Institución Universitaria de EnvigadoFacultad de Ingenierías

Ingeniería Electrónica

Docente: José Jaime Cárdenas Tamayo

SISTEMAS DE TRANSMISIÓN

Encuentro 11mo y 12mo día

• COBRE+ Historia+ Consideraciones técnicas.+ Diagrama de red Telefónica conmutada.+ Tipos de cables.+ Diseño.+ Servicios.+ Cableado Estructurado.

Historia

COBRE

En par telefónico nace en 1883 con el uso de 2 hilos en líneas aéreas. Desde 1875 G.Bell usaba 1 solo hilo y la tierra como retorno de corriente, pero los efectos de ruido impedían alcanzar longitudes importantes. En 1890 en New York se disponían de postes de 30mts de altura con 300 rosetas (para 300 hilos); por ello surgen los cables multipares.El verdadero inventor Antonio Meucci en 1871 llamó al teléfono, teletrófono.

Historia

COBRE

El primer cable multipar data de 1887 colocado por la Westhern Electric Corp con hilos de tipo AWG-18 aislados en papel.

En aquel entonces el núcleo multipar se empujaba dentro de un tubo de plomo (cubierta del cable). Hacia 1900 se desarrolla la máquina extrusora de plomo, y hacia la II Guerra Mundial se reemplaza por la cubierta de aluminio laminado PAL y el aislante de polietileno para conductores.

Diagrama de red

Componentes Cable Multipar

Código de colores

Pares

Código de colores

Ligadura

CTS - APL - G - XX - YYCTS - Cable Telefónico con aislamiento

APL – Cubierta APL (Estanca aluminio-polietileno)G – Relleno GEL

XX – Conductor ( 40 o 50)

YY – Cantidad de Pares

Preparación de Multipar

Preparación de Multipar

Preparación de Multipar

Cable Telefónico constituido por conductores de cobre electrolítico y macizo de calibre 0.4, 0.5 o 0.65, aislado en termoplástico, con núcleo protegido por un revestimiento PAL de color negro.

Permite la transmisión de señales analógicas y digitales. Recomendado para redes externas, como cable primario o secundario, pudiendo instalarse en ductos o líneas aéreas.

Su fabricación puede ser de 10 a 2.400 pares para un calibre 0.4; de 10 a 1.500 pares dentro de un calibre 0.5 y de 10 a 900 pares para un calibre de 0.65.

Tipos de Cables

Cable multipar con núcleo de aire

Fuente Fabricante:

Cable Telefónico constituido por conductores de cobre electrolítico y macizo de calibre 0.4, 0.5 o 0.65, aislado en termoplástico, con núcleo relleno con compuesto tipo gel de petróleo que evita la penetración de humedad y protegido por un revestimiento PAL de color negro.

Permite la transmisión de señales analógicas y digitales. Recomendado para redes externas, como cable primario o secundario, pudiendo instalarse en ductos.

Su fabricación puede ser de 10 a 1.800 pares para un calibre 0.4; de 10 a 1.200 pares dentro de un calibre 0.5 y de 10 a 600 pares para un calibre de 0.65.

Tipos de Cables

Cable multipar relleno

Fuente Fabricante:

Cable multipar auto-soportado

Cable Telefónico aéreo constituido por conductores de cobre electrolítico y macizo de calibre 0.4, 0.5 o 0.65, aislado con polietileno y protegido por un revestimiento PAL sustentados a través de un acordonado de acero.

El acordonado se incorpora paralelamente al conjunto, por medio del revestimiento externo, que forma la capa PAL, entrecruzado en forma de ocho (8).

Permite la transmisión de señales analógicas y digitales. Recomendado para redes externas, como cable secundario instalado en líneas aéreas.

Su fabricación puede ser de 10 a 300 pares para un calibre 0.4; de 10 a 300 pares dentro de un calibre 0.5 y de 10 a 50 pares para un calibre de 0.65.

Tipos de Cables

Fuente Fabricante:

Cable Telefónico constituido por conductores de cobre electrolítico y macizo de calibre 0.4, 0.5, 0.65, aislados con termoplástico expandido y sobre este una cubierta delgada de termoplástico sólido reunidos en pares, con núcleo relleno con material resistente a la penetración de humedad y protegido por un revestimiento PAL. Su aislamiento Foam Skin brinda al producto peso y dimensiones menores comparados al cable con aislamiento sólido.

