Fundamentos de Telefonía: Redes, Transmisión y Tecnologías Digitales

Orígenes y Fundamentos de la Telefonía

Alexander Graham Bell inventó el teléfono en 1876, marcando el inicio del desarrollo de la telefonía, que evolucionaría con tecnologías como el transistor.

Parámetros Técnicos Iniciales

• Tensión de central: -48V DC
• Impedancia de línea: 400-1750 Ω
• Tono de marcado (tradicional): Combinación de 350 Hz y 440 Hz
• Tono de ocupado (tradicional): Combinación de 480 Hz y 620 Hz
• Tecnología de marcación actual: DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency)
• Diámetro del cable (par de cobre): Típicamente 0,4 mm
• Impedancia característica del cable: Aproximadamente 280 Ω/km
• Ancho de banda vocal transmitido: 300 Hz - 3400 Hz

Componentes de la Red Telefónica de Acceso

Cableado Interior y Punto de Terminación de Red (PTR)

El cableado interior conecta los dispositivos del usuario. Antiguamente se usaba un conector de abonado simple, mientras que las instalaciones más modernas utilizan el Punto de Terminación de Red (PTR) como interfaz entre la red del operador y la red interior del usuario.

Cable de Acometida Urbano

Es el cable que conecta la red del operador con el inmueble del abonado. Marca el comienzo de la red del operador que suministra el servicio telefónico. Suele tener las siguientes características:

• Diámetro del conductor: 0.5 mm
• Aislamiento: Policloruro de Vinilo (PVC) u otros polímeros
• Composición típica: Pares de hilos de cobre (ej. 4 hilos) y, a menudo, un hilo de acero como fiador para tendidos aéreos.

Repartidor Principal

Es un armazón metálico donde se montan regletas de conexión. Su función es interconectar los pares de cable que vienen de la red de abonados (planta externa) con los circuitos que provienen del equipo de conmutación de la central telefónica.

Infraestructura Común de Telecomunicaciones (ITC)

La ITC en edificios regula la instalación de las redes de telecomunicaciones. Sus partes principales son:

• Red de alimentación: Conecta la red del operador con el punto de interconexión del edificio.
• Red de distribución: Discurre por las zonas comunes del edificio hasta los puntos de acceso a las viviendas u oficinas.
• Red de dispersión: Conecta la red de distribución con la red interior del usuario.
• Red interior de usuario: La red dentro de la vivienda u oficina, a partir del PTR.

Equipos y Tecnologías

Centralita Privada Automática (PABX)

Una PABX (Private Automatic Branch Exchange) es un equipo telefónico (hardware o software) que actúa como una centralita interna para una organización. Proporciona funciones de conmutación a los usuarios conectados a ella (extensiones internas) sin necesidad de acceder siempre a la red pública para llamadas internas, y gestiona el acceso a la red pública para llamadas externas.

Red Digital de Servicios Integrados (RDSI / ISDN)

Tecnología digital que permite la transmisión de voz y datos sobre la línea telefónica tradicional.

• Velocidad básica por canal B: 64 kbps

Tipos de RDSI

• RDSI de Banda Estrecha: Velocidades de transmisión hasta 2 Mbps.
• RDSI de Banda Ancha (B-ISDN): Velocidades de transmisión superiores a 2 Mbps (conceptual, dio paso a otras tecnologías como ATM y xDSL).

Tipos de Acceso RDSI

• Acceso Básico (BRI - Basic Rate Interface): Consta de 2 canales B (Bearer) de 64 kbps cada uno (para voz o datos) y 1 canal D (Data) de 16 kbps para señalización.
• Acceso Primario (PRI - Primary Rate Interface): Consta de 30 canales B de 64 kbps cada uno y 1 canal D de 64 kbps para señalización (en la norma europea E1).

Tipos de Buses RDSI

• Bus Analógico: No aplica directamente a RDSI, que es digital. La instalación analógica tradicional parte del PTR con una línea básica.
• Bus Digital (Bus S0): En RDSI, se utilizan buses pasivos para conectar múltiples terminales a un acceso básico. La instalación debe realizarse siguiendo especificaciones concretas.

Línea de Abonado Digital Asimétrica (ADSL)

Tecnología de banda ancha sobre el par de cobre telefónico.

• ADSL Asimétrica: La velocidad de transmisión es distinta entre la bajada (descarga) y la subida (carga), siendo la de bajada considerablemente mayor.
• SDSL (Simétrica): Variante donde la velocidad de subida y bajada son iguales.

Conceptos de Transmisión y Conmutación

Multiplexación

Técnica para repartir la información de varios canales en un único canal de comunicaciones con mayor capacidad (N).

• Multiplexación por División de Frecuencia (FDM - Frequency Division Multiplexing): Cada subcanal utiliza una porción diferente y exclusiva del ancho de banda total del canal de transporte. Por ejemplo, en telefonía analógica, el ancho de banda vocal (0.3 a 3.4 kHz) se modula sobre portadoras separadas entre sí. La frecuencia máxima a transmitir por canal vocal, incluyendo bandas de guarda, es de aproximadamente 4 kHz.
• Multiplexación por División de Tiempo (TDM - Time Division Multiplexing): Cada subcanal utiliza todo el ancho de banda del canal de transporte, pero solo durante un intervalo de tiempo asignado (time slot). Se requiere un transporte de alta frecuencia/velocidad.

Modulación

Proceso mediante el cual la información (señal moduladora) se inserta en una señal portadora de alta frecuencia para su transmisión a través de un medio.

• Modulación de Amplitud (AM): La amplitud de la señal portadora varía en función de la amplitud de la señal moduladora. La señal resultante es la suma de la portadora y las bandas laterales. La amplitud de la señal moduladora debe ser suficiente para variar la portadora. Ejemplo: Onda portadora de 3500 kHz modulada por una onda senoidal de 3 kHz.
• Modulación de Frecuencia (FM): La frecuencia de la señal portadora varía en función de la amplitud de la señal moduladora. Cuando la amplitud de la moduladora es mayor, la frecuencia de la portadora aumenta (o disminuye, según el diseño).
• Banda Lateral Única (BLU / SSB - Single Sideband): Variante de AM donde se suprime la señal portadora y una de las bandas laterales (superior o inferior). Se transmite solo una banda lateral, optimizando el ancho de banda y la potencia. Ejemplo: Portadora de 1000 kHz, banda lateral superior entre 1000.3 y 1003.4 kHz (si la señal moduladora es de 0.3 a 3.4 kHz), banda lateral inferior entre 996.6 y 999.7 kHz.

Conmutación

Es el proceso que realiza la interconexión temporal de canales de transmisión o circuitos de telecomunicaciones durante el tiempo necesario para transmitir la señal entre dos puntos.

Fases de la Conmutación de Circuitos:

1. Solicitud del circuito.
2. Establecimiento y confirmación del circuito.
3. Transmisión de la información.
4. Desconexión del circuito.

Comparación FDM vs TDM (Revisitada)

• MDF (Multiplexación por División de Frecuencia): El ancho de banda total del medio de transmisión se divide en fracciones (subcanales de frecuencia), asignando cada fracción a un canal de comunicación de forma permanente mientras dure la comunicación.
• MDT (Multiplexación por División de Tiempo): La anchura de banda total (o capacidad total) del medio de transmisión es asignada a cada canal durante un breve intervalo de tiempo de forma cíclica. Utiliza transmisores y receptores digitales sincronizados.