Unidad 1. Servicios Convergentes

Redes convergentes

Unidad 1. Servicios convergentes

Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología Ingeniería en Telemática

Ingeniería en Telemática

Programa de la asignatura:

Redes convergentes


Clave:

210941039

Universidad Abierta y a Distancia de México

Redes convergentes


Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología Ingeniería en Telemática 1

Índice

Unidad 1. Servicios convergentes .......................................................................................................... 1

Presentación de la unidad .................................................................................................................. 1

Propósitos .......................................................................................................................................... 3

Competencia específica ..................................................................................................................... 3

Actividad 1. Servicios ......................................................................................................................... 4

1.1. Voz .............................................................................................................................................. 4

1.1.1. Telefonía analógica ............................................................................................................... 2

1.1.2. Telefonía digital .................................................................................................................. 14

1.1.3. VoIP y voz sobre IP ............................................................................................................ 30

1.1.4. Estándares de transmisión de voz ...................................................................................... 38

Actividad 2. Servicios de voz ............................................................................................................ 41

1.2. Vídeo ......................................................................................................................................... 42

1.2.1. Vídeo bajo demanda ........................................................................................................... 48

1.2.2. Transmisión de vídeo en vivo.............................................................................................. 49

1.2.3. IPTV.................................................................................................................................... 51

1.2.4. Vídeo-conferencia ............................................................................................................... 53

1.2.5. Estándares de transmisión de vídeo ................................................................................... 54

Actividad 3. Servicios de video ......................................................................................................... 56

1.3. Datos ......................................................................................................................................... 57

1.3.1. Servidores de información .................................................................................................. 57

1.3.2. Mensajería .......................................................................................................................... 58

1.3.3. Transmisión y compartición de archivos ............................................................................. 59

1.3.4. Integración de los servicios ................................................................................................. 60

Actividad 4. Servicios de datos ......................................................................................................... 65

Autoevaluación ................................................................................................................................. 65

Evidencia de aprendizaje. Integración de servicios .......................................................................... 66

Autorreflexión ................................................................................................................................... 66

Cierre de la unidad ........................................................................................................................... 66

Para saber más ................................................................................................................................ 67

Fuentes de consulta ......................................................................................................................... 67

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Presentación de la unidad

Derivado de la necesidad de comunicarse de manera personal por diferentes formas y medios, aunado

a la tecnología que cada vez es más alcanzable para los usuarios debido a su bajo costo; se ha

incitado al vertiginoso desarrollado de las telecomunicaciones. La mejora incesante para establecer

canales más veloces y de gran capacidad por medio de sistemas alámbricos e inalámbricos y digitales,

ha permitido desarrollar tecnología, no solo para procesos típicos de voz, vídeo y datos (una llamada

telefónica sobre IP, videoconferencias, transferencia de archivos), sino para obtener un elevado

número de aplicaciones que permitan apreciar a las redes en una orientación hacia los servicios en

tiempo real y casi desde cualquier lugar del mundo, donde exista una antena repetidora de señales.

El avance de las tecnologías modernas se ha llevado a cabo en múltiples lugares, desarrollándose a la

par o en consecuencia de las existentes, por ello el diseño de nuevas maneras de realizar la

comunicación ha llegado a influenciar en la creación de estándares en la industria que son necesarios

para homogenizar los medios informáticos.

Con base en lo anterior, durante tu avance en el estudio de la unidad examinarás los servicios de voz,

vídeo y datos, analizando su convergencia en las redes modernas que ya conoces, también

explorando su uso y aplicación que dependerá de los casos que se irán planteando, con la finalidad de

que puedas ampliar los conocimientos adquiridos y profundizar en nuevos. En cada tema revisarás

estándares y protocolos que son empleados para la transmisión de los servicios de acuerdo con su

clasificación y uso.

Esquema de convergencia. Retomado de: http://www.oas.org/en/citel/infocitel/2009/octubre/convergencia_e.asp

El objetivo principal es que puedas identificar, analizar y ubicar cómo los servicios de voz, vídeo y

datos son utilizados de acuerdo a la demanda individual y cómo es que estos servicios se integran en

lo social. Asimismo, con base en la categorización, revisarás los estándares de transmisión que

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permitan mejorar la comunicación de acuerdo a casos específicos. Al finalizar la unidad revisarás

casos cuando los servicios son integrados para converger en una misma red, analizando el

rendimiento sobre la red, de tal manera que así podrás proponer mejoras de acuerdo a lo que habrás

estudiado en conjunto con tu ejercicio profesional.

Es así, que una de las grandes necesidades de la interacción entre usuarios y prestadores de servicios

es la disponibilidad e integración de dichos servicios, por lo anterior, la importancia de contar y estudiar

el uso de protocolos confiables para la convergencia. En la actualidad las nuevas tendencias

tecnológicas se desarrollan con base en una tendencia progresiva, a su vez regulados por una

economía digital que permite ofrecer productos o servicios (triple play) con una mayor eficiencia y

calidad.

Por lo tanto, uno de los grandes retos en cuanto a la convergencia es su regulación local e

internacional, así como la adecuada intervención de los organismos participantes, ante la globalización

y el diario acontecer.

Esquema de convergencia. Retomado de: http://victorgiral.blogspot.mx/p/convergencia-la-tecnologia-comenzo.html

Para el desarrollo de las actividades durante el estudio de esta asignatura será necesario contar con

software de simulación y analizador de redes, que serán recomendados oportunamente por tu

Facilitador(a).

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Propósitos

En esta unidad de la asignatura:

Clasificar y categorizar los servicios en

relación al uso y demanda, ubicando

cómo es que estos servicios funciona

dentro del entorno social.

Utilizar estándares de transmisión de

acuerdo a los casos que se estudien,

proponiendo mejoras con base a la

categorización de los servicios.

Integrar servicios en la red con el objetivo

de revisar su rendimiento sobre la red.

Competencia específica

Integrar servicios informáticos para determinar el

rendimiento en la red mediante la aplicación de

estándares de transmisión.

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Actividad 1. Servicios

¡Bienvenido(a) a la primer actividad de Redes convergentes!

La base de esta actividad consiste en el trabajo colaborativo resultado de una investigación individual.

Además de que también te servirá de introducción e investigación orientada hacia la identificación

sobre cuáles son los servicios disponibles en un entorno determinado. De tal forma que puedas tener

un escenario para ubicar y diferenciar la demanda que tiene cada uno, aunados a la relación de

acuerdo con su uso. Para llevar a cabo lo anterior, realiza lo que a continuación se te pide.

1. Investiga la categorización en cada uno de los servicios de voz, vídeo y datos, para ello

puedes ayudarte de documentos, artículos, páginas electrónicas, etc.

2. Una vez que tengas la información, analízala para completar el cuadro que te hará llegar tu

Facilitador(a).

3. Ingresa al foro de la actividad y comparte las respuestas a las preguntas que plantea tu

Facilitador(a) en torno a cada uno de los aspectos que investigaste.

4. Comenta las participaciones de tres de tus compañeros. Empieza de la más antigua con la

finalidad de que todos tengan al menos un comentario.

*Es importante aclarar que tu Facilitador(a) te indicará el medio por el cual se llevará a cabo la entrega de la tabla, ya que no la debes de insertar en este foro. Tu Facilitar(a) determinará con base a tus aportaciones, la más significativa y con base en esta se aplicará tu calificación.

*Revisar la rúbrica de para esta actividad.

1.1. Voz

Voz, revolución con instrumentos

La necesidad principal del ser humano para transmitir

todo aquello que le es posible, ha llevado al desarrollo de

complejas formas de comunicarse y con ello ha

revolucionado los instrumentos con que se realiza.

Uno de estos desarrollos es la comunicación por medio

de ondas mecánicas, que es posible interpretarlas a

través del sistema auditivo. Más tarde con el

descubrimiento de las ondas electromagnéticas, hizo

posible el transporte a grandes distancias de la voz.

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La comunicación por medio de la voz ha sido posible gracias a numerosos descubrimientos que en su

conjunto, permiten facilitar la comunicación indistintamente del lugar y tiempo donde se encuentre el

interlocutor.

El principio básico del transporte de la voz en medios eléctricos, se realiza mediante la transformación

que relaciona la fuerza con que una onda mecánica audible es intersectada por un transductor de

entrada (micrófono) y con ello conseguir variaciones electromagnéticas (Voltaje o corriente

principalmente) que puedan ser procesadas, transportadas y/o almacenadas en dispositivos

electrónicos, para su reproducción por medio de transductores de salida (parlantes, bocinas o

audífonos), ya sea en tiempo real o no.

En el siguiente diagrama a bloques se visualizan las partes más importantes con que se lleva a cabo el

proceso de transmisión.

CapturaTransductor(convierte una onda mecánica

en una eléctrica)

ProcesamientoGananciaFiltrado

Transmisión/Recepción

AireFibra óptica

Cable

ReproducciónTransductor(convierte una

onda eléctrica en

una mecánica )

Proceso de transmisión de voz

En el primer bloque del esquema anterior, tenemos la captura, realizada por un transductor de entrada

transformando la onda mecánica en una señal eléctrica, ya sea de voltaje o corriente. Este transductor

de entrada también llamado micrófono, puede ser encontrado como activo o pasivo o bien puede

clasificarse por el patrón de recepción (como son: cardioide, supercardioide, hipercardioide,

omnidireccional o bidireccional). También se clasifican de acuerdo con la transducción mecánica-

eléctrica, los cuales son:

Electrostático

Dinámico

Piezoeléctrico

Magnetoestrictivo

Magnético

De carbón

Para conocer más acerca de los micrófonos, cómo es que se

clasifican, cómo están compuestos y en general para que revises

el funcionamiento de éstos, puedes consultar la sección 1.5 del

libro Electrónica de telecomunicaciones de Häberle & Romano

(1980). Donde se describen los detalles de los tipos de

transductores de entrada desde la parte eléctrica, así como la

parte acústica.

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El segundo bloque muestra el procesamiento, el cual puede ser la ganancia de la señal en la que por

fines de conveniencia, esta ganancia puede ser para atenuar la amplitud de la señal o bien

aumentarla; o bien puede utilizarse de forma independiente o en conjunto, un filtro, que permitirá en

muchos casos, que la señal se limite a un ancho de banda determinado y poder eliminar gran parte de

señales tales como ruido o interferencia.

El tercer bloque muestra la transmisión/recepción, la cual puede llevarse a cabo utilizando los

principales medios como son el aire, fibra óptica o una guía de onda. También puede ser almacenada

en cintas magnéticas o dispositivos digitales.

El último bloque corresponde a la reproducción de la voz, la cual es transformada de una señal

eléctrica a una señal mecánica. Los transductores de salida, al igual que los micrófonos, tienen una

gran variedad dependiendo del uso, desde un simple parlante hasta bocinas.

En este sentido, durante el desarrollo de la unidad se tratarán dos esquemas importantes en los que

es posible realizar la transmisión de las señales de voz: analógica y digital (concretamente voz IP).

1.1.1. Telefonía analógica

En 1876 Alexander Graham Bell hizo la invención del teléfono siendo de

iniciativa privada y que pronto se convirtió en pública, surgiendo como

necesidad de interconectar a diversos usuarios que demandaban

establecer una comunicación vocal.

Al pasar a ser un servicio público, cualquiera podía tener acceso a los servicios telefónicos y a la multitud de aplicaciones telemáticas o de otro tipo. El uso masivo y el desarrollo de técnicas de transmisión, de conmutación y en las mismas terminales telefónicas, hacen que esta red sea la más importante no solo para la comunicación vocal, sino además para la transmisión de texto, imagen y datos. Sin embargo las redes de conmutación de circuitos se relacionan directamente con las telefónicas al ser su principal aplicación.

Alexander Graham Bell. Tomada de: http://barngertiocia.blog.com/2014/02/01/alexander-graham-bell-picture/

En la imagen siguiente se muestra el sistema simplificado de lo que era un sistema telefónico. Ambos

aparatos telefónicos se conectan por medio de un par de hilos (regularmente de cobre) trenzados y

energizados por una batería ubicada en la Oficina central. Por otra parte, cada aparato tiene un

micrófono de carbón creando una resistencia variable conforme el transductor capta las ondas

sonoras. El auricular es del tipo electroimán con un diafragma paramagnético colocado dentro del

campo magnético.

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Sistema telefónico. Tomada de Couch (2008).

Este tipo de esquema presenta como principales ventajas el ser muy económico, la energía que se

utiliza solo depende de la Oficina central por medio de la línea telefónica, por lo que no requiere una

batería en la ubicación del usuario y porque la comunicación se lleva de forma que ambos usuarios

pueden hablar y escuchar al mismo tiempo; también conocida como comunicación full-duplex. Como

desventaja del sistema se tiene que no puede ocupar amplificadores, ya que la señal del amplificador

solo va en un solo sentido, por lo que no aplica para conexiones distantes.

Otro diagrama más avanzado se muestra en la siguiente imagen, donde la Oficina central de

conmutación se encuentra conectada a los dos usuarios mediante una conexión cableada entre los

dos lazos locales propios.

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Sistema telefónico analógico local. Tomada de Couch (2008)

Este sistema analógico de lazo local, proporciona un servicio telefónico simple. El hilo con voltaje

positivo de la Oficina central se conoce como terminal de punta, el hilo de voltaje negativo se conoce

como terminal de anillo. Las terminales punta y anillo vienen de la era en donde se ocupaba un panel

de conmutación de enchufe en la Oficina central. Este enchufe es parecido al de un auricular en

estéreo que posee contactos de punta, de anillo y de manguito, donde este último se conectaba a la

terminal a tierra.

Con este principio, el teléfono toma una gran importancia rápidamente y con ello se comienzan a

incrementar los sistemas telefónicos para cubrir las necesidades que la sociedad demanda. Por ello,

es importante que conozcas cómo está constituido ese sistema, que desde entonces se conoce como

redes de conmutación de circuitos. Más tarde, el crecimiento tecnológico de los sistemas de cómputo,

lleva al desarrollo de redes de conmutación de paquetes, que es el tipo de redes que ya se han

estudiado en asignaturas anteriores.

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Red de conmutación de circuitos

Las redes de telecomunicaciones pueden funcionar gracias a la conmutación de paquetes y de

circuitos. Debe entenderse que conmutación de circuito se refiere a la técnica que permite que tanto la

terminal del emisor como la del receptor, se comuniquen por medio de un circuito específico y único,

establecido para tal propósito antes del inicio y liberándolo una vez que se finaliza, quedando a

disponibilidad de otros usuarios.

En la siguiente imagen se observa la topología de un área local de comunicación conocida como área

de acceso y transporte local en un sistema telefónico conmutado característico (LATA, por sus siglas

en ingles Local Acces and Transport Area). Cada abonado (usuario o cliente) se conecta mediante una

línea separada (llamada lazo local), a una Oficina central, donde se lleva a cabo la comunicación. La

Oficina central representa un intercambio (exchange), es decir, en un número telefónico de n números,

las líneas conectadas a una misma Oficina central comienzan con los mismos dígitos.

Área de acceso y transporte local. Tomada de Blake (2004)

Los abonados conectados a la misma central se comunican entre sí por medio del conmutador de la

Oficina central, misma que conecta cualquier línea con otra. Las Oficinas centrales se conectan entre

sí mediante líneas troncales, de tal manera que un abonado tiene la capacidad de contactar a otro

abanado dentro de un área de comunicación local. No existen suficientes líneas troncales que

permitan a todos los abonados usar el sistema a la vez, por lo que puede haber posibilidad de

sobrecarga. Al haber sobrecarga es imposible que el abonado pueda efectuar una llamada, a esta

situación se le conoce como bloqueo de llamada.

Cuando se disponen de líneas troncales entre dos Oficinas centrales, es posible establecer una

conexión por medio de una central tándem, la cual conecta las Oficinas centrales sin tener conexión

directa con los terminales.

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En la siguiente imagen se presenta una jerarquía de centrales interurbanas que son utilizadas para

poder realizar conexión a larga distancia, por ejemplo, entre países. La Oficina central Local, también

conocida como Oficina Terminal, se encuentra en la parte inferior de la jerarquía.

Red jerárquica conmutada. Tomada de Blake (2004).

Las llamadas podrían completarse en varios niveles de la jerarquía por lo que una llamada entre un

país y otro, tendría que desplazarse tanto como cinco niveles hacia arriba y hacia abajo en la jerarquía

pasando por muchos conmutadores.

Los conmutadores modernos controlados por computadoras son mejores teniendo redes de centrales

de conmutación de larga distancia, cada red conectada a otras. Así una red plana, facilita al sistema

encontrar una ruta directa desde una zona del país a otra, sin necesidad de más conmutadores

intermedios.

El equipo de conmutación y las líneas troncales modernas son digitales, con multiplexión por división

de tiempo que es utilizado para combinar muchas señales en una sola línea. La tecnología de fibra

óptica es cada vez más usada en líneas troncales, sin embargo, otros medios comunes son los

enlaces terrestres de microondas, satélites geoestacionarios y cable coaxial. Sin embargo, las

distancias cortas entre centrales se cubren mediante un cable multipar que consta de varios pares

entrelazados en una cubierta protectora.

La complejidad de la red telefónica exige un protocolo para que el usuario, el cual posee un número

que lo identifica dentro de la red, pueda realizar el enlace para comunicarse con otro usuario, es por

ello que a continuación se revisa un proceso general que sigue vigente para realizar una llamada.

Proceso de llamada

El principio fundamental para el procedimiento de una llamada se muestra en la siguiente imagen,

donde se efectúa una petición de llamada de un “Número A” a otro “Número B”.

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Proceso para inicio y fin de una llamada. Tomada de Huidobro (2006).

