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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 301120 TELEMATICA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS TECNOLOGA E INGENIERA CURSO DE TELEMTICA UNIDAD No3

301120 - TELEMTICA Mag. Eleonora Palta Velasco (Director Nacional) Acreditador: Ing. Miguel ngel Lpez

POPAYN Enero de 2012

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NDICE DE CONTENIDO

UNIDAD 1: APLICACIONES Y SERVICIOS TELEMTICOS Introduccin. Justificacin. Intencionalidades Formativas CAPTULO 1: XML EN APLICACIONES TELEMTICAS Leccin 1: Dominio de aplicaciones Telemticas Leccin 2: CORBA/XML Leccin 3: XML y la Gestin en Internet Leccin 4: XML En El Modelamiento de Sistemas Telemticos Leccin 5: Emuladores Wap En El Web CAPTULO 2: COMUNICACIONES INALMBRICAS Leccin 1: WI-FI Leccin 2: Principios de Transmisin Leccin 3: Antenas Leccin 4: Tecnologas Leccin 5: Bandas de Frecuencia CAPTULO 3: WIRELESS LAN Leccin 1: Canales y Generalidades Leccin 2: Parmetros Leccin 3: Topologas Leccin 4: Seguridad Leccin 5: Diseo UNIDAD 2: SISTEMAS GSM-CDMA-TDMA Introduccin Justificacin Intencionalidades Formativas CAPTULO 1: SISTEMA GSM Leccin 1: Sistema Panaeuropeo Leccin 2: Interfaz Radioelectrica Leccin 3: Caractersticas Tcnicas Leccin 4: Arquitectura Funcional Leccin 5: Estructura de Trama GSM Handwover y Envo GMS a 3G CAPTULO 2: SISTEMA CMDA Y TDMA Leccin 1: Arquitectura Funcional Leccin 2: Planes de Frecuencia Leccin 3: Acceso Leccin 4: Caractersticas Tcnicas y Canales de Trafico Leccin 5: Evolucin hacia 3G y Sistema TDMA

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CAPTULO 3 FUNDAMENTOS DE SEGURIDAD Y APLICACIONES ESTANDARES. Leccin 1: Arquitectura de Seguridad Leccin 2: Autenticacin y Control de Acceso Leccin 3: Integridad y Mecanismos de Seguridad Leccin 4: Cifrado/Descifrado Leccin 5: Compresin Con y Sin Prdida

UNIDAD 3: SISTEMAS TELEMTICOS Introduccin Justificacin . Intencionalidades Formativas

CAPTULO 1: MICs Leccin 1: Principios Bsicos Leccin 2: Codificacin Leccin 3: Multiplexacin Leccin 4: Sistemas Multiplex MIC -30 y MIC -24 Leccin 5: Ventajas y Desventajas de MIC

CAPTULO 2: TICs Leccin 1: Tecnologas de la Informacin Leccin 2: Educacin para el Siglo XXI Leccin 3: La Sociedad Informatizada Leccin 4: De la Informacin al Conocimiento Leccin 5: Educacin y Tecnologa CAPTULO 3: AUTOMATIZACIN DE PROCESOS EN APLICACIONES Y SERVICIOS TELEMTICOS Leccin Leccin Leccin Leccin (TIC_S) Leccin 1: 2: 3: 4: 5: Arquitecturas y Plataformas para Servicios Telemticos Plataformas de Procesamiento Distribuido Plataformas de Componentes Distribuidos Tecnologas de la Informacin y Telecomunicaciones Asociadas a la Seguridad Protocolo de Seguridad en transacciones comerciales Telemticas.

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LISTADO DE TABLAS

Tabla No 1: Comparativa de WiMAX frente a otras tecnologas Tabla No 2: Medidas de longitud de onda. Tabla No 3: Espectro Electromagntico Tabla No 4: Conversin rpida de dBm a mW Tabla No 5: Bandas ISM Tabla No 6: Distribucin de canales Tabla No 7: Componentes de la red GSM. Tabla No 8: Informacin contenida en el intervalo de tiempo Time Slot. Tabla No 9: Formacin de los distintos estratos de tramas. Tabla No 10: Tipos de canales de trfico y de control en GSM. Tabla No 11: Proceso de autentificacin en IS-41 y GSM. Tabla No 12: Planes de frecuencia para servicios PCS Tabla No 13: Secuencia PN Tabla No 14: Procesamiento sobre el canal de TRAFICO: Reverse y Forward Tabla No 16: Parmetros de frecuencia Tabla No 15: Canales de Control: canal Piloto, Sincronismo, Paging y Acceso. Tabla No 17: Caractersticas Tcnicas De Los Sistemas Tabla No 18: Diferentes Servicios Ofrecidos Por Los Tres Sistemas Tabla No 19: Servicios De Seguridad (X.800) Tabla No 20: Muestra de bn posibles valores Tabla No 21: Codificacin/Decodificacin de la Ley A Tabla No 22: Reglas de sustitucin de B4ZS Tabla No 23: Tabla de Datos Tabla No 24: Datos Tcnicos del Mltiplex Primario Tabla No 25: Estructura de la trama del Mltiplex MIC a 8.448 Kbps (1) Tabla No 26: Estructura de la trama de Mltiplex Digital a 8.448 Kbps Tabla No 27: Jerarquas Mltiplex de 2.048 y 1.544 Kbps Tabla No 28: Jerarqua Mltiplex de Interfuncionamiento Tabla No 29: Objetivos y Medidas de Seguridad

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LISTADO DE GRFICOS Y FIGURASFigura No 1: Software de Desarrollo dirigido por el Modelo MOF Figura No 2: Gestin WBEM Figura No 3: Web de Suministro Figura No 4: Arquitectura del Emulador WAP Figura No 5: Interfaz del Emulador XSLT Figura No 6: Escenarios Wimax Figura No 7: Posicionamiento de Estndares Wireless Figura No 8: Aplicaciones tecnologa Bluetooth Figura No 9: Bajas Frecuencias. Figura No 10: Altas frecuencias. Figura No 11: Fase de una Onda Figura No 12: Dos Ondas Desfasadas Figura No 13: Dos Ondas en Fase Figura No 14: Longitud de Onda Figura No 15: Modulacin de seales Figura No 16: Seal Portadora en A.M. Figura No 17: Seal Moduladora en A.M. Figura No 18: Seal Moduladora en F.M (Datos) Figura No 19: Seal portadora en F.M Figura No 20: Seal Modulada en F.M. Figura No 21: Seal Moduladora en P.M. (Datos) Figura No 22: Seal Portadora en P.M Figura No 23: Seal Modulada en P.M Figura No 24: Modulacin Bpsk Figura No 25: Modulacin Qpsk Figura No 26: Modulacin OFDM Figura No 27: Radiacin de una Antena Omnidireccional. Figura No 28: Radiacin de una Antena Direccional. Figura No 29: Patrn de Radiacin Figura No 30: Radiacin de una antena isotrpica Figura No 31: Radiacin de una antena dipolo de longitud de onda Figura No 32: Antena Omnidireccional Figura No 33: Antena Direccional Figura No 34: Antena de Sector Figura No 35: Antena Yagui Figura No 36: Antena parablica Figura No 37: Antenas Dipolo Figura No 38: Solapamiento de canales Figura No 39: Distribucin de Canales (FCC): 1 al 11 Figura No 40: Canales sin Overlapping: 1, 6 y 11 Figura No 41: Access Point Figura No 42: Tarjetas de red inalmbricas Figura No 43: Modo punto a punto Figura No 44: Modo Punto Multipunto (Multiple Bridge) Figura No 45: Modo Cliente (Client) Figura No 46: Modo Repetidor (Repeater) Figura No 47: Topologa Ad hoc o Peer to Peer

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Figura No 48: Tecnologa infrastructure Figura No 49: Tecnologa Roaming Figura No 50: Acceso Figura No 51: Filtrado de direcciones MAC 47 Figura No 52: Encriptacin WEP Figura No 53: Autenticacin RADIUS Figura No 54: Arquitectura de un sistema de autentificacin RADIUS Figura No 55: Codificacin de seal vocal en sistemas GSM. Figura No 56: Secuencias Figura No 57: Arquitectura GSM Figura No 58: HIPERTRAMA-MULTITRAMA-SUPERTRAMA Figura No 59: Canal de trfico en reverse y forward para CDMA Figura No 60: Canales de control en CDMA Figura No 61: Arquitectura TDMA Figura No 62: Trama TDMA Figura No 63: Formatos Slots Figura No 64: Evolucin 2-3 generacin Figura No 65: Ataques pasivos Figura No 66: Principio de la transmisin digital Figura No 67: Procesamiento de la seal Figura No 68: Principio de la cuantificacin Figura No 69: Cuantificacin lineal y no lineal. Figura No 70: Proceso de Compansin Figura No 71: Ecuaciones Figura No 72: Cuatro primeros segmentos de la aproximacin lineal a la curva de compresin u255. Figura No 73: Caracterstica de transferencia de la Ley A. Figura No 74: Ley de codificacin A. Figura No 75: Mtodos de codificacin para n=3. Figura No 76: Cdigos de lnea. Figura No 77: Cdigo de Retorno a Cero (RZ). Figura No 78: Cdigo de Inversin de Marcas Alternadas (AMI). Figura No 79: Reconocimiento de la seal de entrada. Figura No 80: Cdigo CHDB3. Figura No 81: Cdigo HDB3. Figura No 82: Multiplexacin de tres seales MIC. Figura No 83: Sistema de transmisin PCM-TDM. Figura No 84: Estructura de la trama MIC 30. Figura No 85: Estructura de la trama MIC30. Figura No 86: Sistema MIC24 Figura No 87: Estructura de la trama MIC24 Figura No 88: Secuencia de tramas del sistema MIC24. Figura No 89: Sistema MIC de primer orden. Figura No 90: Multiplexacin digital. Figura No 91: Formato de la trama del mltiplex digital a 8.448 Kbps. Figura No 92: Posible jerarqua de transmisin digital basada en el sistema MIC30. Figura No 93: Posibles medios de transmisin para la jerarqua basada en el sistema MIC30. Figura No 94: Distancia econmicamente factible para los Sistemas de TX MIC Figura No 95: la Web 2

