Introduccin a las Telecomunicaciones

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ

Introduccin a las Telecomunicaciones

Alumno: Jorge Alejandro Zenteno Velasco

Catedrtico: Ingeniero Gerardo Fernando Daz Borrego

Carrera: Ingeniera Electrnica

Trabajo: Investigacin de telefona, microondas y satlites (unidad 4)

Fecha de entrega: Viernes 5 de junio del 2015

INDICEIntroduccin...4

4.1. Telefona

4.1.1. El telfono5

4.1.2. Centrales Telefnicas...6

4.1.3. ISDN...7

4.1.4. Lneas T1/E18

4.1.5. Tecnologa ADSL9

4.1.6. SONET/SDH/PDH9

4.1.7. Sistema de telefona celular..10

4.2. Microondas

4.2.1. Conceptos de microondas.11

4.2.2. Amplificadores para microondas.11

4.2.3. Guas de ondas y cavidades resonantes...11

4.2.4. Semiconductores para microondas12

4.2.5. Aplicaciones de las Microondas..12

4.3. Satlites.

4.3.1. rbitas de satlites..13

4.3.2. Sistemas de comunicacin por satlite.14

4.3.3. Aplicaciones de los satlites15 Conclusin...16Bibliografa...17Introduccin

Conforme el tiempo ha avanzado la tecnologa y la necesidad de poder estar comunicados desde casi cualquier parte del mundo tambin, es por eso que en el desarrollo de esta investigacin tratare temas y ciertos conceptos que nos permitirn entender el funcionamiento de algunos sistemas de telecomunicaciones. Temas tales como; la telefona, microondas y satlites juegan un papel muy importante para el mundo en la actualidad ya que sin ellos no existira la comunicacin tal y como la conocemos hoy en da.

4.1 Telefona4.1.1 El Telfono

Qu es un telfono?El telfono es un instrumento de comunicacin a distancia que permite la trasmisin y reproduccin de voz y sonidos hasta lugares remotos mediante la electricidad. Un telfono est formado, bsicamente, por un diafragma que vibra al recibir el impacto de ondas de sonido. Las vibraciones (movimiento ondulatorio) se transforman en impulsos elctricos y se trasmiten a un receptor que los vuelve a convertir en sonido.

Lo que entend:El telfono es un dispositivo electrnico de telecomunicacin que puede tomar la funcin de emisor y receptor, es decir que es capaz de enviar y recibir informacin, donde esta informacin nicamente puede ser sonido.

4.1.2 Centrales TelefnicasQu es una central telefnica?Lacentral telefnicaes el punto donde se renen las conexiones de todos los aparatos telefnicos de una determinada rea, que se denomina rea local o rea central.La central se encarga de efectuar nicamente la conexin de abonados entre s, se denomina central local. En ella reside la inteligencia necesaria para encaminar correctamente la llamada desde su origen (abonado llamante), hasta su destino (abonado llamado).Al conjunto de los elementos necesarios para unir una central local con sus abonados, se denomina red de abonados o red local de la central.

Ejemplo de aplicacin: Telmex (Telfonos de Mxico)

Lo que entend:Una central telefnica es el punto de reunin de todos los telfonos de cierta rea estn conectados a un conmutador de una central telefnica que se encarga de enlazar al que llama como al que recibe.

4.1.3 ISDNISDN corresponde a las siglas en idioma ingls para Integrated Services Digital Network, que traducido al espaol significa Red Digital de servicios Integrados, por lo que se abreviara RDSI. Estas siglas responden a la denominacin de un sistema para las conexiones de telfonos digitales, especialmente creado para proveer servicios como el envo de voz, de video, as como tambin, lneas telefnicas digitales o normales que surgen del excedente de los datos simultneamente. Es comn para algunos proveedores el ofrecer Internet usando este sistema.Ejemplo de aplicacin: Megacable, es una empresa mexicana que ofrece una Red Digital de Servicios Integrados, ya que ofrece 3 tipos de servicio diferentes como internet, Tv por cable y Telefona. Es un claro ejemplo del sistema ISDN.

Lo que entend:El ISDN o RDSI es un sistema digital en donde se puede dar diferentes tipos de servicios como internet, telfono y Tv por cable, este sistema digital es actualmente el ms usado por las empresas proveedoras de estos servicios.

