El futuro de la telecomunicación

En un mundo marcado por la creación de constantes contenidos mejorar la experiencia del usuario es algo fundamental, el proveedor de TIC Huawei ha redactado varios factores a tomar en cuenta que necesitara la industria de las telecomunicaciones en los próximos años:

Desarrollar infraestructuras tecnológicas basadas en cloud computing, en tanto que la nube supone una evolución lógica de Internet y permite a las empresas gestionar el fenómeno del “Big Data” conforme a sus necesidades.

Aprovechar este impacto del cloud para transformar las TIC y llevar a las PyMEs las mismas soluciones tecnológicas de las que ya disfrutan las grandes corporaciones. Por ejemplo, la personalización de servicios más seguros y fiables.

Adaptar la red móvil a la era del gigabyte mediante el desarrollo de infraestructura de banda ancha con mayor nivel de tráfico. El objetivo último es reducir el tiempo medio que se emplea en transportar información entre dos puntos.

Evolucionar hacia redes de próxima generación ALL-IP y lograr la convergencia entre redes fijas y móviles. Esto significa completar la migración de servicio, su interconectividad y realizar cambios tanto operacionales como de mantenimiento.

Proveer de redes inteligentes y operaciones de ancho de banda bajo demanda, contribuyendo así a optimizar la eficiencia del servicio y a reducir los costes.

Modernizar los sistemas de TI de los operadores de modo que soporten los procesos de principio a fin, desde el diseño y desarrollo de productos hasta la puesta en marcha en el mercado y la distribución. Esto es, los sistemas de soporte de operaciones (OSS) y los de apoyo a las empresas (BSS).

Integrar el contenido digital y desarrollar multiplataformas (móvil/PC/TV/PAD) que funcionen también bajo demanda, ya que cada vez un mayor porcentaje de la población consumirá y generará contenidos a través de la Red de redes.

Analizar grandes volúmenes de información y extraer conclusiones que ayuden a obtener ventajas competitivas y diferenciadoras, más allá de los tradicionales sistemas de gestión.

Garantizar la seguridad de la información de usuarios y empresas, así como su privacidad. Algo que viene condicionado por la existencia de redes IP abiertas y la popularidad de los modelos de almacenamiento virtuales.

Implementar redes ópticas inteligentes que sustituyan al cable de cobre, ofrezcan mejores opciones de desarrollo, mantenimiento y resolución de problemas.

Técnicas básicas de las comunicaciones

Las redes de comunicaciones tienden a ser complejas cuando el número de usuarios de éstas crece de una manera considerable, como ocurrió a principios de s. XX con la red telefónica conmutada. Históricamente son varios los objetos y técnicas que han permitido reducir los recursos necesarios de las redes y aumentar las capacidades de las ya existentes. De hecho, el bucle de abonado suele ser un par de cobre, que se inventó a fianles del s. XIX para telefonía, pero que aún hoy se puede usar para ciertos servicios de ADSL o IPTV, tecnologías mucho más avanzadas que el teléfono.

Mediante la conmutación se conectan los diferentes nodos que existen en la red permitiendo elegir el camino más eficiente entre los dos terminales. En un principio la conmutación se llevaba a cabo de forma manual mediante la conmutación de circuitos. El operador establecía una conexión física entre la línea entrante y la saliente con un cable a petición del cliente. Más tarde se dsarrollaron sistemas de conmutación automatizada por motivos de privacidad, como el sistema Rotary. La conmutación de paquetes se refiere a la que se hace en las redes informáticas con los paquetes de datos, donde cada nodo o enrutador elije el camino más apropiado para la información; similar a la que se hace en el correo postal.

Otra técnica muy usada es la modulación, que permite introducir la información contenida en una onda electromagnética en otra denominada onda portadora. De esta manera se resuelven ciertos problemas técnicos que aparecen a la hora de transmitir ciertas señales, como por ejemplo el asociado al tamaño de la antena. Ésta debe tener el tamaño de la longitud de onda de la señal que irradie; al modular la señal en una portadora de frecuencia superior, y por tanto menor longitud de onda, se puede usar una antena más pequeña. También tiene importantes aplicaciones en la multiplexación de señales. La modulación es la técnica que se utiliza en la radiodifusión AM y FM, por ejemplo.

