste básicamente de dos tipos de elementos (no considerando los terminales), que son:  

Los medios de transmisión. Los nodos de conmutación.

Para los ingenieros de telefonía, los medios de transmisión (lazos locales y troncales) constituyen lo que se denomina la “planta externa” (pue sto que están fuera de las oficinas de conmutación) en tanto que los nodos de conmutación (con más precisión los conmutadores), conforman la “planta interna”.

Los medios de transmisión conectan los nodos entre sí y éstos con los terminales. Los nodos conmutan las conexiones, es decir, las establecen y las reponen, de forma que los mismos elementos son utilizados por todos los terminales, consiguiéndose así realizar la función de las telecomunicaciones de forma económica, fiable y rápida. En la Figura 1 se representa de forma esquemática la estructura de una red, con sus medios de transmisión y sus centrales, en contraposición con lo que sería una estructura de conexión “todos con todos”.

Los nodos de la red, o centrales, están equipados con sistemas de conmutación. Por otro lado, para llevar a cabo la conmutación de conexiones pueden utilizar dos técnicas diferentes, las cuales son la conmutación de circuitos y la conmutación de paquetes. Originalmente, los servicios de telecomunicaciones se fundamentaban únicamente en la telefonía, para lo cual la técnica más adecuada es la de conmutación de circuitos; sin embargo, el desarrollo de las telecomunicaciones ha hecho necesario soportar servicios de datos, y para ello es más adecuada la conmutación de paquetes, aunque también se pueden dar servicios de datos mediante conmutación de circuitos. En el futuro se podrán dar servicios de telefonía utilizando conmutación de paquetes (“paquetización” de la

voz).

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Figura 1.

Red de telecomunicac telecomunicaciones iones

En algunos países existen redes separadas para telefonía y datos, no compartiéndose los elementos de estas redes. Sin embargo, la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) hace que todos los servicios puedan compartir la misma red. De lo anterior, los sistemas de conmutación digital, que se utilizan como nodos de RDSI, deben incluir ambas técnicas de conmutación, ya mencionadas.

1.2.1. Conmutación de Circuitos Circuitos Los sistemas de conmutación digital se basan en el intercambio de canales dentro de una misma trama y entre tramas diferentes. Cada canal contiene 8 bits, siendo la frecuencia de repetición de cada uno: 8000 canal/es, lo que permite una velocidad binaria de 64 kbps (kilo bit por segundo) por canal.  Además, los sistemas de conmutación digital proporcionan características de transparencia, integridad de bit y retraso de transmisión lo suficientemente buenas como para permitir la conmutación de cualquier tipo de información digital (voz o datos). Debido a lo mencionado, la técnica de conmutación de circuitos, la cual ha sido tradicionalmente empleada en redes de telecomunicaciones, puede soportar no sólo telefonía, sino también transmisión de datos.

Definición Cuando usted o su computadora realizan una llamada telefónica, el equipo de conmutación del sistema telefónico busca una trayect oria física de “cobre” (lo que incluye enlaces por fibra óptica o mediante microondas) que vaya desde su teléfono al receptor. Esta técnica se denomina “conmutación de circuitos”. El uso de la conexión es exclusivo

para la llamada telefónica en cuestión, manteniéndose dicha conexión hasta que concluya la llamada.

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Características Características Básicas La técnica de conmutación de circuitos se caracteriza porque tras la fase de establecimiento de una comunicación (para voz o datos), en la cual se intercambian señales entre los terminales y la red, o entre nodos de la red, se apertura una comunicación que permanece vigente hasta que los terminales o la red determinan, mediante la señalización apropiada, reponer la comunicación. Durante el tiempo que la comunicación se encuentra abierta, existe un circuito digital permanentemente dedicado sólo a la comunicación para la cual se establecieron los terminales. La fase de establecimiento de la comunicación introduce cierto retardo que depende de los tiempos necesarios para que se produzca el intercambio de señalización entre los diferentes elementos que intervienen en la comunicación (terminales y nodos), dependiendo también de los retardos de transmisión. En el caso de los sistemas de conmutación digital, los cuales son muy rápidos y soportan sistemas de señalización veloces y potentes, los retardos en el establecimiento de las conexiones son lo suficientemente cortos como para ser admitidos en los servicios de telefonía y en algunos casos, en servicios de transmisión de datos, no obstante, pueden resultar prohibitivos para otros servicios de datos. Una vez establecida la comunicación, toda la capacidad del canal establecido queda al servicio de la comunicación, pues ya no es preciso el envío de más señales entre terminales y nodos, hasta el fin de la comunicación. En la Figura 2  se   se muestra esquemáticamente el comportamiento de la red en el caso de la conmutación de circuitos.

Funcionamiento de una comunicación Cuando un terminal, supongamos el A (observar la Figura 2 ) desea comunicarse con el terminal B, el primero envía a la central a la que está conectado, la cual se denomina central local, una señal indicativa de que desea su atención; la central devuelve entonces una señal indicando que está dispuesta a recibir la información necesaria para establecer la comunicación, en cuyo caso, el terminal de origen envía la identidad del terminal B. La central origen analiza la identidad recibida y efectúa el encaminamiento adecuado, seleccionando la ruta adecuada hacia la central de tránsito primaria que corresponda, la cual, de acuerdo a la Figura 2  es   es M. Una vez seleccionada la ruta, la central terminal A envía a la central de tránsito M una serie de señales, entre las que se encuentra la identidad del terminal B (o parte de ésta), según el procedimiento de señalización empleado.  A su vez, la central M analiza la identidad recibida y efectúa el encaminamiento encaminam iento hacia el siguiente nivel de tránsito de acuerdo con sus algoritmos de encaminamiento. En el caso que se analiza, la central M podría seleccionar la ruta hacia la central P; en caso de no existir enlace libre alguno en la ruta anterior, seleccionaría la ruta O.

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Figura 2.

Conmutación de Circuitos

El procesamiento de análisis y encaminamiento se repite en todas las centrales involucradas, hasta que la central terminal de destino selecciona finalmente el terminal B, al que se avisará que se desea establecer comunicación con él. Una vez establecida la comunicación, concluyen las actuaciones de las centrales y éstas quedan transparentes para la información que se transmita entre los terminales A y B. Cuando los terminales deciden dar por finalizada la comunicación, envían la señal correspondiente a su respectiva central terminal, encargándose ésta, directa o indirectamente, de reponer la comunicación y avisar, mediante las señales adecuadas, a las demás centrales que han participado en la comunicación previamente establecida. Consecuencias más destacables de la técnica de conmutación de circuitos: 



Las centrales centrales permanecen transparentes al contenido de los los canales una vez establecida la conexión, es decir, el emisor y el receptor pueden usar cualquier velocidad, formato o método de encuadrado de bits que deseen. La portadora no lo sabe, ni se interesa al respecto, ya que ésta fundamenta su criterio de tarificación de acuerdo a la distancia y al tiempo de conexión, mas no en el tráfico. El tiempo de establecimiento de la conexión (tiempo que transcurre entre que se termina de marcar y que el timbre empieza a sonar) puede ser fácilmente de 10s (o más si se trata de llamadas internacionales) Por otro lado, una vez completado el establecimiento, el único retardo de los datos es el tiempo de propagación de la señal electromagnética (alrededor de 5 MS por cada 1000 km)

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

Una vez establecida la conexión, conexión, no existe peligro de congestión; esto es, una vez que la llamada entró, no hay posibilidad de obtener una señal de ocupado, aunque podría obtenerse una antes de establecerse la conexión debido a la falta de capacidad de conmutación o de troncal. Ante el incremento de la probabilidad de ocurrir congestión, las centrales pueden pueden realizar encaminamientos alternativos dentro de los límites prefijados.

Las técnicas de conmutación de circuitos han sido y continúan siendo utilizadas dentro del marco de las redes de telefonía y télex.

1.2.2. Conmutación de Paquetes Paquetes La introducción de computadoras y de terminales de datos (conectados a éstas y situados remotamente), hizo necesaria la creación de redes para su interconexión, existiendo en dichas redes computadores centrales que, entre otras funciones, se encargan de recibir datos, almacenarlos en memoria masiva (cintas y discos) y luego retransmitir esos mismos datos hacia diferentes destinos. Este procedimiento dio lugar a técnicas de conmutación aplicadas a redes de datos, cuyo principio básico de funcionamiento es el “almacenamiento y reenvío”.

De esas técnicas, la más representativa es la de conmutación de paquetes.

Definición Transmisión de datos por medio de paquetes (a los cuales se les asigna una dirección) en la que el canal de transmisión sólo se encuentra ocupado durante la transmisión del paquete, quedando luego disponible para la transferencia de nuevos paquetes entre otros equipos terminales de proceso de datos. Observación: En ciertas redes de datos, éstos pueden ser dispuestos en un solo paquete, o divididos en partes menores (por el equipo terminal de datos u otro dentro de la red) para efectos de transmisión y multiplexaje2.

Características Características Básicas Los terminales de datos generan información agrupada, en la mayoría de los casos, en mensajes de bits de longitud finita. Si ésta es mayor a unos centenares de bits, interesa por motivos de control de errores (así como por motivos de retransmisiones y retardos) fraccionarlos en unidades menores llamadas “paquetes”, las cuales son enviadas

independientemente a través de la red. En comparación de la conmutación de circuitos, en la de paquetes no existe fase de establecimiento. Cada uno de los paquetes lleva su respectiva “información de destino”,

ya sea la dirección del abonado llamado (caso del datagrama) o el número de circuito lógico asignado a la comunicación (caso del circuito virtual). En la técnica de conmutación de paquetes, el transmisor comienza a transmitir tan pronto exista un “camino” libre hasta el nodo o central al que se encuentra conectado. El paquete es almacenado y procesado (análisis de encaminamiento, control de errores, 2

Multiplexaje Multiplexaje es la combinación de múltiplescanales múltiplescanales de informaciónenunmediocomún informaciónenunmediocomún de transmisión de alta velocidad. Tomado de: http://manitos.tripod.com/multiplex http://manitos.tripod.com/multiplexaje.htm aje.htm

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etc.) en éste, y tan pronto como encuentre otro “camino” libre hacia el nodo siguiente, el

paquete es transmitido al mismo. La operación se repite hasta alcanzar el extremo receptor. De ahí la denominación de esta técnica de conmutación como de “almacenamiento y envío”. Obsérvese que es necesario disponer de “buffers” (almacenes) de memoria en los nodos

de la red para disponer de capacidad de almacenamiento temporal de paquetes. De esta forma, los paquetes jamás encuentran bloqueo por exceso de tráfico, ya que siempre serán admitidos por la red, puesto que en términos de la teoría del tráfico éste es un sistema de espera y no uno de pérdida (como en el caso de la conmutación de circuitos). El problema surgirá si es que el tráfico ofrecido es elevado, lo que provoca que los retardos sufridos por los paquetes puedan ser considerables. Es importante recordar que los canales de comunicación entre nodos son utilizados simultáneamente para distintas comunicaciones.

Funcionamiento de una comunicación. Modos de operación Una red de conmutación de paquetes está constituida básicamente por un conjunto de enlaces de transmisión de datos que comunican un grupo de nodos o centros de conmutación de paquetes. El elemento básico de la red es el nodo de conmutación, en el cual se llevan a cabo las dos funciones básicas de este tipo de sistemas:  

Almacenamiento y retransmisión. Control de ruta.

Mediante la primera de estas funciones, el sistema de conmutación analiza los paquetes recibidos, los almacena y los envía una vez que ha sido establecido un camino lógico hacia el siguiente nodo de conmutación, o en su defecto, hacia el equipo terminal de destino de la información. Mediante el control de ruta, el sistema de conmutación realiza la selección del camino lógico por el que debe ser retransmitida la información hacia el siguiente nodo de la red, claro está, sobre la base del análisis de la etiqueta incluida en cada uno de los paquetes. Dentro de la técnica de conmutación de paquetes existen dos modos de operación: Datagrama y Circuito Virtual. En función de la modalidad adoptada el tratamiento de la información por parte del sistema de comunicación será diferente. En cuanto a la operación en modo “datagrama”, los paquetes correspondientes a una transacción llevan contenida en su etiqueta la dirección del destino final, con lo cual cada paquete es tratado como una llamada individual, pudiendo cada uno de éstos ser encaminados por distintas rutas, a pesar de pertenecer a una misma transacción o comunicación. Por otro lado, en la modalidad de “circuito virtual”, se establece un camino a lo largo de la red, obviamente entre sendos equipos terminales; por el camino mencionado serán transportados los distintos paquetes constitutivos de una transacción, los cuales llegan al destino en el mismo orden en que fueron transmitidos. En este caso, en la etiqueta de los paquetes va incluido un identificador del encaminamiento asignado a la transacción a Coordinación de Capacitación

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la que pertenece cada paquete. A este camino previamente asignado se le denomina “circuito virtual”. En la Figura 3 se representan gráficamente los dos modos de operación.

Figura 3.

Red Conmutación de Paquetes (Modo Datagrama)

Perteneciente al modo de operación de “circuito virtual”, existen a su vez dos

modalidades denominadas:  

Circuito virtual permanente. Llamada virtual.