En esta imagen se logra ver que el proceso de marcación se lleva a cabo mediante un protocolo de

intercambio de información que proporciona al usuario el progreso de la llamada. Cuando un usuario

descuelga el terminal, en ese momento hay una señal hacia la Oficina central y ésta a su vez responde

con un tono que invita a marcar. Cuando el usuario recibe el tono de marcación, ingresa el número al

cual desea comunicarse mediante un sistema de marcación y es recibido por la Oficina central para

analizar y resolver la ubicación y ruta donde se encuentra el usuario, así mismo resolverá si el usuario

se encuentra disponible.

Cuando el sistema termina el análisis, informa al usuario que se ha realizado la conexión mediante un

tono de llamada al usuario que desea establecer la comunicación y un timbre de llamada al usuario

deseado. Cuando uno de los dos terminales finaliza la llamada, la Oficina central libera la conexión por

parte del usuario que colgó y notifica al otro usuario, invitándole a finalizar la llamada para liberar la

conexión.

Claramente se ve en la imagen anterior, que desde que el usuario descuelga el auricular, existe una

señalización mediante la combinación de tonos puestos en diferentes tiempos. La combinación de

tonos se muestra en la siguiente tabla.

Secuencia Frecuencia

(Hz)

Tono de

invitación de

llamada

425

Tono de 1 s 5 1s . 425

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llamada

Tono de

ocupado 0.25 s 0.25 s 0.25 s 0.25 s 0.25 s 0.25 s 0.25 s 0.25 s 0.25 s 0.25 s 425

Tono de

congestión 0.25 s 0.75 s 0.25 s 0.75 s 0.25 s 0.75 s 425

Tono de intruso 0.075 s 1.5 s 0.075 s 1.5 s 425

Tono de

información

especial

______ ______ ______ ______

______ ______ ______ ______

______ ______ ______ ______

1 s 1 s 1 s _

1800

1400

950

Tabla de tonos durante el proceso de establecimiento de la comunicación entre usuarios

El tono de invitación es continuo para indicar al usuario que la central está lista para recibir el número.

El tono de llamada es un tren de tonos de un segundo de duración por espacios de silencio de 5

segundos, indicando que la terminal ha establecido la conexión y se encuentra llamando al número de

otro usuario.

El tono de ocupado indica al usuario distante, se encuentra utilizando su línea telefónica por lo que no

es posible establecer conexión.

Para el caso del tono de congestión, informa que la central se está utilizando en su totalidad o que se

encuentra bloqueada por averías.

Tono de intruso es usado para conocer que un tercero está conectado (por ejemplo, el operador).

También funciona para indicar que hay una llamada entrante.

El tono de información especial indica que el usuario ha solicitado un servicio de intercepción del

operador.

Un punto importante es cómo se lleva a cabo la información del número del usuario al cual se quiere

comunicar, tal como ya se mencionó, existen métodos de marcado y estos se revisarán en la siguiente

sección.

Marcación

Una manera que se hacia la marcación, era por medio de un disco giratorio, aunque es ya obsoleta, la

forma en que funcionaba era por medio de interrupciones del circuito de lazo local a una tasa de 10

Hz, en donde la cantidad de interrupciones es igual al número marcado, a esta técnica se le conoce

como marcación por pulsos.

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Otra manera de realizar la marcación es por medio de una técnica llamada marcación por tono o multi-

frecuencia de dos tonos (DTFM por sus siglas en inglés Dual-Tone Multi-Frequency), la cual transmite

una combinación de dos tonos por cada número.

En la siguiente tabla se muestra la correspondencia de tono con cada número, incluyendo el asterisco

(*) y la tecla numérica (#), la cual está normado por el Comité Consultivo Internacional Telegráfico y

Telefónico (CCIT, por sus siglas en francés Comité Consultatif International Téléphonique et

Télégraphique), actualmente conocido como UIT (Unión Internación de Telecomunicaciones).

Frecuencia baja Frecuencia alta

1209 1336 1477 1633

697 1 2 3 A

770 4 5 6 B

852 7 8 9 C

941 * 0 # D

Tabla de frecuencias normalizadas por la CCITT. Obtenida de Huidobro (2006).

Los antecedentes de la telefonía analógica no solo están disponibles vía terrestre, aunque es ésta la

pionera y desde sus inicios hasta la fecha sigue y probablemente seguirá siendo una forma de

comunicación fundamental. Como antecede a lo que actualmente se conoce sobre los servicios que se

ofrecen en terminales móviles, se remonta a los descubrimientos de Guillermo Marconi al enviar

señales a larga distancia por medio del aire como medio de transmisión. En la siguiente sección se

abordará el tema de la telefonía inalámbrica, cuyo enfoque se basa en la telefonía celular de primera

generación.

Telefonía analógica inalámbrica

Los sistemas de radio móvil eran utilizados para comunicación marítima o militar en la primera década

del siglo XX, pero no es sino hasta 1946 cuando se instala el primer sistema telefónico móvil. Estos

sistemas se caracterizaban por ser solo de envío o recepción, ya que por medio de un botón, el

mensaje de voz podía enviarse a otro; a este tipo de sistema se le llamó tocar para hablar

(comúnmente conocido como PTT, por las siglas en inglés Push To Talk).

En la tabla que se presenta a continuación se observa la relación de bandas disponibles para el uso de

los servicios móviles.

Banda de Frecuencia Frecuencia en MHz.

VHF baja

30 - 47

68 - 74.8

75.2 - 87.5

VHF alta 146 - 149.9

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150.05 - 156.76

156.83 - 174

223 - 235

Banda III 273 - 322

335.4 - 399.9

Banda UHF baja 406.1 - 430

440 - 470

Banda UHF alta 862 - 960

Banda de 1 a 2GHz.

1.429 - 1.525

1.670 - 1.990

1.700 - 2.655

Tabla de Banda de frecuencias utilizadas para servicios móviles. Tomada de Huidobro (2006).

Si quieres conocer más sobre los servicios y las frecuencias que ocupa cada servicio

móvil, puedes consultar la página de la COFETEL, donde se expone el Cuadro

Nacional de Atribución de Frecuencia de México:

http://www.cft.gob.mx/en/Cofetel_2008/Cofe_cuadro_nacional_de_atribucon_de_frecu

encias_d

En la página encontrarás información de la atribución de bandas de frecuencias tanto

nacional como internacional. Para ingresar al mapa, solo da clic sobre la liga con el

nombre: Imágenes del CNAF 20XX.

En la década de los años 80, se impulsó el Sistema Avanzado de Telefonía Móvil (AMPS por sus

siglas en inglés) usado hasta la actualidad, el cual consiste en regiones divididas en celdas con un

diámetro entre 10 a 20 km, de ahí el nombre de celular. Cada celda tiene una frecuencia que no es

utilizada por las celdas vecinas, sin embargo se reutilizan de acuerdo con un patrón que se visualiza

en la siguiente imagen.

http://www.cft.gob.mx/en/Cofetel_2008/Cofe_cuadro_nacional_de_atribucon_de_frecuencias_d

http://www.cft.gob.mx/en/Cofetel_2008/Cofe_cuadro_nacional_de_atribucon_de_frecuencias_d

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Distribución de las frecuencias entre celdas. Tomada de Tanenbaum (2003).

En la imagen se observa un conjunto de letras que representa a cada una de las frecuencias. En esta

imagen se logra ver que entre cada grupo de frecuencias, se interponen alrededor de dos celdas de

ancho, de tal manera que entre ellas no se interfieran.

Al centro de cada celda se ubica la estación base, la cual transmite a todos los teléfonos dentro de la

celda. Esta estación base consiste en una computadora y un transmisor/receptor conectado a una

antena. En un sistema pequeño, todas las estaciones base se conectan a un mismo dispositivo

llamada Oficina de Conmutación de Telefonía Móvil (MTSO) o Centro de Conmutación Móvil (MSC).

Estas Oficinas de Conmutación de Telefonía Móvil son esencialmente Oficinas centrales como en el

sistema telefónico y además están conectadas a una Oficina central por lo menos.

En este tipo de sistemas, emplea 832 canales dúplex, de los cuales hay 832 canales de transmisión de

824 a 849 MHz y 832 canales de recepción de 869 a 894 MHz. Cada canal tiene un ancho de banda

de 30 KHz empleando Multiplexación por División de Frecuencia (por sus siglas en ingles FDM). Estos

832 canales se dividen en cuatro categorías: Control, Localización, Acceso y Datos.

Cuando un teléfono se enciende, examina una lista de 21 canales de control para encontrar la señal

más potente. Una vez que encuentra el canal adecuado, el teléfono difunde un número de serie de 32

bits y el número telefónico en 34 bits (3 dígitos en 10 bits correspondientes al código de área y 7

dígitos en 24 bits correspondientes al número de suscriptor, mismos que se encuentran programados

dentro de una PROM. Toda la información de control es enviada de manera digital aunque los canales

de voz son totalmente analógicos.

La estación base al recibir el anuncio, informa a la Oficina de Conmutación de Telefonía Móvil, la cual

registra la presencia del cliente y también se informa de su ubicación. Durante el funcionamiento del

teléfono en un modo de operación normal, hace el registro cada 15 minutos.

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El proceso para realizar una llamada, se lleva a cabo cuando el usuario móvil enciende el teléfono,

teclea el número al que desea llamar y oprime el botón de enviar. El teléfono envía tanto el número al

que desea llamar, como su identidad por el canal de acceso. La estación al recibir la petición informa a

la Oficina de Conmutación de Telefonía Móvil y esta se encargará de buscar un canal desocupado; al

encontrar el número de canal, en enviado al teléfono por el canal de control. Por último el teléfono se

conecta de forma automática con el canal de voz y espera hasta que la llamada sea atendida, de no

ser así envía una auto respuesta para grabación de voz de forma digital conocido como servicio de

buzón de voz que además del mensaje almacena de forma automática fecha, hora y numero de

procedencia de la llamada.

Para el caso del proceso de llamada entrante es diferente, en este caso los teléfonos desocupados

escuchan continuamente el canal de aviso para detectar cualquier mensaje que se dirija a estos.

Cuando se hace la llamada ya sea desde un teléfono fijo o móvil, se envía un paquete a la Oficina de

Conmutación de Telefonía Móvil local del destinatario para conocer su ubicación. Posteriormente se

envía un paquete a la estación base de la celda actual donde se encuentra el destinatario (antenas

repetidoras de la señal que emiten una solicitud de interconexión celular como en la imagen mostrada

anteriormente).

Hasta el momento, es suficiente con los conocimientos de telefonía analógica como parte del marco

histórico, pero no es el objetivo de esta asignatura abundar en dicho tema, ya que este tipo de redes

están siendo sustituidas por tecnología digital que se abordará en otros temas dentro de esta unidad,

donde se ofrecen más aplicaciones multimedia tal como la Red Digital de Servicios Integrados (ISDN).

Sin embargo es importante ya que como verás al final de la unidad, la integración de servicios puede

darse con cualquier tecnología que se dispone, aunque la calidad de los servicios se ve afectada por el

desarrollo de infraestructura y la diversidad de tecnologías bajo diversos estándares.

Aun cuando se ha dicho que esta tecnología se ha estado supliendo por los nuevos avances de la

telefonía digital, muchos de estos sistemas perduran gracias a que su condición primitiva, permiten su

empleo como sistemas de emergencia (S.O.S) para el caso de desastres.

Antes de concluir el subtema, cabe mencionar que existen conceptos que son necesarios para

contemplar la disponibilidad de la red o bien revisar casos en lo que el servicio pueda contar con una

gran disponibilidad, dado un número de usuarios al que se le brinda el servicio. Este concepto se

conoce como la medición de tráfico, mismo que se menciona a continuación.

Medición de tráfico

De acuerdo con el diseño de una central telefónica, se tendrá un número límite de llamadas que

puedan realizarse de manera simultánea. Para ello es necesario definir el tráfico que se presenta en la

red de acuerdo con la ocupación por unidad de tiempo.

Una unidad para medir el tráfico, toma en cuenta los cientos de segundos de la llamada, la cual se

denomina CCS (del inglés Centum Call Seconds, donde Centum representa el número romano 100).

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Otra unidad muy ocupa para medir el tráfico son los Erlangs, que equivale al tiempo de una llamada

por el número de llamadas simultaneas por minuto.

( )

Donde t es el tiempo medio de duración de la llamada en minutos y n es el número de llamadas

cursadas.

En la siguiente imagen se muestra un ejemplo del tráfico en donde se observan tres grupos de enlace

que se comunican en distintos tiempos y la duración de las llamadas se representa en minutos.

Ejemplo de ocupación. Tomada de Huidobro (2006)

En la imagen se observan varias llamadas en el tiempo sobre un grupo de 3 enlaces y las ocupaciones

simultáneas. El tiempo promedio es de 3 minutos y el número de llamadas en total es de 7, entonces

de acuerdo con la expresión se tiene (3*7)/60 = 21/60 = 0.35 Earls.

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1.1.2. Telefonía digital

Uno de los inconvenientes de las señales analógicas es que se ve afectada por los ruidos introducidos

por el entorno y por los propios sistemas empleados para su transmisión. Los ruidos e interferencias

son de naturaleza analógica, igual que la señal, con lo que en la recepción no es sencillo distinguir que

parte de la señal recibida se corresponde con la original y qué otra parte con el ruido. En cambio las

señales digitales tienes una gran ventaja de ser muy resistentes al ruido, ya que en la recepción se

pueden identificar muy bien cada uno de los símbolos y separarlos del ruido.

Por otro lado, los primeros circuitos telefónicos transmitían la señal eléctrica tal cual, con lo que

utilizaba un par de hilos para cada circuito. Conforme la red fue aumentando, surge la necesidad de

ahorrar costos, observando que no es necesaria la transmisión de todo el margen de frecuencias para

que el sonido sea inteligible en su destino. Se ha comprobado que se consigue el 100% de

inteligibilidad (aún que es subjetivo ya que varía la percepción en cada persona) retransmitiendo solo

las frecuencias menores a 5000 Hz. En la telefonía se ha admitido una cierta pérdida de inteligibilidad,

reduciendo el margen de frecuencias que son transmitidas a las comprendidas entre 300 y 3400 Hz.

Tipo Frecuencia fundamental

Soprano (mujer) 260 a 1.040

Mezzosoprano (mujer) 220 a 880

Contralto (mujer) 200 a 780

Tenor (hombre) 130 a 520

Barítono (hombre) 100 a 390

Bajo (hombre) 80 a 330

Ejemplos de frecuencia fundamental de la voz. Tomada de Carballar (2007)

Como ya se mencionó, la telefonía juega un papel muy importante en el desarrollo tecnológico para la

comunicación en sociedad. Con el crecimiento de los circuitos integrados y la aplicación de los

circuitos lógicos, se ponen en marcha muchas técnicas para transmitir señales de voz.

La flexibilidad que ofrecen los circuitos integrados, hace que el costo sea más barato, la producción

mayor y con esto poder llevar este servicio a más usuarios. Sin embargo, todo este desarrollo no solo

hace posible llevar servicios de voz, sino que además comienzan a brindar servicios digitales tales

como es el correo de voz, identificador de llamadas, entre otros.

Las señales analógicas que antes eran transmitidas de manera directa, tendrán un procesamiento para

ser convertidas en digitales. Estas señales involucradas en la conversión analógica a digital son

conocidas como señales en banda base. En algunos casos la codificación que se realiza, también es

en banda base tal como se verá a continuación.

Redes convergentes



Modulación por pulsos

Una de las principales técnicas para la codificación de voz, es la de modulación por amplitud de pulsos

(PAM, del inglés Pulse Amplitude Modulation) la cual describe una conversión de una señal analógica

a una señal del tipo de pulso en la cual la amplitud del pulso representa la información analógica.

El propósito de la señalización por PAM es suministrar otra forma de onda que se asemeja a los pulsos

y sin embargo contiene la información presente en la forma de onda analógica. Debido a que se

utilizan pulsos se espera que el ancho de banda de la forma de onda una PAM sea más ancho que el

de la forma de onda analógica. Nos obstante, los pulsos son más prácticos de usar en los sistemas

digitales.

La velocidad de pulso, fs, para la PAM es la misma que la requerida por el teorema de muestro, es

decir:

,

Donde, B es la frecuencia más alta de la forma de onda analógica (recordar que es una señal en

banda base) y 2B se conoce como la velocidad de Nyquist.

Existen dos tipos de señales PAM: muestreo natural y la otra es muestreo instantáneo. En la

siguiente imagen se muestra una señal de esta modulación, en la cual se observa que la señal

analógica es modulada con un tren de pulsos.

Redes convergentes



Señal PAM. Tomada de Couch (2008)

Si ( ) es una forma de onda analógica limitada por banda a B hertz, la expresión utilizada para

representar una señal PAM es la siguiente:

( ) ( ) ( )

De donde,

( ) ∑ (

)

Redes convergentes



La cual es una onda rectangular y

Como se comentó, otra forma de onda analógica puede también convertir a una señal por pulsos

planos. Sea ( ) una forma de onda analógica limitada en banda a B Hertz, entonces la señal PAM

por muestreo instantáneo está dada por:

( ) ∑ ( )

Donde ( ) denota la forma del pulso de muestreo y para muestre plano, la forma del pulso es:

( ) (

) {

| | ⁄

| | ⁄

Donde ⁄ y

La modulación por pulsos no es del todo una señal digital, pero tiene una aplicación principal en la

conversión de señales analógicas a digitales.

Existen otras técnicas de modulación por pulsos como lo es la modulación por posición de pulso (PPM)

y modulación por ancho de pulso (PWM). Estas modulaciones son utilizadas también en

comunicaciones, sin embargo no juegan un papel importante en tecnologías telefónicas.