En la multiplexación se utiliza el mismo medio de transmisión para enviar varias comunicaciones, dividiendo su capacidad de transmisión en ranuras o ventanas para cada una de las transmisiones. En el caso de la multiplexación por división de tiempo se dividen los mensajes en segmentos y se asigna una ventana de tiempo para realizar cada transmisión, que se recuperan sincronizando ambos extremos. Se usa, por ejemplo, en la telefonía móvil GSM. En la multiplexación por división de frecuencia lo que se divide en ventanas o slots es el espectro de frecuencias, modulando cada transmisión en una frecuencia distinta de tal forma que no se superpongan, y se recupera usando un filtro electrónico para cada frecuencia. Se usa, por ejemplo, en la radiodifusión FM en la que decenas de canales de radio se transmiten por el aire a la vez pero sólo una se escucha en el receptor.

Satélite

El primer satélite de Estados Unidos relativo a las comunicaciones fue el SCORE en 1958, el cual usó una cinta de grabación para almacenar mensajes de voz. Fue usada para enviar un saludo de Navidad al mundo de parte del presidente de Estados Unidos Dwight D. Eisenhower. En 1960 NASA lanzó el satélite Echo; el globo aluminizado de PET de 100 pies (30,48 m) sirvió como reflector pasivo a las comunicaciones por radio. El Courier 1B, construido por Philco, también lanzado en 1969, fue el primer satélite repetidor activo del mundo.

El satélite Telstar fue el primer Satélite de comunicaciones meramente comercial. Perteneciendo a la compañía AT&T como parte de un acuerdo multinacional entre AT&T, los Laboratorios Bell, la NASA, la Oficina Postal General británica y France Télécom para desarrollar un satélite de comunicaciones, fue lanzado por la NASA desde Cabo Cañaveral el 10 de julio de 1962, fue el primer lanzamiento espacial de patrocinio privado. El Relay 1 fue lanzado el 13 de diciembre de 1962, y se convirtió en el primer satélite en emitir a través del Océano Pacífico el 22 de noviembre de 1963. 

La primera e históricamente más importante aplicación para los satélites de comunicaciones es la telefonía a larga distancia. La Red Telefónica fija transmite las Llamadas telefónicas desde teléfonos estacionarios hasta una terminal terrestre desde donde las señales son transmitidas y recibidas a través de antenas satelitales a Satélites geosíncronos en la órbita de la Tierra. Las mejoras en los Cables de comunicaciones submarinos se han llevado a cabo gracias a la Fibra óptica ha causado la caída del uso de satélites para telefonía fija en el siglo XX, pero aún así se utilizan para el uso casi exclusivo en islas remotas como la Isla Ascensión, la Isla Santa Elena, la Isla de Pascua y las islas Diego García donde no hay cables submarinos en servicio. También hay algunos continentes y regiones de países donde las telecomunicaciones vía terrestre pueden ser escasas o no existir como en la Antártida, en algunas partes de Australia, América del Sur, África, el norte de Canadá, China, Rusia y Groenlandia.

Después de que los servicios de telefonía a larga distancia fueron establecidos vía satélite, otras telecomunicaciones comerciales también fueron adaptadas a satélites similares comenzando en 1979, incluyendo telefonía satelital móvil, radio satelital, televisión por satélite e Internet por satélite.

Medios de transmisión guiados

En el contexto de telecomunicación actual la mayor parte de los medios guiados son cables de distintos metales como el cobre. En la red telegráfica se usaban cables sin cubierta maleable suspendidos de travesaños en postes. Este tipo de cables estaba expuesto a interferencias y a cortocircuitos, pero considerando la baja velocidad del telégrafo, funcionaron convenientemente bien. Para evitar estos problemas lo cables se recubrieron con aislamiento, generalmente plástico. El más común era cable telefónico compuesto de dos hilos de cobre paralelos, aunque actualmente se usa el cable trenzado, el cual es más resistente a las interferencias electromagnéticas. Con la expansión de las telecomunicaciones fue necesario extender cables para interconectar los distintos continentes, por lo que se instalaron cables submarinos.

El par trenzado es el medio guiado más económico y más usado para aplicaciones generales. Inventados por Alexander Graham Bell en 1881, consiste en dos alambres de cobre aislados, que se trenzan de forma helicoidal. Puesto que dos alambres paralelos constituyen una antena simple; en el par trenzado las ondas de diferentes vueltas se cancelan, por lo que la radiación del cable es menos efectiva y permite reducir la interferencia eléctrica tanto exterior como de pares cercanos. Este tipo de cables puede estar o no protegido por una malla protectora metálica, pudiendo ser así STP (Shielded Twisted Pair, par trenzado acorazado), UTP (Unshielded Twisted Pair, par trenzado sin coraza) o FTP (Foiled Twisted Pair, par trenzado forrado en hoja metálica).