En el caso del circuito virtual permanente, la asignación de encaminamiento o del circuito virtual propiamente dicho es rígida a través de toda la red. Todas las transacciones entre los terminales de datos se realizan a través del circuito virtual mencionado, por lo que esta modalidad no requiere de una fase de “establecimiento”. Un

ejemplo de aplicación de esta modalidad sería el de las comunicaciones entre terminales de ventanilla de un banco y el computador que contiene el estado de cuenta de cada Coordinación de Capacitación

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cliente. Puesto que cada terminal sólo se comunica con ese computador, el empleo de un circuito virtual permanente ahorra tiempo al empleado que maneja el terminal, puesto que no se requiere llevar a cabo, en lo absoluto, el establecimiento de una conexión, ya que es posible efectuar directamente la transacción entre el terminal y el computador principal. En el caso de la llamada virtual, existe una fase de establecimiento para cada transacción o llamada. En ambas modalidades, el circuito físico que enlaza una pareja de nodos de conmutación es compartido por varios circuitos virtuales, los cuales corresponden a otras transacciones.

1.2.3. Conmutación de Circuitos y de Paquetes en Sistemas de Conmutación Digital El desarrollo de las redes de telecomunicaciones está íntimamente ligado a la satisfacción de necesidades mediante servicios y a las posibilidades ofrecidas por el avance de la tecnología. En virtud a lo mencionado, se han desarrollado sistemas de conmutación de circuitos y de paquetes, con la finalidad de soportar los nodos de las redes respectivas. En la actualidad, como consecuencia de la optimización de las redes y de la posibilidad tecnológica de integrar ambas técnicas, así como de la previsión ante la demanda de interfaces multiservicio (telefonía y datos) por parte de los abonados, es necesario que existan sistemas de conmutación que soporten ambas técnicas y apliquen la más adecuada en función del servicio utilizado por los abonados. Por ello, los sistemas de conmutación digital deben incorporar las interfaces y los órganos necesarios para soportar ambas técnicas. En la Tabla 1  se muestran las comparaciones entre las características ofrecidas por ambas técnicas de conmutación. La aplicación por parte del sistema de conmutación de una u otra técnica vendrá determinada por la característica o características de mayor peso en la prestación de cada servicio.

Característica Trayectoria de “cobre” dedicada

 Ancho de banda disponible Puede desperdiciarse ancho de banda Transmisión de almacenamiento y reenvío Cada paquete sigue la misma ruta Establecimiento de llamada Cuándo puede haber congestión Cargos (Tarifas)

Conmutación de Circuitos Sí Fijo Sí

Conmutación de Paquetes No Dinámico No

No

Sí

Sí Requerido Durante el establecimiento Por minuto

No No es necesario En cada paquete Por paquete

Tabla 1. Comparación entre la conmutación de circuitos y la conmutación de paquetes

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1.3. ESTRUCTURA BÁSICA DEL SISTEMA DE CONMUTACIÓN DIGITAL En la Figura 4  se muestra la estructura básica de un sistema de conmutación digital, cuyas características son las siguientes:

a. Vía de Conversación Conversación Convierte las señales analógicas, provenientes de los abonados, en señales digitales.  Además cumple las funciones de concentración y conmutación.

b. Circuito de Abonado Abonado (Circuito de línea) El circuito de abonado proporciona la corriente de conversación, protección contra sobrevoltaje, supervisión, conversión analógica digital (A/D), conversión de dos a cuatro hilos (2 W / 4 W) y pruebas en la línea de abonado.

c. Equipo de Procesamiento Procesamiento de Señal Las señales que se usan para la conexión de los circuitos, en las líneas de abonado y troncales, se procesan utilizando la tecnología de procesamiento de multiplexaje digital.

d. Procesador Central El procesador central controla todos los equipos de conmutación, tales como los de procesamiento de llamada, operación, mantenimiento y detección de fallas.

e. Equipo de Prueba Realiza la supervisión de alarma para cada dispositivo de conmutación y las pruebas de la vía de conversación.

f. Interfase de la línea de transmisión Este equipo posee la función de interfase entre la línea de transmisión y el equipo de conmutación. Esta función incluye al circuito codificador y decodificador, alineación de trama digital, absorción de jitter y wander, sincronización de trama y conversión de velocidad de bits entre la vía de conversación y la línea de transmisión.

g. Equipo troncal La señal de bucle del circuito metálico termina en este punto.

h. Reloj Lleva a cabo la sincronización de la red de conmutación y la línea de transmisión en las redes digitales. También suministra la señal de reloj para los equipos de conmutación y terminales de transmisión pertenecientes a la central telefónica.

i. Equipo de señalización por canal común Realiza las funciones relacionadas con el sistema de señalización por canal común, tanto para el envío como para la recepción de señales con la central asociada.

 j. Equipo de conmutación remoto remoto Se instala en una localidad distante de la central asociada. La conmutación y la concentración del tráfico de abonado lo realiza la misma central a control remoto. Coordinación de Capacitación

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Figura 4.

Estructura Básica del sistema de Conmutación Digital

1.4. ELEMENTOS Y ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE LAS REDES TELEFÓNICAS TELEFÓNICAS La red telefónica está compuesta de:  

Central de Conmutación: centrales locales, centrales tandem Lazo local: red primaria, red secundaria, aparato telefónico.

Figura 5.

Red Telefónica

El lazo local es de 2 hilos, luego en el Circuito de línea (LC) se convierte de 2 a 4 hilos y se realiza la digitalización de la señal de audio en el cual la velocidad es de 64 Kbps. En el concentrador se realiza la concentración de líneas telefónicas. Las relaciones más comunes son de 2:1, 4:1, 8:1. Por ejemplo si las relaciones de 2:1 en la entrada del concentrador existen 64 líneas y en la salida del concentrador hay 30 líneas las cuales Coordinación de Capacitación

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ingresan al multiplexor PCM de 30 canales. Estos 30 canales de 64 Kbps cada uno se multiplexan teniendo en la salida un velocidad de 2.048 Mbps (mega bit por segundo). Finalmente ingresa a la etapa de conmutación. Las funciones que se realizan en el circuito de línea son las siguientes:

1.4.1. Función B (Battery) (Battery) Tiene dos opciones: 



Cuando el teléfono se encuentra colgado, no se produce ninguna corriente a través del lazo de abonado. Cuando se descuelga el teléfono, se produce una corriente: considerando que se tiene un voltaje de 48 VDC y además la resistencia de teléfono (Rt) es igual a 200 Ohmios y la resistencia del lazo local (RL) es de 1800 Ohmios entonces la corriente (i) que circula cuando el aparato telefónico esta descolgado es de 24 miliamperios.

Figura 6.

Función B (battery)

1.4.2. Función O (Over-Voltaje) (Over-Voltaje)  Además en el circuito de d e línea (LC) se tiene la función de Over Voltaje la cual sirve para proteger a la central contra picos de voltaje y corriente. Este dispositivo de protección reacciona en microsegundos (µS).

Figura 7.

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Función O (Over voltaje)

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1.4.3. Función R (Ringing) (Ringing) La corriente de timbrado es de aproximadamente 23 mA con un voltaje de 110 vpp

Figura 8.

Función R (Ringing)

1.4.4. Función S (Supervisory) (Supervisory) La supervisión consiste en detectar cuando el teléfono se encuentra colgado o descolgado.

Figura 9.

Función S (Supervisory)

1.4.5. Función H (Híbrida) (Híbrida) El circuito híbrido se encuentra dentro del circuito de línea. Este circuito permite separar las señales transmitidas de las recibidas. Convierte de 2 a 4 hilos para aplicar PCM.

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Figura 10. Función H (Híbrida)

1.4.6. Función C (Codec) (Codec)

Figura 11. Función C (Codec)

 A continuación se describe la función codificadora según la Figura 11: 1) La señal de audio está en el rango de 300 Hz. a 10 KHz. 2) La señal de audio pasa a través de un filtro pasa banda el cual restringe la señal de 300 Hz a 3400 Hz. 3) Luego esta señal señal se muestrea a 8 KHz. 4) Esta misma señal se cuantifica 5) La señal cuantificada se codifica a 64 Kbps 6) En recepción la señal se decodifica 7) Finalmente se pasa a través de un filtro pasa bajo mediante el cual se reconstruye la señal analógica.

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1.4.7. Función T (Testing) (Testing) Se realizan pruebas para verificar si existen errores tanto en la planta externa como en la interna.

1.5. INTERCONEXIÓN DE OPERADORES La interconexión es un conjunto de acuerdos y reglas que tiene por objeto que los usuarios de los servicios de telecomunicaciones prestados por un operador puedan comunicarse con los usuarios de los servicios de telecomunicaciones prestados por otro operador. Estos acuerdos y reglas se rigen bajo ley, según norma: Resolución 0432003-CD-OSIPTEL Texto Único Ordenado de las Normas de Interconexión.

Figura 12. Interconexión de Operadores

Los efectos de la interconexión son:  

Usuarios: mayores opciones de consumo. Operadores: incentivos para ser competitivos.

En la Figura 13 se muestra el diagrama de interconexión de varios operadores en la red de Lima metropolitana:

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Figura 13. Operadores

El marco legal establece que la interconexión es obligatoria. En esa medida, las partes deben suscribir los contratos de interconexión (OSIPTEL los evalúa) o en caso de no concretarse solicitar la emisión de un Mandato de Interconexión. Coordinación de Capacitación

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1.5.1. Procedimiento Administrativo

Figura 14. Procedimiento para la interconexión de operadores

1.5.1.1. Evaluación de Contratos de Interconexión OSIPTEL tiene la función de evaluar los contratos de interconexión. 





Condiciones legales.- alcance de la interconexión, responsabilidades, mecanismos de solución de conflictos, etc. Condiciones técnicas.- puntos de interconexión, señalización, tasación, protocolo de pruebas, órdenes de servicio. Condiciones económicas.- cargos de interconexión, procedimientos de liquidación y pagos, suspensión por falta de pago.

Esta función permite velar porque los términos acordados entre las empresas estén acordes con el marco legal vigente (es decir se respeten los principios de No Discriminación e Igualdad de Acceso). El procedimiento de evaluación de contratos de interconexión está certificado de acuerdo a las normas ISO 9000. Es una actividad permanente por lo que se han establecido metas internas que permiten que OSIPTEL se pronuncie en plazos cada vez más cortos.

1.5.1.2. Emisión de Mandatos de Interconexión Considerando que la interconexión es de interés público dado que sobre su base se implementan nuevos servicios, OSIPTEL tiene la función de emitir Mandatos de Interconexión cuando: 



Las empresas operadoras operadoras no han logrado suscribir el correspondiente contrato de interconexión, o No han podido levantar las observaciones al contrato evaluado.

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En dicho Mandato se establecen los términos económicos, legales y operativos de la relación de interconexión. Es una actividad permanente que depende de las negociaciones entre las empresas. El procedimiento de emisión de mandatos de interconexión está certificado de acuerdo a las normas ISO 9000.

1.5.1.3. Regulación de Instalaciones Esenciales Los operadores entrantes requieren utilizar infraestructura ya instalada para proveer sus propios servicios. Esta infraestructura se constituye en esencial para la provisión de una mayor oferta de servicios, por lo que los precios a los que se provee deben ser regulados. De acuerdo al TUO de las Normas de Interconexión, los cargos de interconexión se pagarán por las instalaciones esenciales, que es toda la parte de la red de telecomunicaciones que: 



Sea suministrado exclusivamente o de manera predominante por un solo proveedor. Su sustitución no sea factible en lo económico o en lo técnico.

Instalaciones esenciales:       

Terminación de llamada en la red de telefonía fija. Terminación de llamada en la red de telefonía móvil. Transporte conmutado local. Transporte conmutado de larga distancia nacional. Alquiler de circuitos de larga distancia nacional. Enlaces de interconexión. Acceso a los teléfonos públicos.

1.5.1.4. Regulación de Cargos de Interconexión De acuerdo al Texto Único Ordenado de las Normas de Interconexión, los cargos de interconexión serán iguales a:   

Los costos de interconexión. Contribuciones a los costos totales. Margen de utilidad razonable.

 Asimismo tienen las siguientes modalidades:   

Por tiempo de ocupación de las comunicaciones debidamente completadas. Cargos fijos periódicos. Otra modalidad (demostración de ser más eficiente que las anteriores).

De acuerdo con los Lineamientos de Política de Apertura (Decreto Supremo Nº 020-98MTC, 1998), los cargos de interconexión:

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

Serán los que resulten resulten de la negociación de las partes (o determinados por OSIPTEL en caso no exista acuerdo entre las partes). Serán determinados por OSIPTEL sobre la base de: La información de costos proporcionada por las empresas.  Mecanismos de comparación internacional.  Simulación de una empresa eficiente. 

Para la aplicación de los cargos en una determinada relación de interconexión se aplicará el Principio de No Discriminación e Igualdad de Acceso. Resolución N° 123-2003-CD/OSIPTEL: se aprueba Procedimiento de Fijación y Revisión de Cargos de Interconexión Tope: 





Puede iniciarse procedimiento de oficio o a solicitud de una empresa operadora (respecto de las instalaciones o servicios brindados por ella misma a otras empresas operadoras). Las empresas deberán deberán enviar sus propuestas de cargos de interconexión tope, conjuntamente con el estudio de costos, incluyendo también el sustento técnicoeconómico de los supuestos, parámetros, bases de datos y cualquier otra información utilizada en su estudio. Se debe: publicar las resoluciones en el diario oficial El El Peruano, convocar a una audiencia pública, publicar en la página web de OSIPTEL los informes, estudios y modelos económicos.