Su fabricación puede ser de 10 a 2.400 pares para un calibre 0.4; de 10 a 1.200 pares dentro de un calibre 0.5.

Cable multipar relleno – foam skin

Tipos de Cables

Fuente Fabricante:

Cable multipar con anti-roedor; con cinta de acero

Cable Telefónico constituido por conductores de cobre electrolítico y macizo, aislado en termoplástico, posee una armadura de cinta de acero corrugado que lo protege del ataque de roedores, y protegido por un revestimiento PAL de color negro.

Permite la transmisión de señales analógicas y digitales. Recomendado para redes externas, como cable primario o secundario, pudiendo instalarse dentro de ductos o enterrado en tierra.

CABLE ATACADO POR ROEDOR

Tipos de Cables

Fuente Fabricante:

Cable multipar con cobre recubierto por estaño

Cable Telefónico constituido por conductores de cobre macizo y estañado, aislado en termoplástico reunidos en pares de 10 a 600 y protegido por un revestimiento PAL de color negro.

Su construcción garantiza la total protección contra la intemperie.

Recomendado para su uso en armarios de distribución, cajas terminales y entradas de edificios.

Tipos de Cables

Fuente Fabricante:

Cable de acceso digital

Cable Telefónico constituido por conductores de cobre electrolítico y macizo, aislado en termoplástico, reunidos de dos a seis pares, y protegido por un revestimiento PAL de color negro.

Permite la transmisión de señales analógicas, digitales, servicios de multimedia , internet entre otros.

Recomendado para redes externas, como derivación desde las cajas de distribución hasta el domicilio, pudiendo instalarse dentro de ductos o en líneas aéreas.

Tipos de Cables

Fuente Fabricante:

Cable multipar interno

Cable Telefónico constituido por conductores de cobre electrolítico y macizo y estañado, aislado en termoplástico retardante a la llama, y protegido por una vaina de policloruro de vinila.

Permite la transmisión de señales, digitales, servicios de multimedia , internet, voz sobre IP, entre otros.

Recomendado para redes internas en centrales telefónicas, predios comerciales, industrias, y residencias.

Tipos de Cables

Fuente Fabricante:

Fuente:

Cajas de Empalme

Fuente:

Cajas de Empalme

Cajas de Empalme

Cajas de Empalme

Cajas de Distribución

TAR: Terminal de Acceso de Red

Cajas de Distribución

Cajas de Distribución

Cajas de Distribución

Cajas de Distribución

El conector CLV fue desarrollado para realizar conexiones rápidas y fiables, especialmente para empalmes de cables de alta capacidad. El empalme es del tipo linear con sistema de conexión doble y utilizando tecnología IDC. Reduce el espacio necesario en el interior de los conjuntos de empalme.

Este conector es utilizado para empalmes directos de conductores con diámetros entre 0,40 y 0,65 mm, con aislamiento de papel o de plástico. Puede ser suministrado seco o impregnado, según el tipo de cable aplicado en la red.

Su diseño especial reduce la posibilidad de problemas originados por la vibración, y está altamente recomendado para su utilización en empalmes subterráneos, sellados o presurizados.

Conectores

El conector Linear 101 E, con gel, es indicado para empalmes directos de redes aéreas (ventiladas o selladas) o subterráneas (selladas o presurizadas)

El conector Linear 101 SG fue desarrollado para realizar empalmes de sangría utilizando solamente un conector, y puede ser suministrado con o sin gel. La derivación se realiza directamente en la tapa, a través de dos agujeros existentes

Conectores Lineales

El conector UP2 (azul) está indicado para empalmes directos y el conector UP3 (rojo) está indicado para empalmes derivados. Ambos permiten la conexión entre conductores con diámetros entre 0,40 y 0,90mm, con aislamiento de papel o de plástico. Están formados por un “contacto en U”, que realiza doble conexión en el hilo.

UP2 y UP3

El conector UY (amarillo) fue desarrollado para empalmes directos en conductores con diámetro entre 0,40 y 0,65mm. Ya el conector UR (rojo) es indicado para empalmes derivados en conductores con diámetro entre 0,40 y 0,90mm.

UY y UR

Conectores de Tope

Características Cobre

Impedancia característica Zo = 600 Ω.

Pérdidas por Atenuación: Son perdidas de señal que se presentan por efectos resistivos del cable y que es mayor a altas frecuencias. La atenuación es inversamente proporcional a Zo, lo que significa que entre mas alta sea Zo, menor será la atenuación. Este comportamiento se debe tener muy en cuenta a la hora de definir que impedancia utilizar.