El cable coaxial también se compone de dos conductores, pero en este caso uno de ellos es un alambre interno y el otro una malla metálica que lo rodea. Los dos conductores están separados por un aislante y la malla tiene una cubierta de plástica.

La fibra óptica es un enlace hecho con un hilo muy fino de material transparente de pequeño diámetro y recubierto de un material opaco que evita que la luz se disipe. Por el núcleo, generalmente de vidrio o plásticos, se envían pulsos de luz, no eléctricos. Hay dos tipos de fibra óptica: la multimodo y la monomodo. En la fibra multimodo la luz puede circular por más de un camino pues diámetro del núcleo es de aproximadamente 50 µm. Por el contrario, en la fibra monomodo sólo se propaga un modo de luz, la luz sólo viaja por un camino. El diámetro del núcleo es más pequeño (menos de 5 µm).

Medios de transmisión

Un medio de transmisión es el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales de un sistema de transmisión. La transmisión se realiza habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través del denominado canal de comunicación. A veces el canal es un medio físico y otras veces no, ya que las ondas electromagnéticas son susceptibles de ser transmitidas por el vacío. De esta forma se pueden clasificar en dos grandes grupos: medios de transmisión guiados y medios de transmisión no guiados; que podrán ser simplex, half-duplex y full-duplex según el sentido de la transmisión. También los medios de transmisión se caracterizan por utilizarse en rangos de frecuencia de trabajo diferentes.

Son medios de transmisión guiados los constituidos por un canal sólido por el que se transmite la información en forma de variación de una magnitud física. Así, aunque rudimentario, la cuerda que une los dos extremos de un teléfono de latas constituye un medio de transmisión guiado, en este caso de ondas sonoras. Por el contrario, un medio de transmisión no guiado es aquel que sirve de soporte para que se produzca la variación de la magnitud, pero no la dirigen por un camino específico. Es el caso, en contraposición del ejemplo anterior, el del sonido cuando hablamos con otra persona cara a cara.

Sistema de transmisión

Para ser transmitido un mensaje, se requiere de un sistema de comunicación que permita que la información sea transferida, a través del espacio y el tiempo, desde un punto llamado fuente hasta otro punto de destino, mediante un cable como en el caso de un teléfono o por ondas como en el caso de las radios.

Los mensajes pueden presentarse bajo diferentes formas: una secuencia de símbolos, intensidad de la luz y los colores de una imagen televisada, la presión acústica de la voz, etc.

La telecomunicación puede ser punto a punto, punto a multipunto o teledifusión, que es una forma particular de punto a multipunto que funciona solamente desde el transmisor a los receptores, siendo su versión más popular la radiodifusión.

Posibles imperfecciones en un canal de comunicación son: ruido impulsivo, ruido de Johnson-Nyquist (también conocido como ruido térmico), tiempo de propagación, función de transferencia de canal no lineal, caídas súbitas de la señal (microcortes), limitaciones en el ancho de banda y reflexiones de señal (eco). Muchos de los modernos sistemas de telecomunicación obtienen ventaja de algunas de estas imperfecciones para, finalmente, mejorar la calidad de transmisión del canal.

Los modernos sistemas de comunicación hacen amplio uso de la sincronización temporal. Hasta la reciente aparición del uso de la telefonía sobre IP, la mayor parte de los sistemas de comunicación estaban sincronizados a relojes atómicos o a relojes secundarios sincronizados a la hora atómica internacional, obtenida en la mayoría de los casos vía GPS.

Ya no es necesario establecer enlaces físicos entre dos puntos para transmitir la información de un punto a otro. Los hechos ocurridos en un sitio, ocurren a la misma vez en todo el mundo. Nos adentramos en una nueva clase de sociedad en la que la información es la que manda. El conocimiento es poder, y saber algo es todo aquello que se necesita. En Europa la sociedad de la información se creó como respuesta de la Comunidad Europea al crecimiento de las redes de alta velocidad de los Estados Unidos y su superioridad tecnológica.binario.

Información y comunicación

La telecomunicación tiene por objetivo establecer una comunicación a distancia para transmitir cierta información, pues desde el punto de vista técnico hasta la función fática aporta información al mensaje. Ésta información se obtiene de las denominadas fuentes de información: sonido, imagen, datos, señales biomédicas, señales meteorológicas... y en definitiva cualquier forma de señal analógica o digital.

