Introduccin a la Informtica. Estudios GAP facultad Derecho

Captulo 9. Redes y comunicacaciones

IntroduccinRedes de ordenadores y sus tiposTelefonaSistema de posicionamiento global

Presentacin de resumen

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9.1 IntroduccinEste captulo se dirige a usuarios de ordenadores sin conocimientosprevios en redes y comunicaciones. No ofrece un tratamiento exhaustivode las redes de ordenadores, sin embargo aporta una base suficiente sobrelos conceptos generales y tecnologas habituales.

Fue durante el siglo XX cuando se desarrollaron una gran variedad de redesde comunicaciones, hasta alcanzar la situacin actual, en la que rodean laTierra y se extienden por el espacio. La radio, la televisin, el telfono einternet, permiten que miles de millones de personas estn en contacto,frecuentemente salvando grandes distancias.

Enlaces recomendados:Televisin Digital Terrestre (TDT)11 mitos de la televisn en alta definicin desmentidos

Aunque los primeros sistemas de comunicacin, como el telgrafo ,utilizaban un cdigo digital (cdigoMorse) para transmitir la informacin, elmayor peso de los desarrollosnecesarios para dar lugar a estas redesde comunicacin ha ido dirigido hacia latransmisin de voz e imagen, de formaanalgica. Con la aparicin de losordenadores, la situacin ha cambiado

de nuevo, la informacin se enva en forma digital. La combinacin deordenadores y redes de comunicaciones es una de las principales reas dedesarrollo en la actualidad, teniendo un impacto tan profundo en el estilo devida de millones de personas como lo tuvieron la radio y el telfono en sumomento.

Un proceso cualquiera de comunicacin est constituido por un EMISORque enva INFORMACIN a travs de un CANAL de transmisin, que esrecibida por un RECEPTOR. Por tanto, se puede hablar de comunicacinoral, escrita, etc., donde el canal ser respectivamente el aire, el papel,etc.

La informacin no es transmitida tal como la emitimos, sino que se utilizanunos CDIGOS comprensibles por el emisor y el receptor, y que secomunica mediante SEALES fsicas. Los cdigos sern el lenguajeutilizado y las seales son las las ondas electromagnticas, sonoras,luminosas, etc. En muchos casos, la utilizacin de cdigos y sealesexigir que la informacin sea CODIFICADA en la transmisin y

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DECODIFICADA en la recepcin.

El objetivo de un proceso de comunicacin es que la informacin que sedesea transmitir sea idntica a la que se recibe. Si falla cualquiera de loselementos que intervienen (transmisor, canal de transmisin o receptor), seproducen prdidas de informacin; para intentar evitarlo, se repiten losmensajes en su totalidad o en parte (redundancia), o se acompaan decdigos especiales (de control) que permitan reconstruirla. La comunicacinsuele ser en ambas direcciones alternativa o simultneamente,convirtindose en este caso el transmisor en receptor y viceversa. Lodicho de una forma general se puede extrapolar a la informtica con laintervencin de diferentes mquinas que comunicarn las informaciones adiversos tipos de receptores.

Las principales razones de ser de las comunicaciones en informtica son:

Necesidad de enviar y recibir datosCompartir recursos. No todos los usuarios de un sistema informticovan a poder disponer de un sistema adecuado a sus necesidades,por lo que es til compartir tanto los equipos como los programasCompartir carga. Consiste en distribuir el trabajo que supone elproceso de datos entre varios ordenadores (caso de un banco enhora punta, el ordenador central se puede pedir a otro que le ayude,distribuyendo as la carga de trabajo).

Estas necesidades han conducido al gran desarrollo de las redes decomunicaciones. Es posible conectar ordenadores y puestos de trabajo. Unterminal puede ser "tonto" o "inteligente", el primero consiste en un monitory un teclado, y el segundo suele ser un microordenador, se diferencian enque el terminal "inteligente" posee capacidad de proceso de informacin deforma autnoma. Dentro de los del primer tipo destacan los conocidoscomo "Thin client " o "cliente ligero" que es una computadora cliente o unsoftware de cliente en una arquitectura de red cliente-servidor que dependeprimariamente del servidor central para las tareas de procesamiento, yprincipalmente se enfoca en transportar la entrada y la salida entre elusuario y el servidor remoto. un ejemplo del segundo tipo y que es deutilidad para rentabilizar ordenadores personales en horarios fuera de uso,como por ejemplo los de las aulas de informtica de una universidad, comoel proyecto FORMIGA en la universidad de Santiago de Compostela(Galicia), que los habilita para clculo cientfico.

Las redes se distinguen primeramente por la distancia existente entre susterminales, clasificndose en:

WAN: Redes de Area Remota que interconexionan sistemasgeogrficamente dispersos.LAN: Redes de Area Local que conectan sistemas prximos.PAN: Redes de Area Personal, que conectan sistemas muyprximos.

Como medio fsico o canal de comunicacin se usan el aire o cables (partrenzado, coaxial y fibra ptica). No se puede hablar de uno mejor que otro,sino de cul es el ms adecuado a cada necesidad y depender de lasprestaciones, coste, fiabilidad de instalacin y capacidad de integracincon otros sistemas.

Se diferencian tambin por la velocidad de transmisin. Esta se mide enbits por segundo frecuentemente confundida con baudios. El baudio (tomansu nombre del ingeniero francs Jean Maurice Baudot) es una unidad develocidad de sealizacin, o de modulacin, igual al nmero de condicionesdiscretas o smbolos que se suceden en la lnea, por segundo. Lavelocidad de transmisin en baudios coincide con la velocidad detransmisin en bit/s, slo si cada smbolo representa un bit. Un baudio esel inverso del intervalo del pulso ms corto de sealizacin medido ensegundos.

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Un modem a una velocidad de 2400 bit/s, mediante un sistema demodulacin cuaternario por modulacin de fase, transmite 1200 smbolospor segundo, y por lo tanto la velocidad de modulacin es de 1200 baudios.Un sistema que no emplee bit de parada ni de arranque tiene una velocidadde transmisin en bit/s igual a la velocidad de modulacin en baudios. Porejemplo un sistema de transmisin de 5 bit, con un pulso de arranque de13.5 ms y un pulso de parada de 19 ms, con una duracin total par elcarcter de 100 ms, tiene una velocidad de sealizacin o modulacin de:

1/(13.5*10-3) = 74 baudios

y una velocidad de transmisin de:5/(100*10-3) = 50 bit/s

Las lneas pueden ser de los tipos siguientes:

Lneas de banda estrecha (banda baja),Lneas de banda de voz (banda media),Lneas de banda ancha (banda alta).

El intercambio de informacin entre los distintos dispositivos tiene queestar regido por unos PROTOCOLOS, o lenguajes de dilogo que loregulen. Consisten en un conjunto de normas comunes para establecer lacomunicacin tanto para el receptor como para el emisor. Al comienzo dela industria informtica, cada fabricante intentaba disear una serie deprocedimientos, con los cuales poda controlar la informacin y asmonopolizar el mercado de las ventas de los distintos elementos quecomponen la informtica. Con el paso del tiempo esta industria se haextendido tanto, que surgi la necesidad de compatibilizar losprocedimientos de la informacin. Actualmente existen asociaciones defabricantes de ordenadores, y organizaciones internacionales como pore j em p l o ISO, que establecen unas recomendaciones sobre losprocedimientos normalizados de comunicacin, que van a gobernar eseintercambio de informacin. Un protocolo es pues, un conjunto deprocedimientos normalizados o estandarizados que gobiernan elintercambio de comunicaciones, acuerdos o convenios que se adoptan parapoder establecer una comunicacin correcta; afectan a las frecuencias delas seales, reconocimiento de la conexin, cdigo de recepcin y emisin,control de errores, control de la sincrona, inicio de las operaciones,establecimiento de los caminos por lo que irn los mensajes, asegurar quelos datos han sido recibidos, etc.

9.2 Redes de ordenadores y sus tiposUna red de ordenadores es un conjunto de equipos que pueden almacenary procesar datos electrnicos, interconectados de forma que sus usuariospueden almacenar, recuperar y compartir informacin con los dems. Lasmquinas conectadas pueden ser, microordenadores, miniordenadores,grandes ordenadores, terminales, impresoras, dispositivos dealmacenamiento, impresoras y cmaras, entre otros.

En una red de ordenadores se puede almacenar cualquier informacin,incluyendo textos, imgenes, mensajes de voz e imgenes visuales comopor ejemplo fotos y vdeos.

Como se ha visto las redes aportan beneficios, los ms habituales son:

A) Compartir informacin de forma flexible

Una red de ordenadores permite a los usuarios compartir casiinstantneamente y sin esfuerzo la informacin.

Por ejemplo, un editor de libros, escritores, asociaciones de editoresy artistas pueden necesitar trabajar conjuntamente en unapublicacin. Mediante una red pueden compartir los mismos

http://www.iso.orghttp://www.um.es/docencia/barzana/II/II/Ii09.html#BM0

archivos electrnicos, cada uno desde su ordenador y transferir ycopiar archivos. Estos pueden aadir material simultneamente alos ficheros, o eliminar partes, sin interrumpir el trabajo de losdems. Las ventajas son evidentes, como por ejemplo con elprograma Google docs.