4.1.4. Lneas T1/E1.Una conexin T1 es un paquete compuesto por 24 canales de multiplexado por divisin de tiempo (TDM) de 64 kbps (DS0) a travs de circuito de cobre de cuatro hilos. Esto crea un ancho de banda total de 1.544 mbps. En Europa y en otras partes del mundo, un circuito E1 es un paquete compuesto por 32 canales de 64 kbps, dando un total de 2.048 mbps. TDM permite que mltiples usuarios compartan un medio de transmisin digital al utilizar ubicaciones en el tiempo preasignadas. Muchas centralitas privadas (PBX) digitales sacan partido del servicio T1 para importar mltiples circuitos de llamada a travs de una sola lnea T1, en vez de tener 24 pares de hilos direccionados entre la centralita privada (PBX) y la compaa telefnica.Es importante darse cuenta de que T1 se puede compartir entre voz y datos. Por ejemplo, un servicio telefnico puede venir a travs de un subconjunto de 24 canales de un enlace T1, dejando los dems canales para la conectividad de Internet. Se necesita un dispositivo multiplexor T1 para gestionar los 24 canales DS0 cuando se comparte un tronco T1 entre mltiples servicios. En el caso de una conexin individual solo de datos, el circuito se puede ejecutar sin canalizar (no se realiza TDM en la seal). Por ello, se puede emplear un dispositivo de unidad de servicios de canal/unidad de servicios de datos (CSU/DSU) ms simple. En general, podr conectarse a una CSU/DSU de T1/E1 o a un multiplexor a travs de una interfaz serie V.35 o RS 449 con protocolo sncrono a velocidades mltiplos de 64 kbps que llegan a alcanzar 1.544 mbps o 2.048 mbps. La CSU/DSU o el multiplexor proporciona el cronometraje de la red.

4.1.5. Tecnologa ADSL.El ADSL es una tecnologa de banda ancha que permite que el ordenador reciba datos a una velocidad elevada, todo ello a travs de la lnea de telfono convencional mediante la modulacin de la seal de datos utilizada por el ordenador.Una de las caractersticas del ADSL, que ha contribuido a la utilizacin de esta tecnologa al uso de Internet ha sido que se trata de un sistema asimtrico, en el cual la velocidad de transmisin en ambos sentidos no es el mismo. En una conexin a Internet normalmente la velocidad de transmisin de bajada (InternetHost) suele ser mayor que la de subida (HostInternet). Un ejemplo de ello esta en un acceso a una pagina Web, para realizarlo debemos hacer una peticin al servidor correspondiente de que queremos acceder a la pagina en cuestin, todo ello se realiza con una transmisin de unos pocos Bytes, mientras que el servidor a nosotros nos manda la pagina entera que puede ocupar de uno KBytes has varios MBytes, con lo que vemos que es necesaria una mayor velocidad de bajada.4.1.6. SONET/SDH/PDHQue es SONET y SDH?SONET y SDH son un conjunto de estndares para la transmisin o transporte de datos sncronos a travs de redes de fibra ptica. SONET significa por sus siglas en ingls,Synchronous Optical NETwork;SDH viene deSynchronous Digital Hierarchy. Aunque ambas tecnologas sirven para lo mismo, tienen pequeas diferencias tcnicas, de manera semejante con el T1 y el E1. SONET, por su parte, es utilizada en Estados Unidos, Canad, Corea, Taiwan y Hong Kong; mientras que SDH es utilizada en el resto del mundo. Los estndares de SONET estn definidos por la ANSI (American Nacional Standards Institute) y los SDH por la ITU-T (International Telecommunicatios Union). En la tabla 2 se muestra la equivalencia entre SDH y SONET en cuestin de velocidades o tasas de bits.Que es PDH?Una red de telecomunicaciones se refiere a una combinacin de enlaces y terminales que se conectan para proveer funciones de telecomunicacin entre losusuariosterminales. LatecnologaPDH, o JerarquaDigital Plesicrona (por sus siglas en ingls), es utilizada en las redes de telecomunicacin para transmitir grandes cantidades de datos sobreequiposde transportacin.

4.1.7. Sistema de telefona celular.Latelefona mviles la comunicacin a travs de dispositivos que no estn conectados mediante cables. El medio de transmisin es el aire y el mensaje se enva por medio de ondas electromagnticas. Para la comunicacin se utiliza eltelfono mvilque es un dispositivo inalmbrico electrnico que se usa para acceder y utilizar los servicios de la red de telefona mvil. Se denomina tambintelfono celularen la mayora de pases latinoamericanos debido a que el servicio funciona mediante unared de celdas, donde cada antena repetidora de seal es una clula, si bien tambin existen redes telefnicas mviles.La telefona mvil bsicamente est formada por dos grandes partes: una red de comunicaciones y los terminales que permiten el acceso a dicha red.La telefona mvil de hoy en da se ha convertido en un instrumento muy til debido a la fcil comunicacin entre personas. Los dispositivos cuentan con distintas aplicaciones que pueden facilitar diversas labores cotidianas..Ejemplo de aplicacin: Como ejemplos de aplicacin para la telefona celular tenemos a diferentes empresas que ofrecen este servicio que sirve para comunicarse en cualquier lado donde exista cobertura de dicha empresa sin necesidad de cables. Hoy en da ofrecen internet y servicios satelitales de ubicacin como el GPS.