1.6. RED DIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS ISDN (Integrated Systems Digital Network) es una tecnología de transmisión totalmente digital, basada en una norma internacional diseñada para reemplazar gradualmente la red telefónica analógica existente. ISDN puede integrar todo tipo de señales  –datos, voz y video – en un solo canal digital de transmisión. Siendo un servicio disponible, ISDN es una manera eficiente en costo para interconectar redes LAN con enlaces de alta velocidad y así proveer a usuarios domiciliarios con enlaces de alta velocidad a dichas redes. Las primeras normas ISDN fueron emitidas por el UIT-T (antes CCITT) en 1984 y 1988. Ellas definieron una conectividad digital de extremo a extremo y las interfases de red (NI) necesarias para acceder a los servicios ISDN. La interfase ISDN automáticamente conmuta entre los diferentes dispositivos que puedan estar conectados a ella, tales como un bridge, teléfonos o fax. La norma original ISDN fue llamada Red Digital de Servicios Integrados de Banda  Angosta (Narrow Band ISDN – N-ISDN). Esta red especifica un servicio de red digital que puede ser entregado sobre las redes telefónicas existentes. La red N-ISDN fue diseñada para proveer velocidades de transmisión desde 64 kbps hasta 2 Mbps sobre cableado de cobre en el lazo local del abonado. Esto representó una mejora significativa sobre los enlaces tradicionales de módems que tenían una velocidad máxima de 9.6 Kbps cuando la N- ISDN empezó a emerger.  Aunque ISDN no sea el servicio digital más m ás popular para interconectar i nterconectar redes re des LAN, se la considera como una manera efectiva en costo y puede proveer:

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  

Acceso remoto permitiendo a los usuarios un acceso conmutado a sus LAN organizacionales. Tráfico de fax de alta velocidad. Servicio de videoconferencia. Acceso de alta velocidad a Internet.

Recientemente ha sido desarrollada la ISDN de Banda Ancha (Broad Band ISDN  – BISDN), la cual es la base del modo de transferencia asíncrono (Asynchronous Transfer Mode - ATM) y tiene canales con velocidades del orden de los megabits por segundo. ISDN usa dos tipos de canales: canales portadores y canal de señalización. Estos tipos de canales se combinan de diversas formas para brindar dos tipos de servicios:  

La interface de velocidad básica (Basic Interface - BRI) La interface de velocidad primaria (Primary Rate Interface - PRI).

1.6.1. Principios de la ISDN La red digital de Servicios Integrados se basa en los siguientes principios: 

    

Soporta voz y aplicaciones “no voz” utilizando un   limitado conjunto de

facilidades. Soporta aplicaciones conmutadas y no conmutadas: CS, PS y LD. Basada en conexiones de 64 Kbps. Posee inteligencia en la red. Usa una arquitectura de protocolos por capas. Tiene variedad de configuraciones.

1.6.2. Componentes de una red red ISDN Los componentes de una red ISDN incluyen terminales, adaptadores de terminal (TAs), dispositivos de terminación de red, equipamiento de terminación de línea y equipo de terminación de conmutación o simplemente conmutadores. Los terminales ISDN son de dos tipos: 



Terminales ISDN especializados son referidos como el equipamiento terminal del tipo 1 (Terminal Equipment Type 1 - TE1) Terminales no ISDN, tales como un equipo convencional de terminal de datos (DTE) que existía antes de las normas ISDN, son referidos como equipamiento terminal del tipo 2 (Terminal Equipment Type 2 - TE2)

Los equipos TE1 se conectan a la ISDN a través de cuatro hilos y en un enlace de par trenzado digital. Los equipos TE2 se conectan a través de los adaptadores de terminal TA. Un TA puede ser un dispositivo de sobremesa o una tarjeta dentro del equipo TE2. Si el TE2 está implementado como un dispositivo de sobremesa, éste se conecta al TA por medio de una interface normalizada de capa física tal como RS-232-C, V.24 o V.35. Más allá de los dispositivos T1 y T2 el próximo punto de conexión de la red ISDN es la terminación de red tipo 1 (NT1) o terminación de red tipo 2 (NT2). Éstos son dispositivos de terminación de red que conectan el cableado de cuatro hilos de usuario con el lazo convencional local de dos hilos. En Norteamérica, el NT1 es un equipo basado en las Coordinación de Capacitación

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premisas del usuario (Customer Premises Equipment - CPE). En otras partes del mundo, el NT1 es parte de la red provista por el portador. El NT2 es un dispositivo más complicado, que se encuentra típicamente en centrales digitales privadas (Private Branch Exchanges - PBX) y realiza funciones de protocolo de las capas 2 y 3, servicios de concentración. También existen dispositivos del tipo NT1/2, como un solo dispositivo que combina las funciones de un NT1 y un NT2.

1.6.3. Puntos de Referencia Referencia El ISDN especifica varios puntos de referencia que define interfaces lógicas entre las agrupaciones funcionales tales como TA y NT1. Estos son los puntos: R, S, T y U

1.6.3.1. Punto de referencia U (Rate) La norma UIT-T BRI no especifica la conexión física a través del lazo local entre el equipo terminal de red NT1 y la central local ISDN (Local Exchange  – LE). Este punto se denomina punto U y está normado por la ANSI en su norma T1.601. La señal tiene una configuración punto a punto, serial, síncrona y full duplex. El NT1 provee un conector modular subminiatura de 8 pines, en el cual el lazo local usa solamente los dos pines intermedios más no los otros seis. Si el acceso local  –el cableado desde el conmutador de SP hasta las instalaciones del usuario –  es un cableado de fibra óptica tendrá pocas dificultades. Sin embargo, si el acceso local es a través de cableado de cobre, deben considerarse factores adicionales: 



La distancia local del par trenzado no cargado no deberá exceder de 5500 metros (18.000 pies). De no ser así, se requerirá un repetidor para fortalecer la señal. Deben removerse todas las bobinas de carga y puentes usados para acondicionamiento de línea y reducir la distorsión de las señales analógicas, porque pueden causar una significativa alteración de las señales digitales.

Figura 15. Bobina híbrida con cancelador de eco

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Uno de los aspectos más controvertidos fue decidir que método utilizar para proporcionar comunicación full duplex sobre el par de hilos. El método elegido fue el de bobina híbrida con cancelador de eco, que se muestra en la figura anterior. El cancelador de eco en esencia requiere que el transmisor inserte una imagen negativa de su transmisión en su circuitería de recepción, cancelando cualquier eco de retorno. Se requiere la híbrida para conectar a los dos pares que salen del NT dentro del edificio al par que va hacia la central local (LE). La impedancia de balance de la híbrida es necesaria para minimizar las desadaptación de impedancia cuando se convierte de 2 a 4 hilos. En la Figura 16  se  se ve un diagrama más amplio, incluyendo el bus S para atender a varios terminales en contención.

Figura 16. Diagrama de la ubicación del NT interconectando ala central a 8 terminales TE/TA a través del bus S

El esquema de señalización usado en los 4 hilos del NT, es el pseudoternario, representado en la Figura 17 . En esta señalización un bit 0 es representando por una señal de línea de aproximadamente 750 milivoltios que alterna entre polaridades positivas y negativas. El bit 1 es representado por la ausencia de voltaje de línea. Debido a que la polaridad del bit 0 es alternada, éste es un sistema balanceado en corriente continua. Esto permite líneas físicas largas y reduce los problemas asociados con la electricidad estática.

Figura 17. Código pseudoternario

El esquema de señalización usado sobre el lazo local de 4 hilos es el 2B1Q (dos binarios, un cuaternario - 2 Binary, 1 Quaternary), mostrado en la Figura 18 ; éste es un código de línea de 4 niveles, asociando un par de bits (dibits) con un símbolo cuaternario Coordinación de Capacitación

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(quat), como se ve en la Tabla 2 . El primer bit de cada dibit representa el signo o polaridad mientras que el segundo representa la magnitud.

Figura 18. Ejemplo de señalización 2B1Q

Primer bit(polaridad) 1 1 0 0

Segundo bit (magnitud) 0 1 1 0

Símbolo cuaternario

Nivel de voltaje

3 1  – 1  – 3

2,5v 0,833 v  – 2,5v  – 0,833 v

Tabla 2. Niveles de señalización del código de línea 2B1Q

Debido a que la señalización 2B1Q no es balanceada en corriente continua, la norma  ANSI especifica un algoritmo para aleatorizar el tren de bits para evitar el exceso de polarización en DC sobre la línea de transmisión. En la Tabla 3 presentamos las diferencias de los códigos de línea del NT (4 hilos) según UIT-T - I.430 y la interface hacia la central local (2 hilos) según ANSI T1.601.

Normas

UIT-T I.430

ANSI T1.601

Punto de referencia

S o S/T

U

Dispositivos

TE1/TA hacia NT

NT1 hacia LE

Número de hilos

4 hilos (2 pares)

2 hilos (1 par)

Distancia

1005 m (3,3 Kfeet) punto a punto 152,4 m (550 pies) punto a multipunto

Configuración física

Punto a punto o punto a multipunto Serial, síncrona, full duplex

Punto a punto Serial, síncrona, full duplex

Velocidad de transmisión Velocidad de datos de usuario Esquema de señalización

192 Kbps

160 Kbps

144 Kbps

144 Kbps

Pseudoternario

2B1Q

Velocidad de señalización

192 Kbaudios

80 Kbaudios

Voltaje máximo

+/ –  – 750 mV

+/ –  – 2,5 V

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Fuente de temporización Método full duplex Esquema de intercalación de bits (interleaving) Bits / trama Bits de datos de usuario Bits de sobrecabecera Tramas por segundo

NT Un par de hilos para cada dirección B18D1B28D1(2 veces por trama) 48 36 12 4000

LE (Local Exchange) Híbrida con cancelador de eco B18B28D2 (12 veces por trama) 240 216 24 666,666...

Tabla 3. Parámetros de las interfaces físicas del ISDN BRI

1.6.3.2. Punto de referencia R (Rate) En este punto se puede conectar a un teléfono no ISDN a la red. Este teléfono funcionará convencionalmente pero no tendrá todas las características de un teléfono ISDN conectado a la interfase S/T.

Figura 19. Configuraciones de línea

1.6.3.3. Punto de referencia S (System) Este punto corresponde a la interfase de terminales ISDN individuales de usuario y el NT2. Su función es separar al equipo terminal del usuario de las funciones de comunicación relacionadas con la red. Aquí las configuraciones pueden ser: punto a punto y punto-multipunto, tal como muestra la Figura 19. La Figura 20   presenta su configuración eléctrica.

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Figura 20. Configuración eléctrica

1.6.3.4. Punto de ReferenciaT (Terminal) Este punto separa al equipo de usuario del equipo del proveedor de red siendo la referencia entre el NT1 y el NT2. Es el equipo de terminación de red mínimo.

1.6.3.5. Grupos Grupos Funcionales NT y equipos terminales TE La Figura 21 presenta los grupos funcionales con su ubicación dentro de las interfaces U, R, S y T. El NT (Network Terminal) es un dispositivo usado para conectar equipos de datos o equipos telefónicos con el enlace ISDN, es decir al equipo terminal (Terminal Equipment - TE) y a los adaptadores de terminal (Terminal Adapter -TA).

Figura 21. Grupos funcionales de la ISDN

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1.6.3.6. Grupos Grupos Funcionales: NT1, NT2 y NT12 Estos grupos están constituidos por las terminaciones de red NT1, NT2 y NT12.A continuación detallamos sus características. 





Terminación de Red 1 (NT1): Terminación de línea de transmisión.  Mantenimiento y Monitorización de performance de línea.    Temporización. Transferencia de energía.  Multiplexaje de nivel 1.    Terminación de interfase con terminación multicaída empleando resolución de contención de nivel 1. Separa al usuario de la tecnología de transmisión en el lado del usuario.  Presenta un conector físico para la conexión de dispositivo del usuario.  Soporta múltiples canales (por ejemplo: 2B + D).  Los bits de canales son multiplexados multiplexados usando la técnica TDM.  Soporta varios varios dispositivos en una configuración configuración multicaída. Por ejemplo:  una interfase residencial puede incluir un teléfono, una computadora, un sistema de alarmas; y todos conectados a un solo NT1). Terminación de Red 2 (NT2): Manejo de protocolo de nivel 2 y 3.  Multiplexaje de niveles 2 y 3.  Funciones de mantenimiento.  Dispositivo inteligente: ejecuta funciones de conmutación y  concentración; incluso hasta el nivel 3. Ejemplos de equipos del tipo NT2: PBX, LAN.  Función de conmutación: Se puede configurar de una red privada  empleando circuitos semipermanentes entre varios lugares (las PBX actúan como conmutadores y los computadores como conmutadores de paquetes). Función de concentración. concentración. Por ejemplo: dispositivos como una PBX  digital, una LAN o un controlador de comunicaciones pueden trasmitir datos a través de la ISDN. Terminación de red 1, 2 (NT12):  Una sola pieza de equipo que contiene funciones combinadas de NT1 y NT2.