B) Libertad para elegir la herramienta adecuada

Si se opta por un entorno de red abierto, esto aade otra dimensina las capacidades de compartir informacin inherente a la red. Estopermite trabajar con el equipamiento que ms satisfaga a lasnecesidades del usuario. Por ejemplo en una red abierta a losestndares internacionales, pueden estar trabajando unos usuariosbajo Windows, mientras que otros lo pueden estar haciendosimultneamente bajo Linux, en estaciones de trabajo o desde otrosPCs.

C) Reduccin de costos al compartir equipamiento

Una razn muy importante para disponer de una red de rea local esel compartir equipamiento, lo cual implica grandes beneficios. Porejemplo, en una red de veinte microordenadores, se puede disponerde una impresora laser en color, para todo el conjunto, por lo que elahorro sera considerable frente a la opcin de que los veinteequipos no estuvieran conectados en red, e incluso dado el coste deeste tipo de impresoras sera econmicamente inviable el que cadausuario tuviera una de estas impresoras.

Lo mismo que se ha visto en el caso previo, de la impresora de altacalidad, se puede concluir de otros dispositivos, como por ejemploun grabador hologrfico, un escaner de alta velocidad o un sistemade fax. En una situacin de red se puede compartir cada uno deestos equipos, mientras que aisladamente sera improbable el quedispusiera cada usuario de ellos.

D) Uso flexible de la potencia de clculo

Una de las ventajas ms claras de una red es la posibilidad de usarla potencia de un equipo de la red, distinto al que estamostrabajando. Por ejemplo si se han de realizar clculos matemticoso de ingeniera complicados, se podr acceder desde un punto dered, al equipo de dicho entorno que tenga potencia y rapidezsuficiente para realizarlos en un tiempo razonable.

Otra alternativa es el procesamiento paralelo, es decir resolver elproblema de clculo mediante el trabajo simultneo de variosequipos de la red. Algunos programas son demasiado complicadospara poder ejecutarse en microordenadores individuales, o tardaranmucho tiempo, pero mediante el procesamiento paralelo entre losdiversos equipos de la red se acelerara mucho el clculo. Unejemplo es el proyecto BOINC, para compartir ordenadores de formadesinterasada, y otro intento reciente que ha fracasado fue elbuscador Wikia.

E) Comunicacin efectiva y fcil con todo el mundo

Mediante las redes de rea geogrficas, se pueden interconectarredes de rea local a escala mundial. De esta forma se puedetransferir informacin, prcticamente de forma instantnea, acualquier lugar, como por ejemplo los correos electrnicos.

Topologa de red y tipos de redes

http://www.um.es/docencia/barzana/SOFTWARE/Google-Docs-tutorial.phphttp://boinc.berkeley.edu/http://www.grub.org

Datos frente a Informacin, en el lenguaje ordinario se intercambian ambostrminos, tcnicamente no son lo mismo. Datos son entidades con unsignificado dado, son la forma de representar la informacin, pero no lainformacin en s misma. Para propsitos habituales la informacin sondatos decodificados en forma legible. Por ejemplo, los datos de un ficherose pueden decodificar y mostrar en una pantalla de ordenador otrasladarlos a una impresora.

Cmo se transfieren los datos en una red?, para transferir seales entreordenadores se necesitan: un medio de transmisin para portar las sealesy dispositivos para enviar y recibir las seales.

A) Medios de transmisin de la red

Las seales elctricas se generan como ondas electromagnticas(seales analgicas) o como una secuencia de pulsos de voltajes(seales digitales). Para propagarse, una seal debe viajar a travsde un medio fsico, el denominado medio de transmisin. Hay dostipos de medios de transmisin, guiados y no guiados.

Los medios guiados se fabrican de forma que las seales seconfinan a un canal de transmisin estrecho y en el que se puedepredecir su comportamiento. Son habituales, los cables de partrenzado (como los telefnicos), cables coaxiales (como los de lasantenas de televisin) y conducciones de fibra ptica.

Los medios no guiados son partes del entorno natural, a travs delos que se transmiten las seales bajo forma de ondas. Lasfrecuencias habituales se corresponden con el espectro deradioondas (VHF y microondas) u ondas de luz (infrarrojo o visible).

Para planificar una red de ordenadores, se exige un medio detransmisin, o combinacin de ellos, basndose en lascircunstancias fsicas, la construccin de la red y las prestacionesque se requieren de ella. Un objetivo habitual es guardar el coste almnimo, sobre la base de las necesidades planteadas.

B) Dispositivos de transmisin y recepcin

Una vez que se tiene un medio de transmisin, se necesitan losdispositivos que propaguen y reciban las seales a travs del medioelegido. Estos pueden ser: adaptadores de red, repetidores,concentradores, transmisores diversos y receptores.

Adaptadores de red

Se fabrican de diversas formas, la ms habitual es una placa decircuito impreso que se instala directamente en un zcalo deexpansin, otros estn diseados para microordenadores porttiles,por lo que consisten en un dispositivo pequeo, que se conecta a lasalida de impresora, a una ranura PCMCIA o a la interface USB, sinembargo los nuevos ordenadores lo llevan incluido en la placa base.Estos adaptadores se fabrican en diversas versiones, de forma quese puedan conectar a cualquier tipo de medio guiado. Tambin sepueden conectar a dispositivos que puedan transmitir mediantemedios no guiados, como las redes WIFI.

Repetidores y Hubs

Se usan para incrementar las distancias a las que se puedepropagar una seal de red. Cuando una seal viaja a travs de unmedio encuentra resistencia y gradualmente se hace ms dbil ydistorsionada. Tcnicamente este proceso se denomina atenuacin,as, si introducimos una seal elctrica con una potencia P1 en uncircuito pasivo, como puede ser un cable, esta sufrir una

http://www.um.es/docencia/barzana/II/http://www.um.es/docencia/barzana/DIVULGACION/INFORMATICA/Bus-USB.html

circuito pasivo, como puede ser un cable, esta sufrir unaatenuacin y al final de dicho circuito obtendremos una potencia P2.La atenuacin (?) ser igual a la diferencia entre ambas potencias.Sin embargo, la atenuacin no suele expresarse como diferencia depotencias sino en unidades logartmicas como el decibelio, demanejo ms cmodo a la hora de efectuar clculos.

Puentes (Bridges)

Permiten conectar una LAN a otra red con diferentes protocolos enlos niveles fsico y de enlace, pero siempre que en los nivelessuperiores usen los mismos protocolos.

Pasarelas (Gateways)

Se usan para conectar una LAN a otra red que utilice otrosprotocolos. Se emplean para conexin entre diferentes redeslocales, o entre locales y ampliadas (WAN).

Concentradores

Se usan en redes para proporcionar un punto comn de conexinpara dispositivos. Todos los concentradores tienen repetidores

Transmisores de microondas

Los transmisores y receptores de microondas, especialmentesatlites, se usan para transmitir seales a grandes distancias atravs del espacio. En EE.UU. las principales bandas de microondasautorizadas para telecomunicaciones fijas estn en el rango defrecuencias de dos a 40 GHz. Las licencias estn concedidas parasubrangos inferiores, por ejemplo el Gobierno Federal tiene una en elrango de 7.125 a 8.40 GHz, mientras que el rango de 10.550 a10.680 est adjudicado a usuarios privados. A continuacin semuestra un esquema del espectro electromagntico completo:

La siguiente figura muestra el proceso de transmisin que sufren lasmicroondas en la atmsfera:

http://dis.um.es/~barzana/Imagenes/trans_mo.jpg

Transmisores infrarrojos y lser

Son anlogos a los de microondas. Tambin usan la atmsferacomo medio, sin embargo slo son vlidos para distancias cortas,ya que la humedad, niebla, obstculos y otros fenmenosambientales pueden causar problemas de transmisin.

Conectividad en distancias cortas

Las redes de rea personal (PAN) como tecnologa de tercera generacin,significan un impulso al proceso de convergencia entre las industriasinformtica y de comunicaciones. Desde el momento en que los telfonosmviles se empiecen a utilizar masivamente como ordenadores (comoejemplo el Nokia E71) se producir una reestructuracin del mercado. Lossectores de GPS, telefona mvil, ordenadores y en general procesadores,dejarn de ser independientes. Estas redes trabajan en una banda defrecuencias de microondas, que no precisa licencia, 2.4 GHz.

Las interferencias constituyen un problema en la tecnologa radio engeneral, que se manifiesta activamente en LAN y tambin en distanciascortas o PAN por cuanto trabaja en la banda sin licencia IMS de 2.4 GHz,como los hornos de microondas tanto domsticos como industriales. Enparticular, es de gran relevancia la problemtica ligada al efecto de lasinterferencias en sistemas de radio producidas por los hornos demicroondas.

El dispositivo fundamental de un horno de microondas es, en lo querespecta a interferencias, el magnetrn de cavidades resonantes, es untubo empleado tpicamente como oscilador de potencia en el transmisor delos sistemas de radar. En este tubo, el flujo de electrones desde el ctodoal nodo se controla por medio de un campo magntico creado por unsistema de bobinas o bien un imn permanente ubicado en el magnetrn. Elcomportamiento de un magnetrn se puede analizar con relativa facilidadmediante procedimientos grficos que, en esencia, se reducen a dos tipos:diagrama que relaciona mutuamente la intensidad de campo magntico, lacorriente en el magnetrn, la variacin de frecuencia, y la tensin entrenodo y ctodo, as como el rendimiento; y diagrama de Rieke, queproporciona la relacin existente entre la impedancia (magnitud queestablece la relacin (cociente) entre la tensin y la intensidad de corriente)de carga y la frecuencia, por un lado, y el rendimiento, por otro

Estos magnetrones de hornos de microondas son equipos de pequeapotencia en comparacin con los magnetrones utilizados en radar.Tipicamente, la potencia de salida de un magnetrn de horno demicroondas est comprendida aproximadamente entre 650 y 3000 watios.Los hornos de microondas pueden emitir legalmente niveles significativosde fugas en las bandas ISM dentro de los lmites establecidos por lasnormas de seguridad internacionales.