La misma necesidad de enviar información por medio de sistemas digitales en un solo canal, surgen

una técnica para convertir una señal analógica en una señal totalmente digital. Los sistemas PAM son

de gran importancia en este paso para la conversión, que posteriormente cada una de las muestras

será codificada en un conjunto de símbolos digitales y transmitida uno a uno. Esta técnica se conoce

como Modulación por Código de Pulsos, y es presentada en la siguiente sección.

Modulación por Código de Pulsos

La modulación por código de pulsos es en esencia, una conversión analógica a digital, en donde la

información contenida en las muestras instantáneas de una señal analógica está representada

mediante palabras digitales en un flujo serial de bits.

Cada palabra digital representa un valor de amplitud finita que se aproxima al valor real de la muestra

instantánea de acuerdo con el número de niveles en relación al número de bits que se utilicen; a esto

se lo conoce como cuantificación. Para representar estos niveles se tiene:

Redes convergentes



Donde n es el número de bits que se utilizan por cada palabra digital.

La señal PCM se genera al realizar tres operaciones que son: muestreo, cuantificación y

codificación. La operación de muestreo la realizar por medio de una señal PAM plana.

Como ya se mencionó, la operación de cuantificación en otras palabras, es llevar el valor de la

amplitud a términos discretos finitos. El valor real de la muestra y el de la cuantificación, tendrán una

diferencia la cual se conoce como ruido de cuantificación. Para evitar el ruido de cuantificación, una

solución es tener el mayor número de niveles que sea posible.

En el codificador por conteo, al mismo tiempo en que se toma una muestra, se inicializa un generador

de rampa y un contador binario. La salida del generador de rampa es comparada continuamente con la

muestra hasta que ambos valores son iguales, entonces el valor en binario es leída del contador. Esto

se realiza por cada una de las muestras a codificar, por lo que tanto el contador como el generador de

rampa son puestos a cero.

En la siguiente imagen se muestra el proceso de un modulador de código de pulsos.

Forma de onda de un PCM. Tomada de Couch (2008)

En la figura se muestra una señal para generar un PCM. En el caso del cuantificador, se observa que

es de 8 niveles que corresponden a 3 bits de acuerdo con la expresión . Para este caso, el

error de cuantificación, se tiene un valor máximo al paso de cuantificación que es igual a .

Redes convergentes



Para el caso de transmisión de voz, al tener un espectro limitado y poseer una distribución la cual se

concentra en valores cercanos a la media (regularmente cercano a cero), existen cuantificadores no

lineales. Estos cuantificadores no lineales se conocen como ley µ y ley A (más comúnmente conocidas

en inglés como µ-Law y A-Law respectivamente).

Características de compresor no lineal. Tomada de Couch (2008)

En la imagen anterior se observa la respuesta de un cuantificador no lineal, la cual es utilizada en

América y Japón. La expresión para este tipo de cuantificador es la siguiente:

| ( )| ( | ( )|)

( )

Donde los valores máximos de ( ) son de , es una constante positiva. Cuando es igual cero,

el cuantificador es del tipo lineal. En norte América y Japón las compañías telefónicas utilizan valores

de .

Por otra parte, en la misma imagen se muestra la característica de un cuantificador no lineal con Ley-

A, cuya expresión en la siguiente:

| ( )|

{

| ( )|

( ) | ( )|

( | ( )|)

( )

| ( )|

Redes convergentes



Al igual que en la ley anterior, A representa una constante positiva. Un valor típico de este

cuantificador, es de 87.6.

Los sistemas PCM empleados para voz son codificados en palabras de 8 bits y de acuerdo con el

ancho de banda que ocupa la voz tomando un rango de 300 a 3500 Hz, son muestreados a una tasa

de 8000 Hz, en relación a la razón de Nyquist-Shannon. En este sentido, la tasa de transmisión de un

sistema PCM es el equivalente al número de bits empleados por la frecuencia de transmisión, por lo

que al emplear los valores que se mencionan, un sistema típico tiene una tasa de transmisión de

64000 bits por segundos, comúnmente expresado como 64 kbit/s.

A partir del PCM, surgen variantes que tienen como finalidad, reducir la tasa de transmisión con que se

envía la información, sin que se alteren las cualidades de la señal original. Hasta entonces lo que se

requiere es codificar la señal de acuerdo con la forma de onda y en la parte del receptor, representar

las características de esta onda.

Una de estas variantes es un PCM diferencial que por sus siglas en ingles se representa como DPCM.

La cualidad de este codificador, se basa en que el PCM a diferencia, codifica todo tipo de amplitud de

la señal de audio mientras que el DPCM solo codificara cuando exista una diferencia de amplitud, por

lo que es posible que una señal pueda ser codificada con un menor número de bits. Al enviar palabras

más pequeñas, este tipo de codificación puede llegar a tener tasas de transferencia entre los 32 kbit/s

y 24 kbit/s que es más bajo en comparación a los 64 kbit/s que requiere los sistemas PCM.

Otra opción para digitalizar la voz se realiza mediante codificadores de voz, el cual se encarga de

codificar la voz mediante la extracción de las características para establecer valores parámetros en

generadores de funciones y filtros que sinteticen el sonido de la voz. Estas formas de onda no son

próximas a las características de la onda de entrada con lo que puedan tener un sonido artificial. Sin

embargo dependerá de la percepción del escucha para que pueda entender claramente al orador.

Algunas de las técnicas empleadas para codificar la voz son los predictores lineales, codificación de

sub-banda adaptable y cuantificación vectorial. La codificación de su-banda adaptable, atribuye bits de

acuerdo al espectro del habla y las propiedades del escucha. Con la cuantificación vectorial, se

codifican bloques enteros de muestras a la vez, en lugar de muestra por muestra. Algunos

codificadores son por ejemplos, la predicción lineal excitada por codificación (CELP por sus siglas en

inglés) y predicción lineal excitada por suma vectorial (VSELP por sus siglas en inglés) cuyo uso se

encuentra frecuentemente en teléfonos celulares digitales.

Hasta el momento no es necesario revisar más sobre la codificación ya que en el último subtema, se

hablaran de los estándares de codificación de voz para su transmisión en medios digitales.

Redes convergentes



Multiplexión por división de tiempo

Su definición parte del entrelazado en el tiempo de muestras de varias fuentes, de tal manera que la

información de dichas fuentes, pueda transmitirse de forma serial sobre un solo canal de

comunicación.

En la siguiente imagen se muestra el concepto de un TDM (Time-Division Multiplexing) aplicado a tres

fuentes analógicas sobre las cuales se realiza una multiplexión a través de un sistema PCM. En este

se presenta para mayor conveniencia, el muestreo natural junto a la forma de onda TDM PAM. Para

este caso, el ancho del pulso de la señal TDM PAM es de ⁄ y el ancho del pulso TDM PCM es

de ( )⁄ , donde n es el número de bits empleados para cada palabra del PCM. Para tal caso

⁄ denota la frecuencia de rotación para el conmutador y satisface la velocidad de Nyquist

para la fuente analógica con el mayor ancho de banda.

En algunas aplicaciones en donde el ancho de banda de las fuentes es notablemente diferente, las de

un ancho de banda mayor pueden conectarse a varias posiciones del conmutador en el muestreador

de tal forma que se puedan muestrear con mayor frecuencia que las de ancho de banda pequeño.

Sistema TDM de tres calanes. Tomada de Couch (2008)

Redes convergentes



Para que este sistema funcione adecuadamente, es necesario un sistema de sincronización de trama

para que los datos multiplexados se ordenen y se dirijan al canal que corresponde de

transmisión/recepción.

Esta sincronización de trama puede encontrarse en el circuito receptor enviando una señal de

sincronización por otro canal o bien derivando de la misma señal TDM. Esto de acuerdo con el tipo de

transmisión el cual puede ser síncrona o asíncrona.

Para el caso del servicio telefónico, uno sistema TDM de primer nivel (T1) convierte 24 señales

telefónicas analógicas en un flujo de datos DS-1 (1.544 Mbit/s) se emplea dos líneas una para la

recepción y otra para la transmisión. Este tipo de sistemas fue desarrollado por los laboratorios Bell

para la comunicación digital con un alcance corto de hasta 50 millas de largo.

En la siguiente imagen, se ilustra la trama del sistema T1 donde se observan los tiempos de cada uno

de los datos durante la trama. Partiendo de que la velocidad de muestreo utilizada en cada una de las

24 señales analógicas es de 8 KHz, esto representa una longitud de la trama de ⁄ .

Cada palabra se representa con 8 bits, por lo que al tener las 24 señales, representa 8x24 =192 bits de

datos más un bit de sincronización de trama, con lo que se representa 193 bits por trama.

Por lo tanto la velocidad de los datos para una T1 es de 193x8000 = 1 544 000 bit/s = 1.544 Mbit/s, por

lo que el periodo de cada bit es de 0.6477 .

Formato T1 TDM para una trama. Tomada de Couch (2008)

Hasta el momento, las técnicas de transmisión de datos, utilizan un gran ancho de banda por ser en

banda base, con lo que la transmisión de dato se ve limitada. Sin embargo, existen modulaciones que

permiten enviar datos a una mayor potencia y mayor velocidad, con lo que incrementa

considerablemente la velocidad con que se transmita la información.

Una técnica muy utilizada para telefonía digital, lo es la Multiplexión por división por Frecuencia

Ortogonal (OFDM por sus siglas en inglés), utilizando un gran número de portadoras moduladas, con

suficiente espacio entre sus frecuencias de tal forma que sus portadoras sean ortogonales.

Redes convergentes



Transmisor OFDM. Tomada de Couch (2008).

En este esquema se muestra que los datos de entrada se encuentran en serie, esto dado que puede

tener origen desde una codificación en banda base y posteriormente se agrupan para procesarlos. Una

vez que se procesan, entran al circuito RF la cual agrega la portadora y se modula la señal.

Retomando la parte de la telefonía fija, en la siguiente imagen se muestra el sistema telefónico el cual

ya cuenta con codificadores digitales que permiten la conmutación de paquetes y ya no de circuitos

como se veía en la telefonía analógica.

En esta imagen se observa que con la finalidad de hacer llegar a más usuarios y economizar el costo

se colocan terminales. Es decir, para hacer llegar a cada usuario a la Oficina central (CO por sus siglas

en inglés) se colocan Terminales Remotas (RT por sus siglas en inglés) permitiendo que los

dispositivos telefónicos se encuentren a cualquier distancia de la Oficina central. El Servicio Telefónico

(POST por sus siglas en inglés) suministra el voltaje de batería y la corriente de timbre al teléfono del

suscriptor. El circuito de dos hilos que porta la señales de voz hacia el suscriptor y desde el mismo, se

convierte a un circuito de cuatro hilos que porta dos señales unidireccionales de transmisión y

recepción mediante un circuito híbrido, que es un circuito de transformador balanceado que

proporciona un aislante para las señales de transmisión y recepción.

Redes convergentes



Tarjeta de líneas de Servicio Telefónico Ordinario en una Terminal Remota. Tomada de Couch (2008).

La señal de voz de transmisión se convierte a una señal PCM, en la cual se hace una multiplexión por

división de tiempo con las señales PCM de los otros suscriptores conectados a la Terminal Remota. La

señal del TDM se envía sobre un enlace a la Oficina central. De manera similar se hace una

demultiplexión de la señal TDM recibida de la Oficina central y se decodifica para obtener el audio de

la señal de voz recibido para el suscriptor.

Las compañías telefónicas remplazaron sus conmutadores analógicos a la Oficina central con

conmutación digital ocupando Sistemas de Conmutación Electrónica (EES por sus siglas en inglés).

Con este sistema, una computadora controla la operación de conmutación con dirección del software

llamado Control de Programa Almacenado.

En una Oficina central digitalmente conmutada, la señal de voz del cliente se convierte a PCM y se

hace una multiplexión por división de tiempo con otras señales PCM a una línea digital de alta

velocidad. La Oficina central digital conmuta una llamada colocando los datos PCM del llamador a una

ranura de tiempo de TDM que se ha asignado para el usuario destino. A esto se le conoce como

intercambio de ranura de tiempo (TSI por sus siglas en inglés)

El conmutador digital es menos costoso con base en cada cliente que el conmutador analógico y este

permite prestar otros servicios con la conmutación de datos y video digital.

En el caso de la compañía AT&T una Terminal Remota llamada SLC-96, se digitalizan 96 líneas de

suscriptor de voz y se hace una multiplexión de ellas en cuatro líneas TDM-T1, conservando una línea

Redes convergentes



adicional, en caso de que alguna de las otras falle. Por otra parte, hace uso de conmutadores digitales

con el nombre ESS núm. 5.

Parte de la telefonía digital también se ve aplicada en telefonía móvil. Como ya vimos en el subtema

anterior, la primera generación de teléfonos móviles, los canales de voz son totalmente analógicos. Sin

embargo con la influencia de los desarrollos tecnológicos capaces de reducir el tamaño de los circuitos

e implementar las técnicas de codificación y modulación, la segunda generación de la telefonía móvil

conserva su origen, pero los canales de voz cambian para permitir, no solo transmisión de voz sino

darle paso a más servicios como lo son datos, generando esto el requerimiento de calidad en el

servicio debido a la demanda de servicios simultáneos de voz, audio y preparando el camino para el

video. En la siguiente sección habla de este desarrollo de la segunda generación de telefonía móvil

misma que se ve a continuación.

Telefonía digital móvil

En la segunda generación de telefonía móvil al igual que en la primera generación, no hubo

estandarización global, por lo que en varias regiones a nivel mundial realizaron sistemas distintos.

Existen cuatro sistemas básicos de esta segunda generación de telefonía móvil la cual es en su

totalidad digital, estos son:

D-AMPS

GSM

CDMA

PDC

D-AMPS

Para el caso del Sistema Avanzado de Telefonía Móvil Digital (D-AMPS por sus siglas en inglés) fue

diseñado para poder coexistir con AMPS, a fin de que tanto los teléfonos móviles de primera

generación como los de segunda, pudieran funcionar de manera simultánea en la misma celda.

El D-AMPS utiliza los mismos canales de 30 KHz que AMPS y a la misma frecuencia a fin de que un

canal pueda ser analógico y los adyacentes digitales. De acuerdo con la mezcla de teléfonos en las

celdas, la Oficina central de Telefonía Móvil de la celda, determina cuáles canales son analógicos y

cuáles digitales, pudiendo cambiar tipos de canales de manera dinámica conforme cambie la mezcla

de canales en la celda.

A la llegada de D-AMPS, se introduce una nueva banda de frecuencia cuyo canal ascendente estaba

en el rango de 1850-1910 MHz y los canales descendentes correspondientes, en un rango de 1930-

1990 MHz.

En los teléfonos móviles D-AMPS la señal de voz capturada por el micrófono se digitaliza, realizando

una compresión basa en las propiedades de sistemas de voz para obtener el ancho de banda de la

codificación PCM estándar de 56 a 8 kbit/s. Esta compresión se lleva a cabo por medio de un circuito

Redes convergentes



llamado vocoder y que la realiza en el teléfono en lugar de la estación base o la Oficina central, a fin de

reducir el número de bits que se envían a través del medio (aire).

La telefonía móvil tiene una gran ganancia al realizar la digitalización y compresión desde el teléfono,

ya que en D-AMPS tres usuarios pueden compartir un solo par de frecuencias que utiliza la

multiplexión por división de tiempo. Cada par de frecuencia maneja 25 tramas por segundo de 40 ms

cada uno, además de que cada trama se divide en seis ranuras de tiempo de 6.67 ms cada una. En la

siguiente imagen se muestra la trama para 3 y 6 usuarios.

En la imagen (a) es posible observar que cuando el usuario 1 transmite, el usuario 3 recibe. Cada

ranura tiene un tamaño de 324 bits, de los cuales 64 son utilizados para la protección, sincronización y

control; 101 bits se utilizan para la corrección de errores; por último 159 bits son utilizados para la voz

comprimida.

Con 50 ranuras por segundo, el ancho de banda disponible para la voz comprimida está por debajo de

los 8 kbit/s, que es 87.5% menos ancho de banda en comparación con PCM.

(a) canal D-AMPS con 3 usuarios, (b) canal D-AMPS con 6 usuarios. Tomada de Tanenbaum (2006)

El manejo de la transferencia de celdas es diferente en D-AMPS comparado con AMPS, ya que en la

Oficina central de Telefonía Móvil, maneja por completo sin asistencia del dispositivo móvil.

GSM

Por otra parte, para el caso del Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM por sus silgas en

inglés), es un estándar que es utilizado por muchos a nivel mundial, e incluso en Estados Unidos, cuyo

sistema empleado es el D-AMPS. En general, es similar al D-AMPS ya que en ambos se utiliza la

multiplexión por división de frecuencia, en el que cada dispositivo móvil transmite en una frecuencia y

recibe en una frecuencia mayor, 80 MHz arriba para D-AMPS y 55 MHz más arriba para GSM. Otra

diferencia notable es que en GSM los canales son mucho más anchos con 200 KHz en comparación

Redes convergentes



con los 30 KHz que utiliza D-AMPS y almacenan pocos usuarios, por lo que GSM da una tasa de datos

mucha más grande por usuario que como lo hace D-AMPS.

Un Sistema GSM posee 124 pares de canales simplex. Cada uno de ellos tiene una longitud de 200

KHz y maneja ocho conexiones por separado, mediante la multiplexión por división de tiempo.

Teóricamente en cada celda se pueden manejar hasta 922 canales, aunque muchos de ellos no están

disponibles para evitar conflictos de frecuencia con las celdas adyacentes.

En la siguiente imagen se muestra la distribución de canales y sus correspondientes frecuencias de

transmisión tanto ascendente como descendente. En esta imagen se observa ocho ranuras de tiempo

que se encuentran sombreadas, mismas que pertenecen a la misma conexión pero para cada

dirección hay solo cuatro. La transmisión y recepción no sucede en la misma ranura de tiempo porque

los radios GSM no pueden realizar las dos operaciones al mismo tiempo.