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INTRODUCCIN

El curso de Telemtica, est adscrito a la Escuelas de Ciencias Bsicas tecnologa e Ingeniera de la UNAD y corresponde al programa de Ingeniera de Sistemas, est constituido por tres crditos acadmicos, correspondientes a 36 actividades de acompaamiento y 106 de estudio independiente, de acuerdo al contenido programtico establecido por la Escuela de Ciencias Bsicas Tecnologa e Ingeniera, est dirigido inicialmente a estudiantes de la UNAD de ingeniera de sistemas, ingeniera electrnica, e ingeniera de telecomunicaciones, sin que esto implique que lo puedan tomar otros participantes deseosos de adquirir conocimientos en el rea de la Telemtica. Este curso requiere que el estudiante posea conocimientos iniciales como herramientas informticas y herramientas telemticas para el adecuado desarrollo de los temas planteados; el temario abordado en el presente curso, pretende que los participantes adquieran conocimientos necesarios para la aplicacin de la Telemtica en todas sus gamas, en diferentes escenarios de la vida real, utilizando para ello diversas estrategias de aprendizaje, propias del modelo de educacin a distancia, permitiendo activar las habilidades cognitivas y metacognitivas en el estudiante haciendo una semejanza a Kerberos. Est dividido en tres (3) unidades didcticas, que incluyen conocimientos previos, conceptos bsicos, y la conceptualizacin de Aplicaciones, Servicios y Sistemas Telemticos. La Primera Unidad comprende, una introduccin a los conceptos bsicos empleados en Telemtica, como lo es la Aplicacin y Servicios. La Segunda Unidad aborda una conceptualizacin de Sistemas GSM, CDMA, y TDMA, y Fundamentos de Seguridad. La Tercera Unidad, aborda los Sistemas Telemticos. Cada una de las unidades con sus correspondientes temas y secciones se abordara mediante recopilacin de lecturas, complementadas con diferentes talleres para ser abordados en forma individual, grupo colaborativo y gran grupo.

"En la mitologa griega. Kerberos era una especie con varias cabezas.", normalmente tres, que custodiaba la entrada de Hades (Dictionary of Subjects and Symbols in Art, de James Hall, Harper & Row, 1979). Al igual que Kerberos griego tena tres cabezas, la idea inicial fue que el moderno tuviese tambin tres componentes para guardar la entrada a la Red(1) autenticacin, (2) Registro de operaciones y uso de recursos y (3) auditoria.

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Evidenciada permanentemente en las fichas de seguimiento que se llevan en el portafolio. Es importante destacar que para este curso los estudiantes tengan algunas habilidades de dominio del computador, las cuales se dieron en el curso de herramientas informticas, al igual se sugiere tomar el curso de Herramientas Telemticas, que aportar grandes referentes para entender muchos de los conceptos aqu abordados. Las grandes transformaciones en el estilo de vida actual en nuestra sociedad son el resultado de descubrimientos sucesivos y relacionados que han convergido en el desarrollo tecnolgico especialmente en campos como las telecomunicaciones y la Informtica. La invencin de los diferentes mecanismos de comunicacin presenta un gran impacto en la sociedad actual y han llevado a muchas naciones a un grado de desarrollo en muchos campos. Las tecnologas de la informacin y de las Comunicaciones TIC y la Telemtica estn actualmente pasando por una era de apogeo en el que todos tenemos que ver y estamos relacionados de alguna manera. Bienvenido este significativo cambio y adoptmoslo con mucha responsabilidad.

UNIDAD 3: SISTEMAS TELEMTICOSNombre de la Unidad Introduccin SISTEMAS TELEMTICOS A fines de la dcada de 1930 un grupo de investigacin en Pars estaba tratando de hallar mtodos de modulacin adecuados para los radioenlaces de microondas. Uno de los resultados obtenidos por este grupo fue la invencin de la modulacin por impulsos codificados (MIC) por Alee Reevs en 1937; la patente francesa se registr en 1938. Tecnolgicamente era entonces demasiado temprano para usar la MIC en la prctica. Slo a partir de la invencin del transistor fue factible colocar en servicio una cantidad creciente de sistemas MIC en la red telefnica a comienzos de los aos sesenta. Es importante para el futuro ingeniero Unadista, estar a la vanguardia de la Informacin y las Telecomunicaciones como propsito fundamental para estar acorde con las dinmicas del desarrollo, que permitan la creacin de espacios y ambientes, donde se contribuya a las grandes transformaciones en el estilo de vida actual en nuestra sociedad como resultado de descubrimientos sucesivos y relacionados que han convergido en el desarrollo tecnolgico especialmente en Sistemas Telemticos. PROPSITOS DE LA UNIDAD Motivar al estudiante en el abordaje de los temas referentes a familiarizarse con conceptos bsicos abordados a lo largo de la Unidad. Realizar lecturas que permitan conceptualizar lo referente a telemtica MIC Principios Bsicos Codificacin Multiplexacin

Justificacin

Intencionalidades Formativas

Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin

de de de de

captulo 1 Leccin 1 Leccin 2 Leccin 3

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Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin Denominacin

de de de de de de de de de de de de de

Leccin 4 Leccin 5 captulo 2 Leccin 1 Leccin 2 Leccin 3 Leccin 4 Leccin 5 captulo 3 Leccin Leccin Leccin Leccin 1 2 3 4

Denominacin de Leccin 5

Sistemas Multiplex MIC -30 y MIC -24 Ventajas y Desventajas de MIC TIC Tecnologas de la Informacin Educacin para el Siglo XXI La Sociedad Informatizada De la Informacin al Conocimiento Educacin y Tecnologa AUTOMATIZACIN DE PROCESOS EN APLICACIONES Y SERVICIOS TELEMTICOS Arquitecturas y Plataformas para Servicios Telemticos Plataformas de Procesamiento Distribuido Plataformas de Componentes Distribuidos Tecnologas de la Informacin y Telecomunicaciones Asociadas a la Seguridad (TIC_S) Protocolo de Seguridad en transaciones comerciales Telemticas.

CAPTULO 1:

MODULACIN POR IMPULSOS CODIFICADOS

LECCIN No 1: Principios BsicosLa tcnica MIC permite la conversin de seales analgicas a digitales, mediante tres procesos fundamentales: muestreo, cuantificacin y codificacin. De acuerdo con la teora de la informacin, la transmisin de la informacin contenida en una seal no requiere de la transmisin de la seal completa. En 1933 Harry Nyquist estableci que era posible transmitir muestras de una seal continua y recuperar toda la informacin original en el receptor, si la frecuencia mnima de muestreo cumpla con la relacin: fm= 2. B Donde, fm: frecuencia de muestreo. B: ancho de banda de la seal de entrada. Este principio es llamado el Teorema del Muestreo. La seal de entrada es reconstruida en el destino utilizando un filtro pasabajo. La seal resultante en este proceso de muestreo equivale a la modulacin por amplitud de un tren de pulsos de frecuencia fm y amplitud constante, por lo que dicha seal es referida comnmente como PAM (Pulse Amplitud Modulation).

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Figura No.66 Principio de la transmisin digital

Una seal PAM, que sigue siendo una seal analgica, no es adecuada para la transmisin a grandes distancias debido a que es sensible a la distorsin en amplitud y fase, y al ruido. Se realiza, entonces, un proceso de digitalizacin de la seal, producto del cual, en lugar de transmitir muestras con una amplitud variable de acuerdo a la seal de entrada, se transmite el valor de las muestras utilizando un cdigo numrico. Esto lleva a algunos autores a referirse a la seal resultante como seal numrica, mientras que la mayora la llaman seal digital, por estar conformada por dgitos, en este caso binarios. La digitalizacin se realiza en dos pasos: la cuantificacin, que consiste en determinar el valor de las muestras de la seal PAM, y la codificacin, que consiste en la representacin de ese valor mediante un cdigo numrico. En este caso el cdigo empleado es binario, o sea que el valor de las muestras es representado mediante los dgitos binarios (bit= binary digit) 0 y 1, con lo cual la seal original queda convertida en una seal binaria: un tren de unos y ceros. Una de las grandes ventajas de la tcnica MIC radica en el hecho de que, en cada punto de regeneracin a lo largo de la red de transmisin, se generan unos y ceros "frescos", iguales a los originales, de manera tal que la seal llega a su destino libre de la degeneracin propia de los sistemas de transmisin analgicos, independientemente de la distancia recorrida. La Figura siguiente presenta el proceso completo de la seal en la transmisin y en la recepcin. El proceso de recuperacin de la seal original, en el receptor, consta de tres pasos: regeneracin, decodificacin y reconstruccin.

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Regeneracin de la seal MIC La regeneracin consiste en el reconocimiento de los unos y ceros presentes en la seal de entrada, la cual ha sufrido cierta distorsin en el trayecto recorrido desde el ltimo punto de regeneracin intermedio. A continuacin, se decodifican los valores representados por los dgitos y se generan las muestras con la amplitud correspondiente. Finalmente, a partir de la seal PAM resultante, se reconstruye la seal de voz, utilizando un filtro pasabajo. Muestreo: El muestreo es el proceso de examinar una seal continua a determinados intervalos de tiempo. El muestreo ideal no es un proceso fsicamente realizable, y una definicin que est ms de acuerdo con la operacin prctica ser la siguiente: Una muestra es una medida de la amplitud de la seal, evaluada bajo un perodo corto de tiempo comparado con el intervalo entre exmenes sucesivos de la seal y durante el cual la seal cambia solamente cantidades despreciables.

Figura No. 67 Procesamiento de la seal En sistemas MIC, a cada muestra se le asigna un valor discreto de amplitud; por lo tanto, cada muestra se puede representar por un pulso de amplitud constante y de muy corta duracin. O sea que una seal muestreada consiste de un tren (o secuencia) de pulsos reales teniendo cada uno una amplitud igual al valor de la seal en el instante de muestreo. Las propiedades fundamentales de la seal muestreada se derivan del teorema del muestreo en el dominio del tiempo, el cual dice que la seal muestreada contiene dentro de s toda la informacin sobre la seal original si:

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La seal original tiene limitacin de banda, es decir, no tiene componentes de frecuencia en su espectro ms all de cierta frecuencia B. La velocidad de muestreo es igual o superior al doble de B, es decir, f >= 2B. En telefona se usa la parte del espectro de conversacin entre 300-3400 Hz. El espectro de la conversacin humana posee un espectro mayor, de modo que, a fin de que quede por debajo de este lmite de banda a 3400 Hz, la seal de conversacin debe pasarse por un filtro pasabajos antes del muestreo. La UIT-T recomienda en telefona, una velocidad de muestreo de 8000 Hz para los sistemas MIC (Rec. G.711 2). Esta velocidad es algo superior al doble de la frecuencia ms alta de la banda, escogindose este valor debido a la dificultad de construccin de filtros suficientemente cortantes.

