Sistemas Conmutados

Sistemas conmutados

Sistemas comutados

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Comunicaciones Móviles

Sistemas de Comunicaciones Móviles

Las comunicaciones móviles, se da cuando tanto emisor como receptor están en movimiento. La movilidad de estos dos factores que se encuentran en los extremos de la comunicación hace que se excluye casi en su integridad la utilización de hilos (cables) para realizar la comunicación en dichos extremos. Por lo tanto utiliza básicamente la comunicación vía radio. Esta es una gran ventaja de la comunicación vía radio por la movilidad de los extremos de la conexión.
Las comunicaciones móviles, apareció en su fase comercial hasta finales del siglo XX. Los países nórdicos, fueron los pioneros en disponer de sistemas de telefonía móvil, Radio búsquedas (GPS), redes móviles privadas o Trunking, y sistemas de telefonía móvil avanzados fueron el siguiente paso. Después llegó la telefonía móvil digital, las agendas personales, laptops (computadores portátiles), netbooks (miniordenadores) y un sin fin de dispositivos dispuestos a conectarse vía radio con otros dispositivos o redes. Y finalmente la fusión entre comunicaciones móviles e Internet, el verdadero punto de inflexión tanto para uno como para otro.

Sistemas de comunicaciones móviles

Sistema PMR

Sistema PMR proviene de “Private Mobile Radio”, este sistema utiliza una técnica llamada de concentración de enlaces (trunking), la cuál puede describirse como la conmutación automática de algunos canales en un sistema repetidor multicanal. Son redes de radiocomunicaciones privadas que usan los móviles que llevan esta tecnología y no se conectan con las redes publicas. El sistema PMR son redes para grupos cerrados de usuarios, estas redes son de gran utilidad puesto que nos facilitan que los terminales dentro de un entorno se conecten al centro de control, y luego éste la distribuye de las siguientes maneras: a estación a través de la estación base, fijos mediante línea telefónica.
PMR es una red que funciona en un canal abierto esto quiere decir que desde un despacho los mensajes son recibidos por todos los terminales conectados al canal (por despacho entendemos el intercambio de órdenes y confirmaciones entre el controlador y los móviles (terminal) que se encuentran en los extremos). El sistema PMR destaca la cobertura (en celdas del orden de 10 Km), el acceso es más rápido entre los terminales y el despacho, las llamadas son de corta duración. Las aplicaciones de PMR gestionar las radio combinaciones en flotas que brindan servicios tales como seguridad, bomberos, taxis, etc.

Sistemas Troncales (trunking)
Este sistema es la evolución de PMR, nace a la necesidad de mejorar el uso de la restricción de canales radioeléctricos disponibles, se desarrolló en la década de los 80. En la distribución de frecuencias a varios grupos de usuarios ya sean estas de servicio público, se presentaban casos en los que el uso real de la frecuencia asignada estaba muy por debajo de lo normal, provocando un bajo rendimiento de un recurso natural escaso, y por lo tanto una pérdida de capacidad de comunicación.

Sistema TETRA Sistema TETRA de “Terrestrial Trunked Radio”, es la evolución natural de trunking analógico, surge la red trunking digital, donde deja de lado la modulación analógica y se introduce al mundo de la modulación digital, tanto para voz como para datos. Con este sistema aprovechamos el recurso limitando de frecuencia disponible, puesto que en un solo canal de RF (frecuencia ascendente y descendente) pueden obtenerse hasta cuatro comunicaciones de voz, esto se da gracias a la técnica TDMA (Time Division Multiple Access).

Sistema GSM Sistema GSM, comportamiento frente a cuatro usuarios. GSM viene de “Global System for Mobile Communications” (Sistema Global de comunicaciones Móviles), GSM es un sistema de telefonía netamente digital, originalmente se definió como un estándar europeo abierto para redes de teléfonos móviles digitales que soportan voz, mensajes de texto, datos y roaming. GSM corresponde a la segunda generación (2G) más importante del globo terrestre. El sistema GSM utiliza una variación de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), esto quiere decir que a cada usuario se le asigna un intervalo temporal denominado “slot”, en el que su información, normalmente es de voz.

Sistema GPRS GPRS que viene de “Global Packet Radio System”. Es la evolución del sistema GSM, permite a las redes celulares una mayor velocidad y ancho de banda sobre el GSM. GPRS es un equivalente de ADSL para un teléfono móvil,

Sistema UMTS Sistema UMTS, comportamiento frente a cuatro usuariosUMTS que viene de “Universal Movile Telecommunication System”, es un sistema de acceso múltiple por división de código de banda ancha (WCDMA), UMTS nació con el objetivo de ser un sistema multi-servicio y multi-velocidad, esto quiere decir que tiene suficiente flexibilidad para poder adaptarse a transmisiones de datos de diferentes velocidades y requisitos distintos, incluso permite a un usuario el acceso de diversas conexiones de distintos servicios simultáneamente.