Canales en GSM. Tomada de Tanenbaum (2006)

Ahora en la siguiente imagen, se muestra la jerarquía de las ranura TDM, en la que se observa que

una ranura TDM consiste en tramas de datos de 148 bits que ocupan el canal por 557 µs. Cada trama

contiene dos campos de información de 57 bits, cada uno de los cuales tiene un bit de control que

indica si el siguiente campo de información es para voz o datos. En esos campos de información

existen campos de sincronización para el límite de la trama con 26 bits.

Redes convergentes



Estructura de entramado GSM. Tomada de Tanenbaum (2006).

La tasa bruta de cada canal es de 270,833 bit/s, dividida entre ocho usuarios con lo que da un total de

33.854 kbit/s, más del doble de los 16.2 kbit/s de un D-AMPS. Sin embargo al igual que AMPS, la

información adicional consume una fracción grande del ancho de banda, con lo que deja 24.7 kbit/s de

carga útil por usuario. Para la voz, deja 13 kbit/s lo que da una buena calidad de sonido en

comparación con D-AMPS.

CDMA

Por último, el sistema de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA por sus siglas en inglés) fue

propuesto por la compañía Qualcomm y cuya solución no solo es aceptable, sino que ahora se ve

como la mejor solución técnica existente y como la base para los sistemas móviles de la tercera

generación.

Es ampliamente utilizado en Estados Unidos por empresas tales como Sprint PCS utilizando CDMA,

mientras que AT&T Wireless utiliza D-AMPS. En CDMA cada tiempo de bit se subdivide en m

intervalos cortos llamados chips. Por lo general hay 64 o 128 chips por bit. A cada estación se le

asigna un código único de m bits llamado secuencia de chip. Para el envío de un bit 1, una estación

envía su secuencia de chips y para transmitir un 0, envía el complemento de 1 de su secuencia de

chips.

Redes convergentes



Así si suponemos que m=8, y asumiendo que a una estación se le asigna le secuencia de chips

00100110, cuando se envía un bit 1, enviará dicha secuencia y un bit 0 el envío es de 11011001.

El incremento de la cantidad de información que se va a enviar de b bit/s a mb chips por segundo, solo

puede realizarse si el ancho de banda disponible se incrementa por un factor de m, lo que hace de

CDMA una forma de comunicación de espectro disperso. Si tenemos una banda de 1 MHz disponible

para 100 estaciones, con FDM cada una tendría 10 KHz y podría enviarse a 10 kbit/s. Con CDMA,

cada estación utiliza completamente el Mega Hertzio, por lo que la tasa de chips es de 1 Mega chip por

segundo. Con menos de 100 chips por bit, el ancho de banda efectivo por estación es mayor para

CDMA que FDM, con lo que se resuelve la asignación de canal.

En la siguiente tabla, se muestra los principales sistemas de telefonía móvil.

Nombre del sistema y dónde se utiliza

GSM

IS-136, NADC

IS-95 iDEN

Europa,

Asia

Norteamérica Norteamérica,

Asia

Norteamérica

Año de introducción 1990 1991 1993 1994

Estación base de célula

Bandas de transmisión

(MHz)

935-960 869-894 869-894 851-866

Estación móvil

Bandas de transmisión

(MHz)

890-915 824-849 824-849 806-821

Potencia Máxima (watts) 20 3 0.2 3

Número de canales dúplex 125 832 20 600

Ancho de banda del canal (KHz) 200 30 1250 25

Método de acceso al canal TDMA TDMA CDMA TDMA

Usuarios por canal 8 3 35 3

Modulación

Tipo GMSK π/4 DQPSK QPSK 16QAM

Velocidad de datos (kbit/s) 270.833 48.6 9.6 64

Filtro 0.3R

gaussiano

r=0.35 de

coseno alzado

r=0.2 de

coseno alzado

Codificación de voz RPE-LTP VSELP QCELP VSELP

Tasa de trasferencia Banda

Bases

13 kbit/s 8 kbit/s 8 kbit/s 8 kbit/s

Principales sistemas de telefonía móvil .Tomada de Couch (2008).

Con estas tecnologías y el desarrollo de otras para incluir más servicios que son principalmente la

entrega de datos, nacen las redes móviles de tercera generación y cuarta generación, donde se

integra el servicio telefónico, mensajería, mensajería multimedia y transmisión de datos. A diferencia

Redes convergentes



de la primera y segunda generación, estas tecnologías están cada vez más orientadas para proveer

servicios digitales con mucha mayor capacidad, velocidad, disponibilidad y bajo costo.

Una vez que las redes móviles cobran fuerza por brindar mayor tasa de transferencia, que se traduce

en mayor velocidad de transmisión de datos, la telefonía digital toma un nuevo esquema, el cual se

trata de enviar voz, por redes IP. A este esquema se lo conoce como Voz sobre IP o bien Voz IP, todo

de acuerdo al origen de la señal de audio a transmitir.

En el siguiente subtema, se describe lo que es la telefonía IP y con ello, posteriormente se retoma la

parte más importante, que es la estandarización de los codificadores y decodificadores de audio,

mismos que se verán en la sección posterior.

1.1.3. VoIP y voz sobre IP

Con el crecimiento de las redes de computadoras, los avances computaciones a nivel de hardware

donde es posible realizar mayor número de procesos en un menor tiempo y el desarrollo de algoritmos

embebidos, se explora la posibilidad de poder hacer la transmisión de señales multimedia.

A partir de los conocimientos de la telefonía y la digitalización de señales audibles, uno de los retos fue

conjuntar dos grandes redes, por una parte la red telefónica y por otra las redes de computador.

Nuevamente la ventaja que presenta las redes de computadoras y las técnicas de conversión de

señales analógicas a digital, hacen posible lo que hoy se conoce como voz sobre IP (VoIP del inglés

Voice Over Internet Protocol).

El concepto de VoIP surge partiendo de equipos analógicos que desean ser interconectados por medio

de redes de computadoras, mientras que voz IP se realiza mediante dispositivos que realizan la

conversión de la señal analógica y la gestión a la red.

Sus orígenes, parten del intento por hacer comunicación entre ordenadores, y una de las primeras

empresas en hacerlo, fue Vocaltel, lanzando al mercado en 1995 el primer producto comercial de

VoIP: Internet Phone. La función de este desarrollo, se realiza exclusivamente entre usuarios de PC

que contaran con la instalación de este software y que tuviera una tarjeta de audio (altavoces y

micrófono). Más tarde la empresa Net2Phone, ofrece la comunicación telefónica entre usuarios de PC

y teléfonos tradicionales.

Empresa Net2phone que hasta la fecha provee servicios de VoIP para negocios.

Redes convergentes



Pero es hasta 1996 que la empresa Telecom, fue la primera operadora de telefonía tradicional que

comercializó la VoIP. Por otra parte, en 1997 la empresa Deutsche Telekom sacó un servicio al que

llamó T-NetCall, que permitiría realizar llamadas telefónicas de teléfono a teléfono utilizando Internet.

En un sentido evolutivo, en 1998 Cisco, así como Lucent, desarrollaron dispositivos especialmente

pensados para manejar la voz. También construyeron los primeros gateways que permitirían hacer

llamadas de PC a teléfono y viceversa. De igual manera, en Estados Unidos, aparecieron algunas

compañías que permitían a sus usuarios realizar llamadas gratuitas de larga distancia a cambio de

escuchar breves anuncios publicitarios, al comienzo y finalización de la llamada.

Por su parte, la empresa Microsoft, en 1996, lanzó su conocido software Netmeeting, el cual permitía

establecer comunicación de voz entre usuarios de PC. Para el año 2001, este software evolucionó

hacía el conocido Messenger.

En 2001, Vonage comenzó a ofrecer servicios de VoIP para empresas. Desde entonces los servicios

de VoIP han ido creciendo en el entorno empresarial. Muchas empresas han incorporado VoIP en sus

centros de atención al cliente, debido a la reducción de costos directos en las llamadas telefónicas,

realizando un ByPass entre la telefonía convencional (PSTN, Phone Standard Network), la telefonía

móvil y la Voz sobre IP; permitiendo interconexiones a nivel mundial a precios muy bajos.

Para el 2003 se marcó una etapa importante, cuando sacaron al mercado la primera versión del

software Skype. Este programa permite realizar llamadas telefónicas gratuitas entre PC y bajo un

costo, de PC a teléfonos fijos. Sin embargo los desarrollos no terminan aquí, ya que salen al mercado,

software para realizar su propia central telefónica, muchos de estos sistemas trabajan con código

fuente libre.

Skype™, simboliza una etapa importante en la comunicación en redes IP.

A diferencia de las redes telefónicas, formada por operadores interconectados donde cada uno de

ellos controla su red de forma absoluta; Internet está formada por proveedores de red interconectados

sobre los que otros proveedores ofrecen servicios (ISP, Internet Service Provider). Esto hace que el

trabajo de regulación sea más complicado. Una particularidad que se puede dar con la VoIP es que

una misma comunicación de voz se vea sometida a distintas codificaciones en cascada. El resultado

es que la calidad será peor que la del peor de los tramos.

Redes convergentes



La diferencia entre la telefonía IP y la convencional, radica en que mientras una llamada telefónica

normal, la central telefónica establece una conexión permanente entre ambos interlocutores, conexión

que se utiliza para llevar las señales de voz. En una llamada telefónica por IP, los paquetes de datos

que contienen la señal de voz digitalizada y comprimida, se envían a través de la red IP a la dirección

IP del destino. Cada paquete puede utilizar un camino distinto para llegar, comparten un medio en una

red de datos y cuando llegan a su destino, son ordenados y convertidos de nuevo a señales de voz.

Las llamadas telefónicas convencionales requieren una enorme red de centrales telefónicas

conectadas entre sí, que unen los teléfonos con las centrales telefónicas. Las inversiones necesarias

para crear y mantener esa infraestructura se tiene que pagar cuando se realizan llamadas,

especialmente llamadas de larga distancia. Por si fuera poco, cuando se establece una llamada se

tiene un circuito dedicado con un exceso de capacidad que realmente no se está utilizando al 100%.

Por otra parte en una llamada telefónica IP, se está comprimiendo la señal de voz y es utilizada una

red de paquetes sólo cuando es necesario. Los paquetes de datos de diferentes llamadas, e incluso de

diferentes tipos de datos, pueden viajar por la misma línea al mismo tiempo permitiendo la

convergencia de las redes y la utilización en diversos servicios de forma simultánea sin costo adicional.

Un punto muy importante de la telefonía IP, es que el acceso a Internet cada vez es más barato, ya

que muchos Proveedores de Servicio de Internet (ISP) ofrecen este servicios a un bajo costo o

totalmente gratuito, pagando solo llamadas locales. Lo anterior derivado de diversas discusiones de la

llamada “última milla” que los proveedores de telefonía alegan es de su posesión, situación que ha

llevado a diversos países a alegatos legales que aun dejan mucho que esperar acerca del uso de las

redes y los sistemas de telecomunicaciones, como el caso de México. También se empiezan a

extender las tarifas planas, conexiones por cable ADSL, etc. Con lo que el ahorro para los usuarios es

por más, evidente.

Representación de una red de circuito y de paquetes. Tomada de Huidobro (2006).

Redes convergentes



En la imagen anterior, se representa la ocupación de una red de circuitos, el cual utiliza un ancho de

banda para su comunicación a los usuarios. Por otro lado, en dicha imagen se muestra la ocupación

de una red de conmutación de paquetes, en la que el ancho de banda es compartida por los usuarios

que utilizan la red en un determinado momento.

Para ingresar a los servicios de VoIP, se puede realizar mediante terminales físicos o mediante

aplicaciones llamadas Softphones. Un Softphone es un programa con el que se puede hacer llamadas

telefónicas. Previamente hay que estar subscrito a una cuenta con algún proveedor de VoIP como

GMX, Frenet, Sipgate, Sipsnip, MiTelefonoVirtual, Purtel, Diamond, etc.

Algunos ejemplos de estos Softphones son: Ekiga, Kphone, Linphone, Wendophone, Skype, Amsn,

Zoiper, etc. La mayoría de proveedores VoIP utilizan el protocolo SIP, aunque también existen los

protocolos como IAX2 y SCCP.

SIP (Protocolo de Inicio de Sesión) es un protocolo que administra las llamadas de los usuarios, ya

que indica al proveedor de VoIP tanto la dirección IP como el puerto por el que el llamante quiere

conectarse. Utiliza el puerto 5060 tcp. El transporte de la información se controla mediante RTP

(Realtime Transport Protocol).

STUN (Simpe Traversal Of UDP over NATs) es un protocolo que permite comunicaciones entre

dispositivos e Internet sin necesidad de modificar las reglas del cortafuegos. Para ello se instala

en la red local un servidor STUN que es el encargado de establecer la comunicación con el

exterior, son los cortafuegos que impidan el tráfico de datos. Utiliza puertos 61000 a 61099.

Skype no presenta problemas de instalación ni al ser utilizado tras un router o cortafuegos, ya

que usa los puertos 80 y 443, que son reservados para http y SSL respectivamente. La

comunicación es cifrada con una clave AES de 256 bits.

Kphone es muy fácil de configurar ya que sólo es necesario ingresar información en campos

de usuario, SIP URL, Host Part of SIP URL, el Outbound Proxy si se tiene un cortafuego, y el

valor q-value para la calidad de la conexión. Utiliza los puertos 5004, 5060 y 10000 UDP.

Linphone se configura introduciendo el nombre de usuario, contraseña, dominio, identificador

SIP y dirección del servidor de Internet. Utiliza los puertos 7078 y 5060 UDP.

Asterisk (100% basada en Linux, software libre) se puede utilizar como una central telefónica

ya que en el caso de tener el hardware adecuado como Digium o Sangoma (con interfaces

analógicas o bien para RDSI), puede actuar como una pasarela entre la red telefónica básica y

los equipos de la red local que utilizan VoIP. También es posible implementar casi cualquier

cosa como: buzón de voz, desvió de llamada, centro de llamadas de atención al cliente,

sistemas automáticos de respuesta interactiva, etc.

El proceso de la telefonía IP puede llevarse a cabo utilizando distintos tipos de equipos:

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Teléfono tradicional con adaptador IP (ATA). Partiendo del equipo tradicional de telefonía

analógica, el adaptador convierte esa señal a información IP, por lo que tiene dos conexiones,

una para la red y el otro al teléfono.

Un ordenador. Uso necesario de una tarjeta de audio que permita la conexión del micrófono y

altavoces.

Teléfono IP. Similar en apariencia a un teléfono tradicional, pero incorpora los elementos

necesarios para convertir la voz en información IP y viceversa. Pueden funcionar en redes de

distinta tecnología como Wi-Fi, GSM, etc.

De igual forma, se identifican tres tipos de proveedores de telefonía IP:

Los que facilitan la comunicación de voz entre usuarios de Internet

Los que facilitan la comunicación de voz entre usuarios de Internet y de la red telefónica

mediante carriers que realizan la bajada a la red local

Los que facilitan la interconexión de dos usuarios de la red telefónica a través de Internet

Cada tipo de proveedor puede aplicar distintos modelos de negocio, no obstante, en el primer caso, el

costo de las llamadas suele ser gratuito, mientras que en los otros dos casos pueden tener un costo,

aunque es inferior al aplicado en una llamada solamente telefónica.

La Telefonía IP no es regulada, funciona en la infraestructura de red informática de cualquier

compañía. Con la Telefonía IP (en ocasiones llamada IPT) existen pocos o ningún cargo adicional por

la infraestructura física o las líneas de acceso. La Telefonía IP trae un beneficio de productividad

inmediato, porque el tiempo que toma satisfacer a los clientes se reduce. La Telefonía IP, por lo tanto,

ofrece un costo-beneficio mayor, un retorno de la inversión mayor, y un costo total de propiedad

reducido.

Estructura de VoIP

Los protocolos usados para llevar las señales de voz por medio de redes IP, se conocen como

protocolos de voz sobre IP. El objetivo de VoIP es dividir en paquetes, los flujos de audio para

transportarlos sobre redes basadas en IP.

Señalización Control de Gateway Media (Voz)

H.323

H.450x H.235 Audio códec

H.255.0

(Q.931)

H.245 H.255.0

RAS

SIP MGCP MEGACO RTP RTCP

TCP/UDP

IP

Tabla de protocolos para VoIP

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H.323

Forma parte del grupo de recomendación H.300 de la ITU que define el funcionamiento de sistemas y

equipos terminales para servicios audiovisuales. Es utilizado por los grandes operadores de VoIP y a

la par del protocolo SIP es uno de los estándares más utilizados por los desarrolladores de solución IP.

Los protocolos más relevantes involucrados en H.323 son:

H.225. Es el encargado de definir los procesos de señalización de la llamada, así como de la

gestión del registro y las características de los usuarios del sistema.

H.245. Controla las llamadas, define los parámetros para el establecimiento, mantenimiento y

cierre de los canales lógico utilizados.

H.450.x. Establece los servicios suplementarios de H.323, como desvío y llamada en espera.

H.235. Define los mecanismos de seguridad y autentificación para la comunicad multimedia.

Los protocolos anteriores se encargan de la señalización de las comunicaciones, una vez que se

establece el canal H.323, se utiliza el protocolo RTP para el transporte de los paquetes audiovisuales

involucrados en la llamada.