Cuantificacin: En el proceso de cuantificacin, se busca establecer el valor de la amplitud de las muestras PAM, para posteriormente codificarlo en la forma de dgitos binarios. Se presenta entonces una contradiccin entre el carcter continuo de la amplitud de las muestras, que pueden tomar un nmero infinito de posibles valores, y el carcter discreto de la representacin binaria, que slo puede tomar 2a valores, siendo n el nmero de bits utilizados. La contradiccin se resuelve descomponiendo la gama continua de amplitudes que pueden tomar las muestras, en una cantidad finita de valores de amplitud. La gama de amplitudes se divide en intervalos y a todas las muestras cuyas amplitudes caen dentro de un intervalo de cuantificacin se les da la misma amplitud de salida. En el caso de la cuantificacin uniforme (lineal) en la cual todos los intervalos de cuantificacin tienen el mismo tamao A, la distorsin de cuantificacin Ng se define de la siguiente forma: Ng = A2/12 La distorsin de cuantificacin es independiente de la amplitud de la muestra, lo cual significa que si asimilamos la distorsin de cuantificacin a un ruido inherente al proceso de digitalizacin, la relacin seal a ruido (S/N) ser baja para seales de pequea amplitud y alta para seales de gran amplitud. En otros trminos: la distorsin afecta ms sensiblemente a las seales pequeas, produciendo una mala calidad de la seal, que a las seales altas.

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Figura No. 68 Principio de la cuantificacin

Se tiene entonces que, cuanto ms pequeo es el tamao del intervalo de cuantificacin (en otras palabras, mayor el nmero de intervalos de cuantificacin seleccionados para el rango de trabajo) menor es la distorsin. Esto implica una mayor cantidad de bits para representar el valor de cada muestra y, por lo tanto, una mayor velocidad de transmisin (bits por segundo). Sin embargo, este tipo de cuantificacin no es adecuado, pues el nmero de intervalos de cuantificacin estara dimensionado para una pequea distorsin en los niveles bajos, obtenindose entonces un nmero innecesario de intervalos para las seales altas, que tendran una distorsin muchsimo menor que la requerida cuando, en la prctica, son las seales de ocurrencia menos frecuente. Una solucin ms adecuada, que establece un equilibrio entre la calidad de la transmisin y la cantidad de intervalos de cuantificacin, es variar el tamao de los intervalos de cuantificacin, de tal forma que se obtengan pasos de amplitud menores para las seales dbiles y pasos de amplitud mayores para las seales fuertes. As, el error de cuantificacin no sera independiente de la amplitud de las muestras sino que, por el contrario, estara en relacin directa con ellas, de tal manera que las muestras pequeas estaran sujetas a errores de cuantificacin pequeos y las muestras grandes a errores de cuantificacin grandes. De esta manera se obtendra una relacin seal a ruido constante para todos los niveles de la seal.

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Figura No 69 Cuantificacin lineal y no lineal. Esto puede efectuarse de dos maneras: Comprimiendo el rango dinmico de la seal expandindolo nuevamente en el lado de recepcin. antes de la cuantificacin y

Usando intervalos de cuantificacin crecientes con la amplitud. En el primer mtodo, antes de aplicar una cuantificacin lineal, la seal se pasa por un compresor que tiene una caracterstica de entrada-salida. En el receptor, luego de recuperada la seal analgica, se obtiene de nuevo la seal original mediante un

expansor, que tiene una funcin de transferencia inversa a la del compresor. A la combinacin de compresor y expansor se le llama compansor, por lo que al proceso completo se le denomina Compansin. En el segundo mtodo, los procesos de compresin y cuantificacin se realizan de manera simultnea, utilizando intervalos de cuantificacin crecientes con la amplitud. Los sistemas MIC modernos se acogen al segundo mtodo utilizando una ley aproximadamente logartmica que gobierna el aumento en los intervalos de cuantificacin, obteniendo as una relacin seal a distorsin aproximadamente constante en una amplia gama de volmenes de conversacin, empleando a la vez mucho menos niveles que los que se requeran con intervalos de cuantificacin uniforme.

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Figura No 70 Proceso de Compansin

Para la MIC en telefona, la UIT-T ha recomendado dos leyes, conocidas comnmente como la Ley u y la Ley A (Rec. G.711 3). La Ley A se aplica en sistemas mltiplex de 30/32 canales y la Ley u en sistemas de 24 canales.

LECCIN No 2: CODIFICACINA esta altura del proceso de digitalizacin, a cada una de las muestras del canal de voz, tomadas cada 125seg, se le ha asignado un valor igual al nivel de cuantificacin correspondiente al intervalo donde fue ubicada. Si se tienen 256 niveles de cuantificacin, las muestras tienen 256 posibles valores que es necesario codificar en formas elctricas adecuadas para la transmisin. En general, una muestra cuantificada puede ser representada mediante un conjunto de impulsos elctricos, cuyo nmero depende de la cantidad de valores o niveles que puede tomar

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cada impulso. Un grupo de n impulsos, cada uno con b niveles de amplitud posibles, puede representar una muestra que tiene bn posibles valores.

Cantidad de Niveles de Amplitud 256 256 256 256

Cantidad de Impulsos n 1 2 4 8

Cantidad de niveles por Impulso b 256 16 4 2

Tabla No 20: Muestra de bn posibles valores Los sistemas actuales realizan la codificacin con impulsos que toman 2 niveles, esto es, impulsos binarios: seal-presente/seal-ausente. Ello por cuanto las seales binarias facilitan los procesos de transmisin y regeneracin, a la par que se adaptan perfectamente a la naturaleza de los circuitos digitales utilizados en los sistemas de conmutacin. En la prctica, los procesos de cuantificacin y codificacin se efectan de manera simultnea, en el mismo circuito. Por esta razn, la Ley A y la Ley u recomendadas por la UIT-T se designan indistintamente como leyes de cuantificacin o leyes de codificacin, y definen ambos procesos. Como se explic en la seccin anterior, el tamao de los intervalos de cuantificacin fue definido de manera tal que obedece a una relacin logartmica. Tanto la Ley A como la Ley u representan implementaciones particulares de aproximaciones con segmentos lineales a curvas de compresin logartmicas. Desde el punto de vista matemtico, las curvas de compresin son aproximaciones con segmentos lineales a las siguientes ecuaciones:

Figura No 71: Ecuaciones

Donde, X = Seal de entrada Sgn (x) = Signo de la entrada

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x = Valor absoluto de la entrada = 255 (definido por AT&T) A = 87.6 (definido por la UIT-T)

Figura No 72 Cuatro primeros segmentos de la aproximacin lineal a la curva de compresin u255.

La Ley A utiliza una aproximacin con 13 segmentos, mientras que la Ley u usa una de 15 [INT80]. En realidad, en ambos casos se tienen 16 segmentos, ocho de cada signo; pero en la Ley u el primer segmento positivo es colineal con el primer segmento negativo, por lo cual se lo considera como uno solo, obtenindose as 15 en total; para la Ley A los dos primeros segmentos de cada polaridad (cuatro en total) son colineales y por lo tanto tambin se los considera como uno solo, obtenindose esta vez 13 segmentos.

Una de las caractersticas que determinaron la escogencia de los parmetros de las curvas de compresin, consiste en el hecho de que la pendiente de cada segmento, con excepcin de los colineales, es exactamente la mitad del segmento previo. Como resultado, los intervalos de cuantificacin ms grandes tienen tamaos que son mltiplos binarios (2, 4, 8, ..) de todos los intervalos de cuantificacin ms pequeos, lo cual simplifica el proceso de codificacin en la siguiente Figura.

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Figura No 73 Caracterstica de transferencia de la Ley A.

Figura No 74 Ley de codificacin A.

Una vez definidos los segmentos como una aproximacin a la curva de compresin logartmica, cada uno de ellos es dividido a su vez en 16 intervalos de cuantificacin denominados niveles. Todos los niveles pertenecientes al mismo segmento son de igual tamao, o sea que tienen una relacin lineal. La codificacin obtenida consiste en una palabra de 8 bits, con la siguiente asignacin:

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Bitl: Signo de la muestra. Bits 2-4: Identifican el Segmento dentro del cual fue ubicada la muestra. Bits 5-8: Identifican el Nivel que fue asignado a la muestra. El Bit 1 es transmitido en primer lugar.

Tabla No 21: Codificacin/Decodificacin de la Ley A

En la Ley A, el bit de signo es 1 cuando la muestra es positiva y 0 cuando es negativa. Finalmente, debido a que existe una alta probabilidad de presencia de seales de audio de pequea intensidad, las cuales pertenecen al segmento 0, en la Ley A se invierten los bits pares con el fin de incrementar la densidad de pulsos en la lnea de transmisin.

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En la Ley u, el bit de signo es 0 para las muestras positivas y 1 para las negativas, y se invierten todos los bits antes de la transmisin. Sistemas de Codificacin. Los sistemas de codificacin se dividen en tres grupos bsicos: Mtodo de conteo. Mtodo de iteracin o comparacin secuencial. Mtodo directo. En el mtodo de conteo, utilizando un peso que tiene el tamao de un intervalo de codificacin, se averigua cuntos pesos se deben apilar para lograr el valor de la muestra. Como se usa un solo peso, el proceso de codificacin requiere un mximo de 2M operaciones, siendo V el nmero de elementos binarios de cdigo. Con el mtodo de iteracin son suficientes n operaciones con ayuda de n pesos cuyas magnitudes estn en la relacin 2o, 21, 22, ...2nA. El procedimiento consiste en ir acumulando pesos, comenzando con el mayor, y comparar con la muestra cada vez que se prueba con un nuevo peso. Si la muestra es mayor, el nuevo peso se acumula, y en caso contrario, se descarta. Luego se toma el siguiente peso y se repite la operacin hasta probar con todos. Para conformar el cdigo binario, los pesos que se acumulen se representan con 1, y los que se descarten, con 0.

Figura No 75: Mtodos de codificacin para n=3. El mtodo directo emplea un conjunto de 2n-l pesos cuyas magnitudes corresponden a los pasos de amplitud. Averigua, con una simple comparacin, cul peso llega a ser el ms cercano al valor para su codificacin, y le asigna una palabra correspondiente de cdigo. Este proceso requiere un mximo de 2a"1 operaciones, puesto que el mtodo de iteracin es el de ms bajo costo, es el mtodo ms usado actualmente.