Diafonía: se presentan muy a menudo interferencias indeseables de otro pares telefónicos y dentro del mismo par, a este fenómeno se la ha llamado Diafonía, que se resume en un efecto capacitivo e inductivo indeseable entre los hilos de un par telefónico y entre este y otros pares adyacentes. La Principal forma de corregir este factor , es mediante el trenzado de los cables.

ACR: Es una medida combinada entre la diafonía y la atenuación de una línea de transmisión muy importante para evaluar el desempeño. el ACR es una medida que habla de la uniformidad en la construcción de cables. ACR (db) = Pérdidas por diafonía (db) - Pérdidas por Atenuación

SRL: Son las perdidas por reflexión estructural que se presenta en toda línea de transmisión, debido a cambios en la impedancia en todo el trayecto del cable con lo cual una parte de la potencia se refleja y que se traduce en pérdidas de señal hacia la carga. Errores en la conectorización y en la calidad de los elementos de un cableado afectan en grado sumo este parámetro.

Herramientas

1. Resistencia de Aislamiento. Indica Faltas de Aislamiento y Derivaciones (estado-tierra, línea abierta, línea-corto, capacidad)2. Marcado Tonos & Pulsos.3. Medida de Voltaje4. Llamada al abonado. Batería Local.5. Rellamada del último número6. Función Descolgado y Flash

7. Función de monitor de Alta Impedancia8. Interruptor de Mute.9. Indicación continua de la polaridad mediante LED.

Comprobador Multipruebas

Diagrama de red

Diagrama de red

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Consideraciones Técnicas

Distancias según los servicios ofrecidos

Consideraciones Técnicas

Pupinizar es cargar los cables pares, se inserta una bobina de carga (inductancia), que reduce la atenuación, y la mantiene casi constante. También aumenta el ancho de banda al disminuir la frecuencia de corte, aumentando ligeramente el tiempo de propagación .

Consideraciones TécnicasEn las redes de telefonía del área Metropolitana, observamos en los postes de Telecomunicaciones con cajas de dispersión este tipo de numeración.

En este caso el número 2731, corresponde al número de Armario Telefónico al que corresponde la red suspendida y el número 45 a la caja de distribución ubicada en el poste.

En algunos casos es posible encontrar otro numero de 2 dígitos abajo del numero de la caja de dispersión. Estos casos se dan cuando se ubican 2 cajas de dispersión en un mismo poste.

En un mismo poste no se pueden ubicar más de dos cajas de dispersión.

Las cajas de dispersión también pueden ir ubicadas en zonas comunes de edificios o urbanizaciones.

APLICACIONES

RTPC, PSTN

En Nuestro País:

Servicio de Telefonía Pública Básica Conmutada Local…

“TPBCL”…*

*Sistema Único de Información de servicios Públicos: SIU

- Es una red de conmutación de circuitos:

• Establece una ruta extremo a extremo• Ancho de banda fijo para la comunicación• Se cobra según tiempo de conexión y distancia• Nunca se reciben mensajes en desorden• Una vez establecido el camino, no hay congestión

- Diseñada para transmitir voz

- Puede transmitir datos (Modem)

- Tendencia a la digitalización hasta el abonado

Características

- Aparato telefónico• Discado• Pulsos• Tonos (DTMF)• Inalámbrico

- RDSI- Fax- PC

Terminales

Diagrama de red

Diagrama de red

Central Tandem

Sistemas de Conmutación

Son centrales de tránsito que sirven para cursar llamadas entre centrales telefónicas o primarias, actuando como concentradores.

Las centrales de conmutación (TANDEM) son los elementos funcionales encargados de proporcionar la selectividad necesaria, de forma automática, para poder establecer el circuito de enlace entre dos usuarios que desean comunicarse. En ellas reside además todo el control y la señalización propios de la red.

Central Telefónica o local

A éstas se conectan todas las líneas de abonado a través de gabinetes telefónicos, de tal forma que mediante un par físico se une un teléfono con la central. También, se llama central urbana. Cuando un usuario desea comunicarse con otro que depende de otra central, la comunicación se realiza a través de circuitos de enlace entre ambas; determinándose éste en función del tráfico que se espera en que va a cursarse entre ellas.

Son centrales encargadas de manejar el tráfico entre sectores de poblaciones pequeñas pertenecientes al misma área local. Tienen uniones con centrales locales.