Cualquier utilizacin de sistemas de radio en estas bandas se debe basar,por tanto, mediante acuerdos con la industria de las comunicaciones. Unaspecto clave del tema de las interferencias en este contexto viene dadopor el hecho de que magnetrones y hornos de microondas se disean paraque funcionen en la regin del diagrama de Rieke, donde tiene lugar lainterseccin de todas las lineas de frecuencia.

Un ejemplo es el consorcio Bluetooth, que es un grupo de inters especialy promotor que agrupa a fabricantes en estos campos. Bluetooth es unatecnologa desarrollada por Ericsson, que se aplica a todos los dispositivosque conforman el escenario inalmbrico, para usuarios: ordenadores,telfonos y dispositivos de mano, como por ejemplo PDA (asistentesdigitales personales).

El usuario, en el futuro, ya no utilizar un telfono, un ordenador porttil o

http://es.wikipedia.org/wiki/Impedanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bluetoothhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ericsson

alguno de los dispositivos presentes en el mercado, sino un equipocomunicador, como por ejemplo el nuevo Nokia E71, que incluye hasta unsistema GPS.

BLUETOOTH

La tecnologa Bluetooth se elabora en un chip que seintegra en los diferentes equipos que conforman elentorno inalmbrico actual, como ordenadores porttiles,perifricos (ratn, impresoras...), PDA o telfonosmviles, as como el futuro, en el que se contemplan,adems de estos equipos clsicos del mbito de lacomunicacin y la informtica, otros del mbito de ladomtica. Se tiene as lo que se conoce como productosBluetooth.

El punto clave del chip es el transceptor, que ha de serde muy pequeo tamao (para no aumentar lasdimensiones y poder integrarlo con facilidad en losproductos) y de muy baja potencia. Otra parte del chip esel circuito integrado de radiofrecuencia. Este circuitointegrado tiene capacidad de autorregulacin, lo queconfiere un factor de ahorro de potencia, caractersticaque es consustancial a las tecnologas inalmbricas endistancias cortas. En concreto, en el chip Bluetooth elconsumo es menor del 3% de la potencia que consumeun telfono mvil.

El mecanismo de autorregulacin funciona de la siguienteforma: cuando se detecta un receptor a una distanciacorta el transmisor del circuito integrado es capaz dealterar la potencia de su propia seal para adaptarla alnivel adecuado; cuando se interrumpe la transmisin odisminuye el trfico el sistema pasa a un estado de bajapotencia. En este estado la verificacin de conexin serealiza mediante una serie de seales cortas, es decir,se detectan, de forma peridica, los mensajes debsqueda.

Bluetooth utiliza "spread spectrum ", en concretofrequency hopping (salto de frecuencia). Estos sistemasde salto de frecuencia dividen la banda de frecuencia envarios canales de salto (hopping). En el transcurso deuna conexin se produce una transicin brusca o salto delos transceptores de radio de un canal a otro de modopseudoaleatorio. En sistemas FH, el ancho de bandainstantneo es relativamente reducido, si bien, hablandoen trminos generales, la dispersin o spread se obtienea lo largo de la banda de frecuencias completa. Esto dalugar a transceptores de banda estrecha y de costereducido que se pueden considerar ptimos en leyrelativo a inmunidad frente a perturbaciones. Parasoslayar este factor se dispone de programas decorreccin de errores cuya misin es el restablecimientode los bits de error.

Los enlaces en la capa de banda base de la pila deprotocolos en Bluetooth, es decir, los posibles enlacesfsicos son SC ("Synchronous Connection Oriented ")para voz y ACL ("Asynchronous Connectionless Link ")para paquetes de datos. Los paquetes ACL se utilizannicamente para informacin en forma de datos, mientrasque SCO utiliza paquetes que contiene solamente audio

o bien una combinacin de audio y datos. Los paquetesen Bluetooth son de formato fijo: contienen un campo decdigo de acceso con el que se identifica el paquete, unacabecera dedicada a informacin de control y un campode carga alternativo.

La codificacin de voz se realiza mediante la tcnica demodulacin CVSD (Continuosly Variable Slope Delta) omodulacin continua de inclinacin delta, con lo que seconsigue un buen nivel de inmunidad a errores de hit ,que aparecen como un ruido de fondo. Los mecanismosde seguridad consisten en esquemas de autenticacin (elproceso de probar la identidad de un cliente/usuario)basados en un mecanismo de exigencia-respuesta y deencriptacin basada en cifrado al nivel bsico.

Bluetooth funciona en una topologa de varias picorredes(redes de corto alcance) con las que se pueden obtenerconexiones punto a punto y punto a multipunto. Demomento, se ha conseguido crear y enlazar de forma ad-hoc hasta 10 picorredes, donde todos los equipos que seencuentran en una misma picorred aparecensincronizados.

El concepto de picorred es clave en Bluetooth: se definecomo la red formada por dos o ms unidades o equiposque compraten un canal. Una unidad controla el trfico ylas otras funcionan como elementos subordinados. Laspicorredes pueden, a su vez, enlazarse siguiendo unaarquitectura tipica del escenario inalmbrico que seutiliza habitualmente para generar flujos de comunicacinmutua entre equipos inalmbricos y que normalmente secrea de forma espontnea sin necesitar un punto deacceso como parte integrante de la red. Un grupo depicorredes enlazadas constituye una red de dispersin.El ancho de banda asociado a Bluetooth, que es de unMbps, puede llegar a extenderse hasta incluso ms deseis Mbps con una topologa de 10 picorredes enlazadas.El enlace de radio fsico entre las diferentes unidadesque forman una picorred se realiza mediante losprotocolos que conforman las capas de banda base y deenlace.

Modems

Un modem convierte seales digitales a analgicas (audio) y viceversa,mediante la modulacin y demodulacin de una frecuencia portadora. Seusan para transmitir las seales a travs de lneas telefnicas. Lasprestaciones de velocidad se han ido mejorando paulatinamente, hasta losltimos comercializados de 56 kbaudios (actualmente un productoobsoleto). Una tecnologa que soporta velocidades superiores y grancalidad es la denominada ISDN o RDSI (Red Digital de ServiciosIntegrados), que como su nombre indica usa lneas telefnicas digitales, ladesventaja es su precio ms elevado. Este sistema consta de dos lneasde 64 k de velocidad que se pueden, mediante software, usar como una de128 k, aunque como es lgico se paga la transmisin por las dos lneas (esdecir cuesta el doble). Es una tecnologa que cada vez se usa menos.

Una variante es la conocida como ADSL, (Asymmetrical Digital SubscriberLine), til para el acceso a Internet, pues permite la transmisin deinformacin con una velocidad de hasta 8 Mbps, y es interoperativa con elsistema RDSI. Algunas variantes recientes como ADSL2+ transmiten convelocidad terica de hasta 20 Mbps.

http://www.um.es/docencia/barzana/II/DIVULGACION/INFORMATICA/Modem_Funcionamiento.html

Enlaces recomendados:Conexion internet con banda ancha, ADSL,ADSL2Ahorrar en la factura telefnica gracias a la banda ancha (cable yADSL)Derechos del usuario de telecomunicacionesBanda ancha para todos (2004)

Para lneas xDSL hay cuatro tipos principales deposibilidades:

- DSL asimtrico (ADSL), en el que las velocidades detransmisin son distintas segn el sentido.

- DSL simtrico (SDSL), en el que las velocidades enambos sentidos son anlogas

- DSL de elevada relacin de bits, (HDSL) es como elsimtrico, pero con ms velocidad (HDSL2)

- DSL de muy elevada relacin de bits, (VDSL) esanlogo a ADSL; pero al velocidad est en funcin de lared. Se alcanzan velocidades de hasta 60 Mbit/s

Topologa de una red

Por topologa de una red se entiende la forma en la que se conectanelectrnicamente los puntos de dicha red. Las topologas existentes son:bus, rbol y estrella.

Se han de tener en cuenta una serie de factores al seleccionar como msadecuada una topologa, se describen seguidamente:

Complejidad. Este factor afecta a la instalacin y mantenimiento detodo el cableadoRespuesta. El trfico que puede soportar el sistemaVulnerabilidad. La susceptibilidad de la topologa a fallos o averasAplicacin. El tipo de instalacin en el que es ms apropiada latopologaExpansin. La facilidad de ampliar la red y aadir dispositivos paracubrir grandes distancias.

A) Topologa en BUS

Todas las estaciones (nodos) comparten un mismo canal detransmisin mediante un cable (frecuentemente coaxial). Lasestaciones usan este canal para comunicarse con el resto.