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Adaptacin a la Lnea La seal binaria, conformada por unos y ceros, donde los unos son representados por impulsos elctricos (marcas) y los ceros por la ausencia de estos (espacios), no es adecuada para la transmisin a grandes distancias. Por consiguiente, es necesario representar la informacin binaria en una forma ms apropiada a las caractersticas del medio. Estas formas de representacin reciben el nombre de cdigos de lnea.

Los siguientes son algunos de los factores que se deben tener en cuenta al seleccionar el cdigo de lnea. El ancho de banda de la seal se debe mantener lo ms angosto posible. La energa de la parte alta del espectro debe ser pequea para evitar distorsin de atenuacin causada por las grandes prdidas del medio de transmisin a altas frecuencias. La energa de la parte baja del espectro debe ser pequea para reducir la interferencia entre los circuitos de frecuencia vocal en el mismo cable. El cdigo de lnea no debe tener componente D.C., porque la lnea se debe acoplar por medio de transformadores a los terminales y repetidores. El cdigo debe ayudar a los repetidores regenerativos para que su funcin sea lo ms simple posible y que operen con la mejor relacin S/N especialmente en la proximidad de la velocidad digital. El cdigo de lnea debe contener informacin de sincronismo estable, porque las frecuencias de sincronismo se obtienen del tren de impulsos en los repetidores regenerativos en el lado receptor del mltiplex. En la eleccin del cdigo de lnea se ha recorrido un camino por diferentes implementaciones que han ido aportando soluciones a los problemas presentados por la transmisin. La Figura muestra diferentes implementaciones de la informacin binaria. Cdigo de No Retorno a Cero (Non-Return-to-Zero: NRZ) Es la forma ms simple de codificacin de lnea. Se trata de una seal desbalanceada con respecto a 0 V puesto que un 1 es representado por un voltaje positivo y un 0 por 0 V. Este cdigo desbalanceado recibe tambin en nombre de cdigo unipolar, mientras que los cdigos balanceados, donde se tienen seales de niveles positivos y negativos, se denominan cdigos bipolares.

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Figura No 76 Cdigos de lnea. El nivel de cada seal es mantenido en su intervalo de duracin, razn por la cual se le llama cdigo de no retorno a cero. Dos de los principales inconvenientes de este cdigo son: La componente DC de la seal transmitida. La seal NRZ no contiene transiciones cuando hay cadencias largas de unos o ceros, por lo que no contribuye a la sincronizacin de los regeneradores. La seal que origina el sistema MIC es del tipo NRZ, que es el que utilizan los dispositivos electrnicos conocido como cdigo binario. Cdigo de retorno a cero (Retorno t Zero_RZ) A diferencia del cdigo NRZ, en el cdigo RZ la duracin de los pulsos que representan cada 1 lgico es slo del 50% del intervalo de la seal.

Figura No 77 Cdigo de Retorno a Cero (RZ).

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Este cdigo ofrece dos ventajas principales: Incrementa el componente de temporizacin de la seal, debido a las transiciones que aparecen cuando hay cadenas de unos, favoreciendo la extraccin de la temporizacin. Reduce la interferencia intersmbolos, que consiste en el traslapamiento que se presenta entre bits consecutivos cuando la seal es distorsionada por el medio de transmisin, y que puede afectar el reconocimiento de la informacin en los regeneradores. Su gran desventaja es la presencia de una componente DC en la seal. La mayora de los sistemas de transmisin por cable no permiten niveles DC puesto que estn acoplados en AC con transformadores o capacitores para eliminar bucles de tierra. Adems, algunos sistemas remueven a propsito los componentes DC de la seal para permitir la alimentacin de los regeneradores a travs de la lnea. Cdigo de Inversin de Marcas Alternadas (Altrnate Mark Inversin: AMI). Consiste en un cdigo bipolar que utiliza tres niveles para codificar la informacin binaria. El 0 lgico es codificado como un espacio, y el 1 lgico es codificado alternadamente con marcas positivas y negativas del tipo RZ.

Figura No 78 Cdigo de Inversin de Marcas Alternadas (AMI).

Este cdigo se considera seudoternario puesto que, si bien consta de tres seales (espacio, marca positiva y marca negativa) como los cdigos ternarios, ellas slo representan dos tipos de informacin por cuanto las marcas corresponden siempre a unos lgicos sin importar su polaridad. La ventaja de esta seal es que no tiene componente de corriente continua. Adicionalmente, con la utilizacin de este cdigo se tiene la posibilidad de reconocer errores, pues si durante la transmisin por cable un pico de ruido supera a un cero simulando por consiguiente la presencia de un uno, se tendra una violacin del cdigo, el cual prescribe que los unos sean alternativamente positivos y negativos. Debido a que este cdigo bipolar utiliza polaridades alternadas para codificar los unos, las cadenas de unos tienen una fuerte componente de temporizacin. Sin embargo, las cadenas de ceros no contienen esta componente y por lo tanto debe evitarse su presencia en la lnea.

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La seal que se transmite a travs de la lnea sufre, por supuesto, distorsiones en amplitud y fase, y adems se le agrega ruido. Por consiguiente, es necesario regenerarla en puntos intermedios de la lnea y en el receptor al final de la misma. La regeneracin se efecta examinando primero el tren de pulsos distorsionados para establecer la presencia de unos y ceros, luego generando pulsos "frescos" de acuerdo al resultado del examen, y transmitindolos de nuevo a la lnea cuando se trata de regeneradores intermedios. Para el reconocimiento sin errores de los unos y los ceros de la seal distorsionada, es condicin fundamental que el regenerador cuente con un reloj con la misma frecuencia y fase de la seal de entrada. Para la obtencin de este sincronismo se utiliza la misma seal de entrada, la cual es aplicada a un circuito PLL (Phase-Locked-Loop). El PLL est conformado por un oscilador controlado por voltaje (VCO), un detector de fase que mide la diferencia de fase entre la seal que recibe y el reloj generado localmente, y un filtro que elimina el ruido presente a la salida del detector de fase y utiliza la diferencia de fase obtenida para ajustar la frecuencia del VCO de tal forma que se aproxime a la fase de la seal aplicada. El adecuado funcionamiento del PLL depende de la informacin de sincronismo contenida en la seal en la lnea, la cual a su vez est determinada por la cantidad de unos transmitidos. Como se ha sealado anteriormente, no es deseable pues la transmisin de series de ceros por cuanto dejaran al PLL sin seal de referencia, dando como resultado un corrimiento en el reloj local con los consecuentes errores en la regeneracin de la seal. Se ha establecido que los repetidores pueden mantener su sincronizacin mientras no se presenten cadenas de ms de 15 ceros. En el cdigo AMI subsiste la posibilidad de que se presente una larga secuencia de ceros. Sin embargo, para seales provenientes del equipo mltiplex MIC, conforme a las recomendaciones G732 y G733, es muy pequea la probabilidad de que se produzcan grandes secuencias de ceros.

Figura No 79 Reconocimiento de la seal de entrada.

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Cdigo Bipolar de Alta Densidad (High-Density Bipolar: HDBn). La prctica ha demostrado que la desventaja ms seria del cdigo AMI es la carencia de informacin de temporizacin cuando se transmiten patrones de seal que contienen una baja densidad de marcas, y, como resultado, se han realizado varios intentos para modificar el AMI con el fin de mejorar este aspecto de su rendimiento. Las soluciones ms ampliamente aceptadas son los cdigos bipolares de alta densidad compatibles (Compatible High-Density Bipolar Codes: CHDB) propuestos por Croisier [CRO70]. La idea bsica es que cuando se presenta una cadena de ms de n ceros, el cero de la posicin n+1 se reemplaza por una marca, con el fin de incrementar el contenido de la temporizacin. Para identificar esta marca como una sustitucin, ella es insertada con la misma polaridad que la marca precedente, violando as la regla de inversin de marcas alternadas. Sin embargo, esto en s mismo no es suficiente, ya que sera posible la ocurrencia de una serie de inserciones que tuvieran la misma polaridad, lo cual introducira de nuevo una componente DC en la seal. Para resolver esto, Croisier propuso una modificacin adicional, que forza a las violaciones a alternar en polaridad. De esta manera, el codificador mantiene un chequeo constante en la generacin del tren de bits, y si hay lugar para dos violaciones de la misma polaridad, realiza una doble sustitucin. El primer cero en la cadena de n+1 ceros es reemplazado por una marca que obedece la regla AMI, y el cero de la posicin n+1 es reemplazado luego por una marca de la misma

polaridad que la ltima marca transmitida. El decodificador tiene entonces que chequear dos parmetros. Primero la violacin AMI, y en segundo lugar el nmero de ceros que preceden esta violacin, para determinar si la ltima marca transmitida es tambin una sustitucin. Ntese que como resultado de esto se ha perdido el atributo de la decodificacin instantnea, pero los retardos involucrados son pequeos, y en todos los dems aspectos las caractersticas del cdigo han sido mejoradas.

Figura No 80: Cdigo CHDB3.

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Podra pensarse que la capacidad para detectar errores del cdigo ha sido reducida sustancialmente debido a esta modificacin, porque una violacin bipolar ya no suministra una nica indicacin de la ocurrencia de un error. Un rpido anlisis muestra que este no es el caso. Cualquier error simple insertar una violacin esprea, o borrar una de las violaciones deliberadas. Esto se har evidente cuando, en la siguiente violacin, no aparece la alternacin de las violaciones. Un chequeo de esta caracterstica proveer por lo tanto una capacidad para deteccin de errores simples. Puede observarse que existe una familia completa de estos cdigos, de los cuales su elemento general es denotado como cdigo CHDBn o HDBn, donde n es la longitud mxima permitida de la cadena de espacios. Para los sistemas MIC, la UIT-T ha recomendado el cdigo de lnea HDB3 para interfaces a 2.048 Kbps (Rec. G.703 6), 8.448 Kbps (Rec. G.703 7) y 34.368 Kbps (Rec. G.703 8), el cual define de la siguiente manera: "Para convertir una seal binaria en una seal HDB3 se aplican las siguientes reglas de codificacin: La seal HDB3 es seudoternaria: sus tres estados se designan por B+, B- y 0. Los 0 de la seal binaria se codifican como 0 en la seal HDB3, pero en el caso de secuencias de cuatro 0 se aplican reglas particulares. Los 1 de la seal binaria se codifican alternadamente como B+ y B- en la seal HDB3 (bipolaridad). Cuando se codifican secuencias de cuatro 0, se introducen violaciones de la regla de la bipolaridad. Las secuencias de cuatro 0 de la seal binaria se codifican de acuerdo a lo siguiente: a) El primer 0 de la secuencia se codifica como 0 si el 1 precedente de la seal HDB3 tiene una polaridad opuesta a la de la violacin precedente y no constituye una violacin; se codifica como un 1 que no constituye una violacin (es decir, B+ o B-) si el 1 precedente de la seal HDB3 tiene la misma polaridad que la violacin precedente o constituye una violacin. Esta regla asegura que las violaciones consecutivas sean de polaridad alternada, lo cual impide la introduccin de una componente continua. El segundo y tercer 0 de la secuencia se codifican siempre como 0. El ltimo 0 de la secuencia de cuatro se codifica siempre como un 1 de polaridad tal que viole la regla de bipolaridad. Estas violaciones se designan V+ y V-, segn su polaridad." A continuacin se presenta un ejemplo en el que pueden observarse las diferentes situaciones planteadas por la definicin de la UIT-T, y en el que se obtienen adems las siguientes conclusiones: La secuencia X es 000V B00V, dependiendo de la violacin anterior. La secuencia Y siempre es B00V. La secuencia Z siempre es 000V. El 1 siguiente a la secuencia Y se invierte en el caso b).

