Servicios Modernos de Telecomunicaciones

Se pueden identificar los problemas relacionados con las
diferentes opciones para transportar información entre
puntos distantes. Sin embargo, como se ha mencionado en repetidas
ocasiones, una red de telecomunicaciones carecería de
valor si no pudiera ofrecer a los usuarios los diversos servicios
de telecomunicaciones que requieren para sus fines particulares.
Por lo tanto, en este capítulo presentamos un panorama
acerca de algunos servicios de telecomunicaciones que los
usuarios tienen a su disposición en la actualidad,
comparando las características que dan valor a cada uno de
ellos para alguna aplicación en particular, y describiendo
la forma en que se ofrecen los servicios al público. En
especial, a) los servicios ofrecidos por medio de la red
telefónica, y b) los servicios basados en
difusión de señales, con posibilidad de
direccionamiento: bidireccionales (como la radiotelefonía
celular y su evolución hacia los servicios personales de
comunicación, y la radiolocalización de
vehículos aplicada a la supervisión y el control de
flotillas); unidireccionales (tales como la
radiolocalización de personas).

Finalmente se presentarán algunas ideas acerca de
lo que podría ser el futuro de las
telecomunicaciones.

Existen muchas maneras de clasificar los servicios de
telecomunicaciones, ya que también existen diversos
parámetros por medio de los cuales pueden ser comparados.
Con el objeto de establecer un punto de partida, a
continuación se presenta una tabla que resume las
características de las redes empleadas para ofrecer cada
uno de los servicios que se mencionan. En particular se utilizan
los siguientes criterios de comparación:

a) Tipo de red. Se hablará
únicamente de servicios ofrecidos al público en
general, que utilizan como infraestructura redes públicas
de telecomunicaciones, basadas fundamentalmente en transmisiones
de radio o en señales guiadas por medio de conductores
eléctricos u ópticos.

b) Cobertura. La extensión del
área geográfica que cubre una red es de particular
interés en la comparación, ya que los servicios no
pueden ser ofrecidos fuera de dicha área
geográfica.

La cobertura puede ser caracterizada como local,
regional o nacional.

c) Interconexión. A pesar de que la
cobertura de una red puede ser local o regional, si está
interconectada con otras redes de mayor cobertura se
amplía de manera automática el área
geográfica cubierta por la red. También es
importante y consecuencia de este atributo el hecho de poder
tener acceso a servicios prestados por otras redes
interconectadas a la red a la que el usuario tiene
acceso.

d) Direccionalidad. En una comunicación
un usuario puede tener un papel pasivo o uno activo. Se ha
incluido este rubro en el análisis,
caracterizándolo por medio de U = unidireccional (receptor
pasivo) o B = bidireccional (el receptor tiene un papel activo y
también puede transmitir). e) Punto-multipunto.
El criterio acerca de los destinos posibles para un servicio se
relaciona con varios de los aspectos anteriores, pero es de gran
importancia por sí mismo. Se han considerado dos opciones:
P-P (punto a punto), en la cual existe un solo transmisor y un
solo receptor, y P-MP (punto a multipunto), donde hay un solo
transmisor pero una cantidad distinta de uno (posiblemente
ilimitada) de receptores. f) Tipo de información.
Se ha mencionado frecuentemente que la información que se
transmite puede ser digital (D) o analógica (A), lo cual
define algunos aspectos del alcance de un servicio; éste
es otro criterio que se considera digno de mención. Cabe
recordar que si se trata de información tipo digital se
estaría en posibilidad de tener los beneficios de las
comunicaciones digitales, tales como la criptografía
digital, la corrección de errores, la compresión
del ancho de banda y el procesamiento por medio de
microprocesadores de alta velocidad. g) Privacía.
Normalmente cuando se hace uso de un servicio de
telecomunicaciones se desea tener la certeza de que sólo
aquellos usuarios a quienes está destinada la
información la reciben, y de que ningún intruso
puede tener acceso al servicio sin tener autorización para
ello; la privacía que se proporciona a los usuarios en
cada servicio es distinta, por lo cual se considera que
también es un factor que debe ser considerado (1 = baja
privacía, 2 = media, 3 = alta).

Evidentemente existen elementos adicionales que
podrían ser incluidos (por ejemplo, costo del servicio,
costo de los equipos terminales, características del canal
de acceso), pero la lista anterior es suficiente para ilustrar
diferencias entre los servicios presentados en el cuadro
siguiente.