1.6.3.7. Equipo Equipo Terminal de Adaptación de Red (TA) Los TA son referidos comúnmente como módems ISDN y están disponibles tanto en forma de unidades internas como externas, tal como los módems analógicos. Estos tienen también los mismos beneficios y problemas de sus contrapartes analógicas. Los módems internos soportan velocidades de transmisión de datos a través del bus del sistema, mientras los módems externos brindan mayor información para diagnóstico y control. Otros factores adicionales que deben tenerse en consideración al seleccionar un TA son los siguientes:

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Conectividad de puertas seriales Si un TA conecta a un computador a través de puertas seriales es necesario instalar un puerto serial y el manejador de software (software driver) que deberá soportar grandes anchos de banda ISDN. En caso contrario, el puerto serial se convertirá en un cuello de botella y se perderá el ancho de banda extra ofrecido por la ISDN.

Terminales adaptadores de red integrados  Algunos TA tienen dispositivos NTA integrados. Mientras esto podría significar la configuración inicial del dispositivo ISDN, esto también podría limitar el número de dispositivos que puedan ser conectados a la línea ISDN; limitado por el número de puerta S/T provista, el cual es usualmente mayor que un NTA de sobremesa.

Múltiples canales B No todos los TA soportan más de un canal B. Si se requiere usarse más de un canal B el TA debe ser capaz de soportar esta configuración. También el comprador debe asegurar que el equipo sea capaz de mezclar los dos canales B para utilizar el servicio de 128 Kbps.

1.6.3.8. Equipos terminales: TE1, TE2 Los dispositivos TE están diseñados para cumplir con la norma ISDN mientras que los dispositivos TA son adaptadores (interfaces) usados para conectar equipos no-ISDN a la red ISDN. El equipo NTA puede ser equipado con los tres tipos de interfaces para soportar a los dispositivos conectados. Estos equipos conformados por los equipos terminales tipo 1 y tipo 2 se encargan de: manejo de protocolo, funciones de mantenimiento de las interfaces y funciones de conexión a otros equipos. 



Equipo terminal Tipo 1 (TE1) Dispositivo con la interface ISDN normalizada.  Ejemplos: teléfonos digitales, facsímil digital, terminales integrados de  voz/datos Equipo terminal Tipo 2 (TE2): Comprende equipos que a la fecha no son ISDN ISDN existentes. existentes.  Ejemplos: Terminales con interface interface EIA-232-D EIA-232-D y computadoras Host con  interface X.25. Requiere un Adaptador de Terminal (TA) para conectarse a la interface  ISDN

1.6.4. Canales de Acceso Acceso de Usuario Usuario Un canal especifica una determinada capacidad de transmisión de la información. Existen los siguientes tipos de canales (todos bidireccionales) en las interfaces UsuarioRed de la RDSI:

1.6.4.1. Canal B Es un canal de comunicación, destinado a transmitir información de usuario, en el que se pretende que una amplia variedad de flujos de información digital entre un terminal y una central local RDSI sean transportados en ambas direcciones. El canal B, por lo tanto Coordinación de Capacitación

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continúa desde la central local, de forma transparente a través de la central de conmutación RDSI y sale con dirección hacia cualquier otro terminal o sobre un enlace de comunicación entre nodos, hacia otra central de conmutación RDSI. La velocidad de transmisión de dicha información puede ser inferior o igual a 64 Kbps. Por medio del canal B se puede tener acceso a diversos modos de comunicación como: conmutación de circuitos, conmutación de paquetes soportando terminales modo paquete y conexiones semi-permanentes.  Algunos ejemplos de información que se transporta sobre canales de tipo B, son datos digitales y voz digital codificada sobre MIC.

1.6.4.2. Canal D Está destinado principalmente a la transferencia de información de señalización para conmutación de circuitos por la RDSI, controlando las comunicaciones en los canales B y H asociados.  Además de la información de señalización, el canal D puede utilizarse también para la transferencia de otros tipos de información. Mensajes usuario  –  usuario así como también información de usuario en servicios de teleacción y para la transmisión de datos de baja velocidad usando el modo de Conmutación de Paquetes se envían es este tipo de canal D. También existen ciertos mensajes de texto de corta duración, que se envían entre los terminales de usuario. Estos mensajes pasan por las funciones de control de la central pero no son procesados. Dichos mensajes son, por consiguiente, transmitidos de una forma transparente hacia el terminal receptor. El canal D, también se puede utilizar para la transmisión de una cantidad limitada de paquetes de datos destinados a la conmutación, a través de una red RDSI, hacia el administrador de paquetes (PHI) en una red de conmutación de paquetes. Utiliza procedimientos de transmisión orientados a las tramas del tipo HDLC, trabajando a velocidades de 16 Kbps o 64 Kbps.

1.6.4.3. Canal H Son aquellos que proporcionan al usuario capacidad de transferencia de información superior a 64 Kbps. El CCITT ha definido los siguientes canales H:  



Canales H0 de 384 Kbps (Equivalente a 6canales de 64 Kbps). Canal H11 H11 de 1536 Kbps (Equivalente a 24 canales de 64 Kbps). Es Es utilizable sólo en países con jerarquía digital de 1544 Kbps como EE.UU y Japón. Canal H12 H12 de 1920 Kbps (Equivalente a 30 canales de 64 Kbps). De De aplicación en países con jerarquía digital CEPT (2048 Kbps).

Estos tipos de canales no se utilizan en la actualidad en circuitos conmutados. Los canales H pueden usarse para transmitir información de servicios como: facsímil rápido, videoconferencia, datos de alta velocidad, etc.

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CANAL

VELOCIDAD

PROPOSITO

B

64 Kbps.

Canal de transferencia de información digital de usuario hacia la red y viceversa.

D

16 / 64 Kbps.

Canal de información de señalización entre el TE y la central en ambas direcciones Envío de mensajes usuario-usuario. Transmisión de datos de baja velocidad. Para transmitir información de servicios.

H0

384 Kbps.

- Facsímil rápido.

H11

1544 Kbps.

- Videoconferencia

H12

2048 Kbps.

- Datos de alta velocidad.

Tabla 4. Canales de usuario.

1.6.5. Estructura de Acceso de Usuario Los canales de información pueden combinarse de diferentes maneras formando así diversas estructuras de acceso. Existen dos tipos de acceso entre el usuario y la red: Básico y Primario, cada uno de los cuales tienen sus propias estructuras.

1.6.5.1. Acceso Acceso Básico (Interfaz Básica) Preferiblemente usado para una carga de tráfico baja. Un ejemplo de un abonado conectado a través de un acceso básico podría ser un hogar privado o un pequeño negocio. Un acceso de tipo básico puede tener cualquiera de las siguientes configuraciones de canales de acceso a usuarios:   

Solamente un canal de señalización (D). Un canal de señalización y otro de comunicación (B + D). Un canal de señalización señalización y otros dos canales de comunicaciones (2B + D).

Según se puede observar, el canal de señalización está siempre incluido en cualquiera de las diferentes combinaciones que puedan realizarse con el acceso básico. En la estructura de canales del tipo 2B + D, el canal D tiene una velocidad de 16 Kbps. La velocidad binaria global de este acceso en la interfaz S es de 192 Kbps que permite transferir, fuera de los canales B y D, algunos bits de control, mantenimiento y operación.

1.6.5.2. El Bus Pasivo El llamado bus pasivo, permite conectar un máximo de ocho terminales a la terminación de red (TR1). A este bus se le llama pasivo, porque no se puede realizar una comunicación directa entre los terminales conectados a el.

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Premisas del Abonado

Central Local

S/T

TE1

U NT1

V LT

ET

TE1 Bus Pasivo

R

TE2

Línea Digital de Abonado

TA Figura 22.  Acceso Básico Básico (2B + D)

1.6.5.3. Acceso Acceso Primario (Interfaz a velocidad primaria) Maneja una carga de tráfico más alta que el acceso básico. Una ISPBX y un IMUX son ejemplos de equipos que se pueden conectar a un acceso primario. Un acceso primario puede tener cualquiera de las siguientes combinaciones de canales de acceso a usuario: 



Un canal de señalización y un máximo de 30 o 24 canales de comunicación (dependiendo de la jerarquía digital en que se esté trabajando). Como máximo 31 o 25 canales de comunicación (dependiendo de la jerarquía digital en que se esté trabajando).

Para el acceso primario, existen diferentes estructuras de interfaz según la jerarquía digital en la que se trabaje y según los canales que se utilicen. El canal de señalización para un acceso primario puede estar localizado en otro acceso primario. El acceso primario contendrá en este caso, solamente canales de comunicación. Por ejemplo, en el caso de una disposición de acceso usuario-red, que contiene múltiples interfaces, es posible que en el canal D de una estructura de velocidad primaria se transmita la señalización para los canales B o H de otra estructura de velocidad primaria, sin un canal D activado. Cuando un canal D no está activado, es posible que se utilice o que no se utilice intervalo de tiempo para proveer un canal de información adicional.

1.6.5.4. Adaptador Adaptador RDSI para PABX (ISPBX) Para grandes negocios, donde se requiere un gran número de extensiones, una ISPBX puede proveer funciones de conmutación, concentración de tráfico y otras características útiles dentro de la compañía. Una ISPBX no tiene muchas diferencias funcionales con respecto a una central local RDSI. Esta es normalmente, más pequeña y no puede manejar tantas llamadas al mismo tiempo.

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Premisas del Abonado

S

TE1

Central Local

T NT2

U NT1

V LT

ET

TE1

TE2

Bus Pasivo

R

Línea Digital de Abonado

TA Funciones de Conmutación, Concentración y Procesamiento

Tantos anexos como permita la centralita Figura 23.  Acceso Primario (30B (30B + D)ISPBX

1.6.5.5. Multiplexor RDSI (IMUX) Para un grupo de abonados remotos, se pueden multiplexar un número de líneas digitales de abonado en un IMUX, el cual está conectado a una central local RDSI a través de un enlace multiplexado de orden superior. Los canales de comunicación sobre las líneas de abonado, tendrán unas posiciones de canal fijas en el enlace hacia RDSI. Existe otro tipo de multiplexor que permite accesos POTS, accesos básicos y accesos primarios, así como conexiones de dato. Este multiplexor distribuido se conoce como DiAmuX. Una ISPBX puede ser conectada a una central RDSI a través de varios accesos primarios, dependiendo de la carga de tráfico que proporciona la ISPBX. El IMUX está conectado a través de un acceso primario a la red RDSI. Premisas del Abonado

S

TE1

Central Local

T NT2

U NT1

V LT

ET

TE1

TE2

Bus Pasivo

R TA

Línea Digital de Abonado

Funciones de Conmutación,

Un máximo de 15 TE de Acceso Básico Figura 24.  Acceso Primario Primario (30B + D) IMUX

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1.6.5.6. Access Server Para conectar módems a Internet, el NT2 posee un grupo de circuitos que pueden decodificar módems analógicos y canales B digitales y formar las tramas PPP, luego pasaran a una red ethernet y usaran un servidor RADIUS para autenticarse o un DHCP para solicitar una dirección IP. Luego s través del router se tendrá salida hacia la Internet.

Figura 25.  Access Server Server (30B + D)

1.6.6. Ejemplos de Secuencias Secuencias de Señalización Señalización de Canal Canal D  A primera vista la secuencia de señalización para el establecimiento de llamada telefónica en RDSI es como la señalización en la red telefónica. Un ejemplo de señalización para el acceso básico se muestra a continuación.

1.6.6.1. Envió Envió de información en bloque 









El establecimiento de llamada se inicia con un mensaje SETUP enviado desde el terminal que efectúa la llamada a la red. Un mensaje SETUP debe contener la información completa para el establecimiento de llamada. Este método se llama envío en bloque. La red envía un mensaje CALL CALL PROC como confirmación de que la información información está completa y de que el procedimiento de conmutación ha iniciado. El mensaje también indica al terminal, el canal B que debe usar. Cuando la línea del abonado llamado ha sido identificada, identificada, envía un mensaje SETUP hacia el abonado B. Si hay un terminal libre compatible con la llamada solicitada, se envía el mensaje de respuesta. Si la llamada es una llamada telefónica, el teléfono libre genera la señal de llamada y envía un mensaje  ALERT a la red. El terminal que realiza la llamada (teléfono) es informado sobre el envío envío de la señal de llamada con un mensaje ALERT. La indicación de llamada al abonado puede ser dada mediante un tono y/o un texto en la pantalla. Cuando el abonado B descuelga el teléfono teléfono se envía el mensaje CONNECT CONNECT desde el teléfono a la red. Este mensaje es también enviado al terminal que efectúa la llamada cuando la indicación de llamada cesa. Si se envió un texto al abonado A, este será reemplazado por un nuevo texto, por ejemplo “CONNECT”.

Los mensajes CONNECT ACKNOWLEDGE y la llamada se establecen en uno de los canales B. Los terminales pueden ahora comunicarse sobre el canal B. Toda la señalización se envía por el canal D. Coordinación de Capacitación

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Si el terminal llamado tiene la función de contestación automática, como por ejemplo un ordenador, no se envía el mensaje ALERT. La primera respuesta será el mensaje CONNECT. Ver Figura 26 .

1.6.6.2. Desconexión Desconexión de la llamada 

La desconexión de la llamada puede ser iniciada iniciada desde cualquier cualquier lado, mediante el envío del mensaje DISCONNECT ( Figura 27 ). ). Cuando el terminal o la central reciben este mensaje, liberan el canal B y lo comunican al otro lado mediante el mensaje RELEASE, que a su vez es respondido con el mensaje REALESE COMPLETE. Después de esta señalización el canal B queda libre para un nuevo uso.

