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Capítulo 1

Sistemas de telefonía

1. Introducción

El teléfono fue inventado por Alexandre Grahan Bell a finales del siglo XIX, siendo su principal objetivo el establecimiento de comunicación mediante la transmisión de voz entre dos o más usuarios. Desde entonces, los sistemas de telefonía han evolucionado de forma que hoy en día, sin dejar de lado su función original, que es la transmisión de voz, permiten la transmisión de todo tipo de datos en formato digital.

En este capítulo se verá cuáles son los tipos de redes telefónicas existentes y las diferentes tecnologías que se han empleado para el establecimiento de la comunicación telefónica entre el emisor y el receptor, así como qué tipo de información permitía transmitir cada una.

También se explicará la forma en la que se transmiten las señales telefónicas, las características de estas señales y sus parámetros.

Para finalizar el capítulo, se incluirá la información necesaria para interpretar los planos y esquemas correspondientes a las instalaciones de telefonía en los edificios.

2. Conceptos

Las redes de telefonía están constituidas por todos los elementos, medios de transmisión y de conmutación necesarios para enlazar a voluntad dos equipos terminales, mediante el establecimiento de un circuito físico que desaparece una vez que se ha completado la comunicación.

En el desarrollo de este punto se verán los diferentes tipos de redes existentes actualmente y cómo han evolucionado desde sus orígenes. Esta evolución ha permitido adaptarse por un lado a los servicios demandados por los usuarios y, por otro, constituir el sistema de red de conexión más adecuado a cada operadora.

2.1. Redes telefónicas

Una red telefónica se puede definir como el conjunto de sistemas de transmisión que, mediante la utilización de los recursos de gestión adecuados, permite establecer el intercambio de información entre dos usuarios distantes, manteniendo la conexión el tiempo necesario.

Nota

La comunicación siempre debe ser eficaz, económica y fiable.

Los primeros sistemas telefónicos transmitían únicamente señales de frecuencias vocales (llamadas telefónicas). Posteriormente para atender a nuevas necesidades de comunicación, como es la transmisión de datos, los sistemas telefónicos han sufrido un considerable desarrollo. Para realizar estas funciones la red telefónica consta básicamente de tres elementos:

1 Los equipos terminales son los componentes del sistema que permiten interactuar a los usuarios. Actúan como emisor o receptor de la señal que se desea transmitir, siendo a la vez fuente y destino de información. Pueden ser de muy distinta índole, tanto por la tecnología con la que funcionan como por la función del servicio que realizan: teléfonos, fax, módems, etc.

2 Los enlaces son el conjunto de medios físicos que se utilizan como soporte para la transmisión de señales (voz, datos, texto, etc.) por la red tales como pares, coaxiales, fibra óptica, equipos de radio, etc.

3 Los nodos de conmutación son los elementos de la red en los que concurren dos o más enlaces de comunicación, encargándose de gestionar las conexiones necesarias para que se establezca la comunicación entre dos terminales. Deben poseer los medios necesarios para poder conectar todas sus entradas con todas las salidas; de esta manera permiten encaminar la información hacia el destino correcto.

Componentes básicos de la red telefónica

Nota

Los terminales actúan como emisor o receptor de la señal, siendo fuente y destino de la información.

Topología

La topología de la red representa la forma que se le va a dar a la infraestructura de comunicación para que la conexión entre los diferentes equipos terminales se establezca de manera rápida, fiable y segura. La decisión por parte de las compañías de optar por un determinado tipo de red depende del número de abonados, topología del terreno, servicios a los que dé cobertura, etc. Se pueden encontrar diferentes tipos de redes:

Red mallada

Al comienzo de la telefonía, cuando había un número reducido de abonados pertenecientes a una única red, las conexiones entre ellos se establecían punto a punto, de forma que el sistema telefónico se estructuró como una red mallada, en la que la incorporación de un nuevo usuario suponía su conexión a todos los existentes.

En estas redes no hay ningún nodo ni equipo terminal que realice funciones de gestión del tráfico.

Red mallada

Importante

Al comienzo de la telefonía, el sistema se estructuró como una red mallada, en la que la incorporación de un nuevo usuario suponía su conexión a todos los demás.