Concentrador Telefónico

Sistemas de Conmutación

Pueden ser:

Centrales telefónicas• Electromecánicas• Analógicas• Digitales

Concentradores Telefónicos

Funciones:

• Conmutación• Tarificación• Señalización• Proveer servicios suplementarios• Control y gestión de la Red• Mediciones de tráfico, grado de servicio

Sistemas de Conmutación

Sistemas de ConmutaciónCentrales digitales

ModulaciónLa técnica utilizada es PCM (modulación por pulsoscodificados) que consta de 3 operaciones fundamentales

Muestreo. Se toman valores de la señal a intervalos de tiempo constantes. 8.000 muestras por segundo (8 kHz).

Cuantificación. En paralelo al muestreose realiza la cuantificación: medir el valorde la señal y asignarle un determinadovalor en una escala de valores posibles.En telefonía 256 niveles.

Codificación. A cada valor se le asigna unarepresentación mediante un conjunto de “1” y “0”. Para 256 niveles se precisan 8 bits.

Diseñado para transmitir señales de voz en el rango de frecuencias 0 - 4 KHz.Aunque la voz humana ocupa un rango de frecuencias más amplio, este rango essuficiente para satisfacer bien los requerimientos de inteligibilidad de la voz.

- A fin de capturar la información con adecuado grado de resolución, la señal analógica es muestreada al doble de la frecuencia más alta, es decir 4.000 x 2 = 8.000 veces por segundo. De esta forma PCM toma una muestra de la señal analógica cada 0,125 ms.- Cada muestra se codifica en una palabra de 8 bits, por lo tanto el ancho de banda nominal es: 8.000 x 8 = 64.000 bits/seg.- Las muestras se envían directamente, es decir la información no es comprimida- Cuando se inventaron los CODEC G.711 la tecnología moderna de

procesamiento de señales digitales (DSP) no estaba aún disponible. Los algoritmos de compresión han hecho posible proveer comunicaciones de voz inteligibles de calidad aceptable con mucho menor consumo de ancho de banda.

Modulación

En las etapas de concentración – expansión, se utiliza la TDM. Hay diferentes estándares; los más utilizados son el europeo E1 y el americano T1.

Empleando TDM E1Las señales telefónicas se agrupan en tramas E1

(estándar europeo). En una trama hay tantas ranuras de tiempo (time slot) como canales de entrada (30+2)

Cada ranura es una palabra o paquete PCM y

contiene 8 bits que corresponden a una

muestra de voz del canal.

Empleando TDM T1las señales telefónicas se agrupan en tramas T1 Multiplexación TDM estándar americano (estándar americano). En una trama

hay tantas ranuras de tiempo (time slot) como canales de entrada (24). Se añade un bit extra para sincronización.

Cada ranura es una palabra o paquete PCM y contiene 8 bits que corresponden a

una muestra de voz del canal.

ERLANGEl Erlang es la unidad de medida del tráfico de telecomunicaciones. En sentido estricto un Erlang representa el uso contínuo de un canal de voz; pero en la

práctica se emplea para medir el volumen de tráfico en una hora.Por ejemplo, si un grupo de personas hacen 30 llamadas en una hora y cada llamada

tiene una duración de 5 minutos, dicho grupo ha tenido un tráfico de 2,5 Erlangs. Esta cifra resulta de lo siguiente:

Minutos de tráfico en una hora = número de llamadas x duraciónMinutos de tráfico en esa hora = 30 x 5Minutos de tráfico en esa hora = 150Horas de tráfico por hora = 150 / 60

Horas de tráfico por hora = 2.5Valor del Tráfico = 2.5 Erlangs

Las medidas de tráfico Erlang sirven para que los diseñadores de redes entiendan bien las pautas de tráfico que se produce en su red y, en consecuencia, diseñen la topología adecuada y dimensionen bien los enlaces.

Con base en este valor y el grado de servicio, se calcula el número de enlaces troncales que necesitaré para establecer comunicación entre 2 centrales Telefónicas.

El establecimiento, supervisión y disolución de una comunicación telefónica requiere generar, transmitir, procesar e interpretar diferentes tipos de señales, para:

• Informar a los dispositivos de la red que un teléfono ha descolgado, • Comunicar la información sobre el destino de la llamada que requieren los

dispositivos de la red para enrutarla debidamente y• Notificar a ambos usuarios (llamante y llamado) sobre el estado de la llamada.