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Figura No 81 Cdigo HDB3.

El cdigo HDBn corresponde a un algoritmo de codificacin de la seal binaria denominado BNZS (Binary N Zero Substitution) en el cual todas las cadenas de N ceros son reemplazadas con un cdigo especial de longitud N que contiene algunos pulsos que generan a propsito violaciones bipolares. El cdigo propuesto por la UIT-T (HDB3) consiste entonces en un algoritmo de sustitucin de cuatro ceros (B4ZS), el cual se describe de la siguiente manera: En el formato B4ZS, cada cadena de cuatro ceros en los datos fuente es codificado ya sea con 000V con B00V. Un cdigo de lnea 000V consiste en tres intervalos de bit sin pulsos (000) seguidos por un pulso que representa una violacin bipolar (V). Un cdigo de lnea B00V consiste en un pulso simple que mantiene la alternacin bipolar (B), seguido por dos intervalos de bit sin pulso (00), y finalizando con un pulso con violacin (V). Con cualquier sustitucin, la violacin bipolar ocurre en la ltima posicin de bit de los cuatro ceros reemplazados por el cdigo especial. Por lo tanto, la posicin de la sustitucin se identifica fcilmente. La decisin de sustituir con 000V B00V es hecha de tal forma que el nmero de pulsos B (no violaciones) entre violaciones (V) es impar. Por lo tanto, si se ha transmitido un nmero impar de unos desde la ltima sustitucin, se escoge 000V para reemplazar los cuatro ceros. Si el nmero de unos en el intermedio es par, se escoge B00V. De esta manera, todas las violaciones a propsito contienen un nmero impar de pulsos bipolares en el intermedio. Tambin, las violaciones bipolares se alternan en polaridad de manera que se previene la fluctuacin DC. Un nmero par de pulsos bipolares entre violaciones ocurre slo como resultado de un error en el canal. Adems, cada violacin a propsito es inmediatamente precedida por dos ceros. Por lo tanto se mantiene una considerable redundancia sistemtica en el cdigo de lnea para facilitar el monitoreo del desempeo.

Tabla No. 22 Reglas de sustitucin de B4ZS

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LECCIN No 3: MULTIPLEXACIN Mltiplex por Divisin de Tiempo (TDM)La digitalizacin de la seal de voz tuvo aplicacin prctica en sus orgenes por sus ventajas en la transmisin. Ya se han examinado los aspectos ms importantes de las tcnicas MIC, de manera que ahora se estudiarn los mtodos de transmisin de las seales MIC. Dado que uno de los fundamentos de esta transmisin es el principio del mltiplex por divisin de tiempo, se explicar inicialmente este concepto. La multiplexacin es un proceso que permite la transmisin de varios canales a travs del mismo medio de transmisin. En el mltiplex por divisin de tiempo, varios canales pueden usar un itinerario de transmisin comn si sus seales ocurren en instantes diferentes. Los octetos que representan las muestras tomadas en los tres canales son entrelazados conformando una secuencia de impulsos. Tal conjunto de impulsos se denomina trama, y el intervalo de tiempo que ocupa cada uno de los octetos se denomina intervalo de tiempo. En este ejemplo, cada trama tiene tres intervalos de tiempo.

Figura No 82: Multiplexacin de tres seales MIC.

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Cuando recin se introdujo de la tecnologa MIC se conformaba un tren PAM con las muestras capturadas de cada abonado y luego se usaba un solo codificador MIC para hacer la conversin antes de inyectar la seal en la lnea. La tecnologa ha ido abaratando los codificadores de forma tal que en la actualidad cada abonado dispone de un codificador que entrega la seal MIC en un bus digital, en un intervalo de tiempo prefijado. La duracin de la trama est determinada por la frecuencia de muestreo. Al ser sta fijada en 8 KHz por la UIT-T, resulta que cada trama tiene una duracin de 125 seg. El nmero de intervalos de tiempo, y por ende el nmero de canales, que se acomodan en una trama depende entonces de la velocidad de los bits: a mayor velocidad de la seal, mayor ser el nmero de canales que son transportados por la trama. Este factor est determinado tanto por el ancho de banda del medio de transmisin como por la tecnologa de los equipos utilizados. La UIT-T, en las Recomendaciones de la serie G.700 ha especificado las jerarquas de los sistemas MIC, conformadas por mltiplex de distintas velocidades. En la base de cada jerarqua se encuentran los mltiplex de primer orden o mltiplex primarios, a partir de los cuales se construyen los sistemas mltiplex de orden superior. Los sistemas mltiplex primarios son de dos tipos: el MIC30, de origen europeo (CEPT: Confrence Europenne des Administrations des Postes et des Tlcommunications), que multiplexa 30 canales telefnicos, y el MIC24, de origen norteamericano (AT&T: American Telephone and Telegraph Company) y adoptado en Japn (NTT: Nippon Telegraph & Telephone Public Corporation), que multiplexa 24 canales telefnicos. Las especificaciones de estos dos sistemas estn contenidas en las Recomendaciones de la

UIT-T G.732 y G.733 respectivamente. Aunque en nuestro medio se prefiere el sistema MIC30, tambin se encuentran algunos equipos MIC24. Por consiguiente se estudiarn las caractersticas ms importantes de ambos sistemas.

Figura No 83 Sistema de transmisin PCM-TDM.

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Sistema Mltiplex MIC30 En el sistema MIC30 cada trama est constituida por 32 intervalos de tiempo (IT), de los cuales 30 estn destinados a canales de voz.

Figura No 84 Estructura de la trama MIC 30.

Cada IT tiene 8 bits, numerados de 1 a 8, y los 32 ITs estn numerados de 0 a 31. El nmero de bits por trama es 256, numerados de 1 a 256, y la frecuencia de repeticin de la trama es 8.000 Hz (Rec. G.704 3.3). A partir de esta informacin se obtienen los siguientes datos:

Duracin de la trama = Duracin de un IT Duracin de un Bit Velocidad de bit = =

1/8000 Hz 125 seg/32 3,906 seg/8 1/0,488 seg

^ ^ ^ ^

125 seg 3,906 seg 0,488 seg 2.048 Kbps

Tabla No 23: Tabla de Datos Otra forma de obtener la velocidad del sistema: 8000 tramas/seg x 32 IT/trama x 8 bits/IT = 2.048 Kbps Velocidad de canal = 8000 muestras/seg x 8 bits/muestra Velocidad de canal = 64 Kbps Esto significa que la informacin de voz de un canal telefnico es transmitida de manera digital a una velocidad de 64 Kbits/seg. La utilizacin de los ITs es la siguiente: IT0: Alineacin de trama y supervisin. IT1-IT15: Canales telefnicos o de datos. IT16: Sealizacin. IT17-IT31: Canales telefnicos o de datos. Los 30 canales telefnicos transportan informacin de voz codificada segn la Ley A especificada por la UIT-T en la Recomendacin G.711.

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El ITO contiene, en principio, la seal de alineacin o sincronizacin de trama. Esta seal es requerida en el receptor con el fin de identificar individualmente los canales que transporta la trama. El establecimiento y mantenimiento de la sincronizacin de trama requiere la transmisin de una cierta cantidad de informacin adicional, de la misma manera como la sincronizacin a nivel de bit exige cierta informacin suministrada por los cdigos de lnea. En general, los mtodos bsicos para establecer la sincronizacin de trama son [BEL91]: o o o o o Alineacin Alineacin Alineacin Alineacin Alineacin por adicin de dgitos. por robo de dgitos. por adicin de un canal. estadstica. con cdigo de lnea nico.

El sistema MIC30 utiliza el mtodo de alineacin por adicin de un canal. Este mtodo, comparado con el de adicin de dgitos utilizado por el sistema MIC24, agrega un considerable rendimiento y flexibilidad al proceso de alineacin. En primer lugar, la alineacin se puede establecer ms rpidamente puesto que es muy improbable que la aleatoria informacin de voz codificada a 8 bits coincida con el cdigo de alineacin. En segundo lugar, la mayor longitud del cdigo simplifica la identificacin de funciones auxiliares como lmites de supertrama, bits de paridad o estado del equipo. Con el cdigo de alineacin utilizado en MIC30, el tiempo promedio de alineacin a partir de un punto aleatorio es de 0,5 mseg. El cdigo de alineacin de trama esXOOHOllyes transportado cada dos tramas. El IT16 de la trama, por su parte, es utilizado para informacin de sealizacin. Los enlaces entre centrales transportan dos tipos de informacin: voz y sealizacin. En trminos generales, la informacin de sealizacin puede utilizar el mismo canal telefnico o un canal comn a varios canales de voz. Adicionalmente, cuando se tiene sealizacin en el mismo canal, sta puede estar dentro de la banda de voz o fuera de banda. Cuando se digitaliza la informacin de sealizacin, si sta es del tipo fuera de banda o canal comn, es necesario adicionar bits a la trama para transportarla. El sistema MIC30 utiliza un IT adicional, que es el IT16. En el captulo de Sealizacin se explica en detalle el tema de la sealizacin digital y el uso del IT16.

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LECCIN No 4: Sistemas Multiplex MIC 30 Y MIC24Sistema Mltiplex MIC30 En el sistema MIC30 cada trama est constituida por 32 intervalos de tiempo (IT), de los cuales 30 estn destinados a canales de voz.