La red mallada no solo sirve para comunicar equipos terminales, también pueden conectarse de esta forma equipos conmutadores, lo que hace que en caso de fallo de alguno de los nodos la red cuente con caminos alternativos.

Red en estrella

En las redes en estrella todos los equipos terminales se conectan a un nodo central. Esta topología de red surgió cuando el número de usuarios creció y la red mallada se volvió insostenible, siendo la solución que los usuarios de un área próxima se conectaran a una central local.

Para permitir que los usuarios conectados a una de estas redes puedan comunicarse con otros conectados a redes más alejadas, estas centrales locales también se conectan de forma individual a otra central que normalmente tiene un rango superior y que, además de la interconexión, se encarga de gestionar el tráfico.

Red jerárquica en árbol

Esta forma de conexión en la que cada equipo se conecta a otro superior por un enlace, hasta llegar a un único nodo que sirve de raíz para los demás, se conoce como red jerárquica en árbol. En esta red es fácil realizar el encaminamiento ya que existe un único camino para llegar a cada punto.

De la combinación de las configuraciones anteriores surgen las redes mixtas, cuya ventaja es la superación de las limitaciones que presentan las configuraciones básicas cuando se encuentran de forma aislada. Así, si en una red jerárquica en árbol se enlazan los nodos de la misma jerarquía, se establecerán rutas alternativas que harán posible que en caso de caída de uno de los nodos los usuarios que dependen de él encuentren una ruta alternativa en la red.

Red mixta

Estructura de la red telefónica

La organización jerárquica de la red lleva a establecer diferentes niveles que, partiendo del nivel más básico y ascendiendo en complejidad, son:

1 Red terminal, que corresponde a la red en la ubicación del abonado, y va desde la necesaria para conectar un único terminal hasta una red de área local. Se caracteriza porque el tráfico es reducido y porque se comparte el medio de transmisión.

2 Red de acceso, que comprende los circuitos y elementos físicos que permiten realizar la conexión de los terminales del usuario a la red troncal. Esta parte de la red se diseña normalmente en estrella o en anillo.

3 Red troncal, formada por circuitos que unen los centros de conmutación entre sí. Está compuesta por centros de conmutación primarios, secundarios, terciarios y centros de conmutación internacional formando una red jerarquizada en árbol, sistema utilizado tradicionalmente. En la actualidad, se utilizan redes complementarias en las que los centros de conmutación han sido sustituidos por anillos (primarios finales, secundarios y terciarios).

Recuerde

Para realizar una comunicación ya no es necesario ascender a través de la red jerárquica, basta con encaminar la comunicación a través de la secuencia directa que une diferentes anillos.

Aplicación práctica

Si realizara una llamada telefónica desde un municipio situado en la provincia de Málaga a la ciudad de Lugo, teniendo en cuenta la jerarquía de acceso de la red de conmutación, razone las posibles rutas.

SOLUCIÓN

Suponiendo que no existen enlaces directos desde la central de un municipio rural hasta Lugo, analizará los posibles casos que se darían desde el más directo.

La central rural enlazaría con la central provincial y esta buscaría un enlace directo con la central de Lugo a la que pertenece el abonado.

En el caso de que no exista enlace directo desde la central provincia de Málaga hasta la central del abonado en Lugo, buscaría el enlace con la central en Lugo que tenga enlace directo con la central del abonado.

En caso de que los enlaces entre Málaga y Lugo estuvieran saturados buscaría rutas alternativas o de desbordamiento, pasando por otras centrales de tránsito. Por ejemplo, desde Málaga a Madrid y desde Madrid a Lugo. Para completar la llamada el sistema jerárquico deberá contemplar varias rutas alternativas a fin de evitar que la saturación en determinadas líneas, ya sea por tráfico o averías, afecten al funcionamiento de la red.

2.2. Equipos y elementos de las redes telefónicas

La estructura básica de una red telefónica está constituida por equipos encargados de realizar funciones de conmutación y transporte, denominada red troncal, y otro conjunto que permite realizar la conexión de los equipos situados en las centrales con los abonados, denominado red de acceso o bucle local. Tradicionalmente se les ha denominado planta interna y planta externa.