Presente y futuro de las telecomunicaciones (TAREA)

SISTEMA TELEFONICO CONMUTADO

 Durante más de un siglo, la principal infraestructura de telecomunicaciones internacional ha sido el sistema telefónico público de conmutación de circuitos. Este sistema se diseño para la transmisión analógica de voz y es inadecuado para las necesidades de las comunicaciones modernas. Anticipando una demanda considerable por parte de los usuarios de un servicio digital de extremo a extremo las compañías de teléfono del mundo y las PTT se unieron en 1984 bajo los auspicios de la CCITT y estuvieron de acuerdo en construir un sistema de teléfonos de conmutación de circuitos nuevo, completamente digital, para principios del siglo XXI. Este nuevo sistema, llamado ISDN (Integrated Services Digital Network, red digital de servicios integrados), tiene como meta principal la integración de servicios de voz y sin voz. ISDN ya está disponible en muchas localidades y su uso está creciendo lentamente.

SERVICIOS ISDN

El servicio clave de ISDN continuará siendo la voz, aunque se añadirán muchas características mejoradas. Por ejemplo, muchos gerentes de compañías tienen un botón de intercomunicación en sus teléfonos para llamar a sus secretarias en forma instantánea (sin tiempo de establecimiento de llamada). Una característica de ISDN son los teléfonos con múltiples botones para establecer llamadas inmediatas con teléfonos en cualquier parte del mundo. Otra posibilidad es un teléfono que exhibe el número, nombre y dirección de quien llama en una pantalla mientras el teléfono suena. Una versión más avanzada de este recurso permite que el teléfono se conecte a una computadora para que se exhiba el registro de base de datos de quien llama cuando la llamada entra. Por ejemplo, un corredor de bolsa podría arreglar que cuando se conteste el teléfono la cartera de quien llama esté ya en la pantalla junto con los precios actuales de todas sus acciones. Otros servicios de voz avanzados incluyen el redireccionamiento de llamadas y las llamadas de conferencias en todo el mundo.

Los servicios avanzados que no son de voz incluyen tomar la lectura del medidor de electricidad en forma remota y alarmas en línea médicas, contra ladrones, y de humo que llaman en forma automática al hospital, a la policía o al departamento de bomberos, respectivamente, y proporcionan la dirección para agilizar la respuesta.

ARQUITECTURA DEL SISTEMA ISDN

Es el momento de examinar la arquitectura de ISDN en detalle, particularmente el equipo del cliente y la interfaz entre el cliente y la compañía telefónica o PTT. La idea clave en que se basa la ISDN es la del conducto digital de bits, un conducto conceptual entre el cliente y la portadora a través del cual fluyen los bits. No importa si los bits se originan en un teléfono digital, una terminal digital, una máquina fax digital, o algún otro dispositivo. Todo lo que importa es que los bits puedan fluir a través del conducto en ambas direcciones. El conducto de bits digital puede, y normalmente lo hace, manejar múltiples canales independientes por medio de la multiplexión por división en el tiempo del flujo de bits. El formato exacto del flujo de bits y su multiplexión es una parte cuidadosamente definida de la especificación de la interfaz para el conducto de bits digital. Se han elaborado dos estándares principales para el conducto de bits, un estándar con un ancho de banda bajo para uso del hogar y otro con ancho de banda más alto para usos de empresas que maneja múltiples canales que son idénticos al canal de uso del hogar. Además, las empresas pueden tener múltiples conductos de bits si necesitan capacidad adicional más allá de la que el conducto empresarial estándar puede proporcionar.

LA INTERFAZ ISDN

El conducto de bits ISDN maneja múltiples canales intercalados mediante multiplex ión por división en el tiempo. Se ha estandarizado varios tipos de canales:

A – canal analógico telefónico de a kHz

B – canal digital PCM de 64 kbps para voz o datos

C – canal digital de 8 a 16 kbps

D – canal digital de 16 kbps para señalización fuera de banda

E – canal digital de 64 kbps para señalización ISDN interna

H – canal digital de 384, 1536 0 1920 kbps

Codigos, Manejo de informacion, Deteccion de Errores, CRC y Hamming (RESUMEN)

 CODIGOS

Algunos ejemplos de códigos son:

ASCII

EBCDIC

EXCESO 3

GRAY

Manejo de Información Empaquetada y Desempaquetada

Es muy importante el manejo de información en la memoria del microprocesador. Por ejemplo, información codificada en ASCII se puede almacenar en la memoria en forma empaquetada o desempaquetada: supongamos que se desea almacenar los caracteres hexadecimales A, B, C y D.