Los factores de evaluacin respecto a esta red son:Aplicacin. Se usan en pequeas redes y de poco trficoComplejidad. Suelen ser relativamente sencillasRespuesta. Al aumentar la carga la respuesta se deteriora

http://webs.ono.com/barzana/Informatica/ADSL.htmlhttp://webs.ono.com/barzana/Informatica/Telefono-VOIP.htmlhttp://www.um.es/docencia/barzana/II/DIVULGACION/TELEFONIA/Usuarios-teleco.htmlhttp://www.um.es/docencia/barzana/II/ENLACES/Telefonica1.html

rpidamente.Vulnerabilidad. El fallo de una estacin no afecta a la red. Losproblemas en el bus son difciles de localizar, aunque fcilesde subsanar.Expansin. Es muy sencilla.

Anlisis comparativo

VentajasEl medio de transmisin es totalmente pasivoEs sencillo conectar nuevos dispositivosSe puede utilizar toda la capacidad de transmisin disponibleEs fcil de instalar

InconvenientesEl intefaz con el medio de transmisin ha de hacerse condispositivos inteligentesA veces los mensajes interfieren entre sEl sistema no reparte equitativamente los recursosLa longitud del medio de transmisin no supera habitualmentelos dos kilmetros

B) Topologa en Anillo

Las estaciones se conectan formando un anillo. Ningn nodocontrola totalmente el acceso a la red.

Los factores de evaluacin respecto a esta red son:Aplicacin. Es til cuando se ha de asignar la capacidad dela red de forma equitativa, o cuando se precisen velocidadesmuy altas a distancias cortas, para un pequeo nmero deestaciones.Complejidad. La parte fsica suele ser complicada.Respuesta. Con trfico muy elevado la respuesta permanecebastante estable, sin embargo el tiempo de espera medio esbastante elevado.Vulnerabilidad. El fallo de una sola estacin o de un canalpuede hacer que no sea operativo el sistema completo. Unfallo es difcil de localizar y no es posible la reparacininmediata.Expansin. Es bastante sencillo el aadir o suprimirestaciones.

Anlisis comparativo

Ventajas

La capacidad de transmisin se reparte equitativamenteLa red no depende de un nodo centralSe simplifica al mximo la transmisin de mensajes

Es sencillo enviar un mismo mensaje a todas las estacionesEl tiempo de acceso es aceptable, incluso con mucho trficoEl ndice de errores es muy pequeo.Se pueden alcanzar velocidades de transmisin elevadas.

Inconvenientes

La fiabilidad de la red depende de los repetidoresLa instalacin es bastante complicada.

C)Topologa en Estrella

Todas las estaciones estn conectadas por separado a un nodocentral, no estando conectadas directamente entre s.

Los factores de evaluacin respecto a esta red son:Aplicacin. Es la mejor forma de integrar servicios de datos yvozComplejidad. Puede ser una configuracin bastantecomplicada. Cada estacin a su vez puede actuar como nodode otras.Respuesta. Es bastante buena para una carga moderada delsistema. Afecta mucho la potencia del nodo central.Vulnerabilidad. Si falla el servidor central, se detiene laactividad de la red. El fallo de una sola estacin no afecta alfuncionamiento del sistemaExpansin. Es muy restringida. Es lgico, pues se ha deproteger el nodo central de sobrecargas.

Anlisis comparativo

VentajasEs ideal si hay que conectar muchas estaciones a unaSe pueden conectar terminales no inteligentesLas estaciones pueden tener velocidades de transmisindiferentesPermite utilizar distintos medios de transmisinSe puede obtener un elevado nivel de seguridadEs fcil la deteccin de averas

InconvenientesEs susceptible de averas en el nodo centralEs elevada en precioLa instalacin del cableado es caraLa actividad que ha de soportar el servidor, hace que lasvelocidades de transmisin sean inferiores a las de las otrastopologas.

Principales tipos de redes

Al hablar de "hardware" de red no hay ms remedio que hablar de los

Al hablar de "hardware" de red no hay ms remedio que hablar de losdesarrollos que existen en el mercado de ciertas normas creadas por elIEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers ). Cada una deestas normas engloba toda una serie de caractersticas entre las quedestacan la topologa, velocidad de transferencia y tipos de cable. Para noentrar en temas excesivamente tcnicos se describen dos: Ethernet yToken Ring.

ETHERNET: Utiliza topologa bus. Como su velocidad detransferencia es alta (las versiones ms modernas alcanzan hastalos Gbit/s) puede ser utilizada en redes medias e incluso grandes.Pero, debido a su mtodo de acceso, las prestaciones pueden caersi el trfico es muy intenso. Por ello es recomendable estudiar eltipo de aplicaciones que se van a utilizar en la red. Fue el primerhardware de red presentado en el mercado, siendo ahora el mspopular. La mayora de fabricantes de ordenadores tienenimplementaciones sobre Ethernet y gracias a ello, la conectividadcon esta red es muy fcil. Utiliza cable coaxial de dos tipos y en suversin ms moderna (10 Base T), cable UTP. Recomendada paraentornos en los que deba convivir con equipos Digital ocomunicaciones TCP/IP Para obtener amplia informacin sobre estared se recomienda visitar la pgina web de Charles Espurgeons. Sise desea ms informacin se puede acceder al tutorial de laempresa Lantronix.

TOKEN RING:Fue desarrollada en la dcada de 1960 por OlofSderblom, llegando a ser el estndar IEEE 802.5, hasta hace pocotiempo fue la red IBM por excelencia. Cuenta con versiones de 4 y16 Mbit/s lo que la haca hasta hace poco tiempo una de las msutilizada en redes grandes.posteriormente HSTR alcanzaba 100Mbit/s. Utiliza topologa en anillo aunque en realidad el cable sehace en estrella y es ideal para conectividad con equipos IBM.Actualmente no se usa a excepcin de algunos bancos.

Sistemas Operativos de red

Vistos los diversos niveles del estndar de redes OSI, se puede concluirque hay una complejidad elevada en las tareas de control de lascomunicaciones en una red. El programa que realiza esta tarea sedenomina sistema operativo de red, y ha de cumplir ciertos requerimientos:

Multitarea: Para atender las peticiones de muchos usuarios a la vezdeben ser capaces de realizar varias tareas simultneamente. Deesta forma pueden realizar una lectura en disco al mismo tiempoque reciben otra peticin a travs de la red o imprimen un textoenviado por una estacin de trabajo.

Direccionamiento: Deben ser capaces de controlar grandescapacidades de disco, ya que stos van a ser utilizados por ms deun usuario. Para controlar gran capacidad de disco duro, necesitarangran cantidad de memoria que deben direccionar.

Control de acceso: Si desea que los datos de todos los usuarios nodaados por error de una de ellos, el sistema operativo de reddeber incorporar un sistema que permita a los usuarios accederslo a los datos imprescindibles para su trabajo en la red.

Seguridad de datos: El disco duro de un servidor de ficherosalmacena muchos datos, muchos ms que el de un PC aislado.Preservarlos justifica tener un sistema de seguridad que evite queun fallo de los componentes cause su perdida. Por ello los sistemasoperativos de red tienen sistema de tolerancia de fallos quefuncionan de forma automtica y transparente para los usuarios.

http://www.ieee.org/http://wwwhost.ots.utexas.edu/ethernet/ethernet-home.htmlhttp://www.lantronix.com/htmfiles/mrktg/catalog/et.htmhttp://dis.um.es/~barzana/enlaces/osi.htm

Interface de usuario: Los usuarios deben seguir teniendo en supantalla la misma apariencia que les ofreca el entorno local. Elacceso a los perifricos de la red debe ser transparente y de lamisma forma que si estuviera conectado en su estacin. Slo conello se conseguir facilidad de uso en la red.

En el mercado existen diversos sistemas operativos para red:

Linux est alcanzando gran difusin, siendo el sistema operativoms seguro. La gran mayora de servidores de internet operan bajol.

NETWARE (de Novell) dispone de diversas modalidades, hace unosaos era el ms difundido. Actualmente difunden el Suse Linux.

VINES (de Banyan) dirigido a entorno ms amplios. Utiliza en losservidores el sistema operativo UNIX y de ah le viene sucompatibilidad casi total.

Windows, tiene un entorno fcil de manejar, aunque como todos losproductos Microsoft, es poco fiable.

9.3 Telefona

El benedictino francs Dom Gauthey, en 1680,propuso a la Academia de Ciencias de Pars, unsistema de transmisin de la voz humanamediante tubos acsticos. En 1860 el alemnPhillipp Reis (1834-1874) invent un aparato alque denomin "Telfono" (del Griego "hablar a lolejos") con el cual logr transmitir sonidosdurante breves intervalos de tiempo.

Johann Philipp Reis, fsico alemn

Reis inici su carrera profesional como empleado de unasociedad dedicada a la fabricacin de colorantes. Deformacin autodidacta, tanto en el campo de la cienciacomo en el de la fisica, llev a cabo diversos trabajosexperimentales que le condujeron a la conversin deoscilaciones acsticas en impulsos elctricos. A la edadde 19 aos inici sus estudios de matemticas y fisca,a la vez que desarrollaba sus trabajos. Ms tarde ejercicomo preceptor en Friedrichsdorf. En dicha poblacindesarroll un aparato gracias al cual no slo fue capaz detransformar las ondas electromagnticas en ondassonoras sino que tambin le permita transmitirlas hastadistancias de 100 m en forma de seales elctricas.Bautiz su invento con el nombre de telfono, en 1861 lopresent ante la Sociedad Fsica de Frankfurt y en 1864en la Universidad de Giessen. Sin embargo, su invencinno despert ningn inters.