Figura 26. Establecimiento de una llamada en RDSI

Figura 27. Liberación de una llamada en RDSI

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1.6.6.3. Envío de información solapada 

Cuando el mensaje SETUP no contiene la información de dirección completa, la red responde al SETUP con un mensaje SETUP ACK el cual es una solicitud de más información. El terminal entonces enviará la información adicional con uno o más mensajes INFORMACIÓN. Este método de envío de información se llama solapado, Figura 28  Cuando   Cuando la red ha recibido suficiente información como para establecer la llamada, se envía el mensaje CALL PROCEED.

Figura 28. Envío de información solapada

1.6.6.4. Respuesta Respuesta por más de un terminal 

Si más de un terminal en el acceso básico está libre y es compatible con la llamada, la red recibirá más de un mensaje ALERT o CONNECT. El primer terminal en enviar el mensaje CONNECT conseguirá la llamada. Los otros terminales serán liberados con el mensaje RELEASE enviado desde la red.

1.6.6.5. Contenido del mensaje SETUP La cantidad de información en los mensajes varía mucho dependiendo del tipo de mensaje. El mensaje contiene una cabecera que es obligatoria en todos los tipos de mensaje y un número de elementos de información. La cabecera está compuesta de tres partes:   

La identidad del protocolo, por ejemplo CCITT Q.931. La Referencia de llamada, llamada, la cual es un único único número por llamada y acceso. El tipo de mensaje, por ejemplo SETUP, ALERT etc.

Un mensaje SETUP puede contener elementos de información tales como Called Party Number, Calling Party Number, Bearer Capability, Información Usuario a Usuario, etc. Un elemento de información consiste en uno o más octetos (8 bits). El Called Party Number, por ejemplo, requiere un octeto por dígito.

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Un mensaje SETUP puede ser bastante largo porque la mayoría de los elementos requieren muchos octetos. Los números llamado y llamante (el que realiza la llamada y el que recepciona la llamada) y las subdirecciones requieren un octeto por dígito. La información usuario – usuario debe contener no más de 32 caracteres.

Descripción de los elementos de información i nformación 





 







B earer earer C apability  pability , dice a la red como manejar la llamada, el tipo de conexión y

las características de la ruta a ser elegida etc. Channel Identification ,  define el tipo de interfaz (Acceso Básico o Acceso Primario) y el tipo de canal usado (B o D). K eypad  eypad , se usa para solicitar códigos para los servicios suplementarios. En la dirección contraria un elemento, llamado DISPLAY, se usa para enviar un texto de información desde la red hacia el terminal. C alling lling Party Number  Number , es el número del Abonado A. Calling Party Subaddress , es la dirección interna en el lado llamado. Es transparentemente preferida a través de la red desde el lado llamante hacia el lado llamado. Low Layer Compatibility , relaciona las capas 1 a 3 en el modelo de referencia OSI. Esta información se necesita por el terminal llamado. El terminal debe comprobar si es compatible con el valor indicado, por ejemplo velocidad de bits, síncrono/asíncrono etc. High Layer Compatibility , se usa por el terminal llamado para comprobar la compatibilidad relativa a las capas superiores de OSI (4-7). Con esta información, el terminal puede distinguir entre telefonía, telex, etc. Us er / Us er Information Information , contiene mensajes de texto usuario – usuario.

Subdivisión de los elementos de información El elemento de información Bearer Capability es obligatorio en el mensaje SETUP. Describe los requerimientos de transmisión para la llamada solicitada.  Algunos sub-elementos importantes de Bearer Capability y sus posibles valores son:  





Modo de Transferencia: Conmutación de modo Circuito o Paquete. Capacidad de transferencia de información: Velocidad, Velocidad, 3.1 kHz. Audio o digital no restringido. Protocolos de capa 1 para para información de usuario: usuario: Adaptación Adaptación de velocidad velocidad entre entre la velocidad de bit del usuario terminal y la velocidad de transferencia de información de la red, 64 Kbps. Para la información codificada PCM existen diferentes métodos, la ley A y la ley U. Velocidad de Usuario: La velocidad binaria del terminal usuario.

Ejemplo de un elemento de información El elemento identificador puede definir el Called Party Number. Se utiliza el “International  Alphabet Number 5” (IA5), lo cual significa que se necesita un octeto por carácter

(dígito).

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1.7. PREVISIÓN DE NUEVOS SERVICIOS 1.7.1. Redes de Telefonía Fija Fija La red básica de telecomunicaciones se compone de: Terminales (aparato telefónico, una computadora, un módem o varias estaciones de trabajo).   PSTN   Cables. Enlaces de microondas terrestres o de fibra óptica.



  

La PSTN es una matriz de conmutación controlada digitalmente cuyo objetivo es proporcionar una conexión entre dos o más terminales. Dependiendo de la densidad de población una PSTN podría tener cerca de 100,000 terminales conectadas a ella. Por lo tanto un área metropolitana mayor podría tener más de un switch PSTN interconectado.

Figura 29. Red de telefonía fija

La Tx de datos toma lugar sobre:   Cable. Enlaces de microondas terrestres y/o fibra óptica. Cobertura global vía satélite. Cable submarino. Diverso equipo de Tx/Rx. Equipo interpretador y convertidor de protocolo.

     

También es necesario proporcionar servicio telefónico a pequeñas comunidades tales como oficinas, centros de negocios, esto se debe hacer de manera efectiva y barata, y

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para ella se utiliza un pequeño conmutador conocido como Private Branch Exchange (PBX), el cual le permite a las llamadas internas de una empresa no pasar por la PSTN. Los conmutadores PBX generalmente son instalados dentro de la empresa y se pueden interconectar varios de ellos.

1.7.2. Jerarquías de de las centrales de PSTN Debido al crecimiento de la red PSTN, ha sido necesario agrupar los abonados alrededor de un punto central y posteriormente agrupar varios de estos puntos centrales alrededor de otro con más capacidad de conmutación (más jerarquía). Para marcar dígitos de larga distancia, cada uno de los dos puntos asociados con la llamada se clasifica y se asigna de acuerdo al rango más alto de las funciones de conmutación. En la Figura 30   se pueden ver las 5 clases de centrales (puntos) y sus respectivos nombres y categorías. 





Clase o jerarquía 5 - End office (central local). Es la oficina central de conmutación de la PSTN, es donde terminan los lazos de abonado y a partir de ahí pueden ser conmutados a otro abonado o a otra oficina central (local o de L.D.). Clase o jerarquía 4 - Toll office (central de L. D.) . Es el centro de "switcheo" o conmutación que maneja la primera etapa del tráfico de larga distancia. También se manejan las llamadas asistidas por operadora. Clases 3, 2, 1 - Centrales de zona, distrito y regionales. La conmutación para larga distancia, ruteo y troncales internas son controladas en estas centrales.

Figura 30. Jerarquías PSTN

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1.7.3. Tecnología ADSL La tecnología dominante es ADSL por lo que se explicará dicha infraestructura Acceso ADSL

Servicio de Transporte

M

splitter

A L

 ATM

splitter   S

WWW

Red IP

D

Central local  Acceso DSLAM

Nivel ATM (switch)

Nivel IP Con manejo

Nivel IP Sin manejo

Figura 31. Tecnología ADSL

Los módems ADSL operan en un margen de frecuencias que va desde los 24 KHz hasta los 1.104 KHz, aproximadamente. Para poder utilizar el par de abonado es necesario un dispositivo denominado "splitter". Este dispositivo no es más que un conjunto de dos filtros: uno paso alto y otro paso bajo. La finalidad de estos filtros es la de separar las señales transmitidas por el bucle de modo que las señales de baja frecuencia (telefonía) se separen de las de alta frecuencia (ADSL).

Figura 32. Splitter

Existen dos técnicas de modulación para el ADSL: CAP y DMT.

1.7.3.1. CAP: Carrierless Amplitude/Phase (Modulación por amplitud de fase sin portadora) Utiliza una versión de la modulación QAM en la cual los datos entrantes modulen un solo portador que entonces se transmita sobre la línea telefónica. Se suprime el portador antes de transmitir (no contiene ninguna información y puede ser reconstruida en el receptor), por ello el nombre de carrier-less. Coordinación de Capacitación

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La técnica CAP se utilizaba en los inicios del ADSL y se podían obtener velocidades asimétricas de la transmisión a partir del 256 Kbps a 7168 Kbps para la bajada y 91 Kbps a 1088 Kbps para la subida. Este tipo de modulación ya no se utiliza.

1.7.3.2. DMT: Discrete Discretos)

MultiTone

(Modulación

por

Multitonos

Su especificación técnica se encuentra en ANSI Standard T1.413, permite velocidades de transmisión de 8064 Kbps de bajada y 1024 Kbps de subida. Las portadores DMT también pueden ser adaptadas a la velocidad (rateadaptive).Ambas normas ITU 992.1 (G.dmt) e ITU 992.2 (G.lite) emplean modulación DMT para la transmisión de datos. Básicamente consiste en el empleo de múltiples portadoras moduladas en QAM. Estas subportadoras están separadas entre sí 4,3125 KHz, y el ancho de banda que ocupa cada subportadora modulada es de 4 KHz. El reparto del flujo de datos entre subportadoras se hace en función de la estimación de la relación Señal/Ruido en la banda asignada a cada una de ellas. Cuanto mayor es esta relación, tanto mayor es el caudal que se puede transmitir por una subportadora. DMT crea estas subportadoras utilizando una técnica digital conocida como Discrete Fast- Fourier Transform. Que consiste en variar la cantidad de bits por símbolo dentro del canal. Las portadoras DMT también se pueden adaptar a la velocidad. La estimación de la relación Señal/Ruido se hace al inicio de la transmisión, cuando se establece el enlace entre el MODEM ADSL en el domicilio con su contraparte en la central telefónica (lugar donde se encuentra el DSLAM), por medio de una secuencia de “entrenamiento” predefinida.

Ver a continuación los diagramas de las portadoras utilizadas en la modulación DMT:

Figura 33. Modulación DMT con FDM

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Figura 34. Modulación DMT con Cancelador de Ecos

En las dos figuras anteriores se han presentado las dos modalidades dentro del ADSL con modulación DMT: FDM y cancelación de ecos. En la primera, los espectros de las señales ascendente y descendente no se solapan, lo que simplifica el diseño de los módems, aunque reduce la capacidad de transmisión en sentido descendente, no tanto por el menor número de subportadoras disponibles sino por el hecho de que las de menor frecuencia, (para las que la atenuación del par de cobre es menor), no están disponibles. La segunda modalidad, basada en un cancelador de ecos para la separación de las señales correspondientes a los dos sentidos de transmisión, permite mayores caudales a costa de una mayor complejidad en el diseño.

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1.8. CABLES TELEFÓNICOS La red telefónica es el soporte físico que hace posible la operación de estos sistemas. Esta consta de tres grandes áreas que en forma general se denominan:   Transmisión   Conmutación Planta Externa.

  

Para facilitar la operación y administración de la red telefónica se han unido las áreas de transmisión y conmutación. La red telefónica opera en medio de un ambiente hostil, con múltiples agentes extraños y fuentes animadas que influyen en el equilibrio eléctrico, continuidad y estabilidad para la cual fue creada. Problemas como humedad, altas y bajas temperaturas, agentes químicos en el aire y la tierra, influencias eléctricas y electromagnéticas de todo tipo, nos exigen ceñirnos a las experiencias y procedimientos en el diseño del proyecto, construcción y mantención de una red telefónica aplicable también a datos. Hoy más que antes, la planta externa recobra una mayor trascendencia, dado que al ser transporte no solo de telefonía, sino también de datos, requiere de una mejor protección. En el presente capítulo estudiaremos cuales son los elementos de una red de planta externa, y como se instalan estos.

1.8.1. El cable cable multipar multipar En forma rápida podemos decir que el cable multipar fue inventado primeropara el transporte de voz. Por cultura general decimos que un canal de voz tiene una ocupación de 0 a 4 KHz., por lo cual surge inmediatamente la pregunta de ¿Cuánto puede transportar el cable multipar? o dicho de otra forma ¿Hasta qué frecuencia se garantiza la recepción de señal por este medio? La respuesta casi promedio, ya que depende también de otros factores es que la respuesta en frecuencia de nuestro cable ca ble multipar oscila entre los 10 KHz. Por lo que podemos fijarnos el cable multipar tendrá limitada su área de trabajo solamente a la voz humana (en forma analógica). Un detalle adicional es que se compone básicamente de pares de hilos trenzados entre si y que son simétricos. Al mismo tiempo indicamos que para identificar un par distinto a otro se necesita saber el código de colores correspondiente a dicho cable. Dos características básicas a tener en cuenta en el servicio de telefonía:   Comunicación punto a punto en forma privada. Tener facilidad de comunicación de un punto a otro en el momento que que se desee. En otras palabras flexibilidad del sistema.