Figura No 85: Estructura de la trama MIC30.

Cada IT tiene 8 bits, numerados de 1 a 8, y los 32 ITs estn numerados de 0 a 31. El nmero de bits por trama es 256, numerados de 1 a 256, y la frecuencia de repeticin de la trama es 8.000 Hz (Rec. G.704 3.3). A partir de esta informacin se obtienen los siguientes datos: Duracin de la trama = Duracin de un IT = Duracin de un Bit = Velocidad de bit 1/8000 Hz ^ 125 seg/32 ^ 3,906 seg/8 ^ 125 seg 3,906 seg 0,488 seg

1/0,488 seg ^

2.048 Kbps

Otra forma de obtener la velocidad del sistema: 8000 tramas/seg x 32 IT/trama x 8 bits/IT = 2.048 Kbps Velocidad de canal = 8000 muestras/seg x 8 bits/muestra Velocidad de canal = 64 Kbps Esto significa que la informacin de voz de un canal telefnico es transmitida de manera digital a una velocidad de 64 Kbits/seg. La utilizacin de los ITs es la siguiente: IT0: Alineacin de trama y supervisin. IT1-IT15: Canales telefnicos o de datos. IT16: Sealizacin. IT17-IT31: Canales telefnicos o de datos.

Los 30 canales telefnicos transportan informacin de voz codificada segn la Ley A especificada por la UIT-T en la Recomendacin G.711.

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El ITO contiene, en principio, la seal de alineacin o sincronizacin de trama. Esta seal es requerida en el receptor con el fin de identificar individualmente los canales que transporta la trama. El establecimiento y mantenimiento de la sincronizacin de trama requiere la transmisin de una cierta cantidad de informacin adicional, de la misma manera como la sincronizacin a nivel de bit exige cierta informacin suministrada por los cdigos de lnea. En general, los mtodos bsicos para establecer la sincronizacin de trama son: o o o o o Alineacin Alineacin Alineacin Alineacin Alineacin por adicin de dgitos. por robo de dgitos. por adicin de un canal. estadstica. con cdigo de lnea nico.

El sistema MIC30 utiliza el mtodo de alineacin por adicin de un canal. Este mtodo, comparado con el de adicin de dgitos utilizado por el sistema MIC24, agrega un considerable rendimiento y flexibilidad al proceso de alineacin. En primer lugar, la alineacin se puede establecer ms rpidamente puesto que es muy improbable que la aleatoria informacin de voz codificada a 8 bits coincida con el cdigo de alineacin. En segundo lugar, la mayor longitud del cdigo simplifica la identificacin de funciones auxiliares como lmites de supertrama, bits de paridad o estado del equipo. Con el cdigo de alineacin utilizado en MIC30, el tiempo promedio de alineacin a partir de un punto aleatorio es de 0,5 mseg. El cdigo de alineacin de trama es XOOHOllyes transportado cada dos tramas. El IT16 de la trama, por su parte, es utilizado para informacin de sealizacin. Los enlaces entre centrales transportan dos tipos de informacin: voz y sealizacin. En trminos generales, la informacin de sealizacin puede utilizar el mismo canal telefnico o un canal comn a varios canales de voz. Adicionalmente, cuando se tiene sealizacin en el mismo canal, sta puede estar dentro de la banda de voz o fuera de banda. Cuando se digitaliza la informacin de sealizacin, si sta es del tipo fuera de banda o canal comn, es necesario adicionar bits a la trama para transportarla. El sistema MIC30 utiliza un IT adicional, que es el IT16. En el captulo de Sealizacin se explica en detalle el tema de la sealizacin digital y el uso del IT16. Sistema Mltiplex MIC24 En el sistema MIC24, cada trama est constituida por 24 ITs, todos ellos destinados a canales de voz, ms un bit adicional (bit F) para alineacin de trama, control de calidad y suministro de enlaces de datos.

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Figura No 86: Sistema MIC24 Bit 2: Evita simulacin de la seal de alineacin de trama A: Indicacin de alarma o distancia. 0 normal 1 alarma (perdida de alineacin) Si: Reservado para uso internacional Sn: Reservado para uso nacional Bit 5: Alarma por exceso en la proporcin de error.

Figura No 87: Estructura de la trama MIC24

Cada IT tiene 8 bits, numerados de 1 a 8, y los 24 ITs estn numerados de 1 a 24. El nmero de bits por trama es 193, numerados de 1 a 193, y la frecuencia de repeticin de trama es 8.000 Hz (Rec. G.704 3.1). A partir de esta informacin se obtienen los siguientes datos:

Duracin de la trama Duracin de un Bit Duracin de un IT Velocidad de bit

^ ^ ^ ^

1/8000 Hz 125 seg 125 seg/193 = 0,648 seg 0,648 seg x 8 = 5,181 seg 1/0,648 seg = 1.544 Kbps

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Otra forma de obtener la velocidad del sistema: 8000 tramas/seg x 193 bits/trama = 1.544 Kbps Velocidad de canal = 8000 muestras/seg x 8 bits/muestra Velocidad de canal = 64 Kbps Obviamente, si la frecuencia de muestreo y el nmero de bits utilizados para representar cada muestra son los mismos que en el sistema MIC30, la velocidad de transmisin de un canal digital de voz se mantiene en 64 Kbps. Los 24 canales telefnicos transportan informacin de voz codificada segn la Ley u especificada en la Recomendacin G.711. El bit 1 de la trama, denominado bit F, contiene en principio la seal de alineacin o sincronizacin de trama. El sistema MIC24 utiliza el mtodo por adicin de dgitos, que consiste en la insercin peridica de un bit de alineacin con una secuencia de datos identificable. En los sistemas MIC24 originales, se adicion un bit a la trama, que alternaba su valor (1/0). Este formato era bastante til por cuanto ningn canal de voz contiene un patrn alternado de 1 y 0, pues ello implicara una componente de frecuencia 4 KHz en la seal, la cual es rechazada por el codificador MIC. Con esta estrategia de alineacin, el tiempo de alineacin resultaba ser de 24,125 mseg. La segunda generacin de sistemas MIC24 de la Bell System, cuyas caractersticas estn recogidas en las Recomendaciones de la UIT-T, utiliza un patrn de alineacin con una secuencia de bits ms larga para la identificacin de las tramas de sealizacin. Dado que el sistema MIC24 no cuenta con un IT dedicado a informacin de sealizacin, utiliza el bit menos significativo de los canales de voz (bit 8), cada seis tramas, para sealizacin. Los canales de sealizacin obtenidos se dividen en dos subcanales A y B, o sea que de cada subcanal se enva un bit cada 12 tramas. Por consiguiente, se requera una secuencia de 12 bits de alineacin para identificar los bits de sealizacin y los dos subcanales. Es conveniente dividir los bits de alineacin en dos secuencias separadas. Durante las tramas impares (las tramas estn numeradas de 1 a 12) los bits de alineacin se alternan, mientras que durante las tramas pares la secuencia de bits de alineacin es 000111000111000. De manera similar, la transicin 1 a 0 en la secuencia de tramas pares identifica una trama que transporta los subcanales de sealizacin B. El proceso de alineacin se inicia encontrando la secuencia de bits alternados (con 385 bits intermedios) y luego se localiza el patrn de alineacin 000111. El mtodo descrito es especificado en la Recomendacin G.704 como Mtodo 2 de asignacin de bits F, usado para multitrama de 12 tramas, en sistemas con sealizacin por canal asociado. De manera general, en el Mtodo 2 se utiliza el bit F de las tramas impares como seal de alineacin de trama, con la secuencia alternada. De otro lado, el bit F de las tramas pares recibe el nombre de bit S, y puede ser usado como seal de alineacin de multitrama, con la secuencia 001110, o para transmitir sealizacin a baja velocidad. No hay bits disponibles para funciones de alarma y control, y en caso necesario se recurre al forzamiento de cualquier bit (Ejemplo, el bit 2 de cada canal en "0").

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Figura No 88:

Secuencia de tramas del sistema MIC24.

El Mtodo 1 descrito en la Recomendacin G.704 3.1 corresponde a la multitrama de 24 tramas. En este caso, los canales de sealizacin son 4 (A, B, C y D) y el bit F es utilizado para alineacin de trama/multitrama, supervisin del mltiplex, y transmisin de datos. Para la seal de alineacin de trama/multitrama, el bit F de cada cuarta trama forma el patrn 001011. La Tabla siguiente muestra las caractersticas ms sobresalientes de los sistemas mltiplex primarios.

Tabla No 24 Datos Tcnicos del Mltiplex Primario

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Cada sistema MIC es unidireccional, lo que implica que en telefona, donde los sistemas son dplex, se requiere como mnimo dos enlaces, uno para cada sentido. En cada extremo se dispone de equipos terminales transmisores y receptores, y la lnea es equipada con repetidores regenerativos espaciados uniformemente, que regeneran los bits entrantes y transmiten una corriente de nuevos bits frescos. Las lneas de transmisin usadas para interconexin de mltiplex primarios son en la mayora de los casos cables de par telefnico ya existentes. La distancia entre regeneradores para estas lneas MIC debe ser de 1,5 a 2,3 Km, dependiendo del tipo de cable. Sistemas Mltiplex de Segundo Orden Los sistemas mltiplex primarios son adecuados para distancias cortas, de 2 a 50 Km. Para distancias medias y largas, se requiere agrupar una gran cantidad de canales sobre la lnea de transmisin, a fin de obtener sistemas ms econmicos y prcticos. Con el fin de cubrir estas necesidades, se han desarrollado los sistemas mltiplex de orden superior, que pueden ser de dos tipos:

Figura No 89: Sistema MIC de primer orden.

a) Mltiplex MIC. La seal del mltiplex es obtenida a partir de tributarios analgicos, en un proceso simultneo de digitalizacin y multiplexacin. La trama es estructurada por el mtodo de intercalacin de grupos (word interleaving), en el cual el mltiplex se integra tomando en cada ciclo un grupo de bits, en este caso 8, correspondiente a cada tributario. b) Mltiplex Digital. La seal del mltiplex es obtenida a partir de tributarios digitales de orden inferior, en un proceso de multiplexacin. La trama es estructurada por el mtodo de intercalacin de bits (bit interleaving), en el cual el mltiplex se integra tomando en cada ciclo un bit de cada tributario. En los sistemas de segundo orden han sido definidos mltiplex de los dos tipos, a saber: Mltiplex MIC: oMltiplex MIC de segundo orden a 8.448 Kbps (Rec. G.744). oMltiplex MIC de segundo orden a 6.312 Kbps (Rec. G.746).