Protocolos en Tiempo Real (RTP/RTCP)

Son los protocolos usados para transportar el flujo de audio/vídeo en telefonía IP. RTP es utilizado

para trasportar flujos en tiempo real y RTCP para monitorear la calidad del servicio, así como para

transportar información acerca de los participantes en la sesión. Sus funciones son:

Identificación del tipo de carga útil transportada

Verificación de la entrega de los paquetes en orden

Transporte de información de sincronización para la codificación y decodificación

Monitoreo de la entrega de la información

RTP utiliza UDP para el transporte de la información y aprovecha la suma de verificación (Checksum)

del mismo para verificar la integridad de los datos. RTCP también utiliza UDP para enviar paquetes de

control hacia todos los participantes de una sesión.

Protocolo de Inicio de Sesión (SIP)

Es un protocolo desarrollado por el IETF como el estándar RFC 3261, para el inicio, moderación y

finalización de sesiones multimedia entre dos pares (unicast) o multipares (multicast). Ofrece

flexibilidad para controlar sesiones multimedia, como llamadas de voz y vídeo, vídeo-conferencia,

mensajería instantánea, juegos en línea y telefonía IP.

Es un protocolo de señalización orientado a conexión terminal a terminal. Esto quiere decir, que toda la

lógica se encuentra almacenada en los dispositivos terminales. La ventaja es la estabilidad que se

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obtiene por que los servidores no son saturados con mensajes SIP, gracias a que tiene

autodepuración incluida, su desventaja es que los encabezados son más grandes y tienden a ser más

pesados debido a la encriptación de los mismos.

El principal problema que afecta el funcionamiento de RTP, son los NAT (Network Address Translator).

El efecto de un NAT en VoIP es que no se pueden recibir conexiones iniciadas desde el exterior. En

consecuencia, el que inicia la llamada detrás de un NAT, no puede escuchar a la otra parte. Si ambos

comunicantes se encuentran detrás de su respectivo NAT, ningún flujo de audio llegará a su destino

final. Sin embargo existen soluciones implementadas en los servidores Asterisk que realizan las

interpretaciones correspondientes de los paquetes para convertirlas en voz con cierto grado de

intermitencia.

Protocolo IAX (Inter Asterisk eXchange)

Es uno de los protocolos utilizados por la centralita Asterisk, para el manejo de conexiones VoIP entre

su servidor y clientes VoIP que lo utilizan.

Permite manejar una gran cantidad de códecs y un gran número de flujos audio/vídeo, lo que significa

que puede ser utilizado para transportar virtualmente cualquier tipo de datos. Esta capacidad lo hace

muy útil para realizar video-conferencias o presentaciones remotas.

IAX soporta entroncamiento (trunking) mediante el cual un sólo enlace permite enviar datos y

señalización por múltiples canales. Cuando se realiza entroncamiento, los datos de múltiples llamadas

son manejados en un único conjunto de paquetes, lo que significa que un datagrama IP puede

entregar información para más llamadas sin crear latencia adicional.

El objetivo principal de IAX ha sido minimizar el ancho de banda utilizado en la transmisión de voz y

vídeo a través de la red IP, con particular atención al control y las llamadas de voz, y proveyendo un

soporte nativo para ser transparente a los NAT.

Servidor Asterisk

Es un programa bajo licencia GPL creado por Digium Inc, que implementa una centralita (PBX)

completa, utilizando un equipo relativamente económico. Trabaja sobre Linux y otras plataformas, pero

en Linux cuenta con mayor soporte.

Ha sido adoptado en algunos entornos corporativos como una solución de bajo costo junto con otras

aplicaciones para mejorar sus prestaciones. Puede interoperar con terminales IP actuando como un

registrador y como pasarela entre ambos.

Incluye características como:

Buzón de voz

Conferencias

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Respuesta interactiva de voz

Compatibilidad con SIP, H323, IAX y MGCP

Creación de nuevas funcionalidades

Llamadas de conferencia

Llamadas en espera

Transferencia de llamadas, internas y externas

Soporte para llamadas tripartitas

Identificación de llamada

Música en espera y en transferencia

Soporte para fax

Grabación de llamadas entrantes y salientes.

Monitorización de llamadas en curso

Terminales telefónicos IP

Un terminal telefónico IP es un dispositivo completamente digital y programable que permite realizar

una comunicación de voz o vídeo utilizando el protocolo IP. Presenta ventajas que un teléfono

convencional no posee ya que algunos pueden tener múltiples líneas, incluir cámara de vídeo y

brindan la posibilidad de configurar la calidad de servicio.

Los principales tipos de terminales de telefonía IP son:

Teléfonos IP. Poseen un equipo con forma de teléfono, aunque con la particularidad de que

utiliza una conexión de red de datos en lugar de una conexión de red telefónica convencional,

aunque existen teléfonos híbridos que traen ambos tipos de conexiones.

ATA (Adaptador de Teléfono Analógico). Son dispositivos que permiten conectar un teléfono

analógico o RDSI a una red de VoIP. Dispone de un sistema de administración y gestión similar

a los teléfonos IP, por lo que poseen también dirección IP.

Teléfonos IP inalámbricos. Son similares a los teléfonos móviles y permiten utilizar redes

inalámbricas para conectarse al servidor de VoIP. Existen teléfonos móviles con soporte de

WiFi y DECT (Digital Enhanced Cordless Telecomunications) para ser utilizados dentro de una

LAN.

Softphone. Es un programa que simula un teléfono convencional, y se instala en un ordenador,

smarthphone o tableta donde interactúa con micrófonos y auriculares/altavoces. Hace posible

usar el dispositivo para realizar llamadas a otros softphones o a otros teléfonos convencionales.

Permite hacer parte de una red de telefonía IP, pero también conectarse a un proveedor de

servicios de telefonía por Internet gratuito o de pago.

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1.1.4. Estándares de transmisión de voz

Hasta el momento, durante el desarrollo de la Unidad se exploraron sistemas para la transmisión de

voz, así como la red donde se desempeña. En cada una de estas técnicas de transmisión de voz,

existen estándares que irás revisando y comparando, con la finalidad de que en su momento y dado el

caso, puedas proponer mejoras partiendo del uso de los recursos disponibles.

Las instituciones que se encargan de realizar la estandarización y los protocolos de los sistemas de

comunicación, son los siguientes:

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

ITU (International Communication Union)

Sobre IEEE se recomiendan los siguientes vínculos:

Historia: http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/IEEE_History

Desarrollos tecnológicos:

http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Timeline

Cobertura: http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Map.

Regionalización ITU. Tomada de: http://www.observatel.org/es/uploads/1/1.Fabio_Leite_2011.pdf

Redes convergentes



Desde comienzos de la digitalización de la señal de voz, se ha desarrollado sistemas cada vez más

eficientes y eficaces. Desde un principio, el objetivo ha sido conseguir un sistema que ofrezca una

mayor calidad de sonido con un menor ancho de banda. El tiempo y el esfuerzo de muchos

investigadores y entidades han propiciado que esta marca se superara una y otra vez. Sin embargo

esto no sería posible si el mercado no hubiera puesto en marcha a acuerdos de utilizar sistemas

compatibles entre sí, aun con los huecos legislativos que le siguen a la tecnología.

La ITU, es una agencia especializada de las Naciones Unidas, por lo que los miembros de la ITU-T

son representantes de gobiernos. Dicha organización, es responsable de estudiar cuestiones técnicas,

operacionales y de tarificación, así como de emitir recomendaciones relativas a éstas con la intención

de estandarizar las telecomunicaciones en el ámbito mundial. Su objetivo es lograr la compatibilidad de

un extremo a otro en las conexiones internacionales, independientemente del país origen y destino.

Es el organismo regular que ha jugado el papel más destacado con los codificadores y decodificadores

(desde ahora llamado códec) de voz.

En la siguiente tabla se muestra un resumen de algunos estándares para la transmisión de voz, donde

muestra el nombre de referencia, el año en que fue publicado, la técnica utilizada para la codificación

de la señal de audio, la velocidad de transmisión, el número de segmentos a utilizar y los segmentos

por segundo que son transmitidos.

Estándar de

acuerdo con la

UIT

Publicado Técnica Velocidad

(kbit/s)

Segmento

(bits)

Segmento/

segundo

G.711 1988 PCM 64 8 8000

G.721 1988 ADPCM 32 4 8000

G.723 1988 ADPCM 24-40 3-5 8000

G.726 1990 ADPCM 16.40 2-5 8000

G.727 1990 ADPCM 16-64 2-8 800

G.728 1992 LD-CELP 16 10 1.600

G.729 1995 CS-ACELP 8 80 100

G.729A 1996 CS-ACELP 8 80 100

G.729B 1996 CS-ACELP 8 80 100

G.723.1 1996 ACELP 5.3 160 33.3

G.723.1 1996 MP-MLQ 6.3 192 33.3

G.729C 1998 CS-ACELP 8 80 100

G.729D 1998 CS-ACELP 6.4

G.729E 1998 CS-ACELP 11.8

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Si quieres conocer más sobre cada uno de los estándares, en la liga que

se encuentra a continuación, puedes revisar las referencias de la serie G

para la transmisión multimedia de acuerdo con la recomendación de la

ITU.

http://www.itu.int/rec/T-REC-G/es

En la serie G.7xx encontrarás más estándares de transmisión de audio.

En esta tabla se resumen los principales estándares de transmisión de voz, sin embargo existen

muchos otros más que han sido abarcados por los que se mencionan o bien quedaron obsoletos. De la

tabla anterior, se describen los estándares a continuación:

G.177. Estándar de la ITU para la digitalización de audio en telefonía fija. Como ya se estudió

en el subtema de telefonía digital, tiene una tasa de transferencia de 64 kbit/s, con segmentos

de 8 bits con lo que se envían 8000 segmentos por segundo.

G723.1. Estándar de la ITU que comprime la voz en tramas de 30 ms y opera a 5.3 y 6.3 kbit/s.

G726. Basado en ADPCM (Modulación por Código de Pulso Diferencial Adaptable). Permite

trabajar con velocidad de 16, 24, 32 y 40 kbit/s. Este estándar proporciona una disminución

considerable del ancho de banda sin aumentar en gran medida la carga computacional.

G.729. Usado sobre todo en aplicaciones de VoIP por los bajos requerimientos en ancho de

banda. Opera con tasas de 8 kbit/s pero existen extensiones para tasas de 6.4 y 11.8 kbit/s

para peor o mejor calidad de voz respectivamente.

Otras que no se incluyen en la tabla pero que de igual manera existen dentro de lo que es la telefonía

digital son:

GSM. Familia de códecs para telefonía móvil estandarizado por la ETSI. En VoIP se ha venido

usando el GSM FR (del inglés Full Rate), estandarizado como GSM 0.610, que tiene una

implementación libre y opera a 13 kbit/s con una carga computacional aceptable. Existen otras

versiones mejoradas como GSM AMR (del inglés Adaptive Multi-Rate), que ofrece 8 tasas de

operación entre 4.75 y 12.2 kbit/s.

iLBC. (del inglés Internet Low Bit rate Codec). Es un códec libre que implementa un algoritmo

complejo desarrollado por Global IP Sound (GIPS), el cual ofrece una buena relación ancho de

banda-calidad de voz, a cambio de una mayor carga computacional. Opera a 13.3 y 15.2 kbit/s.

Speex. Es un códec libre para voz que implementa un algoritmo capaz de variar la velocidad de

transmisión dependiendo de las condiciones actuales de la red (VBR: Variable Bit Rate). El

ancho de banda puede variar desde 2.15 a 22.4 kbit/s.

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No es posible garantizar la calidad de servicio de VoIP sobre Internet ya que presenta diversos

problemas de retardo a menos que la infraestructura de red y los contratos de calidad de servicio con

el ISP garanticen un ancho de banda que permita la administración de los servicios dando preferencia

a la voz. En redes LAN es posible controlar en cierto grado estos problemas. La máxima latencia

aceptable en VoIP es de 300 ms ida y vuelta, es decir, 150 ms en cada dirección.

Para lograr una mejor calidad de servicio se emplean los siguientes criterios:

Supresión de silencio

Compresión de cabeceras aplicando protocolos RTP/RTCP

Priorizando los paquetes

Actividad 2. Servicios de voz

En esta actividad implementarás un servicio de voz al que aplicarás los estándares de

transmisión. Así como también determinarás el rendimiento de éste mismo. Para ello, en

primer lugar, deberás planear de forma general el proceso de implementación del servicio

de voz por medio de un organizador gráfico. Posteriormente realizarás la implementación

del servicio, así como el análisis de su rendimiento (análisis de tráfico). Por último

entregarás un reporte sobre la actividad. Para concretar esta actividad, sigue las

instrucciones que se te presentan a continuación.

*Durante la realización de las actividades se debe entender en el mismo sentido cuando se hace referencia al analizador de datos, así como al analizador de tráfico, el cual será sugerido por tu Facilitador(a). **Para la instalación de los servicios y software adicionales considera las indicaciones específicas de tu Facilitador(a). De manera adicional para guiarte en esta actividad consulta el documento llamado Manual para la instalación del servicio de voz, ubicado en el Material de apoyo de la Unidad.

1. Previo a la instalación de dicho servicio y a manera de planeación elabora un

organizador gráfico en donde se plasmes de forma general los estándares utilizados

en la transmisión de voz, deben estar relacionadas a la categorización y

especificaciones dadas por tu Facilitador(a).

2. Instala y configura el servicio de acuerdo a las indicaciones del manual. Ten listas

las aplicaciones que usarás.

3. Ejecuta las especificaciones que se te piden de acuerdo al servicio y aplicaciones.

4. Entrega un reporte indicando la configuración que utilizaste, los códec, además de

contener las gráficas del analizador de tráfico y capturas de pantalla; detallando lo

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que se observa durante la llamada. El reporte debe contener todos los elementos

que precise tu Facilitador(a).

5. Guarda todos tus archivos en una carpeta en formato .ZIP con el nombre

KRCO_U1_A2_XXYZ. También dentro de la carpeta debes anexar el archivo del

analizador de tráfico.

6. Envíalo a tu Facilitador(a) y espera tu evaluación.

*Recuerda revisar los criterios de evaluación para esta actividad.

1.2. Vídeo

El origen del vídeo se puede remontar desde la inquietud de plasmar en una imagen lo que puede ser

captado por la visión humana.

Como parte principal de la comunicación, desde

el alumbramiento de las primeras civilizaciones,

la pintura es una de las maneras de transmitir

mensajes. La evolución ha sido lenta al paso del

tiempo, sin embargo, durante los últimos años se

ha convertido en una necesidad primordial.

“Una imagen vale más que mil palabras”

Altamira. Tomada de http://www.gibralfaro.uma.es/historia/pag_1823.htm

Con el descubrimiento de materiales radioactivos y fotosensibles, la fotografía cobró fuerza y se

convirtió rápidamente en un instrumento práctico para el periodismo, así como el entretenimiento.

Pronto fue utilizado para llevar funciones, pasando del teatro al cine, aunque también cobra fuerza en

el desarrollo de documentales y animaciones, incluso para la captura de documentos históricos

mediante el proceso de negativos llamados también filminas, mismos que se utilizan el día de hoy para

procesos como la indexación de documentos en bases de datos.

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Marie y Pierre Curie, físicos franceses,

premiados con el Nobel, descubrieron

conjuntamente los elementos químicos radio y

polonio. El estudio del matrimonio Curie de los

elementos radiactivos contribuyó a la

comprensión de los átomos en los que se basa

la física nuclear moderna.

Negativos

Pero no es sino hasta el descubrimiento de los rayos catódicos, en los que se descubre las distintas

propiedades de los electrones, que estas técnicas son utilizadas para la investigación y nuevamente al

entretenimiento, donde una vez que se conoce y se domina las fuerzas electromagnéticas, es posible

que la gente pueda tener alcance al servicio como la Tele-Visión (TV) en donde se proyectan

funciones sin necesidad de salir de casa.

Aunque el descubrimiento de los rayos catódicos

se debe a Julius Plücker, el descubrimiento de

las propiedades de los electrones y fotones, se

realiza por Joseph John Thomson, de lo que se

destaca:

La propagación se hace en línea recta

Los rayos son desviados ante campos

magnéticos

Demostración de la masa

Los electrones tienen comportamiento

universal

Tubo de rayos catódicos. Retomada de: http://www.ediciona.com/tubo_de_rayos_catodicos-dirpi-16711.htm

Algunos conceptos básicos de tecnología de video parten de las señales de video analógica, pues se

grafican con base en líneas consecutivas que contienen información de luminancia y crominancia de

una imagen muestreada. Fue en los años 80 cuando los creadores de hardware buscaron la

compatibilidad entre la tecnología analógica y digital, razón por la cual se vieron obligados a traducir la

sucesión de líneas discretas (analógica) en pixeles, para hacer posible su uso en sistemas digitales.

Tarea que implicaba traducir las líneas que conforman una imagen de vídeo analógico, ya que no

tienen correspondencia lógica con la matriz de pixeles cuadrados, que idealmente, componen un frame

digital.

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Términos empleados por George Valensi en 1938:

Luminancia: es la intensidad aparente de la luz proveniente o

reflejada por un objeto o punto determinado. Luma es

componente que codifica la luminosidad de la imagen.

convertworld. (2014)/

Crominancia: es el componente que contiene la información

sobre el color de una señal de vídeo. Se mide y observa con

un Vectorscopio. Musiksistemas (2009).

Con la introducción de la TV, se crea una gran necesidad por poseer este servicio, no solo como

medio de entretenimiento sino que además como un medio que mantiene informado de las noticias

relevantes en una zona local o bien nacional e internacional.

El desarrollo en paralelo de las telecomunicaciones y del avance veloz de la computación, el vídeo

pronto se explota para que sea alcanzable al público en general y no solo para profesionales. Con la

era digital, el costo disminuye y un sinfín de aplicaciones que hacen del vídeo una necesidad más allá

de la comunicación escrita y oral.