Lo que entend:La telefona celular es un sistema de telecomunicacin inalmbrica donde la informacin y los datos viajan a travs del aire por ondas electromagnticas y podemos comunicarnos desde cualquier parte del mundo siempre y cuando haya cobertura de la empresa con la que se tiene el servicio. Hoy en da tenemos diferentes servicios que las empresas nos ofrecen como internet y telefona mvil, estas podrn ser utilizadas dentro de la cobertura que maneje la empresa, y contamos tambin con servicios de geo localizacin, este ultimo se da va satlite en casi cualquier parte del mundo y no depende de la cobertura de la empresa, si no del alcance y capacidad del satlite, cabe mencionar que la seal satelital puede ser afectada por interferencias fsicas, tales como tneles, o lugares con mucha infraestructura como edificio altos etc.4.2. Microondas4.2.1. Conceptos de microondas.

Conjunto de seales para cuya generacin, propagacin y procesado se utilizan un conjunto de tcnicas muy especficas que no se emplean ni en baja frecuencia ni en comunicaciones pticas comunicaciones pticas. Pueden estar comprendidas entre 300 MHz y 300 GHz. En las bandas de Radiocomunicaciones (3 MHz 3 GHz) se le suele llamar seales RF

4.2.2. Amplificadores para microondas.

Un amplificador de microondas es un dispositivo electrnico hecho a base de transistores que se encarga de maximizar o ampliar la potencia de las seales electromagnticas, en este caso seales de microondas que son seales a muy alta frecuencia.

4.2.3. Guas de ondas y cavidades resonantes.

Guas de ondas:Son tuberas metlicas huecas de seccin transversal arbitraria (cuadrada, cilndrica, elptica) que permiten transmitir las ondas electromagnticas de forma confiable entre 2 puntos distintos como por ejemplo, un generador y una antena.Se utilizan a frecuencias de microondas de 300MHz hasta 300Ghz. Constituyen una alternativa a las lneas de transmisin y son insustituibles en aplicaciones en las que se requieren altos niveles de potencia.

Cavidades Resonantes: Una cavidad resonante es una regin de material dielctrico (usualmente aire) que est limitada por una superficie metlica cerrada (con forma paralelepipdica, cilndrica y esfrica etc. En estas regiones solo se pueden excitar campos electromagnticos de determinadas frecuencias, a las que se les llama frecuencia de resonancia. Las frecuencias de resonancia son el equivalente electromagntico a los niveles de energa cunticos que se obtienen para el electrn atrapado en una caja.

4.2.3 semiconductores para microondas.Casi todos los circuitos de microondas y radiofrecuencia utilizan alguno de estos tres dispositivos: diodos de barrera Schottk alguno de estos tres dispositivos: diodos de barrera Schottky, transistores de unin p-n o transistores de efecto de campo (FETs). Dentro de esta amplia gama hay varios tipos de dispositivos: gran variedad de diodos de barrera Schottky transistores de unin bipolar variedad de diodos de barrera Schottky, transistores de unin bipolar (BJTs), de heterounin bipolar (HBTs), FETs con epitaxia metal semiconductor (MESFET), transistores de alta movilidad de electrones (HEMTs) transistores metal (HEMTs), transistores metal-xido-semiconductor (MOSFET) y semiconductor (MOSFET) y transistores de unin FET (JFET).4.2.5. Aplicaciones de las Microondas.

Existen muchas aplicaciones para las microondas tales como:

Radar: Es un sistema que usaondas electromagnticaspara medir distancias, altitudes, direcciones y velocidades de objetos estticos o mviles comoaeronaves, barcos, vehculos motorizados, formaciones meteorolgicas y el propio terreno. Su funcionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que se refleja en el objetivo y se recibe tpicamente en la misma posicin del emisor. A partir de este "eco" se puede extraer gran cantidad de informacin. El uso de ondas electromagntica con diversas longitudes de onda permite detectar objetos ms all del rango de otro tipo de emisiones (luz visible,sonido, etc.)

