1 Apuntes Sistemas y Servicios

Sistemas de TelecomunicaciónPlan 1994 E.T.S. Ingenieros de Telecomunicación Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Temas introductorios Diciembre de 2003 Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN ........................................................................................................6 1.1 CONCEPTO DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN ...............................................................................................................................................6 1.1.1 Generalidades...........................................................................................................................................................................................6 1.1.2 El usuario como parte del sistema de telecomunicaci n .........................................................................................................................6 1.1.3 Modelo de sistema de telecomunicaci n..................................................................................................................................................7 1.2 SERVICIOS Y SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN .................................................................................................................................................9 1.2.1 Modelo de servicio de telecomunicaci n .................................................................................................................................................9 1.2.2 Entorno del sistema por condicionantes del servicio de telecomunicaci n ...........................................................................................12 1.2.3 Tipos de servicios de telecomunicaci n.................................................................................................................................................13 1.2.3.1 Clasificación DAVIC de servicios audiovisuales ................................................................................................................................................... 13 1.2.3.2 Servicios según la UIT............................................................................................................................................................................................ 15 1.3 TIPOS GENÉRICOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN...................................................................................................................................17 1.4 TIPOS DE INFORMACIÓN EN UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN......................................................................................................................20 1.5 CALIDAD DE SERVICIO EN UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN ........................................................................................................................21 1.5.1 Factores de calidad, negociaci n y orquestaci n.................................................................................................................................21 1.5.2 Tipos de calidad de servicio....................................................................................................................................................................22 1.5.3 Calidad de un sistema en t rminos de prestaci n de servicio ..............................................................................................................23 1.6 ETAPAS DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN .............................................................................................................................24 1.7 EL MARCO ESPAÑOL EN SERVICIOS Y SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN...........................................................................................................26 1.7.1 Descripci n del marco legal y la libre competencia..............................................................................................................................26 1.7.2 Servicios de inter s general y servicios p blicos..................................................................................................................................27 1.7.2.1 El servicio universal de telecomunicaciones .......................................................................................................................................................... 27 1.7.2.2 Los servicios obligatorios de telecomunicaciones.................................................................................................................................................. 28 1.7.2.3 Otras obligaciones de servicio público (razones de interés general) ...................................................................................................................... 28 1.7.3 Recursos escasos: numeraci n y espectro radioel ctrico.....................................................................................................................29 1.7.3.1 Espacio público de numeración .............................................................................................................................................................................. 29 1.7.3.2 Dominio público radioeléctrico .............................................................................................................................................................................. 29 1.7.4 T tulos habilitantes para prestaci n de servicios.................................................................................................................................30 1.7.4.1 Autorizaciones generales y proyectos para su obtención............................................................................................................................................ 1.7.4.2 Licencias individuales y proyectos para su obtención................................................................................................................................................ 1.7.5 Interconexi n de redes y operadores dominantes..................................................................................................................................30 1.8 ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN EN TELECOMUNICACIONES ..........................................................................................................................30 2. REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN EN UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN .......................................................35 ____________________________________________________________________ 2 Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ 2.1 GENERALIDADES .............................................................................................................................................................................................. 35 2.2 FORMAS DE REPRESENTACIÓN DE MEDIOS DE INFORMACIÓN............................................................................................................................. 35 2.2.1 Representaci n digital........................................................................................................................................................................... 36 2.2.1.1 Muestreo..................................................................................................................................................................................................................36 2.2.1.2 Cuantificación..........................................................................................................................................................................................................36 2.2.1.3 Codificación.............................................................................................................................................................................................................38 2.2.1.3.1 Codificación de fuente ...................................................................................................................................................................................39 2.2.1.3.2 Codificadores de canal...................................................................................................................................................................................40 2.2.1.3.3 Codificadores de adaptación al dispositivo físico de soporte ........................................................................................................................41 2.2.2 Representaci n por descripci n ........................................................................................................................................................... 42 2.2.2.1 Segmentación y clasificación ..................................................................................................................................................................................42 2.2.2.2 Codificación como generación del metafichero-metadato ......................................................................................................................................43 2.2.2.3 Entrada directa al codificador..................................................................................................................................................................................44 2.3 PARÁMETROS DE CARGA EN UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN DE LAS REPRESENTACIONES DE LOS MEDIOS DE INFORMACIÓN .................... 44 2.3.1 Sonido..................................................................................................................................................................................................... 44 2.3.1.1 Audio con calidad telefónica ...................................................................................................................................................................................44 2.3.1.2 Audio con calidad CD .............................................................................................................................................................................................45 2.3.1.3 Audio por parámetros ..............................................................................................................................................................................................45 2.3.2 Imagen fija.............................................................................................................................................................................................. 46 2.3.2.1 LZW.........................................................................................................................................................................................................................48 2.3.2.2 ISO-JPEG ................................................................................................................................................................................................................49 2.3.2.3 UIT-T Grupo 3 y Grupo 4........................................................................................................................................................................................50 2.3.2.4 Representación por descripción...............................................................................................................................................................................50 2.3.3 Gr ficos................................................................................................................................................................................................. 51 2.3.4 V deo..................................................................................................................................................................................................... 52 2.3.4.1 Generalidades ..........................................................................................................................................................................................................52 2.3.4.2 La recomendación UIT-R BT 601...........................................................................................................................................................................55 2.3.4.2.1 Digitalización de vídeo en componentes .......................................................................................................................................................55 2.3.4.2.2 Digitalización de vídeo compuesto................................................................................................................................................................57 2.3.4.2.3 Estándares más relevantes en codificación ....................................................................................................................................................57 2.3.4.2.3.1 UIT-T J.81............................................................................................................................................................................................58 2.3.4.2.3.2 UIT-T H.261.........................................................................................................................................................................................58 2.3.4.2.3.3 UIT-T H.263.........................................................................................................................................................................................59 2.3.4.2.3.4 ISO MPEG-1 ........................................................................................................................................................................................60 2.3.4.2.3.5 ISO MPEG-2 ........................................................................................................................................................................................61 2.3.4.2.3.6 ISO MPEG-4 ........................................................................................................................................................................................62 2.3.4.2.3.7 DVI.......................................................................................................................................................................................................63 ____________________________________________________________________ 3 Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 2.3.4.2.3.8 Tecnología CD..................................................................................................................................................................................... 63 2.3.4.2.3.8.1 CD-DA (Compact Disk - Digital Audio) ................................................................................................................................... 63 2.3.4.2.3.8.2 CD-ROM.................................................................................................................................................................................... 63 2.3.4.2.3.8.3 CD-ROM / XA (CD-ROM con arquitectura extendida) ............................................................................................................ 64 2.3.4.2.3.8.4 CD-I ........................................................................................................................................................................................... 64 2.3.4.2.3.8.5 Photo-CD ................................................................................................................................................................................... 65 2.3.4.2.3.8.6 DVD (Digital Versatile Disk - Digital Video Disk)................................................................................................................... 66 2.3.4.2.3.9 Comparativa general de los estándares más relevantes ....................................................................................................................... 67 3. REDES EN UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN...........................................................................................................................68 3.1 DESCOMPOSICIÓN DE LA RED DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN .............................................................................................................68 3.2 SEGMENTOS DE TRANSPORTE ............................................................................................................................................................................70 3.2.1 Jerarqu a digital plesi crona...............................................................................................................................................................71 3.2.2 Jerarqu a digital s ncrona...................................................................................................................................................................75 3.2.2.1 Generalidades.......................................................................................................................................................................................................... 75 3.2.2.2 STM-1..................................................................................................................................................................................................................... 76 3.2.2.2.1 STM-1 a partir de 1 canal JDP nivel 4 .......................................................................................................................................................... 78 3.2.2.2.2 STM-1 a partir de 3 canales JDP nivel 3....................................................................................................................................................... 79 3.2.2.2.3 STM-1 a partir de 63 canales JDP nivel 1..................................................................................................................................................... 80 3.2.2.3 STM-N .................................................................................................................................................................................................................... 81 3.2.2.4 Sincronización en la jerarquía digital síncrona....................................................................................................................................................... 82 3.2.2.5 Jerarquía SONET .................................................................................................................................................................................................... 83 3.2.2.6 ATM sobre JDS ...................................................................................................................................................................................................... 84 3.2.2.7 Familias de equipos síncronos ................................................................................................................................................................................ 84 3.2.3 ATM versus IP ........................................................................................................................................................................................85 3.2.3.1 ATM........................................................................................................................................................................................................................ 86 3.2.3.2 TCP-UDP/IP ........................................................................................................................................................................................................... 86 3.2.4 Multiplexaci n por longitud de onda.....................................................................................................................................................86 3.3 SEGMENTO LOCAL ............................................................................................................................................................................................89 3.4 SEGMENTOS DE ACCESO ....................................................................................................................................................................................90 3.4.1 Acceso WAN tipo CATV..........................................................................................................................................................................90 3.4.2 Accesos WAN tipo familia xDSL.............................................................................................................................................................92 3.4.2.1 Acceso WAN tipo ADSL........................................................................................................................................................................................ 92 3.4.2.2 Acceso WAN tipo HDSL........................................................................................................................................................................................ 94 3.4.2.3 Acceso WAN tipo VDSL........................................................................................................................................................................................ 95 3.4.2.4 Acceso WAN tipo RADSL ..................................................................................................................................................................................... 95 ____________________________________________________________________ 4 Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ 3.4.2.5 Acceso WAN tipo SDSL .........................................................................................................................................................................................95 3.4.3 Acceso WAN tipo FTTC/FTTH............................................................................................................................................................... 95 3.4.4 Acceso WAN tipo RDSI banda estrecha ................................................................................................................................................. 97 3.4.5 Acceso WAN tipo PSTN o RTB............................................................................................................................................................. 100 3.4.6 Acceso WAN tipo redes el ctricas....................................................................................................................................................... 101 3.4.7 Accesos WAN sin hilos ......................................................................................................................................................................... 101 3.4.7.1 GSM.......................................................................................................................................................................................................................101 3.4.7.2 DCS 1800 ..............................................................................................................................................................................................................102 3.4.7.3 DECT.....................................................................................................................................................................................................................102 3.4.7.4 Otros accesos sin hilos basados en telefonía celular .............................................................................................................................................102 3.4.7.5 Accesos WLL ........................................................................................................................................................................................................103 3.4.8 Accesos WAN por sat lite.................................................................................................................................................................... 103 3.4.8.1 GEO: sistemas DBS...............................................................................................................................................................................................103 3.4.8.2 LEO y MEO...........................................................................................................................................................................................................105 3.4.9 Otros accesos WAN: MMDS y LMDS .................................................................................................................................................. 106 3.5 RED DE GESTIÓN DE TELECOMUNICACIÓN ............................................................................................................................................................. 3.6 INTERCONEXIÓN DE REDES ................................................................................................................................................................................... ____________________________________________________________________ 5 Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 1. Introducción a los sistemas de telecomunicación 1.1 Concepto de sistemas de telecomunicación 1.1.1 Generalidades El concepto de sistema de telecomunicación ha experimentado una notable evolución. Inicialmente fue concebido como un conjunto de elementos segmentables de transmisión, conmutación y señalización. Estos dominios debidamente orquestados debían hacer posible que una información insertada por una fuente en un punto de una red de comunicaciones pudiera ser extraída y presentada por un reproductor en otro punto emergente de dicha red. La concepción actual de un sistema de telecomunicación es mucho más amplia, y se orienta hacia su adecuación para el manejo de información multimedia, más concretamente evolucionando hacia lo que se conoce como sistema multimedia distribuído. Durante el decenio de finales del siglo XX se introduce la infraestructura de comunicaciones en todos los sistemas de computación, incluídos los ordenadores personales. Por tanto, los sistemas de manejo de información pasan a tener capacidad de telecomunicación de forma indisociable con respecto a sus anteriores cometidos. Así, no se puede hablar de un sistema de telecomunicación sin incluir, por ejemplo, otros elementos tales como las capacidades de almacenamiento y consulta de información, las capacidades computacionales de manejo de esa información bajo un sistema operativo, etc. El sistema de telecomunicación, bajo esta concepción, sigue utilizando las técnicas de tratamiento de señal en estas otras capacidades; por ejemplo, el almacenamiento hace uso de las técnicas de compresión de información para que una película quepa en un disco compacto, y es de vital importancia la velocidad con la que los datos comprimidos pueden emerger de una fuente de almacenamiento hacia una red de telecomunicación para el dimensionado de ésta. En esta concepción de sistema de telecomunicación, la inserción de los datos en la red no se realiza a través de una interfaz directa con el elemento de almacenamiento, sino que una eventual transcodificación de dichos datos se desarrollará bajo el control de un sistema operativo, al igual que la propia entrega posterior a la red. El retardo final y la sincronización, ambos parámetros vitales para la presentación correcta de la información en el terminal de destino, incluyen por tanto el concurso de elementos adicionales a los de transmisión, conmutación y señalización. Por otra parte, las especificaciones de usuario para los servicios de telecomunicación cada vez relacionan más los elementos clásicos (transmisión, conmutación, etc.) con el resto de los elementos del sistema de telecomunicación, dentro de ese concepto de sistema multimedia distribuído. Así, un usuario exige cada vez mayores prestaciones en cuanto a la cantidad de medios de información transmitidos, a la velocidad de acceso a esos medios de información, a las tareas y servicios que pueden funcionar concurrentemente, a la potencialidad del entorno de trabajo, a la eliminación de barreras psicológicas ante los sistemas/servicios, al control y participación activa sobre los servicios ofrecidos, a la personalización de las posibilidades de uso del sistema/servicio, etc.. 1.1.2 El usuario como parte del sistema de telecomunicación Algunos estudios consideran al usuario como una parte del sistema de telecomunicación. La causa está en la interactividad ofrecida al usuario, que es condición normalmente especificada para los servicios que debe soportar el sistema de telecomunicación. El usuario, como parte del sistema, puede condicionar el desarrollo de una sesión de un servicio a través de sus acciones, desencadenando comportamientos diversos del sistema de telecomunicación. Por ejemplo, las acciones del usuario pueden desencadenar la parada temporal de un vídeo que se está presentando en su terminal procedente de una base de datos remota. Así, el usuario es parte importante en la dinámica de presentación de la información, y por tanto de extracción de la misma del sistema de almacenamiento, de condicionamiento de recursos de transmisión etc. En otro orden de cosas, otro usuario llamado “autor” puede haber “escrito” la forma en que determinada información multimedia puede desplegarse en un terminal de usuario: por ejemplo, un montaje consistente en una determinada combinación de vídeo con textos, audio e imágenes fijas (documento multimedia). Dicha “escritura” puede incluso especificar “normas” para la forma de reproducción o despliegue en un terminal, por ejemplo provocando la alteración del volumen del sonido automáticamente al llegar a determinado pasaje. Esas “normas” de despliegue se plasman en que a esos medios de información (vídeo, audio, etc), debidamente empaquetados, les acompaña un “manual” con “eventos” de sincronización, que se genera durante el proceso de “autoría”. El sistema de telecomunicación deberá orquestar todos sus recursos para conseguir que el despliegue de la información en el terminal de destino se produzca como el “autor” lo escribió, y para ello harán uso de ____________________________________________________________________ 6 con una o varias calidades determinadas (QoS o calidad de servicio). se puede llegar a elaborar una definición y un modelo de sistema de telecomunicación. sino una máquina. Por otra parte.). bien como “autor” de un montaje de medios de información o documento multimedia para una fuente. puesto que la máquina también puede generar eventos de interrupción como receptor de información. Por otra parte. también una máquina debe caracterizarse estadísticamente como fuente de datos para diseñar y dimensionar las capacidades y recursos del sistema. de igual forma que tradicionalmente se ha venido haciendo con los modelos estadísticos de una fuente cualquiera de datos que se pretendan insertar en la red.3 Modelo de sistema de telecomunicación Después de la presentación general expuesta. máquina) Dominio de aplicación Funciones/Datos Funciones/ Datos Funcionalidad / Datos Dominio de transporte Funciones/Datos Funciones/ Datos Dominio de gestión Dominio del medio de intercambio Funciones/ Datos Figura 1 . en un sistema de telecomunicación con capacidades de interacción. se puede afirmar que el comportamiento previsto del usuario. En caso de que en el extremo del sistema no se encuentre un usuario humano. Es por ello que algunos estudios consideran al usuario como una parte más del sistema. bien como receptor interactivo de un servicio. transmisión. introduciendo por ejemplo algún “evento” que interrumpa totalmente el despliegue del montaje de medios de información o documento multimedia en su terminal. con el objetivo de entregar información de fuentes a destinos de forma sincronizada. aunque sea con un comportamiento programado.Modelo de dominios de sistema de telecomunicación Un sistema de telecomunicación es un conjunto de capacidades o recursos destinados al manejo de información. 1.1. y realizan cuidadosamente modelos estadísticos de su comportamiento que permitan hacer previsiones sobre el mismo. La información se considera como una parte integrante del sistema. lo mismo que los usuarios o las máquinas de fuente o destino. y cuyos extremos pueden ser máquinas o usuarios (personas). el usuario final podrá alterar el despliegue de la información en su terminal. ____________________________________________________________________ 7 .Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ esos “eventos” del “manual” de sincronización. Se hace necesario que el sistema contemple un esquema de prioridades que combine los “eventos” generados por el autor con la capacidad de provocar “eventos” o interrupciones por parte del usuario final. influye decididamente en el diseño y dimensionamiento de las capacidades y recursos del sistema de telecomunicación (almacenamiento. etc. todo lo dicho anteriormente es aplicable. A la luz de lo anterior. Funcionalidad / Datos Funciones/ Datos Extremo (usuario. Dichos modelos estadísticos sirven para diseñar adecuadamente las capacidades y recursos del sistema de telecomunicación. Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Las capacidades o recursos se agrupan en dominios del sistema. • Transmitir. donde se presenta que los dominios de un sistema de telecomunicación pueden reducirse a los siguientes: • Dominio extremo (usuario o máquina). • Almacenar y recuperar. Estas funciones tienen carácter interno en el sistema de telecomunicación. ____________________________________________________________________ 8 . • Dominio de transporte. Un esquema gráfico de lo que se acaba de presentar se puede ver en la Figura 1. Estas interfaces están definidas por funciones cuya ejecución puede implicar intercambio de datos e información interdominios. • Comprimir y descomprimir. • Dominio de gestión. • Dominio del medio de intercambio. servicios elementales o servicios arquitecturales a las funciones que definen las interfaces interdominios del sistema. El conjunto de funciones externas o funcionalidades es lo que configura las especificaciones del “servicio” de telecomunicación que han de ser satisfechas por el sistema.Recursos de un sistema de telecomunicación Las capacidades o recursos de un sistema de telecomunicación vienen dadas por las acciones que se pueden ejecutar sobre la información que se pretende manejar. Estas acciones se pueden resumir en: • Editar y crear. Gestión. operación y mantenimiento Control de recursos Control de recursos Información Usuarios o máquinas Intercambio Transmisión Conmutación Representación Presentación Almacenamiento Información Figura 2 . • Dominio de aplicación. Los dominios están relacionados a través de interfaces. y únicamente se hacen externas cuando su ejecución involucra el dominio extremo (que puede ser un usuario o una máquina): en este caso la función pasa a denominarse funcionalidad. Algunos modelos denominan servicios abstractos. etc. de tal forma que parte de estos recursos negociarán con otros recursos. por ejemplo. que se pueden ver en la Figura 2. lo más normal es que la información sea bajo la forma de datos. Este conjunto de posibles acciones sobre la información conduce a la definición de unas capacidades o recursos del sistema. destinado a satisfacer los requisitos de unas fuentes. unos destinos y unas informaciones específicos. los recursos de organización y gestión del almacenamiento de información (y su recuperación). Se trata de la representación de la información en cualquier parte del sistema. En cada diseño particular de sistema de telecomunicación. Se trata de todos aquellos recursos destinados al manejo de la información en la interfaz de usuario o de los extremos en general. Un circuito es la unión de dos canales para sistemas que requieran que la información pueda viajar en los dos sentidos dentro del medio de intercambio.1 Modelo de servicio de telecomunicación Un sistema de telecomunicación debe diseñarse y dimensionarse para satisfacer una calidad de servicio de telecomunicación. Los transductores y su gestión directa son. imágenes fijas. sistemas típicos basados en configuraciones cliente servidor). pero si estos protocolos no existen. • Sincronizar para su reproducción correcta en la presentación. En caso de que el extremo sea una máquina. La organización de los recursos del sistema de telecomunicación en dominios no hace referencia alguna a la ubicación física de estas partes en fuente o destino. incluye por ejemplo todo tipo de codificación. ya que sus elementos asociados pueden estar distribuídos en ambos extremos (por ejemplo. tales como bases de datos. • Representación. aunque el nombre parezca que únicamente se refiere al almacenamiento. Por tanto. tanto manual como automáticamente. operación y mantenimiento. En general. Entre estos recursos están los sistemas operativos que puedan aparecer en el sistema de telecomunicación. • Presentación. los tipos o medios de información están destinados a su percepción sensorial: vídeo. sensaciones de acción y reacción. Estos recursos son parte del sistema y son los que al final exigen las especificaciones de los demás recursos.2. Por ejemplo. tanto de fuente (compresión de información) como de canal o línea. tales como la señalización. así como al mantenimiento de esta calidad durante una sesión.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • Navegar. un recurso determinado puede ubicarse en el dominio de transporte si éste posee ciertos protocolos. ____________________________________________________________________ 9 . para lograr disponibilidades de los mismos que conduzcan a una calidad del servicio (QoS) extremo a extremo (incluyendo sincronización). estos recursos controlan las asignaciones de los demás recursos del sistema. olores. e incluso en el medio de intercambio. Se incluyen aquí los recursos necesarios para controlar el sistema de telecomunicación. • Etc. e incluso encontrarse distribuído en varios o en todos los dominios. Existen estos recursos tanto en fuente como en destino. aunque su nombre sugiera que únicamente se refieren al destino. En este punto cabe señalar que un canal es un subconjunto concreto de esos recursos de la red. • Almacenamiento. o podrá negociarse por un usuario o una máquina dinámicamente previo o durante la ejecución de una sesión. • Intercambio. así como su funcionamiento. audio. puede ser el dominio de aplicación el encargado de proporcionar ese recurso.2 Servicios y sistemas de telecomunicación 1. 1. una misma capacidad o recurso puede ubicarse en un dominio diferente. tales como: • Información y extremos (usuarios o máquinas). Dicha calidad vendrá dada en unas especificaciones de usuario. Cabe resaltar aquí que estos recursos también se refieren a la recuperación de información y su gestión. Incluye además de los recursos físicos de almacenamiento. parte de estos recursos de presentación. • Gestión. Estos sistemas operativos pueden encontrarse distribuídos físicamente. Se incluye aquí la red de telecomunicación. con sus recursos de transmisión y conmutación (si los hay). En caso de que en el extremo se encuentre un usuario. Se incluyen entre estos recursos los destinados a la organización y gestión del intercambio de información. gráficos. textos. repercutiendo los costes a su vez sobre sus clientes salvando el beneficio necesario. el proveedor de servicio dispondrá de un contrato que le garantiza ciertas licencias de uso y explotación con respecto a contenidos que son propiedad del proveedor de información: estas licencias de uso difieren de unos casos a otros. siempre salvaguardando los derechos de propiedad para el proveedor de información. Una circunstancia de este tipo se puede dar por ejemplo cuando los proveedores de información ____________________________________________________________________ 10 . para que sean realizadas por diferentes operadores con diferentes papeles en un régimen de abierta competencia. En este caso. y por tanto la arquitectura del sistema de telecomunicación correspondiente. a otro modelo que separa claramente los papeles de diversos actores dentro de un mismo servicio. mientras que el proveedor de red está más ligado al dominio de transporte y al medio de intercambio.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ La evolución de los servicios de telecomunicación también ha sido grande. • Proveedor de red (o de transporte). se ha pasado de un modelo consistente en un proveedor de absolutamente todo en un determinado servicio. Así. • Usuario. Un proveedor de servicio es normalmente un cliente del proveedor de red y del proveedor de información. • Proveedor de servicio. de la información del proveedor de información. son los siguientes: • Proveedor de información o de contenidos de información. muchas veces en régimen de monopolio enfrente de los usuarios. tal como se puede ver en la Figura 3. El proveedor de información y el proveedor de servicio tienen que ver con el dominio de aplicación. que de esta forma se justifica a la vista del servicio que es quien da las especificaciones al sistema.Actores de un servicio de telecomunicación En estos actores se ven claramente los dominios del sistema de telecomunicación propuestos en el modelo. puede ser necesario que el proveedor de servicio disponga de algunas réplicas. y por supuesto esta evolución ha condicionado las arquitecturas de los sistemas de telecomunicación que soportan esos servicios. con carácter temporal o permanente. Estos actores. a la definición por medio de especificaciones puestas por un legislador. Se ha pasado de la definición de los servicios por parte de sus operadores muchas veces en régimen de monopolio. Proveedor de información Proveedor de información Proveedor de información Proveedor de información Proveedor de red Proveedor de red Proveedor de servicio Proveedor de servicio Proveedor de servicio Proveedor de servicio Cliente Cliente Cliente Cliente Usuario Usuario Usuario Usuario Usuario Usuario Usuario Usuario Figura 3 . Según sean las especificaciones del servicio. Las interacciones entre los actores también aparecen esquematizadas en la Figura 3. • Cliente. siendo lo normal la concesión de unos derechos no exclusivos para el uso de la información en condiciones limitadas. el proveedor de servicio deberá poseer un servidor intermedio y un segmento de acceso a red que sí tengan dichas capacidades. Un ejemplo típico de uso de la arquitectura propuesta en la Figura 4 es un servicio de vídeo bajo demanda (VoD).Modelo de acceso generalizado de usuario a un servicio La Figura 4 muestra la forma en que se puede realizar un acceso de usuario a un servicio de telecomunicación. no hay distinción entre cliente y usuario. algunos proveedores de información pueden ser también proveedores de servicios con su propia información. será necesario realizar una réplica de esa información en un servidor local que el proveedor de servicios tendrá en el nodo de acceso. El usuario puede realizar una navegación directamente sobre esa base de datos. Si la película es muy solicitada. Los contenidos de información (películas) deben servirse y desplegarse en tiempo real. Los proveedores de información tienen sus servidores conectados a la red backbone. Servidor Proveedor de contenidos Servidor del punto de acceso de información Red backbone Servidor Proveedor de servicios QoS con o sin control requerido Punto de acceso de información Proveedor de servicios QoS según convenido en contrato Segmento de acceso Segmento de acceso Segmento de acceso Usuario Usuario Usuario Figura 4 . y con unas calidades que pueden estar establecidas en un contrato con el usuario. de forma que un proveedor de servicios pueda tomar esos contenidos (bajo licencia) y almacenar réplicas autorizadas en su servidor conectado a la red backbone en caso necesario. Uno o varios proveedores de red pública (operadores) aportan la red backbone. que como se ha dicho habrá sido importada con licencia por el proveedor de servicio de la base de datos del proveedor de información. entonces habrá ____________________________________________________________________ 11 . si un usuario demanda un determinado contenido de información que deba servirse y desplegarse en tiempo real. Un usuario es cliente del cliente. ya que los segmentos de acceso sí deben garantizar la calidad de servicio demandada. Por ejemplo. Un cliente lo es de un proveedor de servicio. así como los diferentes segmentos de acceso de usuario. Si el servicio consiste precisamente en ofrecer esas películas en tiempo real. Algunas veces. si disponen de una infraestructura para afrontar dichas estrategias de servicios de valor añadido. habitualmente habrá una réplica en el servidor del nodo de acceso. En determinados servicios. con los actores indicados. y por lo tanto deberá tener almacenada una réplica de la película que se deba servir al usuario final en tiempo real para garantizar la calidad de servicio especificada. La red backbone puede no garantizar la calidad de acceso de usuario: por ello. además de la infraestructura tecnológica que satisfaga las especificaciones del servicio: en cualquier caso.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ son archivos de películas. Los usuarios son por ejemplo. cuyo segmento de acceso a la red de comunicaciones y cuyo servidor de información no permitan una descarga en tiempo real de las películas. Si no es muy solicitada. El proveedor de información tiene una base de datos de películas. El nodo de acceso es una pasarela entre la red backbone y los segmentos de acceso de usuario. una Institución determinada que tiene una red de área local es cliente de un proveedor de servicios de consultoría de bases de datos. La diferencia entre cliente y usuario es algo más sutil. y es propiedad del proveedor de servicio. los empleados o visitantes de esa Institución que tienen acceso a la red de área local a través de un terminal autorizado por la Institución. El proveedor de servicio trabaja casi siempre con estrategias de servicio de valor añadido. queda claro que los dos roles están separados aunque el actor físico sea la misma Institución o empresa. pero que estén residentes en una base de datos dentro del servidor del nodo de acceso. o bien sobre unos descriptores de esas películas. Sea cual fuera la alternativa. las entradas al sistema se pueden concretar en la siguiente lista: • Condicionantes de regulación legal. estaciones de recepción de satélite (si la red backbone involucra un satélite) a los que sigue un segmento de cable o fibra hasta el usuario. Esta descarga se realiza como un archivo sin garantizar la calidad de servicio. • Condicionantes industriales. se pueden citar por ejemplo la posibilidad tecnológica de desarrollo de sistemas de telecomunicación que satisfagan sus especificaciones. Ejemplo de nodos de acceso son centrales de un operador telefónico en el caso de segmentos de acceso ADSL.2 Entorno del sistema por condicionantes del servicio de telecomunicación Como ya se ha comentado. Entre estos parámetros. el servicio de telecomunicación pasa a ser definido por un legislador. por un lado. la película residente en el servidor del nodo de acceso está lista para servirse en tiempo real con interacción de usuario a través del segmento de acceso. tal como se ilustra en la Figura 5. Las salidas del sistema serán los servicios que ofrece. Industria Telecomunicación Operadores de red y servicios Computadores y eletrónica de consumo Proveedores de contenidos de información Normalización Regulación Propiedad intelectual Propiedad industrial Factores humanos y sociales Mercado Técnica Sistema de telecomunicación SERVICIOS Figura 5 . de computadores y de electrónica de consumo. Las entradas son todos los parámetros que condicionan las especificaciones del creador del servicio. Siguiendo la descripción de la misma Figura 5.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ que realizar una descarga de dicha película desde el servidor del proveedor de información al servidor local del nodo de acceso. sino que deberá tener en cuenta una serie de parámetros que vienen dados por el entorno en que se mueve. por los operadores potenciales de red y de servicios. y por los proveedores de información. las normalizaciones existentes o previsibles en telecomunicaciones. 1. Las iniciativas de sistemas de ____________________________________________________________________ 12 .2.Entorno de un sistema de telecomunicación De esta forma. “head-ends” en el caso de segmentos de acceso CATV-HFC. ya que su objetivo no es evidentemente ningún despliegue en un terminal del nodo de acceso. los posibles mercados. los condicionantes impuestos directamente por el legislador que define el servicio particular y. se puede considerar al sistema de telecomunicación como un bloque con entradas y salidas. e incluso los factores humanos para asegurar la satisfacción del usuario. por otro lado. los condicionantes reguladores legales generales del entorno sociopolíticio y económico con los que la definición del nuevo servicio debe estar armonizada. Dados por la industrias de fabricación de productos de telecomunicación. Pero dicho legislador no está libre al crear un nuevo servicio. Entre estos están. el marco normativo armonizado con el entorno sociopolítico y económico. etc. Este segundo consenso.X. sin perjuicio de los problemas que puedan surgir cuando se presenta el caso de cobertura de servicio a nivel mundial por las diferencias legislativas mencionadas. y proveedores que luego competirán en el mercado con sus productos. porque se puede enseñar un demostrador que “enganche” al usuario si su reacción es positiva. Se refieren estos condicionantes al marco tecnológico recomendado por los Organismos de Normalización de las Telecomunicaciones a todos los niveles. la decisión no existe claramente. Según la idiosincracia y la legislación de cada lugar. Este es un factor muy importante. cabe destacar la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones).Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ telecomunicación que mayor éxito vienen teniendo últimamente son aquellas que están basadas en especificaciones de servicio consensuadas en reuniones previas de los distintas industrias. plasmados en la firma de documentos llamados MoU (Memorandum of Understanding). IEEE (Institute of Electrical and Electronical Engineers). operadores. mientras que la propiedad industrial lo es de la Institución o empresa que haya pagado a los autores por el desarrollo de esa información o producto. Si un servicio es socialmente inaceptable o tiene problemas de aceptación por parte de los usuarios. Otros organismos internacionales importantes son ISO (International Organization for Standardization). Un ejemplo claro de este consenso es el servicio GSM. Se ha llegado a plantear si el comienzo de la concepción de un servicio debe realizarse desde lo que se ha dado en llamar “technology push” o su complementario “market pull”: “technology push” indica que se deben buscar usuarios para una determinada oferta tecnológica y “market pull” indica que se debe buscar la oferta tecnológica que satisfaga unas demandas específicas de usuario. encargada de facilitar el intercambio de programas entre emisoras de radio y TV. y por tanto el mercado será total y el mismo para toda la industria relacionada. pero fundamentalmente a nivel internacional.2.1 Clasificación DAVIC de servicios audiovisuales DAVIC (Digital Audio Visual Council) clasifica los servicios audiovisuales como sigue: • “Movies on Demand” (MOD): se refiere a un servicio de entrega a través de red de comunicaciones que ofrece la funcionalidad de un VCR doméstico. • Condicionantes de normalización. y lo que se hace normalmente es comenzar la realización de una experiencia de cualquiera de las dos formas antes de crear un marco de especificaciones estable que obligue a definir el sistema hasta sus últimas consecuencias. pero sin necesidad de tener localmente una copia del material audiovisual seleccionado.3 Tipos de servicios de telecomunicación 1. • Condicionantes de propiedad intelectual y de propiedad industrial. con sus recomendaciones dadas por sus departamentos encargados de la normalización: UIT-T y UIT-R (aproximadamente corresponden a los antiguos CCITT y CCIR respectivamente).3. ETSI (European Telecommunications Standards Institute). y debería ser realmente el primero a tener en cuenta. Un paso más está también en consensuar previamente las estrategias de explotación de servicios entre distintos operadores. los bloques de sus sistemas serán compatibles en el mismo servicio. Open System Interconnection). ____________________________________________________________________ 13 . En cualquier caso. Entre estos Organismos. de quien son famosas las recomendaciones para redes de área local y metropolitana del tipo IEEE-802. donde entre otras organizaciones trabaja activamente la EBU (European Broadcasting Union). • Condicionantes de factores humanos y sociales. Las especificaciones de un servicio no pueden incluir en ningún caso cláusulas que impidan de alguna forma el mantenimiento de estos derechos a sus propietarios. Dicho demostrador se implanta en una experiencia precomercial en áreas restringidas donde exista una población cuya composición sea una escala reducida de la que exista en el área que es realmente el objetivo comercial final. El servicio requiere típicamente un “preview” y un “browsing” para que el usuario seleccione el material audiovisual. Al estar consensuadas las especificaciones. y su estándar para el empaquetamiento de información multimedia (MHEG). la propiedad intelectual permanece siempre en los autores de la información o del producto industrial que permita manejar esa información. lo que es un problema para armonizar el significado de las licencias de uso y explotación de contenidos de información cuando el ámbito de cobertura de una red es internacional a nivel mundial. Se ha tratado ampliamente este problema ante los rapidísimos avances tecnológicos que permiten cada vez ampliar la oferta de potenciales servicios a los usuarios. 1. etc. entonces no merece la pena dar un paso más en su definición. de la que destaca su modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI. Las más de las veces la experiencia se realiza de la forma “technology push”. estos conceptos difieren notablemente. con compromisos claros de lanzar servicios. órgano oficial de la Unión Europea. Un ejemplo de este caso es cualquier servicio dado con contenidos de información en Internet. anima a los fabricantes a alcanzar el consenso mencionado de especificaciones porque ven un mercado claramente abierto con fechas concretas. utilizado únicamente como reproductor. En el entorno más cercano. sus estándares de codificación de imágenes fijas (JPEG) y de vídeo (MPEG).2. a la vez que es posible intervenir interactivamente por parte de los alumnos. El usuario cuenta con una interacción tipo VCR. éste se le carga en su STU local. por ejemplo MOD o NVOD. cambiando de canal. Radio. Los usuarios pueden navegar entre clases que estén vivas en la red. pero que no es con el servidor de información remoto. por ejemplo programas de TV. edición conjunta de documentos con control de esta aplicación particular. servicio de distribución de información uno a uno de la información con “joint viewing”. • “Telework”: se trata de un servicio de trabajo cooperativo. de forma que se pueda recuperar y enviar al usuario para su presentación más tarde. • “Broadcast”: es un servicio para proporcionar acceso en tiempo real de múltiples usuarios a fuentes múltiples de TV. • “Videotelephony”: este servicio proporciona intercambio multimedia en tiempo real entre dos interlocutores. La entrega del material audiovisual posterior a través de la red puede ser en cualquier modalidad. Puede proporcionarse interactividad entre el usario y los procesos de forma local (usuario/STU) y de forma remota (usuario/proveedor de contenidos/servicio/red). El momento en que se ha de entregar la información se puede especificar y programar cuando se hace la petición de la misma. al ejecutar una acción “pause”. sino localmente. software para ordenadores. conferencia en tiempo real con dos usuarios. información de viaje. ____________________________________________________________________ 14 . • “Distance learning”: este servicio trata de implementar la clase virtual. si así se desea. y programación de datos. • “News on Demand”: es un servicio mediante el que un usuario obtiene interactivamente información y noticias. con especial prioridad y permiso para el profesor. Es un servicio específico de “Broadcast”. En caso de disponer de estas extensiones. Se puede navegar sobre elementos de la lista para conseguir mayor información sobre ellos. por ejemplo la mencionada acción “pause”. Se prevé en el servicio algún tipo de interactividad remota real con el proveedor de servicio o de red. “subscription TV” (Pay-TV). • “TV listings”: es un servicio para proporcionar al usuario un “scrolling display” de programas de distribución e información relacionada. Si el sistema selecciona automáticamente el canal de destino al ejecutar. propaganda comercial. en el que se pone en la red la misma programación a intervalos de tiempo determinados. El usuario cuenta con un micrófono y puede seleccionar características de la canción como la velocidad del “tempo”. Por ejemplo. etc. Una vez seleccionado un producto. el usuario puede solicitar y comprar el producto. el usuario lo que hace es pasar a otro canal cuando la desactiva. se trata de INVOD (“Intelligent Near Video on Demand”). Los requisitos de retardo en la red para cada interacción de usuario son fuertemente dependientes del tipo de juego. Se permite la modalidad multiusuario. • “Delayed broadcast”: este servicio es un tipo específico de “Broadcasting”. El usuario selecciona una canción de un catálogo que le da un proveedor de contenidos o un proveedor de servicio. El usuario puede selecionar elementos de potencial compra para tener más información sobre ellos. o “Broadcast” normal. Este servicio tiene extensiones tales como la posibilidad de recolección de noticias de diferentes fuentes y la generación y uso de un perfil personal para cambiar los elementos presentados y la forma de presentación de forma personalizada. • “Games”: este servicio permite al usuario jugar a través de la red de comunicaciones. como primer paradigma de la educación a distancia. Una vez que el usuario ha seleccionado el juego que desea.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ • “Teleshopping”: este servicio permite al usuario hacer un “browsing” sobre catálogos de vídeo o tiendas virtuales para comprar productos y servicios. etc. Esta selección la puede hacer consultando antes una “Electronic Programme Guide”. y acceso abierto convencional a programas de TV. Durante una clase se pueden manejar los diferentes elementos audiovisuales. por ejemplo si quiere o no imágenes y vídeo asociados al texto de una noticia. siendo esta información de tipo multimedia. en formato multimedia. siendo el mínimo tiempo de la pausa el que transcurre entre dos pases consecutivos del mismo programa en dos canales diferentes. La información en este servicio puede ser de cualquier tipo. por ejemplo para facturación. • “Karaoke on Demand” (KOD): este servicio es una versión en red de Karaoke. solicitando dicha intervención al profesor. Se incluyen modalidades como el “Pay-Per-View” (PPV). la combinación de la voz local con la música pueden enviarse a otro lugar remoto a través de la red. la aplicación se llama “Personalized News”. en el que el proveedor de servicio o el usuario seleccionan un contenido audiovisual para almacenaje temporal en algún servidor de la red. o en una máquina de juegos del proveedor de servicio. • “Near Video on Demand” (NVOD): este servicio también se conoce como “Enhanced/Advanced Pay per View”. Si es necesario. unirse a o dejar esas clases. El usuario puede contar con un servicio de directorio. incluyendo multiconferencia. El usuario selecciona un canal que le da el comienzo de un programa lo más próximo posible a la hora actual. El usuario puede escoger el nivel de presentación. Se le presenta al usuario un menú de servicios disponibles por parte de un proveedor de servicio. etc. periódicos electrónicos. Los servicios portadores ofrecen la capacidad para la transferencia de información entre los puntos de acceso y comprenden solamente funciones de capa inferior del modelo OSI/ISO.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • “Home banking”: este servicio proporciona acceso electrónico a servicios y productos propios del entorno bancario. con anotaciones por parte de un médico para hacer un diagnóstico. que están localizados en un servidor remoto. • “Content Production”: este servicio se refiere a la posible utilidad para usuarios de contenidos de información generados por otros usuarios. ya que un teleservicio se puede apoyar en una diversidad de servicios portadores que se ajusten a esas capacidades requeridas por el teleservicio.2 Servicios según la UIT La UIT. por razones legales. • “Virtual CD-ROM”: este servicio ofrece la posibilidad de que un usuario recupere. se especifican también las requeridas en las capas inferiores. • “Telemedicine”: este servicio proporciona intercambio de información multimedia y videoconferencia en aplicaciones médicas. los servicios de telecomunicación se dividen en dos amplias familias: • Servicios portadores. o bien de proporcionar las pasarelas para que los usuarios puedan acceder directamente a esas informaciones. como por ejemplo atributos comerciales y operacionales: calidad de atención a la demanda (instalación pronta de una solicitud de servicio) y calidad de atención al cliente (atención postventa al usuario. por ejemplo usuarios que generen páginas WWW que deseen colocar en un servidor de un proveedor de servicios para uso de otros usuarios. Según la misma Recomendación. como por ejemplo funciones proporcionadas por centros especializados. solicitándola a diferentes proveedores de contenidos.2. operaciones con cuentas. durante la explotación del servicio). Los teleservicios proporcionan plena capacidad de comunicación por medio de funciones de terminal y de red. subscripción de acciones. que estén en manos de proveedores de servicio. pero que se pueden aplicar sobre cualquier tipo de sistema de telecomunicación soportado por otras infraestructuras de transmisión y conmutación. ____________________________________________________________________ 15 . vídeo y e información de datos entre múltiples usuarios. • Otros atributos asociados con la prestación del servicio. El servicio se basa en en intercambio en tiempo real de audio. por tanto a través de una red de comunicaciones. que puede interactuar con dicha información y realmacenarla en un servidor del proveedor de servicio. Según dicha Recomendación. como por ejemplo consulta de bancos de imágenes de rayos X. Unión Internacional de Telecomunicaciones. presenta definiciones de servicios en su Recomendación I. intercambiando información multimedia en diferentes formatos adicionales a los propios equipos de la videoconferencia (incluído por ejemplo un fax). y en general de sistema. tales como apuntes en una cuenta. un servicio de telecomunicación se compone de: • Atributos técnicos. • Teleservicios. El teleservicio abarca la definición de la capacidad portadora necesaria.3.210 en relación con la RDSI. etc. • “Internet Access”: es un servicio de pasarela a Internet. por lo que además de la definición de funciones de capas superiores del modelo OSI/ISO. habiendo por tanto alterado el contenido de dicha información. Es un servicio punto a punto. para evitar nombrar un servicio portador concreto. DAVIC prevé una arquitectura basada en puntos de acceso comunes a la información. Los usuarios manejan y controlan la conferencia en todo momento. sino bajo la creación de un documento nuevo. 1. de forma que el usuario se encuentra virtualmente en Internet independientemente del tipo de segmento de red de acceso. observe. no siendo posible la reedición de una anotación. • “Videoconferencing”: varios usuarios y un proveedor de servicio multipunto son necesarios para establecer este servicio. • “Transaction Services”: son servicios en los que se presenta información a un usuario. Estos proveedores de servicio son los encargados de buscar y entregar la información deseada por los usuarios. Cada anotación independiente es un documento nuevo. e interactúe con datos estructurados de varios tipos. como si tuviera un CD-ROM local. según el cliente que los percibe. con muy especial atención a los temas de seguridad. desde un punto de vista estático. En consecuencia. permanente). etc. los tipos especificados en la RDSI como canales B. multipunto. sea portador o teleservicio. Esta clasificación la siguiente: • Servicios interactivos. reservada. retención de llamadas. Por otra parte. difusión). de ser aplicable como lo es por ejemplo en servicios tipo videotex (alfamosaico. velocidad de transferencia de información (velocidad binaria para circuitos. de ausencia de respuesta.). el reenvío de llamada (en casos de usuario ocupado. y protocolos de acceso a la información en las mismas capas. videotex. Por otro lado.). Ejemplos de servicios suplementarios sobre un teleservicio básico de telefonía son la transferencia de llamadas. caudal para paquetes). Los servicios interactivos son a su vez de tres clases: • Servicios conversacionales. etc. estructura (integridad a ciertas capacidades. o simplemente reenvío incondicional). puede estar compuesto de servicios básicos y servicios suplementarios. • Protocolos de capas 4. • Servicios de mensajería. los servicios de distribución son a su vez de dos clases: • Servicios de distribución sin control de la presentación por el usuario. • Atributos de acceso: canal de acceso y velocidad (por ejemplo. ____________________________________________________________________ 16 . • Modo gráfico. un servicio suplementario no puede ofrecerse a un usuario como servicio independiente. simetría (unidireccional. etc. Los atributos mediante los que se define un servicio portador pueden ser de tres clases: • Atributos de transferencia de información: modo de transferencia de información (circuito o paquete. etc. textos. • Atributos generales: servicios suplementarios prestados. protocolo de acceso a la señalización en las capas 1. Los atributos mediante los que se define un teleservicio. mientras que un servicio suplementario modifica o complementa a un servicio de telecomunicación básico. aspectos operacionales y comerciales. la UIT presenta también una clasificación de servicios para la red digital de servicios integrados de banda ancha en la Recomendación I.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Cada servicio. facsímil. establecimiento de la comunicación (por demanda. posibilidad de interfuncionamineto. calidad de servicio. • Resolución de la información presentada al usuario. además de los correspondientes a las capacidades portadoras requeridas (lista anterior de atributos de servicios portadores) son los siguientes: • Tipo de información de usuario (conversación telefónica. • Servicios de distribución. bidireccional simétrica. • Servicios de consulta. presentación del número llamante. 6 y 7 del modelo OSI/ISO. audio. configuración de la comunicación (punto a punto. 2 y 3 del modelo OSI/SIO.). restricciones de llamadas salientes y entrantes. Un servicio básico existe por sí mismo. por ejemplo). geométrico. bidireccional asimétrica). capacidad de transferencia de información (tipo y calidades de vídeo. etc. sonido. texto interactivo. y tiene que ofrecerse junto con o asociado a un servicio de telecomunicación básico. llamada en espera. • Atributos generales aún en estado de definición. D. vídeo. Un mismo servicio suplementario puede ser común a varios servicios de telecomunicación. por ejemplo). fotográfico. 5.121. Son ejemplos de estos servicios los servicios de radiodifusión de programas de televisión y de audio. La información es producida por el usuario o usuarios emisores y se dirige a uno o más destinatarios de la comunicación situados en el lado receptor.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • Servicios de distribución con control de la presentación por el usuario. unidireccional. telepublicidad. El usuario puede acceder a este flujo de información. vigilancia de tráfico. periódico electrónico. telemedicina. Como ejemplos pueden mencionarse los servicios de consulta en banda ancha para películas. el usuario controla el instante en que debe comenzar una secuencia de información. el usuario puede tener acceso individual a la información distribuída cíclicamente. bidireccional asimétrico y. etc. puede que la información no sea presentada desde su comienzo. con aplicaciones para distribución de programas de TV. o de funciones de buzón electrónico y/o tratamiento de mensajes (por ejemplo. El usuario no puede controlar el comienzo ni el orden de presentación de la información difundida. telepublicidad. telenseñanza. Dependiendo del momento en el que se produce el acceso del usuario.3 Tipos genéricos de sistemas de telecomunicación Los sistemas de telecomunicación se clasifican de acuerdo con la clasificación de los servicios que soportan. sin la posibilidad de determinar en qué instante debe comenzar la difusión de la cadena de información. 1. telecompra. vídeo y audio. información audio en información archivos. imágenes de alta resolución e información de audio. El diálogo puede establecerse entre usuarios. Debido a la repetición cíclica. Así. seguridad de edificios. edición. teleenseñanza. Son ejemplos de servicios de mensajería de banda ancha los servicios de tratamiento de mensajes y los servicios de correo electrónico para imágenes en movimiento (películas). para transmisión de datos). con aplicaciones tipo videotex con capacidades para imágenes fijas y vídeo. usuario/máquina. Son ejemplos de servicios conversacionales de banda ancha la videotelefonía. en la vigilancia por vídeo). la información se proporciona como una secuencia de entidades de información (por ejemplo. telemedida. imágenes de alta resolución. publicaciones electrónicas. Los servicios de mensajería ofrecen la comunicación de usuario a usuario entre usuarios individuales y por medio de unidades de almacenamiento y retransmisión. telejuegos. Algunas de ellas son como sigue: • Usuario/usuario. CAD/CAM interactivo con multiemplazamiento. telepublicidad. con aplicaciones de buzón electrónico con capacidad para imágenes. existen diversas clasificaciones. alarmans. telemedicina. y controlar el instante de comienzo y el orden de la presentación. Los servicios conversacionales proporcionan en general el medio de comunicación dialogada bidireccional con transferencia en tiempo real (sin almacenamiento ni retransmisión) de extremo a extremo. Esta información se enviará al usuario solamente si la solicita. Proporcionan un flujo contínuo de información que es distribuído desde una fuente central a un número ilimitado de receptores autorizados conectados a la red. teleacción a alta velocidad. con aplicaciones de teleeducación. El flujo de información del usuario puede ser bidireccional simétrico. fines recreativos. etc. Además. entre usuarios o entre un usuario y una base de datos (por ejemplo. teleconsulta de noticias. etc. Los servicios de consulta permiten a sus usuarios consultar la información almacenada en centros de informaicón. contribución de información. distribución de datos sin restricciones. etc. Los servicios de distribución con control de la presentación por el usuario dustribuyen también información desde una fuente central a un gran número de usuarios. en general. transferencia de señales de TV. diálogo vídeo/audio. Por tanto. Sin embargo. entre máquinas. La información puede consultarse individualmente. telecompra. máquina/máquina. tramas) con repetición cíclica. Un ejemplo de estos servicios es la videografía de difusión por canal completa. o entre máquinas y usuarios. tratamiento y conversión de información). Los servicios de distribución sin control de la presentación por el usuario abarcan los servicios de difusión. en ciertos casos concretos (por ejemplo. Un ejemplo de sistema usuario/usuario es el que soporta el ____________________________________________________________________ 17 . distribución de audio y vídeo. las entidades de información seleccionadas por el usuario se presentarán siempre desde el comienzo. Esta clasificación hace referencia al tipo de extremo del sistema. control en tiempo real. para uso público. canales de comentarios multilingües. la videoconferencia y la transmisión de datos a alta velocidad. Los sistemas de difusión y distribución permiten enviar esa misma información desde una fuente a diversos destinos con calidades inferiores. Un ejemplo de sistema unidireccional es el que soporta la radiodifusión sonora tradicional. La diferencia entre difusión y distribución está en que un sistema de difusión permite recibir la información a cualquier usuario que disponga de un receptor del sistema (con autorización por el mecanismo que sea. pedir la autorización y. En algunas modalidades de distribución. Multipunto a multipunto es un sistema de varias fuentes y varios destinos: un ejemplo es un sistema que permita un servicio de trabajo cooperativo entre centros remotos. y algo tiene que ver con esto. Aunque inicialmente se puede pensar que esta clasificación también se refiere al sentido que adopta la información en el medio de intercambio. Punto a punto es un sistema de una sola fuente y un sólo destino: un ejemplo de sistema de este tipo es el que soporta el servicio telefónico tradicional. Un ejemplo de sistema bidireccional asimétrico es el mencionado de la persona utilizando el navegador WWW para acceso de bases de datos en Internet: en un sentido viajan las ráfagas de datos producto de la interacción del usuario. los criterios fundamentales de clasificación es en este caso la calidad con la que la información se pone en el medio de intercambio y las posibilidades de control por parte de los usuarios. aunque pueda enviar la información en modalidad de difusión sobre la totalidad de la red o sobre algunos segmentos controlados de ésta (si el mecanismo del medio de transmisión es red de difusión). Se refiere la propiedad de simetría al equilibrio entre la cantidad de información que viaja en ambos sentidos dentro del medio de intercambio. seleccionar la calida deseada. audio. un ejemplo de sistema bidireccional es una persona utilizando un navegador WWW para acceso a bases de datos en Internet. Los sistemas bidireccionales pueden ser a su vez simétricos y asimétricos. no obstante. en el contrario puede viajar cualquier tipo o medio de información (textos. Un sistema de contribución recibe información procedente de diversas fuentes con una calidad grande. Obsérvese que esta interacción se puede llevar a cabo por cualquier procedimiento. bidireccionales. multipunto a multipunto.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ servicio telefónico convencional. distribución. se pueda realizar algún tipo de interacción con pequeñas ráfagas de información desde el (los) destino(s) hacia la (las) fuente(s): así se mantiene la configuración de esta clasificación pero lleva a un sistema bidireccional asimétrico.. es muy fácil ver en los casos punto a punto y multipunto a multipunto que basta con invertir los papeles de la fuente y del destino para que la información viaje en sentido contrario manteniendo la configuración de esta clasificación. normalmente con el objetivo de guardarla en un archivo para su posterior difusión o distribución. obsérvese que esta interacción se puede llevar a cabo por cualquier procedimiento. siendo en este caso el sistema que soporta el servicio telefónico un canal interactivo del sistema de telecomunicación bajo estudio. Un ejemplo de sistema máquina/máquina es el terminado en ambos extremos por sendos ordenadores intercambiando datos. sólo permite recibir la información a los usuarios que teniendo ese receptor del sistema estén autorizados para recibirla y con la calidad que asímismo estén autorizados (la idea es el encaminamiento de esa información al terminal con la dirección de destino. mientras que los de difusión son normalmente sistemas unidireccionales. Esta interacción en los sistemas de distribución puede tener lugar al comienzo de la sesión (pero no necesariamente de forma exclusiva al comienzo de la sesión). por ejemplo una llamada telefónica a la fuente. Un ejemplo de sistema bidireccional simétrico es el que soporta el servicio telefónico convencional. En los casos de punto a multipunto y multipunto a punto se han propuesto ejemplos de sistemas unidireccionales. punto a multipunto. por lo que puede aparentar que esta clasificación es necesariamente un subconjunto de los sistemas unidireccionales. De igual forma que en la clasificación anterior. esta calidad puede ser seleccionada dentro de un rango por el usuario destinatario a través su interacción con el sistema. Esta flexibilización consiste en que si bien el sentido de viaje fuente(s)/destino(s) es el que adopta la información. por ejemplo IP). siendo en este caso el sistema que soporta el servicio telefónico un canal interactivo del sistema de telecomunicación bajo estudio. por ejemplo una llamada telefónica a la fuente. Se entiende también por información una ráfaga corta de datos que compongan. Multipunto a punto es un sistema con un varias fuentes y un sólo destino: un ejemplo de este tipo de sistema es el que permite controlar elementos remotos mediante los datos que dichos elementos remotos envían a un centro de control. normalmente relacionado con pago). Un ejemplo de sistema usuario/máquina es el de una persona utilizando un navegador WWW para acceso a bases de datos en Internet. pero se puede flexibilizar los conceptos de fuente y destino. siempre con las limitaciones de Internet en este ejemplo particular). Los sistemas de contribución también tienen la posibilidad de interacción para que el usuario destinatario seleccione las informaciones que quiere recolectar. • Unidireccionales. por ejemplo. si procede. • Contribución. vídeo. según los servicios y las QoS convenidas en contratos. pero también lo es ____________________________________________________________________ 18 . Punto a multipunto es un sistema de una sola fuente y varios destinos: un ejemplo es el sistema que soporta el servicio de radiodifusión sonora tradicional. etc. una petición de más información en un sistema interactivo: de esta forma. Se refiere esta clasificación al número de fuentes y destinos de la información. • Punto a punto. mientras que un sistema de distribución. Esta clasificación se refiere al sentido en el que viaja la información dentro del medio de intercambio. difusión. Los conceptos de fuente y destino parecen condicionar ya el sentido en el que la información viaja dentro del medio de intercambio. para seleccionar la información. Un ejemplo de sistema de contribución es el que permite a un archivo central captar películas de diferentes productoras (tras pagar los derechos correspondientes). multipunto a punto. pero en realidad sus órdenes no llegan a la fuente. en el que el usuario tiene a su disposición un control de la fuente remota como si fuera un vídeo tradicional en local. que pueden recibirse por el usuario si éste realiza la gestión de autorización previamente por un canal interactivo del sistema (que puede ser una llamada telefónica). que no la especifica. sin transmisión de vídeo o audio). en el que el usuario tiene la impresión de un control similar al de un vídeo local. lo que en realidad ocurre es que se está distribuyendo el vídeo de las diferentes cámaras reales a través de diferentes canales. • Interactivos. sin embargo. Símplex significa que la información sólo puede viajar en un sentido dentro del medio de intercambio. y por eso es distribución). Otro ejemplo de sistema quasi interactivo es la llamada televisión interactiva. Los sistemas quasi interactivos proporcionan al usuario una sensación de que tiene ese control. en el que podrían existir películas en modalidad de difusión en la red (pero con dirección de destino. por lo que una acción del tipo rebobinar (“rewind”) lo que hace en realidad es cambiar el receptor a otro canal por el que se está distribuyendo una copia retrasada. Un ejemplo de sistema de difusión es el que soporta el servicio de televisión convencional “en abierto” o el PPV (“pay per view”). Es por ello que las posibilidades de interacción son más limitadas en los sistemas quasi interactivos. • Dos hilos (2H). 4H significa que esa compartición lo es del recurso de espectro de frecuencias. Un sistema anisócrono puede ser síncrono o asíncrono. en este caso. que permite al usuario tener la sensación de que puede hacer una “autorrealización” de lo que está viendo. pero sus acciones están limitadas. Es por tanto prácticamente equivalente al concepto de sistema unidireccional. Un ejemplo de 4Heq es ese mismo servicio telefónico en un segmento que involucre un radioenlace terrenal. las informaciones que viajan en sentido contrario a través del medio de intercambio lo hacen utilizando el mismo medio físico de transmisión. Así. Un ejemplo de sistema quasi interactivo es el quasi vídeo por demanda o “near vídeo on demand” (NVoD). si el diseño del sistema tiene que ser bidireccional simétrico. • Isócronos. Se refiere esta clasificación a la ordenación de los recursos de transmisión del sistema. Un ejemplo de sistema símplex es la radiodifusión sonora tradicional. de forma que cuando el usuario cambia de cámara su órden no llega a la fuente sino que simplemente cambia al canal por el que se está distribuyendo el vídeo de la cámara deseada. quasi interactivos. Un sistema síncrono es el que tiene un valor de retardo máximo definido. Cuatro hilos (4H). Es precisamente esta propiedad de simultaneidad la que diferencia esta clasificación de un sistema bidireccional. Un sistema isócrono es el que tiene unos valores de retardo máximo y mínimo definidos. Un ejemplo de 4H es el sistema que soporta ese mismo servicio telefónico en su segmento de transmisión por cable de pares entre centros de conmutación. Los servicios interactivos permiten un control real de la información y de la forma en la que se esté recibiendo. • Símplex. Un ejemplo de sistema semidúplex es el que soporta comunicaciones radio en un grupo cerrado de usuario con terminales que requieren desconectar el receptor para activar el transmisor. pero en diferente banda de frecuencias. llegando las instrucciones de este control a la fuente de información del sistema. 4Heq significa que la compartición lo es de recursos de medio físico de transmisión. 2H significa que las informaciones que viajan por el medio de intercambio compartiendo recursos de medio físico de transmisión y de espectro de frecuencias. semidúplex. más allá de las impuestas por condicionantes subjetivos de especificación de usuario. como por ejemplo que el sistema sea insoportable si una información tarda un tiempo en llegar que pueda ser calificado como excesivo.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ una única productura que envía a diferentes proveedores de servicios unas determinadas películas (así se tiene un sistema de contribución que es punto a multipunto). ____________________________________________________________________ 19 . Se refiere esta clasificación al retardo permitido desde que la información emerge de la fuente hasta que se concluye su despliegue en el destino. Se refiere también esta clasificación a la ordenación de los recursos de transmisión del sistema. y de hecho es también una clasificación aplicable a sistemas de transmisión. sin limitaciones objetivas ligadas al tiempo de transmisión (por ejemplo. pero no de recursos de espectro de frecuencias. Un ejemplo de sistema anisócrono asíncrono es el ya utilizado de un usuario utilizando un navegador WWW para acceso a bases de datos en Internet. por lo que las informaciones que viajan en sentido contrario a través del medio de intercambio lo hacen utilizando medios físicos de transmisión separados. pero no simultánea. dicho recurso de medio físico de transmisión será exactamente el doble que en el caso de 2H. el sistema distribuye varias copias de la película retrasadas unos minutos. Semidúplex significa que el sistema sólo permite que la información viaje dentro del medio de intercambio en ambos sentidos de forma alternativa. Un sistema asíncrono no tiene limitaciones de retardo. Un ejemplo de sistema dúplex es el que soporta el servicio telefónico tradicional. Cuatro hilos equivalentes (4Heq). Un ejemplo de sistema anisócrono síncrono es el de un sistema que envíe paquetes de vídeo con una especificación de retardo máximo para la transmisión de cada paquete. Dúplex significa que el sistema permite que haya información viajando dentro del medio de intercambio en ambos sentidos simultáneamente. y de hecho es una clasificación también aplicable a sistemas de transmisión. Un ejemplo de sistema de distribución es el que soporta un servicio de “MoD”. anisócronos. dúplex. pero no del de medio físico de transmisión. reutilizando la misma portadora para los canales de ida y vuelta (típico en radioaficionados). Un ejemplo de sistema interactivo es el vídeo por demanda o “vídeo on demand” (VoD). En particular. Un ejemplo de sistema isócrono es el que soporta el servicio telefónico tradicional. Se refiere esta clasificación al tipo de interacción permitido al usuario destinatario. Un ejemplo de sistema de telecomunicación a 2H es el que soporta el servicio telefónico tradicional en el segmento de acceso de usuario. etc. 1. Medios múltiples. Un ejemplo de hipertexto es un libro con notas a pie de página o referencias bibliográficas a otros textos. A. la información de sincronización consistirá fundamentalmente (pero no exclusivamente) en unos punteros que irán haciendo emerger de forma sincronizada los tipos de información distribuídos de sus fuentes. Dichos enlaces pueden estar escritos por el “autor” de la información. Se aplica esta denominación a los tipos de información cuyo despliegue en un terminal va marcado claramente en el transcurso del tiempo. etc. Antes que hipermedia nació hipertexto. Se aplica esta denominación cuando en el bloque de información aparecen dos o más de entre los tipos monomedia como componentes.). Dicha relación de sincronización es también información que debe contener el bloque. o en un margen determinado de tiempos. etc. los campos. Atendiendo al número de tipos o medios de información del bloque. gráficos. datos. Los anzuelos son textos resaltados en las páginas y zonas calientes en las imágenes. Se aplica esta denominación a una estructura de nodos y enlaces entre tipos de información. y están basados en alguna relación entre los nodos o sus tipos de información componentes. Los enlaces pueden relacionar y unir directamente tipos monomedia componentes de un nodo multimedia. los cuadros. etc. en el que las muestras. así como a su organización: Monomedia. Se aplica esta denominación a los tipos de información cuyo despliegue en un terminal no tiene ninguna restricción temporal más allá de las subjetividades que por ejemplo. Multimedia. que cuando son seleccionadas por un usuario llevan a otra página WWW o incluso a otra URL en Internet. No se debe confundir un sistema multimedia con contenidos multimedia de información: al sistema multimedia se le asignan tradicionalmente capacidades computacionales. sonido. C. B. destacan las siguientes: I. formas. Un ejemplo de este tipo de información es un vídeo. Hipermedia. B. multimedia. con una clara relación de sincronización exigible en su despliegue o presentación en el terminal de destino. Medios dependientes del tiempo.4 Tipos de información en un sistema de telecomunicación Existen varias clasificaciones para denominar los bloques de información. animación. De entre ellas. un retardo excesivo. quien pone unos “anzuelos” para que un usuario los vea. sino exclusivamente a nivel de nodos. o en algunos casos la navegación no permite relaciones entre los tipos componentes de los nodos. ni para su almacenamiento.. pueda provocar en un usuario. Un ejemplo es una imagen fija. El almacenamiento de los tipos monomedia componentes no tiene restricciones. II. Se refiere esta denominación a los tipos de información cuyo despliegue se realiza mediante elementos que siguen una cadencia temporal periódica o quasi periódica. Cada nodo es un tipo de información (monomedia. sin que exista relación alguna entre ellos que sea exigible para su despliegue o presentación en el destino. sabores. cuyo concepto es el mismo pero limitado al tipo monomedia texto. Un ejemplo de hipermedia es la información proporcionada por páginas WWW en Internet que tengan imágenes y textos. Un ejemplo de medios múltiples es un conjunto de imágenes fijas con una música de fondo irrelevante respecto al contenido de las imágenes. Un ejemplo de multimedia es la información enviada a través del sistema de televisión tradicional. Medios independientes del tiempo o medios discretos. Los enlaces son caminos posibles establecidos entre los nodos. siguen esa cadencia temporal periódica o quasi periódica (quasi. El lector puede en cualquier momento interrumpir la lectura secuencial del texto para tomar el enlace sugerido por el anzuelo y acabar en otro libro de texto. ____________________________________________________________________ 20 .Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 1. porque combina vídeo y audio sincronizados. Si la información enviada es una película subtitulada. Las notas a pie de página y las referencias son los anzuelos. de tal forma que incluso pueden aparecer almacenados físicamente en lugares diferentes. Dicho tipo de información puede ser texto. En este caso. Se aplica esta denominación cuando en el bloque únicamente hay un tipo de información perceptible por el usuario o la máquina del extremo del sistema. entonces es aún más multimedia porque el texto también va sincronizado con el audio y el vídeo. de las que por naturaleza carece la información. vídeo. por ejemplo. Cada elemento de información tiene que ser reproducido en un instante determinado. Se aplica esta denominación cuando en el bloque de información aparecen dos o más de entre los tipos monomedia como componentes. fuerzas y reacciones. Atendiendo a la dependencia temporal de los tipos o medios de información del bloque: A. olores. imágenes fijas. o incluso un estado de presentación de dicho tipo de información. o creados directamente durante una navegación por dicho usuario. D. Medios contínuos o periódicos. y por tanto quien va a decidir sobre la validez o no de la información manejada por el sistema. Dicho de otro modo. En un sistema donde se cumpla un mínimo de requisito en capacidades de transmisión (por ejemplo garantizar una determinada probabilidad de error en bit en un receptor de un sistema digital).5 Calidad de servicio en un sistema de telecomunicación 1. canales de transmisión libres. transporte. ha de segmentarse dicha calidad en una serie de factores. pero en los segundos que se miran la probabilidad es peor que ese umbral. Se refiere esta denominación a los tipos de información cuyo despliegue tiene una referencia temporal. pasa a disponibilidad el mismo sistema cuando durante otros 10 s consecutivos se mejore dicha probabilidad de error en bit. 2. Así. dicha expresión es la fracción de tiempo medio de indisponibilidad.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ porque aunque se reproducen an intervalos iguales de tiempo los elementos. durante 10 s consecutivos. lo que significa que el usuario tiene una probabilidad del 1% de que no exista radiocanal disponible cuando desee comenzar una conversación. es decir. siendo dichas probabilidades calculables como MTTR/(MTBF+MTTR). 1. extremos usuarios o máquinas) se manejarán esos factores de forma relativamente independiente. medido como MTBF o tiempo medio entre fallos (Mean Time Between Failures). La indisponibilidad se puede contemplar desde dos puntos de vista: • Grado de Servicio (GoS). Como ejemplo. en el que el despliegue es precisamente una cadencia temporal de muestras digitalizadas. la probabilidad buscada. su calidad es tan mala. • Fiabilidad de los equipos y componentes. negociación y orquestación Antes de hablar de calidad de un sistema hay que hablar de indisponibilidad. La indisponibilidad en este caso es una suma de las probabilidades de no funcionamiento de cualquiera de los subsistemas que componen un sistema. Un ejemplo es una sucesión de imágenes fijas. pero no existe una cadencia temporal periódica o quasi periódica. mientras que el numerador de la expresión es el tiempo de espera hasta la reparación: por tanto. el sistema debe estar disponible para que los usuarios puedan acceder a los recursos del mismo (por ejemplo. que no supera un umbral mínimo para considerar el sistema útil para manejar la información. Otro ejemplo típico es el audio. no tiene sentido hablar de la calidad con la que funciona el sistema. medio de intercambio. Como ejemplo. porque si bien puede estar establecido el orden de despliegue de las imágenes. Es el extremo receptor (sea usuario o máquina) quien va a evaluar la calidad final de la información recibida con respecto a la existente en las fuentes. Por supuesto. Medios aperiódicos. Se trata de dimensionar los recursos del sistema para que el usuario tenga la sensación de que casi siempre está el sistema a su entera disposición.). se denomina funcionamiento degradado (segundos con muchos errores). ____________________________________________________________________ 21 . el denominador MTBF+MTTR constituye un ciclo completo (de tiempo medio) entre dos fallos consecutivos incluyendo el tiempo de funcionamiento (MTBF) y el de espera hasta la reparación (MTTR). se puede diseñar un sistema de telefonía celular con un GoS del 1%. y únicamente existirá una relación entre los factores de uno y otro dominio a través de las interfaces definidas por las funciones interdominios (incluyendo funciones de negociación de calidad. se admite una probabilidad de pérdida del intento o de espera para que el usuario se enganche al sistema. La indisponibilidad y la calidad de servicio (QoS) tienen sentido en tanto en cuanto se expresan extremo a extremo.1 Factores de calidad. directamente entre los dominios implicados o a través de las capacidades o recursos del dominio de gestión). En cada dominio del sistema (aplicación. afectando la calidad a los datos intercambiados entre los dominios como consecuencia de la ejecución de esas funciones. Si no se llega a los 10 s para decidir la indisponibilidad. su contenido puede variar de un elemento a otro). registradores de marcación libres. aunque la cantidad de recursos sea menor que el potencial número de usuarios. donde MTTR es el tiempo medio hasta que una avería detectada se puede reparar (Mean Time To Repair). gestión. Si no existe tal disponibilidad. porque simplemente no reúne las condiciones suficientes para funcionar. no tiene por qué estar desplegada en el terminal de destino durante un intervalo de tiempo fijo o idéntico cada una de ellas: por ejemplo. etc. Para satisfacer una calidad de servicio extremo a extremo. en un sistema de transmisión digital se suele considerar umbral de funcionamiento cuando la probabilidad de error en bit excede 10-3. el intervalo de despliegue puede estar gobernado por el tiempo que tarda en desplegarse un audio asociado que explique cada imagen. y esa probabilidad de “no servicio” es precisamente el Grado de Servicio (GoS).5. De la misma forma. debe entenderse el concepto de usuario como generalizado. quien a su vez lo intentará con el usuario. • Orquestación para asegurar que la calidad de servicio extremo a extremo se satisface dentro de los requisitos de usuario y se mantiene durante la sesión completa. si sus recursos están muy cargados. En relación con los factores de calidad de servicio. existen dos necesidades: • Negociación entre los dominios para el establecimiento de la calidad de información que un dominio entrega al otro. B.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Al manejarse los factores de calidad de servicio de forma independiente en cada dominio del sistema. más concretamente por ejemplo bajo los sistemas operativos de los terminales y servidores de información. Estos sistemas operativos son en realidad los intermediarios (brokers) en los procesos de negociación.2 Tipos de calidad de servicio El proceso de negociación con el usuario puede concluir en la imposición de dos límites de prestaciones al sistema de telecomunicación: • Calidad de servicio requerida. el proceso seguirá hacia el siguiente escalón. No obstante. si el usuario no accede. Si no es así. porque los protocolos de intercambio de información están directamente ligados al medio físico de transmisión. Proporción máxima de pérdidas admisible en un intervalo de tiempo. por ejemplo. indicando: Clase de sensibilidad: ignorar. el dominio de aplicación negocia con el dominio de transporte dicha calidad. límites máximo y/o mínimo de este retardo Capacidad de transmisión: velocidad binaria máxima a largo plazo. Merece la pena destacar que en algunos sistemas es difícil distinguir el dominio del medio de intercambio del dominio de transporte. C. (jitter). ____________________________________________________________________ 22 .5. que raramente se desarrollan de forma directa entre los dominios implicados. El proceso de definición de la calidad comienza con la exigencia del usuario. A continuación. por ejemplo ajustando por un lado las capacidades del terminal (por debajo naturalmente de sus límites tecnológicos) y por otro lado los recursos necesarios en un servidor de vídeo para poder entregar esa película con esa calidad. II. paquete. El siguiente escalón será negociación de calidad entre el dominio de transporte y el medio de intercambio. corregir. Se trata de la gestión de los recursos del sistema para conseguir esta finalidad. En este caso prácticamente la carga queda limitada al número de usuarios que compartan el medio de intercambio para poder garantizar la calidad (Por ejemplo. intentar redefinir la calidad con el dominio de aplicación. máximo tamaño de ráfagas de datos. El dominio de aplicación prepara sus propios recursos para satisfacer esa calidad requerida por el usuario. entonces dejará de ver la película hasta escoger un mejor momento. indicar. porque se ha entendido que facilita la comprensión y la escritura. A. por tanto también aplicable a una máquina situada en el extremo del sistema. la relación S/N se divide entre el número de usuarios multiplexados en el transpondedor del satélite). máximo tamaño de un Al relatar los procesos de negociación y orquestación se ha hecho referencia constantemente a un usuario. El dominio de transporte puede. manteniendo la calidad de servicio a los usuarios que ya estaban en el sistema. Este mismo comentario es aplicable en la sección siguiente. y por tanto no ha lugar negociación entre estos dominios. el dominio de transporte intentará por ejemplo otro protocolo que utilizando el mismo medio de intercambio proporcione la calidad negociada con el dominio de aplicación. intentará renegociar con el usuario: si el usuario accede a reducir la calidad. reservando estos recursos del servidor para que no puedan ser invadidos por otro usuario durante la sesión. Pérdidas de información. 1. Si el dominio de aplicación no puede servir los recursos necesarios para la calidad exigida. de una cantidad económica satisfecha a un proveedor de información o a un proveedor de servicio. en función. existen diversos modelos. en un sistema de telecomunicación por satélite con asignación de portadoras por demanda. El proceso de negociación se realiza siempre bajo el control y la supervisión del dominio de gestión. III. El más utilizado descompone la calidad de servicio en los siguientes factores (de los que se ponen ejemplos) para un sistema que maneje paquetes de información: I. El usuario ajusta esta calidad con el dominio de aplicación (por ejemplo por medio de la presentación de una pequeña muestra de vídeo en local con varias calidades para que el usuario decida en función de la relación calidad/precio). Retardos: máximo retardo extremo a extremo para la transmisión de un paquete. Tamaño máximo de la pérdida o número máximo de paquetes consecutivos perdidos. nunca por debajo del valor llamado deseable. pero que puede haber algún momento esporádico (también negociado) en el que esa calidad pueda disminuir. es decir.ej. el sistema proporcionaría costes innecesarios al proveedor de servicio no repercutibles al usuario.. método e información sobre la facturación. El Real Decreto 1736/1998 de 31 de julio especifica que la definición y el método de medida de calidad deben establecerse de acuerdo con el estándar ETSI ETR 138. al basarse dicha reserva en los picos máximos de utilización requeridos por la información y/o la dinámica de uso del servicio por el usuario. la calidad de un servicio debe incluir factores que indiquen la satisfacción del usuario en el mecanismo de relaciones con el operador. nombre que.5. El sistema debe ordenar todos sus recursos para que la calidad de servicio se mantenga entre estos dos valores. el compromiso alcanzando es en este caso que la información será entregada con la calidad requerida por el usuario.). quien normalmente no habrá pagado por una calidad superior. Esto fuerza a introducir también en una negociación compleja con el usuario los tiempos de indisponibilidad. La calidad final ha de tener en cuenta estos tres factores. Por debajo de la calidad deseable. por tanto.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • Calidad de servicio deseable. No obstante. teniendo en cuenta que estadísticamente será poco probable que excedan ciertos límites de ocupación de cada recurso. la calidad de un servicio se puede descomponer en tres factores fundamentales: • Calidad técnica del sistema (ya analizado en secciones anteriores). Por encima de la calidad requerida. De esta forma. también resulta evidente tras la explicación dada. con la probabilidad de no salirse de la banda entre requerida y deseable. como funcionamiento por debajo de la calidad deseable. por lo que puede incluso llegar a funcionar por debajo de la calidad deseable. forma en que se da información que solicite el usuario.. • Calidad de atención al cliente (relacionada con la atención postventa del servicio. Este método tiene la desventaja de que puede realizarse una reserva excesiva de recursos. Dependiendo del tipo de aplicación. La reserva de recursos mediante este procedimiento se conoce como “modelo pesimista”. • Calidad de atención a la demanda (relacionada con el tiempo de respuesta para la instalación o puesta en marcha de un servicio desde que existe la solicitud de un cliente al operador). marco de trato con el cliente que esté abonado al servicio. nombre que resulta evidente tras la explicación dada. y los recursos son compartidos por distintos usuarios e informaciones. Una vez negociada la calidad de servicio. tendiendo a mantenerse cerca de la calidad requerida. hay dos formas de mantener el valor acordado en el transcurso de una sesión: • Calidad de servicio garantizada: se trata de conseguir una fiabilidad 100% durante toda la sesión en el mantenimiento de las condiciones acordadas. En este estándar se desglosan los tres factores fundamentales en los siguientes apartados que pueden medirse objetivamente: • Plazo de suministro de la conexión inicial. etc. p.3 Calidad de un sistema en términos de prestación de servicio Hasta este punto se ha visto la calidad de un sistema desde un punto de vista estrictamente técnico. ____________________________________________________________________ 23 . entrando por tanto el sistema en indisponibilidad. 1. como en el caso anterior. los recursos pueden estar infrautilizados un gran porcentaje del tiempo. el sistema entregaría información inaceptable por el usuario. • Calidad de servicio estadística: en este caso los límites de recursos reservados son flexibles. La reserva de recursos mediante este procedimiento se conoce como “modelo optimista”. resolución de problemas que tenga el cliente en el uso del servicio. instalación. etc. Se juega. Tras una negociación con unos dominios de sistema exigentes. Este método tiene la desventaja de que puede ocurrir que en un momento determinado la suma de capacidades requeridas por todas las informaciones y usuarios exceda la capacidad total de los recursos disponibles. Si el preanálisis de mercado ha sido satisfactorio. Se han de tener en cuenta en el plan de negocio todos los factores necesarios para que el servicio pueda darse (medioambientales. además de los puramente económicos. Se trata de utilizar las especificaciones funcionales para definir el sistema (bloques. Se trata de traducir las especificaciones operacionales del paso anterior a otro tipo de especificaciones que permitan directamente diseñar y dimensionar las capacidades y recursos del sistema de telecomunicación que va a soportar el servicio y definir las funcionalidades del sistema. Si el análisis de mercado es favorable. dominios. se realiza la consulta a un grupo reducido de usuarios escogidos sobre sus requisitos en el marco de lo que se les indica que puede ser ese servicio.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ • Proporción de averías por línea de acceso. legales. que ahora son consultados para comprobar si su evaluación del sistema es favorable. o de una idea de las mismas si lo que se plantea es el diseño de una experiencia para un servicio nuevo. los pasos típicos son los siguientes: • Preanálisis de mercado y elaboración de un plan de negocio. • Elaboración de especificaciones funcionales.). 1. se trata de realizar una extrapolación al área pretendidamente comercial del sistema. ya que dichas especificaciones funcionales permiten diseñarlo y dimensionar claramente sus recursos. el prototipo demostrador se puede implantar en una experiencia precomercial en áreas restringidas donde exista una población cuya composición sea una escala reducida de la que exista en el área que es realmente el objetivo comercial final. un punto importante es respetar escrupulosamente las interfaces (funciones entre dominios y datos intercambiados) para que la integración sea exitosa con el mínimo esfuerzo. • Proporción de teléfonos públicos de pago de modnedas y tarjetas en estado de funcionamiento.. • Análisis de mercado. etc. e incluso de la propia arquitectura en algunos casos. Suele ser la integración una subetapa bastante costosa. entonces se toman los comentarios de la evaluación de usuario como entrada a una repetición de la etapa de especificaciones funcionales. porque hasta que el sistema (o el prototipo) no existe completo no se pueden medir las especificaciones de calidad de servicio extremo a extremo. Se trata en realidad de una reedición del plan de negocio. • Desarrollo del sistema. interfaces. dominios.6 Etapas de diseño de un sistema de telecomunicación Una vez que se dispone de las especificaciones generales de un servicio. ____________________________________________________________________ 24 . Se debe separar claramente los bloques y dominios que componen el sistema. que serán realizados por diferentes grupos de desarrolladores. Se refiere a los usuarios que inicialmente fueron consultados para elaborar los requisitos. por ejemplo) si cierto tipo de servicio puede tener aceptación social en algún segmento de población de alguna determinada área de cobertura pretendida por el potencial operador del servicio. No obstante. • Tiempo de respuesta de los servicios de operadora. si estos son favorables. Se trata de captar mediante algún procedimiento (encuestas. • Proporción de llamadas fallidas. con vistas a la explotación comercial. • Tiempo de respuesta de los servicios de consulta de guías. etc. Una vez obtenidos los resultados de la evaluación de usuario. • Plazo de reparación de averías. interfaces o definición de las funciones). • Definición de la arquitectura del sistema. • Demora de establecimiento de llamadas. Es esta la etapa de realización física de un prototipo basado en la arquitectura diseñada. • Precisión en la facturación. Dado que normalmente esa arquitectura se ha definido a través de bloques. así como el tipo de información que se intercambiará al ejecutar esas funciones. • Pruebas de usuario y evaluación de usuario. definiendo claramente las funciones que realizan la interfaz entre esos dominios y bloques. • Requisitos de usuario o especificaciones operacionales. y muchas veces hay que realizar ajustes que pueden implicar retocar algunas partes del desarrollo. La idea es ir desarrollando y probando prototipos cada vez más ajustados a las necesidades de los usuarios. ____________________________________________________________________ 25 . porque cada vuelta de dicha espiral representa la creación de la versión siguiente del prototipo. no es la única metodología existente. La metodología descrita. hasta que se considera completamente maduro el desarrollo del sistema. la última etapa acaba provocando un bucle en la metodología. pero es clásica en ingeniería de sistemas. se pasa a la fase de explotación comercial y a la expansión del servicio/sistema en el área objetivo comercial. En ese momento.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Como se puede ver. conocida como metodología en espiral. Por supuesto. del “Libro verde sobre el desarrollo del Mercado Común de los Servicios y Equipos de Telecomunicaciones. • Ley 11/1998.ej. General de Telcomunicaciones.7. limitación de espacio público de numeración o dominio público radioeléctrico). logísticas (p. Plan Técnico Nacional de la Televisión privada. actuarse en régimen de libre concurrencia en un mercado reglado. en 1987. equipamientos y servicios. y medidas adicionales para la liberalización del sector. • Ley 10/1988 de 3 de mayo sobre la Televisión privada. Además de la ruptura del monopolio. • Ley 42/1995 de 22 de diciembre sobre Telecomunicaciones por cable. y Orden 1988 de 31 de Julio que la modifica. ya que pueden existir limitaciones tecnológicas. sustituyó a la anterior Ley 31/1987 General de Ordenación de las Telecomunicaciones (LOT). • Real Decreto 1362/1988 de 11 de noviembre.1 Descripción del marco legal y la libre competencia El marco español en servicios y sistemas de telecomunicación está regulado en sus bases por la Ley 32/2003. Reglamento de régimen interior de la Comisión del Mercado de las Telecomunicaciones. • Ley 1/1998 de 27 de febrero sobre infraestructuras comunes en los edificios para el acceso a los servicios de telecomunicación. de 24 de abril. Un resumen del marco legal español en la reglamentación de los servicios de telecomunicación se puede resumir en las siguientes referencias básicas: • Ley 32/2003. como consecuencia de la publicación.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 1. • Orden del Ministerio de Fomento de 9 de abril.7 Marco español en redes y servicios de telecomunicación 1. • Ley 17/1997 de 3 de mayo. en algunos casos. General de Telecomunicaciones.ej. a su vez. de 3 de noviembre de 2003. que sustituye a la Ley 11/1998 General de Telecomunicaciones (LGT). Esta consideración sufrió la primera quiebra en el ámbito comunitario europeo. este libro verde planteaba la separación entre los servicios de telecomunicaciones que hasta entonces se ofrecían asociados todos ellos al servicio telefónico y a su red. El sector de las telecomunicaciones fue considerado históricamente uno de los ejemplos clásicos del denominado “monopolio natural”. ____________________________________________________________________ 26 . inviabilidad económica por partición excesiva de demarcaciones territoriales que conducen a un número reducidísimo de abonados que no compensa las inversiones necesarias ni siquiera a muy largo plazo). la cual. • Otras redes. Es en esta categoría en la que es posible. • Ley 41/1995 de 22 de diciembre para la Televisión local por ondas. General de Telecomunicaciones. de 3 de noviembre. Esta separación permite distinguir entre: • Redes y servicios básicos. Transposición Directiva 95/47/CE de 24 de octubre. o económicas (p. que supuso el primer paso en el proceso liberalizador de las telecomunicaciones. El hecho de que el mercado sea reglado es para garantizar la viabilidad de la prestación de servicios en libre competencia. Todos los abonados tendrán derecho a figurar en las guías ya un servicio de información nacional sobre su contenido. fax y datos “a velocidad suficiente para acceder de forma funcional a Internet”.2 Servicios de interés general y servicios públicos La Ley 32/2003 General de Telecomunicaciones define las telecomunicaciones como “servicios de interés general que se prestan en régimen de libre competencia”. impresa o en formato electrónico. Dentro de este marco.7. • Real Decreto 444/1944 de 11 de marzo por el que se establecen los procedimientos de evaluación de conformidad y los requisitos de protección relativos a compatibilidad electromagnética de equipos. La conexión debe ofrecer al usuario la posibilidad de emitir y recibir llamadas nacionales e internacionales y permitir la transmisión de voz. se deberá garantizar.1 El servicio universal de telecomunicaciones Se entiende por servicio universal de telecomunicaciones el conjunto definido de servicios de telecomunicaciones con una calidad determinada. accesibles a todos los usuarios con independencia de su localización geográfica y a un precio asequible. • Los servicios de telecomunicación para la defensa nacional y la protección civil. • Real Decreto 1787/1996 de 19 de julio sobre Reglamento que establece el procedimiento de certificación de equipos y sistemas. 1. de una guía telefónica actualizada. en los términos que reglamentariamente se determinen: • Que todos los ciudadanos puedan recibir conexión a la red telefónica pública fija y acceder a la prestación del servicio telefónico fijo disponible para el público. Se distinguen la siguientes categorías de obligaciones de servicio público: • El servicio universal de telecomunicaciones. en todo caso. del respeto a las normas que regulen la protección de ____________________________________________________________________ 27 . Inicialmente.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • Real Decreto 2066/1966 de 13 de septiembre sobre Reglamento técnico y de prestación del servicio de telecomunicaciones por cable. sin perjuicio. y en particular el llamado “servicio universal”. Aparece aquí una definición: “los servicios de interés general”. • Que los abonados al servicio telefónico dispongan. las telecomunicaciones de uso público dejan de ser consideradas como servicios públicos o dejan de estar sometidas a las obligaciones de servicios públicos. • Real Decreto 136/1977 de 31 de enero sobre Reglamento técnico y de prestación del servicio de telecomunicaciones por satélite. y unificada para cada ámbito territorial. • Otras obligaciones de servicio público. uno de los objetivos de la Ley 32/2003 es la determinación de las obligaciones que comporta un servicio público (que como se ha mencionado está dentro de los servicios de interés general. e instalaciones. 1. pero es una categoría particular de éstos). sistemas. bajo el concepto de servicio universal de telecomunicaciones. de esta forma. Esta definición permite diferenciar a los servicios públicos como una parte de estos servicios de interés general. • Ley 37/1995 de 12 de diciembre sobre telecomunicaciones por satélite.2.7. gratuitamente. el Ministerio del Interior y los órganos responsables de las Comunidades Autónomas. en los ámbitos de la seguridad pública y de la protección civil.7. Asímismo. en condiciones equiparables a las que se ofrecen al resto de usuarios. la Ley 32/2003 crea el “Fondo Nacional del Servicio Universal”. A tal efecto. la sanidad y la cultura. A estos efectos podrán designarse operadores diferentes para la prestación de diversos elementos del servicio universal y abarcar distintas zonas del territorio nacional.2. servicios. de conformidad con las recomendaciones de la serie T de la UIT-T. se reservan al Estado y se rigen por su normativa específica.7. La conexión efectuada deberá permitir a los usuarios: • Efectuar y recibir llamadas nacionales e internacionales de voz y telefax grupo III. por necesidades de la defensa nacional y de la seguridad pública. utilización de los datos por parte del operador. Estas imposiciones podrán venir motivadas por: • Necesidades de la defensa nacional y la seguridad pública. sin perjuicio de que tenga derecho al servicio de guía). determinando asímismo. instalaciones y equipos de telecomunicaciones que desarrollen actividades esenciales para la defensa nacional e integran los medios destinados a ésta.2 Los servicios de telecomunicación para la defensa nacional y la protección civil Las redes. de manera que quede cubierta la totalidad del territorio nacional. imponer obligaciones de servicio público a operadores habilitados para algún tipo de servicio de telecomunicación. 1. 1. en todo el territorio nacional. • Razones de cohesión territorial.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ los datos personales y el derecho a la intimidad (por ejemplo. • Que los usuarios discapacitados o con necesidades sociales especiales tengan acceso al servicio telefónico fijo disponible al público. el uso de las telecomunicaciones se atendrán a lo que al respecto determinen el Ministerio de Ciencia y Tecnología. en caso positivo.2. las aportaciones que correspondan a cada uno de los operadores con obligación de contribuir a la financiación del servicio universal. • Que exista una oferta suficiente de teléfonos públicos de pago en el dominio público.3 Otras obligaciones de servicio público El Gobierno español podrá. o derecho a no ser incluídos sus datos en la guía telefónica. • Razones de extensión del uso de nuevos servicios y nuevas tecnologías de la educación. El Ministerio de Ciencia y Tecnología podrá designar uno o más operadores para que garanticen la prestación del servicio universal. ____________________________________________________________________ 28 . La Comisión del Mercado de Telecomunicaciones determinará si la obligación de prestación del servicio universal puede implicar una carga injustificada para los operadores obligados a su prestación. • Acceder al resto de los servicios disponibles para el público que se presten por medio de la citada red telefónica pública fija. identificación y eliminación de las interferencias perjudiciales. La gestión del espacio público de numeración la lleva el Estado por medio de la Comisión del Mercado de las Telecomunicaciones. la atribución de ese derecho y la comprobación técnica de las emisiones radioeléctricas. el establecimiento de las condiciones para el otorgamiento del derecho a su uso. Los costes deberán ser sufragados por los operadores involucrados en el cambio.7. por lo que corresponde al Gobierno la aprobación de los planes de numeración. La numeración y el espectro pasan a ser espacios públicos (espacio público de numeración) y dominios públicos (dominio público radioeléctrico). cualquier derecho de numeración otorgado no tiene la consideración de derecho o interés patrimonial legítimo. Al ser recursos escasos o limitados. atendiendo a la normativa aplicable en la Unión Europea y a las resoluciones y recomendaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones y de otros organismos internacionales. entre otras funciones. quien también velará por la buena utilización de los recursos públicos de numeración asignados.7. y en ningún caso por el usuario. tales como la numeración y el espectro radioeléctrico.3 Recursos escasos: numeración y espectro radioeléctrico Otro objetivo importante de la misma Ley 32/2003 es hacer posible el uso eficaz de los recursos limitados de telecomunicaciones. La liberalización de las telecomunicaciones y la eliminación del monopolio hacen que estos recursos pasen a ser administrados por el Estado.2 Dominio público radioeléctrico La gestión del dominio público radioeléctrico y las facultades para su administración y control corresponden al Estado. 1. cuando antes lo eran por el operador de telecomunicaciones. Es competencia del Estado la gestión del espacio público de numeración. tomándose esta circunstancia dentro de los planes de numeración. Los operadores de redes fijas habrán de ofrecer los medios de conservación de los números que les hayan sido asignados cuando sin modificar su ubicación física.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Las pérdidas acreditadas por el operador se financiarán por los mismos mecanismos preparados para los servicios obligatorios de la sección anterior. detección. 1. ____________________________________________________________________ 29 . irregularidades y perturbaciones en los sistemas de telecomunicación. cambien de operador. la elaboración y aprobación de los planes generales de utilización.1 Espacio público de numeración Tendrán derecho a disponer de números e intervalos de numeración todos los operadores de servicios de telecomunicación accesibles al público que lo necesiten para permitir su efectiva prestación. La administración. los operadores tendrán que pagar unas tasas por la utilización de los mismos durante el tiempo que el Estado conceda autorización para uso de esos espacios públicos de numeración o del dominio público radioeléctrico. gestión y control del espectro de frecuencias radioeléctricas incluyen.7. 1.3. Los planes de numeración deberán incluir los mecanismos de selección del operador de red. o derecho de propiedad industrial o intelectual para ningún operador. También se integra en estas funciones la inspección. así como la adecuada protección de este último. por tanto.3. Dicha gestión se ejercerá de conformidad con los Tratados y Acuerdos internacionales de los que España sea parte. localización. Dicha interconexión deberá ofrecerse en condiciones no discriminatorias. 1. en ambos casos de varios tipos-. Los titulares de redes públicas de telecomunicación estarán obligados a facilitar la interconexión de éstas cono las de todos los operadores del mismo tipo de redes y servicios telefónicos disponibles al público que lo soliciten. El uso común del dominio público radioeléctrico será libre.para la explotación de redes y/o prestación de servicios de telecomunicaciones.5 Interconexión de redes y operadores En aras a conseguir que cualquier abonado a un servicio de telecomunicación a través de un operador pueda establecer comunicación con cualquier otro abonado al mismo servicio a través de otro operador (ambos operadores en régimen de competencia). cuando.8 Organismos de normalización en telecomunicaciones ____________________________________________________________________ 30 . podrá “imponer.4 Requisitos exigibles para la explotación de redes y la prestación de servicios Podrán explotar redes y prestar servicios de telecomunicación “a terceros. Para el resto de personas físicas o jurídicas. deberán contar con la correspondiente concesión o autorización administrativa de la Agencia Estatal de Radiocomunicaciones. proporcionales y basadas en criterios objetivos. creada por la Ley 32/2003. notificarlo fehacientemente a la Comisión del Mercado de las Telecomunicaciones en los términos que se determinen mediante real decreto”. a través de afectación demanial o de la concesión o autorización administrativa.7. Cuando la Comisión del Mercado de las Telecomunicaciones detecte que alguno de dichos mercados no se desarrolla en régimen “competencia efectiva”. transparentes. Si bien en la anterior Ley General de Telecomunicaciones se contemplaba un amplio abanico de título habilitantes –autorizaciones generales y liciencias individuales. los operadores que para la explotación de redes y/o prestación de servicios requieran la utilización del dominio público radioeléctrico.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ El derecho de uso del dominio público radioeléctrico se otorgará por la “Agencia Estatal de Radiocomunicaciones”. la actual Ley 32/2003 establece que “los interesados en la explotación de una determinada red o en la prestación de un determinado servicio de comunicaciones electrónicas deberán. el Gobierno podrá autorizar excepciones de carácter general o particular a la regla anterior”.7. Adicionalmente. mantener o modificar deteminadas obligaciones específicas” a los operadores que hayan sido identificados con poder significativo en los mercados en cuestión. con anterioridad al inicio de la actividad. la Ley 32/2003 también prevé los principios generales de “interconexión” de redes. 1. en el segundo caso. 1. tanto mayoristas como minoristas. las personas físicas o jurídicas nacionales de un Estado miembro de la Unión Europea o de otra nacionalidad. así esté previsto en los acuerdos internacionales que vinculen al Reino de España. quedando exentos de dicha obligación quienes exploten redes y se presten servicios “en régimen de autoprestación”. o por líneas de interconexión. Otro concepto que define la Ley 32/2003 es el de “operador con poder significativo de mercado” y “mercados de referencia”. y puede ser en los mismos locales del titular de la red pública a la que se le socilite interconexión. ETSI EC España AENOR Figura 6 . • ITU-T Serie B: Simbología. pero mientras ISO es de carácter general. IEC actúa de forma muy similar a ISO. • ITU-T Serie F: Servicios no telefónicos. El nombre que adoptan las recomendaciones responde a la estructuración en áreas de trabajo de la ITU. UIT-D USA ANSI DoD CEN (general) Europa CENELEC (eléctrico y electrónico) CEPT. ISO (International Standardisation Organisation) e IEC (International Electrotechnical Commission) trabajan en estrecha cooperación en el diseño de estándares. • ITU-T Serie G: Medios y sistemas de transmisión. Este Organismo emite recomendaciones e informes consensuados a nivel internacional. USA y España se muestra en la Figura 6.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Nivel mundial ISO (general) IEC (eléctrico y electrónico) ITU UIT-T. y es como sigue: • ITU-T Serie A: Organización del trabajo de la ITU-T. Mención aparte merece la Unión Internacional de Telecomunicaciones UIT (ITU). ____________________________________________________________________ 31 . • ITU-T Serie D: Principios generales de tráfico. muchos estándares se nombran como ISO/IEC. que es donde se maduran las recomendaciones y los informes entre los expertos en los determinados temas. IEC se limita a temas eléctricos y electrónicos. UIT-R. europeo. La ITU organiza su trabajo en Grupos Interinos de Trabajo (IWP) o Interim Working Parties. emergentes de grupos de trabajo con expertos en materia de comunicaciones.Organismos de Normalización de las Telecomunicaciones Un esquema básico de los Organismos principales de normalización a nivel mundial. De hecho. • ITU-T Serie E: Red telefónica y RDSI. A nivel mundial. La documentación de este Organismo es el libro de cabecera de cualquier Ingeniero de Telecomunicación que diseñe sistemas y servicios. • ITU-T Serie H: Transmisión de señales no telefónicas. ____________________________________________________________________ 32 . equipos y conmutación. • ITU-R Serie RA: Radioastronomía. circuitos telefónicos. • ITU-R Serie V: Vocabulario y aspectos relacionados. • ITU-R Serie SNG: Captación de noticias por satélite. • ITU-R Serie IS: Compartición interservcios y compatibilidad. • ITU-T Serie L: Planta exterior: construcción. • ITU-T Serie T: Terminales y protocolos para equipos telemáticos. • ITU-R Serie BS: Servicios de radiodifusión de sonido. • ITU-T Serie X: Redes de datos. • ITU-R Serie P: Propagación de ondas. etc. • ITU-R Serie SF: Compartición de frecuencias entre servicios fijos por satélite y servicios fijos. • ITU-R Serie TF: Señales horarias y emisiones estándares de frecuencias. • ITU-T Serie J: Transmisión de TV y programas-sonido. fax. Las recomendaciones y los informes de ITU se publican en los bien conocidos libros de la ITU. • ITU-R Serie BT: Servicios de radiodifusión de TV. • ITU-R Serie F: Servicios fijos. • ITU-R Serie S: Servicios fijos por satélite.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ • ITU-T Serie I: RDSI. radiodeterminación. No obstante. • ITU-T Serie M: Mantenimiento: sistemas de transmisión internacionales. • ITU-R Serie SM: Gestión del espectro. • ITU-T Serie K: Protección contra interferencias. telegrafía. • ITU-R Serie BR: Grabación de sonido y TV. • ITU-T Serie P: Calidad en transmisión telefónica. • ITU-R Serie BO: Servicios de radiodifusión por satélite (sonido y TV). • ITU-R Serie M: Servicios móviles. • ITU-T Serie R/S/U: Transmisión de telegrafía. • ITU-T Serie Q: Señalización y conmutación. aficionados y servicios relacionados por satélite. programas-sonido y TV. existen ediciones interinas intermedias al final del segundo año dentro de cada cuatrienio entre dos ediciones oficiales. Estos libros pueden incluir modificaciones o novedades cada cuatro años. • ITU-T Serie V: Comunicaciones de datos sobre redes telefónicas. • ITU-R Serie SA: Aplicaciones espaciales y meteorología. • ITU-T Serie N: Mantenimiento: sistemas de transmisión internacionales. • ITU-T Serie O: Especificaciones de medida. • ITU-T Serie Z: Lenguajes de programación. que es su intervalo de publicación. instalación y protecciones. A nivel USA existen dos Organismos principales. Además está el DoD (Department of Defense). De esta forma. siendo xx. POSIX. al Subcomité y al Grupo de Trabajo dentro de ISO. • Draft International Standard (DIS). para que progrese adecuadamente en los foros internacionales de estandarización. Cuando la EC (European Commission) creó ETSI (European Telecommunications Standards Institute). En España. El documento refinado del Working Group se aprueba por un Subcomité (SC) con más amplia participación. X/Open.. Se detecta la necesidad de un estándar y un conjunto de expertos elabora una propuesta de documento. se tiene que la denominación de un WG es como TCxx/SCyy/WGzz. muchas veces un fabricante ofrece productos que verifican las normas ISO. Por otro lado. El WG trabaja para un SC y el SC lo hace para un TC. Para el trabajo. Se trata de una elaboración posterior del documento en el seno de un grupo de trabajo (Working Group). y de cómo un documento va progresando hasta convertirse en un estándar.. más conocida como RS232. Cada Grupo de Trabajo. famosa organización por la norma EIA-232-D. Por poner un ejemplo de funcionamiento de Organismos Internacionales de estandarización. Este Organismo emite muchos estándares que están en uso a nivel internacional y no sólo en USA. muchos estándares han llegado a serlo de facto procedentes de este DoD (véase por ejemplo el extendido uso de TCP/IP del DoD frente a la torre OSI de siete niveles de ISO). que es el primer estado del documento. por ejemplo. Un documento se convierte en estándar tras cuatro escalones fundamentales: • Working document. Es un riesgo que se corre en el mercado con la potencial ventaja de un posicionamiento favorable como primeros fabricantes o usuarios de un producto que verifique estándares de ISO. se tiene ECMA (European Computer Manufacturer Association). Subcomité o Comité se especializa en un determinado conjunto de temas. ETSI asumió todas las competencias técnicas de CEPT. CEN (Comité Europeo de Normalización) y CENELEC (Comité Europeo de Normalización en el dominio Eléctrico) actúan de un modo y con una coordinación similar a la que mantienen ISO e IEC. Hay otros muchos Organismos de normalización a nivel internacional. que se dedica a la normalización de interfaces para sistemas operativos. Este Organismo actúa de interfaz cuando se trata de buscar un estándar internacional en un determinado tema. es el Organismo encargado de apoyar cualquier iniciativa de estandarización que parta de la investigación y desarrollo en España. que también emite normas de estandarización. se describe a continuación el funcionamiento de ISO. • Committee Draft (CD). OSF (Open Systems Foundation). IEEE. antes llamado Draft Proposal (DP). En este caso hay que tener cuidado en la adquisición. que se dedica a la normalización de interfaces para presentación de aplicaciones. porque aunque los cambios entre una especificación DIS y un IS son habitualmente mínimos. Institute of Electrical and Electronic Engineers. La estructuración de la cadena que da lugar al documento es jerárquica. etc. Es un paso final de aprobación en un Technical Committee (TC). y emiten las EN (European Norms) que son una adaptación prácticamente de las normas ISO/IEC.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ En el nivel europeo. Así. pero muchas veces aparece que es un producto ISO DIS. Por un lado está ANSI (American National Standards Institute). yy. Es importante notar que en el mercado. establecida por fabricantes de ordenadores. el Organismo que recoge todos los estándares es AENOR (Asociación Española de Normalización). Por otro lado CEPT (Conference of European PTTs) fue una reunión de operadores europeos de telecomunicación. De hecho. CEN y CENELEC se apoyan en ISO. ____________________________________________________________________ 33 . y CEPT quedó únicamente para finalidades de marketing y relaciones internacionales de los operadores de telecomunicación que integran este foro. siempre puede haber algún cambio. • International Standard (IS).. Esta asociación envía todos los estándares que elabora a ISO. zz los números que corresponden al Comité. EIA (Electrical Industries Association). sobre todo en materias de codificación de vídeo (véase las normas ISO-MPEG. etc. DAVIC. En este caso. No obstante.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Paralelamente a los Organismos de normalización. por ejemplo) y de calidad de software y sistemas (normas ISO 9000). y suelen estar a nivel de investigación y desarrollo. la práctica común del Ingeniero de Sistemas de Telecomunicación le hrá diseñar sistemas siguiendo las directrices de facto de algunos de los Foros internacionales sin temor a equivocarse (por ejemplo. ETSI/DVB. son siempre normas de facto porque los Foros no tienen capacidad de generar estándares de jure. son de uso extendido). Por otra parte. que también emiten normas de potencial estandarización. Como norma general. W3C. y lo que hay que hacer es tratar de utilizar siempre los estándares más consolidados o los resultados de los Foros más extendidos entre los fabricantes de equipos. se llega a la conclusión de que puede ser un problema escoger un estándar a la hora de diseñar un sistema de telecomunicación para satisfacer un servicio. Este empuje no desplaza en las mismas materias a ITU. Esto es así en verdad. dejando la familia MPEG de ISO para la distribución). los estándares de la ITU son prácticamente de obligado cumplimiento para asegurar la conectividad internacional en materia de telecomunicaciones (aunque se emiten como recomendaciones e informes). Entre los foros más importantes se pueden citar ATM. se tienen los llamados Foros internacionales de normalización. la importancia de estos foros es tal. IES/CNSS. DAVIC. no hay equipos ni aplicaciones de fabricación extendida. o se ocupa fuertemente de sistemas de contribución de vídeo. que muchas veces las normas que emiten son mucho más importantes y están mucho más extendidas que los estándares emergentes de los Organismos oficiales de normalización. Actualmente ISO está teniendo un gran empuje. EBU/SMPTE. ____________________________________________________________________ 34 . ADSL y ATM. que se mantiene complementario (por ejemplo ITU se ocupa de otras velocidades de transmisión en el asunto de codificación de vídeo para otras aplicaciones como videoconferencia o videofonía. aparece ISO-MPEG7. etc. e incluso por la proliferación de los llamados Foros de normalización mencionados. Después de la exposición de tantos Organismos de normalización. ADSL.). como los Organismos oficiales de normalización. Dublin Core. estos casos suelen estar inmaduros en tecnología. el problema puede surgir cuando aparecen Foros que compiten en estándares con Organismos de normalización (tal es el caso actual por ejemplo de documentación de material audiovisual con metadatos. No obstante. Por tanto. apuntando sus requisitos de almacenamiento e intercambio. operación y mantenimiento. aplicación de diferentes codificadores de fuente a un vídeo). los recursos que un sistema de telecomunicación maneja son finitos. Si bien quedan algunos sistemas que mantienen la representación analógica en algunos de sus recursos. • Representación digital. almacenamiento. gestión. Representación de la información en un sistema de telecomunicación 2. sabiendo la calidad de servicio que darían como máximo esas representaciones. Se presenta pues. La representación por descripción consiste en la codificación de objetos definidos en la información. La representación digital consiste en la codificación digital (binaria) de la información.). La representación analógica de una información puede reproducir todos los valores posibles de dicha información. un primer paso fundamental para el diseño del sistema de telecomunicación es la caracterización de dichos medios en diferentes representaciones (por ejemplo. y sujetos a un coste económico. intercambio. El presente capítulo pasa revista a los diferentes medios de información monomedia utilizando diferentes formas de representación. la necesidad de afrontar el dimensionamiento de recursos ante unos medios de información. uno de los objetivos del diseño de un sistema. por tanto. una acción del usuario se transforma en datos). previamente discretizada (muestreada) y cuantificada. referido por ejemplo a los transductores): de esto se deduce que el proceso de digitalización requiere atención en un sistema. etc. etc. 2. mantenimiento. y en cambio sí se presenta únicamente una descripción del proceso de digitalización. el hecho de evitar excesos en la cantidad de recursos que pudieran dar una calidad de servicio por encima de la demandada. proporcionando costes innecesarios a todos los niveles (instalación. En cualquier caso. ya que la representación digital es actualmente la que está más extendida. Por lo expuesto. o incluso en información que a su vez se pueda convertir a los formatos adecuados mencionados (por ejemplo. ____________________________________________________________________ 35 . sin tener en cuenta las perturbaciones que pudieran surgir en el resto de los recursos del sistema.1 Generalidades La información ha de representarse por medio de formatos adecuados (recursos de representación) para su manejo por el resto de los recursos del sistema de telecomunicación: presentación. metadatos) de dichos objetos.2 Formas de representaci n de medios de informaci n Los medios de información se pueden representar en un sistema de tres formas fundamentales: • Representación analógica. lo cierto es que es un tipo de representación que tiene completamente perdido el terreno en favor de los otros dos. ruido. gestión. Por ello. La representación analógica de la información únicamente quedará como entrada y/o salida en los recursos de presentación destinados a la interacción sensorial del usuario (en fuente y en destino.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ 2. La representación por descripción se está abriendo camino últimamente. es lo más adecuado. También las interacciones de los usuarios (eventos) deben transformarse en un formato que entiendan esos otros recursos. así como ejemplos de representación digital y por descripción. un dimensionamiento adecuado de los mismos. sin perjuicio de las perturbaciones que el sistema pueda introducir (filtrados no deseados o controlados. creando con ellos una gramática o un lenguaje de descripción (parametrizada.). • Representación por descripción. no se presenta a continuación una caracterización de la representación analógica de información. Es. ajustado a dar una calidad de servicio determinada. la salida es una representación digital. sin embargo. que no se puede recuperar de ninguna forma en un ____________________________________________________________________ 36 . El parámetro fundamental en el muestreo es. Representación analógica Muestreo Representación discretizada Cuantificador Representación discretizada y cuantificada Codificador Representación digital Figura 7 . La cuantificación no es un proceso totalmente reversible.2.2 Cuantificación La cuantificación se refiere a la aproximación de los valores que toma la información discretizada por unos valores prefijados normalmente en una tabla.1. Al aproximar las muestras por los valores de la tabla se comete el denominado error de cuantificación. que se pueden ver en la Figura 7: • Muestreo: la entrada es una representación analógica. puesto que es una aproximación.1 Muestreo El muestreo se refiere a la discretización de una información analógica.1. • Codificación: la entrada es una representación discretizada y cuantificada. sólo toma dichos valores en instantes escogidos de tiempo separados por un intervalo (normalmente uniforme) llamado período de muestreo. la representación analógica se puede recuperar total y fielmente de este proceso de muestreo si es información de banda limitada.1 Representación digital La digitalización de una información representada analógicamente es un proceso que tiene tres etapas fundamentales. 2. La representación discretizada de una información puede tomar todos los valores posibles reproduciendo exactamente los valores de entrada de la representación analógica. la frecuencia de muestreo. y el muestreo se realiza como mínimo al doble de la frecuencia máxima que tiene la representación analógica. pues. Durante el resto del tiempo.2.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 2. la representación discretizada ofrece un nulo de información. sin embargo. • Cuantificación: la entrada es una representación discretizada. Dicha frecuencia mínima de muestreo se llama frecuencia de Nyquist. la salida es una representación discretizada. la salida es una representación discretizada y cuantificada.Proceso general de digitalización 2.2. sin embargo. Esto hace que si se quiere tener un cuantificador uniforme con un error de cuantificación reducido. según lo sea el cuantificador. La resolución del cuantificador viene dada por la distancia que exista entre dos valores consecutivos de la tabla. el error y el ruido de cuantificación serán tanto menores cuanto mayor (mejor) sea la resolución del cuantificador. con la cuantificación de señal de voz para telefonía. lo que se traducirá en que el número de bits que habrá que asignar (en la etapa de codificación) a cada muestra (o vector de muestras) también deberá ser muy grande. por tanto. El parámetro fundamental del cuantificador es. llevándose a cabo dentro de cada segmento una cuantificación uniforme con diferente resolución en cada segmento. Realizaciones prácticas de este ejemplo hacen un cuantificador no uniforme con segmentos. Los cuantificadores uniformes son más sencillos de estudiar y por regla general también más sencillos de realizar. de tal forma que la aproximación se realiza muestra a muestra a cada valor de la tabla. Por ejemplo. tal como se indica en la Figura 8. la señal de voz se mantiene en valores muy próximos a cero la mayor parte del tiempo. ____________________________________________________________________ 37 . dicha información tiene preferencia por tomar determinados valores dentro de ese margen dinámico en todo el espacio (por ejemplo imágenes fijas) o tiempo (por ejemplo. Sin embargo. y a continuación llevar a cabo la cuantificación con un cuantificador uniforme. pues. La tabla es escalar cuando cada elemento de la misma tiene valor para una única muestra. es decir. para USA y Japón). donde el compresor/expansor es una función logarítmica conocida como Ley A (para Europa. Ley µ. en función de que los valores (o vectores) consecutivos de la tabla estén separados siempre por un intervalo de igual distancia. y dicha resolución es mejor (mayor) cuanto menor sea esa distancia. Se impone. el número de valores de la tabla deberá ser muy grande. • Uniforme o no uniforme. la realización de cuantificadores no uniformes se puede realizar en la práctica como un compresor/expansor de valores de información que consiga hacer que los valores de información ocupen el margen dinámico de forma más uniforme. La cuantificación se puede clasificar de diversas formas: • Escalar o vectorial. por ejemplo. Esta es la forma típica de proceder. adaptados al modelo de ese tipo de información. que puede ser uniforme o no uniforme. su resolución. siendo sin embargo su margen dinámico muy amplio. de tal forma que hay que coger un conjunto de “N” muestras y ver qué vector (elemento) de la tabla es el que cumple algún criterio de mínima distancia a dicho conjunto de “N” muestras. La tabla es vectorial cuando cada elemento de la misma es un vector de dimensión “N” que tiene valores para “N” muestras consecutivas. Se entiende por ruido de cuantificación la potencia o la energía (según proceda) de la representación analógica de este error de cuantificación para toda la información sujeta a cuantificación. voz) de análisis. en función de que la composición de la tabla sea escalar o vectorial. pues.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ descuantificador. la realización de cuantificadores no uniformes según el tipo de información de que se trate. mientras muchas veces el márgen dinámico de los valores de información es muy extenso. A continuación se procede a dar una descripción de cada tipo.2.1. de forma que se generen nuevas secuencias de bits basadas en la secuencia producto de la digitalización. El hecho de que la resolución del cuantificador sea mejor implica tener un mayor número de valores en la tabla de dicho cuantificador. por tanto. La señal cuantificada se transforma. Esto hará que el codificador asigne un número de bits a cada muestra (o vector de muestras) acorde con la resolución del cuantificador: a mayor resolución del cuantificador. ____________________________________________________________________ 38 . ya que la salida de uno es la entrada del siguiente. Estas nuevas secuencias de bits no tienen necesariamente que ser nuevas palabras código asignadas de forma directa a las palabras código correspondientes a muestras sucesivas de información. se pueden incluir operaciones posteriores de codificación. Codificadores de canal. etc. de adaptación al dispositivo físico de soporte (por ejemplo para transmisión.Cuantificador no uniforme realizado con uno uniforme 2. En un sistema de telecomunicación. El proceso de digitalización se tiene así por concluído. Esto hace que a veces se confunda la resolución del cuantificador con el número de bits por muestra (o por vector de muestras) requerido. No obstante.). Se refiere a la asignación de una palabra código binaria a cada valor (o vector) de la tabla del cuantificador. mayor será el número de bits por muestra (o por vector de muestras) requerido. donde se puede apreciar que realmente se produce la mencionada cascada. tal como se indica en la Figura 9. para almacenamiento. los tres codificadores anteriores se colocan en cascada.3 Codificación La codificación es la última etapa de un proceso de digitalización. por ejemplo del modo PCM.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Compresor Expansor Cuantificador uniforme Cuantificador no uniforme equivalente Figura 8 . Surgen así los siguientes tipos de codificadores: • • • Codificadores de fuente. Codificadores de línea. en una secuencia de bits a la salida del codificador. ).261).).). C. lo que constituye un proceso con pérdidas. DCT-FDCT. 2.2. A. Primera clasificación.3. etc. Quicktime. MPEG-2. Segunda clasificación. 2. Con ello se consigue. ADPCM. Híbridos (JPEG. A. genéricamente. B. reducir el régimen binario para una transmisión o reducir la necesidad de espacio para almacenamiento en un disco. Asimétricos (por ejemplo DVI.Cascada de codificadores 2. submuestreo. 1.1. Sin pérdidas. Basados en software (por ejemplo AVI. etc. etc. etc. etc. ____________________________________________________________________ 39 .). Con pérdidas. pero en las asignaciones de bits a los coeficientes del dominio transformado se pueden despreciar o dar menor peso a los menos significativos con algún criterio. II.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Codificador de fuente Codificador de canal Codificador de línea Figura 9 . DFT-FFT. Basados en hardware. Huffman. 1.). 2. MPEG-1.). MPEG-1. Por estratos (por ejemplo subbandas.). CD-I. etc. DM. Por transformaciones (por ejemplo KLT.1 Codificación de fuente La codificación de fuente tiene como objetivo la disminución del número de bits necesarios para describir una determinada información. etc. Los codificadores de fuente pueden. Entrópicos (por ejemplo los de camino recorrido. 1. aritméticos. a su vez. Esencialmente. Predictivos (por ejemplo DPCM. la transformación es una operación sin pérdidas. MPEG-2. Simétricos (por ejemplo H. B. por ejemplo. ser de los tipos siguientes: I. dicha redundancia es totalmente dependiente del tipo de información. Existen varios tipos de codificadores de canal: • Detectores de errores. quedando esta clasificación reservada a los asimétricos. sin embargo.3. 2. Por ejemplo.261 es simétrico. entre muestras vecinas de una imagen. lo que un día es necesario realizar por medio de hardware. o entre muestras vecinas de un cuadro de un vídeo como asímismo de los cuadros anterior y posterior. Por supuesto. aunque sí reducción del número de bits para describir una determinada información. por lo que el decodificador debe ser más simple).). seguido de una asignación de bits por un código entrópico. En cualquier caso. Será un codificador asimétrico en caso de que el decodificador sea mucho más simple que el codificador (la versión contraria no es aplicable.2 Codificadores de canal El objetivo de un codificador de canal es añadir mecanismos de detección y/o corrección de errores mediante incorporación de redundancias a la representación digital de la información manejada (por ejemplo. todos los basados en software son simétricos. Por tanto. y está demostrado que. etc.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Los codificadores sin pérdidas explotan la redundancia que proporciona la representación digital de la información. sin perjuicio de perturbaciones que puedan afectar a los otros recursos del sistema de telecomunicación. En cuanto a la clasificación de codificadores basados en hardware y basados en software. almacenada o transmitida). por ser información no relevante para la percepción sensorial del destinatario humano. Por ejemplo. por ser poco significativos con algún criterio (por ejemplo por llevar poca cantidad de información. transmisión y presentación debe ser en tiempo real. Los codificadores con pérdidas eliminan información hasta un límite. es fácil en caso necesario codificar y almacenar lo codificado. pero la recuperación. Por ejemplo. Un ejemplo es el codificador ADPCM normalizado por la UIT para voz telefónica a 32 kbps.2. en donde se realiza un esquema de transformación del error de predicción de las muestras. la decisión sobre si un codificador está basado en software o en hardware es temporal. Los codificadores híbridos hacen uso de una parte con pérdidas y otra sin pérdidas. • Detectores y correctores de errores. puesto que depende de la potencia del recurso que maneje el codificador. es por esto que este tipo de codificadores son conocidos como codificadores sin pérdidas. de forma que la calidad con la que se ha de reconstruir la información satisfaga la calidad de servicio demandada. Ha de hacerse notar que la codificación sin pérdidas se aplica sobre una representación digital de la información. y está basada por ejemplo bien en la repetición del mismo valor de información. ____________________________________________________________________ 40 . bien en que existe cierto grado de correlación entre muestras consecutivas de forma que se puede predecir una muestra basada en las precedentes con un error controlado.1. el criterio de clasificación es la complejidad del codificador versus la complejidad del decodificador. y se incorpora redundancia a cada segmento. existe mucha redundancia entre la representación de muestras consecutivas de una información de voz. existirá dentro de un tiempo un procesador de propósito general (incluso en un PC) que es capaz de decodificarlo en tiempo real sólo con software. Sin embargo. el criterio está fundamentalmente aplicado a su realización práctica. dicha redundancia depende del tipo de información manejada. Se segmenta la secuencia de bits que corresponde a dicha representación digital. Será un codificador simétrico en caso de que la complejidad sea similar en el codificador y en el decodificador. un codificador de vídeo H. Normalmente. por lo que en ningún caso es recuperable el error de cuantificación. por simple cuestión de realización práctica: por ejemplo. Tal es el caso por ejemplo de un codificador JPEG. la eliminación de redundancia no es eliminación de información. en un sistema que soporte servicio de vídeo por demanda. En la clasificación en codificadores simétricos y asimétricos. puede apenas encontrarse redundancia ante muestras consecutivas de una señal de datos. Cada segmento aquí establecido no tiene por qué tener relación alguna con las palabras de código asignadas inicialmente a las muestras (o vectores de muestras). un codificador MPEG-2 es asimétrico. En cualquier caso. etc. es un proceso de codificación con pérdidas la decisión de asignar cero bits a determinados coeficientes de un bloque de transformación del coseno. la redundancia introducida en este caso es mucho menor que la existente en la propia representación digital original de la información. por ejemplo. las características óptimas geenrales que debe tener esta señal digital en cualquier medio de transmisión son: • Cero espectral a la frecuencia cero (conocido como evitar la deriva del cero. con estados -1. Dicha señal digital será. En general. por lo que pueden quedar errores detectados y no corregidos en los segmentos.).Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Un código de canal facultará para detectar (y corregir. En la variante de detectores y correctores de errores. el número de errores para los que faculta su corrección un código de este tipo en cada segmento es siempre menor que el que faculta para detectar. Algunos ejemplos de este tipo de codificadores son la incorporación de bits de paridad. cosa para la que no es útil la redundancia existente en la representación digital original de la información. Así. ____________________________________________________________________ 41 .0 de la señal digital. almanenamiento. CMI). pues. los códigos Reed-Solomon. se tratará de adaptar esa representación digital de la información al medio de transmisión. para evitar transmitir información inútil en la frecuencia de contínua que además puede tener problemas para pasar por algún filtro RC). generando una nueva representación de la información en forma de señal digital de características adecuadas para una transmisión óptima a través de un medio concreto de transmisión. la representación que adoptará la información en el medio de transmisión. en el caso de que el recurso del sistema de telecomunicación sea un medio de transmisión. NRZ (sin retorno a cero). 2.2. transmisión. • Máximo espectral en una frecuencia que sea un submúltiplo de la velocidad binaria (para poder evaluar las características del medio de transmisión en esa frecuencia).3 Codificadores de adaptación al dispositivo físico de soporte El objetivo de este tipo de códigos es adaptar las características de la representación digital de la información al medio físico que servirá de soporte en alguna operación con algún recurso del sistema (por ejemplo. • Pseudoternarios (AMI. justamente al revés del objetivo marcado por un codificador de fuente. favoreciendo por ejemplo el cero espectral en la frecuencia cero. Siguiendo con el ejemplo.1/0 (para favorecer la recuperación del reloj). esta nueva redundancia está controlada y sirve para los fines de detección y corrección de errores.+1. etc.3. etc. por lo que la cascada formada por un codificador de fuente seguido de un codificador de canal sigue proporcionando una reducción del número de bits en términos netos. No obstante.1. Algunos ejemplos de este tipo de codificadores son los siguientes: • RZ (con retorno a cero en el centro del intervalo de un bit. un codificador de canal introduce redundancia. HDB3. provocando una transición que favorecerá la recuperación de reloj). • Máximo número de transiciones 0/1 . en su caso) un número mayor de errores cuanto mayor sea la redundancia introducida en cada segmento. En cualquier caso. 2. es etiquetar precisamente el objetivo de la clasificación): • Clasificación no supervisada. éste puede revertirse si existe previamente un conocimiento de lo que se pretende segmentar. pero como se ha comentado habitualmente es digital). por lo que en los comentarios subsiguientes se considerará que se parte de dicha representación digital. y cuando la segmentación está madura se procede a etiquetar cada una de las agrupaciones generadas (por tanto. 2.1 Segmentación y clasificación El objetivo de la segmentación es realizar una partición en agrupaciones de los elementos de información. Si se dispone de las particiones etiquetadas en el momento de generar la información. El objetivo de la clasificación es etiquetar las agrupaciones de dicha partición con el nombre de una clase de información. se puede pasar directamente a la codificación sin pasar por la segmentación y la clasificación. Así. el proceso de segmentación y clasificación (o de clasificación y segmentación alterando el orden) puede llevarse a cabo de dos formas diferentes (se llama clasificación a estas dos variantes porque su salida es siempre el conjunto de particiones ya etiquetadas. incluso juntando o dividiendo agrupaciones en alguna ocasión durante el proceso de maduración.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Representación digital Segmentación Partición en agrupaciones de los elementos de información Clasificación Agrupaciones etiquetadas de los elementos de información Generación del metafichero Representación por descripción Figura 10 .Proceso general de la representación por descripción 2. no hay que confundir los conceptos de agrupación de elementos de información con el de clase de información. En este caso se procede a una segmentación (partición) de la información en agrupaciones. la salida es una representación en particiones etiquetadas de la información. Sobre esta idea. añadiendo y quitando elementos de información a las agrupaciones. Con respecto al orden en que se efectúan la segmentación y la clasificación. etiquetación a posteriori) con el nombre de una clase de información.2 Representación por descripción La representación por descripción de una información se puede obtener tanto a partir de su representación analógica como de su representación digital. • Codificación: la entrada es una representación en particiones etiquetadas. suele comenzarse a partir de la representación digital de la fuente de información.2. se va eligiendo dinámicamente (en ____________________________________________________________________ 42 . La maduración de la segmentación comienza con una semilla de potenciales agrupaciones de los elementos de información.2. No obstante. Puede ocurrir que varias agrupaciones tengan la misma etiqueta. la obtención de la representación por descripción de una información es un proceso que tiene las siguientes etapas fundamentales. para a continuación remodelarla. y como se ha indicado. Asímismo. que se pueden ver en la Figura 10: • Segmentación y clasificación (o clasificación y segmentación): la entrada es una representación digital (puede ser analógica. la salida es una representación por descripción de parámetros relevantes de cada partición etiquetada. si su análisis lleva a la conclusión de que pertenecen a la misma clase: así. 2. Así pues.2. únicamente la codificación de fuente. • Criterio de separabilidad entre agrupaciones y/o clases. normalmente euclídeo. En el proceso de segmentación y clasificación (o de clasificación y segmentación) hay que decidir una serie de parámetros: • Elementos de información que serán componentes de la agrupación (segmento) y/o clase. Por ejemplo. tales como letreros.3. por comparación con la representación digital. Dichos parámetros (o atributos) normalmente están relacionados con el criterio de representatividad de cada segmento y/o clase. un factor importante a tener en cuenta a la hora de la elección del criterio de semejanza será el elemento de información escogido como componentes de la agrupación.2 Codificación como generación del metafichero-metadato La codificación a que aquí se va a hacer referencia es. el criterio de separabilidad entre agrupaciones y/o clases no tiene por qué ser el mismo que el de semejanza entre los elementos de información de una clase. 2.2. y que cumpla las propiedades para ser una distancia definida en un espacio vectorial (normalmente euclídeo. Por supuesto. etc. pero cada uno de ellos tiene ____________________________________________________________________ 43 .1.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ cada estado de maduración) un criterio de representatividad de cada segmento de la partición. excepto que debe ser suficientemente claro para que exista una homogeneidad a su respecto dentro de cada agrupación. y se elige un criterio de representatividad de cada clase (obsérvese la diferencia con la clasificación supervisada. pero también vale cualquier otro tipo de espacio métrico y distancia. mientras que aquí se asigna a las clases). una descripción vectorial de una imagen que contiene un mapa de carreteras tiene varios segmentos (clases) de información. pero se mantenga clara disparidad entre los elementos que acaben en diferentes agrupaciones (segmentos) y/o clases tras la aplicación del proceso de segmentación. • Criterio de semejanza entre los elementos de información de una agrupación (segmento) y/o clase. No hay regla para la elección del criterio de semejanza. en la que se asignaba el criterio de representatividad a los segmentos. Nada obsta para que este proceso de segmentación esté basado en una “localización” de los elementos a clasificar en el medio de información (por ejemplo. A continuación se realiza una segmentación consistente en que cada elemento de información se asigna directamente a cada clase sobre la base de un criterio de distancia de dicho elemento a la representatividad de la clase.2 y 2. • Criterio de representatividad (elección del representante) de cada agrupación (segmento) y/o clase.3. Por ejemplo. tal como han sido descritos en las secciones 2. con respecto a esta representatividad de cada segmento opera el criterio de distancia necesario para decidir sobre la adscripción de elementos de información a ese segmento. Normalmente se trata de parámetros estadísticos que se escogen mediante un análisis de los elementos de información que componen un segmento (agrupación) y/o clase. Una vez escogido el criterio de representatividad.3. Normalmente se trata de cualquier expresión matemática que relacione dichos elementos de información. para que denote por sí mismo la homogeneidad de cada agrupación y/o clase y la marque fuertemente la disparidad con representantes de otras agrupaciones (segmentos) y/o clases. o para decidir sobre la división o unión de dos o más segmentos. Los letreros pertenecen a la clase “letreros”. El criterio de separabilidad es también una distancia definida en un espacio vectorial. puntos. buscar “algo que pueda ser un letrero en una imagen fija).1. La codificación en este caso consiste en la elección de unos parámetros (o atributos) significativos de cada clase y/o segmento.2. pero otro ejemplo sería un elemento de información llamado “letrero en una imagen”. Este hecho puede o no estar relacionado con la homogeneidad interna dentro de cada clase. con diferentes matices (valores de los parámetros o atributos). La representación descriptiva así alcanzada es una sucesión binaria. líneas. • Clasificación supervisada: En este caso se procede a una etiquetación de las potenciales clases existentes (etiquetación a priori). pero vale cualquier otro tipo de espacio métrico y distancia). surge el comprobar la robustez del esquema de clasificación y segmentación por medio de la comprobación de que las clases o agrupaciones formadas son suficientemente heterogéneas entre sí. Cada elemento de información dentro de cada segmento y/o clase constituye diferentes realizaciones (instanciaciones) de ejecución del representante de la clase (que si es estadístico puede incluso no ser una realización física de ningún elemento de información). con la que se puede realizar cualquier tipo de codificación de fuente o de adaptación a las características del dispositivo físico de transporte. en el caso de un medio de información tipo imagen fija dichos elementos podrían ser los píxeles. Debe procurarse que el criterio de representatividad esté acorde con el criterio de semejanza escogido. El ancho de banda mencionado de 300-3400 Hz.1 Audio con calidad telefónica La frecuencia de muestreo es de 8000 Hz. su distancia interlíneas. En estos casos. etc. El ancho de banda analógico de la señal que se muestrea se considera entre 300 y 3400 Hz. Se explican a continuación las razones que llevan a la elección de estos valores. 2. del que no existe una definición universal. sino ejemplos e intentos de normalización en determinadas aplicaciones. Esto hace un régimen binario de 8x8000= 64000 bps (bits por segundo) en el sistema. mientras que la limitación de 3400 es por garantizar una intelegibilidad.2. Otro ejemplo es la codificación MIDI de parámetros que representan acciones de un músico sobre un instrumento musical. y la resolución del cuantificador hace que el codificador trabaje a 8 bpm (bits por muestra). por lo que la frecuencia mínima de Nyquist es 8000 Hz: este es el valor que se ha propuesto para el muestreo. mientras que probablemente sería demasiado fino para los valores fuertes.2. y la generación de gráficos descritos en VRML. 2. Así.3.3 Parámetros de carga en un sistema de telecomunicación de las representaciones de los medios de información Dada la tendencia hacia la eliminación de la representación analógica en los medios de intercambio y almacenamiento de un sistema de telecomunicación. el empaquetamiento de medios de información en forma de páginas HTML. Consideraciones energéticas de la voz humana hacen escoger ese margen (máximo espectral alrededor de 1 kHz). Ejemplos son la generación de mapas a partir de tablillas digitalizadoras. entra en una canalización de 0-4000 Hz.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ diferentes valores de sus atributos o parámetros tales como su contenido de texto. éste sería demasiado grueso para esos valores débiles. con lo que la relación señal a distorsión de cuantificación estaría muy descompensada en las diferentes partes del margen dinámico de la voz humana. el tamaño de letras. la mayor parte del tiempo la voz humana presenta valores débiles con respecto al máximo que alcanza en determinados momentos.1 Sonido 2. se emplea un cuantificador no uniforme que se realiza por medio de la cascada formada por un compresor/expansor logarítmico que se aplica a las muestras de señal o señal discretizada (compresor/expansor Ley A en Europa.1. hecho que conduciría a la introducción de ruido innecesario (la nitidez total tiene lugar manteniendo un ancho de banda por encima de los 6100 Hz).3 Entrada directa al codificador En algunas ocasiones. nitidez y reconocimiento del interlocutor aceptables sin extender el ancho de banda innecesariamente. las acciones mencionadas de músicos sobre instrumentos adaptados para generar codificación MIDI. Las muestras de voz humana presentan una mayor concentración de valores en la parte del margen dinámico más próxima al nulo. la generación de la información se realiza directamente por acciones que implican los parámetros o atributos y sus valores. Si se emplease un cuantificador uniforme. sino únicamente al de codificación). Se consigue así una representación por descripción de parámetros (atributos) escogidos de las particiones etiquetadas obtenidas en los procesos de segmentación y clasificación. Estos parámetros (atributos) y sus valores se codifican en binario mediante algún criterio. Si se opera con una base de datos. Dicho de otra forma. no hace falta la segmentación y la clasificación. descripción ésta a la que se llama alguna vez “gramática” o “documento”. su distancia entre letras. mientras que un ejemplo de codificación de los parámetros (atributos) y sus valores de ese objeto de vídeo se puede ver en MPEG-4 (obsérvese que MPEG-4 no hace referencia al proceso de segmentación y clasificación. puesto que ambas se realizan intrínseca e inseparablemente con la generación de la información en la fuente (generación directa de la “gramática” o del “documento”). 2.3. la presente sección no hará referencia a dicha representación analógica. se puede indexar por dichos parámetros (atributos) y sus valores en el “documento” o “gramática” para encontrar un determinado elemento de información en el medio de información que responda a las características dadas por dichos valores de los parámetros (atributos). Un ejemplo de “gramática” o “documento” es la definición de un objeto de vídeo (definición de la interfaz del objeto) tal como se hace en MPEG-7. el tipo de fuente de letra. Ley µ en ____________________________________________________________________ 44 . El compresor/expansor escogido (Ley A en Europa. será n=11 para una señal que se mueva únicamente en la parte débil del margen dinámico. Se pretende dar un sistema de calidad muy buena. para una señal que se moviera exclusivamente en la parte fuerte del margen dinámico (muy poco probable. se suele aplicar codificación adicional de fuente con estándares normalizados. la S/N de una señal emergente de un cuantificador/codificador uniforme crece a razón de 6 dB por cada bit en que se incremente la resolución. donde k es una constante y n es el número de bits de resolución. Se aplica una frecuencia máxima de banda base ligeramente superior. se ha decidido 8 bpm en el cuantificador/codificador resultante. de forma que lleva un puerto específico MIDI. por lo que debe mantenerse la totalidad del espectro audible del ser humano (20 Hz . Se demuestra que el valor de k es 10. de valor 22050 Hz. Al objeto de reducir en lo posible los requisitos de almacenamiento e intercambio. que es un valor aceptable. Dicho ejemplo es la interfaz MIDI (Music Instrument Data Interface). Por todo lo expuesto.3. Dado que las muestras débiles se codifican equivalentemente con 11+1=12 bits (incluído el de signo). se puede demostrar que la relación S/N de la señal emergente de un cuantificador/codificador uniforme (considerando ruido de cuantificación únicamente) crece a razón de 6 dB por cada bit que se incremente la resolución.1. al objeto de efectuar una comparación de las necesidades de almacenamiento e intercambio con una codificación digital.2 Audio con calidad CD Se consideran en este caso 2 canales (estéreo). del que se genera automáticamente la partitura que plasmaría lo que el músico (o los músicos) está interpretando. Con 11 bpm equivalentes de resolución para las muestras más débiles (que constituyen el caso peor). La expresión resultante es.). Se requiere un instrumento adaptado. por tanto. La resolución de 16 bpm en un cuantificador uniforme (65536 niveles) se considera adecuada desde un punto de vista de relación S/N.3 Audio por parámetros Se estudiará en esta sección únicamente un caso ejemplo de codificación por parámetros. Como ya se ha comentado. se verifican las especificaciones de ruido máximo admisible del canal en reposo y diafonía dadas por la UIT para un canal telefónico digital. Ley µ en USA y Japón) hace que la relación señal a distorsión de cuantificación para cada muestra individual sea prácticamente uniforme en todo el margen dinámico (con un pequeño rizado alrededor del centro de cada intervalo del cuantificador).8 para esta situación. Estos valores dan un régimen binario de valor 2 canales x 16 bpm x 44100 Hz = 1411200 bps en el sistema. puede haber más de un músico y más de un instrumento. La descripción paramétrica obtenida se utiliza para: • Su análisis. 2. Esto lleva a una expresión S/N = k + 6n.8 + 6x11 = 76. Por supuesto.3. por lo que S/N = 2 + 6x16 = 98 dB. S/N = k + 6n. siendo k una constante y n el número de bits por muestra (bpm). que es un valor de muy alta calidad. con lo que la frecuencia de muestreo dada por Nyquist es 2x22050 = 44100 Hz. Por otro lado.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ USA y Japón) seguido de un cuantificador uniforme a 8 bpm. 2. porque como se ha dicho la voz únicamente presenta picos esporádicos). ____________________________________________________________________ 45 .20 kHz) con una reproducción adecuada. etc.8 dB. que también es aceptable.8 + 6x4 = 34.1. La generación de la información tiene lugar en este ejemplo particular como un conjunto de mensajes MIDI ajustados a acciones del músico sobre el instrumento (nota y su duración. dicha operación quedaría como S/N = 10. matiz y sus variaciones.8 dB. En este caso n=16 y se demuestra que k=2 para esta situación. Sin embargo. con lo que para el caso peor de una señal que se moviera en esa parte débil del margen dinámico quedaría S/N = 10. Realizando una aproximación por segmentos de la función del compresor/expansor. se demuestra que dicho conjunto equivaldría a codificar las muestras débiles con 11+1=12 bits (incluído el de signo) y las fuertes con 4+1=5 bits (también incluído el de signo). Dichos canales se muestrean a 44100 Hz y se cuantifican uniformemente a razón de 16 bpm. En este medio de información. las complicaciones para una potencial generación y presentación en tiempo real se transladan de los requisitos en subsistemas de almacenamiento y transmisión al subsistema de presentación. Dada la variación en la descripción paramétrica. a razón de píxeles y líneas de píxeles. se tiene como desventaja que la codificación y decodificación en tiempo real para su generación y presentación son mucho más complicadas. puesto que se vuelve a oír lo que el músico (o los músicos) interpretaron en su momento. puesto que la ubicación del píxel en el raster determina directamente su posición en la imagen. recibe un nombre especial: I. no existe un régimen binario determinado ni una relación de compresión concreta. que depende de lo que el músico (o los músicos) estén interpretando. Representación digital llamada representación raster.3. se dan a continuación algunos valores. Esos 10 minutos almacenados como audio en calidad CD ocuparían 1411200 Mbps x 10 minutos x 60 s/min = 846720 Mbits.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ • Su síntesis o recomposición. 2. Esta afirmación que se ha realizado para este ejemplo es perfectamente extrapolable a cualquier medio de información que exista en representación por descripción frente al mismo existente en representación digital.Sistema MIDI Para tener una referencia de comparación en cuanto a los recursos de sistema necesarios para manejar MIDI. Los mensajes del músico codificados (descripción paramétrica) se almacenan. La recuperación del subsistema de almacenamiento y su envío a un subsistema de presentación a través de un subsistema de intercambio (que puede ser por supuesto en local) constituye una recomposición. las imágenes fijas también pueden adoptar una representación digital o una representación por descripción. Sistema MIDI Canales MIDI Acciones del músico Instrumento 1 Acciones del músico Instrumento 2 Canales MIDI Sintetizador Canales MIDI Ordenador de control Acciones del músico Instrumento n Interfaz MIDI Figura 11 .2 Imagen fija Aparte de la representación analógica. Unicamente se pueden dar valores orientativos.6 Mbits MIDI. No obstante esta ventaja ofrecida por la descripción paramétrica en recursos de almacenamiento e intercambio. Existen variantes de representación raster: ____________________________________________________________________ 46 . por lo que dicha ventaja se paga en recursos de presentación. que resulta en una necesidad de recurso de almacenamiento (y por tanto de intercambio) muchísimo mayor. Dicho de otra forma. No hace falta indexar ningún elemento dentro de la imagen. que por ejemplo para 10 minutos de música interpretada se traducen aproximadamente en unos 1. o tabla de consulta de vídeo). B. independientemente de que la representación fuera digital (raster) o por descripción (vectorial). No ocurre lo mismo con las imágenes fijas. Representación por descripción llamada representación vectorial. • PostScript. para lo que se requiere una conversión raster/vector. y siempre hay que escoger el tipo de características que se desea representar por descripción. De hecho. sin tocar nada absolutamente en la imagen. por ejemplo. En realidad. clasificación y codificación. 8 para el rojo. siendo una imagen generada a partir de otra imagen o por captación de una escena real. para una representación digital de imágenes fijas se puede establecer una idea de requisitos de recursos de almacenamiento (con su implicación en los de intercambio) como sigue: • Imagen de 512 x 512 píxeles B/N 8 bpp (bits por píxel): 2097152 bits. lo habitual es que la presentación sea siempre raster (sólo hay ya terminales raster). ni en general con medios de información que involucren imágenes (por ejemplo. mientras que un gráfico se genera a partir de una base matemática o numérica de las características. II. ____________________________________________________________________ 47 . Cada píxel se describe como un puntero a una tripleta RGB de una tabla (VLT. No supone ninguna mejora en requisitos de almacenamiento e intercambio con respecto a la representación anterior si todos los píxeles de la imagen tienen diferente color. Una imagen puede tener representación raster y presentarse vectorialmente. más se tarda en refrescarla completa). Se conoce como “true colour” dicha representación cuando la tripleta tiene 24 bits (24 bpp). Sigue los procedimientos generales de segmentación. En B/N se da como habitual tener 8 bpp. Son formatos habituales de codificación de fuente para representación digital (raster) los siguientes: • GIF (Graphical Interchange Format). lo que es mucho más eficiente. • Imagen de 1280 x 1024 píxeles B/N 8 bpp (bits por píxel): 10485760 bits. cuando se desea cambiar de color una imagen o hacer un negativo de una imagen en B/N: basta con alterar la tabla. los terminales vectoriales ya no se fabrican por problemas de refresco (cuanto más complicada es la descripción. vídeo). la conversión raster/vector es la más complicada de las dos. lo que significa una pérdida de información. para lo que se requiere una conversión vector/raster. • Imagen de 1280 x 1024 píxeles “true colour” 24 bpp: 31457280 bits. Cada píxel se describe como una tripleta RGB. donde la tabla no son tripletas sino posiciones de 8 bits describiendo cada una un nivel de gris. Por otra parte.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ A. Sin perjuicio de que se utilicen esquemas de codificación de fuente para el sonido que puedan reducir los requisitos de almacenamiento e intercambio (fundamentalmente aplicados por tanto a su representación digital). por lo que directamente se comentan algunos esquemas de codificación de fuente normalmente aplicados a este medio de información. no existe un procedimiento dado con carácter universal para todo tipo de imágenes. las imágenes representadas de esta forma y los gráficos son exactamente lo mismo. pero sí supone mejora en los recursos de presentación para su manejo en el terminal. y la única diferencia estriba en el método de generación. y 8 para el azul. se puede abordar en muchas ocasiones su manejo dentro de un sistema directamente con las cifras dadas de requisitos de almacenamiento e intercambio. Si bien ambas conversiones existen como operaciones y se realizan. No hay que confundir representación con presentación. Dichas cifras son inabordables para su manejo dentro de un sistema. • X11 Bitmap (BMP). 8 para el verde. o tener una representación vectorial y presentarse en raster. • Imagen de 512 x 512 píxeles “true colour” 24 bpp: 6291456 bits. y sí existen procedimientos dados para realizarla sin pérdida alguna de información. Lo dicho sirve también para imágenes en B/N. lo que da 256 niveles de gris. LUT. • Sun Rasterfile. Así. Dicha mejora se puede ver. La conversión vector/raster es la más normal en caso de tener una imagen en representación por descripción. entre otros. se comparan con las palabras del diccionario. por ejemplo. El algoritmo LZW es un procedimiento genérico de compresión capaz de trabajar con prácticametne cualquier tipo de datos. entre otros. y por supuesto JPEG en imágenes de todo tipo y aplicación. • Esquemas de compresión recomendados por la UIT-T (para documentos por fax en blanco y negro). La versión final LZW es una modificación de la variante LZ78 para adaptarla a controladores de disco. Los mecanismos de compresión mencionados se pueden agrupar en cinco grandes categorías por familias de algoritmos de codificación: • Empaquetamiento de píxeles. Es casi simétrico. es común. Unas primeras versiones creadas por Lempel-Ziv (familia LZ de compresores) son utilizadas en aplicaciones muy populares. TIFF y PostScript.1 LZW El algoritmo de codificación Lempel-Ziv-Welch (LZW) se utiliza en los formatos GIF. De los anteriores formatos. UIT-T Grupos 3 y 4. encontrarse por ejemplo GIF en imágenes empaquetadas en páginas HTML (es un esquema sin pérdidas). así como del número de bits necesarios para describir cada unidad de información (caracteres.JPEG). tales como los compresores pkzip y arj.3. etc. y muy rápido en ambos sentidos. De esta manera. TIFF y PCX. utilizado en los formatos GIF. TIFF y PostScript. • TIFF (Tagged Image File Format). en función del tipo de información a comprimir (texto. ya que el descompresor puede generarlo a partir de los datos recibidos. • Codificación de recorrido (run-length encoding RLE). para todo tipo de imágenes multinivel. Basta para ello partir de un contenido inicial prefijado del diccionario y un procedimiento definido de generación a partir de este contenido inicial y de la imagen que se va codificando (autómata finito). • Algoritmo de compresión ISO/IEC 10918 también conocido como JPEG (basado en DCT). y este diccionario se va formando dinámicamente a medida que se va codificando la imagen (es por tanto un esquema adaptativo de codificación). gráficos o imágenes). • Algoritmo de Lempel-Ziv-Welch (LZW). El algoritmo LZW presenta como ventaja la no necesidad de transmitir el diccionario. entre otros. Su funcionamiento se basa en la creación de un diccionario compuesto por palabras que se asocian a determinados conjuntos de datos. píxeles. usado en los formatos BMP. • ISO/JPEG (ISO/IEC 10918 o UIT-T. 2. sin comprimir.). • Fax cod.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ • IRIS. ____________________________________________________________________ 48 . siendo éste el estándar más famoso. TIFF en imágenes generadas en un scanner (es también un esquema sin pérdidas). cadenas de datos del conjunto de datos de entrada. ya que permite implementaciones muy eficientes al no requerir operaciones en punto flotante. El grado de compresión que se puede alcanzar es variable.2. pues. • Modo sin pérdidas. con escalas de grises o color. por lo cual se decidió combinar los recursos de ambos grupos de trabajo para desarrollar un único estándar. JPEG ofrece las siguientes variantes: • Modo secuencial con pérdidas basado en DCT (modo base). • 0.y no es aplicable a imágenes binivel.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ 2. El resultado del trabajo de este comité es unestándar de compresión. respectivamente. las denominaciones ISO/IEC 10918 y T. En 1982. Así JPEG es un esquema de codificación de fuente que adopta variantes con y sin pérdidas.25 a 0.00 bpp: en la mayoría de los casos indistinguible del original. En 1987. se dan las siguientes cifras (las unidades bpp indican el número total de bits de la imagen resultante dividido por el número de muestras de la componente de luminancia: • 0. Dichos algoritmos eran muy similares a los que se estaban desarrollando por el PEG. conocido con el nombre de su comité creador.JPEG. ____________________________________________________________________ 49 . la doble condición de estándar de ISO y de recomendación de la UIT-T. imágenes estáticas y texto a través de líneas RDSI.50 a 0. Para tener una idea del orden de magnitud de compresión con pérdidas modo base de JPEG en una imagen “true colour”.75 a 1.50 bpp: calidad moderada a buena. respectivamente. • M-JPEG (Moving JPEG). El estándar JPEG reúne. Consolida un conjunto de técnicas de compresión de imágenes con el objetivo de dar soporte a la mayor parte de las aplicaciones que requiren el almacenamientoy la transmisión de imágenes conun uso limitado de capacidad de almacenamiento y de ancho de banda. Dentro del estándar se contemplan tanto las aplicaciones que requieren una recuperación exacta de la imagen comprimida (compresión sin pérdidas) como aquéllas que toleran una ligera degradación en la imagen.50 a 2. El acrónimo JPEG proviene de Joint Photographic Experts Group.3.75 bpp: calidad buena a muy buena. En 1986. proporcionando técnicas de codificación apropiadas para cada caso. es decir. la ISO y la UIT-T unieron los dos grupos.2 ISO-JPEG JPEG es el estándar más importante y más famoso para la codificación de imágenes fijas. ampliamente difundido y utilizado en el mundo industrial.2. • Modo jerárquico. la ISO creó un grupo de trabajo denominado Photographic Experts Group (PEG) para desarrollar métodos de transmisión de vídeo. creando un comité conjunto que pasó a denominarse JPEG. • 0. La norma es aplicable a datos digitales de imágenes fijas de tonos contínuos. con las consiguientes implicaciones en los recursos de almacenamiento e intercambio. • Modo con pérdidas expandido basado en DCT. JPEG. • 1. la UIT-T organizó un grupo de trabajo para desarrollar algoritmos de compresión de imágenes en color y en escala de grises para la transmisión vía fax. recibiendo. 50 bpp: calidad excelente. Ambos algoritmos son no adaptativos. El grado de compresión alcanzado por el Grupo 4 para el mismo documento y en las mismas condiciones de digitalización puede superar el valor 15:1. ya codificado.4 Representación por descripción En lo que respecta a representación por descripción en imágenes fijas. Así. En su lugar. El Grupo 3 permite lograr niveles de compresión comprendidos entre 5:1 y 8:1 con documentos de tamaño A4 digitalizados a 200 ppp. en blanco y negro. a través de redes telefónicas y de datos. requiera para su descripción la mitad de datos utilizando Grupo 4 en comparación con lo que necesitaría haciendo uso del Grupo 3.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 2. de 1 bpp.3. concatenando todas como si de una única línea se tratara. no se adaptan a los datos de entrada. fundamentlamente. El inconveniente que presenta el Grupo 4 es que fue diseñado para ser usado en redes de ddatos. La especificación incluye también información adicional que permite al descompresor corregir posibles errores de transmisión sin hacer uso de ningún hardware especial. como los estándares UIT-T T. ____________________________________________________________________ 50 .2. • Grupo 3 bidimensional (G32D): variante del anterior. por lo cual se suele hacer referencia a él mediante el acrónimo G42D. que ya considera la bidimensionalidad del documento. Entre otras. conocido tradicionalmente como algoritmos de codificación CCITT (antigua denominación dentro de la UIT. dada su complejidad. aunque las referencias más habituales para ambos son las de UIT-T Grupo 3 y UIT-T Grupo 4 respectivamente. ya que inicialmente fueron diseñados y optimizados para documentos que incluyeran texto fundamentalmente. El algoritmo de codificación Grupo 3 se diseñó específicamente para la transmisión de imágenes binivel. considerados como referencia patrón de los documentos que se transmiten normalmente por el servicio facsímil. • GKS (Graphical Kernel System): ISO 7942. la UIT-T ha elaborado una serie de recomendacioines para la implementación de protocolos de comunicaciones para la transmisión facsímil de imágenes en blanco y negro. es decir. 2. El estándar define dos tipos de codificación en Grupo 3: • Grupo 3 unidimensional (G31D): consistente en un código Huffman de mínima varianza. la velocidad de compresión y descompresión puede llegar a ser superior que la exigida por el Grupo 3. al almacenamiento de documentación gráfica en blanco y negro. se trata de una representación como si fueran gráficos. La especificación del Grupo 4 es más eficiente comprimiento imágenes binivel.2.4 y UIT-T T. Estos niveles de compresión pueden disminuir notablemente si los documentos a transmitir incluyen imágenes.3 UIT-T Grupo 3 y Grupo 4 La mayoría de los formatos de almacenamiento de documentos y de servicio facsímil hacen uso de un tipo de compresión sin pérdidas. tal como se ha indicado previamente. El algoritmo es prácticamente simétrico y muy rápido. por lo cual ha desplazado al Grupo 3 en muchos formatos dedicados. Podría considerarse el Grupo 4 como una variante del Grupo 3 bidimensional (G32D). oficialmente.6.3. que analiza eldocumento línea a línea. • GKS 3-D: ISO 8805. No obsante. por lo cual no incluye ningún mecanismo software que permita detectar y corregir ningún posible error de transmisión. Estos protocolos se conocen. La diferencia en efectividad puede llegar a ser tal que haga que un mismo documento. Lograr una implementación eficiente del Grupo 4 puede llegar a ser francamente difícil. utilizan un diccionario fijo. es decir. permitiendo niveles de compresión razonablemente altos para una gran variedad de tipos de documentos. elaborado a partir de una serie de documentos que incluían texto y gráficos. • VRML (Virtual Reality Modeling Language). estándares de frecuente aplicación para la representación por descripción (vectorial) son los siguientes: • PHIGS (Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics): ISO 9592. correspondiente al Comité Consultivo Internacional de Telegrafía y Telefonía). puesto que ya se ha dicho que su representación es idéntica a la de un gráfico. por ejemplo. De todas formas. Lo particular de los gráficos es que suelen tener representación vectorial y presentación raster. Esta caracterización hace que se traten los requisitos generados por los gráficos de alguna de las formas siguientes. iluminación. no hay una idea concreta de las necesidades de recursos de almacenamiento en intercambio. se puede decir que prácticamente las conversiones raster/vector o vector/raster mencionadas en la sección 2. a partir de transformaciones de translación. De hecho. mientras que una imagen suele generarse a partir de otra imagen o con un dispositivo captador de escenas reales. etc. por lo que sí consumen gran cantidad de recursos de sistema operativo y de presentación.3 Gráficos Un gráfico tiene internamente los mismos tipos de representación que una imagen fija. 2.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • DXF de AutoCAD. Es una librería de funciones que efectúa indexaciones sobre el modelo de aplicación. Estas transformaciones e indicaciones constituyen unos atributos (parámetros) con sus valores correspondientes (se trata de una representación por descripción). es muy raro que aparezca almacenado en representación raster (digital). De esto se deduce que el gráfico en su creación se genera directamente con una representación por descripción. • Programa de aplicación. pueden incluirse imágenes que aparezcan con representación por descripción. De todas formas. la presentación tiene el aspecto de una imagen fija. Entre estas composiciones generadas. que puede operar con interfaz normalizada sobre los otros bloques. estas funciones pueden ofrecer vistas diferentes del modelo a partir de llamadas del programa de aplicación (bloque siguiente) indexando con valores de atributos sobre el modelo de aplicación (base de datos). y ofrece una interfaz normalizada a los otros bloques del sistema. así como indicaciones de textura.3.2 son en realidad conversiones imagen raster a gráfico y viceversa. Se pueden tener también en la base de datos las composiciones generadas anteriormente como primitivas para nuevos gráficos. • Lotus PIC. puesto que dependen de la complejidad del gráfico. Se trata de una base de datos donde residen primitivas de funciones gráficas que representan. sombras. La diferenciación entre un gráfico y una imagen fija está en su generación. escalado (diferente en cada dimensión espacial) y rotación. Dado que los gráficos suelen adoptar la representación por descripción. respectivamente. según sea posible: ____________________________________________________________________ 51 . también se llama gráfico a la representación por descripción (o vectorial) de una imagen. Así. • SGO. • Sistema gráfico o “Kernel”. El manejo habitual de un gráfico se realiza dentro del marco o modelo de sistema gráfico interactivo que se describe en los siguientes bloques que manejan recursos repartidos por el sistema de telecomunicación: • Modelo de aplicación. A la luz de lo anterior. sí se pueden dar unas líneas de caracterización de los gráficos como sigue: • La creación y la presentación del gráfico requieren gran capacidad de cálculo (se hace a partir de un modelo matemático o numérico). No obstante.. Es un programa normalmente compuesto por un usuario.3. se pueden crear todos los gráficos que uno desee. • La gran cantidad de información manejada en gráficos con gran realismo (técnicas de “rendering”) requiere grandes capacidades de almacenamiento e/o intercambio. figuras sencillas con las que. estando casi siempre en representación vectorial (por descripción). Un gráfico se genera a partir de una base matemática o numérica de unas características. transmitir y presentar en tiempo real el resultado sobre el gráfico de dichos movimientos cuando se producen. por lo que tiene que recalcular. colores. Dado que.4. 2. Se llama “vídeo indexado” o “indexación de vídeo” a la recuperación de vídeo representado por descripción por medio de la indexación de los objetos definidos. extraer del sistema de almacenamiento. • La representación por descripción.3. es decir: • PHIGS (Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics): ISO 9592. almacenamiento e intercambio en tiempo real si la infraestructura del sistema de telecomunicación versus complejidad del gráfico lo permite.). etc. sino de imagen raster asociada). Se requiere tiempo real en la realidad virtual porque el sistema desconoce los movimientos futuros del usuario. el vídeo puede adoptar: • La representación digital. como se ha indicado.3. ⇒ estructurales (por ejemplo. basados en contenidos. Entre los parámetros más importantes para caracterizar una señal de vídeo se encuentran los siguientes: ____________________________________________________________________ 52 . título.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ • Generación. presentación. de forma que se puedan recuperar unidades semánticas específicas de una secuencia de vídeo). etc. salen penalizados los recursos de presentación. para poder recuperar por tiempo un trozo de secuencia de vídeo. donde el modelo de aplicación contiene bases de datos pobladas con gráficos y la indexación de dichas bases de datos se realiza (entre otros atributos) con los movimientos físicos realizados por el usuario y captados por los recursos de presentación del sistema (casco especial. • DXF de AutoCAD. un gráfico es internamente representado en forma vectorial (representación por descripción) la mayor parte de las ocasiones (y de hecho si no no se habla de gráfico. salen penalizados dichos recursos con ventaja para los recursos de presentación. generar. • GKS (Graphical Kernel System): ISO 7942. en cambio. Dada dicha relación se puede aplicar par la utilización de esquemas de codificación de fuente. • SGO. entonces hay que acudir a la animación. con muestras relacionadas inter/intra cuadros. definiendo objetos por segmentación y clasificación.). la banda numérica de tiempo que acompaña la secuencia de audio/vídeo. “violencia”. Los metadatos de vídeo pueden ser en general de los siguientes tipos: ⇒ descriptivo (director. que tienen que tener mucha mayor capacidad para recalcular y presentar el gráfico al usuario. texturas. • VRML (Virtual Reality Modeling Language). • Lotus PIC. si el gráifco tiene una representación vectorial en dichos recursos de almacenamiento e intercambio.1 Generalidades Aparte de la representación analógica. los estándares de representación de gráficos son los mismos que los indicados para las imágenes fijas con representación vectorial. etc.).4 Vídeo 2. incluso detección de personas por reconocimiento y seguimiento de caras. Aparece de nuevo aquí el balance de requisitos de recursos: si el gráfico tiene representación raster en los recursos de almacenamiento e intercambio. • Si la infraestructura del sistema no permite un manejo del gráfico en tiempo real. y definiendo las interfaces de este objeto (gramáticas) que hacen posible su invocación por parámetros (atributos) y sus valores. guantes especiales. ⇒ basado en contenidos (elementos de vídeo como cambios de escenas. productor. • GKS 3-D: ISO 8805. o definición de tomas agrupadas en escenas con contenido semántico similar. En esto se basan la realidad virtual. con esto.52G + 0. Además. Sus parámetros más importantes son: ____________________________________________________________________ 53 . La crominancia verde se puede extraer por combinación lineal de la luminancia y las crominancias roja y azul.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • La resolución vertical. cada cuadro de imagen consta de dos campos (campo de líneas pares y campo de líneas impares. En el barrido progresivo se barren ordenadamente todas las líneas de la imagen desde la primera hasta la última. Alternativamente. en un intento por reducir la velocidad necesaria de refresco de la imagen para engañar a la retina del ojo. púrpura y amarillo . • La frecuencia de muestreo. o número de imágenes por segundo visualizadas.59G + 0. • La característica cromática de la señal: monocroma (niveles de gris) o color. que puede ser diferente en las señales monocromas y en las que presentan componentes de color.30R + 0.RGB (o cian. Ofrece diafonía crominancia/luminancia. La señal de luminancia es la misma que la ya descrita para las otras modalidades de vídeo.21R . La señal de crominancia se obtiene a partir de las señales I. el vídeo en esta representación puede tener las siguientes alternativas: • Señal en componentes.32 B. La luminancia conocida como Y es Y = 0. • S-vídeo. los conceptos de cuadro y campo coinciden. Q. o número de líneas utilizadas para representar las imágenes. En el entrelazado se barren alternativamente líneas pares y líneas impares de la imagen. que al no ser combinada con la señal de luminancia evita los posibles problemas de solapamiento espectral que aparecen en la modalidad de vídeo compuesto descrita más arriba. o U. la señal de vídeo se representa con dos componentes: luminancia Y y crominancia C. puesto que en principio las tres señales son de igual peso.0. porque las señales son únicamente pseudoperiódicas y por tanto el imbricado no es perfecto. SECAM y PAL.V (en PAL). cuyos espectros ofrecen quasi-nulos entre los mútiplos de la frecuencia de línea. De esta forma. mientras que en el caso de señal compuesta la luminancia tiene mayor ancho de banda que las crominancias (la luminancia requiere 5 MHz de ancho de banda.Y. Se tiene como luminancia más crominancias roja y azul. verde y azul . Como única incursión por la representación analógica. elimina la diafonía que surge en la señal compuesta (que se describe a continuación) y la luminancia es compatible con la visión B/N. Se tiene como tres señales roja. Una vez generadas. Este esquema ofrece la desventaja de un mayor ancho de banda necesario. mientras que para las crominancias basta un ancho de banda ligeramente inferior a 1 MHz). se suman. En este formato. La relación fundamental que liga la señal compuesta con la señal en componentes es una transformación lineal de tres ecuaciones con tres incógnitas. originando con ello una señal C modulada en amplitud en cuadratura (QAM). y el espectro de esta modulación se imbrica en el espectro de la luminancia. o campo par y campo impar). incluyendo España. la velocidad de refresco en campos por segundo es el doble que la expresada en cuadros por segundo. en USA y Japón se utilizan las señales de crominancia I.Y. Q (en NTSC). aprovechando el carácter pseudoperiódico de las señales de vídeo. • Señal compuesta.CMY). que representa el cociente entre la anchura y la altura de las imágenes. La crominancia roja utilizada es (en Europa) conocida como U = R .6R + 0. • La relación de aspecto. • La velocidad de refresco. es necesario un perfecto sincronismo entre las componentes transmitidas para poder recuperar la imagen en la presentación del receptor. Básicamente. Por otro lado.28G .0. El formato S-vídeo representa una solución de compromiso entre la calidad suministrada por la señal en componentes y el vídeo compuesto. existen tres tipos de señales de vídeo compuesto. Las dos crominancias se combinan en una modulación única de amplitud de dos portadoras en cuadratura. que puede ser entrelazado o progresivo. donde I = 0. en este caso. Q = 0.31B.11B. • Formato de barrido. utilizadas en diferentes países del mundo: NTSC. El sistema PAL es el utilizado en la mayor parte de Europa. y la azul como V = B . MPEG / ISO. ⇒ Asimétricos (p. en número de períodos de onda cuadrada es igual al número de píxeles total de la imagen dividido entre dos. en el que cada cuadro equivale a un píxel. sobre todo de almacenamiento e intercambio si se utiliza la representación digital (la más extendida).. Para apoyar estas ideas. etc.5 MHz. • Relación de muestreo 2:1. la imagen es píxel blanco. a resolución VGA (680 x 480).).5 líneas visibles/campo).261. Estos sistemas pueden clasificarse como sigue: • Esquemas basados en HW: ⇒ Simétricos (p. Aparece así la necesidad de un conjunto de esquemas de codificación de fuente habitualmente utilizados en vídeo. que pueden estar basados en SW según la velocidad de los recursos de presentación y el miembro de la familia MPEG-x. vídeo H.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ • Relación de aspecto de la imagen: 4/3. Este régimen binario es extremadamente alto para su manejo razonable en muchos sistemas y servicios. puesto que es un medio de información que consume gran cantidad de recursos en el sistema. se tiene así un número total de ondas cuadradas en un cuadro de imagen que responde a la expresión: ½ x 625 x 625 x 4/3.5 líneas/campo). 13.75) x 8 = 216 Mbps. no se concibe hablar de vídeo sin asociarlo directamente a un esquema de codificación de fuente determinado (se habla así de vídeo MPEG-1.261. es decir. CD-V Compression Labs. habrá que dotar al sistema con unos recursos de almacenamiento e intercambio que sean capaces de extraer en tiempo real la información y enviarla a un régimen binario de 7372800 bits/cuadro x 25 cuadros/s = 184320000 bps (en el caso de HDTV esta cifra habría subido hasta los alrededores de 1 Gbps.75 + 6. píxel blanco. y el ojo tiene limitaciones por las que resulta absurdo crear un sistema que reproduzca imágenes mejor de lo que el ojo exige (por tanto con costes innecesarios). Resulta en este punto interesante justificar una estimación del ancho de banda de una señal compuesta PAL. UIT-T H. • Número de cuadros/segundo: 25 (50 campos/s). Dado que la imagen del damero es el caso peor.75 MHz para las crominancias. Con esta imagen. etc. se tiene un valor de ½ x 625² x 4/3 x 25 = 6.75. Si la resolución es a 8 bpp. Con 625 líneas por cuadro y la relación de aspecto habitual del PAL (4/3). píxel negro. • Formato de barrido: entrelazado. de esta forma. Al igual que las imágenes fijas.75 = 5 MHz (aproximadamente). mientras que para las crominancias roja (U) y azul (V) es la mitad.95 µs.5 MHz. incluyendo sonido. etc. La frecuencia de muestreo es 13. con lo que 6. • Período visible de una línea = 51.5 x 0. DVI/Intel..5 MHz para la luminancia y 6. • Número de líneas/cuadro: 625 (312. se tiene (13. Así. • Ancho de banda necesario del orden de 5. es difícil tratar con el vídeo sin la aplicación de esquemas de codificación de fuente. • Período de una línea: 1/(25x625) = 64 µs. píxel negro. Para ello se toma una imagen de un damero. ej. 6.75 MHz. • Si se intenta reproducir el cuadro anterior. Motion JPEG que puede estar basado en SW según la velocidad de los recursos de presentación.. Se tiene 640x 480 x 24 = 7372800 bits/cuadro. Si esta cantidad se repite a razón de 25 cuadros por segundo (PAL). SG3/Picturetel.5 MHz para la luminancia (Y). se dan a continuación unas cifras que dan idea de los recursos que serían necesarios para manejar vídeo en su representación digital sin aplicar dicha codificación de fuente adicional: • Codificación PAL en componentes YUV 4:2:2 para transmisión (UIT-R BT601).). El cálculo se hace considerando el caso peor (mayor ancho de banda posible). se multiplica este ancho de banda por un factor reductor (factor de Bredford-Kell) que resulta ser del orden de 0. • Número de líneas activas/cuadro: 575 (287. CD-I Philips Motorola.5 + 6. casi nunca se tiene en realidad dicha imagen en condiciones reales.). • Almacenamiento de un cuadro PAL en componentes “true colour” (24 bpp). ____________________________________________________________________ 54 . ej. etc. y 858 muestras en 525/59. se puede llegar a usar 3:1:1. y las señales de diferencia de color a 6. y por un 4 a 13. Con los factores 3 y 1 surge un problema en el formato 525/59. lo cual dificulta el procesamientoen producción. con el que se indica que la luminancia Y se muestrea a 13. De esta manera. que una línea va muestreada a 4:2:2 y la siguiente a 4:0:0. fs/2 = 6. no se quiere indicar que una de las componentes no se muestrea en absoluto. El resultado no fue una frecuenica de muestreo. En la nomenclatura habitual se suele designar por un 1 a la frecuencia más baja (3. se suele utilizar el formato RGB con 4:4:4. es decir. la frecuencia de muestreo puede substituirse por 3fs/4 = 10.5 MHz. R-Y.3.94. La Tabla 1 indica el número de muestras que se obtienen según la frecuencia utilizada de muestreo de acuerdo con el patrón de 13.75 MHz.2 La recomendación UIT-R BT 601 2. V).94 de la SMPTE RP 125.2. Los formatos de muestreo y codificación de esta recomendación son la base para la aplicación de los demás estándares de codificación de vídeo. cuando se desea trabajar con máxima calidad en componentes.4. En todos los casos se especifica siempre la utilización de codificación MIC con cuantificación uniforme. Opcionalmente.75 MHz.75 MHz en una línea sí y otra no.1 Digitalización de vídeo en componentes La determinación de las características de un sistema estándar para vídeo en componentes fue el objetivo de la recomendación UIT-R BT 601. ya que todavía proporciona un ancho de banda superior a 1 MHz en las señales de crominancia. En postproducción. luminancia y crominancia (Y. ej. Con ello.4. y de ahí su extremadísima importancia. Cuando es probable que la señal vaya a ser emitida por PAL o NTSC. Si la velocidad de transferencia de datos es crítica (como ocurre en aplicaciones ENG “Electronic News Gathering”).125 MHz. La Tabla 4 muestra los parámetros básicos de codificación según la recomendación UIT-R BT 601 para las familias RGB 4:4:4 e YUV 4:2:2 con relación de aspecto 4/3. por un 2 a 6. AVI “video for windows”/Microsoft.125 MHz.. La Tabla 3 muestra los mismos parámetros para una relación de aspecto 16/9. Muestreando a fs = 13.5 MHz. La denominación 4:2:0 es un caso particular. 2.). Quicktime/Apple. etc.5 MHz se obtienen 864 muestras por período de línea a 625/50. Si se desean anchos de banda inferiores por limitaciones en el canal disponible. es decir. por un 3 a 10.375 MHz.5 MHz. Algunos sistemas de compresión de vídeo hacen uso de un tipo particular de muestreo. Ulti/Photomation/IBM. se suele muestrear a 4:2:2. denominado 4:2:0. permite la utlización de 10 bpp. o menor cantidad de información por limitaciones en el subsistema de almacenamiento.3. La recomendación UIT-R BT 601 combinó aspectos de la recomendación 625/50 de EBU (documentos técnicos 3246 y 3247) con el informe 525/59.5 MHz. Indicativo de frecuencia Número de muestras PAL 4 864 NTSC 858 ____________________________________________________________________ 55 . donde se suele trabajar con componentes en luminancia y diferencias de color (Y. o bien fs/4 = 3.5 MHz.5 MHz dividido apropiadamente. U. resulta aún aceptable un estándar de 4:1:1. indicando con ello que la luminancia va muestreada a 13. Los valores mostrados en las tablas se pueden reducir algo si no se envía la información de sincronismos. mientras que las señales diferencia de color R-Y y B-Y se muestrean a 6. con 8 bpp por cada muestra tanto para los primarios de color como para la luminancia o las crominancias.94.75 MHz.375 MHz). ya que no proporciona un número entero de muestras por línea. B-Y). sino una familia de frecuencias basadas en la frecuencia clave de 13.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • Esquemas basados en SW (p. indicando con ello que las tres componentes primarias se muestrean a 13. 997 Tabla 2 .592 55.422 248.104 Total YUV 4:2:2 216 165.402 55.Número de muestras proporcionado por cada una de las frecuencias de muestreo para componentes.832 107.997 83.94 484 720 360 858 429 720 360 82.776 250. derivadas de 13.552 41.656 167.999 71.94 484 960 480 1144 572 960 480 110.5 MHz (recomendación UIT-T BT 601) Parámetro Total Entrelazado Campos/segundo Líneas/cuadro Columnas/cuadro RGBY UV Régimen binario (Mbps) RGBY UV Total RGB 4:4:4 108 54 324 864 432 625 Sistema 625/50 Visible 2:1 50 576 525 Total Sistema 525/59.Parámetros de codificación según la recomendación UIT-R BT 601 para las familias RGB 4:4:4 e YUV 4:2:2 con relación de aspecto 4/3 Parámetro Total Entrelazado Campos/segundo Líneas/cuadro Columnas/cuadro RGBY UV Régimen binario (Mbps) RGBY UV 144 72 1152 576 625 Sistema 625/50 Visible 2:1 50 576 525 Total Sistema 525/59.999 111.94 Visible 2:1 59.788 215.94 Visible 2:1 59.999 323.296 143.701 ____________________________________________________________________ 56 .944 41.5 429 1 216 214.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 3 2 648 432 643.5 Tabla 1 .999 53. 5 4. lo normal es trabajar a 4fsc porque simplifica aún más el diseño de los filtros y proporciona mayor margen para evitar el posible aliasing.58 14.318 910 768 114. utilizando entonces una frecuencia de muestreo que sea un múltiplo entero del valor de dicha subportadora. si se considera la posibilidad de procesar la señal en el dominio digital y la conveniencia de facilitar la labor del diseño de los filtros de conversión A/D y D/A.2.804 Total YUV 4:2:2 288 221. etc.Parámetros de codificación según la recomendación UIT-R BT 601 para las familias RGB 4:4:4 e YUV 4:2:2 con relación de aspecto 16/9 2. cualquier frecuenica de muestreo que permita un ancho de banda suficiente (atendiendo al factor de Bredford-Kell) será capaz de digitalizar vídeo compuesto manteniendo su nivel de calidad.206 222.8 Tabla 4 .81 • UIT-T H.997 334.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Total RGB 4:4:4 432 331.184 287.72 1134 939 NTSC 4. Sin embargo.5 Régimen binario a 8 bpm (Mbps) 141.2 Digitalización de vídeo compuesto Si lo que se pretende es digitalizar vídeo compuesto. Estándar Ancho de banda (MHz) Subportadora de color (MHz) Frecuencia de muestreo 4fsc (MHz) Muestras por línea Muestras activas por línea PAL 5.Frecuencias de muestreo y número de muestras manejados habitualmente con señales de vídeo compuesto 2.4. ____________________________________________________________________ 57 .263 • ISO MPEG-1 • ISO MPEG-2 • ISO MPEG-4 • Adicionalmente.43 11. DVI.2. DVD.997 Tabla 3 . Según el criterio de Nyquist. resulta conveniente relacionar la frecuencia de muestreo con la frecuencia de la subportadora de color fsc.776 431. La Tabla 4 muestra los datos fundamentales de un muestreo de vídeo compuesto en los sistemas PAL y NTSC.3 Estándares más relevantes en codificación A la vista de los resultados anteriores de regímenes binarios.3. se puede hablar de ISO M-JPEG.261 • UIT-T H.2 3. Aunque trabajar a 3fsc ya supera la frecuencia de Nyquist. Entre los estándares más importantes destacan: • UIT-T J.3. ya que consta de la luminancia y la crominancia entrelazadas espectralmente. y algunas basadas en tecnología CD como CD-I.4. se debe considerar que la señal es más compleja. queda patente la necesidad de reducir este volumen de información tanto para almacenamiento como para transmisión. No obstante lo anterior. tanto básico (64 y 2 x 64) como primario (hasta 2 Mbps). • Tamaño de imagen: según la recomendación UIT-R BT601 (véase Tabla 2 y Tabla 3).261 es una recomendación de la UIT que se aplica fundamentalmente en sistemas que llevan videoconferencia.3.81 Este sistema de compresión se corresponde con el estándar ETSI ETS 300 174. Realmente. sino la carga que originan en un sistema de telecomunicación. Fixed Bit Rate). es en tiempo real y el algoritmo utilizado está basado en DCT (Transformada discreta del coseno) de forma similar al JPEG modo base utilizado en imágenes fijas.2.94 (525/59. el análisis tendrá como base dar la información suficiente para poder efectuar una comparativa de calidades versus aplicaciones y versus ancho de banda. no es el esquema de codificación que mayor calidad proporciona. No hay que perder de vista que la finalidad de la descripción ofrecida no es la compresión de la forma de operar interna de los diferentes esquemas de codificación. • Técnica de compresión de vídeo: basada en un esquema híbrido predictivo y haciendo uso de la transformada discreta del coseno DCT.3. Los parámetros más importantes son: ____________________________________________________________________ 58 . • Submuestreo de crominancia 4:2:2. H. • Tasa de campos: 50 Hz (625/50) y 59. esta recomendación se corresponde con la parte dedicada a vídeo de la recomendación UIT-T H.1 UIT-T J. Es un esquema de codificación simétrico. como se ha mencionado. • Formato de entrelazado 2:1. etc. siendo compatible con los accesos de RDSI. con la adición de codificación interframe y estimación de movimiento.3. y está destinado a la codificación de señal de TV digital en componentes para la transmisión de información de vídeo con calidad de contribución. campos por segundo. El flujo de datos que sale del codificador es de velocidad constante (FBR.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Se describen a continuación los esquemas más importantes de los enunciados en la lista anterior.261 proporciona un esquema de compresión de vídeo para transmisión mediante canales telefónicos de p x 64 kbps. Pueden existir realizaciones físicas en HW y en SW de dicho codificador y descodificador. La calidad es creciente a medida que la velocidad binaria aumenta. velocidades binarias.94). y la recomendación prevé velocidades p x 64 kbps. porque realiza una cuantificación con adaptador del escalón del cuantificador precisamente para buscar esa finalidad. La codificación y decodificación. El sistema operativo de un PC con características mínimas razonables es capaz de gobernar la información multimedia en tiempo real. típicamente en E3 a 34 Mbps (estándar europeo).4. y relativamente de bajo coste en ambos terminales.2 UIT-T H. etc.2. Sus parámetros más importantes son: • Régimen binario (Europa): entre 26 y 45 Mbps (típicamente E3 a 34 Mbps).4.3.320 “Sistemas de telefonía visual de banda estrecha”. extrayéndola e insertándola en los recursos de almacenamiento. es decir. en el tercer nivel de la jerarquía digital plesiócrona. enviándola a los puertos de entrada y salida para el intercambio en red. 2. pues se puede instalar una tarjeta en un PC.261 La recomendación UIT-T H. Por tanto. codificando y decodificando en los recursos de representación. 2. • Tasa máxima de cuadros: 29.3. Los parámetros carácteristicos son: • Régimen binario máximo: 20 kbps. • Submuestreo de crominancia: 4:2:0. y 29.115 Mbps. Esta recomendación se corresponde con la parte dedicada a vídeo de la recomendación UIT-T H. • Submuestreo de crominancia: 4:2:0.45 Mbps.601 (Quarter Common Intermediate Format).263 ____________________________________________________________________ 59 . se suele usar p = 6.324 “Terminal para comunicaciones multimedia con bajas tasas binarias”. • Formato de entrelazado: 1:1 (progresivo).V 128 x 26 64 x 48 QCIF 176 x 144 CIF 352 x 288 4CIF 704 x 576 352 x 288 16CIF 1408 x 1152 704 x 576 88 x 72 176 x 144 Tabla 5 . 2. • En aplicaciones de vídeotelefonía. del orden de decenas de kbps. sub-QCIF Y U. con la luminancia Y en 288 filas de 352 píxeles cada una.263 El sistema de codificación de vídeo basado en la recomendación UIT-T H. • Técnica de compresión de vídeo: basada en un esquema híbrido predictivo y haciendo uso de la transformada discreta del coseno DCT.4.3 UIT-T H.97 cuadros por segundo. • Formato de entrelazado: 1:1 (progresivo). Con esta variante se puede utilizar una velocidad binaria de 9.97 cuadros por segundo. con formato CIF. ⇒ Submuestreo QCIF de UIT-R.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • Régimen binario: entre 40 kbps y 2 Mbps. Posible supresión de cuadros consecutivos. las crominancias U.3. • Tasa máxima de cuadros: 29.263 fue diseñado para transmisión de información visual en comunicaciones con bajas tasas binarias. • Técnica de compresión de vídeo: basada en un esquema híbrido predictivo y haciendo uso de la transformada discreta del coseno DCT. con formato QCIF y 10 cuadros/segundo.2. y 29. • En aplicaciones de vídeoconferencia.97 Hz. con la luminancia Y en 144 filas de 176 píxeles cada una. • Tamaño de imagen (véase Tabla 5). Con esta variante se puede utilizar una velocidad binaria de 36. las crominancias U.V en 72 filas de 88 píxeles cada una.97 Hz.Tamaños de imagen en UIT-T H. • Tamaño de imagen: ⇒ Submuestreo CIF de UIT-R.601 (Common Intermediate Format).V en 176 filas de 144 píxeles cada una. se suele utilizar valores de p=1 ó 2. Posible supresión de hasta 3 cuadros consecutivos. dejando para el audio el resto hasta 1.2. Especifica un sistema de codificación de vídeo y su audio asociado.976 y 60 Hz.3. con velocidades binarias desde 1. Para poder utilizar este esquema de codificación en un sistema que requiera velocidad constante. el codificador no proporciona una salida a velocidad binaria constante.5 Mbps. • Técnica de compresión de vídeo: basada en un esquema híbrido predictivo y haciendo uso de la transformada discreta del coseno DCT.97 Hz (SIF-525). La calidad de vídeo resultante es aproximadamente la de una representación analógica en VHS. Con esta premisa. ⇒ Velocidad total de transmisión: 1. los parámetros más relevantes de este tipo de codificación de vídeo son: • Tamaño máximo de cuadro: hasta 4096 x 4096. A diferencia de H.261.261. estéreo.15 para vídeo). Variable Bit Rate). sino valores máximos. sino variable (VBR.3. se puede llevar a cabo la codificación y descodificación en tiempo real mediante SW dedicado en dispositivos HW de uso general.4 ISO MPEG-1 El estándar ISO/IEC 11172 se conoce como MPEG-1. A expensas de la asimetría del esquema de codificación. • Tasa de cuadros: ciertos valores predeterminados entre 23. La norma no especifica parámetros fijos. El audio en MPEG-1 tiene tres niveles de calidad (velocidades máximas en cada nivel). o dos canales independientes (dual). el esquema de codificación está optimizado para una velocidad binaria objetivo del orden de 1. MPEG-1 es un esquema de codificación de vídeo apropiado para drivers de CD-ROM. ____________________________________________________________________ 60 .5 Mbps. El estándar especifica unos valores máximos para los parámetros.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 2.261. No obstante. de valores 448. A diferencia también de H. es un esquema de codificación asimétrico. sobre todo la descodificación incluso en sistemas basados en PC. • Submuestreo de crominancia: 4:2:0.5 Mbps. incluída la velocidad binaria. con las capacidades de sistema operativo de los actuales HW. Este valor coincide con la velocidad que se utiliza en los sistemas CD-DA. existe un buffer a la salida del codificador que absorbe las variaciones de velocidad binaria de la salida del codificador. donde el acrónimo MPEG proviene de Moving Picture Experts Group. ⇒ Velocidad de transmisión de vídeo: 1. 384 y 320 kbps. Las muestras son de 16 bits (un rasgo más de compatibilidad con la calidad CD-DA) y con posibilidad de mono. inicialmente pensado para almacenamiento en dispositivos CD-ROM interactivos.4. que pueden bajar hasta 32 kbps en escalones de 16 kbps. • Formato de entrelazado: 1:1 (progresivo).15 Mbps. • Optimización de la recomendación para otros parámetros (que lo hagan compatible con almacenamiento en CD-ROM) como sigue: ⇒ Tamaño de imagen (véase). • Velocidad de transmisión: hasta 105 Mbps (optimizado como se ha dicho antes a 1. aunque posteriormente se ha utilizado también para aplicaciones de transmisión de audio y vídeo sincronizados. por lo que. por lo que se dice que la velocidad binaria de MPEG-1 es constante “por control de buffer”. SIF significa Source Input Format.15 Mbps. no obstante. como ya se ha indicado. ⇒ Tasa de cuadros: 25 Hz (SIF-625) y 29. la calidad es mejor que el H. MPEG-2 define para el vídeo dos tipos de parámetros fundamentales: • Perfil: especifica diferentes parámetros que afectan al algoritmo de codificación. ____________________________________________________________________ 61 . con velocidades binarias que en un principio se ciñeron al rango de 3 a 15 Mbps. De esta forma. cinco perfiles diferentes. Especifica un sistema de codificación de vídeo y su audio asociado.V 352 x 288 176 x 144 Tabla 6 . admite variantes para varios formatos de vídeo. Velocidad máx. • Nivel: limita los valores de los parámetros que caracterizan a la señal (filas. ⇒ Principal. Por ejemplo. Nivel Tamaño imagen Tasa cuadros máx.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ SIF-625 Y U. ⇒ Escalabilidad SNR. Inicialmente.3. MPEG-2 cubre un espectro de valores desde donde lo deja MPEG-1 hasta HDTV (TVAD). No obstante. etc. tasa de cuadros.Formatos de imagen en ISO MPEG-1 SIF-525 352 x 240 176 x 120 2. el rango final de MPEG-2 viene a ser entre 2 y 80 Mbps. aplicación para la que está optimizado. ⇒ Escalabilidad espacial. una calidad equivalente a PAL se logra alrededor de los 5 ó 6 Mbps. tanto entrelazado como progresivo. ⇒ Alto. que se correponden con los cinco modos de funcionamiento del codificador: ⇒ Simple.4. ⇒ Principal. La definición final para cada aplicación es una combinación de un nivel con un perfil (véase Tabla 7 para valores de los diferentes niveles en el perfil principal): ⇒ Alto. MPEG-2 representa una mejora de calidad con respecto a MPEG-1 en sistemas donde pueda implantarse o sea requerido por las especificaciones.3. ⇒ Alto 1440. Por los rangos de velocidades binarias mencionados. Existen. Este estándar recoge también los trabajos realizados en su momento por el grupo denominado MPEG-3. columnas.) y a la velocidad de transmisión.5 ISO MPEG-2 El estándar ISO/IEC 13818 se conoce como MPEG-2. fue concebido para almacenamiento y transmisión de vídeo entrelazado. Existen cuatro niveles. básicamente. encaminado a proporcionar especificaciones para la compresión y transmisión de HDTV con velocidades binarias entre 20 Mbps y 80 Mbps. ⇒ Bajo. con diferentes tamaños de cuadro y velocidades de transmisión.2. Dado que la especificación de un canal MPEG-2 en un sistema es en realidad una especificación de velocidad binaria y/o espacio disponible y/o capacidad de manejo de una determinada QoS en tiempo real por un determinado sistema operativo. e integración con todo tipo de datos multimedia. No obstante lo anterior.94 29. etc.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Alto Alto 1440 Principal Bajo 1920 x 1152 1440 x 1152 720 x 576 59. Las variantes son tan numerosas que no resulta práctico para los fabricantes construir un codificador/decodificador universal. que cubre los formatos de televisión convencional. pero al revés no siempre es compatible.94 Hz o a 50 Hz. designándose a esta configuración como 422P@ML. La planificación inicial pretendía incorporar al estándar los nuevos algoritmos de codificación a lo largo del año 1997. el desarrollo de nuevos algoritmos con capacidad de compresión mayor a la lograda por el estándar UIT-T H. siendo ésta última más simple por ser un esquema de codificación asimétrico. 2. La complejidad y la velocidades binarias que se manejan en MPEG-2 hacen que sea fundamentalmente basado en arquitecturas HW para su codificación e incluso para su decodificación.97 Tabla 7 . pues a medida que aumentan las capacidades de los sistemas operativos y la velocidad de los dispositivos HW. bien a 59. es cada vez más factible realizar la codificación y sobre todo la descodificación con SW de propósito general en dispositivos HW no dedicados. los esfuerzos se encaminaron en la línea de localizar nuevas áreas de aplicación no cubiertas completamente por los estándares ya consolidados. basada en los objetos contenidos en la escena).97 80 Mbps 60 Mbps 15 Mbps 4 Mbps 352 x 288 29. El objetivo original de este grupo era la generación de un estándar nuevo de codificación de vídeo para aplicaciones con velocidades binarias muy bajas (típicamente sub 64 kbps). la definición del codificador es la combinación de un nivel con un perfil. Todos los formatos MPEG-1 se pueden procesar con MPEG-2. De esta forma. denominado como [email protected]. con lo cual se optó por modificar los objetivos iniciales del grupo de trabajo MPEG-4.3. incluyendo servicios audiovisuales que requieran comunicaciones móviles. el interés se centra en el Perfil Principal (Main Profile) con el Nivel Principal (Main Level). No obstante. La técnica de compresión de vídeo está basada en un esquema híbrido predictivo y hace uso de la transformada discreta del coseno DCT.Niveles en MPEG-2: valores para el perfil principal de algunos parámetros Como se ha comentado. En los estudios de producción se está utilizando últimamente el formato de submuestreo 4:2:2. interactividad entre varios usuarios.263 no parece viable en los próximos años.94 59.6 ISO MPEG-4 El grupo de trabajo MPEG-4 se creó en 1993 como una parte del comité ISO MPEG. esta afirmación tiene siempre carácter temporal..4. es muy común que los recursos especificados en principio para un canal MPEG-2 se utilicen en algún momento para varios canales MPEG-1.2. y siete canales para comentarios y operación multidiomas. aunque también es posible mejorar la calidad utilizando submuestreos 4:2:2 o incluso 4:4:4. El audio en MPEG-2 tiene cinco canales completos más que MPEG-1. normalmente se utiliza submuestreo de crominancia del tipo 4:2:0. ____________________________________________________________________ 62 . Actualmente. que tendrá capacidad para dar soporte a las siguientes áreas funcionales: • Codificación basada en contenidos (es decir. Así. Dado que el propósito fundamental de la codificación es la transmisión y el almacenamiento. el estándar MPEG-4 se ha transformado en un codificador audiovisual genérico. Los cinco perfiles y los cuatro niveles general un conjunto de 20 combinaciones posibles. cuyos contenidos se edifican sobre el primitivo CD-DA. que en este caso es 16.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • Manipulación de información multimedia. Actualmente. y entonces su capacidad debe ser 74 minutos x 1411200 bps x 60 s/min / 8 bits/octeto = 783 MB.2. el estándar de vídeo propuesto se basa en el estándar UIT-T H. por lo que queda S/N = 98 dB. No obstante merece la pena destacar aquí un pequeño resumen porque es la base de las secciones posteriores. Así.3. La localización de unidades de sonido en un CD-DA no es demasiado fina. compitiendo con CD-I).2.3.7 DVI DVI utiliza dos técnicas de compresión: • Asimétrica: PLV (presentation level video). En un CD-DA.3. la velocidad binaria es 16 bits/muestra x 2 canales (estéreo) x 44100 Hz (muestreo de Nyquist) = 1411200 bps. a costa de ganar en la propiedad de simetría.1 CD-DA (Compact Disk .8. siendo n el número de bits por muestra.2. lo que hace apropiado este esquema de codificación para su empleo en drivers de tipo CD-ROM (como tal nació para este fin. 2. aunque se está trabajando para dotar al sistema de la suficiente flexibilidad como para que el usuario sea capaz de introducir sus propias variantes al algoritmo de codificación. que permitan altas tasas de cuadros por segundo.4 Mbps. crece a razón de 6 dB/bit.3.2 CD-ROM El CD-ROM se diseñó inicialmente como el formato del almacenamiento para datos de propósito general en un ordenador.Digital Audio) Una parte del contenido de esta sección ya es conocido. 2.3.3. con mejor calidad.4. Por tanto. • Simétrica: RTV (real time video).4. pues únicamente se permite acceso directo a pistas y algunos índices.3. de talmanera que en la transmisión y el almacenamiento no sólo se suministren los daots. La velocidad binaria conseguida es de 1. • Sistemas robustos frente a posibles errores en la transmisión.2. con calidad de imagen reducida en procesadores limitados. las pistas de un CD-ROM pueden ser de dos tipos: ____________________________________________________________________ 63 . Se demuestra que k es de valor 2 en esta aplicación. sino también la información necesaria para que el receptor o el recuperador de información sea capaz de implementar el algoritmo para descodificar la información. Esto implica la necesidad de estructurar el sistema MPEG-4 en torno a conjuntos de funciones. 2.4.8 Tecnolog a CD 2.3. como salida de un cuantificador uniforme. La relación S/N. Posteriormente se pensó en que fuera la base de almacenamiento también de otros medios de información. DVI define una trama de datos en la que se incluye audio en PCM o ADPCM.263. • Sistemas de codificación eficientes.4.8. Un CD-DA proporciona como mínimo 74 minutos de reproducción. quedará S/N = k + 6n. 2. • Datos. La frecuencia de muestreo es 37800 Hz. datos es cualquier tipo de información. con compresión 8:1 respecto a CD-DA. con capacidad de 660 MB y velocidad binaria de 1200000 bps (datos de ordenador). Dado que en el tiempo se produjo con anterioridad a CD-ROM / XA. Nació pues. cuando se habla de una representación digital de información.4. CD-ROM / XA especifica cuatro variantes para el sonido: • Nivel B estéreo. por Philips y Sony. El tiempo de reproducción es de 9 horas y 36 minutos y la velocidad binaria está alrededor de 176 kbps. En un análisis en el tiempo.3. Obviamente. No obstante. La frecuencia de muestreo es 18900 Hz. El tiempo de reproducción es de 4 horas y 48 minutos y la velocidad binaria está alrededor de 176 kbps.8.2. CD-I fue conceptualmente diseñado únicamente para electrónica de consumo. vídeo o gráficos). 2. Realmente. con compresión 8:1 respecto a CD-DA. La información se halla ordenada en bloques. con capacidad de 778 MB y velocidad binaria de 1401600 bps (datos comprimidos de audio. • Nivel C estéreo. • Nivel C mono.3. precisamente porque responden a las motivaciones mencionadas de reproducción concurrente de medios de información y grabación de medios comprimidos sobre las mismas pistas. con compresión 4:1 respecto a CD-DA. • Nivel B mono. por lo que estas experiencias pueden verse como antecedentes de CD-ROM / XA. el CD-ROM / XA con las siguientes motivaciones: • Reproducción concurrente de diferentes medios de información. CD-ROM / XA nació después de CD-I y DVI. La frecuencia de muestreo es 37800 Hz.8. tiene un formato tipo CD-ROM (y no CD-ROM / XA) con: • Entrelazado de medios de información. como aditamento de un receptor de TV. ____________________________________________________________________ 64 . con compresión 16:1 respecto a CD-DA.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ • Audio (corresponden directamente a CD-DA). La localización de unidades de datos / sonido se hace de forma mucho más fina en CD-ROM que en CD-DA. 2.4 CD-I CD-I se desarrolló con anterioridad a la especificación CD-ROM / XA. El tiempo de reproducción es de 4 horas y 48 minutos y la velocidad binaria está alrededor de 344 kbps.3. El tiempo de reproducción es de 19 horas y 12 minutos y la velocidad binaria está alrededor de 88 kbps. • Modo 2.3. CD-I fue la base de la especificación CD-ROM / XA. la independencia de las pistas que almacenan diferentes tipos de información en un CD-ROM se vio como algo que podía ser superado. fundamentalmente datos. Existen dos modos de capacidad y velocidad binaria de datos: • Modo 1. • Grabación de diferentes medios de información (incluso comprimidos) sobre la misma pista (recuérdese que en CD-DA únicamente hay audio. y en CD-ROM se mantiene independencia entre las pistas que contienen audio y las que contienen datos).3 CD-ROM / XA (CD-ROM con arquitectura extendida) El CD-ROM fue un primer paso para almacenar conjuntamente sonido y otros medios de información.4. La frecuencia de muestreo es 18900 Hz. 4 horas. El audio en CD-I tiene tres niveles de especificación: • Nivel A. 2. u 8 bits adicionales para cada píxel) a una resolución ejemplo de 720 x 240. La frecuencia de muestreo es 37800 Hz. • Nivel C. • Doble (720 x 240). el ancho de banda es 17 kHz.8. Con este ejemplo.8 y 2.4 Mbps. de tamaño similar a un VCR y con interfaz posible a un receptor de TV. • Definición de un HW específico para datos multimedia denominado “el decodificador”. se tiene: • Codificación Y.2.5 Photo-CD ____________________________________________________________________ 65 .2 y 4. una imagen ocuparía360x240x16 = 1382400 bits. el ancho de banda es 8. • Nivel B. la resolución del cuantificador /codificador es de 4 bpm en ADPCM. Los dispositivos CD-I se pueden considerar como el reemplazo y/o la extensión de los dispositivos CD-DA en el mercado de la electrónica de consumo.5 kHz.6 y 4. la resolución del cuantificador /codificador es de 8 bpm en ADPCM.4. La relación S/N es 70 dB (equivalente a una calidad tipo LP).3. La relación S/N es 60 dB (equivalente a una calidad tipo radiodifusión FM). • Alta (720 x 480). lo que lo hace precisamente compatible con drivers tipo CDROM. La relación S/N es 50 dB (equivalente a una calidad tipo radiodifusión AM). Con ello. el tamaño de cada imagen es 360x240x18 = 1555200 bits. los máximos tiempos de reproducción mono y estéreo son respectivamente 9. aunque puede existir como alternativa 3. El almacenamiento del vídeo en CD-I se especifica para tres formatos de resolución: • Normal (para NTSC implica 360 x 240). la resolución del cuantificador /codificador es de 4 bpm en ADPCM. La frecuencia de muestreo es 18900 Hz. La velocidad binaria de salida del vídeo en CD-I está en 1.8 horas. Es útil para gráficos sencillos con necesidad de acceso rápido. Con ello. los máximos tiempos de reproducción mono y estéreo son respectivamente 19. los máximos tiempos de reproducción mono y estéreo son respectivamente 4. el tamaño de la imagen ejemplo sería 720x240x4 = 691200 bits. el ancho de banda es 17 kHz. Es útil para reproducción de imágenes naturales con muchos colores. Y para cada resolución.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • Definición de compresión para los diferentes medios.6 horas.3. Hay 5 bits/píxel para cada componente de color más un bit adicional (5 x 3 + 1 = 16 bpp) a una resolución ejemplo de 360 x 240. • Codificación RGB. • Definición de un SW de sistema con CD-RTOS (Real Time Operating System). • Codificación utilizando CLUT (VLT o LUT) “colour look up table”. La frecuencia de muestreo es 37800 Hz. Es útil para imágenes de alta calidad.V. 7. Hay 4 bits/píxel (16 colores.U. Todas se codifican en 360 x 240 a 18 bpp (262144 colores). Las dos características primeras de la lista son fundamentalmente las que hacen que el CD-I sea precursor del CD-ROM / XA. 8.3. y puede ser el substituto de los CD-DA y VCR domésticos conjuntamente. 2. DVD presenta las siguientes variantes: • DVD . se puede hablar de tres aspectos: reproducción. Se usa para fotografías de alta calidad. Philips. se puede decir que existen intereses contrapuestos entre las dos industrias involucradas. incialmente se trató de realizarla con herramientas convencionales.3. La industria cinematográfica no quiere que existan sistemas de grabación a nivel doméstico. vídeo y audio máxima es de 10. Existen ya en la actualidad algunos sistemas DVD-RAM que permiten hasta 1000 grabaciones del mismo disco entre los 2. vídeo compuesto. La especificación DVD es el resultado de la unión de fabricantes de las industrias cinematográfica e informática para evitar incompatibilidad de formatos. y la velocidad binaria de salida de datos. En relación con el DVD.V. grabación y autoría. nombre éste que responde a las mismas iniciales DVD. la cinematográfica y la informática. • Salidas estéreo. El proceso básico consiste en crear las fotografías convencionalmente utilizando cámaras y película. Estas características hacen este dispositivo idóneo para el almacenamiento de películas en alta calidad. mientras que la industria informática sí los quiere. • DVD . El almacenamiento se realiza en dispositivos especiales tipo Photo-CD. La reproducción de un DVD se puede resumir en las siguientes características: • 480 líneas de vídeo.Digital Video Disk) El DVD nació con el nombre de Digital Versatile Disk. para datos y SW. ____________________________________________________________________ 66 . con lector compatible con el de un CD-DA. 8 pistas de diálogo en 8 idiomas.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Es un esquema desarrollado por Eastman Kodak y N. • Cambio de formato normal a panorámico. pero no incluirán codificador MPEG-2 porque en primer lugar es complejo para dicho sistema doméstico.6 y los 5 GB.4. para películas en MPEG-2 y Dolby AC-3 para audio multicanal. y en segundo lugar porque es la forma en que ha sido posible el consenso para la industria cinematográfica. S-Vídeo (supervídeo). La capacidad de un DVD utilizando las dos caras es de 17 GB. En lo relativo a la autoría. y ya han nacido algunos productos como por ejemplo DVD Authoring Studio. con características CD-WO (Write Once). Se ha llegado a un consenso de tal forma que existirán dichos sistemas de grabación a nivel doméstico.Vídeo. para después digitalizar a 8 bpp para luminancia y 2 x 8 bpp para cada crominancia (total 24 bpp). pero popularmente se le conoce como Digital Video Disk.2.ROM.6 DVD (Digital Versatile Disk . Esto hizo que se pensase en sistemas “ad hoc” para autoría en DVD. que sirve para desarrollo de productos DVD en plataforma PC.08 Mbps. • DVD . • Acceso a 32 tipos diferentes de subtítulos.Audio. • Lector compatible para recuperar CD-DA. Respecto de la grabación en DVD. pero pronto se descubrió que DVD integraba diferentes medios de información de una manera tan versátil como hasta entonces no se había conocido. Esta comparación arroja la siguiente lista: • Moving JPEG: 10 Mbps / 20 Mbps.81 entre 20 y 40 Mbps. • DVI: 1. muy utilizado en 34 Mbps.2. H.5 Mbps total.2 Mbps / 2 Mbps (optimizado para 1. a veces 128 kbps. la mayor parte de ellos descritos más arriba. H-261: 64 kbps videofonía (vídeo menor que 64 kbps para dejar sitio al audio). • UIT-T J.5 Mbps total.4. parece interesante recopilar los parámetros más relevantes que permitan efectuar una comparación entre los estándares más relevantes en codificación de vídeo. • MPEG-1: 1. por ejemplo si se utilizan simultáneamente los dos canales B de un acceso básico RDSI 2B+D // (p x 64 kbps) / 2 Mbps (videoconferencia a diferentes calidades.3. • MPEG-4: inicialmente sub 64 kbps. pero ante la competencia de H. ____________________________________________________________________ 67 .263 actualmente se centra en codificación por descriptores a diferentes velocidades.5 Mbps incluyendo audio).263: sub 64 kbps. habiendo abandonado su vocación exclusiva sub 64 kbps. • CD-I: 1.2 Mbps / 1.3.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ 2. • UIT-T.9 Comparativa general de los est ndares m s relevantes A modo de resumen comparativo. • MPEG-2: 4 Mbps / 80 Mbps (HDTV por encima de 15 Mbps). • UIT-T. típicamente a 6 x 64 kbps).2 Mbps / 1. • Red de área local (LAN). redes de distribución y redes de difusión. red de distribución y red de difusión. las redes de transporte son arrendadas por los proveedores de red para el transporte de cualquier tipo de información encapsulado en sus protocolos o tramas. son precisamente los segmentos de acceso los que dan diversas oportunidades de negocio a los proveedores de servicios.1 Descomposición de la red de un sistema de telecomunicación Existen diferentes formas de descomponer la red en un sistema de telecomunicación: • Redes de área local (LAN). • Redes troncales. con lo que en ese caso el segmento local contiene LAN y MAN. También puede ocurrir que una MAN sea parte de un segmento local. redes de área metropolitana (MAN). un segmento de acceso en una red de área extendida puede descomponerse en red troncal. redes de acceso y redes de transporte (también conocida esta descomposición como segmento local. y redes o segmento local. redes o segmentos de acceso. Se describen en este capítulo las redes de un sistema de telecomunicación utilizando la segunda descomposición: redes o segmentos de transporte (a veces conocidos como segmento o red backbone).Descomposición de la red en segmento de acceso y segmento de transporte ____________________________________________________________________ 68 . Las tres clasificaciones no son excluyentes. también en términos generales. De hecho. más red de gestión e interconexión de redes. Redes en un sistema de telecomunicación 3. Red de transporte (incluy e nodos de transporte) Red Extrem o (Red de área local) de acceso Nodo de acceso Nodo de acceso Red PTR PTR Extrem o (Red de área local) PTR de acceso Extrem o (Red de área local) PTR Canal de difusión (¿FIP incluído?) Canal interactivo (FIP + RIP) Extrem o (Red de área local) Figura 12 . y redes de área extendida (WAN).Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 3. En términos generales. A la red de transporte a veces se le conoce en esta clasificación como red backbone. segmento de acceso y segmento de transporte). por ejemplo. puede ocurrir que una red MAN esté dentro del PTR. cambio de tecnología o protocolo de transporte. para servicios interactivos. el satélite y la estación terrena receptora en casa del cliente. etc. manteniendo únicamente la independencia el canal RIP. segmento de acceso y segmento de transporte. • El canal FIP puede utilizar parte de la capacidad del canal de difusión. y ampliamente utilizados en redes de acceso CATV y próximamente en redes de acceso a servicios de TV por satélite. Otro ejemplo puede ser un servicio de difusión de TV a través de satélite. y estar separados espectralmente. según los casos. La misma Figura 12 muestra una forma alternativa de descripción de la red del sistema. En realidad. La separación entre los canales FIP y RIP no necesariamente ha de producirse a nivel físico. Dentro del segmento de transporte puede haber nodos de transporte con diversas funcionalidades (adición y/o extracción de canales hacia/de otros enrutamientos. asímismo.). y un canal interactivo. La red puede tener un canal de difusión de información. pueden compartir medio de transmisión. La implementación de una red para servicios interactivos puede realizarse de diferentes formas. la red de acceso es el segmento espacial. Por ejemplo. el llamado canal interactivo es un circuito compuesto por dos canales (ida y vuelta). en CATV el proveedor de servicio puede tener un servidor de información en la cabecera de red (nodo de acceso). mientras que se conecta en ese mismo nodo de acceso a una red de transporte que puede consistir en anillos de fibra óptica de un operador de red que se base en SDH/STM-1. o incluso utilizar protocolos diferentes o métodos de modulación diferentes. es decir. el nodo de acceso puede jugar el papel de cabecera de red para los servicios que un proveedor de servicio pueda dar a sus clientes.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ La Figura 12 muestra la descomposición de una red extremo a extremo en segmento local. enganchándose a otras áreas u otros clientes remotos a través de la red de transporte de un operador de red. En caso de que la red sea soporte para muchos clientes de un servicio. y por el otro lado el nodo de acceso puede estar conectado igual que en el caso anterior a una red de transporte consistente en una red de fibra óptica que transporte ATM/SDH-STM-1 y pertenezca a un operador de red. a saber: • El canal interactivo puede guardar una completa separación con respecto al canal de difusión. basada en canales de transmisión. que en este caso no tendría sólo una LAN. dentro del PTR. también se conoce al FIP como canal de subida o ascendente (upstream) y al RIP como canal de bajada o descendente (downstream). a los que se conoce como FIP o “forward interaction path” (ida) y RIP o “return interaction path” (vuelta). y la red de acceso descansa en cable coaxial. con lo que pertenecería al segmento local. por lo que el nodo de acceso es un lugar donde convergen los accesos de los clientes. supervisión y gestión de red. Sendos nodos de acceso unen los segmentos de acceso y de transporte. que es la interfaz entre el segmento local y el segmento de acceso. en este caso el nodo de acceso es una estación terrena transmisora de satélite que contiene un servidor de información. el segmento de acceso requiere una gran capilaridad. aunque también el canal de difusión es canal de bajada. ____________________________________________________________________ 69 . Ejemplos de este tipo en el que se comparte un medio de transmisión físico se describen en las recomendaciones del DVB-I. En algún caso. El segmento local es todo lo que está en el lado del usuario. válidas para servicios interactivos de difusión de TV. En cada tipo de servicio la implementación de cada una de los bloques y las interfaces (pilas de protocolos) pueden ser diferentes. De entre las diversas posibilidades. se va a estudiar en este capítulo las siguientes fundamentales: • Jerarquía digital plesiócrona (PDH-JDP).Descripción de bloques en una red para servicios interactivos La Figura 13 muestra un detalle del diagrama de bloques que se especifica en las recomendaciones del DVB para una red que soporte servicios interactivos. ____________________________________________________________________ 70 . • Discusión sobre redes IP versus ATM.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Customer’s Set Top Box Content Provider Broadcast Access Nodes Broadcasting Delivery Media Backbone Network Interactive Access Nodes Broadcast Network Interface CAP S et Top Unit Interaction Network Interface Content Provider Interaction Networks Access Nodes Access Network Broadcast Channel Interactive Channel Figura 13 . e incorporación de cargas del tipo modo de transferencia asíncrona (ATM). diferentes modos de transferencia síncrona (STM). 3. La finalidad de un segmento de transporte es la interconexión de segmentos de acceso.2 Segmentos de transporte Existen varias alternativas de realización de un segmento de transporte que ligue nodos de acceso. • Jerarquía SONET. una red de transporte encapsula los protocolos de los segmentos de acceso en sus propios protocolos. • Multiplexación por división en longitud de onda (WDM). En términos generales. • Jerarquía digital síncrona (SDH-JDS). por supuesto. Las tramas del primer nivel E1 y T1 se describen en las recomendaciones UIT-T G. La excepción a las tres normas anteriores la constituye el primer nivel de la jerarquía. que los afluentes se contribuyen de forma síncrona en el primer nivel y de forma plesiócrona en niveles superiores. ____________________________________________________________________ 71 . las contribuciones de los afluentes se entrelazan a nivel de bit. como el de 565 Mbps. De esta forma. ya que por ejemplo E1 es la base del acceso primario en RDSI. Por otra parte. El concepto de plesiocronía consiste en que los relojes de todos los múltiplex de un nivel que son afluentes del de otro del nivel superior.5 Mbps) se utilizan extensamente en transmisión.1 Jerarquía Digital Plesiócrona (JDP/PDH) La jerarquía digital plesiócrona (JDP o PDH. hay otros no normalizados de mayor velocidad que los expuestos en la Tabla 8 pero que están muy extendidos.732 y UIT-T G. fundamentalmente en el caso que nos ocupa de segmento de transporte. cualquier mecanismo de compensación quedaría saturado si no se definiese un límite superior a las tolerancias entre los relojes implicados. pero no necesariamente ha de ser telefonía lo único que se transmite: hay que mirar exclusivamente la capacidad en kbps del múltiplex.733. la composición de la trama de primer nivel es síncrona y no plesiócrona. que fija las tolerancias de los relojes en un máximo de más o menos 50 ppm con respecto a las velocidades nominales expresadas en la Tabla 8. El nombre de plesiócrona viene a esta jerarquía precisamente de la existencia de ese límite. así como el reloj de este último.2. o bien consistente en la introducción de los bits en exceso de afluente demasiado rápido en posiciones reservadas (que se marcan) de la misma trama del múltiplex de orden superior (relleno negativo). No obstante. habrá que establecer algún mecanismo que compense las desviaciones y las tolerancias (que pueden a su vez variar en el tiempo) entre los relojes a la hora de construir el múltiplex de orden superior. En tercer lugar. Esto. La capacidad total se mide en número de canales telefónicos. es decir. En primer lugar. el entrelazado no se realiza a nivel de bit sino a nivel de canal telefónico. Los procedimientos de relleno y marcado del relleno deben ser independientes para cada afluente. dicho primer nivel se forma con 30 canales telefónicos de 64 kbps cada uno (a razón de 8 bpm).Jerarquía Digital Plesiócrona Cada nivel acepta 4 tributarios o afluentes del nivel inmediatamente inferior. En segundo lugar. cuando un afluente va demasiado despacio (relleno positivo). es decir. Aparte de estos niveles normalizados. Este mecanismo consiste en la introducción (y marcado) en la trama del múltiplex de orden superior de bits sin información. buscando robustez frente a perturbaciones. de tal forma que cada conjunto de 4 bits seguidos en la trama de un múltiplex proceden cada uno de un afluente diferente.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ 3. como servicio portador. deja a salvo la correspondiente parte de la trama del múltiplex de orden superior para sincronización de trama y servicios propios de ese nivel. Plesiochronous Digital Hierarchy) tiene los niveles que se indican en la Tabla 8. La trama de primer nivel (sistemas E1 a 2 Mbps o sistemas T1 a 1. Nivel jerárquico USA T1 T2 T3 Europa E1 E2 E3 E4 Velocidad binaria del múltiplex en kbps USA 1544 6312 44736 Europa 2048 8448 34368 Capacidad en canales telefónicos de 64 kbps Código de línea 30 120 480 1920 HDB3 HDB3 HDB3 CMI 139264 Tabla 8 . son todos completamente independientes unos de otros. entre otras aplicaciones. Esto permite utilizar el mecanismo de compensación denominado de relleno o justificación (stuffing). puesto que todos los relojes son independietes y por tanto pueden variar libremente unos con respecto a otros. cada 8 bits corresponde a un canal telefónico (o afluente). por lo que el número de canales telefónicos de 64 kbps que soportaría se multiplica por cuatro al subir un nivel. según la recomendación UIT-T G. La señalización asociada transportada en el intervalo número 16 de la trama se puede ver detallada en la Tabla 9. La descripción de los múltiplex plesiócronos de orden superior se puede vern en la recomendación UITT G. pero es muy útil describirla porque se comprenden los mecanismos de relleno de los niveles superiores que sí se utilizan extensamente en transmisión (sistemas E3 conocidos como sistemas a 34 Mbps y sistemas E4 conocidos como sistemas a 140 Mbps). y aunque luego no se utilice en transmisión. como se ve en la misma Tabla 9). núms. Alineación de trama (impares). nulo y negativo. 4 al 15 (8 bits cada uno) Señalización asociada al canal (8 bits) Canal telefónico número 19 (8 bits) Canal telefónico número 18 (8 bits) Canal telefónico número 17 (8 bits) Intervalo número 16 Intervalo número 17 Intervalo número 18 Intervalo número 19 Figura 14 . etc. el entrelazado es por muestras de 8 bits de cada canal. Por otra parte.742 y UIT-T G. según proceda en función de la variación relativa de velocidades. ya que por la forma de construcción de la JDP no se puede saltar niveles intermedios en la construcción y destrucción del edificio múltiplex.745 para mecanismos que implican una mezcla de relleno positivo. Dado que la señalización va más despacio que la señal de voz.732. y para declarar recuperado el sincronismo basta con recibir correctamente la segunda palabra de alineación de trama en el lugar esperado con respecto a una primera palabra recibida de alineación de trama. y en la recomendación UIT-T G.Trama del nivel 1 en JDP/PDH La Figura 14 muestra la trama del nivel 1 en la jerarquía digital plesiócrona para sistemas E1 (2 Mbps).Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ La trama de segundo nivel (sistemas E2 a 8 Mbps) no se utiliza normalmente para transmisión. 20 al 30 (8 bits cada uno) Canales telef. que en las tramas impares es la señal de alineación de trama (X0011011) y en las tramas pares es una señal de servicio (X1AYYYYY. hasta pasadas 16 tramas no se vuelve a señalizar a la misma pareja de canales (4 bits para cada canal de la pareja. X reservado para uso internacional e Y reservado para uso nacional). por lo que la frecuencia de repetición de trama es de 1 / 8000 = 125 µs. pero sólo transporta 30 canales telefónicos de 64 kbps a 8 bpm (por eso se conoce a este sistema como 30 +2). por lo que el entrelazado es a nivel de canal (a nivel de byte). núms. El conjunto de 16 tramas seguidas que ____________________________________________________________________ 72 Intervalo número 31 Intervalo número 0 Intervalo número 1 Intervalo número 2 Intervalo número 3 Intervalo número 4 etc.743 para mecanismos que sólo impliquen relleno positivo. Para declarar perdida la alineación de trama hay que recibir 3 o 4 palabras incorrectas. La frecuencia de muestreo es 8 kHz en cada canal. Por ello. servicio (impares) Canales telef. es absolutamente necesario construir la trama de nivel 2 para edificar las de niveles superiores. El intervalo de tiempo número cero lleva también 8 bits. Canal telefónico número 17 (8 bits) Canal telefónico número 2 (8 bits) Canal telefónico número 1 (8 bits) Canal telefónico número 3 (8 bits) Canal telefónico número 4 (8 bits) . La descripción de los mecanismos de composición de la tramas E2 y T2 se pueden ver en las recomendaciones UIT-T G. La trama se divide en 32 intervalos.751. Como se puede ver. con A alarma. se puede muestrear más despacio. ...742. se deben recibir 4 palabras consecutivas de alineación de trama incorrectas. Intervalo de trama 0 1 2 etc. Los bits etiquetados X son de reserva. hay que garantizar que la capacidad ofrecida a cada tributario es mayor que la nominal en cada momento... siendo por tanto el muestreo de la señalización a 500 Hz y 4 bpm. en la trama número cero de la multitrama. La señal de alineación de la multitrama va en el mismo intervalo número 16. Bits del intervalo número 16 XYXX abcd canal 16 abcd canal 17 etc.. 123412341.. 123412341. 200 bits 208 bits 208 bits 208 bits Información de los tributarios o afluentes entrelazada a nivel de bit Figura 15.) 10 bits de alineación de trama Control de relleno de tributarios o afluentes 1 2 3 4 1 Relleno 2 3 4 123412341. etc. Para declarar pérdida de alineación de trama.. con esto siempre se garantizará que con la aplicación únicamente de relleno positivo se resolverán todas las situaciones.. La multitrama tiene una frecuencia de repetición de 8000 / 16 = 500. Para que nunca se presente la situación de que un tributario vaya más deprisa que el múltiplex. según la recomendación UIT-T G.Trama del nivel 2 en JDP/PDH relleno positivo La Figura 15 muestra la trama del nivel 1 en la jerarquía digital plesiócrona para sistemas E2 (8 Mbps). 123412341. y el bit Y es de alarma. tal como se ve en la misma Tabla 9 (señal 0000).Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ señaliza a todos los canales se llama multitrama... y para declarar recuperado el ____________________________________________________________________ 73 ..... 0000 abcd canal 1 abcd canal 2 etc. 15 abcd canal 15 abcd canal 30 Tabla 9 ..Descripción de la señalización asociada transmitida en el intervalo 16 de la trama JDP E1 848 bits 2 bits de servicio (alarmas. La señal de alineación de trama es en esta caso 1111010000. cuando lo hay en las tramas x).. todas las tramas con relleno. y cada bit corresponde a un afluente. el caso de que todas las tramas requieran relleno no puede tener lugar porque las tolerancias de los relojes en un múltiplex plesiócrono están limitadas a más o menos 50 ppm (en este caso de y = 0.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ sincronismo es preciso recibir 3 palabras consecutivas correctas de alineación de trama.. de valor 2048. fp. 1056 bits 8 bits de alineación de trama 4 bits de control de relleno 4 bits de de los afluentes relleno negativo 1 2 3 4 1 2 3 4 4 bits de relleno positivo 1 2 3 4 12341.96 = 2041.96 / 4. así que cuando alguno de ellos va más despacio y su bit correspondiente de este grupillo de cuatro es de relleno.f’p = 2048 .. se tiene que x + y = fT = fs / N. 101 significa que hay relleno. llamando a tal valor de x = fr frecuencia nominal de relleno. Por supuesto. la velocidad nominal del múltiplex primario (por tanto antes de efectuar rellenos por su inclusión en el múltiplex secundario). 256 bits 12341.. Se puede ver que hay cuatro grupos de información de los afluentes o tributarios. Resolviendo como un sistema de ecuaciones en x e y las dos últimas. De esta forma.Trama del nivel 2 en JDP/PDH con relleno positivo/nulo/negativo ____________________________________________________________________ 74 ..226 bits_info/(s * afluente).2% (se ofrece.. Si fs es la velocidad binaria del múltiplex de segundo orden y N es el número de bits por trama. se puede obtener como ((m/n) . que es 2048 + 0.. que es la frecuencia de trama (es decir. 256 bits 4 bits (servicio) 12341. La frecuencia máxima de relleno fr_máx se puede obtener como fr_máx = fT = 9. o lo que es lo mismo.1) x + (m/n) y = fp. debe marcarse para que el descodificador lo sepa... 256 bits 4 bits libres 12341. Estas cuatro posiciones habitualmente transmiten información de los cuatro afluentes.. El relleno (positivo) se transmite en los cuatro primeros bits del último grupo. Si hacemos la diferencia fp .23 tramas/s con relleno). por ejemplo. por tanto.8 = 6.36.. Se puede obtener el valor de la llamada tasa de relleno θ = fT / fp = 4. se tendría x = fT. la capacidad ofrecida por el múltiplex es c = (m / n) * fT = ((200+208x3) (bits_info/trama)/4 afluentes * 9960 (tramas/s) = 2052. La decisión se toma por mayoría por si ha habido error en la transmisión. que es muy superior a las 50 ppm de tolerancia máxima permitida.002064.2 kbps.. El cociente m/n es el número de bits transmitidos por afluente (incluído el de relleno. coincidente con el número de tramas con relleno en la unidad de tiempo (4.96 kbits/s..8..848 kbits/trama = 9. La marca consiste en que los bits de control de relleno de afluentes en los tres grupillos de control de relleno de afluentes y en la posición del afluente que lleve el relleno deben ser 111 (si no hay relleno. Llamando x al número de tramas por segundo con relleno e y al número de tramas por segundo sin relleno. Se puede realizar una serie de cálculos con los parámetros mencionados del relleno positivo. la frecuencia de trama fT se puede obtener como fT = fs / N = 8448 bits/s / 0. se tiene x = 4.23 / 2048 = 0. de forma que.. y = 0).23 kbits/s. 252 bits Bits de información de los afluentes o tributarios Figura 16 ... y entonces también ((m/n) 1) x = ((m/n) -1) fT = f’p = ((824/4) -1) * 9. una capacidad mayor que la nominal a cada afluente).. Si m es el número de bits de información en cada trama y n el número de afluentes.96 ktramas/s. Se obtiene el índice de relleno como el cociente fr_máx / fr = 9.23 = 2...2041. La información se va entrelazando bit a bit procedente de los cuatro tributarios. serán 000). pero con vocación de respetar lo que de síncrono tiene la jerarquía plesiócrona. la jerarquía digital síncrona procede realizando: • Entrelazado por bytes u octetos (en vez de por bits). El grupo de bits de relleno positivo habitualmente lleva información de los tributarios. en cuyo caso el bit en exceso aportado por el afluente se ubicará en esa zona destinada al relleno negativo. que nace tratando de evitar todos ellos. o no efectuar relleno (relleno nulo). tales como: • El entrelazado a nivel de bit provoca una pérdida de identificación de canal. El primer nivel de jerarquía digital plesiócrona constituye una excepción a este inconveniente. para extraer o insertar canales. • Los anteriores argumentos son base para una falta de concepción como sistema.2. de forma que la descripción que sigue se referirá al grupo de tres bits de control que corresponden en los tres grupos de control al afluente afectado. se indica relleno nulo con la alternancia 000-111 en cada dos tramas consecutivas. Como en el caso anterior. • Sincronización vía punteros de las cargas útiles en las tramas. La jerarquía digital plesiócrona muestra una serie de inconvenientes. De esta forma. y luego hay grupos de 4 bits destinados al control de relleno de afluentes y a los rellenos propiamente dichos (positivos o negativos). como se puede comprobar por la existencia de recomendaciones alternativas para sistemas T y sistemas E. relleno negativo. Hay posiciones reservadas para servicio. De esta forma. excepto los de primer nivel. los bits procedentes de los cuatro tributarios se entrelazan (entrelazado a nivel de bit). • Hay una falta de estándar global.2.2 Jerarquía Digital Síncrona (JDS/SDH) 3. que pueden estar o no estar. excepto cuando alguno de ellos va más despacio.2. También como en el caso anterior.1 Generalidades La jerarquía digital síncrona (JDS o SDH. siempre de forma independiente para cada tributario. Los inconvenientes expuestos son precisamente la base de la existencia de la jerarquía digital síncrona. excepto cuando algún tributario va más rápido que el múltiplex. cuestión que es aún más necesaria por la presencia de los bits de relleno. se indica relleno positivo con la señal 111 transmitida en cada una de dos tramas consecutivas. El grupo de bits de relleno negativo habitualmente no lleva información. y por supuesto hay que marcarlo también en las áreas destinadas al control de relleno. y no hay bits de relleno. Por tanto. el entrelazado se realiza a nivel de canal. Synchronous Digital Hierarchy) nace para superar los inconvenientes enunciados de la jerarquía digital plesiócrona en la sección anterior. hay una señal de alineación de trama (10111000) que en este caso es de 8 bits. El control de relleno se realiza también de forma independiente para cada afluente. ____________________________________________________________________ 75 . En este caso la capacidad ofrecida por el múltiplex de orden superior a cada tributario coincide nominalmente con la velocidad binaria nominal de cada tributario. de forma diferente además en cada tributario o afluente. 3. y esto hay que marcarlo en los bits de control que corresponden a la posición del tributario. pues ahí sí existe la posibilidad de extracción o inserción directa de canales. de forma que con las desviaciones de relojes que ocurran vendrá la necesidad de efectuar relleno positivo.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ La Figura 16 muestra la trama del nivel 1 en la jerarquía digital plesiócrona para sistemas E2 (8 Mbps). según la recomendación UIT-T G.745. que lleva a dificultades de operación y mantenimiento. hay que desmultiplexar o multiplexar todos los niveles completamente. que es su primer nivel. se indica relleno negativo con la señal 000 transmitida en cada una de dos tramas consecutivas. en cuyo caso hay un bit de relleno en la posición que corresponde al tributario. todos los sistemas que tienen jerarquía digital plesiócrona están llamados a desaparecer con el tiempo. no se obtenían directamente. Más adelante se detallarán las familias de equipos múltiplex de la jerarquía digital síncrona. Una sección es un tramo entre dos equipos consecutivos de transmisión. El nivel 3 se conoce también como sistemas a 2. pues en ese caso lo más que se puede hacer es apuntar con un puntero a la carga plesiócrona y para extraer un canal de dentro de la trama plesiócrona apuntada hay que proceder a deshacer el edificio múltiplex plesiócrono.080 2448. se ha buscado la existencia de un estándar único en la jerarquía. aunque sólo el primer nivel de la JDS puede incorparar cargas plesiócronas. sino aproximadamente. donde STM significa Synchronous Transfer Mode (MTS. y de hecho lo hacen. La jerarquía digital síncrona puede transportar en sus tramas cargas síncronas y plesiócronas. la trama está organizada a base de octetos (bytes).520 622. por multiplicación.320 Como se puede ver en la Tabla 10.708 y UIT-T G. regeneración). la ventaja de poder identificar canales directamente en cualquier nivel de la jerarquía digital síncrona desaparece si hay una carga plesiócrona. La sección puede ser: • Sección de regeneración. los modos STM-N corresponden exactamente a velocidades binarias STM-N = STM-1 x 155. Se puede ver la descripción de la jerarquía digital síncrona en las recomendaciones UIT-T G.2 STM-1 La Figura 17 muestra la trama STM-1 (MTS-1). etc. y sea mucho más fácil la extracción e inserción de canales sin necesidad de deshacer los edificios múltiplex completos. UIT-T G. En las tramas de la jerarquía digital síncrona aparecen marcas para señalar secciones.707. que es el que se muestra en la Tabla 10. El área de punteros de unicdad administrativa está destinada a punteros que marquen dentro de la zona de carga útil la posición de ____________________________________________________________________ 76 . que pueden efectuar también conmutación. Por otra parte.709. La sección de multiplexación es el tramo entre dos equipos de multiplexación (que pueden efectuar también.2. Esto es una diferencia con la jerarquía digital plesiócrona. Nivel jerárquico 1 2 3 Denominación STM-1 (MTS-1) STM-4 (MTS-4) STM-16 (MTS-16) Tabla 10 . No obstante. • Sección de multiplexación. Modo de Transferencia Síncrono).2. Los nombres de las secciones son suficientemente descriptivos de su significado. No obstante lo anterior. aunque multiplexando cuatro afluentes o tributarios del nivel inmediatamente inferior. extracción o inserción de canales. esto no es un problema de la jerarquía digital síncrona. los niveles superiores han de multiplexar necesariamente cargas síncronas. 3. y otra destinada a marcar la sección de multiplexación (TSM).520 Mbps. Como se puede ver. en la que las velocidades binarias de los niveles. y no a nivel de bits. no hay forma de extraer o insertar directamente canales en una carga plesiócrona que no sea de primer nivel.5 Gbps. La sección de regeneración es el tramo entre dos equipos de regeneración. como ya se comentó.Jerarquía Digital Síncrona Velocidad binaria (Mbps) 155. La incorporación de cargas plesiócronas es una forma de incorporar las tramas de jerarquías plesiócronas para generar compatibilidad entre sistemas.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Las dos características enunciadas hacen que no se pierda en ningún momento la identificación de canal. Hay una zona reservada a marcar la sección de regeneración (TSR). puede flotar dentro de la carga útil de la trama del STM-1. en el byte de la carga útil inmediatemente anterior a aquél de la trama anterior en la que comenzó. CV4 = 9 filas x 261 columnas x 8 bits/byte.Trama STM-1 Si se analiza la trama desde el punto de vista del transporte básico de canales telefónicos muestreados a 64 kbps y a 8 bpm.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ comienzo de las diferentes informaciones multiplexadas. aunque teniendo la misma capacidad que la carga útil del STM-1. Dicha capacidad es. la capacidad de la trama será de 9 filas x 270 columnas x 8 bits/byte / 125 µs = 155. la posición de comienzo de las informaciones transportadas puede flotar dentro del espacio de la carga útil. Con este dato. Las informaciones multiplexadas se transportan dentro de la carga útil en contenedores virtuales (CV). El CV4 puede comenzar en cualquier lugar dela trama del STM-1. La Figura 18 muestra esta idea de forma gráfica. acomodado en contenedores reales (esto se explica en más detalle posteriormente cuando se introduce alguna variante de construcción de tramas JDS de primer nivel). la frecuencia de muestreo es de 8 kHz. para una recuperación total de cualquier canal. lo que hace muy flexible a este sistema de trama. 270 columnas (bytes) Tara de sección de regeneración (TSR) Punteros UAD (P-UAD) 9 filas 3 filas Carga útil (organizada en contenedores virtuales) 5 filas 1 fila Tara de sección de multiplexación (TSM) 9 columnas (bytes) 261 columnas (bytes) Figura 17 . Por ejemplo. el comienzo de un CV4. Por supuesto. de la misma forma que lo sería en un primer nivel de la jerarquía digital plesiócrona. El concepto de contenedor virtual se diferencia del de contenedor real en que el contenido de un contenedor virtual puede viajar desconexo dentro de la carga útil. Una unidad administrativa (UAD) es el conjunto de un CV más su puntero. viendo la Figura 17. de esta forma. De esta forma. con dos CV4 consecutivos que van a caballo en tres tramas STM-1. Los diferentes tipos de contenedores virtuales (CV) se identifican por un número.520 Mbps. la posición inicial de los CV4 va apuntada por un puntero. invadiendo así parcialmente dos tramas consecutivas de STM-1. ____________________________________________________________________ 77 . el CV4 terminará en la trama siguiente del STM-1. No hay que confundir el hecho de que la capacidad de un CV4 sea la de la carga útil de un STM-1 con el hecho de que un CV4 tenga necesariamente que comenzar y terminar ocupando exactamente una trama del STM-1 como la definida en la Figura 17. el CV4 es un contenedor virtual cuya capacidad es exactamente la misma que la de la carga útil de un STM-1. Por tanto. y este lugar vendrá marcado en el área de punteros de la trama. el período de repetición entre muestras consecutivas (tramas consecutivas) ha de ser de 1 / 8000 = 125 µs. que es la velocidad nominal indicada en la Tabla 10 para el primer nivel de la jerarquía digital síncrona. Dado que la JDP está llamada a desaparecer. El procedimiento recomendado es el primero de los tres: a partir de 63 canales de nivel 1 de la JDP. Así pues. En este caso. la asincronía vendría en en caso de que los relojes de las tramas JDP y el reloj del mútiplex STM-1 fueran todos o algunos independientes entre sí. la composición también es asíncrona. 3. y que únicamente sirven para edificar los múltiplex de orden superior de la JDP). Evidentemente. • A partir de 1 canal de nivel E4 de la JDP. la composición siempre es asíncrona. En sí misma. este régimen binario cabe en un STM-1. la trama de nivel 1 de la JDP se compone de forma síncrona. Los otros dos procedimientos son transitorios.2. Se describen a continuación en mayor detalle las alternativas de formación de una trama STM-1 a partir de tramas JDP. además. • A partir de 3 canales del nivel E3 de la JDP. para hacer compatibles las jerarquías digitales plesiócrona y síncrona. como ya se ha dicho en secciones anteriores. En este caso. ____________________________________________________________________ 78 . Esto se puede hacer de forma síncrona o asíncrona.1 STM-1 a partir de 1 canal JDP nivel 4 Se trata de la construcción de una trama STM-1 a partir de un E4 de la JDP. también cabe en un CV4.2. de esta forma se conservaría para formar la JDS exclusivamente el nivel síncrono de la JDP que es el nivel 1. cuya velocidad es de 140 Mbps.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Tara de sección de regeneración (TSR) Punteros UAD (P-UAD) Segundo CV4 (continuación) de regeneración (TSR) de sección Tara de multiplexación Punteros UAD (TSM) (P-UAD) Punteros UAD Tara de sección (P-UAD) Tara de sección de regeneración Tara de sección (TSR) de multiplexación (TSM) Primer CV4 (continuación) Segundo Carga útil CV4 (organizada en contenedores virtuales) Carga útil (organizada en Primer CV4 contenedores virtuales) Tara de sección de multiplexación (TSM) Figura 18 . insertando así los niveles de la JDP que más se utilizan en comunicaciones (ya se ha dicho que los de segundo nivel no se utilizan prácticamente.2.CV4 en una trama STM-1 Una trama STM-1 se puede componer de tres formas a partir de la JDP: • A partir de 63 canales de nivel E1 JDP. de forma que el CV4 conteniendo una trama de JDP E4 se acomoda flotante (como indica la Figura 18) en tramas STM-1. 2 STM-1 a partir de 3 canales JDP nivel 3 ____________________________________________________________________ 79 . a partir de la posición marcada por el puntero que apunta al comienzo del CV4 no hay ninguna posibilidad de extraer o insertar canales en la trama de la JDP dentro del CV4. dada la independencia del reloj de la carga JDP con respecto al de la trama múltiplex STM-1. • El segundo motivo es porque dado que en la zona de carga útil sólo cabe un CV4. es necesario adoptar algún mecanismo de relleno. ni posibilidad de hacer nada con el contenido desde el punto de vista de JDS.2. porque así se puede adaptar las variaciones de reloj de la carga plesiócrona dentro del múltiplex síncrono. para la JDS. si hay tal tipo de relleno.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ La inclusión del E4 JDP en el CV4 se realiza directamente.2. debe ser inferior a más o menos 50 ppm. sin deshacer el edificio múltiplex plesiócrono de ninguna forma. La posibilidad de flotación del CV4 que contiene el JDP E4 es muy importante.2. se puede usar algunos bits de la zona de punteros de unidad administrativa para relleno. de forma que los bits en exceso aportados en los momentos de aceleración del reloj de la JDP se incluyen en la zona P-UAD de la trama STM-1. Por supuesto. Tara de sección de regeneración (TSR) Punteros UAD (P-UAD) Segundo CV4 (continuación) de regeneración (TSR) de sección Tara de multiplexación Punteros UAD (TSM) (P-UAD) Punteros UAD Tara de sección (P-UAD) Tara de sección de regeneración Tara de sección (TSR) de multiplexación (TSM) Primer CV4 (continuación) Retraso reloj JPD Carga útil (organizada en Segundo virtuales) contenedoresCV4 Carga útil (organizada en Primer CV4 contenedores virtuales) Tara de sección de multiplexación (TSM) Figura 19 .JDP E4 desacelerada para insertar en un STM-1 La Figura 19 muestra el funcionamiento de los punteros ante una desaceleración del reloj de la carga JDP. De esta forma. no hay más remedio que extraer la JDP que está encapsulada en las tramas STM-1 y proceder a la destrucción o construcción del edificio múltiplex plesiócrono en la forma que ya se ha indicado en secciones anteriores. Dicho relleno se puede llevar a cabo por dos motivos: • El primer motivo es que la tolerancia del reloj plesiócrono. De esta manera. si la carga JDP se acelera. Si se quiere hacer tal extracción o inserción de canales. basta un puntero para indicar la posición de su comienzo en la zona de carga útil de la trama STM-1. Así. sin conocimiento de la estructura que subyace en su interior. hay que marcarlo para saberlo cuando haya que extraer la carga JDP de la trama STM-1. el bloque de trama JDP se ve como tal bloque. como ya se dijo. no haciendo falta toda la zona de punteros para apuntar cargas diversas. 3. lo que hace que los rellenos sean necesarios de muy tarde en tarde. No obstante. • Modo bloqueado. y otro al byte n+6. Hay 3 CV3 por cada trama STM-1. como ya se ha comentado. que en este caso se puede comprender mejor el significado del concepto de CV. Así.2. aunque diferentes en su implementación. sin necesidad de deshacer el edificio múltiplex. por ejemplo la facilidad de acceso directo a canales individuales del JDP E1. consistente en una trama fija en la que no es necesario ningún mecanismo de ajuste. las posiciones de comienzo de los CV3 pueden flotar dentro de la carga útil. Cada afluente o tributario JDP de nivel 3 (E3. que se entrelazan a nivel de octeto en la zona de carga útil de la trama STM-1. y será luego dentro de estos contenedores donde estarán los punteros a los contenedores del siguiente nivel jerárquico. cosa que no pasaba con 1 CV4. que una jerarquía de punteros apuntando a la jerarquía de contenedores virtuales (puntero a puntero a puntero. es necesario dotar al sistema de algún mecanismo de relleno que compense las desviaciones de los relojes.. existe plena consciencia del sistema sobre dónde se encuentra un canal determinado.2. En este caso la trama STM-1 ve únicamente bloques que internamente son las cargas plesiócronas. es decir. puesto que el contenido de los CV3 viaja desconexo (entrelazado a nivel de byte) dentro de la carga útil. por ejemplo. 34 Mbps) se acomoda en un CV3. una composición síncrona se refiere a sincronismo entre los relojes de las 63 tramas afluentes o tributarias del STM-1. no siendo exactamente como está descrito en el párrafo anterior si hay desviaciones de los relojes (recuérdese que la composición se hace de forma asíncrona). consistente en ajuste de relojes medinate mecanismo de punteros. Ya se ha comentado que el primer nivel de la JDP es síncrono como excepción dentro de la JDP. son las mismas descritas en las secciones anteriores para las cargas E3 y E4. Dentro del caso de composición síncrona se distinguen dos formatos de multiplexación: • Modo flotante. otro al byte n+3. de esta forma. los punteros apuntan al primer byte de cada CV3. el apuntamiento de los punteros puede variar en cada trama.. No obstante lo anterior. La jerarquía de contenedores virtuales en el modo flotante se describe como sigue: ____________________________________________________________________ 80 . que se utiliza si las señales a multiplexar son síncronas.2. en este caso no es necesario invadir las posiciones de la zona de punteros.3 STM-1 a partir de 63 canales JDP nivel 1 En este caso. También en este caso. pero esto es transparente para la trama STM-1. que no es el de un contenedor real. en una trama determinada del STM-1. De esta forma. siendo su extracción e inserción directa sin necesidad de deshacer el edifico múltiplex. 3.a byte de un canal) sería capaz de localizar un canal determinado directamente. que es el caso contrario al anterior. un puntero apuntaría al byte n. La composición síncrona tiene todas las ventajas propias de la JDS. y al igual que en la sección anterior. Por supuesto.. Las ideas sobre cómo es la composición. El modo flotante se implementa mediante una jerarquía de contenedores virtuales. en la zona de punteros de unidad administrativa de la trama STM-1 sólo apareceran los punteros a los CV más altos de la jerarquía.. • Composición asíncrona. al igual que en la sección anterior. es decir.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ En este caso las tramas de JDP se acomodan en contenedores virtuales que reciben el nombre de CV3. puesto que sobra sitio en el área de carga útil con 3 CV3. con la diferencia ahora de que al ser la composición síncrona y entrelazar a nivel de bytes. la composición se puede hacer de dos formas o en dos modalidades: • Composición síncrona. todas entre sí y con respecto al reloj del múltiplex STM-1. es decir. La estructura de la trama STM-N se puede ver en la Figura 20. sería a través de un mecanismo mixto de punteros y localización fija dentro de las GUAFs. incluyendo área de punteros para albergar los punteros que marcan las posiciones de los CV12 que contiene la UAF-12.320 Mbps. 3. Se definen las estructuras para las CV12 similares a las tramas de la recomendación UIT-T G. a un nivel de introducción indirecta dentro de una trama STM-1 (de forma parecida a como se definió una UAD “unidad administrativa”. pero a nivel de introducción directa en la trama STM-1). se deduce que sólo hay punteros en la trama de la UAF-12 para marcar las posiciones de los CV12 que alberga. Las UAF-12 tienen una estructura similar a las tramas STM-1. con un puntero en la zona de punteros de unidad administrativa de dicha trama STM-1. De la estructura anterior. • Tres UAF-12 se intercalan byte a byte para formar un grupo de unidades afluente (GUAF-2). que se integra ya directamente en el STM-1. En las GUAF-2 y GUAF-3 la posición de cada canal está localizada por la ubicación de cada octeto (entrelazado) dentro de la GUAF correspondiente. para localizar un octeto de un canal directamente dentro de la trama STM-1. o más conocida como trama de sistema de 2. que no se admite nada de JDS a no ser que ya venga empaquetado en un esquema síncrono como STM-1. han de ser síncronas. octetos procedentes de cuatro tramas STM-1. como el conjunto de un CV más su puntero. la trama de un múltiplex STM-16 (2448. Las tramas combinadas para formar un múltiplex de STM-N con N>1.2. • Tres GUAF-3 se intercalan byte a byte formando un CV4.2. • Los CV12 se integran de modo flotante (con puntero) en una secuencia de unidades afluente (UAF-12). excepto los punteros que se recalculan. porque las señales pueden tener desplazada la posción de referencia. y en la trama de más alto orden.3 STM-N La trama de un múltiplex STM-4 (622. la STM-1. De esta forma. • Siete GUAF-2 se intercalan byte a byte para formar un GUAF-3. ____________________________________________________________________ 81 . Así. Es decir. De igual forma. una UAF es el conjunto de un CV más su puntero.5 Gbps) se forma entrelazando octetos procedentes de 16 tramas STM-1.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • La señal del E1 a 2 Mbps se divide en unidades denominadas CV12. para marcar las posiciones de los GUAF-3 que alberga. Se entrelazan todos los octetos procedentes de los tributarios.732 para el caso en que la señal multiplexa canales de 64 kbps.080 Mbps) se forma entrelazando octetos del nivel inmediatamente inferior. ____________________________________________________________________ 82 . Si un nodo tiene problemas de conexión con el nodo maestro. porque son la alineación de la trama STM-N. pero el más típico es el llamado “maestro-esclavo-jerárquico”.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 270 x N columnas (bytes) 5 x N filas 1 x N filas 3 x N filas 9 x N filas Tara de sección de regeneración (TSR) Punteros UAD (P-UAD) Carga útil Tara de sección de multiplexación (TSM) 9 x N columnas (bytes) 261 x N columnas (bytes) Figura 20. salen las velocidades nominales indicadas en la Tabla 10 para las tramas STM-4 y STM-16. que tienen normalmente como origen las diferencias de reloj entre subsistemas de conmutación y subsistemas de transmisión en el sistema de telecomunicación. la frecuencia de muestreo es de 8 kHz. Por tanto. se vea obligado a corregirlas insertando o suprimiendo tramas. pasa a funcionar en modo plesiócrono o degradado. Si a un nodo le fallan todas las referencias externas. Si se analiza la trama desde el punto de vista del transporte básico de canales telefónicos muestreados a 64 kbps y a 8 bpm (igual que se hizo con la trama STM-1).2. esta actuación del sistema tiene inevitables consecuencias sobre todo en el caso de supresión de tramas en cuanto a poner en marcha los mecanismos de recuperación de la información perdida. la capacidad de la trama será de N x 9 filas x 270 columnas x 8 bits/byte / 125 µs. Existen varios procedimientos de sincronización. un nodo maestro impone su reloj a toda la red. En este mecanismo. para una recuperación total de cualquier canal. Si N es 4 o 16.2. por esas diferencias de reloj. Un deslizamiento consiste en que el sistema. 3. adopta el reloj de otro nodo de la red siguiendo un esquema de prioridades. el período de repetición entre muestras consecutivas (tramas consecutivas) ha de ser de 1 / 8000 = 125 µs. que no se aplica a los primeros N octetos de la primera fila.4 Sincronización en la jerarquía digital síncrona Como su nombre indica. la sincronización es la base de la jerarquía digital síncrona. de la misma forma que lo sería en un primer nivel de la jerarquía digital plesiócrona. La intención de disminuir la tasa de deslizamiento es precisamente una de las motivaciones principales para substituir las redes plesiócronas por redes síncronas. Se trata en todo caso de evitar los deslizamientos.Trama STM-N Se utiliza un aleatorizador en la trama para evitar largas secuencias de ceros o unos. Con este dato. 84 STM-1 STM-4 155. donde el relleno va según el entrelazado. Existen diferencias en la estructura del entramado entre JDS y SONET. que en caso de entrar en funcionamiento plesiócrono o degradado. el reloj de símbolo se recupera en el receptor con una variación aleatoria. El jitter de justificación es mucho más perjudicial en la JDS. SONET es el precursor ANSI de la JDS. pero algunas de estas modalidades son fácilmente convertibles en tramas JDS.84 Mbps.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Los problemas causados por la falta de sincronización se pueden medir en los conceptos de “jitter y wander”.5 Jerarquía SONET Históricamente. como se ha mencionado en el párrafo anterior. el relleno ha de efectuarse por octetos y no por bits. También es un valor medio. puede ocurrir que un fallo en los relojes de la red conduzca a un nodo de la misma a funcionar en modo plesiócrono o degradado (es decir. el propio procedimiento de relleno o justificación provoca jitter: se llama jitter de justificación. pues la espera depende del lugar de la trama en que se detecta la necesidad de justificación con respecto al instante en que podrá llevarse a cabo. que depende de la frecuencia media del propio proceso de justificación (frecuencia media con que debe introducirse un relleno).2. así como otras nomenclaturas (OC) pueden verse en la Tabla 11. Su base es el múltiplex STS-1 (Synchronous Transport Signal) de 51. 3. pero sus efectos son mucho más perjudiciales en la JDS. Se denomina wander a los deslizamientos o variaciones a largo plazo. lo que es en realidad una manifestación del jitter de justificación en la JDS. Ambos jitter y wander tienen lugar tanto en la JDP como en la JDS. SONET STS-1 STS-3 STS-12 STS-24 Otra denominación OC-1 OC-3 JDS de trama similar Velocidad binaria (Mbps) 51. es decir.080 1244. como se haría en la JDP. que tiene dos componentes: • Componente regular.160 ____________________________________________________________________ 83 . Se trata en realidad de un jitter de frecuencia menor de 10 ó 20 Hz. En transmisión digital en general.2. en las tramas JDS que multiplexan tributarios o afluentes con relleno o justificación mediante punteros. Las correspondencias entre JDS y SONET. de velocidad binaria y estructura similares al STM-1 de la JDS. Intercalando tres de estas tramas se genera una trama STS-3. En la JDP. con su reloj de forma independiente pero dentro de una tolerancia máxima en la variación de su frecuencia). la información de cada tributario o afluente llega en bloques (contenedores de la JDS) y ello dificulta la recuperación del reloj de la trama afluente a la hora de efectuar la desmultiplexación. que se produce desde que se detecta la necesidad de justificación hasta que ésta se lleva a cabo. Por otra parte. Se estudian en este apartado de la JDS porque. que es justamente el concepto de jitter de transmisión.520 622. • Componente de espera. en segmentos de transporte. aunque no es la única aplicación para la que se está utilizando. e incluso en segmentos locales (L-ATM). etc. ATM fue concebido para la RDSI-BA.2. aunque puede soportar modos no orientados a conexión. se suele hacer referencia a esta opción como ATM/SDH. Por ejemplo. ⇒ Salida multiplexada STM-1 con interfaz óptico o eléctrico. De hecho.703. Las celdas se emiten en modo asíncrono.SONET versus JDS STM-16 2488. Soporta trayectos virtuales.703 y/o STM-1 a 155 Mbps con interfaz óptico o eléctrico. • Equipo 2: Admisión de tributarios a 64 kbps (complementando el anterior).). Existen varios niveles de capas de adaptación de ATM (ATM Adaptation Layer. que no significa otra cosa que ATM encapsulado en JDS.320 3. tipo orientado o no a conexión. según el caudal emitido por la fuente. se pueden aprovechar los huecos entre contenedores de cargas útiles procedentes de JDP para intercalar celdas ATM. AAL1. • Equipo 3: ⇒ Admisión de tributarios a 140 Mbps JDP con interfaz UIT-T G. Add Drop Multiplexers): extraen e insertan afluentes de un canal agregado. • Multiplexores de adición-inserción (ADM. que se pueden dividir en varios canales virtuales. Hoy día. se presenta como una opción muy común el hecho de que celdas ATM sean transportadas por sistemas STM de la JDS. AAL5.7 Familias de equipos síncronos Las familias de equipos síncronos que actualmente existen son las siguientes: • Terminales de línea (TL): forman un canal agregado a partir de varios afluentes. ATM se soporta coyunturalmente por la JDP. ____________________________________________________________________ 84 . de tal forma que hoy día se emplea en segmentos de acceso. necesidad de temporización origen/destino. En su inclusión en JDS. Actualmente. Existen variantes A/B/C/D de ATM. • Distribuidor-multiplexor (DCC. según combinaciones de parámetros tales como velocidad. Dentro de los terminales de línea (TL).Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ STS-48 Tabla 11 .2. Es un protocolo orientado a conexión. su uso está muy extendido. 3. hasta que la JDS desplace totalmente a la JDP por lo que ya se ha explicado anteriormente. además de extraerlos e insertarlos. etc. se encuentran los siguientes equipos: • Equipo 1: ⇒ Admisión de tributarios a 2 y/o 34 Mbps JDP con interfaz de entrada UIT-T G.2. ⇒ Salida multiplexada STM-4 a 622 Mbps con interfaz óptico. Digital Cross Connect): Conmuta afluentes entre canales agregados.6 ATM sobre JDS ATM consiste en segmentar la información en células de 53 octetos (5 de cabecera más 48 de información).2. las células ATM se pueden incluir como octetos dentro de la carga útil de las tramas JDS. Las especificaciones de TCP/IP comenzaron con la definición de la parte más crítica pero al fin y al cabo mínima de los protocolos. en ATM se puede definir varios tipos de QoS. ____________________________________________________________________ 85 .5 Gbps con interfaz óptico. La Figura 21 muestra una sinopsis del funcionamiento de las familias de equipos síncronos descritos. De esta forma. por lo que prácticamente. Todos los equipos incorporan funciones de regeneración de la señal digital. Por ello.Familias de equipos síncronos 3. ahora se piensa también en variantes que encapsulen L-ATM en IP para su transmisión por redes de transporte. y los investigadores de todo el mundo contribuyeron a su gran éxito gracias a la Internet.Canales JDS STM-M (M<N) interfaz óptico DCC MTS-N MTS-N Canales JDP interfaz UIT-T G. encapsulando IP en ATM para su transmisión por las redes de transporte.703 --------. TL Afluentes Agregado ADM MTS-N MTS-N Canales JDP interfaz UIT-T G. también la figura del regenerador tradicional irá desapareciendo para dejar su lugar a equipos tipo ADM o fundamentalmente DCC. se ha pensado que IP se podía reservar para segmentos locales. la irrupción de ATM a nivel local (L-ATM) ha comenzado a romper estas ideas.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ • Equipo 4: ⇒ Admisión de tributarios a 140 Mbps JDP y/o 155 Mbps JDS con interfaz óptico.Canales JDS STM-N interfaz óptico Figura 21 . TCP-UDP utiliza mecanismos de control de flujo basados en “windows”. Sin embargo. Actualmente.2. ATM y TCP-UDP ofrecen servicios orientados a conexión. y al mismo tiempo el concepto de redes IP como redes de transporte ha terminado por romperlas del todo.703 --------.3 ATM versus IP Hoy día ambos tipos de protocolos compiten por utilizarse en redes de transporte. Las actividades relacionadas con ATM. los DCC incorporan funciones de ADM. Tradicionalmente. en cambio. ⇒ Salida multiplexada STM-16 a 2. Ambos. los ADM como tales no se utilizan. no despegaron hasta que se definió el AAL-5. 3.1 ATM Los servicios basados en ATM hasta el domicilio del usuario son necesarios no sólo para garantizar interoperabilidad. gestión de la QoS. De esta forma. se debe definir nuevas velocidades de datos así como una nueva interfaz de nivel físico. se ha de dar respuesta a la demanda de ancho de banda y QoS garantizados sobre la Internet. en la qu e se sitúan centenares de portadoras ópticas. transmitiendo por cada una de ellas un número pequeño de portadoras ópticas. No obstante. sino para la implementación de servicios de banda ancha. Conceptualmente es similar a los sistemas múltiplex por distribución de frecuencia (FDM) pero con las connotaciones y la tecnología propias de sistemas ópticos. se están desarrollando versiones “ligeras” de TCP-UDP/IP para servicios de CATV. tales como telefonía y videotelefonía. o multiplexación por división en longitud de onda). Se puede utilizar cualquier medio de transmisión. videoconferencia. y la capacidad de monitorizar constantemente los servicios desde el equipo terminal del usuario. seguridad. si los usuarios están dispuestos a pagar un poco más. se puede ofrecer servicios multimedia con QoS garantizada.4 Multiplexación por longitud de onda Al objeto de efectuar transmisiones en velocidades superiores a las de un STM-16. De esta forma. 3. Los esfuerzos de estandarización han comenzado actualmente para intentar soportar ATM sobre medios sin hilos. Para soportar ATM directamente incluso en el segmento local. y para clientes que pueden pagar distintas cantidades en función de la QoS con que reciban los servicios. Permite la conexión extremo a extremo. ATM se perfila como una muy buena opción para soportar el propio ATM y TCP-UDP/IP procedentes de segmentos locales o de acceso.3. la tendencia es la de un cambio de tecnología. De esta forma. que multiplexa STM-16 por medio de WDM (Wavelength Division Multiplexing.. por ejemplo compatibles con un T1/E1 hasta un OC-3/STM-1 y mayores si es necesario. sea sobre redes con hilos o sin hilos.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 3. aunque no está ampliamente expandida todavía. desde el par de cobre hasta las fibras ópticas. Web-TV. 3. se pueden incorporar fácilmente así como también se facilita su manejo. sea éste fijo o móvil. la facturación. puede considerarse que hoy día el transporte basado en ATM puede resultar más útil por varios motivos. y redes de acceso sin hilos. etc. ____________________________________________________________________ 86 . Especificamente hablando de redes de transporte. HFC. separadas varios nm entre sí. Estos protocolos permiten reserva de ancho de banda en la Internet para servicios de banda ancha y servicios de banda estrecha. Esto se debe a su capacidad para llevar información digital sobre virtualmente cualquier red con una QoS especificada y preestablecida sobre cualquier canal o conexión.2. pasando por cualquier tecnología sin hilos. Los primeros sistemas WDM instalados hace uso simultáneo de la segunda (1310 nm) y la tercera (1510 nm) ventanas. etc. Por ejemplo. De esta forma. Para ello. ATM crea nuevos mercados para proveedores de contenidos y proveedores de servicios. en forma de circuitos virtuales orientados a conexión. pueden recibir servicios BTTH con multimedia en tiempo real a través de la Internet.2. Cualquier medio físico empleado en ello debería soportar ATM con taras mínimas en la interfaz o en el protocolo.2. La tendencia actual es la implantación de sistemas que sólo hagan uso de una ventana. existen formas de multiplexación de tramas JDS en órdenes superiores de múltiplex. globalmente conocidos como BTTH (Broadband to the Home). entre los que cabe destacar la gestión y monitorización de la QoS que se ofrece. algunos Foros como IETF están considerando la estandarización de protocolos como el Resource Reservation Protocol (RSVP) y el Real Time Protocol (RTP). ancho de banda por demanda.323.2 TCP-UDP/IP Actualmente. normalmente la tercera. cosa que actualmente no existe. Este último protocolo ha sido incorporado por ITU en la recomendación UIT-T H. a la vez que soporta un amplio rango de velocidades. Por otra parte. ATM es la tecnología preferida en una selección. FTTC. También es tecnológicamente posible la transmisión en fibra óptica utilizando modulaciones coherentes. Los dispositivos disponibles en el mercado permiten. Ambos factores hacen que esta fibra esté especialmente indicada para su utilización con sistemas WDM. El ancho de banda para ese canal de 2. sistemas con capacidades de N x 2. aproximadamente. De esta forma. presenta una dispersión de 3 ps/nm km a 1310 nm (segunda ventana) y de 18 ps/nm km a 1550 nm (tercera ventana).653). la cual hace innecesario aplicar ninguna técnica de compensación de dispersión.5 Gbps modula un láser emisor de luz (normalmente en tercera ventana como se ha dicho). Los equipos multiplexores WDM son también la mayoría de las veces desmultiplexores. La evolución clara es hacia sistemas de N x 10 Gbps. ya que se ha dicho que casi siempre es el mismo dispositivo para las dos funciones) ópticos que realizan las funciones de ADM o DCC. con N comprendido entre 4 y 100. Típicamente. habitualmente. La reducción de la dispersión se consigue. Los EDFAs no tienen una ganancia plana ni siquiera teniendo sólo en cuenta la primera ventana. • Fibra de dispersión desplazada (UIT-T G. Entre sus ventajas. sino amplificadores que funcionan al modo de amplificación analógica en línea de transmisión. Su principal inconveniente radica en la necesidad de disminuir la dispersión para permitir enlaces superiores a los 80 km.652). destacan su reducido coste y el hecho de no presentar intermodulación. con N>100. Estos últimos sistemas se conocen con el nombre de “sistemas de multiplexación densa por división en longitud de onda” (D-WDM).5 Gbps es de unos 4 GHz. haciendo uso de un láser de reducida anchura espectral. en este momento. Entre sus inconvenientes destacan su coste algo más elevado que el de la fibra estándar. Las fibras ópticas empleadas para transmisión son las siguientes: • Fibra estándar (UIT-T G. Sin embargo. su baja dispersión en la tercera ventana.5 ps/nm km en la banda de 1530-1560 nm. La principal ventaja de esta fibra es pues. el cálculo del ruido hay que hacerlo como se haría en un sistema de transmisión analógico. Los repetidores en línea no son regeneradores. ____________________________________________________________________ 87 . como lentes y rejillas reflectoras. Como ventajas de esta fibra cabe destacar su baja dispersión. Todo esto hace que esta fibra esté especialmente indicada para transmisores de una única longitud de onda a larga distancia. o bien filtros ópticos) o dispositivos activos ópticos reversibles (filtros ópticos sintonizables y sobre todo arrays ópticos que permiten enrutamientos y separación de gran cantidad de longitudes de onda con los múltiplex que transportan). Los valores típicos de dispersión de este tipo de fibra son 20 ps/nm km a 1310 nm e inferior a 3. por lo tanto capaces de realizar conmutación y enrutamiento de los múltiplex STM-16 transportados sobre cada longitud de onda. Se llaman estos amplificadores EDFA (Erbium Dopped Fiber Amplifier). La sección de repetición que se puede conseguir con un EDFA habitualmente es mayor que 300 km.5 Gbps. de forma que la transmisión es al modo de transmisión digital en banda de base (luz o no luz). se utilizan amplificadores de preénfasis y dopajes especiales en los dos extremos de la fibra. y el no estar todavía normalizada. Este tipo de fibra supone. que permite alcanzar longitudes mayores de 500 km. y el resultado se introduce en una fibra óptica. pero no se utiliza comercialmente todavía de forma extendida. entre sus inconvenientes destaca su alto coste. el 90% de la fibra tendida en todo el mundo. lo cual le permite alcanzar muy largas distancias. al sólo realizarse amplificación y no regeneración en cada repetidor conteniendo un EDFA. También hay multiplexores (o desmultiplexores. dado que la tecnología óptica empleada es de dispositivos ópticos pasivos (de dispersión angular. con lo cual su disponibilidad es baja al no haber sido adoptada aún por la mayoría de los fabricantes. y la ausencia de intermodulación. El tren binario procedente de cada múltiplex de 2. y sobre todo el no poder ser utilizada por los sistemas WDM de larga distancia al presentar el fenómeno de la intermodulación. para compensar este efecto. • Fibra de dispersión desplazada no nula. Los valores habituales de dispersión de esta fibra son de 18 ps/nm km a 1310 nm e inferior a 3 ps/nm km en la banda de 15125-1575 nm.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ separadas entre sí décimas de nm. superior a las fibras anteriores. . array óptico) 300 km 300 km STM-16 sobre wn wi corresponde a una longitud de onda que se modula con un STM-16 (2..ej. aunque se prevé su expansión al mercado de la corta distancia y de las redes privadas.. Actualmente.652 (p.. para transmisiones bidireccionales de larga distancia.. los sistemas WDM se utilizan. en vez de un sólo par con WDM soportando N x 2... De hecho.. fundamentalmente...5 Gbps) y lleva un espectro asociado de unos 4 GHz Figura 22 ..ej.652 EDFA fibra estándar MUX/DEMUX óptico UIT-T G. a instalar N pares de fibra óptica..wn 600 km STM-16 sobre w1 fibras ópticas fibras ópticas STM-16 sobre wn MUX/DEMUX óptico (p. ____________________________________________________________________ 88 . con los valores numéricos máximos de los parámetros mencionados..Ejemplo de un sistema de transmisión que lleva WDM La Figura 22 muestra un ejemplo de sistema de transmisión que lleva WDM.5 Gbps). de momento es en líneas de larga distancia (en principio mayores de 100 km) donde el precio de instalación de un WDM comienza a ser competitivo con respecto a una “multiplexación espacial” (es decir.5 Gbps. array óptico) EDFA fibra estándar UIT-T G.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ STM-16 sobre w1 fibras ópticas fibras ópticas w1 . cada uno soportando un múltiplex a 2..... para tener una idea de órdenes de magnitud. la conexión de un equipo directamente a la roseta telefónica.00 8.Costes de un sistema WDM frente a N sistemas de 2. también sin protocolo de contención.25 30. según estándar IEEE 802. mantenimiento de equipos y red.25 8. Pueden presentarse otras variantes de Ethernet que se especifican en algunas de las variantes IEEE 802.00 . de RDSI.00 144. de 100 Kms.00 0.00 80.3. Algunas opciones de segmento o red local son las siguientes: • “Inexistencia de la red de área local”.Todos los precios incluyen Material y Mano de Obra de Instalaciòn.5 Gbs.00 30. de 20 Kms.00 0.00 60.00 32.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ SISTEMAS OPTICOS INDIVIDUALES Y SISTEMAS OPTICOS DWDM: ANALISIS COMPARTIVO DE COSTES RUTA BIDIRECCIONAL DE 4x2.00 100.5 Gbs. a una velocidad binaria aproximada real de 2 Mbps.00 5. No se va a entrar en este documento en un estudio profundo de las redes de área local.5 Gbps 3.00 60.00 2. Utiliza protocolo CSMA/CD y sigue una especificación parecida a la IEEE 802.00 8. .00 128. siendo la red de área local reducida exclusivamente al PTR que está contenido en la roseta. en Sistemas Opticos de longitud superior a dichas cantidades. ____________________________________________________________________ 89 . o del descodificador de TV (se considera en este último ejemplo la red de distribución de antena colectiva doméstica como parte del segmento de acceso a efectos tecnológicos y de estudio en este documento.00 20.00 100..00 TERMINAL DE LINEA MTS-16 (TRX+RCX) PAR DE FIBRAS OPTICAS (Kms) AMPLIFICADOR OPTICO (EDFA) DWDM (MUX+DMUX) TOTAL 18. SOBRE SISTEMAS INDIVIDUALES PRECIO UNITARIO (millones) PRECIO TOTAL (millones) RUTA BIDIRECCIONA DE 4x2. • Redes Token Ring.Los Amplificadores Opticos se han de instalar.00 25. puesto que no es el objetivo. El PTR es precisamente la interfaz entre el segmento local y el segmento de acceso.00 148.00 209.x.3 Segmento local El segmento local o red de área local es toda parte del sistema de telecomunicación que se encuentra del lado del usuario. SOBRE SISTEMAS INDIVIDUALES PRECIO UNITARIO (millones) PRECIO TOTAL (millones) RUTA BIDIRECCIONAL DE 4x2.00 20. SOBRE SISTEMAS DWDM PRECIO UNITARIO (millones) PRECIO TOTAL (millones) CANTIDAD CANTIDA D TERMINAL DE LINEA MTS-16 (TRX+RCX) PAR DE FIBRAS OPTICAS (Kms) AMPLIFICADOR OPTICO (EDFA) DWDM (MUX+DMUX) TOTAL 16.00 0.. de 20 Kms. Figura 23 .00 2.00 1. • Redes Ethernet.00 TERMINAL DE LINEA MTS-16 (TRX+RCX) PAR DE FIBRAS OPTICAS (Kms) AMPLIFICADOR OPTICO (EDFA) DWDM (MUX+DMUX) TOTAL 18. etc. ha de decirse que el conjunto de opciones de redes de área local depende del servicio que el usuario quiera tener.00 8.00 237. cada 50/60 Kms.5 Gbs.25 8.00 8.00 128. • Redes Token Bus. . por ejemplo.25 8.En el caso de Sistemas-DWDM.5 Gbs. según estándar IEEE 802.00 4..00 0. con la variante extendida de 10 Base T.00 144.00 260. SOBRE SISTEMA DWDM PRECIO UNITARIO (millones) PRECIO TOTAL (millones) CANTIDAD CANTIDA D TERMINAL DE LINEA MTS-16 (TRX+RCX) PAR DE FIBRAS OPTICAS (Kms) AMPLIFICADOR OPTICO (EDFA) DWDM (MUX+DMUX) TOTAL 16. No obstante. el coste del Terminal de Lìnea es ligeramente superior. puesto que se requieren làseres de mayor estabilidad. que no a efectos legales porque es propiedad de la comunidad de vecinos) en el domicilio de un usuario es la conexión directa al segmento de acceso.5. ya sin protocolo de contención. Todo lo que haya dentro de los límites marcados por el PTR es propiedad y responsabilidad del usuario (características de equipos que verifiquen la interfaz. dentro del PTR (Punto de Terminación de Red).).00 RUTA BIDIRECCIONAL DE 4x2. mientras que por el otro lado del PTR la responsabilidad de los elementos del sistema de telecomunicación es del proveedor de servicio que ofrezca el segmento de acceso.00 400.4. de 100 Kms. un segmento de acceso tipo RDSI podrá transportar encapsulado un protocolo TCP/IP de una red de área local tipo Ethernet (siguiendo estándares tipo. Ejemplos de estas alternativas son FTTC (fibra hasta el concentrador y luego cable de pares de cobre). la familia xDSL (fundamentalmente ADSL. que tienen una tarjeta de RDSI conectada al PTR. Así por ejemplo. mientras que el canal de subida (RIP) va en espectro aparte. de datos (infraestructura de módems de cable). puede ser el propio usuario quien deba efectuar ese encapsulado. se puede incluir difusión sonora dentro del cable en la misma banda que se haría en radiodifusión FM. se puede hacer la siguiente: • Un operador de cable pensará en un segmento de acceso con cable coaxial. TV interactiva.4. etc. utilizando dentro del cable el mismo espectro que se utiliza en radiodifusión FM. en la modalidad DBS (Direct Broadcast Satellite). Por ejemplo. y de TV. pero considerando VDSL para casos concretos y quizá en algún momento HDSL).). y de banda ancha si es posible). La Figura 24 es una descripción general del espectro recomendado en DVB-C. Como se ha mencionado. siguiendo con el ejemplo. la lista enunciada arriba no es el conjunto de todas las posibles opciones. ya consistentes en anillos de fibra óptica. El canal interactivo suele implementarse de forma que el canal de bajada (FIP) está dentro del espectro reservado para el canal de difusión. Ha de verificar unos protocolos que se han de especificar por el proveedor de servicio que proporciona el segmento de acceso. Como se ha mencionado. en cualquiera de sus modalidades (VoD. En el caso del vídeo. para que el usuario pueda conectar los equipos que corresponda para la aplicación de los servicios ofrecidos a través del segmento de acceso. y entonces nos encontramos. La parte baja del canal de difusión suele estar destinada a los canales analógicos de TV y la parte superior a los canales digitales de TV.1 Acceso WAN tipo CATV Estos sistemas de acceso consisten en una red de cable o fibra que soporta servicios interactivos que entregan multimedia a sus clientes. particularizadas en una implementación tipo HFC. FTTH (fibra hasta la casa del cliente.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ • Redes FDDI y sus variantes. En dicha tarjeta se realiza el encapsulado del TCP/IP en los canales B de la RDSI. NVoD. con enrutadores multiprotocolo en la red Ethernet de área local. puede establecerse una red de acceso mediante sistemas MMDS y LMDS. Destacan servicios telefónicos (normalmente tipo RDSI).4 Segmentos de acceso Los segmentos de acceso a redes de área extendida pueden ser de diferentes formas. que sería propio para operadores que no tienen planta de cable y realizan el segmento de acceso mediante radio terrenal (wireless cable). • Un operador telefónico tenderá a reutilizar todo lo que pueda su planta de cobre (o fibra en acceso local). 3. ____________________________________________________________________ 90 . No obstante se insiste en que no es el objetivo de este estudio el describir en detalle las redes de área local. el medio de transmisión se comparte por canales analógicos y canales digitales de TV. Según el convenio del servicio de que se trate. por ejemplo RFC). pensará en alternativas que de una u otra forma le permitan mantener los accesos de abonado con el par de cobre (o la fibra que tenga trazada). Por tanto. TV por subscripción. La situación más habitual es que en el PTR se realice un encapsulado de los protocolos de la red de área local en los protocolos de la red de acceso. Un ejemplo típico son las redes de CATV. Se suele seguir la recomendación del DVB-I y del DVB-C para la definición de las bandas espectrales asignadas a cada canal (difusión e interactivo). el PTR es la interfaz entre el segmento local y el segmento de acceso. PPV. si ya está trazada). A. Otros operadores no telefónicos ni de cable pueden tener en mente alternativas diferentes. Como reflexión de carácter general. Otros operadores que posean un satélite pueden implementar el segmento de acceso de red como una red de difusión o de distribución a través de satélite. pero puede darse incluso el mismo servicio de difusión sonora a través de la infraestructura de cable. y RDSI (de banda estrecha normalmente. 3. Por supuesto. según sea el operador de servicio que de que se trate. Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Ejemplo: DVB-C FIP incluído en canal de difusión Dow nstream Downstream 70 5 65 130 300 862 MHz Upstream Figura 24 .Espectro en DVB-C ____________________________________________________________________ 91 . end Conexiones a otras redes (telefonía. Cada nodo de fibra puede servir entre unos 500 y 2000 usuarios en las secciones de cable. no importa utilizar para el canal de subida un método de modulación con peor eficiencia espectral (bits/Hz) como es el QPSK (0. por ejemplo. Una sinopsis de este sistema CATV-HFC se puede ver en la Figura 25.4. Servidor de información Nodo de acceso Fibra Fibra Cabecera de red o Head .1 Acceso WAN tipo ADSL ____________________________________________________________________ 92 .Sinopsis de una CATV-HFC Se suele utilizar modulación tipo 64-QAM o 256-QAM para los canales digitales de TV digital. porque se requiere un método más robusto de modulación dados los problemas de ruido que se plantean en este canal. esto conduce a un aumento del número de puntos de interconexión con otras redes de telefonía y datos. es decir. que puede venir forzado. datos) Coaxial Coaxial Usuario Usuario Usuario Usuario Figura 25 . sobre todo en los concentradores de los nodos camino de la cabecera de red (ruido por efecto embudo).4. por condicionantes de no superar el espectro máximo asignado al canal ascendente al ir agrupando más usuarios a medida que se acerca el esquema al nodo de acceso o cabecera de red. La red de acceso se establece de forma jerárquica con nodos que van siendo divisores hasta el PTR del abonado. con diversas variantes. se produce un cambio de fibra a cable coaxial como medio portador físico. 3. El espectro utilizado dentro del cable y de la fibra responde cualitativamente al descrito en la Figura 24. los accesos a otros servicios de telefonía y datos se realizan a nivel de un nodo intermedio (por ejemplo. en el sentido descendente.125 bits/Hz en 256-QAM).Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Entre todas las implementaciones de redes CATV.2 Accesos WAN tipo familia xDSL 3. el módem maestro se puede ubicar en estos nodos intermedios).167 bits/Hz en 64 QAM y 0. Al mismo tiempo. Para el canal ascendente se suele utilizar modulación QPSK.5 bits/Hz) mencionado frente a los 64/256-QAM (0. dado que el flujo binario del canal de retorno es mucho menor que el que se requiere para el canal de bajada (que incluye el canal de difusión de la información multimedia). En uno de los nodos.2. datos) Nodo de fibra Nodo de fibra Conexiones a otras redes (telefonía. una muy importante por la cantidad de implementaciones que tiene es la del tipo HFC (Hybrid Fiber Coax). por ejemplo. Se puede ver en dicha Figura 25 cómo. 413) y la primera normalización internacional (UIT-T/G.992. la cabecera de red o “head-end” es en este caso una central del operador telefónico. y el flujo binario del canal de subida (RIP). a la vez que la distancia entre la central y el usuario no puede ser muy larga (varía según las modalidades de ADSL. la Figura 26 muestra una sinopsis de un acceso WAN tipo ADSL. de junio-1999). dobleces. que ocurrieron cuando se tendió y pasaron desapercibidos para el uso normal de servicio telefónico. mientras que el “descenso” del material multimedia puede requerir (sobre todo en caso de vídeo) grandes capacidades de transmisión. aun teniendo una longitud menor que la mínima exigida para la modalidad de ADSL de que se trate.Sinopsis de un acceso ADSL El nombre de “asimétrico” en ADSL viene de la diferencia existente entre el flujo binario de los canales de bajada (que incluye el canal de difusión y el FIP del canal interactivo). la tecnología ADSL soporta un enlace punto a punto. Por otra parte. pues la interacción del usuario requiere unos valores muy bajos de velocidad binaria. De acuerdo con el estándar americano (ANSI T1. dentro del espectro desde contínua hasta 4 kHz. y se comenta después). Servidor de información del nodo de acceso Central del operador telefónico Nodo de acceso Par de cobre Par de cobre Usuario Usuario Usuario Figura 26 . mucho menor que el de bajada. A la luz de lo anterior. esto puede deberse a algún problema de tendido del par de cobre. típico de una red telefónica pública conmutada (PSTN). Estas razones hacen que sea una alternativa a tener en cuenta por parte de un operador telefónico.. si bien las ventajas económicas derivadas de su actual existencia (no hay que tender la línea) se compensan por el hecho de que muestra mayor limitación de ancho de banda que el cable. puede ocurrir que algún bucle específico de abonado no cumpla los requisitos mínimos para soportar un acceso ADSL. De esta forma. Así pues. en ADSL todo descansa sobre un par de cobre.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Loop) es un tipo de acceso que permite reutilizar totalmente el acceso de un abonado por medio de par de cobre a servicios multimedia de banda ancha. como curvatura excesiva. que puede sustentarse bien sobre sistemas_STM de transmisión síncrona (“Synchronous ____________________________________________________________________ 93 . Este esquema se adapta muy bien a las necesidades de servicios interactivos multimedia. etc. . el cual aporta las siguientes innovaciones:: El incremento de capacidad (hasta 8 Mbps en sentido descendente y 800 Kbps en sentido ascendente).104 KHz (del ADSL/ADSL2) hasta los 2..2 Acceso WAN tipo HDSL HDSL (High Digital Subscriber Loop) utiliza dos pares de cobre de telefonía convencional.208 KHz... alternativa all digital mode. un prefijo cíclico al objeto de eliminar la interferencia entre símbolos. Por tanto.992. en sentido descendente. este tipo de acceso se muestra más apropiado para servicios simétricos donde la calidad requerida sea menor en términos de flujo binario.992.. ____________________________________________________________________ 94 . Ello permite duplicar el número máximo de subcanales.1. adjunto al final de este capítulo. El soporte de un nuevo modo de transporte. alcanzando el ADSL2+ los 16 Mbps (downstream) y los 800 Kbps (upstream). mientras que el canal de bajada puede estar subdimensionado. Por otra parte.. se acude al procesado digital de la señal.. de 1999). o Discrete Fourier Transform). la all digital mode. resulta prohibitivo disponer de una batería de osciladores y de moduladores. basado en la Transformada Discreta de Fourier (DFT. modo de transporte tipo paquete (Ethernet. que obedece al estándar UIT-T/G. que. y soporta un tráfico bidireccional asimétrico a 2 Mbps.413.992. que obedece al estándar UIT-T/G. De esta forma.--. son modulados y demodulados de forma independiente. Mientras que la velocidad de símbolos ( f0 = 1/T0 ) es de 4 KHz. cada uno de ellos asociado a una portadora. la cual se explica en el Apéndice 1A. Igual que la OFDM (“Orthogonal Frequency Division Multiplexing”) . la modulación DMT (“Discrete MultiTone”) divide el canal de transmisión en varios subcanales.. utilizando en ambos casos la modulación de línea DMT . basado en paquetes (Ethernet. duplicar también la capacidad del ADSL2.2.4.5 de Mayo de 2003. por ende. introducciendo además en este último modo la opción IMA (Inverse Multiplexing ATM). correspondiente al bloque original de 256 muestras.3125 KHz. con... el ADSL2Plus. la normalización internacional (UIT-T/G.992.3. La aparición de una nueva modalidad de operación. y. siendo no obstante su principal novedad que duplica la banda del mismo.. teóricamente.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Transfer Mode”) o bien sobre sistemas_ATM de transmisión asíncrona (“Asynchronous Transfer Mode”). una videoconferencia. la incorporación de sistemas de ahorro energético (L2/L3). de Julio de 2002... mantiene las innovaciones introducidas por el ADSL2 --codificación de Trellis. en su lugar. debido a la inserción del prefijo cíclico. Cuando el número de subcanales es elevado. El ADSL2 es básicamente una versión mejorada del ADSL. adicional a los STM y ATM del ADSL. que ocupa también la banda POTS (telefonía básica) o RDSI. por ejemplo)..) estipula 256 subcanales de 4 KHz cada uno. si se piensa en servicios interactivos multimedia. recientemente ha aparecido una nueva generación del mismo. extendiéndola desde los 1. puede pensarse que el canal de subida está sobredimensionado. 3. Por ejemplo. además. la separación entre subcanales ( ∆f ) es de 4. el ADSL2 y el ADSL2Plus. la canalización de voz (CVoDSL). constituida por dos nuevos estándares.). merced a la introducción de la modulación de Trellis y la reducción del overhead. del ADSL/ADSL2 --desde 256 hasta 512.. Ante el éxito comercial del ADSL (estándar UIT-T/G. por lo que. Para el sentido descendente. ANSI T1. Se puede utilizar para aplicaciones tipo videoconferencia.4. 3. como segmento de acceso a Internet). 3.84 Mbps) a una distancia máxima de 3 km.2.4. sino que el último tramo va normalmente sobre par de cobre o coaxial.4. Es capaz de transportar un OC-1 (51. Utiliza modulación tipo CAP o DWMT.5 Acceso WAN tipo SDSL SDSL (Symmetric Digital Subscriber Loop) da el mismo flujo binario para los canales de subida y bajada. pero también está pensado para foros o grupos cooperativos en Internet (por tanto.4 Acceso WAN tipo RADSL RADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Loop) es otro acceso de la familia xDSL.4.5 Mbps (por tanto soportando T1) y 2 Mbps (por tanto soportando E1). Utiliza CAP.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Utiliza una modulación basada en el esquema 2B1D.84 Mbps) en el canal de bajada a distancias muy cortas. 3. Hay sistemas operando a 384 kbps.2. o más bien una variante de ADSL. del orden de 500 m como máximo. no obstante. Se utiliza actualmente para el cableado de edificios.3 Acceso WAN tipo FTTC/FTTH FTTC (Fiber to the Curb) o fibra hasta un concentrador y FTTH (Fiber to the Home) o fibra hasta el usuario son dos variantes de acceso cuya utilización depende de la decisión del operador de servicio o de red en el segmento de acceso. y soporta una carga útil (payload) de un T1 (1536 Mbps) o de un E1 (2048 Mbps) a una distancia del orden de 5 km. Permite transmitir en el canal de bajada hasta un OC-1 (51.2. 768 kbps.3 Acceso WAN tipo VDSL VDSL (Very High Digital Subscriber Loop) es la variante de ADSL que parece irrumpir con mayor fuerza en determinados entornos. los experimentos precomerciales han estado entre los 7 y 12 km de distancias máximas. ____________________________________________________________________ 95 . La variante FTTC es la más extendida en las condiciones normales en que no existe un tendido de fibra hasta el domicilio del usuario. como era de esperar de su nombre (simétrico). 3. 1. por el momento restringidos. Las ONUs tienen capacidad de enrutamiento. En el trayecto óptico. De esta forma. y multiplexación por distribución en el tiempo (TDM). • Sólo coaxial. Por ejemplo. con servicios muy similares a los que se han descrito para el acceso CATV-HFC: TV analógica y digital. que HFC es una implementación particular de FTTC. que ya llega hasta el usuario. siendo un número ampliamente utilizado 16. control. telefonía (normalmente RDSI) y datos (mediante la implementación de modems de cable). Una ONU puede soportar entre 8 y 24 hogares. que no soporta servicios analógicos de difusión tal como haría un ADSL. Las alternativas de medio de transmisión en el segmento de cable son. con lo que así atiende a más de 2000 hogares (= 16 x 128). Un HDT (Host Digital Terminal) puede soportar más de 128 ONUs. como se ha mencionado. ____________________________________________________________________ 96 .ONU). donde además se produce la transición entre la fibra y el par de cobre o el coaxial. que puede llevar celdas ATM en caso necesario (ATM/SDH). y prácticamente con esta ubicación el segmento de par de cobre o coaxial queda únicamente para el interior de los edificios. el par de cobre y el coaxial. se puede considerar que los accesos FTTC son una extensión con mayores posibilidades que los accesos descritos HFC (o más claramente.520 Mbps). se pueden conectar las ONUs a un menor coste. Del nodo de acceso o cabecera de red se baja por una cadena de divisores hasta el usuario. se puede bajar un primer tramo en WDM o D-WDM hasta un divisor óptico pasivo (splitter óptico pasivo).Sinopsis de un ejmplo de acceso FTTC La Figura 27 muestra una sinopsis de un ejemplo de acceso tipo FTTC. incluso la del múltiplex óptico. por ejemplo. La transmisión se realiza en banda de base. se puede soportar hasta un OC-3 = STM-1 (155. cuya utilización es como sigue: • Ambos par de cobre y coaxial se utilizan para servicios analógicos y digitales interactivos de banda ancha. El siguiente escalón de división puede tener lugar en las llamadas unidades de red óptica (optical network units . • Sólo par de cobre. Las ONUs se localizan en las entradas de los edificios. de todas formas. la frase anterior podría ser más correcta porque históricamente HFC surgió antes que FTTC). señalización. Si se utilizan los divisores (splitters) pasivos.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Servidor de información del nodo de acceso D-WDM Splitter óptico pasivo Nodo de acceso Host Digital Terminal (HDT) D-WDM Splitter óptico pasivo ONU ONU ONU ONU ONU (Optical Network Unit) Par de cobre / Coaxial ONU (Optical Network Unit) Par de cobre / Coaxial Usuario Usuario Usuario Usuario Figura 27 . que ofrece una serie de servicios con distintas informaciones desde este nodo. más un canal de señalización (D) a 16 kbps. Se tienen dos tipos de acceso: • Acceso básico 2B + D (2 x 64 kbps + 16 kbps): Consiste en dos canales de datos (B) a 64 kbps cada uno. por ejemplo. De hecho. Servicios centralizados Instalaciones de usuario PTR Nodo de acceso Acceso a redes especiales Centros de operadoras Central local del operador Centros de gestión de red Figura 28 .Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ 3.. que se soporta perfectamente sobre casi todos los pares de cobre que actualmente llegan a todos los hogares que cuentan con el servicio telefónico convencional.4 Acceso WAN tipo RDSI (banda estrecha) Este es un tipo de acceso muy extendido. La velocidad binaria en diferentes interfaces del segmento de acceso no tiene por qué ser la suma exacta de 2B + D por taras que el sistema introduce en las tramas de datos para garantizar la transmisión. para sincronización. también hay que incluir las taras que el sistema introduce.).Sinopsis del acceso WAN RDSI La Figura 28 muestra una estructura general del acceso WAN vía RDSI. El canal D de 64 kbps corresponde al intervalo número 16 de la trama JDP E1. Se pueden hacer en este punto los mismos comentarios que en el acceso básico. en reparto de carga para la misma fuente o destino de información. • Acceso primario 30B + D (30 x 64 kbps + 64 kbps): consiste en 30 canales de datos (B) a 64 kbps y un canal de señalización (D) a 64 kbps. este acceso primario RDSI corresponde al primer nivel de la jerarquía plesiócrona (PDH Plesiochronous Digital Hierarchy) para la transmisión de telefonía multiplexando 30 canales de 64 kbps cada uno en tramas de 2 Mbps (E1). Los dos canales de datos. que se pueden usar para telefonía digital.4. En este caso. por ejemplo. etc. Es completamente simétrico. etc. alarmas. pueden funcionar de diversas formas (como dos canales completamente independientes. activo y reserva. donde se puede ver que el nodo de acceso es una central del operador de RDSI. y que vienen a constituir el equivalente a otro canal de 64 kbps (intervalo número cero de la trama JDP E1). ____________________________________________________________________ 97 . Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Adicionalmente a los canales descritos. La UIT define una configuración de referencia para la RDSI. que no son más que agrupaciones de p x 64 kbps muy utilizadas. se tienen las siguientes variantes de canales H: • H0. • H12.Arquitectura de acceso RDSI ____________________________________________________________________ 98 . utilizable sólo en países que tienen JDP en modalidades T (USA y Japón. de 1920 kbps (p = 30). de 384 kbps (p = 6). que se desglosa en: • Grupos funcionales. que son los puntos conceptuales que dividen a un grupo funcional. Con lo descrito anteriormente. un acceso primario 30 B + D es equivalente a 5 H0 + D y también a H12 + D. utilizable en países con JDP en modalidades E (Europa). que son juegos de funciones necesarias en las disposiciones de acceso. S ET1 T TR2 TR1 U TL V TC R ET2 AT S Agrupación funcional Punto de referencia o interfaz Figura 29 . Tales funciones pueden residir en una o más partes del equipo. en cada una de las cuales puede haber o no funciones específicas en cada grupo funcional. por medio de un canal de señalización D de 64 kbps (coincidente con el intervalo 16 de la trama JDP E1) y la señalización de servicio y de alineación de trama que es otro caudal equivalente a 64 kbps (intervalo cero de la trama JDP E1). por ejemplo). De esta forma. Pueden representar intefaces reales (físicas o virtuales). se tienen también los llamados canales H. • Puntos de referencia. Los 64 kbps que faltan hasta los 2048 kbps de la trama JDP E1 se tienen. • HH. de 1536 kbps (p = 24). por ejemplo de teletex o facsímil. UIT-T V. cuando no haya separación física entre transmisión y conmutación. ej. • Terminación de línea (TL). terminales con interfaz tipo UIT-T X. cuando los equipos de transmisión y de conmutación están separados. Siguiendo con la misma Figura 29. que se puede conectar directamente a la interfaz S. que realiza funciones similares a la TR1. • Equipo terminal tipo 2 (ET2). etc.. El punto de referencia R representa a las interfaces físicas existentes (p. para su conexión a la RDSI. interna a un equipo. ⇒ Concentración de tráfico hacia la red. Los puntos de referencia o interfaces S y T han sido objeto de normalización internacional y ya existen normas prácticamente universales. ⇒ Mantenimiento de las conexiones físicas en la línea y control de la calidad de transmisión. ⇒ Sincronización de las instalaciones de usuario con respecto a la red.24) para terminales convencionales. con muy pocas variantes en las diversas implementaciones. • Terminación de red 2 (TR2). ⇒ Conmutación local. por tanto. Ejemplos de este tipo de terminales son el teléfono digital. Además. realizando las funciones de adaptación entre la interfaz R y la interfaz S (conversión de señalización. que sirve para cualquier tipo de terminal y para cualquier servicio que la red ofrezca. teléfonos analógicos. como por ejemplo: ⇒ Tratamiento de la señalización de los terminales y de la señalización con la red.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ En la Figura 29 se puede ver un resumen de la arquitectura de acceso vía RDSI. La interfaz S es una interfaz universal. el teletex a 64 kbps con interfaz S. para las llamadas internas a la instalación. Se engloba bajo la denominación de ET2 a todo terminal que no ha sido diseñado para la RDSI yque por tanto no puede conectarse directamente a la interfaz S. Dichas funciones pueden ser: ⇒ Terminación de la línea exterior de transmisión digital. Estos equipos pueden conectarse a la interfaz S de la RDSI por medio de equipos de adaptación de terminal (AT). El punto U corresponde a la propia línea de transmisión digital entre los locales de usuario y la central local.).25. El ET1 está diseñado. o puede ser una interfaz virtual. ____________________________________________________________________ 99 . Se denomina ET1 al terminal de usuario. La TR1 realiza las funciones asociadas con la terminación física de la red y permite conectar las instalaciones de usuario a la línea de transmisión digital. ⇒ Multiplexación de los canales de conversación y señalización. El punto de referencia S corresponde a la interfaz de conexión física de los terminales a la RDSI. se encarga de las funciones de mantenimiento de la línea de transmisión digital. La agrupación funcional ET2 es la que realiza ciertas funciones de control en la instalación de usuario. UIT-T X. adaptación de velocidad.x. etc. etc. ⇒ Transferencia de alimentación de potencia. ⇒ Multiplexación de conexiones físicas. ⇒ Mantenimiento de la instalación de usuario. el facsímil Grupo 4 a 64 kbps con interfaz S. Esta agrupación funcional es el equipo de transmisión digital del lado de la central local. Es el equipo que permite la conexión de terminales tipo ET2 a la interfaz S. terminales de datos con interfaz tipo UIT-T V. El punto de referencia T representa la separación entre el equipo de transmisión de la línea digital y las instalaciones en los locales del usuario. Este punto de referencia puede ser una interfaz física real. las agrupaciones funcionales definidas para el acceso de usuario se pueden definir como sigue: • Equipo terminal tipo 1 (ET1). • Adaptador de terminal (AT). El punto de referencia V representa la separación entre las funciones de transmisión y las funciones de conmutación en el lado dela central local. Terminales de tipo 2 son todos los terminales que pueden conectarse a las redes analógicas existentes (por ejemplo.25. • Terminación de red 1 (TR1). de 2 B + D = 2 x 64 + 16 = 144 kbps. En ciertos casos. realiza la conexión de los canales de información con las etapas de conmutación de la central. Teléfono digital Adapt. Se puede comprobar cómo las velocidades binarias pueden variar en las diferentes interfaces con respecto a lo que sería de esperar efectuando las multiplicaciones. 3. ej. Digital Multiserv. Permite un acceso vía módem a diferentes velocidades. podría ser un sistema SATAI..5 Acceso WAN tipo PSTN o RTB Este es el acceso más extendido. los equipos de TC y TL están integrados en el mismo equipo físico (p. no obstante. y con módems a precios asequibles. el circuito de línea de abonado multiservicio). por ejemplo enel accso básico. en vez de los 160 que figuran en la intefaz U. que está ubicada en la central local. vía red telefónica básica (RTB) o lo que es lo mismo.. existiendo simplemente una conexión directa (p. red telefónica conmutada (RTC). De esta forma. El proveedor de servicio normalmente garantiza 1200 o como mucho 2400 bps. En una instalación de usuario grande. de terminal Terminal S/T Teleimpresora TR1 Acceso básico 2B +D U Par de abonado (2 H) 160 kbps Sistema MIC 2 Mbps (4 H) 2048 kbps Teléfono digital Centralit. soporta el procesamiento de la señalización de usuario.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ • Terminación de central (TC). se pueden realizar conexiones hasta los 14400.Ejemplos de accesos básico y primario RDSI La Figura 30 muestra ejemplos del acceso básico y del acceso primario a RDSI. podemos ____________________________________________________________________ 100 .4. (TR2) T TR1 U S Teleimpresora Acceso primario 2B +D Figura 30 . Esta agrupación digital. En instalaciones más pequeñas. Se ha demostrado que la mayoría de los bucles de abonado son capaces incluso de soportar directamente la velocidad de un canal B de RDSI a 64 kbps. La limitación de una conexión de larga distancia con este tipo de acceso viene dada por algún nodo de la red o alguna sección de transmisión que no garantice velocidades superiores. controla la activación y desactivación de la línea digital y realiza el mantenimiento correspondiente del acceso de usuario. metálica) entre el terminal de usuario y la TR1. En una instalación muy sencilla. ej. 28800. aunque conectemos un módem preparado para 38400 bps. la TR2 llegaría a desaparecer. Esto se debe a taras de los protocolos. incluyendo las interfaces normalizadas definidas para dicha RDSI. y 38400 bps con bastante facilidad. la TR2 podría ser por ejemplo una centralita o una red de área local. 4. a los que hay que añadir la señalización (canales Dm) y las taras para códigos de canal. identificación para facturación del usuario. se puede utilizar. tipo telefonía celular) en lo que se refiere a problemas de propagación de ondas (reflexiones.7. es notablemente de banda muy estrecha. Las portadoras están separadas entre sí 200 kHz.). el interés de la implementación del segmento de acceso a través de las redes eléctricas va en disminución. etc. gestión. aunque muy extendido. No obstante. Se puede comprobar que la nomenclatura Bm (Lm) y Dm procede de la RDSI. etc. se suele utilizar la banda más baja para la comunicación más desfavorable (móvil a base). fundamentalmente del bucle de abonado sin hilos WLL (Wireless local loop). Actualmente. No obstante. por lo que se trata de un sistema que. obstrucciones.. El sistema tiene 124 portadoras con 8 canales cada una multiplexados en el tiempo. De hecho. sincronización.1 GSM El GSM (Global System for Mobile Communications) utiliza las bandas 880-915 MHz (móvil a base) y 925-960 MHz (base a móvil). debido al creciente interés de la realización del segmento de acceso a través de tecnologías sin hilos. Los canales de datos son de 9600 bps.). pero duplicando la capacidad. por ejemplo. con las suficientes garantías en un entorno hostil (por ejemplo. • Aumento del ancho de banda en el trayecto radio (interfaz aire). Por esto. Se describe a continuación un conjunto de posibles segmentos de accesos sin hilos.6 Acceso WAN tipo redes eléctricas También existe la posibilidad de efectuar segmentos de acceso a través de los accesos de las redes de distribución de energía eléctrica a los domicilios de los usuarios. 3. ____________________________________________________________________ 101 .4. 3.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ encontrar que la velocidad neta de la transmisión. etc.7 Accesos WAN sin hilos Existe una amplia colección de implementaciones de segmentos de acceso sin hilos. por otro lado. y cada portadora admite una velocidad máxima de modulación digital (GMSK) de 270 kbps.263. La voz se puede transmitir a velocidades de codificación de fuente de 13 kbps (Canales Bm) y de 6. para videotelefonía utilizando UIT-T H.5 kbps (canales Lm) con calidad inferior. Esto incluye esquemas de codificación de canal robustos para garantizar todos los elementos de la comunicación y su gestión (fidelidad del mensaje transmitido. se utiliza en algún caso este tipo de tecnología para servicios interactivos de banda ancha.4. a este tipo de acceso se está dedicando gran cantidad de inversión en investigación en dos frentes: • Codificación de los medios de información más costosos en carga (fundamentalmente vídeo) mediante esquemas de codificación que reduzcan notablemente el régimen binario requerido para determinados servicios en los que la calidad sea aceptable a baja velocidad. terminales de usuario en medios urbanos. aun con esta modalidad que es de circuito virtual en red conmutada (recursos dedicados 100%) durante la transmisión. la mayor parte de ellos comparten una característica frente a los accesos con hilos: el ancho de banda es notablemente inferior. También se han realizado experiencias de transmisión de vídeo con algunos esquemas de codificación por descripción de objetos tipo MPEG-4. los servicios que se pueden dar hoy día son diferentes. 3. Como en todo sistema de comunicaciones móviles. ya que la atenuación en espacio libre crece con el cuadrado de la frecuencia. es de no más que 2400 bps. que opera en bandas de 900 y 1500 MHz.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 3.2 DCS 1800 DCS (Digital Cellular System) opera en la banda de 1800 MHz. hay muchos de diferentes familias. El conjunto de las tres variantes conjuntamente es conocido como PACS (Personal Access Communication System). lo que significa un usuario en movimiento a velocidades elevadas (por ejemplo.2288 Mbps cada uno). banda de 800 MHz. El resto de las especificaciones son básicamente las mismas que para el GSM. lo que significa un usuario quieto dentro de infraestructuras fijas. ya que la banda asignada es más ancha en este sistema que en el GSM. 3. PDC (Personal Digital Cellular. 300 canales de 300 kHz y 384 kbps cada uno).5 Otros accesos sin hilos basados en telefonía celular Entre los accesos que tienen que ver con sistemas de telefonía celular. Cabe destacar que el número de portadoras es de 374 en vez de 124. • 2 Mbps para “in-office or stationary”. Tiene 10 canales de ancho de banda 1.4. IS-95 (extendido en USA.4.4. El sistema sigue siendo de banda estrecha para la transmisión de datos. 832 canales de 30 kHz y 48.3 DECT DECT (Digital European Cordless Telephone) es el resultado de la tercera generación de teléfonos móviles sin hilos. Utiliza la banda de 1800 MHz. PHS (Personal Handy System. 3. Carece de las facilidades extensas de itinerancia (roaming) del GSM. con 1600 canales de 25 KHz y 42 kbps cada uno). Así. se definen tres niveles de calidad en términos de velocidades binarias para diferentes situaciones: • 144 kbps para “fast moving or mobile”. 20 canales de 1250 KHz y 1. en la banda de 1800 MHz.6 kbps cada uno). Las bandas utilizadas son 1710-1785 MHz (móvil a base) y 18051880 (base a móvil). se tienen los IS-54 e IS-136 (extendidos en USA. pero a cambio es uno de los pocos sistemas que hoy día permiten cierta anchura de banda en la interfaz aire para la transmisión de datos. y tiene tres variantes: PCS 1900 (basado en GSM). PCS CDMA (basado en IS-95).728 MHz y velocidad binaria 1. Por ejemplo. extendido en Japón. que opera en bandas de 1800-1900 MHz (1850-1910 y 19301990 MHz). de igual forma que el DCS 1800. ante la saturación sufrida en la banda de 900 MHz por la amplia y rápida expansión del sistema GSM en algunos países. y es un sistema con anchura de banda suficiente para permitir transmisión de vídeo y servicios de videoconferencia con una cierta calidad. aunque muestra una variante en la interfaz aire con respecto al sistema GSM. puesto que se trata en realidad de una extensión de la especificación GSM a la banda de 1800 MHz.152 Mbps cada uno. Es destacable el sistema PCS (Personal Communication System). PCS TDMA (basado en IS-136) y “wideband CDMA” (basado en PHS). etc. aunque manteniendo la separación de 200 kHz entre las portadoras. banda de 800 MHz. • 384 kbps para “slow moving or pedestrian”.7. ____________________________________________________________________ 102 . lo que significa un usuario en movimiento a velocidades reducidas (por ejemplo.7. 3. en trenes o automóviles).7. andando).4 UMTS (IMT-2000) UMTS (Universal Mobile Telephone System) es el sistema llamado a coexistir y acabar substituyendo a los actuales GSM y GSM-1800.7. La banda utilizada está en 1880-1900 MHz.4. Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ 3.4.7.6 Accesos WLL Los accesos WLL (wireless local loop) son accesos de bucle de abonado que en su implementación pueden utilizar tecnología celular. En España, por ejemplo, se ha utilizado el llamado acceso TRAC (telefonía rural de acceso celular), que no es otra cosa que la substitución del bucle de abonado basado en par de cobre por una estación transceptora en el domicilio del abonado con las mismas funcionalidades que un teléfono móvil, pero de instalación fija. Así, este tipo de tecnología compite con el bucle de abonado tradicional, y es ideal para la expansión rápida de nuevos operadores de red en el segmento de acceso, tanto para servicio de telefonía convencional como para cualquier otro servicio que pueda soportarse por el ancho de banda que se ofrezca en el sistema WLL, según la tecnología con la que se realice. Por otra parte, los costes para el establecimiento y mantenimiento de bucles de abonado sin hilos son mucho más bajos que los del bucle tradicional con par de cobre, sobre todo pensando en una total capilaridad de la red en áreas de población muy distribuída. 3.4.8 Accesos WAN por satélite Los satélites ofrecen la ventaja de una amplia cobertura geográfica a bajo coste, una vez que se dispone del recurso del satélite tras la correspondiente inversión. Aunque tradicionalmente estas redes por satélite se han venido utilizando en los segmentos de acceso como redes de difusión de TV, actualmente hay muchas iniciativas para dar servicios interactivos multimedia a través de ellas. Actualmente se implentan dos tipos de arquitecturas: • Con satélites GEO, en órbita geoestacionaria (a 37000 km de la superficie de la Tierra). • Con satélites no geoestacionarios, tipo LEO o MEO (Low Earth Orbit o Medium Earth Orbit). En el caso de LEO la distancia del satélite a la Tierra está aproximadamente alrededor de los 780 km de su superficie. 3.4.8.1 GEO: sistemas DBS Las redes tradicionales que involucran satélites se han realizado y se siguen realizando en gran medida con satélites GEO. La estación receptora en el domicilio del usuario consiste en una VSAT o USAT (very small aperture terminal o ultra small aperture terminal) con antena de plato. Los sistemas DBS “direct broadcast satellite” (por ejemplo DirecTV, PrimeStar, DirecPC, Vía Digital, Canal Satélite Digital) utilizan habitualmente este tipo de tecnología. La base del sistema está en el seguimiento de la recomendación DVB-S para el trayecto por satélite, y de la DVB-SMATV para la distribución por la red doméstica del usuario (con sus variantes DVB-SMATV-DTM, DVB-SMATV-IF y DVB-SMATV-S). La recomendación DVB-S y la DVB-SMATV contemplan la transmisión y difusión de flujos MPEG-2 de diversas calidades (normalmente entre 2 y 8 Mbps; a mayor calidad menor número de canales cabrán en el ancho de banda del transpondedor) en banda Ku. Estas recomendaciones definen el MPEG-TS (Transport Stream), que tiene prevista una sección privada para la transmisión de datos, que de esta forma puede incorporar el FIP de un canal interactivo. El MPEG-TS describe una trama de datos en la recomendación DVB-S que incorpora dos tipos de codificación de canal (FEC con Reed Solomon 204:188:8 y codificador convolucional a elegir entre 2/1, 3/2, 6/5, etc.) junto con un entrelazador (interleaver) convolucional (de 12 caminos y 17 retardadores a nivel de bytes): esta combinación hace el sistema robusto frente a los ruidos gaussiano e impulsivo, contando con trayectos claramente vulnerables como son los enlaces ascendente y descendente al satélite. La modulación empleada en el trayecto del satélite es un robusto método QPSK, que sacrifica ancho de banda frente a dicha robustez. El resultado es que se puede conseguir un estado QEF (quasi error free), es decir, probabilidades de error del orden de 10-10 y 10-11 después de la descodificación, con tan sólo una probabilidad de error del orden de 10-1 a 10-2 a la entrada del receptor de antena de plato del usuario. De esta ____________________________________________________________________ 103 Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ forma, se pueden ubicar las antenas de plato en condiciones no muy favorables de Temperatura de Ruido (ubicaciones normales en las ciudades), a la vez que utilizar antenas de diámetros discretos (normalmente de 50 cm, y como mucho, 1 m en casos muy excepcionales). La recomendación DVB-SMATV especifica cómo introducir el MPEG-TS a través de la instalación doméstica del usuario (por ejemplo, en el coaxial de bajada de una antena colectiva de TV). Para ello, cambia el codificador convolucional de DVB-S por uno diferencial, porque no hace falta tanta robustez para un trayecto menos expuesto a perturbaciones que el de satélite; también cambia, por ejemplo en el caso de la variante DTM (Digital Transmodulation), la modulación QPSK por una del tipo 64-QAM, porque no hace falta tanta robustez, y sin embargo sí hace falta optimizar el ancho de banda para conseguir, por ejemplo en la susodicha variante DTM, introducir por un canal analógico del cable coaxial de bajada de antena (8 MHz de ancho de banda en UHF) los mismos canales que cabían en el transpondedor (ancho de banda por ejemplo de 36 MHz) modulados en QPSK. El número de canales que caben en el transpondedor (y por tanto los mismos en el cable de bajada de la instalación doméstica por ejemplo tras la transmodulación) depende fundamentalmente del ancho de banda del transpondedor, de la relación del codificador convolucional (2/1, 3/2, 6/5, etc.) y de la calidad del flujo MPEG-2 (p. ej., 2 Mbps, 4 Mbps, 6 Mbps, 8 Mbps). Para tener una idea del orden de magnitud, en caso de un transpondedor de 36 MHz de ancho de banda, y utilizando un código convolucional 3/2, se puede tener entre 4 y 5 canales de MPEG-2 de calidad equivalente a PAL, si se aumenta la calidad se bajará aproximadamente a 3 canales máximo, y si se transmiten a calidad inferior de unos 2 Mbps cabrán aproximadamente hasta 8 canales. Para la realización del canal interactivo existen dos alternativas: • La primera consiste en seguir la recomendación DVB-I, que actualmente se implementa por medio de redes SIT (Satellite Interactive Tecnologies). Mediante estas técnicas, se introduce el canal interactivo espectralmente de forma compatible con las recomendaciones DVB-S y DVB-SMATV, estando el FIP dentro del espectro reservado al canal de difusión, y manteniendo el canal ascendente (RIP) espectralmente aparte. Cualitativamente, el espectro que se consigue para el canal interactivo siguiendo estas recomendaciones es muy similar al que se tenía en los accesos tipo CATV-HFC. • La segunda alternativa consiste en la incorporación del canal interactivo a través de un transpondedor del satélite utilizando técnicas puras de tipo VSAT o USAT (con accesos ALOHA o S-ALOHA); esta forma puede ser más cara que la implementación de este canal interactivo a través de una red terrenal, si ésta está fuertemente capilarizada; así, por ejemplo, es tradicional emplear como canal interactivo la red telefónica convencional, pero de forma transparente o no consciente para el usuario, dejando el satélite únicamente para el canal de difusión de TV. La utilización de canales interactivos permite al operador de satélite ofrecer el servicio de TV en cualquiera de sus modalidades (TV por subscripción, PPV, VoD, NVoD, TV interactiva, etc.). A la vez, también abre las posibilidades de que el operador de satélite se convierta en un operador de servicios de valor añadido, dando acceso, por ejemplo, a Internet a través del satélite (no olvidemos que estamos estudiando segmentos de acceso, y por tanto, el satélite pasa a ser un segmento de red de acceso, por ejemplo, a redes de transporte que pueden conducir a servidores cualesquiera de información o incluso a otros usuarios). ____________________________________________________________________ 104 Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Fo rw ar dL ink SIT Retu rn Links Nodo de acceso Broadcast Service Provider Interactive Service Provider Broadcast Network Adapter Interactive Network Adapter DV B DV B Fo rw ar dL ink ks Lin turn Re SIT Feeder Station Hub Station SIT SIT SIT SIT Figura 31 - Sinopsis del acceso WAN por satélite con SIT para DBS 3.4.8.2 LEO y MEO Los sistemas emergentes de satélite utilizan satélites LEO y MEO. Se presentan algunos ejemplos a continuación: • Iridium, que utiliza 66 satélites LEO y tres bandas de frecuencias: una banda K para comunicaciones intersatelitales, una banda K para comunicaciones desde el satélite a las estaciones terrenas (nodos de acceso), y una banda L para comunicaciones con los equipos de los usuarios (llamados CPE, customer premises equipments). El proyecto inicial contaba con 77 satélites, distribuídos en 7 planos orbitales (órbitas polares) con 11 satélites en cada plano. El nombre del proyecto viene del número atómico del Iridio, que es justamente 77, con la idea de un átomo con rodeado de electrones (77 electrones). El sistema funciona en forma celular, de forma que la iluminación de los satélites sobre la superficie de la Tierra es la célula en términos de telefonía celular. Dado que los satélites se mueven mucho más rápidamente que los usuarios sobre la Tierra, es el mismo concepto de telefonía celular pero al revés: la estación de base se mueve (el satélite se mueve), y aunque el usuario no se mueva o se mueva poco, la célula sí se mueve y se produce un hand-over precisamente por el movimiento de la estación de base (el satélite) más que por el movimiento del usuario. Por otra parte, dada la geometría del sistema y la de la Tierra, las órbitas confluyen en los polos y los satélites se acercan unos a otros solapando sus coberturas sobre la Tierra. Esto hace que cerca de los polos haya que apagar algunos satélites (en su papel de estaciones de base), para volver a encenderlos cuando se separan de los mismos. Aparte de las diferencias anteriores, hay otra diferencia con respecto a sistemas tradicionales terrenales de telefonía celular: los satélites pueden reenrutarse comunicaciones y dialogan entre ellos, a diferencia de las estaciones de base de sistemas terrenales que no lo hacen. • ICO-Net, que utiliza 12 satélites MEO (10 operacionales y 2 de repuesto) y 12 estaciones terrenas en dos continentes sobre la Tierra. El enlace del servicio con el CPE usa banda de 2 GHz, mientras que el resto de enlaces (intersatelitales y satélites con estaciones terrenas) funciona en bandas de 5/7 GHz. ____________________________________________________________________ 105 y en USA de 2. se tiene que se pueden transmitir 33 (=200 / 6) canales de TV. donde cada símbolo modula una portadora de canal ocupando totalmente el espectro disponible durante el tiempo de símbolo). En ancho de banda en Europa es de 1. En lo que respecta al canal interactivo.10 SFN y TDT SFN (Single Frequency Networks) no es propiamente una tecnología para redes de acceso interactivas. debido a su menor consumición de recurso espectral (redes de una sola frecuencia en contraposición al aspecto celular presentado por MMDS) y sus mejores posibilidades de ecualización y robustez frente a errores de transmisión provocados por propagación multitrayecto. se tienen 150 canales de TV digital (= 33 x 6. mientras que en USA es de 28 GHz. Otra ventaja adicional es que realizando una distribución adecuada de los bits de información a transmitir entre todos los subcanales aún cuando exista un desvanecimiento selectivo en uno de ellos. En relación con el canal de difusión.3 GHz. La banda utilizada es de 2. y aún queda espacio para algo más (por ejemplo. un flujo MPEG-1. y por tanto el sistema de acceso que desplazará a MMDS y LMDS para la recepción de TV con capacidad interactiva. ambos sistemas utilizan un canal de bajada con modulación 64 QAM. A razón de los 6 MHz mencionados anteriormente. no se destruyen los símbolos adyacentes. información de servicio. Se trata en este contexto por ser el método adoptado para la TDT dentro de las normas DVB-T. MMDS tiene tecnologías celulares con reutilización de frecuencias. En LMDS. con un plato de 30 cm.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ 3. PSTN.4. El concepto de redes SFN se basa en la utilización de la modulación C-OFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) cuyos fundamentos de tratamiento de señal se describirán en detalle en el capítulo de redes de acceso de cable y fibra (es muy similar al sistema empleado en redes ADSL). por ejemplo. ocupando por tanto cada símbolo un subcanal de la parte de espectro disponible (en contraposición a los sistemas típicos de transmisión digital en serie. Grosso modo. ambos sistemas utilizan un canal de subida modulado en QPSK. Si estos 33 canales se dedican a TV analógica. cada símbolo modula una subportadora dentro del espectro del canal.). ____________________________________________________________________ 106 . taras del sistema. consiste en realizar una transmisión de símbolos digitales en paralelo. Por otro lado. 3. de 28 Mbps con una ocupación de ancho de banda de 6 MHz. por tanto. con un plato de 60 cm. aunque es la base de la TDT (Televisión Digital Terrenal). de velocidad entre 2 y 3 Mbps. transmitir 4 canales MPEG-2 de calidad 6 Mbps.4. y no = 30 x 6 por reducción por factor de roll-off). En todos los casos se puede añadir un canal interactivo adicional por otras redes como internet.5 GHz. existen otras metodologías de segmentos de acceso que actualmente se utilizan para servicios de disfusión de TV. La banda utilizada en Europa es de 40 GHz. RDSI con acceso a Internet. Esto hace posible. Es.9 MMDS y LMDS Aunque no muy extendidos. y por tanto la información binaria puede recuperarse fácilmente con sencillas codificaciones de corrección de errores. un segmento de acceso con tecnología radio pero de tipo terrenal. que obtiene la capacidad interactiva mediante conexiones a Internet o mediante canal telefónico tradicional o RDSI. la cobertura aproximada que se da es de 5 km. la cobertura aproximada que se da es de 50 km. Ya que cada subcanal ocupa una pequeña parte del ancho de banda disponible de transmisión. típicas de comunicaciones móviles.5 GHz y el ancho de banda del canal de difusión viene a ser de 200 MHz. son 33 canales físicos de TV. MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System) y LMDS (Local Multipoint Distribution System) consisten en la recepción doméstica mediante una antena de plato de microondas apuntada al nodo de acceso. si se dedican a TV en la modulación indicada de 64 QAM. En MMDS. etc. en contraposición al de satélite estudiado anteriormente. etc. la respuesta del canal es prácticamente plana y en caso necesario su ecualización es sencila. De ahí que se llamen sistemas multiportadora. a ecos producidos por objetos en movimiento. que la distorsión del canal afecte a varios símbolos consecutivos. 16 QAM (32 Mbps) o 64 QAM (48 Mbps). moduladas en QPSK o QAM. lo que varía es la velocidad binaria según el número de bits de símbolo. El principio básico de la modulación C-OFDM consiste en utilizar un número grande de portadoras equiespaciadas en frecuencia y moduladas cada una de ellas en QPSK o QAM. cada símbolo C-OFDM está constituído por la suma de los N símbolos contenidos en las N portadoras durante el tiempo de símbolo de cada portadora. cuanto mayor es la duración de símbolo más robusto es el sistema frente al desvanecimiento de la señal debido. un tiempo o intervalo de guarda. según sea a su vez QPSK (16 Mbps). La velocidad de símbolo de cada portadora se hace coincidir con la distancia entre portadoras. a través de una secuencia conocida de símbolos. 1 ksímbolo / s). es posible ajustar el ecualizador en recepción de cada subcanal (subportadora) para tener en cuenta la influencia del canal de comunicaciones con el tiempo. Esto quiere decir que debe favorecerse la realización de sistemas con elevado número de portadoras en paralelo. donde la velocidad binaria en cada portadora debe ser de 5 kbps (según calculado anteriormente). se utilizará un número grande de portadoras. obsérvese que la velocidad total de símbolos es la misma: 2000 portadoras x 4 ksímbolos / s es el mismo valor que 8000 portadoras x 1 ksímbolo por segundo (8 Msímbolos / s en ambos casos). aunque sea información de la propia señal). Para los dos ejemplos descritos en el párrafo anterior. que deberá ser igual a la velocidad de símbolos (4 ksímbolos / s). de transmisión de símbolos en paralelo. De vez en cuando. se transmite al inicio de cada símbolo un tiempo de guarda mínimo igual al tiempo de respuesta del canal o del retardo esperado por multitrayecto. Así. la señal no es descodificada por el receptor. Como se ha indicado. de forma que el régimen binario de cada una de ellas sea de 5 kbps para que la velocidad total de transmisión sean los 10 Mbps (10 Mbps / 2000 portadoras = 5 kbps en cada portadora). si se producen errores. la velocidad de símbolo de cada portadora dependerá exclusivamente de la distancia entre ellas. De esta forma. Este tiempo de guarda está formado por la transmisión de la propia señal. en contraposición a la típica transmisión serie). por ejemplo. la ausencia de interferencia entre símbolos es total. la duración de un símbolo C-OFDM es la misma (no la suma) de la duración de símbolo de cada portadora (por ello se trata. la separación entre portadoras es de 8 MHz / 2000 = 4 kHz. durante ese tiempo de descodificación del símbolo J se recibe también información del símbolo J-1. Pues bien. durante el tiempo que el receptor dedica a descodificar el símbolo J sólo recibe información del símbolo J (ignora lo que llegue durante el intervalo de guarda. En el caso de un número superior de portadoras (por ejemplo. mientras que en la primera situación de la misma figura. De esta forma. minimizando así la interferencia entre las colas de los espectros de modulación de las portadoras. ____________________________________________________________________ 107 . se trata de que no se propaguen a otros intervalos. la separación entre portadoras será de 8 MHz / 8000 = 1 kHz. porque el espectro de una portadora modulada en QPSK o QAM tiene un nulo a una distancia de la portadora igual a su velocidad de símbolo. Si el tiempo de guarda se calcula de forma que el retardo de los diferentes ecos por propagación multitrayecto que lleguen al receptor sea de duración inferior al tiempo de guarda. Todas las portadoras utilizadas se distribuirán en el ancho de banda del canal de transmisión (8 MHz) y cada una de ellas formará un subcanal ocupado espectralmente por la modulación de cada símbolo. donde se aprecia que en el caso de existir dicho tiempo de guarda (segunda situación de la figura). como se ha indicado. de forma que los símbolos a transmitir se reparten de alguna forma entre ellas. Durante el tiempo de guarda. Comparando los dos ejemplos propuestos se puede comprobar que cuanto mayor sea el número de portadoras mayor será la duración de cada símbolo (lógico. Esto se puede ver en la Figura 32. Por tanto. que si se divide entre más portadoras en paralelo. 8000) en el mismo ancho de banda. cada portadora requiere menor velocidad de símbolos). valor que númericamente será el mismo que el de la velocidad de símbolos (por tanto. o lo que es lo mismo. Por tanto. de su número. en el caso de que se desee transmitir una información cuyo régimen binario sea de 10 Mbps. por ejemplo 2000.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Con objeto de evitar el fenómeno de interferencia entre símbolos. es decir. puesto que el parámetro fijo es el régimen binario serie total de la fuente a codificar. Así. Al tiempo de símbolo calculado. para el ejemplo anterior de 2000 portadoras en un ancho de banda de canal de 8 MHz. por ejemplo. y lo único a tener en cuenta en recepción es que durante el tiempo de guarda las muestras de señal no se tendrán en cuenta para su descodificación. la velocidad binaria de cada portadora debería ser 10 Mbps / 8000 = 1.25 Mbps. C-OFDM le añade (como ya se ha mencionado). por ejemplo. Esta combinación de tratamientos previos a la modulación C-OFDM proporciona un alto grado de correlación o dependencia entre la informaciones (símbolos) presentes en las distintas portadoras del C-OFDM. mayor será la robustez contra la interferencia entre símbolos. siempre que el retardo entre cualquiera de las diferentes señales emitidas por cada uno de ellos sea inferior al intervalo de guarda. de forma que la tasa de error global puede disminuir si la C/N media fuera superior a la que existente en ausencia de ecos. no es necesario cambiar de frecuencia en cada repetidor por miedo a ecos o rayos retardados de repetidores anteriores. Por otra parte. Esto justifica lo indicado al comenzar esta sección del uso de esta tecnología en TDT. De hecho. por lo que el problema del desvanecimiento selectivo desaparece. La trama MPEG-2 TS de fuente se somete a un aleatorizador (dispersador). Dicho de otro modo. se da el caso de que la existencia de ecos puede ser beneficiosa para la señal en la medida en que las zonas del canal que ven incrementada su amplitud sean mayores que las que la vean disminuída como consecuencia de ese desvanecimiento selectivo. que hiciera que algunas portadoras fueran perjudicadas y otras probablemente beneficiadas. dando lugar a las denominadas SFN (Single Frequency Networks). de forma que se reduce substancialmente la probabilidad de error global (por corrección de errores en el receptor). ____________________________________________________________________ 108 . ese efecto de correlación de información hace que la tasa global de error venga determinada por la C/N media de todo el ancho de banda de todas las portadoras. rompiendo de esta forma la necesidad de celularizar un territorio para efectuar una radiodifusión.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ Símbolo J-1 Símbolo J-1 Símbolo J Símbolo J Símbolo J+1 Símbolo J-1 G Símbolo J G G Símbolo J+1 G Símbolo J-1 Símbolo J Figura 32 . incluso en el caso de un desvanecimiento selectivo en el interior del ancho de banda total. un mecanismo de entrelazado y una codificación convolucional (de Viterbi). después a un codificador Reed-Solomon 204-188-8. La consecuencia inmediata del uso de C-OFDM con respecto a la robustez frente a problemas causados por la propagación multitrayecto es que todos los transmisores situados en una misma zona determinada de un territorio no tendrían que utilizar frecuencias diferentse para transmitir el mismo programa. la duración del intervalo de guarda será un compromiso entre la duración del mayor eco que se pretenda compensar y el máximo régimen binario que se desee transmitir. que es muy similar a lo que se describirá en redes de cable como DVB-C en lo que se refiere a tratamiento y codificación de la señal previa a la modulación C-OFDM en el transmisor (y posterior a la desmodulación en el receptor).Tiempo de guarda en C-OFDM De lo expuesto y de la Figura 32 se deduce que cuanto mayor sea la duración del intervalo de guarda. De esta forma. pero también hay límite tecnológico a la cantidad de portadoras simultánea concentrada en un ancho de banda de canal). la velocidad de símbolos de cada portadora sufre una penalización mayor cuanto mayor sea ese intervalo de guarda (se puede compensar con mayor número de portadoras. sin embargo. Para la TDT se sigue el estándar DVB-T. La Tabla 12 proporciona un resumen de datos sobre los parámetros de la TDT.1 y 16. es decir: ⇒ Entre 224 µs y 28 µs (8K) ⇒ Entre 56 µs y 7 µs (2K) Duración total del símbolo (Tu + Tg) ⇒ Entre 1120 µs y 924 µs (8K) ⇒ Entre 280 µs y 231 µs (2K) Velocidad del código convolucional (Viterbi) Codificación de bloques (Reed-Solomon) Máxima velocidad de símbolo 7/8 204-188 ⇒ Este parámetro depende en gran medida tanto del intervalo de guarda como del código escogidos.9 dB.3 dB.8 dB. y una de calidad PAL estándar de 6 Mbps. tales como sincronización. cabe un canal de alta definición. ⇒ 16 QAM: entre 8. etc. dos PAL Plus. lo que permite reducir considerablemente las potencias de los transmisores para garantizar la misma cobertura): ⇒ QPSK: entre 3. Ancho de banda del canal Separación entre portadoras 7. Los valores mínimos son (se puede apreciar que incluso para el caso más desfavorable.Sistemas de Telecomunicación Plan 94 ___________________________________________________________________________ Para terminar esta sección de forma comparativa a las anteriores (dando cifras concretas de parámetros de sistema). • Teniendo en cuenta que la velocidad binaria MPEG-2 necesaria en calidad de distribución para transmitir una señal de televisión de alta definición puede ser del orden de 24 Mbps. ⇒ La máxima velocidad se obtendrá para el intervalo de guarda más pequeño y el código menos potente.61 MHz ⇒ 1116 Hz (8K) ⇒ 4464 Hz (2K) Duración útil del símbolo (Tu) ⇒ 896 µs (8K) ⇒ 224 µs (2K) Duración útil del intervalo de guarda (Tg) Entre Tu/4 y Tu/32. En lugares de orografía más accidentada. • Con respecto a la C/N mínima requerida. se darán los datos que ETSI ha aprobado. para la TDT: • Se definen dos posibilidades para el número de portadoras: Modalidad 2K (1705 portadoras) y modalidad 8K (6817 portadoras).4 y 27. ____________________________________________________________________ 109 .8 y 22. se puede ver la ventaja de que en un ancho de banda de 7. es recomendable utilizar la modalidad 8K.61 MHz (< 8 MHz. estimación del canal de transmisión. Se utilizará la modalidad 2K donde las condiciones del terreno sean tales que el número de ecos esperado sea pequeño. una de calidad PAL Plus del orden de 12 Mbps. • Se destinan algunas portadoras para transmitir funciones propias del sistema. son valores considerablemente inferiores a los requeridos para una transmisión analógica PAL convencional. y 4 PAL estándar. basados en la norma DVB-T. que es el ancho de banda indicado para canales analógicos en UHF por EBU). con modulación 64 QAM. ⇒ 64 QAM: entre 14. este valor depende de la duración del intervalo de guarda y del código escogido. 28 Msímbolos / s Tipos de modulación para cada una de las portadoras Máximo flujo binario QPSK.68 Mbps (64 QAM) Tabla 12 .56 Mbps (QPSK) ⇒ Entre 9.Sistemas de Telecomunicación Plan 1994 ___________________________________________________________________________ ⇒ A mayor portección del canal. menor velocidad disponible. En función de estos parámetros.12 Mbps (16 QAM) ⇒ Entre 14.96 Mbps y 21.94 Mbps y 31. 16 QAM.49 Msímbolos / s ⇒ 5.Parámetros de la TDT ____________________________________________________________________ 110 .98 Mbps y 10. la velocidad de símbolo puede variar entre: ⇒ 2. 64 QAM ⇒ Entre 4.