 

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1.8.2. Cables Telefónicos Es el conjunto de pares o cuadretes de conductores de cobre debidamente aislados y protegidos que posibilitan la transmisión de señales eléctricas u ópticas con el fin de enlazar abonados con su central local o enlazar centrales. Lamina de aluminio Lado Lado Polietileno  Aluminio

Cubierta Pantalla

Envoltura

Núcleo

- Aislamiento - hilos (Pares)

Figura 35. El cable telefónico

1.8.2.1. Clasificación de los Cables Telefónicos Se clasifican mediante dos criterios:

a) Por su Constitución (Por las características de la línea que lo conforman): i. Cables de Pares:  Son Líneas de 2 y 4 hilos y están conformados por cables multipares simétricos. ii. Cables de Pares Asimétricos (Cable Coaxial):  Tenemos cables coaxiales de diámetro pequeño, y de diámetro normal. iii. Cables de Fibra Óptica.

b) Por su funcionalidad dentro de una red telefónica o de comunicaciones: i. ii. iii. iv. v.

Cables Interiores y de Acometida. Cables de Alimentación y de Distribución. Distribución. Cables Terminales o Directos. (*). Cables Urbanos e Interurbanos.(*). Cables de Enlace (*). (*) Son usados para el cableado entre Centrales (600 pares para arriba).

1.8.2.2. Elementos que conforman los Cables Telefónicos Conductores: Son hilos delgados sólidos o cilíndricos huecos de cobre de una elevada pureza (99.9%). Aislantes:  Son materiales dieléctricos de muy elevada resistencia eléctrica cuya finalidad es de mantener aislados los conductores de un par o cuadrete. Una característica importante es que deben ser fáciles de remover. Coordinación de Capacitación

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Pareado: La calidad del par depende de la distancia del torque porque permite tener una línea balanceada; la capacitancia mutua es constante. CMUTUA = CTE.

Cableado:  Agrupación de pares o cuadretes para formar cables en capacidades mayores que 1. Algunas de las agrupaciones reciben la siguiente denominación:

Súper Grupo Conformado por cada 600 pares, se define con un color(Máximo 4 combinaciones) Cinta Conformado por cada 25 pares, se define por 2 colores (Máximo 24 combinaciones) Par Una unidad par, se define por 2 colores (Máximo de 25 combinaciones) Ejemplos:

Súper Grupo

Cinta

Par

0327

Blanco

Negro-Marrón

Blanco-Naranja

1200

Rojo

Violeta-Marrón

Violeta-Gris

0625

Rojo

Blanco-Azul

Violeta-Gris

Se utilizan capacidades de 10, 20, 30, 50, 70, 100, 200 y 300 pares para redes de distribución en instalaciones aéreas. Para redes alimentadoras en instalaciones subterráneas se utilizan de 400, 600, 900, 1200, 1800 y 2400 pares. La agrupación de las unidades se establece formando capas. Cada grupo se identifica con 2 colores de cinta, estos guardan relación con el código de colores establecido. Las cintas se encontraran en orden de adentro hacia fuera. Nota:  Por cada 100 pares se va a encontrar un par más, que se le denomina par piloto,

generalmente este par es de color blanco negro.

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Envoltura del Núcleo:  Es una cinta plástica de característica higroscópica (hermética al agua), cuya función es mantener de manera circular al conjunto de pares, o mejor dicho darle constitución al núcleo. Cubierta:  Es el elemento de protección del cable que va a tener la finalidad de aislar convenientemente de manera hermética al núcleo de pares del exterior en cables multipar, coaxial, cables de fibra óptica. Puede ser del tipo Dieléctrico (Que se utiliza para Planta Externa), o de polietileno laminado, liso y corrugado.

Corrugado

Liso

Nota:   Las láminas de aluminio de los cables se conectan al sistema de tierra de la

central con la finalidad de ser un drenaje a corrientes inducidas en su superficie. También representan un punto de referencia a mediciones de mantenimiento y además permite conservar la energía transportada por los pares.

Polietileno:  Es una cubierta plástica de color negro utilizado para cables de planta externa para evitar las radiaciones ultravioleta. En el caso de cables en redes interiores, la cubierta es de PVC (Poli carbonato de vinilo).Los cables de tipo dieléctrico tienen una cubierta de polietileno.

Diferencias entre el polietileno y el PVC    

El polietileno es más rígido y compacto. El PVC es más flexible flexible pero poco resistente a la la radiación ultravioleta. El PVC es más resistente resistente al fuego y el polietileno más combustible. El PVC se usa en redes de interiores

Armadura (Opcional):  Es una envoltura o cubierta adicional a las estructuras formadas de los cables que tienen la finalidad de generar alta resistencia a procesos de estiramiento, compresión u otras fuerzas que generen una deformación de la estructura conseguida.

Fmax

Figura 36. Estiramiento del cable

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1.8.2.3. Estructura Estructura de los Cables Estos dependen de:

Tipos de Instalación a) Aérea. Para cables de baja capacidad (10 – 300 pares).

Figura 37. Tipos de instalación

b) Subterránea.  Es la instalación bajo suelo, permite instalar cables de gran capacidad.(400  –  2400 pares). La estructura de estos cables es cilíndrica, y puede ser con Cubierta Simple (Redes alimentadoras Canalizadas), o con Cubierta y Armadura (Redes Interurbanas directamente enterradas).

Figura 38. Instalación Subterránea

c) Submarina. Es un tipo de instalación de cable bajo el agua, los cables son de pequeña capacidad. En este caso los más utilizados son los cables coaxiales (18  – 24 núcleos) y los cables de fibra óptica de 4 o 6 fibras.

d) En Edificios Privados. Los cables son de baja capacidad, sin pantalla, con aislamiento y cubierta de PVC. Las capacidades son diferentes a los de las redes de planta interna. Capacidad de 1, 2, 16, 21, 25 y 30 pares.

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Factor de Tipo de Servicio Voz, datos, video, textos, imágenes, etc.

Voz para red de abonados.   Presenta factores de transmisión y eléctricos definidos directamente para voz: capacitancia(C), resistencia (R), inductancia (L), impedancia (Zo), tadora (α= 1 Khz. o 800 Hz.). frecuencia por tadora

Factor de Tipo de Red Armario Armario MDF

Caja Terminal

Jack

Roseta

MDF

Cable de enlace -Cable de alimentación -Primario

-Cable de distribución -Secundario

-Acometida -Telepren

Línea interna

Figura 39. Tipo de red

Factor de Protección o Mantenimiento del Cable  

Cable Relleno: Usado para prevenir prevenir el ingreso de humedad al cable. Cable núcleo de aire: También llamado cable seco, algunos cables son presurizados. Esto permite saber si el cable está bien a lo largo de su recorrido.

1.9. REPARTIDOR PRINCIPAL, ARMARIOS ARMARIOS Y CAJAS CAJAS TERMINALES TERMINALES 1.9.1. Método de Construcción Construcción de Redes Redes de Planta Externa 1.9.1.1. Recojo de Planos y memoria descriptiva En la memoria descriptiva se detallan los planos que se requieren en la obra

1.9.1.2. Valoración Valoración de la obra y determinación de costos 



 

En la misma memoria se encuentra una sección que es el de los “Puntos Baremo”, que es la valoración de los trabajos que la obra tendrá, de aquí el

contratista determina el pago que recibirá por la obra y podrá determinar cuál será su utilidad. Determina qué cantidad de personal será necesaria para su ejecución Celadores (Cablistas)    Empalmadores Obras Civiles... (construcción de cámaras, ductos, rompimiento de  veredas, etc.) Replanteo de la obra que se recibe Se verifica en el terreno las incidencias que se pudieran ver antes de ejecutar la obra, por ejemplo: si se encuentra que no existen los postes que supuestamente deben de estar presentes, un poste quebrado, ductos inexistentes dentro de la cámara, etc. En estos casos es necesario reportarlo al supervisor de obra.

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

Recojo de vales de reserva (Estos vales vales son autorizaciones para entrega de materiales) una vez obtenidos los vales se recoge el material a usarse en la obra. La persona que recoja los materiales debe conocer y verificar los mismos pues un reclamo por materiales requiere de un trámite engorroso que pudiera durar muchos días mientras que la obra quedaría suspendida, hay que recordar que los permisos de obra tienen un tiempo determinado. La obra se empieza con el plantado de postes o parte aérea, esto se debe a que la construcción de las cámaras y ducterias se demoran semanas mientras que el plantado solo demora días, así que una vez plantados los postes los celadores y empalmadores pueden estar trabajando.

1.9.1.3. Aéreo   

Plantado de postes (obra civil) Anclajes (celadores) Ferretería de postes pasantes. Las ferreterías del inicio y fin se ponen con el ancla tirado del cable, la bobina se pone del lado donde se ejecuta el primer empalme, se termina donde se ejecuta el último empalme.

Figura 40. Tirado del cable

Es necesario poner poleas desde el poste inicial y en cada poste para poder pasar el cable. Una vez pasado el cable, el extremo final es sujetado y desde la parte inicial se tensa el cable con un Tecle (herramienta para tensar el cable). Una vez tensado el cable, se ajustan las chapas

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Figura 41. Tensado del cable

1.9.1.4. Tendido Subterráneo

Figura 42. Tendido subterráneo

El número de prismas que se encuentra en la pared es variable puede ser 1, 2, 3 o 4. Depende de la zona que se vaya a implementar. Las regletas se ubican por lo general en los laterales por donde vienen las ducterias. El número de regletas depende únicamente del tamaño de la pared.

Figura 43. Regletas

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La chupadera está formada por una malla de acero, para colocarlo en el cable a jalar se comprime, de esta manera el diámetro interior aumenta su diámetro. Al ser jalado su diámetro disminuye, sujetando fuertemente al cable sin que lo dañe.

Figura 44. Chupadera

Los cables que llegan por las ducterias son colocados sobre los soportes luego son empalmados formando las mangas. Cuidador para cables subterraneos

Figura 45. Mangas

 Antes de pasar el cable telefónico hay que asegurarse que haya conexión entre cámaras. Hay que limpiar el ducto antes de pasar el cable, esta acción se denomina mandrilar (mandrilar = limpiar la tubería). En las ducterias nuevas los trabajadores que construyeron el ducto dejan un hilo (hilo guía), este hilo guía permite jalar el cable de acero que ayudará a pasar el cable telefónico o ayudará en el mandrilado.

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Compacto o rígido

Escobilla de Acero Mandril

Flexible Usando el mismo cable Figura 46. Mandrilado del cable

En el caso de que al pasar el cable telefónico se encuentre algún obstáculo se puede usar la rola para el rompimiento del obstáculo (con la rola no se puede ejercer mucha fuerza). Los bastones permiten liberar obstáculos. Consisten de una serie de bastones que se acoplan entre sí, sin mucha flexibilidad pero la fuerza que se puede aplicar con ellas es mayor que la ejercida por la rola Rola de fibra La rola es como la guincha de los electricistas, se puede deshilvanar si es que no se usa con cuidado Se recomienda que se uso lo ejecuten 2 personas

Bastón Fibra o aleación de aluminio con antimonio

Figura 47. Bastones

En caso de que no se pueda liberar el obstáculo se tiene que romper el ducto (Calado) es decir se tiene que romper la pista o vereda para llegar hasta el ducto.

1.10. CANALIZACIONES, ACOMETIDA

POSTES

TELEFÓNICOS,

LÍNEAS

DE

1.10.1. Postes Telefónicos Elemento de soporte que se utiliza para la instalación de cables de redes de telecomunicaciones en forma aérea.

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1.10.1.1. Tipos de Postes Telefónicos 



Postes de Madera: Generalmente de 7 m y utilizado para redes telefónicas rurales. Postes de Concreto: Concreto: De 9, 9, 11 y 15 m, se usan para redes urbanas.

1.10.1.2. Características de los Postes Telefónicos Posee tres niveles. 





Se utiliza de concreto para zonas urbanas y de madera para zonas rurales. (Nota: Depende de la zona geográfica y el tipo de requerimiento). La separación entre postes es variable de 30 a 70 m, pero como norma general se da a 50 m. Los postes pueden tener 2 líneas de cables por nivel haciendo un total de 6 líneas.

1.10.1.3. Utilización de los Postes de Concreto   

De 9m Se usan en redes urbanas y en calles de poco o mediano tráfico. De 11m Se usa en avenidas o vías de alta velocidad o alto tráfico. De 15m Son postes de servicio compartido.

1º nivel: CATV. 2º y 3º nivel: Telefonía. Nota: La separación de los postes telefónicos depende del número de cables a instalar

y de la capacidad de pares que posean.

1er  Nivel

CATV

Collarín

2er  Nivel Telefonía 3er  Nivel m 5 .

7

Cuchara

Barreta

1.5 m m 5 . 1

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Herramientas usadas para la abertura del hoyo

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Figura 48. Postes telefónicos

De la Figura 48 debemos de considerar:  

La apertura del hoyo tiene que que ser casi exacto exacto con el diámetro del poste. Una vez colocado el poste este se ancla con piedras grandes y pequeñas y se apisona con tierra, para mejorar el apisonamiento después se humedece la tierra.

1.10.1.4. Simbología Usada en los planos Existente

Tipo de terreno: T: Tierra J: Jardín P.C. : Pista de concreto P.A. : Pista de asfalto

Para ser retirado Proyectado para instalación (no existente)

24 J Cota A

24 J

# poste = 24 Tipo de terreno, jardín

Cota B

Figura 49. Simbología

1.10.1.5. Ferretería para la Red Aérea

Figura 50. Red aérea

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Figura 51.

Conector para retención de mensajeros y anclas

Nota: Normalmente utilizado en la parte superior en el caso de las anclas.

