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Teléfono básico

ftrevino@gama.fime.uanl.mx

fernandotrevinomtz@prodigy.net.mx

Partes del teléfono alámbrico

Partes del teléfono inalámbrico Diagrama a bloques de un teléfono

básico

Timbre

Interruptor de gancho

Circuitos de marcación

Auricular

Bobina híbrida

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Campana o Timbre

• La campana es un timbre o un oscilador electrónico conectado a una bocina.

• Está conectada continuamente al par trenzado del lazo local que va a la central telefónica.

• Al recibir una llamada, una señal de la central telefónica hará sonar la campana, timbre o la bocina de llamada.

• Diagrama a bloques de un teléfono básico

Interruptor de gancho• Es un mecanismo de dos polos que por lo regular controla un

mecanismo que actúa por el auricular del teléfono.

• Cuando el auricular está en el gancho (en reposo), el interruptor de gancho está abierto; por lo tanto, aísla todos los circuitos del teléfono del lazo de la central telefónica.

• Cuando se va iniciar o a recibir una llamada, se toma el auricular de su posición de reposo.

• Esto cierra los polos del interruptor y conecta los circuitos del teléfono al lazo local.

• La corriente directa de la central telefónica se conecta al teléfono y cierra sus circuitos para operar.

• Diagrama a bloques de un teléfono básico

Circuitos de marcación

• Los circuitos de marcación proporcionan la forma de introducir el número telefónico a donde se quiere llamar.

• En los teléfonos más antiguos, se usaba un sistema de pulsos por discado.

• Un disco dactilar giratorio conectado a un interruptor producía un número de pulsos ENCENDIDO-APAGADO, correspondientes al número marcado.

• Estos pulsos ENCENDIDO-APAGADO formaban un código binario sencillo para señalizar la oficina central.

• En los teléfonos modernos se usan sistema de marcación por tonos. Denominado sistema de dos tonos o multifrecuencia (DTMF, Dual-Tone MultiFrequency), este método de marcación emplea botoneras que generan pares de tonos de audio que indican los números marcados

• Diagrama a bloques de un teléfono básico

Auricular

• Contiene un micrófono para el transmisor y una bocina para el receptor.

• Genera una señal eléctrica que representa la voz.• Transforma la señal eléctrica a ondas sonoras (en caso

de recepción).• El transmisor y el receptor son dos unidades

independientes.• Ambas se conectan a un dispositivo especial conocido

como bobina híbrida.• Diagrama a bloques de un teléfono básico

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Bobina híbrida

• Es un transformador especial que sirve para convertir señales de los cuatro conductores que vienen del transmisor y del receptor, en una señal adecuada para una sola línea de dos conductores, la cual va al lazo local.

• Permite la comunicación en ambos sentidos.

• Envía y recibe en forma simultánea comunicaciones analógicas en la línea de dos conductores.

• Proporciona un tono lateral del transmisor al receptor, para quien habla pueda oír su voz en el receptor.

• Diagrama a bloques de un teléfono básico

Lazo local

• La central telefónica aplica un voltaje de cd a través del par trenzado de la línea al teléfono.

• Este voltaje es de más o menos -48 V con respecto a tierra, en las condiciones de circuito abierto.

• Una vez que se cierra el circuito local (el usuario toma el auricular) fluye la corriente y el voltaje dentro del teléfono desciende a casi 5 a 6 V.

Terminales en el teléfono

El color verde es el que por lo general va a tierra.

El rojo contiene el voltaje.

En caso de una línea adicional se utilizan los conductores:

Negro y amarillo, donde el color amarillo es tierra.

Campanero

• Este va conectado en forma directa a la centraltelefónica.

• Para hacer sonar la campana las compañías envían unpulso de CA con duración de 1 s y seguido por un cortede 3s.

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Secuencia de llamada (timbrado)Transmisor

• Es el micrófono en el que se habla durante la llamada telefónica.

• Utiliza un elemento de carbón que transforma de manera efectiva las vibraciones acústicas en cambios de resistencia.

• Estos cambios a su vez provocan cambios en la corriente eléctrica del lazo local.

Receptor

• Es una bocina con imán permanente pequeña.

• Un diafragma esta físicamente conectado a una bobina, que está dentro de un imán permanente.

• Cuando llega la señal de la voz por la línea telefónica desarrolla una corriente en la bobina del receptor.

• La bobina produce un campo magnético que interactúa con el campo magnético del imán.