Radiometra: Laradiometraes lacienciaque se ocupa del estudio de lamedidade laradiacin electromagntica. Su campo abarca todas laslongitudes de ondadelespectro electromagntico(frecuenciasentre 31011y 31016Hzo longitudes de onda de entre 0,01 y 1000micrmetros), al contrario que lafotometraque solo se ocupa de laparte visibledel espectro, la que puede percibir elojohumano. La radiometra es importante enastronoma, especialmente en laradioastronomay engeofsica. La medida cuantitativa de la intensidad de la radiacin se hace por medio de diferentes tipos de detectores que convierten parte de la radiacin en calor o en unasealelctrica, contermoparesofotodiodos.

4.3. Satlites.4.3.1. rbitas de satlites.Una forma de diferenciar los sistemas de satlites, es por la altura a la que se encuentra la rbita por la que circulan, adems sta tambin influir de forma decisiva a la hora de obtener el nmero de satlites necesario para conseguir la cobertura deseada. Dado cierto ancho de haz, el rea de cobertura ser mucho menor estando en una rbita baja que en otra de mayor altura. Por otro lado la potencia necesaria para emitir desde rbitas bajas es menor, con los inconvenientes que ello conlleva. Entonces se intentar alcanzar un compromiso que nos de una relativamente buena zona de cobertura y una potencia de transmisin lo menor posible. Satlites LEO (Low Earth Orbit, que significa rbitas bajas). Orbitan la Tierra a una distancia de 160-2000kmy su velocidad les permite dar una vuelta al mundo en 90 minutos. Se usan para proporcionar datos geolgicos sobre movimiento de placas terrestres y para la industria de latelefona por satlite.

Satlites MEO (Medium Earth Orbit, rbitas medias). Son satlites con rbitas medianamente cercanas, de unos 10.000 km. Su uso se destina a comunicaciones de telefona ytelevisin, y a las mediciones de experimentos espaciales.

Satlites HEO (Highly Elliptical Orbit, rbitas muy elpticas). Estos satlites no siguen una rbita circular, sino que su rbita eselptica. Esto supone que alcanzan distancias mucho mayores en el punto ms alejado de su rbita. A menudo se utilizan paracartografiarla superficie de la Tierra, ya que pueden detectar un gran ngulo de superficie terrestre.

Satlites GEO. Tienen una velocidad de traslacin igual a la velocidad de rotacin de la Tierra, lo que supone que se encuentren suspendidos sobre un mismo punto del globo terrestre. Por eso se llaman satlitesgeoestacionarios. Para que la Tierra y el satlite igualen sus velocidades es necesario que este ltimo se encuentre a una distancia fija de 35.800 km sobre el ecuador. Se destinan a emisiones de televisin y de telefona, a la transmisin de datos a larga distancia, y a la deteccin y difusin de datos meteorolgicos..Lo que entend: Existen diferentes tipos de satlites,estos se basan de acuerdo a la aplicacin y estnposicionados en diferentes alturas y latitudes respectoa su funcionalidad y para evitar interferencias intersatelite.4.3.2. Sistemas de comunicacin por satlite.Hay diferentes tipos de comunicacin por satlite como:

Inmarsat: Inmarsat ofrece una variedad de diferentes tipos de servicios de comunicaciones utilizando los mismos satlites. Muchos buques de gran porte utilizan Inmarsat A, o su sucesor digital, Inmarsat B. Estos tipos de servicio incluyen voz, fax y envo de datos a alta velocidad, tanto en modo transmisin como en modo recepcin. El Inmarsat A o B proporcionan realmente un medio de comunicacin punto a punto o dplex, similar al que proporcionara una conexin telefnica en la que ambos interlocutores se encuentran conectados de modo directo y prcticamente en tiempo real.Argos: El sistema Argos esta basado en el uso de un subsistema especializado de comunicaciones instalado a bordo de dos satlites situados en rbita polar, pertenecientes a la Administracin Nacional Ocenica y Atmosfrica norteamericana (NOAA, USA). Existe una variedad de equipos transmisores disponibles para su utilizacin con el sistema Argos en aplicaciones de seguimiento de mviles. El sistema actualmente funciona nicamente en modo envi, es decir del buque a tierra. El modo de recepcin esta planificado para un futuro prximo. Argos es un sistema del tipo de almacenamiento y envo, que almacena en el satlite los mensajes enviados desde el transmisor instalado en un buque, hasta que tiene a su alcance visual una estacin terrestre de Argos. Los mensajes quedan tambin almacenados en los diferentes centros de procesamiento de Argos para su oportuna distribucin por todo el mundo.Euteltracs: El sistema Euteltracs est basado en la utilizacin de dos satlites geoestacionarios operados por la Organizacin Europea de Telecomunicaciones por Satlite, Eutelsat. Estos satlites dan una cobertura regional que abarca Europa, el mar Mediterrneo y Oriente Prximo. La tecnologa del sistema fue desarrollada por la compaa norteamericana Qualcomm que opera la red Omnitracs, una red satelital similar, de mbito regional, con cobertura en el rea de Norte Amrica.Las utilidades facilitadas por el sistema son muy parecidas a las del Inmarsat C, suministrado comunicacin bidireccional en el modo de almacenamiento y envo. Euteltracs/Omnitracs ofrece una amplia variedad de soluciones listas para su utilizacin en aplicaciones de seguimiento de vehculos en el sector del transporte. El sistema Euteltracs se ha utilizado en la Unin Europea como parte del desarrollo del SLB en Europa. La utilizacin de la tecnologa Euteltracs/Omnitracs para el SLB ha sido relativamente limitada, pero puede ampliarse en la medida en que Qualcomm y sus socios extiendan la actual cobertura propia, de un sistema regional, a la de un sistema global.