Sin abundar más respecto a la historia, desarrollo y evolución del vídeo, este tema se desarrolla con

un enfoque al vídeo digital.

Representación del espacio

Por Pixel Aspect Ratio (PAR) se debe entender a la relación existente entre el tamaño vertical y el

tamaño horizontal del pixel. Haciendo referencia a una imagen digital, cada elemento de la imagen

(píxel) que se define como la unidad mínima homogénea la cual representa una parte proporcional del

área de interés. Toda imagen posee un ancho y largo, también conocido como dimensiones

(representando el largo por „n‟ y el ancho por „m‟), que de acuerdo con el número de píxeles será la

representación del espacio.

En este sentido una imagen tiene una relación entre las dimensiones y el espacio que se representa, la

cual se conoce como resolución. Básicamente se puede tener cualquier tipo de relación.

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Representación de una imagen digital. Retomada de: http://karencine1.blogspot.mx/2010/10/imagen-vectorial-y-mapa-de-

bit.html

La ITU en su informe 484-2 indica la posibilidad de adoptar un valor único que para expresar la

relación señal de imagen/señal de sincronismo en todos los sistemas de televisión tanto para señales

de video como para señales radiadas. Es así que el sincronismo de receptores, otro aspecto del video

digital, en este sentido, en televisión la frecuencia de los pulsos de sincronismo estriba del sistema

empleado, por ejemplo en América (sin considerar a Argentina y Uruguay, regidos por la norma

europea) se usa frecuencia de línea (número de líneas) de 525 líneas por cuadro (y 60 campos por

segundo), por otro lado en Europa se utilizan 625 líneas por cuadro (312,5 por cada uno de los dos

campos en la exploración entrelazada), a una frecuencia de 15.625 Hz, y 50 campos por segundo, (25

cuadros).

Por lo tanto, un factor importante, respecto a la resolución son: la cantidad de memoria, y la frecuencia

a la cual se maneja el video; ya que de éstos dependerá de la calidad de la imagen. Recuerda que la

resolución de una imagen estará determinada en pixeles, es decir, entre mayor cantidad de éstos,

mayor es la resolución de la imagen.

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Cuadro de estándares de resolución y aspecto de video. Aihtdikh (2013). Consultado en:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vector_Video_Standards2.svg

Otro factor importante es la gama de colores de la imagen, esta puede estar en:

Escala de grises. Consta de una sola imagen, cada pixel representa un todo, que de acuerdo

con el número de bits que se utilicen, será el número de tonos en un rango desde el color negro

al blanco. Si se utiliza 8 bits por pixel, entonces el nivel más bajo (0) corresponde al negro,

mientras el valor más alto (255) corresponde al blanco y del 1 al 254 corresponde al tono de

gris.

Blanco y negro. Son imágenes en binario o en otras palabras, poseen 1 bit para representar el

color (0 negro 1 blanco). Suele confundirse con una imagen a escala de grises, pero su

diferencia, radica en el número de bits que se utilizan, siendo esta imagen solo de 1 bit por

pixel.

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RGB. Son imágenes a color representadas por 3 imágenes una para los tonos de rojo (Red),

verde (Green) y azul (Blue). Suelen ser imágenes con una gama de combinaciones de estos

colores base.

De acuerdo con el tamaño de la imagen, existen diferentes formatos de presentación, llamado relación

de aspecto. En la siguiente imagen, se muestra la relación de aspecto.

Relación de aspecto en imágenes. Landen99 (2008). Consultada en:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aspect_Ratios_and_Resolutions.svg

De esta imagen se destacan las tres primeras relaciones de aspecto que es la 4:3 cuyo estándar se

utilizó en los primeros monitores de los ordenadores; 3:2 que corresponde al formato de televisión; por

último 16:9 que corresponde al formato de pantalla ancha (Widescreen). También se muestra las

resoluciones de pantalla bajo los mismos formatos que van desde los 720x480 pixeles, hasta los

2568x1920 pixeles.

Redes convergentes



De acuerdo con lo anterior, un vídeo se constituye de una serie de imágenes que se denominan

cuadros (o en inglés Frames en una secuencia de tiempo en este caso segundos Frames per second

Fps). Para que el vídeo pueda verse fluido, se recomienda el despliegue de 30 cuadros por segundo,

aún que en el cine es regularmente de 24 Fps (cuadros por segundo). En caso de vídeo en algunos

dispositivos móviles con bajas prestaciones de cómputo, esta tasa puede llegar a ser de 11 o 7 Fps,

por lo que llega a ser notoria la robotización de la imagen, es decir, la transición de una imagen y otra.

Los servicios de vídeo pueden clasificarse de acuerdo con el uso o por el esquema de negocio.

Básicamente esta clasificación se define a partir de la necesidad de realizar la transferencia de vídeo,

ya que puede ser de punto a punto, punto a multipunto, multipunto a punto o multipunto a multipunto. A

continuación se describe cada uno de estos servicios que pueden encontrarse vigentes en la

actualidad.

1.2.1. Vídeo bajo demanda

Los avances en tecnología como lo es en redes de alta velocidad, imagen y algoritmos de compresión

de datos, han acelerado el comienzo de la era multimedia. Las recientes mejoras en la capacidad de

redes y en tecnología de almacenamiento han hecho que el servicio de VOD (de sus siglas en inglés

Video On Demand) sea cada vez más rentable. Este servicio compite con los servicios de cable de

difusión existentes y las tiendas de vídeo dejando de lado los altos costos operativos y de producción

de video, por lo que se han propuesto diversas técnicas para diseñar grandes servidores VOD

(específicamente Movie On Demand) generando inversiones y tecnologías que permitan brindar estos

servicios sin salir de casa y a un clic de distancia.

La idea de este servicio es brindarle al espectador la oportunidad de ver en cualquier momento aquel

contenido audiovisual que desee. En otras palabras, el consumidor puede escoger el todo momento la

programación que quiere ver sin depender de horarios de programación en una oferta ilimitada.

El servicio de Vídeo bajo Demanda recurre a las diferentes tecnologías para su distribución, satélite,

ADSL, cable, televisión digital terrestre y redes móviles. Por otra parte diferentes dispositivos como

televisores, ordenadores, equipos móviles, etc., acceden a este servicio en directo ya sea diferido o

bajo demanda.

Los servicios de VOD deben tener las siguientes características:

Extensa oferta de contenidos (para todas las edades y clasificados).

Renovación y actualización constante de los contenidos disponibles.

Rapidez. El usuario tiene que poder seleccionar y visualizar cualquier contenido en el preciso

momento en que lo solicite.

En el televisor. Debe poder desplegarse tanto en los ordenadores de escritorio y personales,

así como en los televisores e inclusive en tabletas y dispositivos MP4 con la misma cuenta.

Existen 4 esquemas en que se trabaja los sistemas de VOD, los cuales se detallan a continuación:

Redes convergentes



- Suscripción de Vídeo bajo Demanda (SVOD por sus siglas en inglés). El usuario ya es

cliente de la plataforma que le ofrece el servicio, tiene una oferta de contenidos a la carta que

puede visualizar sin ningún cargo extra.

- Paquetes de contenido. El usuario paga para tener acceso a un paquete extra de contenidos.

Modelo muy aplicable, por ejemplo, al catálogo de cine exótico que sólo estaría disponible para

aquellos que paguen un suplemento en la tarifa.

- Abonos. El usuario compra un abono que le da derecho a ver un número de contenidos o a ver

contenidos durante un periodo de tiempo.

- Pago por evento (PPV de sus siglas en inglés). El usuario paga únicamente y exclusivamente

por aquel contenido que quiere ver. Modelo muy atractivo para captar la compra impulsiva,

pudiendo tener dos variantes: El usuario ve el vídeo en una sola exhibición, justo en el

momento en que lo solicita; y el usuario paga por ver un vídeo, aunque este lo vea fraccionado

o con interrupciones durante un tiempo establecido.

En México existen compañías que ofrecen servicios privados de TV que comúnmente son del tipo

cableado y de ahí que se denominen televisión por cable. También existen otras que lo hacen por

medio de microondas a través de radiodifusión o bien por medio de enlaces satelitales. En estas

compañías su principal mercado es llevar entretenimiento a los hogares ofreciendo un extenso surtido

de canales por una cuota mensual. Sin embargo, las tendencias de ofrecer más servicios, tales como

datos y voz, han comenzado a ofrecer servicios digitales que permitan la convergencia de los tres

principales servicios (Voz, vídeo y datos).

Muchas de estas compañías poseen su propia infraestructura por lo que los costos pueden ser

mayores ofreciendo servicios como el Triple-Play (que se verás más tarde). Pero existen otros

servicios que ofrecen VOD con la infraestructura que el usuario ya posee, utilizando sitios web donde

el usuario puede suscribirse o pagar por evento.

1.2.2. Transmisión de vídeo en vivo

Streaming vídeo o vídeo en tiempo real, es la tecnología que permite la transmisión y recepción de

imágenes y sonidos de manera continua a través de una red. A diferencia de otros formatos de audio y

vídeo, en los que es necesario esperar que el archivo sea cargado en el equipo para su visualización,

esta tecnología permite apreciar el contenido conforme se va teniendo acceso a la información del

archivo.

Es un servicio que puede darse punto a punto o punto a multipunto. Se caracteriza por transmitir vídeo

en tiempo real (regularmente) ya sea para trasmitir programas culturales, deportivos, musicales, etc.,

por medio de la televisión terrestre. En tecnología de redes IP, se emplea para hacer llegar tutoriales,

cursos, seminarios (Como lo son los Webinar, Webcast), noticias del día, etc.

Uno de los puntos que pueden diferenciar entre otras categorías de vídeo, es que a diferencia de

vídeos que son grabados y puestos en servicios (Como vídeo bajo demanda), en este tipo de servicios

Redes convergentes



no existe un control por parte del usuario, para poder adelantar o repetir lo que se ve. También puede

diferenciarse de IPTV ya que regularmente son servicios dedicados para fines especializados y no

para el sector público. También es utilizado en vídeo llamada, en servicios digitales acompañados por

telefonía IP.

Por lo que respecta a este tipo de servicios, la forma en que se envía es por medio de UDP ya que

tiene como prioridad, el hacer llegar la información del flujo de información del video en el tiempo real,

por lo que no es necesario un control que garantice la recepción de cada cuadro que se genera por

parte del transmisor. Dado este tipo de transporte, la experiencia del usuario puede llegar a ser

limitada, sin embargo muchos códec de video se basan en jugar con la percepción de la visión

humana.

El servidor de streaming permite visualizar el vídeo de forma continua porque hace uso de un buffer,

donde van cargándose algunos segundos de la secuencia antes de que sean mostrados. Entonces

cuando se detecta un periodo de congestión de red, se visualizarán los datos que tenemos ya

almacenados en el buffer. De esta forma el cliente obtiene los datos tan rápido como el servidor y la

red le permitan.

Este servicio puede decirse que funciona de forma inteligente ya que asegura al usuario que recibirá la

más alta calidad posible dependiendo de la velocidad de conexión o de los problemas de conexión de

la red. Tradicionalmente la congestión de la red forzaba al usuario a detener la visualización del vídeo

almacenado en un buffer la información para posteriormente continuar mostrando la secuencia. Con

los nuevos formatos como el MPEG-4, el cliente y el servidor pueden degradar la calidad de forma

inteligente para asegurar una reproducción continua del vídeo y manejo del tráfico a sus servidores.

Si se dan problemas de congestión de red, primeramente el servidor de vídeo disminuye el número de

fotogramas que está enviando para mantener la calidad del audio e ir llenando el buffer mínimamente.

Si las condiciones empeoran, el servidor deja de mandar los cuadros del vídeo, pero mantiene la

calidad del audio. Si la calidad del audio empieza a degradarse, el cliente reconstruye de manera

inteligente las secuencias que tiene almacenadas para no perder calidad.

Internet no puede considerarse un medio adecuado para la transmisión de vídeo en tiempo real. La

calidad de los vídeos transmitidos en tiempo real es bastante limitada con lo que se debe elegir poca

velocidad y mucha calidad o ganar velocidad y perder calidad en imagen. Existen soluciones

desarrolladas que con las mejoras de las técnicas y de la velocidad de los módems han ido

evolucionando. Para poder distribuir vídeo sobre Internet, especialmente un sistema de stream vídeo,

los componentes que necesita, son un codificador para digitalizar el vídeo y comprimirlo, un software

de servidor WEB, que puede ser una máquina distinta a la misma que en el codificador y una conexión

a la red con suficiente ancho de banda, dependiendo del número de usuarios a los que queremos dar

servicio. El usuario final necesitará solamente el programa cliente para descargar y visualizar el flujo

de vídeo.

Redes convergentes



1.2.3. IPTV

La televisión también conocida como TV, es un sistema de telecomunicaciones para la

transmisión/recepción de vídeo y audio a distancia. Para la mayoría de la gente el medio de

transmisión de la señal de TV es el aire, pero también existen otros métodos de transmisión, como lo

es el cable que también forma parte de los sistemas de TV.

A estos medios de difusión de la señal de TV, se está introduciendo el protocolo IP, ya que las redes

IP también son un medio en que puede ser transmitido la misma información no solo datos.

En un principio, la TV es transmitida de manera analógica por medio de ondas electromagnéticas que

llegaban a los receptores en el hogar. Pero como ya se mencionó, otra forma de realizar esta

distribución, es utilizando redes cableadas. Estas redes deben tener una banda del espectro asignada

para no interferir al usuario final y pueda disfrutar de los dos métodos de distribución (cable y aire).

En la parte de la transmisión aérea, no solo están los sitios terrestres, pues la difusión satelital, permite

que estas señales puedan llegar a zonas muy remotas y/o de difícil acceso. Este sistema realiza dos

funciones principales, la de permitir los enlaces de las señales desde un punto de la Tierra a otro,

mediante enlaces de microondas; y la distribución de la señal en modo de difusión.

Esta señal de TV, dispone tres formas de presentarse, que son:

NTSC

PAL

SECAM

La más utilizada en Europa es PAL ya que fue desarrollada en Alemania y mejora algunas

características de NTSC. Por su parte, Estados Unidos y Japón, es utilizado el servicio bajo NTSC.

El cambio de TV analógica a digital se ha venido dando de manera gradual y pausada, en México se

decretó que para el 31 de diciembre de 2015 se llevará a cabo el “apagón analógico” y toda la TV será

trasmitida de manera digital, misma que deberá incluir canales de Full High Definition.

Por otra parte, la TV digital se basa en el sistema DVB (del inglés Digital Video Broadcasting) y es el

sistema utilizado en Europa. Este sistema tiene una parte común para la difusión por satélite, cable y

aire. Esta parte común corresponde a la ordenación del flujo de la señal y la parte no común es la que

lo adapta a cada modo de transmisión.

Los sistemas utilizados según el tipo de canal son: para satélite DVB-S, para cable es DVB-C y para el

terrestre es DVB-T.

Las principales ventajas es que el tipo de señal es muy robusta a la interferencia y que la norma de

emisión está concebida para una buena recepción. Otro aspecto importante es que en la TV analógica

un programa ocupa mucho más ancho de banda que un programa digital. Además de incluir una serie

Redes convergentes



de servicios extras que dan un valor agregado a la programación y que en la normativa se ha incluido

todo un campo para realización de TV de pago.

Todos los sistemas que en la actualidad realizan difusión de TV, lo están haciendo con señales

digitales, ya sea TV terrestre, cable, satelital entre otros.

La transmisión terrestre de TV se ve afectada por dispersión de energía, zonas de sombra y

reflexiones que provocan eco. En TV analógica estos problemas se manifiestan como ruido en la

imagen, nieve, doble imagen, colores deficientes y sonido de baja calidad. Sin embargo la TV digital, al

estar la señal codificada, se recibe una imagen siempre íntegra, pero el hecho de recibir una señal

débil puede provocar la no decodificación de la señal, lo cual nos aportará la pérdida total de la

imagen.

Pero sin perder de vista el tema que compete, hablando de IPTV, que se trata de la distribución y

difusión de TV de alta calidad y/o vídeo/audio sobre redes de banda ancha. Desde el punto de vista del

usuario final se trata de otro tipo de servicio de TV de paga.

De acuerdo con la ITU, IPTV es el conjunto de servicios multimedia (vídeo, audio, texto, gráficos y

datos) que son distribuidos por una red IP, los cuales debe poseer un nivel de calidad de servicio,

seguridad, interactividad y fiabilidad.

Las características de IPTV son:

Soporte de la TV interactiva. Los sistemas IPTV disponen de dos canales que permiten al

proveedor de servicios, distribuir aplicaciones de TV interactivas. Algunos tipos de servicios

pueden ser: TV en directo, TV de alta calidad (HDTV), juegos interactivos, búsqueda rápida de

Internet, etc.

Desplazamiento en tiempo (Time Shifting). Grabar el contenido emitidos en el servicio de IPTV

en un grabador y que después puedan ser vistos por el usuario.

Personalización. El servicio IPTV, al soportar comunicaciones bidireccionales, se permite al

usuario final, indicar qué quiere ver y cuándo lo quiere ver.

Menor ancho de banda. En lugar de distribuir cada canal para cada usuario final, la tecnología

de IPTV permite solo enviar el canal que el usuario ha pedido. Esta es una característica

importante, ya que permite conservar el ancho de banda en sus redes.

Accesibilidad con múltiples dispositivos. El visionado de los contenidos de IPTV no sólo está

limitado a los televisores, sino que los usuarios pueden disponer de este servicio a través de

sus ordenadores o dispositivos móviles.

Existen numerosos grupos de trabajo relacionados con IPTV en la ITU-T, estos grupos de trabajo

vienen definidos en la siguiente tabla.