En 1796, Francisco Salva estableci un sistema de comunicacintelegrfica entre Madrid y Aranjuez. Tena 44 cables que permitan latransmisin de 22 smbolos. Las seales se generaban mediante mquinaselectrostticas, aunque no fue desarrollado comercialmente debido aproblemas tcnicos.

El 14 de Febrero de 1876, el americano de origen irlands, AlexanderGraham Bell (1847-1922) present una peticin de patente de un telfono,dos horas antes de que lo hiciera Elisha Gray (1835-1901) con un aparatosimilar. La realidad es que el telfono fue inventado por el italiano AntonioMeucci, aunque no dispuso de medios para su lanzamiento al mercado.

http://www.um.es/docencia/barzana/II/II/Ii09.html#BM0http://www.academie-sciences.fr/http://www.canalsocial.com/biografia/ciencia/bell.htmhttp://www.acmi.net.au/AIC/GRAY_BIO.htmlhttp://www.telefonica.es/http://dis.um.es/~barzana/Imagenes/central_tel.jpeg

El receptor no present problemas,aunque s el emisor. La razn es queel telfono se basa en el principio deque una corriente contnua puedevariarse por una resistencia que lohaga en funcin de las ondasacsticas que reciba (micrfono) loque a su vez da lugar a la produccin de las mismas en el receptor (unelectroimn con una lmina fina). Fueron muchos los experimentos paralograr un micrfono eficaz, en 1878 Henry Hummings patent uno queconsista en una cavidad parcialmente rellena de carbn que cerraba elcircuito elctrico, cuya resistencia y por tanto la intensidad que circula porel mismo es proporcional a la presin de las ondas sonoras, actualmentean se sigue utilizando. Es de destacar que Tomas A. Edison (1847-1931)tambin contribuy con inventos al desarrollo del telfono.

Otros elementos bsicos deltelfono son el timbre o campanillay el marcador. El primero es unelectroimn doble, con unaarmadura pivotante que soporta aun martillo que al vibrar golpea auna campana, fue descubierto por

T. Watson y an sigue en uso, el dial se invent en el ao 1896, por unosasociados de Strowger.

Los primeros telfonos incluan su propia batera para alimentar el circuito,pero en 1894 se impuso la batera central con un voltaje de 48 V, en usodesde entonces. Al descolgar el auricular se produce el cierre del circuito ypasa por l una corriente continua, indicando a la central que se requiereservicio.

En Espaa se estableci el telfonoen el ao 1877 en Barcelona, tradosdesde Cuba, all se importabandirectamente de EE.UU.En 1884 el estado se hacecargo del monopolio, en

1924 se cre la Compaa Telefnica Nacional de Espaa, actualmenteprivatizada y denominada Telefnica.

En las primeras centrales telefnicas las conexiones entre usuarios serealizaban directamente por los operarios de la central, lo cual era muylimitado, pues en cuanto creca el nmero de abonados el nmero deconexiones era inmanejable. En 1889 Almon B. Strowger, un enterrador dela ciudad de Kansas, al creer que las llamadas eran desviadas hacia lacompetencia, por parte de los operadores, invent un sistema automticopara la seleccin del destinatario. Este principio se ha utilizado muchosaos, hasta la aparicin de las centrales electrnicas.

SISTEMA IBERCOM

Como ejemplo de un servicio que hasta hace pocotimepo fue considerado servicio avanzado decomunicaciones se puede citar el sistema Ibercom deTelefnica de Espaa. Es un sistema de transmisin devoz y datos dirigido al sector institucional y empresarial,soportado por tecnologa enteramente digital. Permite alos usuarios disponer de su propia red dentro del sistemaIbercom, haciendo uso exclusivo de ciertos elementos detransmisin y conmutacin, crendose una red privadavirtual (RPV).

http://www.artehistoria.com/frames.htmhttp://www.artehistoria.com/historia/personajes/6770.htmhttp://www.telefonica.es/http://www.strowger.com/history.htmlhttp://www.todoteleco.com/ibercom/ibercom.htm

La infraestructura bsica de Ibercom est compuesta pordos partes, una es la de acceso cuya funcin es la deproporcionar las lneas de voz y datos a sus usuarios,denominada Red de Acceso Ibercom (RAI), pudiendoestar compuesta de varios Mdulos de Red de AccesosIbercom (MRAI) distribuidos, a los que se conectan todoslos terminales correspondientes a los servicios detelecomunicacin con los que se desee dotar cadadependencia, y otra, la de interconexin, que estincorporada en la porcin de trnsito en las redespblicas, y a la cual se accede a travs de un CentroFrontal (CF), que realiza el trnsito entre las RAI a lconectadas.

La central telefnica de la empresa que tenga esteservicio, es una Ericson MD110 (hasta hace poco tiempose usaba en la Universidad de Murcia), que constabsicamente de unos mdulos denominados Mdulos deInterface de Lnea (LIM) controlados por unmicroprocesador equipado con todos los elementosnecesarios para el tratamiento de las llamadaspudindose conectar directamente dos de ellos o atravs del Selector de Grupo (GS) en caso de sistemasmayores. Cada LIM puede funcionar como un sistemaautnomo o como integrante de otro mayor, realizando laconmutacin a un ritmo de 64.5 Mbps, y albergando unas250 extensiones de voz y datos.

La conexin entre los RAI y el CF se realiza medianteuno o ms enlaces MIC, a 2 Mbps, con cablestrenzados, coaxiales, fibra ptica o radioenlaces.

Los servicios ofrecidos por Ibercom son:

- Plan privado de numeracin (Abreviado)- Rutas privadas- Marcacin directa entrante- Funcin de operadora- Gestin de red- Tarificacin especial- Servicios de voz (Analgica y Digital)- Servicio de datos- Servicios de valor aadido- Aplicaciones especiales

Actualmente hay cerca del milln de lneas Ibercominstaladas

Algunas empresas de telefona ofrecen servicios de voz a travs de lneasdedicadas a internet, por ejemplo la telefona en la universidad de Murciafunciona bajo la red de la operadora de cable Ono, es lo que se denomina(voz a travs de IP). Las tarifas son muy baratas, aunque en algunas lacalidad no suele estar al nivel de las lneas convencionales de telefona.Recientemente el Gobierno espaol regul esta nueva modalidad detelefona.

Telefona mvil celular

A) Introduccin

En la evolucin de las redes de telecomunicacin, una estrategiaactual es dotar a los usuarios de movilidad, de forma que puedanestablecer una comunicacin desde cualquier lugar. Ello es posible

http://webs.ono.com/usr020/barzana/Informatica/Telefono-VOIP.html

mediante el empleo de las ondas de radio para establecer el enlaceentre los elementos a comunicarse. Seguidamente se describe elconcepto celular por ser la base de la mayora de los sistemas detelefona va radio.

Los sistemas celulares fueron creados por los laboratorios Bell(AT&T) hace ms de cincuenta aos. Un sistema celular se forma aldividir el territorio al que se pretende dar servicio, en reaspequeas o celdas (normalmente hexagonales), de menor o mayortamao, cada una de las cuales est atendida por una estacin deradio. A su vez las clulas se agrupan en "clusters" o racimos, deforma que el espectro de frecuencias se pueda utilizar en cadaclula nueva, teniendo cuidado de evitar las interferencias.

Las estructuras que permiten, de forma ininterrumpida, la coberturade una zona determinada son configuraciones a modo de panal deabejas basadas en 4, 7, 12 o 21 clulas. El nmero total de canalespor clula se obtiene por la frmula siguiente, N=(N total decanales)/(Claustro (4, 7, 12, 21)). Al ser menor el tamao de lasclulas mayor ser el nmero de canales que soporte el sistema.

La siguiente tabla muestra la primera generacin de sistemascelulares analgicos

SistemaPas N

CanalesEspaciado

(kHz)

AMPS EE.UU. 832 30

C-450 Alemania 573 10

ETACS Reino Unido 1240 25

JTACS Japn 800 12.5

NMT-900 Escandinavia 1999 12.5

NMT-450 Escandinavia 180 25

NTT Japn 2400 6.25

Radiocom-2000

Francia 560 12.5

RTMS Italia 200 25

TACS Reino Unido 1000 125

Respecto a los sistemas digitales, los ms difundidos son:

UMTS, GSM y DCS-1800, en Europa, IS-54 e IS-95 en EE.UU. yPDC en Japn

B) Sistema NMT

Las primeras generaciones de este tipo de comunicaciones eransistemas analgicos, tales como NMT, TACS, AMPS, etc., con unaamplia difusin. Actualmente han surgido sistemas digitales, comoGSM y UMTS en Europa, el DAMPS en EE.UU. y JDC y PHP enJapn.

En Espaa la "telefona mvil automtica" o TMA apareci en el ao1982 en la modalidad de 450 MHz, tomando como referencia elmodelo nrdico NMT. Debido al xito del mismo y a la saturacin delespectro, Telefnica implant la modalidad de 900 MHz.

El sistema NMT (Nordic Mobile Telephony) surgi en los pasesescandinavos en 1981, es ideal para cubrir la mayor extensin deterreno con la menor inversin. La versin NMT 900 permite unmayor nmero de canales.

http://dis.um.es/~barzana/Imagenes/airtelmapa.jpg

C) Sistema TACS

El sistema TACS 900 adaptado en Inglaterra el ao 1985, deriva delsistema analgico AMPS americano desarrollado por los laboratoriosBell y comercializado en EE.UU en 1984. Con este sistema seobtiene unamejor calidad del servicio, al mismo tiempo que mejorala relacin seal/ruido por tener una mayor anchura de canal.Adems precisa de equipos ms pequeos y baratos.