Ejemplo: Código ASCII: A (41H), B (42H), C (43H), D (44H)

Empaquetada Desempaquetada

41 42 41

43 44 42

43 44

La ventaja de utilizar la forma empaquetada, es que se emplea mejor la memoria, sin embargo, en forma desempaquetada, la información se puede manejar más fácil y rápidamente.

 Códigos Detectores y Correctores de Errores

La capacidad para detectar posibles errores en la información manipulada por las

Computadoras es esencial para poder confiar en los resultados ofrecidos.

El error es la alteración del valor correcto en uno o más bits de información producida durante su almacenamiento, transmisión o manipulación.

Un concepto muy importante relativo a la corrección y detección de código de errores es el término “distancia”. La distancia entre dos números binarios es igual a la cantidad de bits que difieren entre sí, es decir, es la cantidad de bits diferentes entre un número y otro.

Chequeo de Redundancia Cíclica (CRC)

Este método es mucho más efectivo que los anteriores en la detección de errores en los sistemas de comunicaciones. No permite la corrección de errores.

En este método, en forma similar a los anteriormente descriptos, se envía uno o más caracteres adicionales de redundancia denominados FCS ("frame check sequence") o BCC ("block check caracter"), que difieren fundamentalmente en la forma de calcularlo.

El CRC consiste en considerar a los bits a ser transmitidos como un polinomio en x (para n bits el orden es n-1) tal que la presencia de un término significa un "1", y la ausencia, un "0"; es decir: sean 1010101 los bits a transmitir, entonces el mensaje podrá ser considerado como un polinomio G(x) tal que: G(x) = x7 + x5 + x3 + 1. Un mensaje de código cíclico consiste en un número de bits de datos y el BCC. Sea n el número total de bits y k el número de bits de datos, por lo tanto, el número de bits del BCC es n - k. El código del mensaje (BCC) se obtiene de 2 polinomios:

·        Polinomio generador P(x)

·        Mensaje polinomial G(x) (bits de datos).

Dados:

·         P(x): polinomio generador

·         G(x): polinomio de mensaje de datos

Se desea hallar F(x), código del mensaje polinomial, como sigue:

·        Multiplicar el mensaje G(x) por x, siendo n - k el número de bits del BCC para dar lugar al BCC (multiplicar por x, es lo mismo que desplazar el mensaje polinomial de datos n-k lugares completando con ceros a la derecha).

G(x) * xn-k

·        Dividir el producto resultante G(x) * xn-k por el polinomio generador P(x).

G(x) * xn-k = Q(x) P(x) + C(x)

·        Despreciar el cociente y sumarle a G(x) * xn-k el resto C(x) de la división para producir el código de mensaje polinomial F(x).

F(x) = G(x) * xn-k + C(x); Mensaje Polinomial a Transmitir

El efecto general que se observa en el chequeo por medio del CRC, es que cualquier bit se refleja en varios bits por un tiempo considerable después que éste fue transmitido. Esto es muy importante, ya que se ha comprobado que la mayoría de los problemas de errores en comunicación de datos se producen en pequeños grupos de bits ("burst").

Características más significativas del CRC:

·        Detecta todos los errores de 1 y 2 bits (errores simples y dobles).

·        Detecta todos los errores de un “Burst” menor que el grado de P(x)

·        Detecta el 99 % de los errores de un “Burst” mayor que el grado de P(x)

Códigos Hamming

El código Hamming es un código de distancia 3, capaz de detectar errores dobles y corregir si hay un error simple. El código Hamming se forma por n bits de información (Mn, Mn-1,... M1) y k bits de chequeo (Ck, Ck-1,..... C1) de paridad par o impar. El mensaje codificado está formado por n + k bits, siendo k el menor entero que cumple que: 2k ≥ n+k+1 [7] (por ejemplo, si n = 7, entonces k = 4). Hamming es un código capaz de corregir un error simple por lo tanto debe identificar un bit erróneo en una cadena de bits. Entonces la ecuación [7] nos dice que el número de combinaciones de los bits de chequeo (2k) debe ser al menos igual al número de bits del mensaje más los bits de redundancia más una combinación extra para identificar que no hubo errores.

