Fundamentos de telefonía: circuito básico, transmisión analógica y digital y multiplexación

Fundamentos del Circuito Telefónico Básico

El circuito básico telefónico se compone de: (auricular, batería, transformador y línea de transmisión).

Naturaleza y Cualidades del Sonido

• Sonidos complejos: Están formados por múltiples sinusoidales de frecuencias diferentes.
• Sonidos puros: Se componen de una sola frecuencia básica.
• Cualidades del sonido:
  • Intensidad: Área.
  • Tono: Máximo de frecuencia.
  • Timbre: Forma de la curva.

La banda usada en telefonía comprende desde los 300 Hz a 3400 Hz, lo que permite una inteligibilidad del 90%.

Telefonía Moderna y Componentes del Terminal

La telefonía moderna integra componentes electrónicos, micrófono, receptor, elementos de producción y recepción de llamada, y elementos auxiliares. En la línea está presente una corriente de 48V que se utiliza para:

• Alimentar el teléfono.
• Modular la señal de voz.
• Detectar el descuelgue del aparato por parte de la central.

Componentes Electromecánicos

• Micrófono de carbón: Consiste en un recipiente con granos de carbón; el sonido hace vibrar la membrana, lo que varía la resistencia y, con esto, la corriente.
• Receptor: Compuesto por un imán, arrollamiento y membrana. Al llegar la corriente, varía el campo magnético y estas variaciones reproducen la voz a través de la membrana.
• Timbre: Formado por dos bobinas y un imán. Una corriente de 25 Hz hace que se golpee el martillo de la campana.
• Transformador de línea: Adapta las impedancias del teléfono a la línea.
• Conmutador de gravedad: Cuando no se utiliza el teléfono, evita el flujo de corriente.

Sistemas de Transmisión: Analógica vs. Digital

Ventajas de la Transmisión Digital

• Calidad independiente de la distancia.
• Inmunidad al ruido.
• Capacidad de almacenamiento y procesamiento.
• Mejor equipamiento para evaluar errores.
• Consumo de menor potencia.

Inconvenientes de la Transmisión Digital

• Requiere un mayor ancho de banda.
• Las señales deben convertirse en códigos digitales.
• Requiere una sincronización precisa.
• Incompatibilidad con instalaciones analógicas antiguas.

Tipos de Señales y Codificación

• Señales analógicas: Son continuas en el tiempo y pueden tomar infinitos valores.
• Señales digitales: Tienen un número finito de valores (en binario, 1 y 0).
• NRZ / R2: El estado eléctrico de la señal se mantiene estable en el tiempo que dura cada bit.
• AMI / HDB3: Alterna el 1 lógico haciéndolo unas veces positivo y otras negativo para evitar los problemas por ausencia de señal.

Perturbaciones y Procesamiento de la Señal

Las principales perturbaciones incluyen el ruido, la distorsión por intersímbolos (causada por el ancho de banda) y las fluctuaciones de fase (que se dan cuando existen errores de código).

Etapas de la Digitalización

1. Muestreo: Para transmitir una señal no tenemos que enviarla completa; enviamos muestras que sean al menos el doble de la frecuencia máxima.
2. Cuantificación: Se toman todas las frecuencias de muestreo y se juntan en grupos de amplitudes dentro de un mismo intervalo.
3. Codificación: Se representan las muestras cuantificadas mediante secuencias binarias de 0 y 1.

Técnicas de Multiplexación

• MDF (Multiplexación por División de Frecuencia): Modula las diferentes señales a transmitir ocupando bandas de frecuencias diferentes.
• MTM (Multiplexación por División de Tiempo): Multiplexa las diferentes señales digitales aprovechando los espacios entre señales para intercalar partes de otras señales.
• MIC (Modulación por Impulsos Codificados): Estándar de 30 canales en Europa y 24 en América. En el sistema de 30+2 canales, el canal 16 se usa para señalización y el canal 0 para la alineación de trama.