Grupo de trabajo Nombre Temas sobre los que trabaja

WG1 Arquitectura y requerimientos Requerimientos de servicio,

arquitectura, escenarios de

Redes convergentes



servicio para IPTV, definiciones

de servicio, relaciones con

otros servicios y redes.

WG2 Calidad de servicio y aspectos

de rendimiento

Requerimientos de QoS y QoE,

rendimiento, mecanismos de

gestión de tráfico, mecanismos

de recuperación de errores de

la capa de aplicación.

WG3 Seguridad del servicio y

protección del contenido

Gestión de derechos digitales,

seguridad, autentificación,

autorización.

WG4 Control de red de IPTV Aspectos de control de red

control multicast, protocolos,

direccionamiento, identificación.

WG5 Aspectos de interoperabilidad y

sistemas finales

Aspectos del sistema final,

dispositivo final, aspectos de la

red del cliente, gestión remota.

WG6 Middleware, aplicaciones y

plataformas de contenidos

Guía de programa electrónica,

procesamiento del canal,

middleware, codificación de

audio y vídeo, descubrimiento

de contenidos, plataformas de

aplicación multimedia,

metadatos.

1.2.4. Vídeo-conferencia

Los sistemas de vídeo-conferencia son aplicaciones síncronas (dado que requieren la presentación

simultánea de los participantes), fueron pensadas para su utilización por grupos de personas y

diseñadas para facilitar el trabajo en común entre los miembros de esos grupos en diferentes

ubicaciones físicas locales e internacionales. Un sistema de video-conferencia puede funcionar en

diferentes entornos: escritorio a escritorio, escritorio a sala, sala a sala, etc., en función del número de

personas se presta este servicio, el sistema debe estar instalado en cada lugar participante. Se

diferencia de la vídeo-llamada ya que está orientada a la comunicación en grupo y se diferencia de la

video-distribución ya que la comunicación es bidireccional.

Los sistemas de video-conferencia tienen necesidades técnicas importantes ya que requiere de

cámaras especializadas que puedan tener movilidad para la detección de voz y seguidores en caso de

ser múltiples participantes en una sala con autoenfoque o bien puedan dar una buena imagen para

poder tener una buena visión en una sala. En cuanto a los requisitos de audio, en una reunión

tradicional buena parte de la información se transmite de forma vocal, no admite eco, ruidos, acoples,

Redes convergentes



retornos, etc. Lo que exige una buena acústica en la sala y equipamiento de calidad (micrófonos,

amplificadores, altavoces, etc.).

El sistema permite todas las opciones de presentación e intercambio de información que son posibles

en al reuniones presenciales. En cuanto a la conexión existente esencialmente existen dos modelos:

Vídeo-conferencia punto a punto: se realiza entre dos únicos terminales de vídeo-

conferencia. Previamente se establece la llamada telefónica mediante el número RDSI. Es

decir, un equipo de vídeo-conferencia hace la llamada a través del número RDSI al otro equipo

y se inicia la comunicación.

Video-conferencia Multipunto: en este modelo, la vídeo-conferencia va a ser entre más de

dos terminales. Se hace necesario pues, un equipo que sea capaz de hacer de unión entre

todos los terminales que participan en la multivideo-conferencia. Este equipo, el puente de

vídeo-conferencia se encargará de recibir la señal de todos los equipos de vídeo-conferencia y

de distribuir todas estas señales a todos los equipos, con el fin de que todos puedan participar

al mismo tiempo en dicho evento. Este puente de vídeo-conferencia se suele contratar a

empresas de telecomunicaciones, dado su alto costo y requisitos técnicos.

El problema del vídeo es el gran ancho de banda que requiere. En vídeo-conferencia suele trabajarse

con ventanas de 300x200 pixeles. El vídeo estándar utiliza 30 imágenes por segundo, por lo que 30

imágenes de 60 Kb dan1.8 millones de bytes por segundo.

En el siguiente apartado, se verán los estándares de transmisión que se utilizan para cada uno de los

tipos de servicio de vídeo que se ofrecen.

1.2.5. Estándares de transmisión de vídeo

Uno de los principales problemas en el manejo de vídeo por medio de las redes IP, es el ancho de

banda que puede consumir dadas las características de este vídeo. Para corregir este problema,

existen tres estrategias para reducir la cantidad de datos en un vídeo: compresión de los datos,

reducción de las dimensiones de la imagen del vídeo y reducir la velocidad de fotogramas del vídeo

capturado.

La compresión es el proceso de eliminar o reestructurar datos para reducir el tamaño de un archivo.

Los archivos de vídeo digital son muy grandes y requieren velocidades de transferencia de datos muy

altos para la captura y proyección. La compresión se realiza al compilar el archivo de vídeo.

El proceso de compresión de vídeo consta de tres pasos:

Procesamiento de la fuente de vídeo de entrada, paso en el cual se realiza el filtrado de la

señal de entrada para remover componentes no útiles y el ruido que pudiera tener esta

Conversión de la señal a un formato intermedio común (CIF)

Compresión de datos

Redes convergentes



Con base en el concepto de compresión existen estándares de vídeo desde su origen analógico como

es:

Comisión Nacional de Sistema de Televisión(NTSC por sus siglas en inglés)

Línea de Fase Alternada (PAL por sus siglas en inglés)

Color Secuencial con Memoria (SECAM por sus siglas en francés)

NTSC fue desarrollado en América y puesto en marcha en 1953. Sus características principales se

resumen en:

- Número de líneas: 525

- Ancho de banda de vídeo: 4 MHz

- Frecuencia de línea: 30 imágenes por segundo, 525 líneas por imagen = 15750 Hz

- Portadora de sonido relativa a la de vídeo: 4.5 MHz

- Modulación de la portadora de vídeo: AM negativa

- Modulación de la portadora de sonido: FM

- Ancho de banda del canal: 6 MHz

El número de flujos de vídeo simultáneos que se envía desde una Oficina central Local al cliente varía

de acuerdo a la red. La razón de ello se debe al ancho de banda que dispone. La siguiente tabla

muestra el ancho de banda necesario cuando se envía Televisión en broadcast y cuando se envía flujo

de vídeo en unicast utilizando encapsulado ATM en MPEG-2, H.264 y WM9 (Windows Media Video 9).

Descripción Formato

Sin comprimir

(Mbit/s)

MPEG-2

(Mbit/s)

H.264/WM9

(Mbit/s)

Ancho de banda

del codificador

para broadcast de

TV en tiempo real

SDTV 250.0 3.0 Mbit/s 1.5

HDTV 1300.0 15.0 Mbit/s 7.5

Ancho de banda

de las tramas de

unicast de vídeo

bajo demanda

SDTV ~ 1.0

HDTV ~ 5.0

Tomando en cuenta los valores de la tabla anterior, en el caso de SDTV no se pueden enviar más de

10 canales simultáneamente y en el caso de HDTV es incluso menor.

Si quieres conocer más sobre los estándares de vídeo, en la liga que se

encuentra a continuación, puedes revisar las referencias de la serie H

para la transmisión de medios audiovisuales de acuerdo con la

recomendación de la ITU.

http://www.itu.int/rec/T-REC-H/es

http://www.itu.int/rec/T-REC-H/es

Redes convergentes



En la serie H encontrarás más acerca de los estándares de sistemas

audiovisuales y multimedios.

Actividad 3. Servicios de video

Con el propósito de simular el empleo de estándares de transmisión en los servicios de vídeo y

determinar su rendimiento. Realiza lo que a continuación se te pide:

1. Elabora un organizador gráfico en donde plasmes los estándares utilizados con base en la

categorización indicada por tu Facilitador(a).

2. Realiza la instalación de acuerdo al servicio sugerido por tu Facilitador(a), haz lo necesario

con el analizador de tráfico.

3. Ejecuta las instrucciones específicas para la actividad.

4. Realiza un informe técnico incluyendo los elementos indicados por tu Facilitador(a).

5. Adjunta en una carpeta tu informe, el archivo resultante del analizador de tráfico, sus gráficas;

así como el archivo del organizador gráfico.

6. Guarda tus archivos en una carpeta .ZIP con el nombre KRCO_U1_A3_XXYZ y envíalo de tu

Facilitador(a) para recibir retroalimentación.

*Revisar los criterios de evaluación para esta actividad.

**Apóyate del Manual para la instalación del servicio de video en el material de Unidad.

*Informe técnico. Recuerda plantear la mayor cantidad de aspectos contextuales, de manera que tu informe se comprenda aunque estés ausente

Redes convergentes



1.3. Datos

La información es uno de los puntos más importantes en la era digital, el oro binario de las empresas y

organizaciones. En general toda la información que se maneja en redes IP, son datos. Estos datos son

de múltiples tipos, ya sea de control, gestión, voz, vídeo, mensajes, etc.

En esta sección abordaras temas a manera muy general de lo que son los servicios de datos, que

como ya se comentó, son de gran número de aplicaciones que se encuentran alojadas en ordenadores

y llevando información a través de la red.

Los principales servicios que se abordan son: Servidores de información, donde se abarcarán los

servicios DNS y WEB; por otra parte se verán los servicios de mensajería como correo electrónico y

mensajes instantáneos; por último transmisión y compartición de archivos. Como parte final de la

unidad, se verá la integración de los servicios desde un punto de una red convergente de múltiple

servicios.

1.3.1. Servidores de información

Sistema de Nombre de Dominio (DNS)

Muchos programas pueden hacer referencia a páginas WEB, buzón de correo y otros recursos

mediante direcciones IP de las computadoras, sin embargo los usuarios finales tienen dificultad para

recordar estas direcciones. Navegar en páginas WEB dentro de una red privada con una dirección IP,

significa que en alguno momento si el servidor WEB se mueve a otra máquina diferente con una IP

distinta, hay que avisar a todos sobre la nueva dirección IP.

Por tal motivo se introduce nombres legibles de alto nivel con el fin de separar los nombres de

máquina de las direcciones de máquina. De esta manera un usuario puede acceder a la WEB tan solo

conociendo el nombre de la página, sin importar que el servidor pueda, en algún momento, cambiar de

dirección IP.

Los DNS tienen un orden jerárquico de nombres basados en dominios y un sistema de base de datos

distribuido para implementar este esquema de nombres. El DNS se usa principalmente para asociar

los nombres de host con la dirección IP, pero también se puede usar para otros fines.

En términos simples el uso de un DNS es el siguiente. Para asociar un nombre con una dirección IP,

un programa de aplicación llama a un procedimiento de biblioteca llamado resolvedor y le pasa el

nombre como parámetro. Envía una consulta que contiene el nombre a un servidor DNS local, que

después busca el nombre y devuelve una respuesta con la dirección IP al resolvedor, que a su vez lo

devuelve al solicitante. Los mensajes de solicitud y respuesta se envían como paquetes UDP.

Armando con la dirección IP, el programa puede establecer una conexión TCP con el host o enviarle

paquetes UDP.

Redes convergentes



1.3.2. Mensajería

Existen básicamente dos tipos de soluciones para el envío de mensajes: mensajería electrónica y

mensajería instantánea, de la cual estás difieren en varios puntos.

Mensajería instantánea

Por una parte el servicio de mensajería instantánea (también conocido como chat), le permite

intercambiar en tiempo real, mensajes con una o varias personas conectadas simultáneamente a

Internet, con lo que permite un diálogo interactivo. Los mensajes instantáneos de texto intercambiados

son temporalmente almacenados y se borran tras el cierre de la ventana de mensajes (a menos que se

guarden expresamente de forma local o en la configuración del servicio).

En las conversaciones en tiempo real, el tiempo de escritura debe ser lo más corto posible para que

resulten más fluidas. Por eso en mensajería instantánea se suele usar un lenguaje compuesto por

abreviaturas textuales o visuales (guiños, caritas, etc.) para expresar concretamente el estado de

ánimo del autor.

El modo de comunicación empleado en la mayoría de los casos, es el envío de mensajes cortos

textuales, pero esta comunicación puede ser objeto de intercambio de archivos de una conversación

de audio, vídeo o imagen.

Existen un gran número de aplicaciones en la WEB que emplean este tipo de mensajes como lo es:

Pidgin

Ichat

ICQ

Windows Live Messenger (actualmente representado porSkype debido a su compra 2013)

Yahoo! Messenger

Google Talk (Hoy Hangouts)

Existen otros servicios que depende sólo de páginas WEB como son los Webchat, donde no es

necesario la instalación de una aplicación o software.

Actualmente la tendencia es la centralización de o unificación de cuentas, de tal manera que puedes

tener cuentas en cada servicio pero accesar a uno solo e interconectarte con todos los servicios.

Mensajería corta SMS

Hay otro servicio que es totalmente distinto a los que ya se mencionaron, este servicio conocido como

Sistema de Mensajería Corta (SMS por sus siglas en inglés), son mensajes de texto enviado por

dispositivos móviles o desde un ordenador a otro dispositivo móvil. A diferencia de los servicios

anteriores, los SMS tienen un límite en el número de caracteres a enviar (Alrededor de 140 o 160

caracteres dependiendo de las compañías telefónicas).

Redes convergentes



Los SMS también se integran con los sistemas de Roaming (el usuario o receptor está fuera de su

propia red móvil) permitiendo enviar un SMS a cualquier móvil en el mundo entero, porque los tres

estándares de redes móviles, GSM, CDMA y TDMA, están usando el mismo tipo de tecnología por

SMS. Por lo que se puede decir que este tipo de servicio es universal.

Mensajería electrónica (Correo electrónico)

En cuanto a los servicios de mensajería electrónica o correo electrónico, permiten enviar un mensaje

electrónico a destinatarios conectados a la red en pocos segundos. Para recibir y consultar los correos

electrónicos, los usuarios deben disponer de una dirección electrónica. Este tipo de servicios, por el

contrario de los mensajes instantáneos, la recepción de correos electrónicos no se produce en tiempo

real, esos mensajes se conservan hasta que sean eliminados por el usuario de forma voluntaria.

Un protocolo muy conocido para el envío de correo electrónico, es el Protocolo de Transferencia de

Correo Simple (SMTP por sus siglas en inglés), el cual fue diseñado para transferir correo confiable y

eficiente. Se utiliza ampliamente en instalaciones gubernamentales y de educación y también es el

estándar utilizado en Internet para transferir correo. Es un protocolo abierto porque la única suposición

que hace del mecanismo de transporte debajo de él es que proporcionará un servicio confiable.

En la mayoría de los casos, SMTP se utiliza junto con el servicio de protocolo de Control de

transmisión (TCP), normalmente trabaja sobre los puertos 25 y 110, que proporciona la capa de

transporte confiable (servicio). Otros mecanismos de transporte que se mencionan como compatible

con la especificación son el servicio de programa de Control de red (NCP), el servicio de transporte

independiente (NITS) de red y el servicio X.25.

Solicitudes de comentarios (RFC) proporcionan especificaciones para el protocolo:

RFC-821 especifica el protocolo de intercambio y es la base para SMTP

RFC-822 especifica el formato del mensaje

1.3.3. Transmisión y compartición de archivos

La descarga de archivos desde la red es uno de los clásicos de Internet. Ningún otro servicio se utiliza

tan a menudo en la comunidad de Internet como FTP. Gracias a este servicio, se puede transferir los

archivos por Internet, como programas, imágenes, sonidos, documentos de texto, entre otros.

Como en el caso del resto de los servicios de Internet, para FTP se necesita un programa especial,

para este caso, un denominado Cliente FTP. Consta de un servidor FTP, donde a su vez, se encuentra

un programa que hace posible el transporte de datos.

Para darse de alta en un servidor FTP con el fin de poder descargar archivos, se requiere un número

de acceso o un nombre de usuario y una contraseña para identificarse como usuario con permiso para

recibir datos de este servidor FTP. Es fácil de manejar, una vez que se haya dado de alta en un

Redes convergentes



servidor FTP, tendrá la posibilidad de ver todas las carpetas existentes en él y los archivos que éstas

contienen. Cuando encuentre el archivo que buscaba, sólo tendrá que pulsar y determinar un directorio

destino en su ordenador para guardar el archivo.

1.3.4. Integración de los servicios

Muchas empresas necesitan tener los servicios de voz, vídeo y datos, para incrementar la

productividad, mejorando los procesos a través de medios informáticos que tenga al día a todo el

personal de acuerdo con el puesto que desempeña. La orientación de redes convergentes no es tener

un número de redes cuantos servicios necesitamos, sino que por el contrario, tener la capacidad de

integrar todos estos servicios por una sola red.

Esto no solo aplica en las empresas, ya que también en el hogar era común contar con una línea para

el teléfono, una para los servicios de TV, etc. Hoy es posible encontrar prestadores de servicio que nos

proporcionan varios servicios en un solo medio de transporte, con lo que no solo implica la cuestión de

espacio, sino también el impacto en la economía de los usuarios reduciendo costos.

Algunos de estos servicios se dan por medio de la red telefónica que cuenta el usuario. Uno de estos

servicios se le da el nombre de Línea de Suscriptor Digital (DSL por sus siglas en inglés) en el cual, los

datos de alta velocidad pueden transportarse fácilmente de la Oficina central a la Terminal Remota por

medio de claves de fibra óptica. Uno de los inconvenientes es el transporte de los datos del cliente

sobre el último kilómetro y medio (última milla), ya que no es económico instalar una línea dedicada de

fibra o coaxial desde la Terminal Remota directamente con el cliente. Sin embargo, cabe recordar que

existen líneas de par trenzado instaladas que poseen anchos de banda útiles tan grandes como 30

MHz, que pueden ser utilizadas

En aplicaciones convencionales, las tarjetas de línea de Servicio Telefónico Convencional en la

Terminal Remota, restringe el ancho de banda a un rango de frecuencia de voz de 3.3 KHz. Esto limita

la velocidad de datos con respecto a 50 kbit/s para una SNR de 50 dB que brinda un módem V.90. Sin

embargo, las tarjetas de Línea de Suscriptor Digital, puede usarse en la Terminal Remota para tomar

ventaja del ancho de banda de un par trenzado y proporcionar velocidades de datos del orden de los 6

Mbit/s. Existen muchos métodos para DSL, la cual se denota mediante la nomenclatura xDSL. Todas

utilizan uno o dos pares trenzados para servir al cliente desde la Terminal Remota.