Los bits de chequeo ocupan posiciones específicas en el mensaje codificado. Esas posiciones son potencias enteras de 2, es decir 1, 2, 4,8,.... 2k-1, es decir que los bits de paridad se ubican en los posiciones que tienen un único bit a 1 en su ordinal. Los valores de cada Ci se calculan chequeando la paridad en lugares específicos del mensaje original M. Por ejemplo para un código de 6 bits de mensaje, el mensaje codificado será:

M6 M5 C4 M4 M3 M2 C3 M1 C2 C1

1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001

C1 = M1 ⊕ M3 ⊕ M5 ⊕ M7 ⊕ M9.......

C2 = M2 ⊕ M3 ⊕ M6 ⊕ M7 ⊕ M10.......

C3 = M4 ⊕ M5 ⊕ M6 ⊕ M7............

C4 = M8 ⊕ M9 ⊕ M10. .............

Para el cálculo de los coeficientes Ci´s, los valores de Mi´s empleados, se refieren a la posición que ocupan los elementos en el mensaje codificado, tomando a M1 igual a cero (ya que corresponde al valor de Ci del mensaje codificado) para el cálculo inicial.

Perturbaciones (RESUMEN)

Perturbaciones en una transmisión

Durante la comunicación se pueden producir diferentes alteraciones y esto no ocurre solo en el aspecto humano, sino que también podemos encontrarnos con problemas en las comunicaciones de datos o redes computacionales.

Las perturbaciones en una transmisión de señales analógicas o digitales es inevitable, pues existen una serie de factores que afectan a la calidad de las señales transmitidas por lo que nunca serán iguales a las señales recibidas.

PERTURBACIONES EN LA TRANSMISIÓN

Todos los dispositivos eléctricos y electrónicos emiten interferencias y/o son susceptibles a estas.

Algunos problemas que afectan la transmisión de datos son:

• Ruido.
• Distorsión de retardo. 
• Atenuación y distorsión de atenuación.

• Atenuación:

El ruido debe ser sensiblemente menor que la señal original (para mantener la energía de la señal se utilizan amplificadores o repetidores).

Es la pérdida de potencia que se produce en el medio de transmisión por la longitud que esta presenta, pues la potencia de la señal recibida es inversamente proporcional a la distancia entre el transmisor y el receptor.

• Ruido:

Es el conjunto de señales extrañas a la transmisión que se introducen en el medio de transmisión provocando alteraciones de amplitud del voltaje y variaciones de frecuencia. El ruido es toda aquella señal que se inserta entre el emisor y el receptor de una señal dada.

• Distorsión de retardo:

Si la señal se transmite mediante guías de ondas la velocidad de propagación varía con la frecuencia, por lo que los distintos armónicos o componentes del espectro de frecuencias de la señal no viajen todas a la misma velocidad y las frecuencias centrales aumenten su velocidad. Por lo que se presentará la distorsión de retraso y para contrarrestar esto se requiere el uso de ecualizadores.

Capacidad del canal:

Se llama capacidad del canal a la velocidad a la que se pueden transmitir los datos en un canal de comunicación de datos.

 Eco:

 Consiste en la aparición de una señal no deseada de las mismas características pero atenuada y retrasada en el tiempo respecto a esta.

MEDIO FISICOS DONDE SE PRODUCE LA COMUNICACION

El medio físico viene a ser básicamente el "cable" que permite la comunicación y transmisión de datos, y que define la transmisión de bits a través de un canal.

Cable de par trenzado sin apantallar:

Este tipo de cable es el más utilizado. Tiene una variante con apantallamiento pero la variante sin apantallamiento suele ser la mejor opción para una PYME.

Conector UTP:

El estándar para conectores de cable UTP es el RJ-45. Se trata de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. Las siglas RJ se refieren al estándar Registred Jack, creado por la industria telefónica.

       

 Cable de par trenzado apantallado:

Una de las desventajas del cable UTP es que es susceptible a las interferencias eléctricas.

Cable Coaxial:

El cable coaxial contiene un conductor de cobre en su interior. Este va envuelto en un aislante para separarlo de un apantallado metálico con forma de rejilla que aísla el cable de posibles interferencias externas.

Cable de fibra óptica:

El cable de fibra óptica consiste en un centro de cristal rodeado de varias capas de material protector. Lo que se transmite no son señales eléctricas sino luz con lo que se elimina la problemática de las interferencias.

 Distribuidores y Concentradores:

 Se encargan de repartir o agrupar la señal eléctrica entre diversos receptores o emisores.

Antenas:

Son los dispositivos que permiten que una señal eléctrica se propague por un canal inalámbrico y viceversa.

Amplificador:

En Comunicación a larga distancia, la señal sufre perdidas y es necesario amplificarla para que llegue integra a su destino. Es un dispositivo que amplia o restaura la señal de los dispositivos.