El sistema TACS (Total Access Communications System) 900conocido como TMA 900, es del mismo tipo que el anterior,analgico multiplexado en frecuencia, pero diferente por utilizar unatecnologa mucho ms avanzada y barata, dando mejor calidad deaudio, as como una mejor conmutacin al pasar de una a otraclula, ya que la sealizacin se realiza fuera de banda, al contrarioque NMT, que lo hace dentro de ella, resultando casi imperceptibleel ruido para el usuario, sin embargo sus estaciones base cubren unrango menor. Emplea la banda de frecuencia de los 900 MHz y cadaMHz se divide en 40 semicanales de 25 kHz, por lo que resultaextremadamente til, por su gran disponibilidad de canales, paracubrir reas urbanas. Dispone de 1320 canales duplex, de los que21 se dedican exclusivamente a control (seal digital) y el resto paravoz (seal analgica)

D) Sistema GSM

E l GSM (Groupe Spcial Mobile), surge del intento europeo deunificar los 10 sistemas diferentes existentes, en uno solo, el CEPT(ao 1982). La principal ventaja de este sistema es que permiterealizar o recibir llamadas en cualquier pas europeo, an estandoen trnsito por ellos, el telfono se registra automticamente en lasiguiente red GSM al cambiar de un pas a otro, quedandodisponible para su utilizacin. Al ser criptografiadas todas lasconversaciones, da una gran ventaja, la mayor seguridad frente aescuchas. Otras ventajas son su menor consumo de energa, lasclulas ms pequeas y la utilizacin del espectro de forma mseficiente. A continuacin se muestra un mapa de cobertura deVodafone.

La existencia de competencia por parte de otrasoperadoras, Vodafone, Orange (inicialmente Amena) yYoigo, aparte de las "operadores mviles virtuales" (OMV) comoCarrefour, Dia, Symio y EroskiMovil, ha dado lugar a que las tarifashayan bajado bastante.

E) Otras tecnologas

Respecto a la tecnologa ms reciente, UMTS, en Espaa la ofrecenlas operadoras Vodafone, Orange, Movistar y Yoigo. El siguienteenlace es al Libro Blanco sobre UMTS.

A la red GSM se le aadieron otras funcionalidades, antes de laimplantacin completa de UMTS. Nuevas tecnologas comoHSCSD, GPRS y EDGE

HSCSD (High Speed Circuit Switched Data ) se basa en circuitosconmutados de alta velocidad, proporciona una velocidad de 58kbit/s. Permite acceder a varios servicios simultneamente. Esparecida a la RDSI.

GPRS (General Packet Radio Service ) puede llegar a velocidadesde 115 kbit/s. Al contrario que HSCSD que para su implantacinrequiere nicamente de actualizacin software, GPRS necesita de

http://kbs.cs.tu-berlin.de/~jutta/gsm/js-intro.htmlhttp://www.vodafone.es/http://www.orange.eshttp://www.yoigo.eshttp://www.diamovil.comhttp://dis.um.es/~barzana/enlaces/TEl_3G_Libro_Blanco.html

un hardware especfico para el enrutamiento a travs de una red dedatos.

EDGE (Enhaced Data rates for GSM Evolution ) nos acerca a lascapacidades que otorga 3G en la comunicacin. En combinacincon GPRS puede alcanzar velocidades de 384 kbit/s

En la transicin se emplean terminales capaces de acceder aambas redes.

Las empresas de desarrollo y creadoras de contenidos se volcaronen el desarrollo de aplicaciones WAP (pginas web accesiblesdesde la red celular) aunque la expansin es mucho menor de laesperada, posiblemente por las tarifas tan elevadas de la telefonamvil. Adems que la aparicin de telfonos GPRS y UMTS harestado muchos usuarios a WAP.

WAP acerc en sus comienzos a los usuarios a la utilizacin deservicios de internet, el posicionemiento en esta tecnologa ayudalxito en el desarrollo de proyectos UMTS. Por lo tanto no hay quever nicamente a WAP como una tecnologa pasarela a UMTS sinoque adems es una introduccin de todas las partes (usuarios,operadoras, empresas, etc..) a servicios mviles en redes.

Nuevos negocios se podrn implementar para esta tecnologa, quevan desde los propios fabricantes de dispositivos, que desarrollanlos nuevos telfonos y dispositivos capaces de aprovechar el nuevomtodo de comunicacin a los propios desarrolladores que se lesabrirn nuevas posibilidades que hasta ahora son inpensables decreacin de contenidos, aplicaciones. En Espaa proximamentehabr una regulacin para la televisin a travs de los mvilescelulares UMTS.

Actualmente se est implantando la tecnologa HSDPA (High SpeedDownlink Packet Access) es la optimizacin de la tecnologaespectral UMTS/WCDMA, incluida en las especificaciones de 3GPP5 y consiste en un nuevo canal compartido en el enlacedescendente que mejora significativamente la capacidad mxima detransferencia de informacin hasta alcanzar tasas de 14 Mbps.Soporta tasas de throughput promedio cercanas a 1 Mbps. Es laevolucin de la tercera generacin (3G) de tecnologa mvil, llamada3.5G, y se considera el paso previo antes de la cuarta generacin(4G o LTE), la futura integracin de redes.

La gran difusin de los telfonos mviles, ha dado lugar ainnovaciones, por ejemplo, mediante un conjunto de "chips" sepuede convertir un mvil en un control remoto universal paraaparatos electrodomsticos. Recientemente se han comercializadomviles con esta capacidad. Y otras dirigidas al mundo multimedia,actualmente son habituales los telfonos con sistemadeposicionamiento global (GPS), cmara fotogrfica y prestacionesmusicales avanzadas. Como consecuencia recientemente se hanempezado a comercializar telfonos con sistemas dealmacenamiento masivo tipo SSD, que adems incluyen transmisorde radio FM, salida de televisin, altavoces duales y pantalla decristal lquido dual, (TFT en el interior y OLED en el exterior).

Al concluir en muchos pases las emisiones de televisin analgica,queda una banda del espectro electromagntico libre, que se puedededicar a la telefona mvil celular, principalmente para facilitar losaccesos a internet desde el mvil. Por ejemplo en EE.UU., haquedado libre la banda de los 700 MHz, que se espera sea dedicadaa una nueva tecnologa de comunicaciones mviles, conocida comoLTE (cuarta generacin), que ser el siguiente paso en la mayora de

http://www.st.comhttp://www.digimob.com

operadores de telefona, adaptada por empresas como Telfonica,Vodafone, Orange, T-Mobile, AT&T, Verizon, NTT Docomo....Tambin puede suponer un cambio importante en la electrnica de latelefona mvil celular , al implantarse bajo semiconductores dearseniuro de galio (AsGa)

F) Antenas y salud

Respecto a la alarma creada por grupos ecologistas, sin ningunabase cientfica, sobre la rediacin daina y supuestamenteproductora de cncer, no hay ninguna base cientfica que la soporte,y as ha sido reconocido por la Organizacin Mundial de la Salud(OMS). La radiacin de la telefona mvil celular es no ionizante, porlo tanto no puede romper los enlaces del ADN. En los siguientesenlaces se tiene informacin seria:

Joseba Zubia, fsico de la UPV, habla de Ondas electromagnticasy salud. (Fuente Magonia)

El 19 de julio de 2007 la Unin Europea sac su informe sobreradiacin electromagntica por parte del comit de salud humana.Puede acceder a dicho informe en:

http://ec.europa.eu/health/ph_risk/committees/04_scenihr/docs/scenihr_o_006.pdf

En la web de ARP SAPC, hay un estupendo monogrficodenominado Antenas y Salud:

http://www.arp-sapc.org/articulos/antenasindex.html

Por otra parte, Ferrn Tarrasa di una estupenda conferencia el 4 demayo de 2007 denominada "Telefona mvil, desmontando mitos".Se puede acceder a su presentacin en:

http://www.slideshare.net/giskard/telefona-mvil-y-salud-desmontando-mitos

Enlace recomendado: Telfonos mviles como pluvimetros

9.4 Sistema de posicionamientoglobal

http://blogs.elcorreodigital.com/magoniahttp://ec.europa.eu/health/ph_risk/committees/04_scenihr/docs/scenihr_o_006.pdfhttp://www.arp-sapc.org/articulos/antenasindex.htmlhttp://www.um.es/docencia/barzana/II/ http://www.slideshare.net/giskard/telefona-mvil-y-salud-desmontando-mitoshttp://ciencia15.blogalia.com/historias/39909http://www.um.es/docencia/barzana/II/II/Ii09.html#BM0

Introduccin histrica

Cuando la extinta Unin Sovitica (URSS) puso en rbita el primersatlite artificial de la Tierra, se observaba como un punto brillante,que se mova lentamente entre los astros que servan de referenciapara los navegantes. Pronto surgi una idea,pasar de la navegacinestelar a la por satlite. Un grupo de cientficos soviticos, dirigidospor el acadmico V. Kotlnikov, ofrecieron utilizar el mtodo Dopplerpara determinar los parmetros de las rbitas de los satlites.