• El resultado es una vibración en el diafragma del receptor, que convierte la señal eléctrica en la energía acústica que suministra la voz al oído.

Bobina híbrida

• Es un devanado parecido al de un transformador que sirve paratransmitir y recibir al mismo tiempo en un solo par deconductores.Lazo local

• La bobina híbrida también conocida como bobina de inducción, enrealidad consta de varios transformadores combinados en una solaunidad.

• Los devanados de los transformadores están conectados de talmodo que las señales que produce el transmisor aparecen en losconductores del lazo local, pero no así en el receptor. De la mismaforma, los devanados del transformador permiten que una señal seenvíe al receptor, pero el voltaje resultante no se aplica altransmisor.

• Una pequeña parte de la señal de voz, se retroalimenta al receptor.A esta realimentación del transmisor al receptor se llama tonolateral.

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Ajuste de nivel automático

• Debido a la variación de distancias entre los teléfonos conectados entre sí, se produce considerable variación en los niveles de la señal de la voz transmitida y recibida.

• Todos los teléfonos cuentan con circuitos que ajustan de forma automática el nivel de la voz.

• En un teléfono estándar los circuitos encargados de esto son los varistores (V1,V2 y V3).Lazo local

Es un elemento resistivo no lineal donde su resistencia cambia según la cantidad de corriente que pasa por él.

•Cuando aumenta la corriente, su resistencia disminuye.

•Una disminución en la corriente, causa que su resistencia aumente.

Varistor

Varistor

• Componente electrónico, también conocidocomo varistancia, cuya resistencia óhmicadepende de la tensión que se aplique a susterminales.

• Actúa como dos diodos zener en oposición.• Se construyen con materiales

semiconductores, generalmente de carburode silicio, y tienen diversas aplicaciones,entre las cuales cabe citar la limitación detensión en las bobinas de relés,

• En telefonía para la eliminación de laschispas que se producen en los contactos,

• Entre los terminales del arrollamientoprimario de un transformador de potenciapara evitar que al equipo le entren picos dered, etc.

Marcación

• El termino marcación se emplea para describir el proceso de introducción del número de un teléfono al que se quiere hablar.

• Tipos de marcación:• Por pulsos

• Por tonos

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Marcación por pulsos

• Cuando se hace girar el disco liberándolo, se provoca que los contactos de un interruptor abran y cierren a una velocidad establecida, produciendo pulsos de corriente en el lazo local.

• Estos pulsos de corriente los detecta y usa la central telefónica para operar los interruptores que conectan al teléfono que llama con el teléfono llamado.

Marcación por pulsos

En la figura se muestra el proceso de marcado del número 5. Se producen 5 pulsos ENCENDIDO-APAGADO. Esto va seguido por un espacio de tiempo variable hasta que se marca el segundo dígito.

En el diagrama es posible ver que el interruptor D1 de marcación de pulso, esta conectado en serie con el circuito del teléfono. Este contacto del interruptor en general está cerrado cuando el disco de marcado no esta en uso. Permanece cerrado conforme se gira el disco en la dirección de las manecillas del reloj. Al liberarse el disco, el interruptor abre y cierra el circuito y conmuta la corriente Apagado a Encendido.

También durante el proceso de marcación, el interruptor D2, asimismo montado en el mecanismo de marcación, cierra. Esto pone en corto al receptor para prevenir que los pulsos de corriente produzcan fuertes clicks en el receptor

Marcación por tonos

• El sistema es llamado tono por contacto o sistema de llamada por teclado.

• Emplea un par de tonos de audio para crear señales que representan los números que desea marcar.

• Este sistema de marcación también se denomina sistema de tonos o multifrecuencia.

Marcación por tonos

La mayor parte de los teléfonos estándar usan teclado con 12 teclas o interruptores para los números del 0 al 9 y los símbolos especiales * y #.

Teclado DTMF

El sistema DTMF también incluye cuatro teclas adicionales para aplicaciones especiales.

La tolerancia del sistema al cambio de frecuencias está dentro de ± 1.5%

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Circuito oscilador (generador de tonos)

LCf s

π2

1=

Bajas frecuencias

Altas frecuencias

Organización del sistema telefónico

Simbología telefónica

Recursos técnicos

• Conmutación.• Comprende la identificación y conexión de los abonados a una

trayectoria adecuada de comunicación.

• Señalización.• Se encarga del suministro e interpretación de señales de control y

de supervisión que se necesitan para realizar la operación anterior

• Transmisión.• Se refiere a la transmisión propiamente dicha del mensaje del

abonado y de las señales de control. (Entenderemos por mensaje cualquier información que un abonado desee enviar de un lugar a otro, por ejemplo: voz, TV, datos, etc) .

Sistema telefónico

ConexiónAbonado 1Abonado 2

ConexiónAbonado 1Abonado 4

TandemTroncales TANDEM

ConmutadorAutomáticoPrivado

Concentrador

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Simbología Líneas

• Línea de abonado:• Su principal función es enlazar al abonado con la central

local (o terminal).• A diferencia de la línea troncal, es que la línea de abonado

esta permanentemente asignada a un abonado específico, mientras que la línea troncal se comparte.

• Línea troncal:• Se utiliza para la conexión entre centrales locales. Puede

transmitir canales de voz, al igual que otros servicios.

Troncales

• Urbanas• Son las conexiones realizadas entre centrales locales.

• Tandem• Para simplificar la estructura y aumentar la eficiencia de una

red urbana.

• Terminales (o de L.D. urbanas)• Son las conexiones a centrales locales, las cuales serán

dirigidas a otra ciudad.

• Interurbanas• Las conexiones entre centros de grupos de diferentes

ciudades.

CAP Central Automática Privada

• Es una pequeña central, que permite el serviciointerno de comunicación telefónica entreextensiones de una compañía, un comercio, unhotel, etc. y, además, por estar conectadamediante troncales a una central del serviciopúblico permite la comunicación de cualquiera delas extensiones con abonados de la red pública.

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Sistema utilizado en USA

Referencia

Conexión interurbana Plan de numeración

• Uno de los aspectos principales para la organizaciónde un sistema telefónico automático se refiere al denumeración.

• Con el plan de numeración, se pretende asignar acada abonado un número que determina su posicióndentro de la red.

• Mediante este distintivo, que se conoce como códigode selección, el sistema permite establecer lacomunicación de un abonado con cualquier otro, sinimportar la localización de éstos que incluso puedenpertenecer a países diferentes.

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Estructura del código de selección

• Área de conmutación local, central de 1,000 líneas creciendo enunidades de 1,000 hasta 10,000 líneas

Área multicentral

Si la demanda es de mas de 10,000 abonados se instalarán centralesconectándose entre sí.

El mismo concepto pero con áreas de bajo tráfico

El mismo concepto de multicentral, formada por áreas de bajo tráfico, que se unenPara formar un área de conmutación mayor.

Numeración

La recomendación de la CCITT (Comité Consultivo Internacional de telefonía

y telegrafía) los números nacionales no deben exceder de 8 ó 9 dígitos.

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Código nacional Código internacional

Plan de encaminamiento o conmutación

• Se encarga de estructurar una red interurbana que puedasatisfacer las necesidades del servicio telefónico automático.

• La red estará constituida de centros de conmutación y enlacestroncales adecuados que permitan el establecimiento rápido ypreciso de las conexiones necesarias

• Dos aspectos fundamentales de una red interurbana:� Disciplina de encaminamiento jerárquico

� Principio del encaminamiento alterno automático.

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Encaminamiento jerárquico

• Se encarga de la colección y distribución del tráfico mediante lainterconexión, en forma jerárquica, de todos los centros deconmutación, es decir, a un centro de grupo se conectancentrales terminales, a un centro de zona se conectancentrales de grupo, a un centro de distrito se conectan centrosde zona, etc.

• Existirán troncales interurbanas que conectan el centro degrupo con el centro de zona , el centro de zona con el centrode distrito, etc.

• Esta estructura nos lleva a una red radial (o en estrella) queproporciona la estructura básica de una red interurbanaautomática.

Ejemplo

Encaminamiento alterno automático

Red optimizada mitad radia (estrella) y mitad malla.

Definiciones

Centros de conmutación o conmutación • Los puntos donde se llevan a cabo las

interconexiones

Tráfico de desborde o de sobre carga • Todas aquellas comunicaciones que no se cursan

por las rutas directas por encontrarse éstas ocupadas, debiéndose por lo tanto cursar por rutas secundarias o finales.

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• es aquel que ya esta enlazado con el destino final.

Centro nodal

• es el centro de conmutación de rango mayor al cual se conectan diferentes centros de conmutación.

Tráfico en transito

• el tráfico que se encuentra en busca de rutas de interconexión para llegar a su destino final.

Tráfico terminal

Jerarquías

• Centro Regional (CR).

• Centro de Distrito (CD).

• Centro de Zona (CZ).

