ACTIVIDAD 1: Estudio de las líneas telefónicas
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ACTIVIDAD 1: Estudio de las líneas telefónicas OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD El servicio de telefonía analógico lleva en funcionamiento más de cien años y está implantado en todo el mundo. En esta primera actividad se estudian estas líneas telefónicas en su último recorrido, es decir, cuando llegan al usuario final. Una vez completada esta actividad serás capaz de: ▪ Identificar los parámetros básicos de una línea telefónica analógica. ▪ Distinguir las funcionalidades de la señalización. ▪ Describir el proceso básico de una llamada telefónica. ▪ Reconocer la planta exterior y el bucle de abonado. INDICE DE CONTENIDOS ▪ Parámetros básicos. ▪ Señalización. ▪ Planta exterior. DESARROLLO DE CONTENIDOS PARÁMETROS BÁSICOS Las líneas telefónicas analógica emplean de forma mayoritaria como medio el par de cobre trenzado, las señales que por ellas se transmiten y los niveles de tensión en las mismas atienden a dos parámetros básicos. ▪ Nivel de tensión continua o polarización (VDC). ▪ Canal vocal o ancho de banda (Hz). Estas líneas están alimentadas permanentemente por una tensión continua de - 48 VDC que proporciona la central local de la parten con una estructura radial o topología en estrella. No es raro que este valor oscile ligeramente, si la línea es proporcionada por una centralita PBX el nivel de continua característico es de -24 VDC. En las líneas telefónicas analógicas no es preciso respetar la polaridad entre los hilos conductores del par. No obstante, lo normal es que se expresen con valores negativos ya que en un principio el polo positivo se refería a tierra. ACTIVIDAD 1: Estudio de las líneas telefónicas Un Terminal telefónico suele tener una impedancia característica de 600 Ohm así que cuando se descuelga el auricular se cierra el bucle que forma el par desde la central al abonado y el potencial aplicado hace que fluya una intensidad con un valor característico de 36mA, la propia resistencia eléctrica del cable hace que la tensión en el terminal de abonado descienda notablemente sin que esto suponga una anomalía, véase la Figura 1. Figura 1 La red de acometida que va desde la central local a cada uno de los abonados se conoce como “Bucle Local”, en inglés Last Mile. Este último tramo destina en el mejor de los casos un par de cobre para cada abonado, aunque como veremos más adelante esto no resulta rentable llevarlo a la práctica por lo que los pares se comparten con técnicas de “multiplado”. El Bucle Local continúa siendo hoy en día el único tramo de la Red Telefónica Básica (RTB) en el que las señales transmitidas no son de naturaleza digital. Aunque esta situación varía de unos países a otros lo cierto es que las líneas telefónicas analógicas siguen teniendo una presencia muy notable. En las señales analógicas el parámetro más importante es el de su frecuencia. Bien sabido es que el oído humano puede distinguir como media sonidos con frecuencias comprendidas entre 20Hz y 20KHz. Pero en un principio y por el tipo de modulación por división de frecuencia empleado se hizo necesario optimizar el ancho de banda asignado a cada canal vocal llegándose a la conclusión de que se podría limitar a 4KHz sin que la calidad de la conversación se viera por ello comprometida. Dentro de un canal vocal de 4KHz destacan los siguientes valores de frecuencia: ▪ 25Hz es la frecuencia característica de la corriente de llamada. ▪ Entre 330hz y 440Hz se emiten los tonos que señalizan el estado de la comunicación. ▪ De 941Hz a 1.633Hz existen 16 tonos de frecuencia para la marcación DTMF SEÑALIZACIÓN Para entender el concepto de señalización nada mejor que recordar el proceso que todos conocemos de una llamada telefónica y que se resume en la Figura 2. ACTIVIDAD 1: Estudio de las líneas telefónicas Figura 2 En el extremo izquierdo tenemos un abonado que iniciará el proceso al descolgar el auricular, en el centro una central de conmutación que podría ser una central local, una PBX o si se quiere la RTB, y en el extremo derecho otro abonado a quien el primero dirige una llamada y con el que se mantendrá una comunicación. El proceso de una llamada telefónica sería paso por paso: ▪ El terminal llamante descuelga el auricular y cierra el bucle de abonado, la central detecta la corriente de bucle (36 mA) y la disminución del nivel de tensión. ▪ La central envía a al terminal llamante un tono continuo de unos 400Hz y -12dbm de amplitud. ▪ Al escuchar este tono se puede componer el número del otro abonado con quien se pretende hablar. Existen dos tipos de marcación, por pulsos y por tonos (DTMF), el primer sistema ya no se emplea y consistía en abrir y cerrar el bucle de abonado tantas veces como indicase el número marcado generando de esta forma un tren de pulsos que era interpretado por la central. La marcación DTMF es mucho más precisa y consiste en asignar a cada tecla pulsada dos tonos de frecuencia según se ve en la Figura 3 que presenta el caso en el que se pulsa la tecla cuatro (Frecuencia Alta 1.209Hz y Frecuencia Baja 770Hz). Además este tipo de marcación introduce nuevas teclas como * o # que permiten ejecutar servicios suplementarios. ACTIVIDAD 1: Estudio de las líneas telefónicas Figura 3 ▪ Una vez que se termina de componer el número la central debe interpretarlo y localizar el destino del abonado que tenga asignado el mismo. Esta tarea puede llegar a ser ciertamente compleja pues el destinatario de la llamada se puede encontrar en cualquier parte del mundo. ▪ Una vez localizado el terminal llamado recibe una corriente de llamada de 25Hz de frecuencia y unos 80 Vef, ver la Figura 4. Esta señal alterna es la que permitía mover el electroimán que accionaba el timbre de llamada en los antiguos teléfonos. Figura 4 ▪ Con el fin de que el terminal llamante tenga constancia de que se esta sonando el timbre del terminal llamado recibe al mismo tiempo un tono de 400Hz que reproduce la misma cadencia. ▪ El usuario del terminal llamado acepta la llamada y descuelga el auricular. ACTIVIDAD 1: Estudio de las líneas telefónicas ▪ Se establece la comunicación. ▪ El usuario llamado da por finalizada la comunicación y cuelga el auricular. ▪ El usuario llamante hace lo mismo antes o después que el llamado, pero la línea no se libera hasta que él no lo haga. PLANTA EXTERIOR Se conoce como planta exterior a la infraestructura de cables, registros, repartidores y empalmes que permiten la conexión entre la central local de conmutación y el registro principal de la edificación en la que se pretende ofrecer un servicio de telefonía. Una central local puede estar diseñada para ofrecer este servicio a miles de abonados y cada uno de ellos debe tener asignado un par de cobre. No resulta difícil entender que la planificación y ejecución de este tipo de infraestructuras suponen una obra de ingeniería civil de cierta envergadura. Los cables deben ser canalizados subterráneamente por las calles de las ciudades y poblaciones, se necesitan permisos legales a veces muy difíciles de conseguir, para los operadores de telecomunicación esta es una de las infraestructuras más costosas y complejas. La planta exterior se debe optimizar al máximo y debe además ofrecer cierta capacidad de adaptación pues las ciudades crecen y la demanda de líneas telefónicas también crece y cambia con ellas. Esta es la principal razón por la que los pares que parten de las centrales de conmutación están “multiplados”. Figura 5 ACTIVIDAD 1: Estudio de las líneas telefónicas Analicemos el croquis de la Figura 5, en él vemos una central local de la que parten 2.400 pares divididos en dos grandes cables multipar de 1.200 pares cada uno de ellos. Una rama ofrece servicio a tres sectores de la población. En principio lo más lógico será repartir los 1.200 pares proporcionalmente entre dichos sectores, pero en la práctica no se hace así. Para el Sector 1 se ha derivado 200 pares (del 1 al 200), si nos fijamos con atención podemos ver que el cable multipar continúa su trayecto en planta exterior con 1.200 pares en vez de 1.000, es decir, se han derivado no segregado. En la siguiente ramificación hacia el Sector 2 ha optado por una solución mixta, se han segregado 400 (del 1 al 400) pares y derivado 200 (del 401 al 600). Hacia el Sector 3 continúan 800 pares que en un momento dado se bifurcan en dos ramas con la misma capacidad (400P). ¿En que sector estará el par 102? El par 102 está presente en los Sectores 1 y 2, lógicamente sólo pueden ofrecer el servicio en uno o en otro, jamás en los dos de forma simultanea. Este es un caso típico de par multiplado que proporciona a la planta exterior cierta flexibilidad a la hora de adaptarse a los cambios en la demanda del servicio telefónico. El servicio telefónico analógico funciona perfectamente sobre un par multiplado, no olvidemos que las frecuencias empleadas son muy bajas. Los problemas llegan cuando se transmiten datos y para ello resulta imprescindible aumentar las frecuencias, como se da en el caso de las líneas ADSL. ACTIVIDAD 1: Estudio de las líneas telefónicas REALIZACIÓN PRÁCTICA En esta actividad se realizarán diferentes medidas sobre línea telefónica al objeto de verificar algunas de sus características (tensión de línea, corriente en descolgado, diferentes tonos, etc.). Aunque las medidas podrían realizarse sobre línea telefónica, ésta no suele estar disponible habitualmente en el laboratorio, por lo que la actividad se llevará a cabo sobre extensión de la centralita privada de telefonía PBX incorporada en el entrenador didáctico. La siguiente figura muestra las conexiones a realizar. Figura 1. Diagrama de conexiones Como puede observarse en la figura anterior, la conexión de uno de los teléfonos se realiza a través del dado 850 (medidas y pruebas). De esta forma se permite el acceso a los pines 4 y 5 (par de voz) del conector RJ-45 mediante hembrillas, facilitando de esta manera la toma de medidas mediante instrumentación convencional (polímetro y osciloscopio). ACTIVIDAD 1: Estudio de las líneas telefónicas Las medidas deben realizarse sobre el par de voz, es decir, los pines 4 y 5 del conector RJ45. En telefonía analógica el resto de pines no tiene ninguna función (no están conectados). Se realizarán las siguientes medidas: 1. Tensión y corriente de línea con teléfono colgado (con multímetro). 2. Tensión y corriente de línea con teléfono descolgado (con multímetro). 3. Tono de invitación a marcar (con osciloscopio). 4. Marcación por tonos DTMF y por impulsos (con osciloscopio). 5. Señal o corriente de llamada (con osciloscopio). Para más información, consultar el documento “Fundamentos de Telefonía Básica” disponible en el apartado de recursos de esta actividad. RESUMEN La telefonía analógica en el bucle local continúa teniendo una gran implementación en muchos países del mundo, en gran parte debido a que las infraestructuras de planta exterior sobre par de cobre tienen por delante aún unos cuantos años de funcionamiento. En las próximas unidades formativas conoceremos otras líneas telefónicas que siguen empleando la planta exterior de cobre pero cuyas señales son de naturaleza digital y que en ciertos entornos profesionales y empresariales han sustituido a las líneas analógicas. RECURSOS Fundamentos de telefonía básica: Documento donde se describen los parámetros eléctricos de la interface de línea telefónica, la realización de medidas y los resultados obtenidos, así como las averías y disfunciones típicas en los sistemas de telefonía.