Antes de describir algunos de estos servicios, cabe
mencionar que el cuadro no incluye todos los disponibles en la
actualidad, y que día a día aparecen nuevos
servicios que el público usuario puede utilizar para
resolver problemas nuevos, o bien para resolver problemas viejos
de maneras novedosas.

Red
telefónica

La red telefónica es, sin duda alguna, la
más compleja, la de mayor cobertura geográfica, la
que mayor número de usuarios tiene, y ocasionalmente se ha
afirmado que es "el sistema más complejo de que dispone la
humanidad". Permite establecer una llamada entre dos usuarios en
cualquier parte del planeta de manera distribuida,
automática, prácticamente instantánea.
Ésta es el ejemplo más importante de una red con
conmutación de circuitos.

Una llamada iniciada por el usuario origen llega a la
red por medio de un canal de muy baja capacidad, el canal de
acceso, dedicado precisamente a ese usuario denominado
línea de abonado. En un extremo de la
línea de abonado se encuentra el aparato terminal del
usuario (teléfono o fax) y el otro está conectado
al primer nodo de la red, que en este caso se llama central
local. La función de una central consiste en identificar
en el número seleccionado la central a la cual está
conectado el usuario destino y enrutar la llamada hacia dicha
central con el objeto de que ésta le indique al usuario
destino que tiene una llamada por medio de una señal de
timbre. Al identificar la ubicación del destino, reserva
una trayectoria entre ambos usuarios para poder iniciar la
conversación. La trayectoria o ruta no siempre es la misma
en llamadas consecutivas, ya que ésta depende de la
disponibilidad instantánea de canales entre las distintas
centrales.

Con esta arquitectura es muy probable que dos llamadas
entre una pareja de usuarios ocupen diferentes rutas, lo cual
frecuentemente se refleja también en la calidad de la
llamada que los usuarios perciben.

Es evidente que por la dispersión
geográfica de la red telefónica y de sus usuarios
existen muchas centrales locales. Las centrales locales
están enlazadas entre sí por medio de canales de
mayor capacidad, de manera que cuando ocurran situaciones de alto
tráfico no exista un bloqueo considerable entre las
centrales. Existe una jerarquía entre las diferentes
centrales que les permite a cada una de ellas enrutar las
llamadas de acuerdo con los tráficos que se presenten
(figura VI. 1).

Figura VI.1. Arquitectura de una
red telefónica.

Los enlaces entre los abonados y las centrales locales
son normalmente cables de cobre, pero las centrales pueden
comunicarse entre sí por medio de enlaces de cable
coaxial, de fibras ópticas o de canales de microondas. En
caso de enlaces entre centrales ubicadas en diferentes ciudades,
se usan cables de fibras ópticas y enlaces satelitales,
dependiendo de la distancia que se desee cubrir. Como las
necesidades de manejo de tráfico de los canales que
enlazan centrales de los diferentes niveles jerárquicos
aumentan conforme aumenta el nivel jerárquico,
también las capacidades de los mismos deben ser mayores en
la misma medida; de otra manera, aunque el usuario pudiese tener
acceso a la red por medio de su línea de abonado conectada
a una central local, su intento de llamada sería bloqueado
por no poder establecerse un enlace completo hacia la
ubicación del usuario destino (evidentemente cuando el
usuario destino está haciendo otra llamada, al llegar la
solicitud de conexión a su central local, ésta
detecta el hecho y envía de regreso una señal que
genera la señal de "ocupado")

La red telefónica está organizada de
manera jerárquica. El nivel más bajo (las centrales
locales) está formado por el conjunto de nodos a los
cuales están conectados los usuarios. Le siguen nodos o
centrales en niveles superiores, enlazados de manera tal que
entre cuanto sea la jerarquía, mayor será la
capacidad que los enlaza. Con esta arquitectura se proporcionan a
los usuarios diferentes rutas para colocar sus llamadas, que son
seleccionadas por los nodos mismos de acuerdo con criterios
preestablecidos, tratando de que una llamada no sea enrutada
más que por aquellos nodos y canales estrictamente
indispensables para completarla (se trata de minimizar el
número de canales y nodos por los cuales pasa una llamada
para mantenerlos desocupados en la medida de lo
posible).