La Línea de Suscriptor Digital de Alta Velocidad (HDSL por sus siglas en inglés) utiliza dos pares

trenzados uno para la trasmisión y otro para la recepción. Soporta 1.544 Mbit/s en modo full-duplex a

lo largo de una distancia aproximada de 3.5 Km desde la Terminal Remota.

La Línea de Suscriptor Digital Simétrica (SDSL por sus siglas en inglés) es una versión de un par de

HDSL que soporta 768 kbit/s en cada dirección con un híbrido o un cancelador de eco para separar los

datos transmitidos de los recibidos.

Redes convergentes



La línea de suscritor Digital Asimétrica (ADSL por sus siglas en inglés) ocupa un par trenzado para

soportar 6 Mbit/s enviados de la Terminal Remota al cliente (Bajada) y 640 kbit/s enviados por el

cliente a la Terminal Remota (Subida) en distancias de hasta 3.5 Km. El espectro de una ADSL está

por encima de 25 KHz y la banda por debajo de los 4 KHz se usa para señales del Servicio Telefónico

Convencional de voz. Esta es una de las más importantes ya que es utilizada en los servicios que

proporciona los proveedores de servicio telefónico en México (TELMEX).

Línea de Suscriptor Digital de muy Alta Velocidad (VDSL por sus siglas en inglés) utiliza un par de

hilos para soportar 25 Mbit/s de bajada y 3.2 Mbit/s de subida.

Por otro lado también se habla de la Red Digital de Servicios Integrados (ISDN por sus siglas en

inglés) la cual emplea una línea de par trenzado para suministrar una velocidad de datos al suscriptor

de hasta 144 kbit/s en cada dirección para distancias de un poco más de 5 KM desde la Terminal

Remota.

Una ISDN utiliza una DSL para suministrar solo datos digitales sin señales de voz. El suscriptor de

ISDN puede hacer una demultiplexión de los datos para proporcionar cualquiera de las siguientes

aplicaciones simultáneamente:

1- Decodificar datos para producir señales de voz para aparatos telefónicos

2- Decodificar datos para una presentación de vídeo

3- Procesar datos para aplicaciones de telemetría o PC

Triple-Play

Los operadores de servicio se ven en condiciones de ofrecer nuevos servicios avanzados, basados en

tecnología IP, a los usuarios residenciales, que incluyen tres tipos básicos de servicio en tiempo real

(VoIP, IPTV, acceso a Internet de banda ancha), combinables en diferentes paquetes, y a los cuales

se puede acceder tanto a través de redes cableadas, como inalámbricas, estas últimas aun con

problemas de seguridad y susceptibles de robo de señal.

En el mundo de las telecomunicaciones, el Tiple-Play es un concepto de marketing que se podría

definir como la integración de servicios y contenidos audiovisuales (Voz, datos de alta velocidad y TV).

Incluye servicios telefónicos de voz junto al acceso de banda ancha, añadiendo además servicios

como canales de TV y pago por visión PPV (del inglés Pay Per View).

A diferencia de los servicios tradicionales, cada uno de los cuales se ofrece a los usuarios a través de

una red de comunicaciones independiente, el servicio de Tripe-Play se basa en ofrecer todos los

servicios por un soporte físico único, ya sea por medio de cable coaxial, fibra óptica, par trenzado, red

eléctrica o vía radio (Microondas).

Todos los servicios se ofrecen haciendo uso de la tecnología IP. Por una parte el servicio telefónico se

realiza mediante VoIP y la televisión se transmite en modo IPTV. Con esto al usuario final le permite

Redes convergentes



que por medio de un mismo medio físico de acceso a la red del operador, ingresar a servicios de

Internet, voz y vídeo.

A medida que los usuarios se acostumbran a los servicios de Triple-Play, la evolución natural será que

quieran recibirlos en sus terminales móviles. Esto requerirá visualizar una película en sus móviles de

última generación, su tableta o en un ordenador móvil.

Pensar ver una película en la pantalla de un móvil, es aún poco concebible por los usuarios quienes

preferirían hacerlo en la comodidad de un televisor o pantalla, un estudio ha demostrado que la

pantalla de una terminal móvil, dispone de la misma relación de aspecto a 15-30 centímetros de

nuestra cara que en caso de estar viendo la TV a 3 metros, los ojos se ajustan sin mayor complejidad.

Es por ello que recientemente a los servicios que se ofrecen en el Triple-Play, se agrega un servicio

más que son los servicios móviles. A este tipo de servicio, se le conoce como Quad-Play, que es la

tendencia mundial, aunque en nuestro país falta desarrollo de infraestructura e inversión.

Aplicación Carga Relación QoS Tráfico Comentarios

A V D

IPTV X X X P2M P A De carga libre

HDTV X X X P2M P A IPTV de alta definición

TV Pago por evento X X P2M P A Pago por evento

VoD en STB X P2P B A Descarga de STB

VoD en la red X X X P2P P A Requiere un servicio de red

Canales de búsqueda X P2P B A Tema, actor, lenguaje, etc.

Pseudo VoD X X X P2M P A Programas/canales atrasados

Vídeo-conferencia X X X M2M G B Múltiples usuarios con imagen

VoIP X X P2P G S Servicio de datos presente

Radio difusión X X P2M P A Usando transporte de flujo de TV

Radio streaming X P2M P A Uso de Internet

Correo de voz X - P A Mensajes de voz en tiempo diferido

(no en tiempo real)

Audio de alta fidelidad X P2P P A Pago por sesiones de escucha

Descarga de audio X P2P B A Reproducción de MP3

Juegos individuales X P2P G A Individual o grupo

Juegos en grupo X M2M G S Pago por juego

Fax X P2P B A Para VoIP fijo

Comercio electrónico X M2P B A Aplicaciones de salas WEB

Servicio de VPN X M2M P S Aplicación de negocios

Internet de alta velocidad X P2P B A Entretenimiento y trabajo en casa

Servicios de X P2P G A Aplicaciones de negocios

Redes convergentes



almacenamiento

Vigilancia X P2P B A Alarmas

Domótica X P2M B A Control remoto y monitoreo

Mensajería instantánea X P2M B B Mensajes en tiempo real

Correo electrónico X P2M B U Mensajes en tiempo diferido

www X P2P B A Navegación basada en Hypertexto

Transferencia de archivos X P2P B A Carga y Descarga de datos al

servidor

Acceso móvil sin licencia X X X P2P G S UMA actualmente GAN (de las

siglas en inglés)

Convergencia móvil X P2P G S Re-direccionamiento de llamadas a

líneas fijas

SMS X P2P B U Mensajes cortos inalámbricos en

tiempo diferido.

Carga

A - Audio (Voz)

V – Video

D - Datos

Relación

P2P - Punto a punto

P2M - Punto a multipunto

M2P – Multipunto a punto

M2M – Multipunto a

Multipunto

QoS

B – Mejor esfuerzo (Best effort)

P – Priorizado

G – Garantizado (Guarantee)

Tráfico

U – Unidireccional

B – Bidireccional

A – Asimétrico

S – Simétrico

Aplicaciones de Triple-Play. Tomada de Hens (2008).

Las redes convergentes proporcionan una oportunidad que no sería posible con redes separadas de

computadora, telefonía y video. Las empresas que se están cambiando a la convergencia pueden

realinear los recursos humanos para crear una organización de apoyo ágil y flexible. Esta acción por sí

sola comienza a fomentar un espíritu de colaborador a través de la iniciativa de la empresa. El antiguo

personal de soporte de la red de datos informáticos ahora puede compartir tareas relacionadas con el

trabajo.

Las redes telefónicas ahora pueden ayudar a convertir la infraestructura tradicional de

telecomunicaciones en un sistema telefónico basado en una red informática. La capacitación cruzada

será necesaria y deseable sin lugar a dudas. Los administradores de estos sistemas de datos,

telefonía y video pueden unirse en un estandarte de convergencia exigible por los usuarios.

El dicho “la unión hace la fuerza” tiene una relevancia directa para cualquier organización en el

mercado actual ya que la convergencia está ahora en camino y eventualmente alcanzará a la mayoría

de las empresas tecnológicas. Las compañías que se mantengan en redes de sistemas separados

para su computadora, voz y video irán saliendo del mercado, como es el caso actual de la compañía

de renta de videos Blockbuster que en diciembre de 2013 llevo a cabo el cierre de la primera tienda

de renta de videos anunciando así el cierre paulatino de sus instalaciones en todo el mundo.

Redes convergentes



Afortunadamente, las Telefonías IP y VoIP están en un punto de madurez donde cualquier compañía

hoy puede planear la conversión con la seguridad de que será un ahorro de costos y una estrategia

para aumentar la productividad. Puede hacerlo también por el enorme enriquecimiento de la

productividad de su compañía, resultado del conjunto completo de características de llamadas

agregadas y las aplicaciones perfectas. Además, la productividad resulta de la colaboración que

fomenta la convergencia entre los empleados incluyendo niveles de seguridad antes no aplicados.

Movimientos convergentes de dispositivos y su cronología. Nielsen National People Meter Panel (2013) p.6. Consultado

en: http://www.nielsen.com/content/dam/corporate/us/en/reports-downloads/2014%20Reports/the-digital-consumer-report-feb-

2014.pdf

Redes convergentes



Actividad 4. Servicios de datos

Para esta actividad simularás el uso de estándares de transmisión en los servicios de datos y

determinar su rendimiento. Realiza lo que a continuación se te pide.

1. Elabora un organizador gráfico en el que plasmes los estándares utilizados con base en

los elementos indicados por tu Facilitador(a).

2. Instala y configura el servicio. Acción que se deberá realizar en sincronía con tu

Facilitador(a).

3. Crea las cuentas de usuarios. 4. Configura los permisos o privilegios de lectura y escritura para cada uno de ellos. 5. Ejecuta simultáneamente el analizador de tráfico. 6. Realiza la transmisión de archivos de acuerdo a lo solicitado e integra diferentes

protocolos. Con la ayuda de un analizar de tráfico, obtén las gráficas para cada uno de los

envíos. Durante los procesos de envío y análisis, captura las pantallas.

7. Realiza un informe técnico, incluyendo los elementos solicitados por tu Facilitador(a).

8. Guarda tus archivos en una carpeta en formato .ZIP con el nombre KRCO_U1_A4_XXYZ

y envíalo de tu Facilitador(a) para recibir retroalimentación. Recuerda adjuntar a la carpeta

el archivo del analizador de tráfico.

*Revisa los criterios de evaluación para esta actividad.

*Informe técnico. Recuerda plantear la mayor cantidad de aspectos contextuales, de manera que tu informe se comprenda aunque estés ausente

Autoevaluación

En lo que respecta a esta actividad, su propósito es que al término del estudio de la unidad, evalúes

de manera independiente y autónoma los aprendizajes adquiridos. Para ello contesta las preguntas

planteadas y de tener dudas en algún tema, repásalo las veces que sea necesario, pregunta a tu

Facilitador(a) e investiga un poco más por tu cuenta.

Redes convergentes



Evidencia de aprendizaje. Integración de servicios

Para esta actividad realizarás un ejercicio de simulación similar a los que has realizado en las

actividades presentadas en el transcurso de la Unidad. Esta evidencia al ser concluyente consistirá en

la integración de servicios por medio de un caso aplicando alguna de las herramientas de

virtualización ya usadas. Para ello, con base en las indicaciones de tu Facilitador(a) tendrás que

instalar la(s) herramienta(s) y configurar estándares de transmisión. También tendrás que analizar el

comportamiento de la red y precisar el porqué de protocolos y estándares de transmisión utilizados.

1. Lee el caso presentado.

2. Sigue y pon en práctica las indicaciones de tu Facilitador(a).

3. Guarda tus archivos en una carpeta .ZIP con el nombre KRCO_U1_EA_XXYZ y envíalo para

su revisión.

4. Espera la retroalimentación de tu Facilitador(a), atiende sus comentarios y de ser necesario

envía una segunda versión de tu evidencia.

Para conocer los elementos a evaluar consulta el instrumento correspondiente a la evidencia de aprendizaje. **El peso de la carpeta no debe exceder los 5 Mb

Autorreflexión

Al terminar la Evidencia de aprendizaje Integración de servicios es muy importante que realices tu

Autorreflexión. Para ello, Ingresa al foro de Preguntas de Autorreflexión y a partir de las preguntas

presentadas por tu Facilitador(a), realiza lo que se te pide y súbelo en la sección Autorreflexiones.

Cierre de la unidad

¡Enhorabuena has concluido la primera unidad de la asignatura!, en ésta has repasado algunos

términos vistos en asignaturas anteriores, los cuales se aplican y consolidan los temas vistos en esta

unidad. Así mismo, realizaste un recorrido por cada uno de los servicios más importantes en las redes

como es Voz, Video y Datos, los cuales tiene sus características de manejo por el uso de protocolos y

Redes convergentes



estándares que son muy importantes cuando se trata de integrarlos para ofrecer un servicio

convergente de mayor calidad.

Si bien es cierto que hoy en día las empresas buscan eficientar sus servicios y productividad en

concordancia con una economía global y digital, por medio de éstas y muchas otras posibles

soluciones, ya que han visto grandes beneficios desde el aspecto tecnológico, productivo hasta en la

competitividad a la hora de ofrecer algún bien o servicio al usuario final.

Ahora, puedes continuar con la unidad 2. Seguridad en capas superiores y seguridad en la capa de

red, en la que estudiarás: seguridad en los servicios, encriptación, protocolos de seguridad en capa 3 y

la seguridad en VPN.

Para saber más

Para conocer más acerca de los transductores:

o Consulta el libro de Häberle & Romano (1980)

o Puedes encontrar mayor información de la evolución de las telecomunicaciones

buscando en la red: Los Hitos de la Historia, que trata sobre el inicio del proceso de

transmisión de la voz.

Acerca de un recorrido por la evolución de la telegrafía óptica, el siguiente mapa conceptual:

http://goo.gl/9nMas.

Mayor información de señalización SS7 en los siguientes vínculos:

o Aquí podrás encontrar un tutorial de sistema de señalización número 7 (SS7):

www.pt.com

o Sobre la señalización para el transporte de voz podrás apoyarte en la lectura de:

Moreno J.I.; Soto, I; Larrabeiti, D. (2001). Protocolos de Señalización para el transporte

de voz sobre redes IP. Tesis. Universidad Carlos III de Madrid. Madrid: ATI (Asociación

de Técnicos de Informática).

Fuentes de consulta

Fuentes básicas

Blake, R. (2004). Sistemas electrónicos de comunicación. México: Thomson.

Caballar, J. A. (2007). VoIP la telefonía en Internet. España: Ediciones Paraninfo.

Huidobro, J. M.; Conesa, Rafael (2006). Sistemas de telefonía, España: Thomson.

Lloret J., García M., Boronat F. (2008). IPTV, la televisión por Internet. España: Publicaciones

Vértice S.L.

http://goo.gl/9nMas

http://www.pt.com/

Redes convergentes



Stalling, W. (2004). Redes e Internet de alta velocidad: rendimiento y calidad de servicio.

España: Pearson.

Stallings, W. (2004). Comunicaciones y redes de computadoras.2ª. ed. España: Pearson.

Tanenbaum, A. (2003). Redes de computadoras. México: Pearson Educación.

Verón, J. (2009). Prácticas de Servicios en Red y aplicaciones web. España: Julián Verón

Piquero.

Fuentes complementarias

Bannister, J; Mather, P.; Coope, S. (2004). Convergence Technologies for 3G Networks: IP,

UMTS, EGPRS and ATM. England: John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate,

Chichester.

Cobo, C, R.; Pardo, K. H. (2007). Planeta Web 2.0. Inteligencia colectiva o medios fast food.

Barcelona / México DF.: Grup de Recerca d'Interaccions Digitals, Universitat de Vic. Flacso

México.

Couch, L. W (2008). Sistemas de comunicación digitales y analógicos. México: Prentice Hall

Häberle, H; Romano, J. (1980). Electrónica de telecomunicaciones. España: Editorial Reverté.

Hens, F.; Caballero, J. (2008). Triple Play: Building the converged network for IP, VoIP and

IPTV. England: John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester.

Magaña, E.; Izkue, (2003). Comunicaciones y redes de computadores. España: Pearson

Educación.

Soto, J.I.; Larrabeiti, I. D. (2001). Protocolos de Señalización para el transporte de voz sobre

redes IP. Tesis. Universidad Carlos III de Madrid. Madrid: ATI (Asociación de Técnicos de

Informática).

Fuentes electrónicas

Converteworld (2014). Luminancia. Retomado de: http://www.convertworld.com/es/luminancia/

Efectohd (2008). El misterio del pixels aspect radio. 21/01/2008. Consultado en:

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IEEE (2014). Global history network. Consultado en:

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ITU (1986). Informe 484-2. Relación señal de imagen/señal de sincronismo. ITU. Consultado

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Musiksistemas (2009). ¿Qué es Luminancia y crominancia? Consultado en:

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Universidad de Extremadura. (2005). Sistemas de Telegrafía Óptica. IHMC Cmaptools.

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Wikitel (2013). Normas ETSI. Comisión del mercado de las telecomunicaciones. Barcelona:

24/04/2013. Consultado en: http://wikitel.info/wiki/Normas_ETSI

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Documents

Unidad 1. Servicios Convergentes