• Centro primario o de grupo (CP).

• Centrales locales o terminales (CL).

Dinámica

1.- Línea que analiza al abonado con la central local y dibuja el símbolo.

2.- Se utiliza para la conexión entre centrales locales y dibuja el símbolo.

3- Simplifica la estructura y aumenta la eficiencia de una red urbana y dibuja el símbolo.

4.- Se conecta a centrales locales, las cuales serán dirigidas a otra cuidad y dibuja el símbolo.

5.- Son las conexiones entre centrales de grupos de diferentes ciudades y dibuja el símbolo.

Del siguiente diagrama escribe el nombre de cada uno de los símbolos

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II.Tendencias Actuales en los Servicios de Telefonía

1)Conversión Analógica a Digital

Cualquier señal analógica puede siempre ser convertida a su forma digital al combinar las

tres operaciones básicas:

Conversión Analógica a Digital

• MUESTREO: Sólo son conservados los valores muestreados de la señal analógica a instantes discretos de tiempo espaciados.

• CUANTIZACIÓN: Cada valor muestreado es aproximado al nivel más cercano en conjuntos finitos de niveles discretos.

• CODIFICACIÓN: El nivel seleccionado es representado por una palabra de código que consiste de un número prescrito de elementos códigos.

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Conversión Analógica-Digital

• La leyµ

Es la utilizada en el formatoT1.

• La ley A

Es la utilizada en el formatoE1, CEPT o PCM 30

Conversión Analógica-Digital

Ejemplo

• En el formatoE0, se ocupan 8,000 muestras por segundo cada una de 8 bits, lo cual da: 64 kbps.

Sistema de voz digital Señal de Voz digitalizada

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Conversión Analógica-DigitalClasificación de esquemas de

codificación de voz

2)PCM

MODULACION POR PULSOS CODIFICADOS

(PULCE CODE MODULATION)

MODULACION POR PULSOS

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APLICACIONES

• Formato T1 (supermarco D4)• En Norteamérica, el sistema T1 consiste en un banco

de canales tipo ‘D’ y la cobertura T1.

• El sistema provee transmisión full-duplex para 24 canales de voz y la señalización relacionada.

• El formato DS-1 (1.544 Mbps) es usado para transmitir 24 canales separados de datos PCM de voz o datos digitales.

APLICACION

• Formato E1 (CEPT o PCM 30)• El formato PCM 30 se usa comúnmente en Europa y

se basa en el mismo esquema de multicanalización empleado en Norteamérica.

• La diferencia entre los dos formatos se manifiesta en la estructura del marco, el manejo de información de alarma y el encuadre y el método de codificación PCM.

• La ley de codificación que se usa para proveer conversión analógica-digital y viceversa, es la ley A.

PCM

Los primeros sistemas se implementaron a

través de una compresión logarítmica suave la

cual en EUA se utiliza y es llamada la Ley µ

Esta dada por la siguiente expresión:

PCM

Otra característica de compresión es la

llamada Ley A:

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En telefonía, se pueden agrupar varios canales PCM multiplexados para formar lo que se conoce con el nombre de trama.

Este es un proceso de multiplexado por división de tiempo (TDM), en el que se muestrean varias señales individuales en diferentes tiempos y se toma una ranura de tiempo definida para la transmisión de cada muestra sobre un canal común.

3)Multiplexajes por Frecuencia y Tiempo

División por Frecuencia (FDM/FDMA).

División por Tiempo (TDM/TDMA).

División por Código (CDM/CDMA).

División por Longitud de Onda (WDM).

División por Espacio (SDMA).

División por Polarización (PDMA).

Según la Demanda (DAMA).

La multicanalización hace posible transmitir varias comunicaciones a un mismo tiempo utilizando un solo canal de transmisión. Cada canal tiene un ancho de banda limitado; existen dos técnicas principales de multicanalización:

•Por division de tempo (TDM).•Por division de frecuencia (FDM).

Multiplexajes por Frecuencia y TiempoMulticanalización TDM

En la multicanalización por división de tiempo, el medio de transmisión se comparte estableciendo una secuencia de intervalos de tiempo, durante las cuales las fuentes individuales transmiten en forma alterna; cada usuario dispone del ancho de banda total durante intervalos de tiempo restringidos.

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En un sistema de multicanalización típico, las diversas señales se muestrean secuencialmente y se combinan en un solo canal para ser transmitidas.

En la figura siguiente se muestra un diagrama en el tiempo de un sistema de señales multicanalizadas que tiene cuatro portadoras de información.