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La distribucin de los ITs del sistema de 8.448 Kbps. Mltiplex digital se divide en: oMltiplex digital de segundo orden a 8.448 kbps, con justificacin positiva (Rec. G.742). oMltiplex digital de segundo orden a 6.312 kbps, con justificacin positiva (Rec. G.743). oMltiplex digital de segundo orden a 8.448 kbps, con justificacin positiva/nula/negativa (Rec. G.745).

a) Multiplexacin digital de segundo orden de seales MIC primarias. (a) Esquema del CEPT. (b) Esquema de AT&T.

b) Entrelazamiento de bits. Figura No 90: Multiplexacin digital.

Tabla No 25: Estructura de la trama del Mltiplex MIC a 8.448 Kbps (1)

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(1) En caso de sealizacin asociada al canal. (2) El IT0 y los seis primeros bits del IT66 se asignan a la alineacin de la trama. Los dos bits restantes del IT66 estn destinados a otros servicios.

Tabla No 26: Estructura de la trama de Mltiplex Digital a 8.448 Kbps

En principio, la salida de un multiplexor est conformada por un conjunto de canales que transportan la informacin de los tributarios respectivos, a la misma velocidad de entrada. El concepto bsico del mtodo de bits de justificacin implica el uso de canales de salida cuyas velocidades son adrede ms altas que las velocidades de entrada. De esta manera los canales de salida pueden transportar toda la informacin de la entrada ms un nmero variable de bits "nulos" o bits de relleno. Los bits nulos no son parte de la seal de entrada; ellos son insertados de una manera preestablecida para ajustar el tren de datos de entrada a la mayor velocidad de salida. Naturalmente, debe ser posible identificar los bits de relleno con el fin de que el procedimiento de "des-relleno" pueda recuperar el tren de bits original.

El mtodo de los bits de justificacin es aplicado a menudo en los mltiplex de mayor nivel cuando los tributarios de menor nivel no estn sincronizados entre s. Al utilizar los bits de

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justificacin, cada canal puede ajustar individualmente la diferencia entre sus velocidades de entrada y salida. Para los tributarios ms rpidos, los bits de justificacin contendrn normalmente informacin de entrada, mientras que los tributarios ms lentos usarn a menudo los bits de justificacin como relleno. La Figura siguiente muestra la estructura de la trama del mltiplex digital de segundo orden a 8448 Kbps. Los bits de control de justificacin de cada canal (Q) indican cundo el bit de justificacin del canal contiene informacin de entrada (ausencia de justificacin) y cundo contiene relleno o justificacin positiva).

Figura No 91. Formato de la trama del mltiplex digital a 8.448 Kbps.

Mltiplex de Orden Superior Adems de los sistemas de primer y segundo orden, las jerarquas digitales poseen sistemas de rdenes superiores que, como se ha mencionado, buscan aprovechar al mximo los diferentes medios de transmisin, transportando un nmero cada vez mayor de canales telefnicos.

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Se tienen dos jerarquas digitales: una basada en el mltiplex de 2048 Kbps (MIC30), y la otra basada en el mltiplex de 1544 Kbps (MIC24).

Figura No 92. Posible jerarqua de transmisin digital basada en el sistema MIC30.

Figura No 93 Posibles medios de transmisin para la jerarqua basada en el sistema MIC30.

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La UIT-T ha especificado Recomendaciones:

los

sistemas

de

orden

superior

en

las

siguientes

Rec. G.751 - Mltiplex digitales basados en 8.448 Kbps, con justificacin positiva. o Mltiplex digitales de tercer orden a 34.368 Kbps. o Mltiplex digitales de cuarto orden a 139.264 Kbps. Rec. G.752 - Mltiplex digitales basados en 6.312 Kbps, con justificacin positiva. o Mltiplex digitales de tercer orden a 32.064 Kbps. o Mltiplex digitales de tercer orden a 44.736 Kbps. o Mltiplex digitales de cuarto orden a 97.728 Kbps. Rec. G.753 - Mltiplex positiva/nula/positiva. digital de tercer orden a 34.368 Kbps, con justificacin

Rec. G.754 - Mltiplex digital de cuarto orden a 139.264 Kbps, con justificacin positiva/nula/positiva. Adems de los anteriores, han sido definidos otros dos: o Mltiplex digital de quinto orden en la jerarqua basada en MIC30, con una velocidad binaria de 565.148 Kbps. o Mltiplex digital de cuarto orden en la jerarqua basada en MIC24, con una velocidad binaria de 274.176 Kbps. La Tabla siguiente presenta los mltiplex definidos para las jerarquas MIC30 y MIC24, con informacin sobre los canales telefnicos transportados por cada uno.

Tabla No 27 Jerarquas Mltiplex de 2.048 y 1.544 Kbps

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La necesidad de facilitar la interconexin de equipos de estas dos jerarquas ha llevado a plantear una jerarqua de interfuncionamiento, cuyas caractersticas se presentan en la Tabla siguiente.

Tabla No 28 Jerarqua Mltiplex de Interfuncionamiento

LECCIN No 5: Ventajas y Desventajas de MIC

Ventajaso Calidad de transmisin casi independiente de la distancia.

Una caracterstica de la seal digital es su inmunidad a la interferencia. Las seales digitales pueden regenerarse en puntos intermedios a lo largo de una lnea de transmisin sin prdida de calidad. Este no es el caso con las seales analgicas, en las que no solo la seal sino tambin el ruido es amplificado en los puntos de amplificacin intermedios. En el caso digital los repetidores slo tienen que tomar una simple decisin de si un impulso entrante es un uno o un cero. Despus de haber sido tomada la decisin, se transmite un impulso fresco. Es cierto que una cantidad de impulsos entrantes podran estar tan distorsionados como para no ser reconocidos correctamente pero este rgimen de fallas puede hacerse tan bajo como sea necesario. Sin embargo, hay que observar que los sistemas MIC usados en la prctica y especificados por la UIT-T no son, desde el punto de vista de la calidad de transmisin, mejores que los sistemas FDM.. o Aumento de la capacidad en los pares.

El principio del Mltiplex por Divisin de Tiempo (TDM) permite un aumento en la capacidad de los pares de cable originalmente usados para los canales telefnicos. Esto hace posible introducir la transmisin con MIC en estos pares, en lugar de tender nuevos cables, cuando se requiere un mayor nmero de canales. o Economa para ciertos enlaces.

En ciertas aplicaciones, especialmente en la red troncal urbana, la transmisin con MIC ha demostrado por s misma ser competitiva con cualquier otro mtodo de transmisin. La longitud de los enlaces de transmisin deber estar en la regin intermedia, donde los

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enlaces normales de frecuencia vocal tienden a ser demasiados largos y los enlaces FDM, demasiado cortos.

Figura No 94. Distancia econmicamente factible para los Sistemas de TX MIC Este intervalo de distancia ptima depende mucho de la tecnologa alcanzada, y factores locales tales como la densidad de abonados, la topografa del pas, etc., y en consecuencia, vara ampliamente. Por tal razn, las cifras del grfico deben tomarse como un ejemplo para el sistema mltiplex MIC de primer orden. o Economa en la combinacin transmisin digital ms conmutacin digital. Una alta proporcin del costo de los sistemas MIC yace en el equipo terminal. La introduccin de la conmutacin digital reduce sustancialmente este costo porque la conmutacin se efecta directamente sobre la corriente de bits digitales y no es necesaria la costosa conversin A/D. En consecuencia, la combinacin de conmutacin y transmisin digital tiende a bajar los costos totales. o Tecnologa de circuitos integrados.

Los desarrollos en la tecnologa de circuitos integrados apunta a niveles de costo favorables y un alto grado de confiabilidad. Los sistemas MIC, que hacen un uso intensivo de estos dispositivos, se ven beneficiados directamente por estos desarrollos. o Integracin de servicios.

Como medio digital, un enlace MIC puede transmitir no solo conversacin sino tambin datos. Cada canal MIC tiene una capacidad de 64000 bits/seg lo que hace un muy til y poderoso canal de datos. En la actualidad, existe una gran variedad de servicios basados en informacin digitalizada, que encuentran en los sistemas MIC su medio natural de transporte. o Nuevos medios de transmisin.

Los medios de transmisin de banda ancha, tales como las guas de onda y, ante todo, las fibras pticas son ms adecuados para la transmisin digital que para la analgica.

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o

Facilidad de multiplexacin.

Aunque la multiplexacin por divisin de frecuencia de seales anlogas tambin se usa para reducir el costo de los cables, los equipos FDM son tpicamente ms costosos que los equipos TDM, an cuando se incluyen los costos de la digitalizacin. O Facilidad de sealizacin.

La informacin de control (cuelgue/descuelgue, dgitos, depsito de monedas, etc.) es inherentemente digital, y por tanto, incorporada fcilmente en un medio de transmisin digital. Una vez insertada la informacin de sealizacin en el enlace digital, desde el punto de vista del sistema de transmisin sta no se diferencia del trfico de voz. En contraste, los sistemas analgicos deben darle un tratamiento especial a la sealizacin, cuyo formato depende del sistema de transmisin y los equipos terminales, todo lo cual ha contribuido al surgimiento de gran variedad de sistemas de sealizacin analgicos. Por otra parte, la utilizacin de los sistemas de transmisin digitales ha ampliado enormemente la capacidad de los sistemas de sealizacin, pues ha hecho posible la utilizacin de verdaderos canales de datos para la comunicacin entre los equipos de control en la red de telecomunicaciones. Esto, a su vez, ha dado lugar a la introduccin de una gran variedad de servicios a los usuarios, adicionales al servicio telefnico.

Desventajas O Mayor ancho de banda.

La transmisin digital requiere un ancho de banda mucho mayor que los sistemas analgicos. En algunos sectores de la red, como por ejemplo en la red de abonados, este hecho no representa un problema mayor puesto que en tales sectores el ancho de banda del medio de transmisin est subutilizado. Si embargo, en los sistemas de larga distancia donde el ancho de banda es un recurso importante, los sistemas digitales pueden ser ineficientes en trminos del nmero de canales de voz transportados. Esta desventaja es compensada por la capacidad de los sistemas digitales para superar grandes niveles de ruido e interferencia y adems, en ltimo trmino, su aplicacin est favorecida por la tendencia a la digitalizacin de la red. O Conversin anlogo-digital.

Los costos de conversin han significado siempre una porcin importante de los costos de los sistemas digitales. Sin embargo, con la digitalizacin de la red la necesidad de la conversin se va reduciendo, por lo cual sus costos se estn reduciendo continuamente. O Necesidad de sistemas de sincronizacin.

Cuando de transmite informacin digital de un lugar a otro, se requiere una temporizacin de referencia o "reloj" para controlar la transferencia. El reloj especifica cundo tomar

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Muestras de la seal que llega para decidir qu valor fue transmitido. El momento ptimo de muestreo corresponde generalmente al centro de los pulsos transmitidos. Por lo tanto, con el fin de lograr una deteccin ptima, el reloj de muestreo debe estar sincronizado con los pulsos de llegada. En general, la generacin de una temporizacin local de referencia para la deteccin de la seal digital no es difcil. Problemas ms sutiles aparecen, sin embargo, cuando se interconectan un nmero de enlaces de transmisin y centrales digitales para formar una red. No slo se requiere que los elementos individuales de la red mantengan una sincronizacin interna, sino que tambin es necesario establecer ciertos procedimientos para la sincronizacin completa de la red antes de que los subsistemas individuales puedan interoperar adecuadamente. En el captulo de Sincronizacin se discuten los problemas bsicos de la sincronizacin de la red y sus implementaciones. O Multiplexacin con restricciones topolgicas.

En los sistemas FDM utilizados para difusin de servicios de radio y televisin no existen restricciones operativas para la localizacin geogrfica de transmisores y receptores. En tanto que el transmisor confine sus emisiones a la banda asignada y cada receptor utilice un filtro suficientemente selectivo para que pase solamente el canal deseado, la red opera sin que exista interferencia mutua. Por su parte, el TDM no ofrece muchas facilidades para su aplicacin con fuentes y destinos distribuidos, razn por la cual ha sido utilizado originalmente en aplicaciones donde todas las fuentes de informacin estn centralizadas y un nico multiplexor controla la ocurrencia y el asignamiento de los intervalos de tiempo. Sin embargo existen tcnicas sofisticadas para el uso del TDM con fuentes distribuidas, como es el caso del Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA: Time Divisin Mltiple Access) utilizado en los satlites. o Incompatibilidad con instalaciones analgicas existentes.

Gran parte de los costos de los sistemas digitales estn representados en las interfaces con el medio analgico. El ejemplo ms notable de esta situacin se presenta en las centrales locales, pues el bucle de abonado estndar es particularmente incompatible con los sistemas digitales. Dado que las mximas ventajas para la calidad de la voz y los servicios adicionales no son obtenidos en los sistemas telefnicos digitales mientras la red no sea completamente digital, es altamente deseable implementar la conversin anlogo-digital y digital-anlogo en el propio aparato de abonado. La conversin de los aparatos de abonado ofrece numerosas ventajas, pero enfrenta grandes dificultades debido a las altas inversiones realizadas en la actual red de distribucin de abonados y a las condiciones tcnicas de dicha red.Tomado de: Modulacin por Impulsos Codificados MIC. Doctor Ingeniero: lvaro Rendn Galln.

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CAPTULO 3: TECNOLOGAS DE LA INFORMACIN Y LAS TELECOMUNICACIONESINTRODUCCIN La televisin del futuro ser tridimensional y de alta definicin articulada con servicios de Internet para la interaccin; ser una televisin interactiva que la educacin colonizara para transcender el aula de clase tradicional, y que tambin se ofrecer a los usuarios en dispositivos personales como el IPED, segn afirma Vint Cerf uno de los cientficos que hace treinta aos contribuyo a la creacin de Internet. De acuerdo con este marco, se infiere que en adelante ser la educacin mediada por las TIC la que vaya hasta el estudiante, como un don omnipresente facilitado por el desarrollo tecnolgico del futuro. De igual manera se apropiara de la convergencia de tecnologas, lo cual supone competencias integrales en la formacin de docentes, aunado a la reflexin, investigacin e imaginacin pedaggica de las TIC de ltima generacin con claros fines educativos. As mismo de la decisin poltica del Estado y directivas del sector educativo para migrar hacia el uso de tecnologas como apoyo y como una nueva realidad que inoperablemente ir posesionndose en el orden global. En esta visin del futuro, Internet seguir consolidndose como medio de comunicacin multicanal y preferencial para la oferta, demanda de productos y servicios. All tambin se proporcionaran cada vez mas los modelos de educacin y formacin (como la virtualidad) basados en la WEB, con lo cual se generarn megauniversidades cuya trascendencia no se medir en metros cuadrados, sino por la pertinencia, innovacin y calidad de su oferta educativa y por la presencia en nmero de estudiantes y graduados en todos los puntos del planeta tierra.

LECCIN No 1: TECNOLOGAS DE LA INFORMACINEl impacto que en la Sociedad Colombiana ha tenido la Educacin Virtual y el potencial desarrollo que pueda vislumbrarse hacia el futuro de este nuevo paradigma que hace posible la enseanza y el aprendizaje en entornos diferentes tienen como referencia el indagar sobre la usabilidad y humanizacin de las herramientas interactivas derivadas de Internet que aunque en cierta forma tuvieron un desarrollo por fuera del escenario pedaggico, se interpretaron a la luz de los nuevos acontecimientos de la historia contempornea y de los beneficios que el avance de la ciencia y la tecnologa traen para el sector educativo. Por ello hablar de virtualidad educativa en el contexto del surgimiento y evolucin del proyecto educativo es introducirnos en los imaginarios de una sociedad postmoderna que ostenta las diversas denominaciones dadas por los especialistas que han estudiado los sorprendentes acontecimientos acaecidos a finales del siglo XX. El nuevo paradigma se origina en la constante bsqueda que a nivel internacional se adelanta desde mediados del siglo pasado para acoplar los avances de la tecnologa de las comunicaciones y la informtica a las exigencias de mejorar la calidad de la educacin

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impartida en los establecimientos escolares y de ampliar la cobertura a travs de estrategias de mediacin pedaggica que permitan llevar este servicio a las zonas alejadas de los centros urbanos.

Esta nueva forma de organizacin social que de manera visionaria lleva al socilogo espaol Manuel Castells a ver la Sociedad en Red, nos anuncia que la llamada Sociedad de la Informacin apenas evoluciona hacia un estadio histrico superior denominado sociedad del Conocimiento. El rpido desarrollo de las tecnologas de la informacin no solo ha cambiado dramticamente adquisicin, manipulacin y transmisin de conocimiento, sino que ha llevado a un cambio en los paradigmas de educacin como consecuencia de las nuevas demandas sociales que se hacen de manera continua. Lo anterior ha llevado al surgimiento de nuevos modelos educativos centrados en el estudiante, diferentes del sistema tradicional, el cual se fundamenta en clases magistrales impartidas por los profesores. En tales modelos el estudiante tiene una reduccin significativa de horas presenciales y una ampliacin de las actividades participativas, en dicho sentido se busca formar profesionales con poco tiempo disponible y con un elevado rendimiento de su tiempo. Las posibilidades ofrecidas por la tecnologa han permitido la aparicin de mltiples sistemas de aprendizaje basados en computador. Internet ha sido utilizado con xito como medio para la creacin de Entornos Virtuales de Aprendizaje. Diversas instituciones pblicas y privadas hacen uso de las nuevas tecnologas para proveer de programas de aprendizaje y formacin en los diferentes niveles, tanto para la enseanza terica como para el aprendizaje prctico. Las universidades pueden considerarse como organizaciones intensivas en conocimiento, desde el punto de vista de su estructura independientemente del grado en que dichas organizaciones hagan uso de las tecnologas de la Informacin y la Comunicacin.

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LECCIN No 2:

EDUCACIN PARA EL SIGLO XXI

La Biblioteca pblica de New York. Villemar las Visiones de 2000, 1910 Chromolithograph BNF, Dpartement D Estampes et de la Photographie

Nadie se hubiera imaginado que la telemtica como nueva ciencia surgida en el transito del siglo XX al siglo XXI Mediante la combinacin el uso del computador con las telecomunicaciones que empez a propiciar uno de los mayores cambios sociales en la historia de la humanidad, fuera a encontrar una pronta y audaz aplicacin al mbito educativo.

EDUCACIN VIRTUAL, UNA NUEVA OPCIN EDUCATIVA El escenario del presente siglo impone sobre los individuos y las colectividades una necesaria reforma en las habilidades y capacidades. El papel central que desempea la Educacin y la formacin de recursos humanos como el elemento ms crtico en la constitucin de sociedades del conocimiento. Una de las caractersticas principales de las sociedades del Conocimiento es la importancia que el Conocimiento cientfico tiene en todos los sectores de las sociedades contemporneas, y en el papel estratgico que estn desempeando las nuevas reas de la ciencia, o las llamadas nuevas tecnologas: VIRTUALIDAD La virtualidad puede ser vista como la posibilidad permanente de comunicacin, de interaccin; es mejorar la necesaria participacin del individuo en un proceso de continua construccin de conocimiento y estilo de vida, es la posibilidad de comprender desde el entorno individual la evolucin de la sociedad del Conocimiento.

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POR QU VIRTUAL? De acuerdo con el marco antes mostrado, las TIC emergieron como alternativa de educacin superior, lo cual conllevaba el agregado de no requerir presencia fsica peridica de estudiantes y docente. Esta nueva interaccin se denomin virtualidad. La virtualidad es la concentracin de relaciones a travs de la red donde se permite el conocimiento, la socializacin, la recreacin, la transferencia de informacin e interacciones con el medio. Las universidades actuales deben asumir la virtualidad como una modalidad educativa apoyada en las redes de comunicacin, la informtica y la Internet, utilizando un sistema de estudio sobre un diseo instruccional, orientado por una propuesta pedaggica de gradualidad analgica, para llevar formacin profesional a regiones y contextos sociales que por sus condiciones no estn dentro de la cobertura de las universidades tradicionales.

La educacin virtual, elimina las barreras de espacio y tiempo. Esta es precisamente la lgica subyacente al desarrollo de propuestas educativas en Internet: las nuevas tecnologas presentan a priori una posibilidad de eleccin entre la educacin presencial y la educacin virtual. AULAS VIRTUALES Son escenarios donde se accede conectndose a una red educativa telemtica, que se convierten en redes digitales en las que se desarrollan las diversas acciones educativas.

Nos ha correspondido vivir el enlace entre el siglo xx y el siglo XXI.

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