Estas fuentes se procesan y tratan con el fin de proceder a su estudio tanto en el tiempo como en la frecuencia y buscar así la forma más eficiente de transmitirlas. Se atiende a criterios tales como el ancho de banda de la señal o la tasa de transferencia con el fin de transmitir la mayor información posible con el menor número de recursos sin que haya interferencias ni pérdidas de información. Así se aplican técnicas de compresión que permiten reducir el volumen de información sin afectar gravemente al contenido del mismo.

En las últimas décadas ha tomado gran importancia la digitalización, que consiste en caracterizar señales analógicas con señales digitales. El proceso consisten en muestrear la señal el suficiente número de veces como para que se pueda reproducir de nuevo la señal original con la interpolación de sus muestras. Mediante el criterio de Nyquist-Shannon, teorema fundamental de la teoría de la información, se deduce que sólo es necesario muestrear la señal al doble de su frecuencia; por ejemplo, en la voz humana, que tiene un ancho de banda de unos 4 KHz, sólo es necesario muestrear a 8 KHz (8000 muestras por segundo). El siguiente paso consiste en cuantificar dichas muestras, esto es, asociarles un valor discreto preestablecido según el código utilizado. Por último, en la codificación, cada valor es representado con un código, de forma general en 

Base Teórica

La telecomunicación se basa en otras disciplinas de las que obtiene herramientas muy potentes para modelar los diferentes sistemas con los que transmitir y recibir la información que conforma cada comunicación y proceder a su implementación.

Matemáticas: Como ciencia formal, las matemáticas ofrece el medio de expresar formalmente los modelos que intervienen en la transmisión de la información y herramientas para su análisis, como el álgebra, cálculo y cálculo diferencial, estadística...

Física: La física proporciona el estudio del medio que nos rodea y sobre el cual se establecen los sistemas de telecomunicación. Destaca el electromagnetismo. Su base matemática fue desarrollada por el físico escocés James Clerk Maxwell en su obra Treatise on Electricity and Magnetism (1873), que introdujo el concepto de onda electromagnética y permitió una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo mediante sus ecuaciones fundamentales que describen y cuantifican los campos de fuerzas.

Sistemas de comunicación: La serie de ondas y pulsos eléctricos que representan la información conforman lo que se denomina señal. Mediante el procesado de señal se consigue transformar dichas señales; destacan herramienta como la transformada de Fourier o la de Laplace. En la señal se introduce la información que se desea transmitir, y mediante la teoría de la información se puede evaluar la capacidad de un canal de comunicación de acuerdo con su ancho de banda y su relación señal-ruido. Fue el científico de los laboratorios Bell Claude E. Shannon quien con la publicación en 1948 del estudio titulado Una teoría matemática de la comunicación conformó los dichos modelos matemáticos usados para describir sistemas de comunicación.

Informática: Mediante la informática se puede programar los protocolo de comunicaciones o simularlos.

Electrónica: Los sistemas de telecomunicación están basados tanto en circuitos electrónicos analógicos como en circuitos digitales, impulsados a través de la introducción masiva de circuitos integrados, y que ha permitido aprovechar completamente las ventajas del procesamiento digital de señales. Así se pueden implementar, por ejemplo, filtros.

Historia

Las telecomunicaciones comienzan en la primera mitad del siglo XIX con el telégrafo eléctrico, que permitió enviar mensajes cuyo contenido eran letras y números. A esta invención se le hicieron dos notables mejorías: la adición, por parte de Charles Wheatstone, de una cinta perforada para poder recibir mensajes sin que un operador estuviera presente, y la capacidad de enviar varios mensajes por la misma línea, que luego se llamó telégrafo múltiple, añadida por Emile Baudot.

Más tarde se desarrolló el teléfono, con el que fue posible comunicarse utilizando la voz, y posteriormente, la revolución de lacomunicación inalámbrica: las ondas de radio.

A principios del siglo XX aparece el teletipo que, utilizando el código Baudot, permitía enviar texto en algo parecido a una máquina de escribir y también recibir texto, que era impreso por tipos movidos por relés.