El tres de marzo de 1978, laURSS puso en marcha elsatlite Cosmos 1000, dandoinicio al sistema de navegacincsmica nacional, "Tsikada",destinado a localizar a losbarcos en cualquier lugar delocano. Actualmente hay variossatlites con esta misin. Coneste esquema de satlites, sepueden obtener datos, en elecuador cada 72 minutos y en latitudes altas ms a menudo, y enlas latitudes norteas, donde las rbitas se cruzan,ininterrumpidamente. En los barcos se instala un microprocesador,que se conecta al sistema de radionavegacin tradicional El uso deeste sistema, proporcionaba, hace unos aos, el ahorro del orden deunos 25000 rublos al ao, por barco, en la extinta URSS.Posteriormente se implant en la URSS el Sistema de Satlite deNavegacin Global (SSNG), para la localizacin exacta de barcos,automviles y otros objetivos.

En el ao 1986, la URSS y los EE.UU., declararon a la OrganizacinMartima Internacional, que se podan explotar estos sistemas confines pacficos. De forma que EE.UU. ha desarrollado desdeentonces, un sistema anlogo al sovitico, quedando completo elao 1995. Consta de 24 satlites, de los que tres son de reserva,situados en tres planos orbitales, a 20200 km de altura, con unngulo de 120 grados, uno respecto al otro. Las seales denavegacin se emiten en una banda de 1602.2 a 1615 MHz. Ademsestos satlites pueden servir a una cantidad ilimitada de usuarios.Actualmente este sistema est gestionado por el Ministerio deDefensa de EE.UU. En estos momentos se est implantando unsistema europeo, Galileo.

Este es el origen del Sistema de Posicionamiento Global "GPS", enamplio desarrollo actualmente, cuyo predecesor, el SSNG, puedeseguir usndose, mediante un mdulo adicional.

A muchos navegantes y topgrafos acostumbrados a trabajar conlos mtodos tradicionales, la obtencin de la posicin con slopulsar un botn, les debe de parecer sorprendente. Existeactualmente una forma ms avanzada del GPS, que optimiza anms los lmites de la precisin. Este avance se conoce como GPSdiferencial "DGPS", y con l se puede medir fiablemente unaposicin hasta cuestin de metros, y en cualquier lugar del planeta.Actulamente Europa est desarrollando el sistema europeo Galileo,libre de cualquier interferncia militar.

GPS Bsico

Se basa en 24 satlites en rbita a unos 20000 km de distancia.stos actan como puntos de referencia a partir de los cuales"triangulan" su posicin unos receptores en la Tierra. En ciertosentido es como una versin en alta tecnologa de la vieja tcnica,

http://www.astrored.org/contenidos/articulo.php/matias_dominguez/efemerides/1.htmlhttp://www.imo.org/index.htm

consistente en tomar marcaciones mediante una brjula desde lascumbres de los montes cercanos para situar un punto en el mapa.

Los satlites actan como puntos de referencia al ser supervisadassus rbitas con gran precisindesde estaciones terrestres.Mediante una medicin del tiempode viaje de las seales trasmitidasdesde los satlites, un receptorGPS en la tierra determina sudistancia desde cada satlite. Conla medicin de la distancia desdecuatro satlites y la aplicacin declculos, el receptor obtiene,latitud, longitud, altitud, derrota yvelocidad. Los buenos receptorestienen una precisin menor que100 m, y efectan ms de unamedida por segundo.

Los receptores pueden hacerse con antenas muy pequeas, dehecho son de tal tamao, que caben en la mano.

Otra ventaja es que las seales GPS estn al alcance de todos,gratuitamente sin necesidad de pagar tasas de licencia ni uso, pueslos satlites son de EE.UU y de Rusia, con lo cual no tiene ningunaopcin de sacar dinero a costa de este tipo de usuarios.

GPS en tres pasos bsicos

Paso 1 Los satlites son puntos de referencia. Susposiciones en el espacio se conocen con mucha precisin,constituyendo la base de todos los clculos GPS.

Paso 2 El tiempo de viaje de la seal da la distancia.Mediante una serie de mensajes codificados, un receptor entierra determina el momento en que la marca de tiempo partidel satlite, as como el momento de llegada a su antena. Ladiferencia es el tiempo de viaje de cada seal. La distanciaes el producto del tiempo por la velocidad de la luz. En esteproceso es donde hay errores.

Paso 3 Tres distancias fijan la posicin. Se supone unreceptor a 23000 km de un satlite. Esta medicin restringeel lugar del universo en que puede encontrarse el receptor.Indica que ha de estar en algn lugar de una superficieesfrica imaginaria, centrada en ese satlite y con un radio de23000 km. Si por ejemplo el receptor se encuentra a 26000km de un segundo satlite, eso restringe an ms el lugar, ala interseccin entre dos esferas, que es una circunferencia.

Una tercera medicin, aade otra esfera, que interceptalcrculo determinado por las otras dos. La interseccin ocurreen dos puntos, y as con tres mediciones, el receptorrestringe su posicin a slo dos puntos en todo el universo.

Una cuarta medicin seleccionara uno de estos dos puntos,pero no es necesario, pues de los dos puntos del pasoanterior, uno est a miles de km de la Tierra, por lo que notiene sentido. Aunque a veces es realizada esta cuarta

http://www.um.es/docencia/barzana/II/IMGTEORIA/GPS-esquema.png

medicin, para proporcionar una forma de asegurar que elreloj del receptor est sincronizado con la hora universal.

GPS diferencial (DGPS)

Es una forma de hacer ms preciso al GPS. El DGPS proporcionamediciones precisas hasta un par de metros en aplicacionesmviles, e incluso mejores en sistemas estacionarios. Esto implicael que sea un sistema universal de medicin, capaz de posicionarobjetos en una escala muy precisa.

El DGPS opera mediante la cancelacin de la mayora de los erroresnaturales y causados por el hombre, que se infiltran en lasmediciones normales con el GPS. Las imprecisiones provienen dediversas fuentes, como los relojes de los satlites, rbitasimperfectas y, especialmente, del viaje de la seal a travs de laatmsfera terrestre. Dado que son variables es difcil predecir cualesactan en cada momento. Lo que se necesita es una forma decorregir los errores reales conforme se producen. Aqu es dondeentra el segundo receptor, se sita en un lugar cuya posicin seconozca exactamente. Calcula su posicin a travs de los datos delos satlites y luego compara la respuesta con su posicin conocida.La diferencia es el error de la seal GPS.

No es posible calcular el error en un momento y que valga paramediciones sucesivas, ya que los receptores de los satlitescambian continuamente. Para realizar esta tarea es necesario tenerdos receptores operando simultneamente. El de referenciapermanece en su estacin y supervisa continuamente los errores afin de que el segundo receptor (el itinerante) pueda aplicar lascorrecciones a sus mediciones, bien sea en tiempo real o en algnmomento futuro.

El concepto ya est funcionando algn tiempo y se ha utilizadoampliamente en la ciencia e industria. Hay una norma internacionalpara la transmisin y recepcin de correcciones, denominada"Protocolo RTCM SC-104".

Por qu se necesita el DGPS?

Si el mundo fuera como un laboratorio, el GPS sera mucho mspreciso. Dado que el mundo parece una jungla, hay multitud deoportunidades para que resulte perturbado un sistema basado en laradio. A continuacin se describen los errores a los que hay queenfrentarse:

Errores de los satlites

Los satlites llevan relojes atmicos muy precisos, pero noperfectos. La posicin de los satlites en el espacio estambin importante, estos se ubican en rbitas altas, por loque estn relativamente libres de los efectos perturbadoresde la capa superior de la atmsfera terrestre, pero an as sedesvan ligeramente de las rbitas predichas.

La atmsfera

La informacin se transmite por seales de radio y estoconstituye otra fuente de error. La fsica puede llevarnos acreer que las seales de radio viajan a la velocidad de la luz,que es constante, pero eso slo es en el vaco. Las ondas deradio disminuyen su velocidad en funcin del medio en que sepropagan, as pues, conforme una seal GPS pasa a travsde las partculas cargadas de la ionosfera y luego a travs del

vapor de agua de la troposfera, se retrasa un poco, lo cualimplica un valor errneo de la distancia del satlite.

Error multisenda

Cuando la seal GPS llega a la Tierra se puede reflejar enobstrucciones locales antes de llegar al receptor. La sealllega la antena por mltiples sendas, primero la antena recibela seal directa y algo ms tarde llegan las desplazadas,produciendo ruido. Un ejemplo es en el caso de la TV cuandose ven imgenes mltiples solapadas.

Error del receptor

Los receptores tampoco son perfectos y pueden introducirsus propios errores, que surgen de sus relojes o de ruidointerno.

Disponibilidad selectiva

Mucho peor que las fuentes naturales de error es el queaporta intencionadamente el Departamento de Defensa deEE.UU., con la finalidad de asegurarse de que ninguna fuerzahostil utiliza la posicin de GPS contra los EE.UU. Seintroduce ruido en los relojes de los satlites, lo cual reducesu precisin, aunque tambin pueden dar datos orbitaleserrneos. Los receptores militares disponen de una llavefsica que desencripta los errores introducidos para aseliminarlos. De esta forma se pueden llegar a precisiones de15 m.

El DGPS obtiene mejores precisiones que las conseguidascon las codificadas para usos militares y tambin proporcionauna forma de verificar la fiabilidad de las medicionesmomento a momento.