Asimismo existen nodos (centrales) que permiten enrutar
una llamada hacia otra localidad, ya sea dentro o fuera del
país. Este tipo de centrales se denominan centrales
automáticas de larga distancia. El inicio de una llamada
de larga distancia es identificado por la central por medio del
primer dígito (en México, un "9"), y el segundo
dígito le indica el tipo de enlace (nacional o
internacional; en este último caso, le indica
también el país de que se trata). A pesar de que el
acceso a las centrales de larga distancia se realiza en cada
país por medio de un código propio, el
identificador del país señala sin lugar a dudas
cuál es el destino final de la llamada. El código
de un país es independiente del país que origina la
llamada (figura VI.2).

Figura VI.2 Llamadas a diferentes
países.

Cada central realiza las siguientes funciones
básicas:

1. Cuando un abonado levanta el auricular de su
aparato telefónico, la central lo identifica y le
envía una "invitación" a marcar

2. La central espera a recibir el número
seleccionado, para, a su vez, seleccionar una ruta del usuario
fuente al destino.

3. Si la línea de abonado del usuario
destino está ocupada, la central lo detecta y le
envía al usuario fuente una señal ("tono de
ocupado")

4. Si la línea del usuario destino no
está ocupada, la central a la cual está conectado
dicho usuario genera una señal para indicarle al destino
la presencia de una llamada.

5. Al contestar la llamada el usuario destino,
se suspende la generación de dichas
señales.

6. Al concluir la conversación, las centrales
deben desconectar la llamada y poner los canales a la
disposición de quien coloque nuevas llamadas a partir de
ese momento.

7. Al concluir la llamada se debe contabilizar
el costo de la misma, para que al final del periodo de
facturación, se le cobre al usuario que la
inició.

El servicio que tradicionalmente ha sido ofrecido al
público en general por medio de la red pública
telefónica, es el de comunicación de voz, es decir,
la transmisión bidireccional de señales de voz, con
el objeto de que dos usuarios puedan establecer y sostener una
conversación. Este servicio, como ya se ha explicado,
tiene básicamente dos componentes: 1) etapa de
señalización, que incluye la selección del
número del destinatario, la identificación de una
ruta por medio de la conmutación, la reservación de
la misma y el timbrado, y 2) etapa de
transmisión, que consiste en la conversión de las
señales acústicas en señales
eléctricas, su transporte a través de los medios de
comunicación, y la conversión de señales
eléctricas nuevamente en acústicas para ser
entregadas al destinatario.

Utilizando la red telefónica, pueden ser
transmitidos documentos impresos o escritos; esto es lo que se
conoce como "facsímile" o "fax". Este servicio que ofrece
también la red telefónica se originó en
Japón, debido a la dificultad de transmitir los caracteres
escritos del japonés vía un procesador de texto. La
penetración del servicio en el mercado se vio fuertemente
impulsada por el establecimiento y adopción de normas
internacionales desde una etapa temprana de su desarrollo (la
falta de estas normas fue una desventaja definitiva para muchos
otros servicios). Hasta hace unos 15 años se podía
considerar la tecnología del facsímile como un
gigante dormido, pero su uso se incrementó notablemente al
legalizarse y liberalizarse en muchos países, y debido al
avance de la tecnología, permitiendo transmisiones de alta
velocidad y alta calidad, lo cual también tuvo como
consecuencia la reducción del costo de los aparatos de fax
y una simplificación en su operación. Actualmente
se está estudiando la definición de normas para
facsímile a color. De hecho, están en desarrollo
sistemas nuevos que serían una mezcla de lo que
actualmente es el facsímile y las fotocopiadoras. Los
tiempos de transmisión se han reducido de seis a menos de
un minuto por página tamaño carta; las resoluciones
han aumentado al pasar de 1728 pixels ("pixel" proviene del
inglés "picture element") hasta 3 456 pixels por
línea barrida, y al cambiar de 3.85 pixels/mm hasta 15.75
pixels/mm.

Para su transmisión, un equipo de fax hace un
recorrido por medio de un haz a través de todo el
documento que será transmitido, identificando, para cada
punto del mismo, la intensidad del color, y asignándole
una señal eléctrica. En este caso, se realiza la
conversión de una señal óptica en una
señal eléctrica; esta última puede entonces
ser transmitida a través de la red telefónica, como
si fuera una señal de voz. En este proceso, el protocolo
que tienen que realizar los equipos terminales, que consiste en
intercambiar señales para acordar, entre otros factores,
el tiempo de inicio de la transmisión y la velocidad de la
misma, es más complicado. Una vez que ésta ha sido
iniciada, el equipo receptor realiza el mismo recorrido sobre la
hoja de papel, a la misma velocidad, y va imprimiendo las
señales ópticas que, a su vez, están basadas
en las señales eléctricas que recibe.