Ejemplo de red de telefonía

A continuación se describirán los diferentes elementos que se pueden encontrar tanto en la red troncal como en la red de acceso.

Red troncal

Los equipos principales que la componen son:

1 Centrales de conmutación.

2 Equipos de transmisión, encargados de unir nodos entre sí, ya sea mediante portadores físicos (cables de pares, coaxiales o fibra óptica) o mediante equipos de radio por microondas.

3 Equipos encargados de conexiones de alta velocidad con abonados, ofreciendo servicios de acceso a Internet y televisión mediante tecnología DSL (Digital Subscriber Line), línea digital de abonado.

Red de acceso o bucle local

En la red de acceso cada terminal tiene asignado un circuito o canal de comunicación de uso exclusivo. Las características que debe cumplir la red sería:

1 Cubrir las necesidades para el periodo de tiempo proyectado.

2 Tener flexibilidad y permitir realizar ampliaciones.

3 Debe estar proyectada con una relación inversión/rentabilidad adecuada.

4 Debe garantizar una calidad de transmisión acorde a la normativa de la ITU.

Nota

La ITU o UIT es la Unión Internacional de Telecomunicaciones, organismo especializado de Naciones Unidas encargado de regular las telecomunicaciones.

Los tipos de redes de bucle local utilizados por las operadoras son:

1 Bucle local por cable tradicional.

2 Bucle local multiservicio.

3 Bucle local vía radio o LMDS.

Bucle local

Este tipo de bucle ofrece servicios de telefonía y datos. Está compuesto por pares de cables que se distribuyen desde la central hasta la caja terminal de acceso de usuario, siendo el orden de su recorrido el siguiente:

Repartidor principal o de usuarios

Es el elemento puente entre la red y el equipo de conmutación. Permite que cualquier par (cables) que viene de la red pueda ser conectado al equipo de conmutación. El repartidor está compuesto por un armazón con estructura metálica, por el lado vertical se montan las regletas de conexión de los cables de pares provenientes de la red exterior y por el lado horizontal las regletas de conexión de los equipos de conmutación.

Mediante conexiones de hilos puentes se interconectan los pares de la red exterior (regleta vertical) con un número del centro de conmutación (regleta horizontal).

Canalizaciones subterráneas

Los conductos mediante los cuales se distribuyen los pares de cables por la red exterior están unidos mediante cámaras de registro, que permiten el doblaje correcto de las mangueras y realizar los empalmes.

Cajas terminales

Pueden ser interiores o exteriores. A partir de este punto comienza la red de dispersión, es decir, el cableado que permite acceder hasta los usuarios mediante las acometidas adecuadas según la normativa ICT.

Recuerde

Cada operadora utiliza el bucle local más adecuado a los servicios que ofrece. En el caso de las operadoras de telefonía tradicionales utilizan la red de distribución mediante pares y las nuevas operadoras o regionales lo combinan con cables coaxiales o fibra óptica, denominándose bucle local multiservicio.

Bucle local inalámbrico

El Sistema de Distribución Local Multipunto o LMDS (del inglés Local Multipoint Distribution Service) se basa en una tecnología de conexión vía radio inalámbrica que permite, gracias a su ancho de banda, el despliegue de servicios fijos de voz, acceso a Internet, comunicaciones de datos en redes privadas, y video bajo demanda.

Este tipo de bucle aprovecha la estructura común de infraestructura del edificio para comunicar al usuario con una unidad externa vía radio, aunque este sistema está limitado a distancias de 15 kilómetros desde el abonado, con visibilidad directa, hasta la estación base repetidora.

La tecnología LMDS usa señales en la banda de las microondas, en concreto la banda Ka (en torno a los 28 GHz, dependiente de las licencias de uso de espectro radioeléctrico del país), por lo que la distancia de transmisión es corta (a esto se debe la palabra ‘local’ en el nombre de la tecnología), ya que a tan altas frecuencias la reflexión de las señales es considerable. Pero también en muchos países europeos se trabaja en 3,4-3,5 GHz.

Ejemplo de bucle local inalámbrico