Magnitudtpica de

los errores(en m)

Precisinpor

satliteGPS

DGPS

Relojes desatlites

1.5 0

Errores derbitas

2.5 0

Ionosfera 5 0.4

Troposfera 0.5 0.2

Ruidoreceptor

0 .3

Multisenda 0 .6

Dep.Defensa

30 0

Precisinde

posicin

GPS DGPS

Horizontal 50 1.3

Vertical 78 2

3D 93 2.8

Cmo funciona el DGPS?

Un receptor GPS puede desplazarse a cualquier sitio y realizarmediciones por s mismo, empleando como referencia los satlitesGPS. Mientras que el DGPS implica otro receptor aadido, es deciruno que se desplaza y otro estacionario.

Previamente se han comentado las diversas fuentes de error. A suvez las distancias entre los dos receptores son muy pequeascomparadas con las distancias a las que se encuentran lossatlites, esto quiere decir que recorrern la atmsfera con retrasosanlogos, de forma que una de las estaciones puede dedicarse amedir esos errores y facilitrselo a la otra.

Se ha de ubicar el receptor de referencia en un punto cuya posicinse haya determinado con exactitud, al recibir las seales GPSrealiza los clculos en sentido inverso al de un receptor. Emplea suposicin para calcular el tiempo y as obtiene el error entre el tericoy el real. Todos los receptores de referencia han de facilitar estainformacin de errores a todos los receptores itinerantes de su zonacon objeto de que corrijan sus mediciones. El receptor de referenciareconoce todos los satlites visibles y calcula los erroresinstantneos. Luego codifica esta informacin en un formatoestndar y lo transmite a los receptores itinerantes.

Algunos trabajos no requieren correcciones en tiempo real, en estecaso se conoce como GPS posprocesado.

Tambin existe el DGPS invertido, por ejemplo, en una flota decamiones que informan peridicamente de su posicin a unaestacin base. En lugar de enviar a los camiones las correccionesdiferenciales, la correccin se realiza en la estacin base. Loscamiones slo conocen su posicin de una manera aproximada,pero el controlador sabra la posicin exacta, hasta el punto depoder ubicar el camin en el carril de la calle en que se encuentra.

Aplicaciones de DGPS

Servicio de guardacostas

El Servicio de Guardacostas de EE.UU. es el responsable deproporcionar todas las ayudas de navegacin. El huracnBOB que azot la costa este de EE.UU. en 1991 destroz odesplaz un gran nmero de boyas. La situacin erapeligrosa, pues los barcos iban a puerto confiados en unasboyas que ya no existan o estaban cambiadas de sitio. ElServicio de Guardacostas equip uno de sus barcos demantenimiento de boyas con un receptor DGPS yreposicionaron las boyas de nuevo, en tan solo unos das.

Aviacin

Algunos experimentos realizados por la NASA y por laaviacin de EE.UU. contribuyeron al aterrizaje de helicpterosy aviones de pasajeros mediante DGPS como nico sistemagua, sin las radiobalizas tradicionales.

En la actualidad los sistemas de aterrizaje con pocavisibilidad son tan caros que slo estn disponibles en losmayores aeropuertos. El DGPS es tan barato que lo puedeinstalar cualquier aeropuerto y la mejora de seguridad de

vuelo es tremenda. Como referencia se puede citar Canad,donde el sistema GPS ha sustituido al habitual, conocidocomo Omega.

Gestin de los recursos naturales

La gestin del uso y proteccin de los bosques es una grantarea. Su estudio topogrfico es difcil, sin embargo hay quemedir constantemente parcelas de rboles, ya sea por asuntode su conservacin o por ventas a empresas madereras.

El Servicio Forestal de EE.UU. ha sido uno de los pionerosdel DGPS. Hacen medidas con GPS desde helicpteros.

Otras aplicaciones son: topografa de galeras de minas, desuperficies de pantanos y de zonas para pesca, control deincendios.

Exploracin costera

Las empresas petrolferas gastan mucho dinero en laexploracin del fondo de los ocanos en busca de lugaresidneos para perforar. El problema, es que una vez el barcoencuentra un lugar de perforacin, su tripulacin necesitallevar a ese punto los dispositivos de perforacin, lo cual noes fcil llegar al mismo sitio, al no haber posibilidad de ponermarcas de referencia, y apartarse unos metros significamuchos millones de gasto de ms. Para solucionar esteproblema usan el GPS.

Otra utilidad es para mantener a los barcos en las rutasexactas y para el levantamiento topogrfico de los puertos.

Gestin transporte y flotas

Con este sistema el controlador de una flota puede llevar lacuenta de cada vehculo, el resultado es una ms estrictaadhesin al horario y una mejor supervisin.

A las empresas de transporte (un ejemplo, los autobusesurbanos en Murcia), flotas de servicios y servicios deseguridad pblica les gusta saber la posicin de susvehculos incluso al extremo de conocer el nombre de lacalle. La solucin es DGPS. Tambin se usa en losferrocarriles

Tambin se usa en coches, ya es habitual los dispositivoscon pequeas pantallas que incluso mediante voz vanindicando la ruta ptima. Incluso algunos telfonos mviles loincorporan, como por ejemplo los Nokia 6210 navigator, E71y N97.

Actualmente se ha difundido ampliamente su uso en todo tipode vehculos, incluso hay algunos telfonos mviles Nokiaque incluyen GPS.

Agricultura

El GPS est abriendo una nueva era de "agricultura deprecisin". Un agricultor puede analizar las condiciones delsuelo en cada parcela, y compilar un mapa de las demandasde fertilizante. Este mapa se digitaliza y se registra enordenador. La mquina que adiciona los productos qumicosal terreno, va con un GPS y su posicin se correlaciona conlos datos previamente digitalizados, aadiendo en cada puntola cantidad exacta de fertilizante. Se beneficia el agricultorcon menos gasto y el medio ambiente evitando un exceso deproductos qumicos.

Tambin se puede aplicar a la fumigacin area.

Transporte martimo

En EE.UU. es obligatorio que los barcos petroleros llevenGPS por motivos de seguridad.

Otras aplicaciones costeras son: la verificacin de vaciadosen barcazas, hasta la determinacin de las zonas de pescalegal.

Seguridad pblica

Para los servicios de bomberos y polica el tiempo derespuesta es muy importante. Con DGPS se pueden guiar losvehculos con gran precisin. Los planos de rutas

centralizadas ofrecen a los controladores un mejorconocimiento de la forma en que estn desplegados susefectivos.

Cmo solucionar la limitacin de los 100 m de resolucin?

Como se ha comentado previamente, el sistema GPS para usos nomilitares tiene una limitacin puesta intencionadamente por elministerio de defensa de EE.UU., con la finalidad, como ya ennormal en ellos de incordiar y no beneficiar a nadie, la limitacin a100 m en la resolucin, salvo que se use el DGPS que como se havisto requiere ms medios y por lo tanto es ms costoso. Debido alas presiones de diversos sectores, el presidente de EE.UU, Clinton.indic que en el plazo de 10 aos se eliminaran las restriccionesmilitares, pero mientras tanto el error en demasiado grande paraalgunas aplicaciones, como el control de flotas de autobusesurbanos. Para resolver esta falta de resolucin, en EE.UU se hapropuesto un sistema aplicable a los autobuses que consta delsiguiente equipamiento en cada autobs, un odmetro o sensor develocidad del vehculo, y un girscopo que nos dar el cambio enacimut del vehculo. Estos sensores ha de estar perfectamentecalibrados y adems ha de conocerse la posicin inicial y el acimut.Como todos los sensores estn sujetos a error esta no es lasolucin perfecta. La empresa Andrew Corp., ha creado un sistemaque combina lo mejor del GPS y el sistema de posicionamientocontinuo (CPS). El sensor de GPS calibra los sensores para evitarerrores acumulados. El factor ms importante en la generacin deerrores es la estabilidad del girscopo, reducidos al mnimo con elsistema Navigator AUTOGIRO, basado en un girscopo con fibraptica, diseado especialmente para sistemas de navegacin. Elsistema propuesto por esta empresa est aplicndose en diversasempresas de transporte urbano de EE.UU.

El siguiente enlace es una pgina dedicada a GPS.

Enlaces de inters:

Telefona, divulgacinComunicaciones mviles. Monografas.comDep. Ingeniera de telecomunicaciones. Univ. Autnoma deMxicoElectromagnetic Simulation of Mobile Phone AntennaPerformance. Microwavw Journal. Jan 2008Le tlphoneTelefonmuseum Hittfelder Bahnhof Todoteleco.com. Portal de telecomunicaciones

fresqui del.icio.us meneame

http://www.elgps.com/http://www.um.es/docencia/barzana/II/DIVULGACION/TELEFONIA/index.htmlhttp://www.monografias.com/especiales/comunicamov/index.shtmlhttp://telecom.fi-b.unam.mx/http://www.mwjournal.com/Journal/article.asp?HH_ID=AR_5368http://membres.lycos.fr/expo3/aujuli.htmhttp://www.telefonmuseum-hittfeld.de/http://www.todoteleco.comhttp://religiones.escepticismo.eshttp://tec.fresqui.com/post?url=II/Ii09.htmlhttp://del.icio.us/posthttp://meneame.net/submit.php?url=II/Ii09.htmlhttp://www.um.es/docencia/barzana/rdf.rsshttp://www.um.es/docencia/barzana/II/II/Ii08.html

Rafael Menndez-Barzanallana AsensioDepartamento Informtica y Sistemas. Universidad de Murcia

Bajo Licencia Creative Commons 3.0Actualizado 2009/05/23

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