Sistema de teléfonos

Originalmente fue diseñado para transmitir voz de un suscriptor, a través de una oficina central (end office) a otro suscriptor. Según evolucionó la tecnología, las redes telefónicas se adaptaron para la transmisión de datos digitales. El teléfono es el instrumento principal conectado a las redes telefónicas. Su propósito principal es convertir la voz humana en una señal que pueda ser transmitida a través de una línea de comunicación. Para convertir la voz humana en una señal para su transmisión, el teléfono utiliza un equipo conocido como convertidor. Cada teléfono tiene dos convertidores. Uno de los convertidores está en el transmisor (por donde se habla) que cambia la voz humana en señales eléctricas análogas que se transmiten por el canal. El otro convertidor está en el receptor (donde se escucha la voz de la otra persona), que cambia las señales eléctricas análogas en voz.

El teléfono contiene mecanismos que permiten el acceso a la red telefónica, la que está compuesta por una amplia estructura de circuitos locales y de larga distancia, y de oficinas dedicadas al “switching”. El mecanismo utilizado puede ser de discado por rotación o de discado mediante pulsación de botones (tono o “touch tone”). Los teléfonos de rotación y los de tono generan diferentes tipos de señal. El teléfono de rotación genera una serie de pulsos eléctricos según va rotando, mientras que el teléfono de tono genera señales de tono conocidas como tonos de multifrecuencia dual donde se crean dos tipos de frecuencia de tonos al presionar un botón del teléfono. La tecnología de los teléfonos de tono junto a las redes actuales permite servicios como llamada entre tres, llamada en espera, banca telefónica, etc.

El concepto básico al generar una llamada es el siguiente:

- El suscriptor separa el manófono del teléfono para establecer una conexión con la oficina central.

- La oficina central detecta la separación del manófono y responde con un tono (dial tone).

- El número seleccionado por el suscriptor es registrado por la oficina central.

- La oficina central trata de establecer conexión con la otra parte.

- Si la otra parte está disponible (ejemplo, que no se esté usando el teléfono), la oficina central genera una señal que causa que el teléfono suene.

- Cuando la llamada es contestada, un circuito es dedicado para la llamada mientras ésta dure.

- El circuito se libera por cualquiera de las partes cuando se coloca el manófono en el teléfono nuevamente.

No todas las llamadas son dirigidas a la oficina central local, pueden estar dirigidas a suscriptores de otras oficinas. Estas son las llamadas de larga distancia y requieren una señal especial para permitir que una oficina central determine que la llamada es dirigida a otra oficina central (ejemplo, el número 1 y el código de área). La tecnología usada para crear y mantener el circuito es conocida como “circuit switching”.

Un tipo de línea digital de larga distancia es conocido como circuito portador-T (T Carrier Circuit). Este circuito se desarrolló con el propósito de mejorar la calidad de la transmisión de la señal. Originalmente este circuito consistía de un cable de par trenzado que solo se utilizaba para la transmisión de voz. En la actualidad estos circuitos pueden utilizar cable coaxial, cable de fibra óptica o señales microondas para transmitir datos en forma digital y permitir transmisiones simultáneas de voz y datos en una línea sencilla. Los circuitos portadores-T pueden ser rentados de una compañía de larga distancia. Los tipos de circuitos portadores-T son:

Ø Circuito T-1: Es el circuito T más utilizado. Combina 24 líneas digitales de voces y transmite datos a 1,544,000 bps.

Ø Circuito T-2: Es un conjunto de cuatro circuitos T-1 (96 líneas digitales de voces)

Ø Circuito T-3: Este circuito carga 28 circuitos T-1 (672 líneas digitales de voces)

Ø Circuito T-4: Tiene capacidad de 178 circuitos T-1

Según la naturaleza del negocio y su necesidad de transmisión de datos se selecciona el Circuito T apropiado. Los costos de las líneas T-1 varían de acuerdo a la compañía de larga distancia, pero generalmente se calculan basado en la cantidad de bits a transmitirse por segundo y a la distancia a la cual se van a enviar los datos. Una línea T-1 dentro de un estado puede costar aproximadamente $2,000 mensuales.

Para conectar un DTE al sistema telefónico, hace falta que un equipo convierta la señal eléctrica en una frecuencia que se pueda transmitir por teléfono (proceso conocido como modular). El equipo también debe ser capaz de convertir la señal de frecuencia del teléfono en impulsos eléctricos que el DTE pueda entender (proceso: demodular). Este equipo se conoce como Data Communication Equipment (DCE) o módem. Existen varios tipos de módem: el que solo origina llamadas (originate-only); el que solo responde llamadas (answer-only); y el que origina y/o responde llamadas (originate/answer). Se usan tres técnicas para codificar la información binaria en el sistema de teléfonos:

1. Amplitude Modulation - un mark (1) se representa por una amplitud de frecuencia y un space (0) se representa por otra amplitud de frecuencia:

0 1

2. Frequency Modulation – la amplitud es fija pero la frecuencia cambia de acuerdo a la data binaria que es transmitida:

0 1

3. Phase Modulation – la frecuencia y amplitud se mantienen constantes, pero la fase es cambiada para representar un mark (1) o un space (0):

0 1

Módem nulo (Null Modem) – Para comunicar dos DTE que están a menos de 50 pies de distancia, se puede utilizar un cable especial llamado null-modem.

Pruebas que se realizan al módem:

1. Self Test – Un patrón binario es generado por el módem y luego modulado. La señal modulada regresa en un ciclo (looped back) y es demodulada. Si el patrón demodulado es el mismo que el patrón original, el “self test” fue exitoso.

		Red Telefónica

2. Analog Loopback Test – es diseñado para verificar la operación del DTE local. La señal transmitida por el DTE local entra al módem, donde se modula, se demodula y regresa al DTE. La prueba es exitosa si la data transmitida es igual a la data recibida.

DTE Local				DCE Remoto
		DCE Local

3. Digital Loopback Test – intenta demodular y modular la data remota; el DTE local no participa. El DTE/DCE (módem) remoto transmite data modulada a través del teléfono, y el módem local demodula la data y la regresa al circuito de modular (teléfono). La prueba es exitosa si la data recibida por el DTE remoto es la misma que la enviada.

				DCE Remoto
			DCE Local
DTE Local

4. Remote Loopback Test – permite probar ambos módems y la red telefónica. Se transmite la señal a través de la red telefónica y el módem remoto la regresa. La prueba es exitosa si el DTE local recibe la misma data que envió.

			DCE Remoto
		DCE Local
DTE Local