Considerando la amplia cobertura de la red
telefónica y los desarrollos tecnológicos de las
últimas décadas, muchos esfuerzos se han dirigido
hacia la posibilidad de transmitir señales digitales sobre
la misma infraestructura, lo cual aumentaría de manera
considerable la cantidad de servicios que podrían ser
ofrecidos por medio de esta red. De lograrse esto, la red
telefónica sería una red de transporte de bits
(unos y ceros), sin importarle la fuente o el servicio que genera
dichos bits. El razonamiento para lograr lo anterior es el
siguiente: si a través de la red telefónica se
pueden transmitir señales eléctricas que
corresponden al rango de frecuencias que genera el hombre al
producir sonidos hablados, entonces, si se generan tonos en este
mismo rango que correspondan a los símbolos binarios "1" y
"0" se podrían realizar transmisiones digitales binarias.
Este proceso se conoce como modulación, y, el inverso, es
decir, extraer del canal o de la red los tonos para generar
nuevamente los símbolos binarios, es la
demodulación. Con base en estos dos términos, los
equipos que realizan estas operaciones para transmisión de
datos, se denominan modems. Los modems han evolucionado
rápidamente: en la década de los sesenta
podían ser transmitidos hasta 300 bits por segundo (bps)
con un éxito aceptable; posteriormente, pasando por etapas
de 600, 1 200, etc. se ha logrado contar con mdems disponibles
comercialmente que manejan tasas de transmisión de 9 600
bps. En algunos casos se pueden efectuar transmisiones de 19 200
bps. Con esto se inició la comunicación entre
computadoras y entre equipos digitales, en general utilizando la
red pública telefónica. Por ejemplo, en sus
orígenes, esto permitió realizar lo que en los
años setenta se conocía como "procesamiento
remoto", es decir, contando con una terminal de computadora, un
par de modems (uno para cada extremo del canal de comunicaciones)
y una línea telefónica, se podía interactuar
remotamente con una computadora sin tener que estar
físicamente en el mismo lugar que la
máquina.

Al igual que en el caso de los equipos de fax,
también fue indispensable el establecimiento de reglas
claras que permitieran la comunicación entre los modems,
para compensar efectos de retrasos en la red (originados por la
conmutación) y, desde luego, por los efectos del ruido en
las líneas. Estos logros en materia de transmisión
de datos fomentaron el desarrollo de nuevos servicios de
telecomunicaciones por medio de la red telefónica. Por
ejemplo el videotexto, originalmente concebido como un servicio
de información que emplearía monitores de
televisión para desplegar texto originado en bases de
datos remotas, transmitido a través de líneas
telefónicas de la red pública, la cual es accesada
por medio de un módem de baja velocidad (en 1986
había 100 000 terminales en la Gran Bretaña, 45 000
en la República Federal de Alemania, 25 000 en
España, 20 000 en Holanda y Japón, y 15 000 en
Italia, pero el éxito más grande corresponde sin
duda a Francia, en donde hay cerca de 2 millones de usuarios).
Otros ejemplos, y sin pretender que esto sea exhaustivo,
consisten en servicios tales como la consulta remota a bases de
datos, correos electrónicos (envío de mensajes
entre computadoras), transmisión de archivos entre
computadoras, y, en general, servicios que exploten las ventajas
de las técnicas de procesamiento digital de
señales.

Las centrales modernas (los nodos de la red)
están basadas en sistemas totalmente digitales, lo cual
contribuye a que se puedan ofrecer al usuario servicios tan
sencillos como conferencias de voz, transmisión de datos y
videoconferencias, y tan rudimentarios como dar de alta la
línea de un nuevo usuario, indicar el número que
llama, transferir llamadas a otro número
telefónico, etc. La clave para explotar el potencial de la
infraestructura digital está, por una parte, en el
hardware, y por la otra en el software, cada
día de mayor importancia. Entre los servicios nuevos, que
gracias a la digitalización de las centrales han podido
ofrecerse al público, se encuentran las llamadas de larga
distancia sin costo para el que las inicia (en México LADA
800), las llamadas con abono al que las recibe (el servicio 1-900
en Estados Unidos) y diversos tipos de señalización
como la presencia de un tono que avisa a los interlocutores la
llegada de otra llamada durante su
conversación.