Figura 52.

PROTECTOR DE RIOSTRA: RIOSTRA: Se utiliza para que los peatones puedan ver al cable de acero del ancla.

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1.10.1.6. Ferretería para Postes Pasantes

Figura 53.

Figura 54. Poste pasante con cable auto-soportado

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Figura 55. Poste inicial con cable auto-soportado

Figura 56.

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Figura 57. Instalación y devanado

Figura 58. Templado del cable

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Figura 59.  Ancla normal

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 Aran dela curva Pasado r final final torcido

Cable de Acero 3/16” (no recomendable) 1/4” 5/16”

   r  a    t   s     i  o     R

Preformado

Tuerca de ojo

    3    /    1

Tuerca cuadrada

 Ai slado slador  r    -Marrón   -Blanco

    3    /     2

Figura 60. La riostra

Figura 61.

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Figura 62.

Figura 63.

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Figura 64.  Ancla vertical

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Figura 65.  Ancla con riel

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Figura 66. Instalación de ancla con varilla tipo J

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Figura 67. Riostra doble en V

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Figura 68.  Acabado físico en en los puntos de sujeción sujeción

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Figura 69.

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Figura 70.

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Figura 71. Tendido del cable en la bobina

Figura 72.

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Figura 73. Sentido de la instalación

1.11. EQUIPO DE ABONADO 1.11.1. El teléfono El teléfono es uno de los sistemas de comunicación más utilizados, ya que permite entablar conversaciones con personas ubicadas en cualquier sitio donde haya un aparato telefónico. El teléfono, como casi todos los medios de comunicación, funciona en base a la electricidad. La telefonía está muy extendida en todo el mundo, desde hace unos años se introdujo el teléfono celular, que trabaja sin necesidad de cables y puede ser trasladado fácilmente de un lugar a otro.  Actualmente se está utilizando rayos láser para transmitir mensajes mucho más eficientemente que la telefonía actual, la cual, sin duda, se verá mejorada con el uso de esta tecnología.

Antonio Meucci, el verdadero inventor del teléfono Históricamente la invención del teléfono se le ha atribuido al escocés-norteamericano  Alexander Grahan Bell; no obstante, en junio de 2002, el Congreso de Estados Unidos reconoció que el teléfono fue concebido por un desconocido inmigrante italiano llamado  Antonio Meucci ¿increíble verdad? En la resolución, el Congreso reconoció que el teletrófono Meucci (así lo bautizó él) se mostró públicamente en Nueva York en 1860, 16 años antes de que Bell lo patentara. El veredicto estadounidense también asegura que "La vida y logros de Antonio Meucci deben ser reconocidos, así como su trabajo en la invención del teléfono". Entonces habrá que comenzar a cambiar los libros de historia. Coordinación de Capacitación

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Figura 74. (a) Antonio Meucci(b) Teletrófono

¿Pero cómo sucedió?...Bell, que hasta ahora era aclamado como uno de los principales inventores de la historia, se limitó a robar la idea cuando el italiano acudió inocentemente a la compañía en la que él trabajaba, la Western Unión con los papeles del invento. Más tarde Meucci intentó negociar con la compañía, pero su escaso dominio del inglés, sus pocos recursos económicos (no pudo pagar los pocos dólares que costaba la patente) y el nulo apoyo recibido por las autoridades competentes le impidieron reclamar lo que era suyo. Meucci murió en la miseria y sin reconocimiento alguno. Meucci descubrió los principios del funcionamiento del teléfono en el año 1849. Diez años más tarde, fabricó un aparato que funcionaba con esos principios. Hasta ahora se decía que Alexander Graham Bell era el inventor de este medio de comunicación. Pero sólo lo patentó, no fue su creador original. Meucci nació en 1808, estudió ingeniería mecánica en Florencia, e ideó un sistema para permitir que los trabajadores del Teatro della Pergola se pudieran comunicar. En 1830 viajó a Cuba, y mientras trabajaba en métodos para curar enfermedades mediante descargas eléctricas, descubrió que la voz podía viajar mediante impulsos eléctricos a través de un cable de cobre. En 1850 viajó a Nueva York a desarrollar esta tecnología.

1.11.1.1. Hablando a través de un hilo Se cuenta que unos pocos años después de la introducción del telégrafo los operadores se entretenían, cuando no había mucho que hacer, marcando el compás de las canciones populares del día con sus manipuladores telegráficos. Muchos operadores llegaron a ser tan hábiles en este pasatiempo, que se reconocía fácilmente la canción por los golpes del receptor en el otro extremo de la línea. En 1854, Carlos Bourseul, en Francia, sugirió la idea de un diafragma conectado a uno de los dos contactos de una línea telegráfica, de modo que las vibraciones del diafragma al abrir y cerrar el circuito pudiese producir corrientes intermitentes en la línea de la misma frecuencia que las ondas sonoras que actuaban sobre el diafragma. Explicó además que un diafragma semejante, colocado cerca de un electroimán en el otro extremo de la línea, debía vibrar por la atracción magnética y reproducir el sonido primitivo. Coordinación de Capacitación

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Ninguna aplicación práctica se derivó de esta idea; pero en 1861, Felipe Reis, en  Alemania, construyó un aparato que realizaba prácticamente el mismo propósito. Reis denominó a su instrumento " teléfono " y consiguió transmitir sonidos musicales con gran éxito; pero la transmisión del lenguaje resultó en general imperfecta. Ya veremos en los desarrollos posteriores de la idea, que una pequeña alteración en el teléfono de Reis lo hubiera hecho funcionar perfectamente. En 1885 se erigió un monumento a la memoria del inventor en su ciudad natal, Gelnhausen.

Figura 75. Modelo del primer teléfono y p rimer receptor “Centenario” del profesor Bell

En 1874, Alexandro Graham Bell, profesor en la Universidad de Boston, se interesó en el estudio de los aparatos telegráficos "múltiplex", asunto popular en aquel tiempo, a causa del rápido desarrollo de la industria telegráfica. Concibió la idea de transmitir varios despachos por un solo hilo, mediante un cierto número de pares de resortes de acero.

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Daremos una breve explicación del telégrafo armónico de Bell, porque éste representó un eslabón importante en el desarrollo del teléfono. Cuando se baja el manipulador en A, el resorte de la estación emisora es atraído por el electroimán; pero al moverse rompe el circuito, así que el resorte vibrará continuamente con su frecuencia natural mientras el manipulador esté bajo. Como se producirá en la línea telegráfica una corriente intermitente con la misma frecuencia que la del resorte vibrante, otro resorte en B, al otro extremo de la línea, con la misma frecuencia de vibración, será atraído intermitentemente por el electroimán.  Así se puede conseguir que q ue dos resortes semejantes vibren al unísono uníso no en los extremos extr emos de una línea telegráfica. Bell creía que se podían unir a los extremos de una línea telegráfica simple un cierto número de estas unidades y que se podrían enviar así al mismo tiempo varios despachos, si cada par de resortes estaba ajustado a una distinta frecuencia de vibración. Aunque él construyó diferentes modelos de estos aparatos telegráficos múltiples, nunca consiguió que funcionasen satisfactoriamente.

1.11.1.2. El teléfono, un descubrimiento accidental Durante estos ensayos indicó a varios amigos la posibilidad de transmitir eléctricamente la palabra hablada, y es evidente que conocía los intentos hechos por Reis en ese sentido. Se le aconsejó, sin embargo, que perseverase en el desarrollo de su telégrafo armónico; y el teléfono parlante inventado por Bell debe en parte su existencia a un descubrimiento casual hecho durante estos experimentos telegráficos. Su mecánico, Tomás A. Watson, informa que él estaba encargado el 2 de junio de 1875 de hacer vibrar uno de los resortes en la estación emisora de una corta línea en un desván en la calle Court, en Boston, mientras el profesor Bell estaba concordando un resorte en otra habitación en el otro extremo de la línea. Los dos cuerpos que se ponían en contacto por la vibración del resorte accidentalmente llegaron a soldarse por el calor de la chispa que entre ambos saltaba, y Watson, tratando de romper esta unión tiró del resorte varias veces. El profesor Bell se precipitó desde la habitación inmediata gritando: "¿Qué estaba usted haciendo?", Bell había oído el sonido exacto del resorte emisor reproducido por el resorte en el extremo receptor de la línea. No necesitó más que un momento para darse cuenta de que la vibración de una lámina colocada cerca de un electroimán conectado en un circuito cerrado haría variar a la corriente del circuito en intensidad y con igual frecuencia que la de las vibraciones de la lámina. Como el profesor Bell, lo mismo que antes su padre, era un perito en la ciencia del sonido, y había dedicado muchos años al problema de enseñar a los sordomudos a hablar vio rápidamente la posibilidad de reemplazar el resorte por un diafragma lo bastante grande para vibrar de acuerdo con las variaciones en la presión del aire producidas por la voz. Después de muchos experimentos con diafragmas de diferentes formas hizo su transmisor y su receptor que transmitían la palabra completamente bien. La patente por este invento fue obtenida el 7 de marzo de 1876, y resultó ser la más valiosa que se haya obtenido nunca en cualquier país. El aparato fue presentado en la Exposición del Centenario, en Filadelfia, en el año 1876, y causó sensación entre los que fueron capaces de apreciar su importancia.

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Lord Kelvin, que, con Don Pedro del Brasil, estaba entre aquellos, al oír su misteriosa repetición de la palabra hablada lo calificó como la cosa más maravillosa de América. En 1921 había próximamente 13 millones de teléfonos conectados a las líneas de la  American Telephone and Telegraph Company, y medio millón más sin considerar la propiedad; es decir, uno por cada ocho personas. Sus circuitos contenían 40.000.000 de kilómetros de hilo y sus empleados pasaban de 231.000. El promedio de los despachos transmitidos diariamente en esta red excedían los 33.000.000. El receptor que se descolgaba del gancho usado hacia los primeros años del siglo XX (analógico, antes de que se pasara a la etapa de la era digital en años posteriores) era en esencia el mismo que empleó Bell en su aparato primitivo. La principal diferencia estaba en la substitución del núcleo de hierro dulce por un imán permanente, cambio que Bell introdujo en 1877. Al mismo tiempo, un grupo de investigadores en la Universidad de Brown realizó varias reformas en la construcción del teléfono, resultando de una forma más sencilla y reducida. Con este aparato perfeccionado el profesor Bell inauguró una serie de conferencias en varias ciudades, en las que describió y presentó su teléfono ante grandes auditorios. Se organizó entonces la Bell Telephone Company, asociación de propietarios de patente "Bell", y empezó a alquilar teléfonos para usos privados a 10 dólares por año. En 1878 se formó la American Speaking Telephone Company, subsidiaria de la Western Union Telegraph Company, y procedió a construir teléfonos del tipo Bell, en abierta competencia con la primera compañía. Se hizo una importante mejora en el teléfono, casi simultáneamente por Emilio Berliner y Tomás A. Edison quienes, independientemente, indicaron la substitución de un micrófono como transmisor en vez del transmisor electromagnético de Bell. El micrófono de Berliner contenía una pequeña prominencia de metal mantenida en ligero contacto con una placa unida al centro del diafragma emisor, mientras que el micrófono de Edison contenía un contacto semejante de carbón con una placa de metal. En ambos aparatos, la cambiante presión de las ondas sonoras sobre el diafragma produce una variación correspondiente en la resistencia del contacto en el micrófono, haciendo con esto que la corriente en la línea varíe en intensidad con la misma frecuencia que las ondas sonoras. Reis hubiera obtenido un resultado semejante si hubiese impedido a su diafragma vibrante abrir el circuito. La Western Unión Telegraph Company compró la patente del micrófono de Edison, y como ella dirigía la mayoría de las líneas telegráficas del país llegó a ser un serio competidor de Bell.

1.11.1.3. Maravilloso progreso de la Bell Company y la gran fortuna de sus accionistas En 1878, la Bell Company adoptó como transmisor un micrófono perfeccionado que había inventado Francis Blake, hijo, y entabló un pleito contra la Western Union Telegraph Company por violación de la primitiva patente de Bell. En 1879 la Westem Union fue requerida para retirarse de los negocios telefónicos, y los valores de la Bell Company, que habían sido ofrecidos anteriormente a 50 dólares por acción, con pocos compradores, subieron de valor hasta 1.000 dólares por acción. En 1879 varió el nombre de la Compañía por el de National Bell Telephone Company, y en 1880 por el de

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 American Bell Telephone Company, en 1885, adoptó el nombre, American Telephone and Telegraph Company. En cada reorganización se realizaban nuevas emisiones de valores, que multiplicaban muchas veces el valor de las acciones primitivas. Se ha calculado que cada inversión primitiva de 50 dólares en la Bell Telephone Company se había convertido hacia 1930 en más de 100.000 dólares. El enorme éxito del teléfono de Bell no fue alcanzado, sin embargo, sin una serie continua de obstáculos, tanto técnicos como comerciales. En sus primeros años un solo diafragma servía como transmisor y como receptor, de modo que era preciso hablar y oír con el mismo diafragma alternativamente. El abonado llegaba a confundirse muy fácilmente en esta operación, hasta el punto de que en algunos teléfonos llegó a ponerse un letrero diciendo: "No habléis con los oídos ni escuchéis con la boca”.