El término telecomunicación fue definido por primera vez en la reunión conjunta de la XIII Conferencia de la UTI (Unión Telegráfica Internacional) y la III de la URI (Unión Radiotelegráfica Internacional) que se inició en Madrid el día 3 de septiembre de 1932. La definición entonces aprobada del término fue: "Telecomunicación es toda transmisión, emisión o recepción, de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos o informaciones de cualquier naturaleza por hilo, radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos".

El siguiente artefacto revolucionario en las telecomunicaciones fue el módem que hizo posible la transmisión de datos entrecomputadoras y otros dispositivos. En los años 60 comienza a ser utilizada la telecomunicación en el campo de la informática con el uso de satélites de comunicación y las redes de conmutación de paquetes. La década siguiente se caracterizó por la aparición de lasredes de computadoras y los protocolos y arquitecturas que servirían de base para las telecomunicaciones modernas (en estos años aparece la ARPANET, que dio origen a la Internet). También en estos años comienza el auge de la normalización de las redes de datos: el CCITT trabaja en la normalización de las redes de conmutación de circuitos y de conmutación de paquetes y la Organización Internacional para la Estandarización crea el modelo OSI. A finales de los años setenta aparecen las redes de área local o LAN.

En los años 1980, cuando los ordenadores personales se volvieron populares, aparecen las redes digitales. En la última década del siglo XX aparece Internet, que se expandió enormemente, ayudada por la expansión de la fibra óptica; y a principios del siglo XXI se están viviendo los comienzos de la interconexión total a la que convergen las telecomunicaciones, a través de todo tipo de dispositivos que son cada vez más rápidos, más compactos, más poderosos y multifuncionales, y también de nuevas tecnologías de comunicación inalámbrica como las redes inalámbricas.

Definición

La palabra telecomunicaciones proviene del griego “tele” que significa “distancia”.

Al hablar de telecomunicaciones nos estamos refiriendo a “comunicación a distancia” a un proceso que consiste en trasmitir un mensaje e intercambiar información a otras personas desde un punto a otro. Es la forma de comunicarse con las grandes masas de personas ya sea por televisión, radio, internet, etc.

Debemos estar consientes que las telecomunicaciones nos cambia la vida, ya que nos lleva al progreso por los distintos servicios que nos ofrece, como el uso de la Internet, los teléfonos móviles, los teléfonos con videoconferencias y las nuevas tecnologías de la comunicación, todo esto es parte de las telecomunicación y que de una u otra forma están presentes en el desarrollo de los seres humanos.

Según la LGT (Ley General de Telecomunicaciones) Se entenderá por telecomunicación toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos e informaciones de cualquier naturaleza por linea física, radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos.

La base matemática sobre la que se desarrollan las telecomunicaciones fue desarrollada por el físico escocés James Clerk Maxwell. Maxwell, en el prefacio de su obra Treatise on Electricity and Magnetism (1873), declaró que su principal tarea consistía en justificar matemáticamente conceptos físicos descritos hasta ese momento de forma únicamente cualitativa, como las leyes de la inducción electromagnética y de los campos de fuerza, enunciadas por Michael Faraday. Con este objeto, introdujo el concepto de onda electromagnética, que permitió una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo mediante sus célebres ecuaciones que describen y cuantifican los campos de fuerzas. Maxwell predijo que era posible propagar ondas por el espacio libre utilizando descargas eléctricas, hecho que corroboró Heinrich Hertz en 1887, ocho años después de la muerte de Maxwell, y que, posteriormente, supuso el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia. Hertz desarrolló el primer transmisor de radio generando radiofrecuencias entre 31 MHz y 1,25 GHz.

La serie de ondas y pulsos eléctricos que representan la información conforman lo que se denomina la señal, la cual atraviesa por un camino conductor de electricidad para el caso de los alámbricos; en el caso de la fibra óptica, los pulsos no son eléctricos sino luminosos y el medio es conductor de la luz. En el caso de los medios inalámbricos, la señal viaja a través del aire o el vacío, sin requerir un medio físico. El medio que se extiende desde el transmisor hasta el receptor conforma el citado enlace entre los dos extremos. En algunos casos este se forma de diversos tramos sobre medios diferentes, ejemplo de ello se da cuando tenemos un enlace total entre cable cobre y de fibra óptica en la red telefónica local. Existen varios términos que también se refieren al enlace, tales como canal y circuito los cuales son usados de forma indistinta. Sin embargo, se puede estrechar un poco más en su definición diciendo que canal tiene que ver principalmente con el enlace lógico, y que circuito se refiere al enlace físico que tiene canal de ida y canal de regreso.