4.3.3. Aplicaciones de los satlites. Satlites de comunicacin:Se ubican en la interseccin de la tecnologa del espacio y la de las comunicaciones. Constituyen la aplicacin espacial ms rentable y, a la vez, ms difundida en la actualidad. Las transmisiones en directo va satlite ya son parte de nuestra cotidianeidad, por lo que no tienen ningn carcter especial. Para la difusin directa de servicios de televisin y radio, telefona y comunicaciones mviles slo son necesarios sencillos receptores y antenas parablicas cada da ms pequeas.Satlites de meteorologa:Estos satlites, aunque se puede afirmar que son cientficos, son aparatos especializados que se dedican exclusivamente a la observacin de la atmsfera en su conjunto. La comprensin de la fsica dinmica atmosfrica, el comportamiento de las masas nubosas o el movimiento del aire fro o caliente resultan indispensables para realizar predicciones del clima, pues sus efectos impactan de manera irremediable las actividades de los seres humanos aqu en la TierraSatlites de navegacin:Desarrollados originalmente con fines militares al marcar el rumbo de misiles, submarinos, bombarderos y tropas, ahora se usan como sistemas de posicionamiento global (GPS, por sus siglas en ingls) para identificar locaciones terrestres mediante la triangulacin de tres satlites y una unidad receptora manual que puede sealar el lugar donde sta seencuentray obtener as con exactitud las coordenadas de su localizacin geogrficaSatlites de Teledeteccin:stos observan el planeta mediante sensores multiespectrales, esto es que pueden sensar diferentes frecuencias o "colores", lo que les permite localizar recursos naturales, vigilar las condiciones de salud de los cultivos, el grado de deforestacin, el avance de la contaminacin en los mares y un sinfn de caractersticas ms.Satlites militares:Son aquellos que apoyan las operaciones militares de ciertos pases, bajo la premisa de su seguridad nacional. La magnitud de sus programas espaciales militares es tan grande y secreta que hasta hace poco slo se poda valorar por el nmero de lanzamientos que supona.

ConclusinLlego a la conclusin de que gracias a la tecnologa se han desarrollado una gran variedad de sistemas de telecomunicaciones para todo tipos de aplicaciones, desde telefona que abarca toda la comunicacin que hoy en da tiene las personas y que pueden hablar de todas partes del mundo y distancias muy largas con una muy buena calidad, hasta comunicaciones satelitales que tienen diferentes fines y aplicaciones, como comunicacin, meteorologa, usos de navegacin que sirve para localizacin, usos militares teledeteccin entre otra gran variedad de sistemas que se derivan de este.

BibliografaENCICLOPEDIA DE LASCIENCIAS,El Telfono,vol. 9, pags. 260-265.MxicoD.F. 1983.http://es.wikipedia.org/wiki/Central_telef%C3%B3nicahttp://www.misrespuestas.com/que-es-isdn.htmlhttp://www-01.ibm.com/support/knowledgecenter/ssw_ibm_i_61/rzaiy/rzaiytone.htm?lang=eshttp://www.eveliux.com/mx/Redes-de-Alta-Velocidad-SDH/SONET.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Telefon%C3%ADa_m%C3%B3vilhttp://www.tsc.uc3m.es/~jvazquez/introduccion_ocw.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Comunicaciones_por_sat%C3%A9lite#Sat.C3.A9lites_y_sus_.C3.B3rbitas

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