Después del invento del hilo de cobre estirado a mano, llevado a cabo por Thomas B. Doolittle, se construyó una línea telefónica entre Boston y Nueva York y empezó a funcionar en 1884. En esta época llegó a ser tan grande la congestión de hilos aéreos en la ciudad de Nueva York, que se consideró necesario tenderlos en cañerías subterráneas. Mientras se vencían estas dificultades, la Compañía de teléfonos se vio obligada a entablar pleito contra varias personas por infracción de sus patentes básicas. Desde sus comienzos hasta 1896 ganó más de 600 litigios, cinco de los cuales llegaron al Tribunal Supremo. El micrófono transmisor fue muy perfeccionado hacia 1890 por A. C. White. El micrófono de White contenía una caja pequeña llena con granos duros de carbón. Las ondas sonoras, al chocar con el diafragma transmisor, obligan a estas partículas a aproximarse más o menos unas a otras. La resistencia ofrecida por este contacto de los granos de carbón varía mucho de este modo, en concordancia con las ondas sonoras producidas por la voz. Este tipo de micrófono se empleó luego en el transmisor de todos los teléfonos modernos El 2006 el teléfono cumplió 130 años, desde que el 14 de febrero de 1876 Alexander Graham Bell solicito en Estados Unidos una patente para un teléfono electromagnético.  Aquel mismo día otro inventor, Elisha Gray, hizo una presentación similar, pero el aparato de Bell demostróser el mejor y se convirtió en un éxito. Ambos, sin embargo, habían culminado un largo proceso en la historia humana que, paradójicamente, tendría un desarrollo vertiginoso a partir de entonces. Si consideramos que la función de la telefonía es hacer audible el sonido, ante todo la palabra hablada, a largas distancias, deberemos recordar como uno de los pioneros a Robert Hook, quien ya en 1667 describía cómo un hilo muy tenso podía transmitir sonido por distancias bastante largas. Los intentos fueron muchos, mas sería el progreso del electromagnetismo durante el siglo XIX el que asentaría las bases para el uso práctico de la telefonía. A principios de 1800, investigadores de muchos países estudiaban los fenómenos eléctricos y magnéticos. El danés Hans Christian Órsted descubre el 21 de julio de 1820 que una comente eléctrica podía influir sobre una aguja magnética y, en una carta, dio a conocer su sensacional descubrimiento a los científicos y académicos de todo el mundo: existía una relación entre la corriente eléctrica y la potencia. Había nacido el electromagnetismo, Coordinación de Capacitación

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que los inventores intentaron utilizar rápidamente para emitir mensajes por largas distancias construyendo diferentes aparatos telegráficos.  A finales de la década de 1830 se había logr ado un nivel técnico aceptable para el nuevo sistema de telecomunicación, que se llamó genéricamente Telégrafo Morse en homenaje a quien creo en 1838 el alfabeto telegráfico: el norteamericano Samuel P.B. Morse. Las compañías ferroviarias aprovecharon el invento para mejorar su tráfico y los diarios de la época contribuyeron a construir una red telegráfica internacional. La primera central telefónica del mundo se puso en servicio durante 1878 en New Haven, Estados Unidos; comprendía un cuadro conmutador y 21 abonados. Un eslabón complementado en 1892, cuando Almon B. Strowger construye el primer cuadro conmutador telefónico automático. Este empresario de pompas fúnebres que vivía en Kansas City quería evitar, a través de su invento, que la telefonista de la ciudad y esposa de su principal competidor se "equivocara" al conectar las llamadas de sus clientes. Más o menos por la misma época, el "progreso" llega a Argentina. En la calurosa mañana del martes 4 de enero de 1881, el técnico francés Víctor Anden llama a la puerta de una gran casona ubicada sobre la calle Florida, entre Tucumán y Viamonte. Su dueño, el doctor Bernardo de Irigoyen, ministro de Relaciones Exteriores, estaba por salir para la Casa de Gobierno, pero antes de hacerlo vería colocado el primer teléfono del país. El mismo día se instalaron también otros teléfonos en las residencias del presidente de la Nación, general Roca; del presidente de la Municipalidad de Buenos  Aires, Marcelo Torcuato de Alvear; del Ministro de Óueria y Marina, general Benjamín Victorica, y en instituciones como la Sociedad Rural, el Club del Progreso y el Jockey Club hasta totalizar el número de veinte. Puede calcularse que hacia fines de 1881 ya pasaban de doscientos los abonados telefónicos de Buenos Aires, y en 1883 ya se habían instalado en la ciudad varias oficinas telefónicas en distintos barrios.

Figura 76.

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Figura 77.

Con el paso de los años los teléfonos fijos han evolucionado en diferentes formas y modelos, algunos tienen botones adicionales, otros pantallas, otros antenas para que sea móvil alrededor de cierta área geográfica (500 metros a la redonda), incluso ahora existen teléfonos fijos que tienen tecnología IP.

1.11.2. Tonos de la red telefónica telefónica En la Red telefónica pública, se emplean varios tonos de Monofrecuencia (1 sola frecuencia o monotono) o combinación (suma) de señales senoidales de diferentes frecuencias, estas señales son analógicas que se presentan en forma continua en el tiempo o bien pueden estar presentes durante un tiempo si y un tiempo no, o bien presentarse en una ráfaga (Burst) de señal. Los tonos que una central telefónica envía al abonado telefónico que está llamando, son distintivos y le van notificando el progreso que su llamada tiene (Callprogress), por ejemplo el tono de invitación a marcar, tono de llamado, tono de ocupado, le va dando idea al usuario del estado que guarda su comunicación. La siguiente tabla, se muestra las frecuencias y cadencias de los principales tonos Internacionales y en México.

Frecuencias Internacionales

Cadencia (segs) Internacional

Frecuencia México

Invitación a Marcar

350 + 440 Hz

Continuo

420 Hz.

Ocupado (Busy)

480 + 620 Hz

0.5 ON - 0.5 OFF

420 Hz.

Llamando Normal (Ring Back)

440 + 480 Hz

2 ON - 4 OFF

420 Hz.

Tono

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Cadencia México Continuo 200 msON - 200 msOFF 1seg ON //////// 4 segOFF Capítulo 01: Redes Telefónicas y Planta Externa

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Ingeniería y Gestión de las Telecomunicaciones

Llamando PBX

440 + 480 Hz

1 ON - 3 OFF

500 Hz

Congestión

480 + 620 Hz

0.2 ON - 0.3 OFF

420 Hz

Reordenar

480 + 620 Hz

0.3 ON - 0.2 OFF

N/A

0.4 seg ON - 0.8 seg OFF 200 ms ON - 200 ms OFF

Tabla 5.

1.11.2.1. Señalización DTMF Tradicionalmente la manera de señalizar en telefonía había sido mediante interrupciones controladas (40 msg. - 60 msg.) de la línea telefónica y se le denominaba señalización por Pulsos, el sistema de marcación era el disco giratorio que al regresar iba abriendo y cerrando la línea telefónica, mediante sistemas mecánicos (levas) y contactos eléctricos, sin embargo desde la década de los 70’s, se empezó a concebir nuevos métodos que

fueran dentro de la banda telefónica de 300 a 3400 Hz y que la marcación se enviara por tonos, es decir señales audibles y que sin que agregaran ruido a la línea o transitorios indeseables, se pudieran enviar y detectar en forma inconfundible, por esto se ideo el concepto DTMF. DTMF proviene de las palabras en inglés Dual Tone MultiFrecuency, que significa dos tonos de múltiples frecuencias, y que en español más común denominamos señalización DTMF o marcación por Tonos. Se eligió un conjunto de frecuencias bajas y un conjunto de frecuencias altas o tonos bajos y tonos altos, y para cada dígito del 1 al 0 se enviará la suma algebraica de dos señales senoidales una del conjunto de tonos bajos y otra del conjunto de tonos altos, de acuerdo a la tabla siguiente:

Figura 78. Matriz de frecuencias que se suman al marcar una tecla del teléfono

En este caso al pulsar alguna tecla del teclado telefónico, se ordena al circuito generador de señalización DTMF, que sume las frecuencias de la matriz y las envía por la línea telefónica, así se transmiten señales con cada tecla pulsada. Coordinación de Capacitación

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Ingeniería y Gestión de las Telecomunicaciones

Tecla 1 2 3 A 4 5 6 B

Frecuencia 697+1209 Hz 697+1336 Hz 697+1477 Hz 697+1633 Hz 770+1209 Hz 770+1336 Hz 770+1477 Hz 770+1633 Hz

Tecla 7 8 9 C * 0 # D

Frecuencia 852+1209 Hz 852+1336 Hz 852+1477 Hz 852+1633 Hz 941+1209 Hz 941+1336 Hz 941+1477 Hz 941+1633 Hz

Tabla 6. Frecuencias de cada tecla

Los teléfonos normales utilizan el teclado comercial y los teléfonos o aparatos especiales utilizan además las teclas ABC y D, que junto con el teclado convencional constituyen el teclado extendido.  Así por ejemplo cuando la tecla 4 se pulsa se envía la señal que es la suma de dos senoidales una de frecuencia 770 Hz y la otra de 1209 Hz, y la central telefónica podrá decodificar esta señal como el dígito 4 y obrará en consecuencia. Los tonos de las señales de Multifrecuencia fueron diseñados de forma que no sean armónicos de frecuencias muy usadas como de 60 Hz de modo que si los tonos son enviados con exactitud y así también son decodificados, la señalización DTMF supera a la de pulsos al ser más rápida, tener más dígitos (16 en lugar de 10), ser más inmune al ruido, estar en la banda audible, permitir sobremarcación (DISA, DID, etc.).  Además suenan melodiosas al oído y también se pueden recordar, para aquellas personas con oído musical, podrán recordar un número telefónico según como suena la melodía al marcarla. Los tonos solo pueden tener variaciones de ± 1.5 % de su fundamental, y normalmente la señal de tono alto es 3 a 4 dB más fuerte que la del tono bajo.  Actualmente existe gran variedad de circuitos integrados, tanto generadores, como detectores DTMF, así mismo ya empiezan a aparecer en el mercado circuitos microcontroladores que incluyen el detector y generador de DTMF como parte interna de los mismos y con capacidad de control por programa. En los accesorios telefónicos se utiliza frecuentemente la señalización DTMF, para programar alguna función, para ordenar que el aparato haga alguna operación, para activar/desactivar alguna característica, para cambiar las claves de Protección, y muchas otras aplicaciones, sin embargo siempre es necesario utilizar teléfonos de teclas ó de señalización de tonos.

1.11.2.2. Inversión de Polaridad El principal inconveniente que se presenta cuando dicha señal no está disponible es que el sistema de tarificación nunca empieza el cobro ni el conteo del tiempo de llamada porque simplemente no se le informa que la llamada ha sido contestada. En las líneas de la red de servicio público (PSTN) o también llamadas líneas fijas, la inversión de polaridad es un servicio que debe prestar la compañía telefónica local. Cada una de estas empresas ofrece la inversión de polaridad bajo condiciones específicas. Coordinación de Capacitación

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La inversión de polaridad es como su nombre lo dice un cambio en la polaridad de la línea telefónica. Las líneas telefónicas siguen un estándar similar en todos los países del mundo, dicho estándar es estipulado por la UIT-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones). En resumen una línea telefónica está compuesta por dos cables llamados TIP y RING, entre dichos terminales existe un voltaje DC que usted podría medir con cualquier multímetro convencional. El voltaje que se encuentra entre TIP y RING varía dependiendo del estado del teléfono y de la llamada. Los diferentes voltajes y su descripción son:   

Voltaje de línea colgada -48 voltios Voltaje de línea descolgada +8 voltios Voltaje de línea llamada contestada -8 voltios

El voltaje DC durante el tiempo de una llamada típica en la que aparece la inversión de polaridad (llamada contestada) observe como el voltaje de línea se convierte en -8 voltios cuando se contesta la llamada. En general, se puede medir una línea telefónica con cualquier multímetro, la medida de voltaje DC se convertirá en un valor negativo cuando aparezca la señal de inversión de polaridad. La importancia de la inversión de polaridad radica en que es la única forma confiable para que un equipo de tarifado en lado usuario pueda detectar el inicio de una llamada (es decir si el número llamado contesto) y se está iniciando la facturación de la misma. Es útil en locutorios. En el Perú se ha normado que la inversión de polaridad sea obligatoria en todas las líneas de telefonía fija (antes no lo era), por lo que los usuarios podrían colocar medidores de llamadas que efectivamente detecten la duración exacta de sus llamadas.

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ENLACES DE INTERÉS Planta externa 

http://www.privateline.com/OSP/No.html

Elementos de la sala de planta externa 

http://www.slideshare.net/andres241085/planta-externa-5508548

Redes de conmutación de circuitos y conmutación de paquetes 

http://www.eveliux.com/telecom/cpswitching.html

Redes de comunicación conmutadas. Conmutación de circuitos 

http://trevinca.ei.uvigo.es/~mdiaz/rdo01_02/tema10.pdf

Digitalización de la Red Telefónica 

http://trajano.us.es/~rafa/ARSS/apuntes/tema6.pdf

RDSI, Telefonía y servicios digitales 

http://www.consulintel.es/Html/Tutoriales/Articulos/rdsi.html

Descripción detallada de la tecnología RDSI 

http://personales.mundivia.es/jtoledo/angel/rdsii.HTM

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