Multicanalización TDM Multicanalización por tiempo

Todas las señales que van a ser multicanalizadas deberán ya sea tener el mismo ancho de banda, o bien, si se va a utilizar esta posibilidad, el muestreo debe realizarse a una velocidad determinada por el ancho de banda máximo de la señal.

Multicanalización por tiempo

TIEMPO

T T

1 2 3 4 1 2 3 4

Multicanalización por División de Frecuencias (FDM)

El principio de ésta es intercalar todas las señales que se desean transmitir en el dominio de la frecuencia, ya que cada canal tendrá como característica un ancho de banda fijo.

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FDM

Se utiliza su información para modular una portadora, donde los límites (inferior y superior) de la señal resultante aumentarán de acuerdo con el número de canales que se requiere transmitir.

FDM

El ancho de banda disponible del medio de transmisión se divide en bandas o subcanales más angostos; cada usuario tiene disponible durante todo el tiempo, una parte del espectro total.

FDM

En el transmisor, las señales individuales se insertan en los subcanales, modulando la amplitud de frecuencias portadoras apropiadamente seleccionadas. En el receptor, las señales se separan mediante el uso de filtros pasabanda.

Red de señalización ss7

Tráfico

Análisis de Tráfico

Congestionamiento del trafico

Análisis y problemas de Tráfico

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Tráfico

El tráfico telefónico es la actividad de llamadas telefónicas realizadas sobre un enlace, considerando su número y duración.El tráfico telefónico sobre un grupo de enlaces presenta variaciones anuales, mensuales, semanales, diarias y horarias. Rara vez ocurre que todos los usuarios ocupen simultáneamente todos los recursos de la redes telefónicas.

Tráfico

Se dice que un circuito telefónico está cursando tráfico cuando está ocupado.

Un teléfono colgado (no ocupado) no está cursando tráfico, de otro modo si está descolgado si está cursando tráfico.

LAS LLAMADAS TELEFÓNICAS NO SE PRODUCEN REGULARMENTE. PUEDE AFIRMARSE QUE EL TRÁFICO TELEFÓNICO SE PRESENTARÁ DE MANERA ALEATORIA(AL AZAR), PERO OCURRE QUE SE PUEDEN OBSERVAR CIERTAS TENDENCIAS ESTADÍSTICAS QUE DAN LUGAR A LAS LLAMADAS VARIACIONES PERIÓDICAS.

– VARIACIONES DIARIAS.

– VARIACIONES SEMANALES.

– VARIACIONES ANUALES.

– VARIACIONES ACCIDENTALES.

Tráfico

Presentación del trafico telefónico

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• Gráfico sobre tráfico metropolitano o local.

• Variaciones semanales

Variaciones Accidentales

Son aquellas que por no presentarse de manera periódica, no se puede predecir ni su momento de aparición, ni su magnitud.

Ocurren en acontecimientos nacionales o internacionales tales como guerras, terremotos, crisis políticas etc.

Volumen de Tráfico

El volumen de tráfico cursado por un dispositivo o circuito telefónico durante un periodo de tiempo determinado, es igual al tiempo de ocupación de dicho dispositivo durante dicho periodo de tiempo.

El volumen de tráfico de un teléfono que está ocupado una hora al día es el mismo que el de otro teléfono que esté ocupado una hora a la semana.

Volumen de tráfico

Las unidades de volumen de tráfico son:• Llamada reducida (LLR): Es un tiempo de ocupación de 2 minutos.

1 LLR = 2 minutos = 120 segundos

• Centum Call Seconds (CCS): Es un tiempo de ocupación de 100 segundos.

1 CCS = 100 segundos

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Volumen de tráfico Intensidad del Tráfico

Si decimos que un dispositivo o circuito ha cursado un volumen de tráfico de una hora es necesario indicar durante cuanto tiempo ha cursado este volumen de tráfico. A este periodo de tiempo se le llama tiempo de observación o de referencia.La intensidad de tráfico no sólo tiene en cuenta el volumen de tráfico sino también el tiempo de observación.

La intensidad de tráfico si da una medida del grado de ocupación.

Erlang

La intensidad de tráfico se expresa normalmente en una unidad denominada “ERLANG”.

Un “Erlang” es la intensidad de tráfico correspondiente a un dispositivo o grupo de dispositivos o a un circuito o grupo de circuitos que cursan un volumen de tráfico de una hora durante un tiempo de observación de una hora.

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Ejemplos