Además, en la RTPC se requieren otras señales como por ejemplo para facturar las llamadas, para supervisarlas, para transmitir alarmas, categorías, etc.

Existen distintos “sistemas de señalización”, debidamente estandarizados.

Actualmente el Estándar ITU-T usado en todo el mundo es el llamado Sistema de Señalización Nº7 (SS7)

Señalización

• Private Branch Exchange:– Cualquier sistema de comunicación rentado o

propio de una organización o negocio que proporcione funciones de conmutación tanto al interior como al exterior de la red (acceso a la red pública).

– Ofrece diversas ventajas a la organización que lo utilice.

PBX

Red corporativa

Teléfono análogoCENTRAL LOCAL

RTPC (PSTN)

PBX 2

CENTRAL TANDEM

CENTRAL TANDEM

Extensiones ó anexos

PBX 1

Troncal TIE

Esta interconexión puede ser mediante líneas normales analógicas o mediante troncales especiales que permiten servicios DID, cabecera PBX, etc.

CENTRAL LOCAL

PBX

• Reducción de costos por individuo o departamento

• Ruta de menor costo• Regreso de llamada• Monitoreo de tráfico y análisis

PBX Ventajas

Teléfono análogo

Teléfono análogo

1) El llamante levanta su teléfono y recibe tono de discar

2) El llamante marca el número del teléfono con el que quiere comunicarse

3) Se envían señales a través de la red con el fin de establecer un circuito para la llamada

4) La campanilla del teléfono de destino suena avisando al usuario llamado

5) El llamado levanta y comienza la conversación. Las señales de audio viajan en ambos sentidos a través de la red

6) La conversación termina, se hace la facturación de la llamada, los circuitos y demás recursos usados durante la llamada se liberan

Consideraciones Técnicas

La señalización se refiere al intercambio de información entre componentes de llamada los cuales se requieren para entregar y mantener servicio. SS7 es un medio por el cual los elementos de una red de telefonía intercambian información. La información es transportada en forma de mensajes. SS7 provee una estructura universal para señalización de redes de telefonía, mensajería, interconexión, y mantenimiento de redes. Se ocupa del establecimiento de una llamada, intercambio de información de usuario, enrutamiento de llamada, estructuras de abonado diferentes, y soporta servicios de Redes Inteligentes

- TPBCL o TPBCLE: Resolución 3258 de 1995

• Constituirse como una E.S.P.• Presentar solicitud para uso del espectro electromagnético con descripción del proyecto

- TPBCLD: Decreto 2542 de 1997 y Decreto 3045 de 1997

• Constituirse como una E.S.P.• Cumplir condiciones técnicas• Contar con un socio estratégico• Cancelar el valor inicial de la licencia (US$ 150.000.000)

Requisitos para operadores de TPBC

CRITERIOS DE DISEÑO

• El número de abonados a cubrir.• Ubicación geográfica de los habitantes de la zona.• Las características de la zona en lo que se refiere a posible utilización del servicio.• Previsiones relativas a la utilización del servicio a medio y largo plazo.

NECESIDAD DE LA EXISTENCIA DE LAS CENTRALES

Principios de Diseño

JERARQUÍA DE LAS CENTRALES

Principios de Diseño

xDSL (Resumen)

aDSL

Espectro:

EspectroGeneralxDSL

Diagrama:

+ Aplicaciones Cobre

- Cableado Estructurado: Próximo Encuentro- xDSL. - IPTV.

Basadas en Protocolo X.25.

- RDSI. - Frame Relay. - ATM. - PDH. - SDH.

Diseño Distribución de Cableado

Bibliografía y Cibergrafía

- Documentación Cursos Departamento de Ingeniería Eléctrica. U. de Chile. Profesor: Luis Castillo B.- Sistema Único de Información de Servicios Públicos:

http://reportes.sui.gov.co/reportes/SUI_ReporteTele.htm- Sistemas de comunicaciones Electrónicas, Wayne Tomasi, Pearson

Educación, 2003, ISBN9702603161, 935 páginas- Manual de telecomunicaciones Telefónica S.A.- Equipos de Medida para Instaladores Telefonía. INSERVAL- Catálogo de productos BARGOA- Catálogo de Productos FURUKAWA- Informativo Técnico Telcon - Departamento de Ingeniería- Wikipedia:

http://es.wikipedia.org/wiki/Asymmetric_Digital_Subscriber_Line