Muchas de las funciones que ahora realizan las centrales
también pueden ser efectuadas por conmutadores privados,
que en realidad son pequeñas centrales telefónicas
(en España se les llama "centralitas"). Entre ellas
están la búsqueda de personas, la selección
y la configuración de grupos, la disponibilidad de
distintos modos de operación para diferentes horarios, la
restricción de llamadas de larga distancia y la
asignación de privilegios en general a cada una de las
extensiones, el almacenamiento de información sobre
llamadas y de las extensiones que las originaron, la puesta en
espera de llamadas, la disponibilidad de directorios en
línea, etcétera.

Radiodifusión
de señales

Dentro de estos servicios existen dos clases: los
bidireccionales y los unidireccionales. En el conjunto de los
primeros se describirá la operación de la
telefonía celular y su evolución hacia los
servicios personales de comunicación (denominados PCN por
su nombre en inglés —Personal Communication
Networks—o PCS —Personal Communication
Systems—) y, debido al interés que en la
actualidad ha despertado, se describirá también el
funcionamiento de sistemas de supervisión y control de
flotillas de vehículos. Como servicio representativo de la
segunda clase se analizará la radiolocalización de
personas.

La radiotelefonía celular surgió como un
avance importante de la radiotelefonía tradicional. En
esta última, los conceptos de la red son muy similares a
los de la red telefónica pública, con la
excepción de que el acceso a la red por parte del usuario
es por medio de un canal de radio, con sus equipos terminales
correspondientes. En el servicio tradicional de
radiotelefonía se cuenta con una sola estación
base, es decir, una estación que realiza funciones de
transmisión y de repetición. En las transmisiones
se utilizan potencias extremadamente grandes, logrando así
una gran zona de cobertura. Sin embargo, si durante una
conversación un usuario se sale de la zona de cobertura,
la conversación se interrumpe ya que este sistema no tiene
capacidad de conmutación. Cada usuario tiene asignado un
canal de radio con una frecuencia fija para accesar la red, lo
cual hace ineficiente el uso del espectro radioeléctrico,
ya que, si uno de los usuarios con canales asignados en
algún momento no lo utiliza, ese o esos canales
estarían desocupados. En la figura VI.3 se puede ver que
el número de usuarios de este tipo de sistema está
limitado por el número de canales con que cuenta la red
para ofrecer el servicio.

Figura VI.3. Radiotelefonía
móvil tradicional.

La radiotelefonía tradicional fue evolucionando
hacia el concepto de "telefonía celular", con base en dos
objetivos: aumentar la calidad de los servicios que pueden ser
ofrecidos, y aumentar, compartiendo las frecuencias, la
utilización del espectro radioeléctrico, lo cual
dio como resultado el aumento del número de usuarios de la
red. Los primeros teléfonos móviles fueron
introducidos en 1946, pero la primera red de telefonía
celular fue puesta en operación en Japón en 1979 y
en ese mismo año se inició la operación
experimental de una red con 2 000 usuarios en Chicago. La primera
red comercial de telefonía celular en Estados Unidos fue
puesta en operación en 1983, y para 1987 existían
en ese país 312 redes celulares operando en 205
ciudades.

El caso de México es también muy
interesante, debido a que cuando se inició el servicio,
las tecnologías ya habían sido ampliamente probadas
en otros países y se tenía un buen estimador de la
demanda que podría ser esperada. En 1989 se convocó
a las empresas del ramo a presentar solicitudes para ofrecer este
servicio en las nueve diferentes regiones en que fue dividido el
país. Cada región recibiría servicio de dos
operadores en competencia. Comercialmente los servicios se
iniciaron en 1990. En los pocos años que han transcurrido
desde entonces, la aceptación ha sido extraordinaria. A
fines de 1992, el número aproximado de suscriptores al
servicio, sumando ambos operadores de cada región, era el
siguiente:

Cada uno de los dos operadores regionales tiene
asignadas dos bandas en la región que le corresponde: una
para la comunicación del equipo móvil hacia las
bases y otra para la comunicación de las bases hacia las
unidades móviles. La asignación se muestra en el
siguiente cuadro: