miércoles, 2 de julio de 2008

Historia de las valvulas

Con el telégrafo y el teléfono, el hombre ya podía comunicarse a grandes distancias, incluso a través de los mares gracias a los cables submarinos, pero solo entre los puntos en los que llegaban estos cables. Pero aún quedaban incomunicados los barcos, vehículos, zonas poco pobladas, etc. La superación a estas dificultades empezó a ser posible con una serie de descubrimientos:
Durante el desarrollo de la electricidad, habían aparecido varias teorías para explicar muchas clases de fenómenos eléctricos, se creía al principio que la acción eléctrica ocurría a distancia sobre los distintos cuerpos que así podían experimentarla.
Pero el descubrimiento de la corriente eléctrica motivó que surgieran dudas sobre aquella acción misteriosa. Faraday no creía en esa acción a distancia, y en 1835, al escribir sobre una forma perfeccionada de batería voltaica, observó que la corriente eléctrica se propagaba como si existiesen partículas discretas de electricidad.
Las ideas de Faraday no cayeron en el olvido y su compatriota Maxwell las recogió treinta años después, para traducirlas al lenguaje matemático, sacando de ellas las consecuencias más trascendentales.
James Clerk Maxwell en 1867 presentaba su teoría electromagnética (Electricidad y Magnetismo) a la Real Sociedad de Londres. Esta teoría, obtenida por cálculo matemático puro, predecía la posibilidad de crear ondas electromagnéticas y su propagación en el espacio. Estas ondas se propagarían por el espacio a la velocidad de 300 mil kilómetros por segundo.
Las primeras tentativas para confirmar esta teoría fueron realizadas por el profesor Fitzgerald, de Dublín, pero no dieron resultados prácticos hasta que, el físico alemán Hertz, que desconocía las investigaciones de Fitzgerald, emprendió la misma tarea.El alemán Heinrich Hertz en 1887, confirmó experimentalmente la teoría de Maxwel, radiando y estudiando las ondas electromagnéticas con su oscilador y un resonador, realizó la primera transmisión sin hilos, de lo que a partir de entonces se denominarían en su honor ondas hertzianas.
Este experimento sirvió para confirmar las ideas de Maxwell y dejó entrever la posibilidad de producir ondas eléctricas a distancia y captarlas mediante un aparato adecuado. Fue, pues, la primera tentativa de radiocomunicación por medio de las ondas electromagnéticas, y el primer resultado práctico del que había de germinar toda la serie de experimentos.
El descubrimiento de Hertz, aunque permitió comprobar la existencia de las ondas electromagnéticas y sus propiedades parecidas a las de las ondas luminosas, confirmando así brillantemente la teoría de Maxwell, no tuvo resultados prácticos inmediatos, porque el resonador, que revelaba la presencia de las ondas, únicamente podía funcionar a muy corta distancia del aparato que las producía.
En 1884 Calzecchi Onesti descubrió la conductibilidad eléctrica que toman las limaduras de hierro en presencia de las ondas electromagnéticas, o sea de las ondas hertzianas
El francés Branly, en 1890, construyo su primitivo choesor (cohesor), que permitía comprobar la presencia de ondas radiadas, es decir de detectarlas, y que sería utilizado por todos los investigadores que entonces querían la comunicación sin hilos (sin cables).
El cohesor de Branly consta de un tubo de cristal dentro del cual se encuentran limaduras de hierro, algo apretadas, entre dos polos metálicos que se comunican con una pila eléctrica. La resistencia de las limaduras es demasiado elevada para que pase la corriente de la pila, pero en presencia de una onda hertziana dicha conductibilidad aumenta y la corriente que pasa por el aparato puede notarse haciendo sonar un timbre eléctrico.
Con el aparato de Branly podían captarse las ondas hertzianas a distancias mucho más considerables que con el resonador de Hertz, pero, de todos modos, no podían obtenerse todavía aplicaciones prácticas. El ruso Popov creyó encontrar en el tubo de Branly un aparato sensible para revelar la marcha de las tempestades, pues las descargas eléctricas de las nubes tempestuosas provocan la formación de ondas, capaces de ser reveladas por el cohesor.
El ruso Popov (1859-1905) encontró el mejor sistema para radiar (enviar) y captar las ondas: la antena, constituida por hilo metálico.
Después de perfeccionar este aparato, Popov añadió al sistema receptor un hilo metálico extendido en sentido vertical, para que, al elevarse en la atmósfera, pudiese captar mejor las oscilaciones eléctricas. Este hilo estaba unido por uno de sus extremos a uno de los polos del cohesor, mientras que el otro extremo comunicaba con tierra y así cualquier diferencia de potencial que se estableciese entre dichos polos, provocada por el paso de una onda electromagnética procedente de las nubes tempestuosas, hacía sonar el timbre del aparato, cuyo repiqueteo más o menos frecuente daba idea de la marcha de la tempestad.
De este modo nació la primera antena, llamada así porque, para sostener el hilo metálico ideado por Popov, debía emplearse un soporte de aspecto parecido a los mástiles o antenas de los buques.
El 24 de marzo de 1896 realizo la primera comunicación de señales sin hilos.
Estas primeras transmisiones estaban constituidas por simples impulsos, obtenidos mediante poderosas descargas eléctricas de corriente almacenadas en condensadores o botellas de Leyden. Una espira de alambre conductor, situada a pocos metros de la descarga, producía una descarga menor entre sus extremos abiertos.
El oscilador de Hertz, el detector de Branly y la antena de Popov eran, pues, los tres elementos indispensables para establecer un sistema de radiocomunicación, pero era necesario también constituir un conjunto que pudiese funcionar con seguridad para tener aplicaciones comerciales.
Nadie había podido conseguirlo, hasta que en 1895 Marconi realizó experimentos definitivos que le proporcionaron el título de inventor de la radiocomunicación.
Este fenómeno que empezó a mostrar la resonancia eléctrica fue estudiada por Marconi, el cual en Bolonia (Italia) en 1896 y con sólo 20 años de edad conseguía sus primeros comunicados prácticos. Empleando un alambre vertical o "antena" en vez de anillos cortados y empleando un "detector" o aparato que permitía descubrir señales muy débiles, pronto logró establecer comunicación hasta distancias de 2400 m.
Paulatinamente fué aumentando el alcance de sus transmisiones, hasta que en 1896 solicitó y obtubo la primera patente de un sistema de telegrafía inalámbrica.
La longitud de onda utilizada estaba situada por encima de 200 metros, lo que obligaba a utilizar antenas de colosales dimensiones. El receptor basaba su funcionamiento en el denominado cohesor. Brandley y Lodge fueron dos de sus principales perfeccionadores. En esencia, el cohesor estaba constituido por un tubo de vidrio, lleno de limaduras de hierro, el cual en presencia de una señal de alta frecuencia, procedente de la antena, se volvía conductor y permitía el paso de una corriente que accionaba un timbre. Cuando desaparecía la corriente el cohesor seguía conduciendo, por lo que debía dársele un golpe para que se desactivara. Estos detalles dan una idea de las dificultades con que se encontraban los investigadores de aquel entonces.
En 1897, el inglés O.J. Lodge inventó el sistema de sintonía, que permite utilizar el mismo receptor para recibir diferentes emisiones.
En 1897, empleando un transmisor formado por una bobina de inducción grande y elevando las antenas transmisora y receptora con ayuda de papalotes (cometas), aumentó el alcance del equipo a 14,5 Km. También demostró que la transmisión podía ser sobre el mar, estableciendo la comunicación entre dos barcos de la marina de guerra italiana, a distancias de 19 Km.
El primer contacto por radio en Francia tuvo lugar en 1898 entre la Torre Eiffel y el Pantheon (4 Km.), en París.
En 1899 nuevamente el investigador e inventor Guillermo Marconi logró enviar un mensaje por radio a través del Canal de la Mancha uniendo Dover con Wimereux (46 Km.).
Es en este año 1899, que ocurrió la primera demostración del valor de las comunicaciones por radio para dar mas seguridad a los viajes en el mar, cuando la tripulación del barco "R. F. Mathews" pudo salvarse después del choque del barco con un faro, gracias a la llamada de auxilio por radiotelegrafía.
Pero en realidad se puede decir que la Era de la Telegrafía sin Hilos comenzó un crudo día, 12 de diciembre de 1901, a las 12:30 p.m. y después de elevar la antena receptora con globos y papalotes hasta 120 mts. de altura, en unos barracones abandonados en San Juan de Terranova (Canadá) donde Marconi ayudado por los Sr. Paget y Kemp, consiguió captar una serie de tres puntos, la letra S del código Morse, una señal que acababa de recorrer los 3.600 kilómetros que separaban a Marconi de (Poldhu) Cornwall, en Gran Bretaña (Inglaterra). Esta señal fue la culminación de muchos años de experimentación. Después del suceso trasatlántico de Marconi en el año 1901, en los Estados Unidos se registra un desarrollo vertiginoso en la autoconstrucción y experimentación de aparatos TSF (telegrafía sin hilos).
Hacia el año de 1900 se empezaron a utilizar los detectores de CRISTAL DE GALENA para la detección en sustitución del cohesor Branly, la galena era mucho mas sensible, pero aun inestable.
En 1904, el inglés J.A. Fleming aportó a la radio el primer tipo de válvula de vacío, el diodo, que aparte de otras aplicaciones permitía sustituir con ventaja al engorroso detector de galena, el cual se siguió utilzando en pequeños receptores hasta los años cincuenta.
El diodo servía para rectificar la señal recibida de la antena, pudiendo detectar la señal recibida más fácilmente.
Con el invento en 1905 de la lámpara triodo (llamada también "audion") por el americano -Lee De Forest-, ya se podían amplificar las señales eléctricas utilizadas en radio y generar ondas que no fueran chispas como hasta entonces.

http://www.cienciafacil.com/paghistoriaradio.html
TRIODO
Con tensiones de sólo unas centenas de voltios era posible obtener una señal de transmisión continua o sostenida, lo que anuló rápidamente los transmisores de chispas. Pero es más, la señal continua fue fácilmente modulada por micrófonos de carbón, del tipo que aún se utiliza comúnmente en los teléfonos hoy día, y permitió la transmisión de voz.
Fue este mismo Dr. Lee De Forest que dio inicio a las primeras emisiones de radio de música y voz , usando el bulbo de su invención para generar ondas electromagnéticas, en lugar de las chispas. Sus transmisiones desde su casa en California fueron mas bien experimentales hasta que finalmente, en 1920, la Westinhouse Electric and Manufacturing Co., estableció en Pittsburgh la primera estación radiofusora comercial: la bien conocida "KDKA".
Con ello la radiotelegrafía dio paso a la radiotelefonía, que habría un inmenso campo de posibilidades a la gran aventura humana en las comunicaciones
Sintesis
¿Qué inventos permitieron la radiotelefonía? Válvulas!!!
El inventor Thomas A. Edison realiza su único descubrimiento científico; la emisión termoiónica, pero no le encuentra aplicación práctica. Trabajando con lámparas de filamento, observa que, cerca del terminal negativo, aparecen manchas sobre el vidrio que recubre al filamento.
John Ambrose Fleming, empleado de la Edison Light Company de Londres, se entera del “efecto Edison” e introduce un conductor metálico dentro de la lámpara. Obtiene así el primer diodo y aparece el término “válvula”, ya que permite el paso de la corriente eléctrica en un solo sentido (en forma similar al efecto que produce la válvula de aire de un neumático).
El inventor Lee de Forest, egresado de la Universidad de Yale, agrega una rejilla metálica entre el filamento y la placa. Obtiene así el audión, o tríodo, en 1906. Este hecho marca el inicio de la era de la electrónica. Un dispositivo de tres electrodos admite dos circuitos eléctricos: el de entrada (o de control) y el de salida (o controlado). La amplificación de señales es la aplicación inmediata que se le puede dar, ya que una pequeña variación de la tensión en el circuito de control se traduce en una variación de la corriente dentro de la válvula, que posibilitará una mayor variación de la tensión en el circuito de salida.
Radiotelefonía
La próxima meta consistía en establecer una “telefonía sin hilos”, o radiotelefonía. El chispero de Marconi sólo permitía emitir señales discontinuas, aptas para la telegrafía sin hilos. Para transmitir sonidos era necesario disponer de una oscilación eléctrica sostenida, que pudiese ser modificada (modulada) en función de la información que se desea transmitir.
De Forest utilizó un transmisor por arco eléctrico, mientras que Ernst Alexanderson construyó un alternador giratorio que llegaba a producir frecuencias de hasta 28.000 ciclos por segundo. La solución definitiva la logra De Forest con su audión, realizando osciladores de alta frecuencia. También este inventor perfecciona el cine sonoro.
Los receptores comienzan a utilizar amplificadores con tríodos, siendo ésta la tercer forma de elevar el promedio de la señal recibida, luego de la detección y del filtrado capacitivo. Los primeros receptores de radio tenían inconvenientes con la amplificación de distintas frecuencias, provenientes de distintas emisoras. Fue necesario realizar una “mezcla” de frecuencias (entre la generada por un oscilador local y la recibida) de tal manera que su diferencia resulte una frecuencia constante, que se denominó “frecuencia intermedia”. Este es el fundamento del receptor heterodyno, palabra que deriva del griego y significa “mezcla de fuerzas”. Quien realiza esta invención ( y más tarde la transmisión por frecuencia modulada) fue Edwin W. Armstrong.
http://web.frm.utn.edu.ar/hciencia/electronica.htm

lunes, 19 de mayo de 2008

Diferencias entre Comunicacion e Informacion

Los procesos de comunicación, son herramientas sociales que permiten la interacción humana.
Acudimos al Diccionario para buscar las definiciones de ambos conceptos:
· Comunicación: Acción y efecto de comunicar o comunicarse. Transmisión de la información en el seno del grupo, considerada en sus relaciones con la estructura de este grupo. Conjunto de técnicas que permiten la difusión de mensajes escritos o audiovisuales a una audiencia vasta y heterogénea.
· Información: Acción y efecto de informar (=dar a alguien noticia de alguna cosa). Conjunto de noticias o informes.La comunicación es percepción, crea expectativas y plantea exigenciasLa información aumenta el conocimiento, comunica novedades. De esta manera podemos decir que la información complementa la comunicación ya que lo que se comunica es información en los mensajes, con lo que la comunicación da un paso más en las relaciones entre las personas ya que provoca comportamientos mediante la creación de expectativas, entre otros.De modo general la diferencia fundamental entre información y comunicación reside en la respuesta del interlocutor (feedback), mientras que la información no precisa feedback, la comunicación para poder seguir estableciéndose, sí.Concretando más las definiciones podemos decir que la comunicación busca modificar comportamientos, actitudes, representaciones o conocimientos de los interlocutores o mover a otras personas a hacer algo que no harían espontáneamente. Comunicar es transferir información de una persona a otra sin tener en cuenta si despierta o no confianza.Otra de las diferencias básicas la encontramos en el objetivo final de la comunicación y de la información.Los objetivos de la información son:
· Transmitir toda la información necesaria para la toma de decisiones
· Influir en la actitud de todo el personal, para que sus objetivos y actividades estén en armonía con los objetivos y operaciones de la institución.
Los procesos de comunicación por su parte, son herramientas sociales que permiten la interacción humana, a saber, mantener un mínimo de interdependencia entre distintos elementos: individuos, grupos, talleres, oficinas, departamentos, servicios, etc., que la organización requiere para su sistema internoLa información se transfiere a través de mecanismos de comunicación:
· Los interlocutores· El tipo de comunicación· Los canales de comunicación· La interacción entre los canales de comunicación, los individuos y los grupos· Las redes de comunicación empleadas

María Escat Cortés
María es formadora en las áreas de management y recursos humanos.

jueves, 15 de mayo de 2008

¿Asesinos o suicidas?

La tecnología es un conjunto de conocimientos y procesos, destinados a la satisfacción de las necesidades de la sociedad. Teniendo en cuenta la ciencia y las técnicas, pero además otros factores como puede ser el económico, humano, y los impactos que provocan no solo en la sociedad, sino también en la naturaleza.
Como es de suponerse, el factor mas importante, y que mas influye en estos procesos es el económico, solo debe cumplir con la condición de ser rentable, y poco interesa el impacto que se produce en la naturaleza. En la actualidad este impacto que producen la implementación de nuevas tecnologías y el uso de las ya establecidas, están destruyendo el lugar donde vivimos, el planeta tierra. Nos hemos olvidados y muchos no lo saben, de que el ser humano no es el dueño de la tierra, de la naturaleza, sino que ella es la dueña y nosotros pertenecemos a ella. Estamos destruyendo nuestra casa, con tantas fábricas que contaminan con el humo, y producen el calentamiento global, con la tala de los árboles, con los basurales que contaminan el agua que tomamos, y otros tantos intentos de asesinatos a nuestra madre tierra. No nos olvidemos, esta en nuestras las leyes, el asesinato esta penado!! Si matamos a la tierra tendremos que pagar por ello y pagaremos con nuestras vidas. Por eso no seamos tontos!!! Cuidémosla, es por el bien de todos!!
Luís Gallego

lunes, 12 de mayo de 2008

El cambio tecnologico

El cambio tecnológico es el proceso a través del cual se producen cambios en las técnicas utilizadas o se desarrollan nuevos productos para satisfacer las necesidades de la sociedad.Entre los procesos que pueden motivar cambios en los productos se encuentran: el de sustitución, el de delegación de funciones y el de diferenciación e integración.Dentro de las nuevas tecnologías de la comunicación, un caso para analizar es el teléfono. En este, es evidente el proceso de sustitución llevado a cabo.Dicho proceso consiste en reemplazar una parte del producto por otra más conveniente.
Sin embargo, algo se conserva a lo largo de la evolución: las operaciones sobre la información, los códigos, los problemas asociados con el ruido, la cantidad a transmitir, la búsqueda de velocidad, etc. La tecnología mecánica de las señales, la eléctrica del teléfono, la electrónica del teléfono celular, o la electro-óptica de las fibras ópticas son tecnologías asociadas a los medios utilizados, mientras que la de las comunicaciones está asociada a la necesidad de transmitir información a distancia.

El cambio Tecnologico

El proceso a través del cual se producen cambios en las técnicas utilizadas o se desarrollan nuevos productos.Las reacciones que genera la perspectiva del cambio tecnológico son variadas. Una mirada amplia, basada en el intento de comprender este proceso en forma completa, deberá tener en cuenta tanto los efectos positivos como los negativos de los cambios. También los factores que los motivan, el modo en el que se producen y la mejor manera de gestionar y controlar este proceso de cambio teniendo en cuenta que este influye no sólo sobre el medio natural y social sino también sobre el propio sistema tecnológico.Este proceso de cambio se caracteriza por dos elementos fundamentales: invención e innovación.Innovación y cambio tecnológicoPortnoff define la innovación en el campo de la Tecnología como la aplicación de una idea nueva, llevada hasta su realización concreta, industrializada y comercializada. Es decir, tiene una dimensión técnica, en cuanto a la posibilidad de su realización, y una dimensión económica, en cuanto es posible y deseable la producción y comercialización de esa innovación.La innovación puede darse en un producto o en un proceso. Se diferencia de la invención en que esta última consiste en poner en práctica una nueva manera para alcanzar un objetivo, pero puede no desarrollarse ni difundirse, por cuestiones o económicas.Motores de la innovaciónSe puede afirmar que uno de los factores que impulsan las innovaciones son las necesidades sociales.Normalmente se tiende a asignar un peso importante a los motivos económicos en la aparición de las innovaciones.Pero existen muchos otros elementos que pueden motivar la aparición de innovaciones tales como intereses y valores personales de quienes diseñan, circunstancias causales o, el impulso creador de algunas personas basado en la satisfacción personal por encontrar aplicación a una idea determinada o responder a un desafío técnico.Cuando se analiza el proceso de innovación, es importante reflexionar sobre qué factores impulsaron su desarrollo, qué conocimientos, habilidades y medios se utilizaron, en qué circunstancia nació como idea, cuándo y bajo qué condiciones se concretó y qué conocimientos nuevos se generaron durante su desarrollo.
CAMBIOS EN EL SISTEMA TECNOLÓGICO
El conjunto de tecnologías es un verdadero sistema (el sistema tecnológico), donde cada rama representa una de sus partes y se ha establecido una compleja red de relaciones entre ellas; es de esperar que una innovación en una de las áreas se difunda, modificando y generando innovaciones en otras áreas del sistema.Entre los procesos que pueden motivar los cambios en los productos podemos mencionar:
EL PROCESO DE SUSTITUCIÓN
El proceso de sustitución está caracterizado por el reemplazo de alguna parte de un producto por otra que cumple la misma función más eficientemente o con mejores cualidades.Si se analiza el caso de las comunicaciones, veremos que los medios utilizados para transmitir , procesar y almacenar la información se sucedieron a través del telégrafo mecánico, el telégrafo eléctrico, el teléfono convencional, el celular, los satélites y las fibras ópticas.Sin embargo, algo se conserva a lo largo de la evolución: las operaciones sobre la información, los códigos, los problemas asociados con el ruido, la cantidad a transmitir, la búsqueda de velocidad, etc. La tecnología mecánica de las señales, la eléctrica del teléfono, la electrónica del teléfono celular, o la electro-óptica de las fibras ópticas son tecnologías asociadas a los medios utilizados, mientras que la de las comunicaciones está asociada a la necesidad de transmitir información a distancia.
LA TRANSFERENCIA DE FUNCIONES
La evolución de una determinada técnica está frecuentemente asociada a una paulatina transferencia de funciones entre las personas, los agentes de la técnica y los medios utilizados.Si se analiza el caso del riego en un parque, una primera solución fue el uso de una bomba de agua manual. En una segunda, la energía eléctrica fue aprovechada para bombear el agua. Así, la energía dejó de ser aportada por el hombre. Luego se simplificó más con el uso de mangueras y sensores automáticos.
DIFERENCIACIÓN E INTEGRACIÓN
Hay procesos de evolución de soluciones de soluciones técnicas caracterizados por el aumento de complejidad de los medios utilizados. Este aumento de complejidad suele estar asociado a una constante incorporación y diferenciación de funciones; en otros momentos del desarrollo una innovación permite integrar funciones reduciéndose el número de partes.Dos funciones distintas se integran en una parte del producto.

lunes, 5 de mayo de 2008

La era de la comunicación. “La revolución de la inteligencia”


La verdadera aventura de las telecomunicaciones comienza con el invento de Morse: el telégrafo eléctrico. Después de recurrir al electroimán como elemento activo, inventa el primer código en serie que podía ser utilizado en una sola línea de transmisión.
La importancia estratégica de estos nuevos medios de comunicación muy pronto resulta evidente tanto para los militares como para los políticos
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El teléfono.
A partir de 1837, paralelamente con la expansión del telégrafo se realizaron experiencias de transmisión del sonido: un vástago metálico sometido a imantaciones y desimantaciones muy rápidas puede emitir sonidos al vibrar; la intensidad de dicho sonido es proporcional a la frecuencia de las emisiones de la corriente que lo provocan.
Strowger diseña en 1881 el primer selector automático con una especie de torniquete automático, este constituye el primer paso hacia la comunicación automática. Luego se perfecciona y se instala un sistema electromagnético, basado en piezas giratorias: el rotary.
La atenuación de la señal limita la distancia de transmisión, esto se soluciona colocando una bobina cada mil millas náuticas, y se puede aumentar la inductancia y reducir la atenuación.
La TSF (telégrafo inalámbrico) utiliza la propagación directa de ondas largas y dos descubrimientos esenciales amplían sus posibilidades y dan origen a las técnicas que hoy dominan la comunicación masiva: la reflexión de las ondas cortas en la ionosfera, la cual hace una mejor propagación alrededor de la tierra; y el advenimiento de la electrónica con el diodo y el tríodo que amplifican las señales de poca intensidad a nivel de los receptores y que, combinados con un oscilador, suministran potentes generadores de ondas electromagnéticas.
Los enlaces por cables y ondas hertzianas aparecen como complementarios; los primeros se especializan en enlaces punto a punto; las segundas dan origen a la radiodifusión y a la televisión y a la televisión que toma su gran impulso a partir de la segunda guerra mundial.

Electrónica y digitalización: la implosión del mundo.
La primera mitad del siglo XX es dominada por el invento del tríodo y por la producción de las “válvulas de radio” derivadas del mismo. Estás válvulas permitieron la expansión de la red telefónica merced a las transmisiones hertzianas y más tarde a los amplificadores.
Durante la era mecánica, proyectamos nuestro cuerpo en el espacio. Hoy después de un siglo de tecnología de electricidad, proyectamos nuestro sistema nervioso central como una red sobre todo el globo terrestre, eliminando así el espacio y el tiempo, en lo referente a nuestro planeta. La segunda mitad del siglo XX será dominada por el transistor y el chip.

Shannon, abre el camino a la transmisión de mensajes en forma digital (Las señales en forma analógica sufren distorsiones aumentadas en cada relé).
Treinta años después, la digitalización se generaliza por dos motivos: el procesamiento de señales digitales se hace con menos errores y las memorias analógicas tienen una capacidad menor y al mismo tiempo una precisión mediocre.
La digitalización tiene un lenguaje común con el teléfono, vehiculo de la palabra, y con la informática, medio de operaciones y de acceso a las bases de datos. La electrónica y la digitalización van a imponer en forma progresiva su lógica, permitiendo que se superen los problemas existentes ( transmisiones transoceánicas) antes de poner en evidencia, una red única, que vehiculice tanto la palabra como el texto y aun la imagen, que pueda soportar una amplia gama de terminales. Estamos hablando de RDSI-Banda Ancha, (red digital de servicios integrados). Pero la generalización de las RDSI, no se espera antes del año 2010, ya que deben estar dotadas de capacidad de transmisión muy importantes, pues la transmisión de un canal de video necesita el equivalente de mil líneas telefónicas.


El progreso de las comunicaciones
En 1956, la instalación del primer cable trasatlántico, provisto de repetidores con tubos al vacío, puso fin al monopolio de las ondas cortas en las comunicaciones transoceánicas. Es el comienzo de una evolución continua en las transmisiones.
A partir de los lanzamientos de los satélites a comienzos de los 50, otra evolución se esboza. En julio de 1962, se reciben las primeras imágenes televisivas provenientes directamente de los Estados Unidos, por intermedio de un satélite de desplazamiento, lanzado por la NASA.
Después de quince años de expansión, basada esencialmente en los enlaces intercontinentales, las comunicaciones por satélite se extienden de ahora en adelante a los sistemas nacionales o a los regionales.

lunes, 28 de abril de 2008

Evolución del Telefono


En 1854, el inventor francés Charles Bourseul planteó la posibilidad de utilizar las vibraciones causadas por la voz sobre un disco flexible o diafragma, con el fin de activar y desactivar un circuito eléctrico y producir unas vibraciones similares en un diafragma situado en un lugar remoto, que reproduciría el sonido original. Algunos años más tarde, el físico alemán Johann Philip Reis inventó un instrumento que transmitía notas musicales, pero no era capaz de reproducir la voz humana. En 1877, tras haber descubierto que para transmitir la voz sólo se podía utilizar corriente continua, el inventor estadounidense de origen inglés Alexander Graham Bell construyó el primer teléfono capaz de transmitir y recibir voz humana con toda su calidad y su timbre.
Teléfono magnético de Bell
El conjunto básico del invento de Bell estaba formado por un emisor, un receptor y un único cable de conexión. El emisor y el receptor eran idénticos y contenían un diafragma metálico flexible y un imán con forma de herradura dentro de una bobina. Las ondas sonoras que incidían sobre el diafragma lo hacían vibrar dentro del campo del imán. Esta vibración inducía una corriente eléctrica en la bobina, que variaba según las vibraciones del diafragma. La corriente viajaba por el cable hasta el receptor, donde generaba fluctuaciones de la intensidad del campo magnético de éste, haciendo que su diafragma vibrase y reprodujese el sonido original.
En los receptores de los teléfonos modernos, el imán es plano como una moneda y el campo magnético que actúa sobre el diafragma de hierro es de mayor intensidad y homogeneidad. Los transmisores modernos llevan un diafragma muy fino montado debajo de un rejilla perforada. En el centro del diafragma hay un pequeño receptáculo relleno de gránulos de carbono. Las ondas sonoras que atraviesan la rejilla provocan un vaivén del receptáculo. En el movimiento descendente, los gránulos quedan compactados y producen un aumento de la corriente que circula por el transmisor.( sustitucion)
Partes del aparato telefónico
El aparato telefónico consta de un transmisor, un receptor, un dispositivo marcador, una alarma acústica y un circuito supresor de efectos locales. Si se trata de un aparato de dos piezas, el transmisor y el receptor van montados en el auricular, el timbre se halla en la base y el elemento de marcado y el circuito supresor de efectos locales pueden estar en cualquiera de las dos partes, pero, por lo general, van juntos.




Los teléfonos más complejos pueden llevar un micrófono y un altavoz en la pieza base, aparte del transmisor y el receptor en el auricular. En los teléfonos portátiles, el cable del auricular se sustituye por un enlace de radio entre el auricular y la base, aunque sigue teniendo un cable para la línea. Los teléfonos celulares suelen ser de una sola pieza, y sus componentes en miniatura permiten combinar la base y el auricular en un elemento manual que se comunica con una estación remota de radio. No precisan línea ni cables para el auricular. (integracion)
Los teléfonos antiguos usaban un único dispositivo como transmisor y receptor. Sus componentes básicos eran un imán permanente con un cable enrollado que lo convertía en electroimán y un fino diafragma de tela y metal sometido a la fuerza de atracción del imán. La fuerza de la voz, en cuanto ondas de sonido, provocaban un movimiento del diafragma, que a su vez generaba una minúscula corriente alterna en los cables del electroimán. Estos equipos eran capaces de reproducir la voz, aunque tan débilmente que eran poco más que un juguete.
La invención del transmisor telefónico de carbono por Emile Berliner constituye la clave en la aparición del teléfono útil. Consta de unos gránulos de carbono colocados entre unas láminas metálicas denominadas electrodos, una de las cuales es el diafragma, que transmite variaciones de presión a dichos gránulos. Los electrodos conducen la electricidad que circula a través del carbono. Las variaciones de presión originan a su vez una variación de la resistencia eléctrica del carbono. A través de la línea se aplica una corriente continua a los electrodos, y la corriente continua resultante también varía. La fluctuación de dicha corriente a través del transmisor de carbono se traduce en una mayor potencia que la inherente a la onda sonora original. Este efecto se denomina amplificación, y tiene una importancia crucial. Un transmisor electromagnético sólo es capaz de convertir energía, y siempre producirá una energía eléctrica menor que la que contiene una onda sonora.
El equivalente eléctrico del imán permanente es una sustancia plástica denominada electreto. Al igual que un imán permanente produce un campo magnético permanente en el espacio, un electreto genera un campo eléctrico permanente en el espacio. Tal como un conductor eléctrico que se mueve en el seno de un campo magnético induce una corriente, el movimiento de un electrodo dentro de un campo eléctrico puede producir una modificación del voltaje entre un electrodo móvil y otro estacionario en la parte opuesta del electreto. Aunque este efecto se conocía de antiguo, fue sólo una curiosidad de laboratorio hasta la aparición de materiales capaces de conservar una carga electrostática durante años. Los transmisores telefónicos se basan actualmente en este efecto, en vez de en la resistencia sensible a la presión de los gránulos de carbono, ya que se consigue con un micrófono de electretos muy pequeño, ligero y económico. Los micrófonos de electretos se basan en los transistores para la amplificación requerida.
Dado que el transmisor de carbono no resulta práctico a la hora de convertir energía eléctrica en presión sonora, los teléfonos fueron evolucionando hacia receptores separados de los transmisores. Esta disposición permite colocar el transmisor cerca de los labios para recoger el máximo de energía sonora, y el receptor en el auricular, lo cual elimina los molestos ruidos de fondo. El receptor sigue siendo un imán permanente con un arrollamiento de hilo conductor, pero ahora lleva un diafragma de aluminio sujeto a una pieza metálica. Los detalles del diseño han experimentado enormes mejoras, pero el concepto original continúa permitiendo equipos sólidos y eficaces.
La alarma acústica de los teléfonos se suele denominar timbre, referencia al hecho de que durante la mayor parte de la historia de este equipo la función de alarma la proporcionaba un timbre eléctrico. La creación de un sustituto electrónico para el timbre, capaz de generar un sonido agradable a la vez que distintivo a un coste razonable, constituyó una tarea sorprendentemente ardua. Para muchas personas, el sonido del timbre sigue siendo preferible al de un zumbador electrónico. Sin embargo, dado que el timbre mecánico exige un cierto volumen físico para resultar eficaz, la tendencia hacia equipos cada vez menores impone el uso de alarmas electrónicas en la mayoría de los teléfonos. La sustitución progresiva del timbre permitirá asimismo cambiar, en un futuro próximo, el método actual de activación de la alarma —corriente alterna de 90 voltios (V) y 20 hercios (Hz) a la línea— por técnicas de voltajes menores, más compatibles con los teléfonos transistorizados. Algo similar se está produciendo con el esquema de marcado de los teléfonos.
El marcado telefónico ya ha sufrido toda una evolución a lo largo de su historia. Existen dos formas de marcado, el de pulso y el de multifrecuencia o tono.
El disco de marcado tiene un diseño mecánico muy ingenioso; consta de los números 1 al 9 seguidos del 0, colocados en círculo debajo de los agujeros de un disco móvil y perforado. Se coloca el dedo en el agujero correspondiente al número elegido y se hace girar el disco en el sentido de las agujas del reloj hasta alcanzar el tope y a continuación se suelta el disco. Un muelle obliga al disco a volver a su posición inicial y, al mismo tiempo que gira, abre un conmutador eléctrico tantas veces como gire el disco, para marcar el número elegido; en el caso del 0 se efectúan 10 aperturas, ya que es el último número del disco. El resultado es una serie de pulsos de llamada en la corriente eléctrica que circula entre el aparato telefónico y la centralita. Cada pulso tiene una amplitud igual al voltaje suministrado por la pila, generalmente 50 V, y dura unos 45 ms (milisegundos, milésimas de segundo). Los equipos de la centralita cuentan estos pulsos y determinan el número que se desea marcar.
Los pulsos eléctricos producidos por el disco giratorio resultan idóneos para el control de los equipos de conmutación paso-a-paso de las primeras centrales de conmutación automáticas. Sin embargo, el marcado mecánico constituye una de las fuentes principales de costes de mantenimiento, y el proceso de marcado por disco resulta lento, sobre todo en el caso de números largos. La disponibilidad de la amplificación barata y fiable que trajo el transistor aconsejó el diseño de un sistema de marcado basado en la transmisión de unos tonos de potencia bastante pequeña, en vez de los pulsos de marcado de gran potencia. Cada botón de un teclado de multifrecuencia controla el envío de una pareja de tonos. Se utiliza un esquema de codificación ‘2 de 7’ en el que el primer tono corresponde a la fila de una matriz normal de 12 botones y el segundo a la columna (4 filas más 3 columnas necesitan 7 tonos).
Actualmente, la mayoría de los teléfonos llevan botones en vez de disco de marcado. Dado que el sistema de tonos se comercializaba opcionalmente con un coste adicional, en las centrales se siguen recibiendo pulsos o multitonos. Como un usuario que compra un equipo puede disponer de una línea que no admite señales de multifrecuencia, los teléfonos de botones disponen generalmente de un conmutador que permite seleccionar el envío de pulsos o tonos.
Hay un elemento funcional importante del teléfono que resulta invisible para el usuario: el circuito supresor de efectos locales. Las personas controlan el tono de voz al hablar y ajustan en consonancia el volumen, fenómeno que se denomina ‘efecto local’. En los primeros teléfonos, el receptor y el transmisor del equipo iban conectados directamente entre sí y a la línea. Esto hacía que el usuario oyera su propia voz a través del receptor con mucha más intensidad que cuando no lo tenía pegado a la oreja. El sonido era mucho más fuerte que el normal porque el micrófono de carbono amplifica la energía sonora al mismo tiempo que la convierte de acústica a eléctrica. Además de resultar desagradable, esto obligaba al usuario a hablar con mayor suavidad, dificultando la escucha por parte del receptor.
El circuito supresor original contenía un transformador junto con otros componentes cuyas características dependían de los parámetros eléctricos de la línea telefónica. El receptor y el transmisor iban conectados a diferentes ‘puertos del circuito’ (en este caso, diferentes arrollamientos del transformador), no entre sí. El circuito supresor transfiere energía del transmisor a la línea (aunque parte también a otros componentes), sin que nada pase al receptor. Así se elimina la sensación de
que uno grita en su propia oreja.
Circuitos y centrales
La llamada telefónica se inicia en la persona que levanta el auricular y espera el tono de llamada. Esto provoca el cierre de un conmutador eléctrico. El cierre de dicho conmutador activa el flujo de una corriente eléctrica por la línea de la persona que efectúa la llamada, entre la ubicación de ésta y el edificio que alberga la centralita automática, que forma parte del sistema de conmutación. Se trata de una corriente continua que no cambia su sentido de flujo, aun cuando pueda hacerlo su intensidad o amplitud. La central detecta dicha corriente y devuelve un tono de llamada, una combinación concreta de dos notas para que resulte perfectamente detectable, tanto por los equipos como por las personas.
Una vez escuchado el tono de llamada, la persona teclea una serie de números mediante los botones del auricular o del equipo de base. Esta secuencia es exclusiva de otro abonado, la persona a quien se llama. El equipo de conmutación de la central elimina el tono de llamada de la línea tras recibir el primer número y, una vez recibido el último, determina si el número con el que se quiere contactar pertenece a la misma central o a otra diferente. En el primer caso, se aplican una serie de intervalos de corriente de llamada a la línea. La corriente de llamada es corriente alterna de 20 Hz, que fluye en ambos sentidos 20 veces por segundo. El teléfono del usuario tiene una alarma acústica que responde a la corriente de llamada, normalmente mediante un sonido perceptible. Cuando se responde al teléfono levantando el auricular, comienza a circular una corriente continua por su línea que es detectada por la central. Ésta deja de aplicar la corriente de llamada y establece una conexión entre la persona que llama y la llamada, que es la que permite hablar.
En los primeros teléfonos, la corriente estaba generada por una batería. El circuito local tenía, además de la batería y el transmisor, un arrollamiento de transformador, que recibe el nombre de bobina de inducción; el otro arrollamiento, conectado a la línea, elevaba el voltaje de la onda sonora. Las conexiones entre teléfonos eran de tipo manual, a cargo de operadores que trabajaban en centralitas ubicadas en las oficinas centrales de conmutación.
A medida que se fueron desarrollando los sistemas telefónicos, las conexiones manuales empezaron a resultar demasiado lentas y laboriosas. Esto fue el detonante para la construcción de una serie de dispositivos mecánicos y electrónicos que permitiesen las conexiones automáticas (véase Electrónica). Los teléfonos modernos tienen un dispositivo electrónico que transmite una serie de pulsos sucesivos de corriente o varios tonos audibles correspondientes al número marcado. Los equipos electrónicos de la central de conmutación se encargan de traducir automáticamente la señal y de dirigir la llamada a su destino. (transferencia de funciones)
La tecnología de estado sólido ha permitido que estas centrales puedan procesar las llamadas a una velocidad de una millonésima de segundo, por lo que se pueden procesar simultáneamente grandes cantidades de llamadas. El circuito de entrada convierte, en primer lugar, la voz de quien llama a impulsos digitales. Estos impulsos se transmiten entonces a través de la red mediante sistemas de alta capacidad, que conectan las diferentes llamadas en base a operaciones matemáticas de conmutación computerizadas. Las instrucciones para el sistema se hallan almacenadas en la memoria de una computadora. El mantenimiento de los equipos se ha simplificado gracias a la duplicidad de los componentes. Cuando se produce algún fallo, entra automáticamente en funcionamiento una unidad de reserva para manejar las llamadas. Gracias a estas técnicas, el sistema puede efectuar llamadas rápidas, tanto locales como a larga distancia, determinando con rapidez la ruta más eficaz.
Actualmente, no existe en Estados Unidos ni en Inglaterra ningún teléfono atendido de forma manual. Todos los abonados son atendidos por centrales automáticas. En este tipo de central, las funciones de los operadores humanos las realizan los equipos de conmutación. Un relé de corriente de línea de un circuito ha sustituido el cuadro de conexión manual de luz de la centralita y un conmutador de cruce hace las funciones de los cables. Dado que ahora es cuando los ordenadores empiezan a estar en condiciones de entender comandos hablados, casi un siglo después de las primeras centrales automáticas, se sigue utilizando el visor para mostrar el número marcado. Los registros de entrada almacenan este número y luego lo transmiten a la central de conmutación, que a su vez activa el conmutador de cruce para completar la llamada o dirigirla a un conmutador de mayor nivel para el tratamiento pertinente.
Telefonía transoceánica
El servicio telefonía transoceánica se implantó comercialmente en 1927, pero el problema de la amplificación frenó el tendido de cables telefónicos hasta 1956, año en que entró en servicio el primer cable telefónico submarino transoceánico del mundo, que conectaba Terranova y Escocia.
Telefonía por onda portadora
Utilizando frecuencias superiores al rango de voz, que va desde los 4.000 hasta varios millones de ciclos por segundo, o hercios, se pueden transmitir simultáneamente hasta 13.200 llamadas telefónicas por una misma conducción. Las técnicas de telefonía por onda portadora también se utilizan para enviar mensajes telefónicos a través de las líneas normales de distribución sin interferir con el servicio ordinario. Debido al crecimiento de tamaño y complejidad de los sistemas, se utilizan los amplificadores de estado sólido, denominados repetidores, para amplificar los mensajes a intervalos regulares. (sustitucion)
Cable coaxial
El cable coaxial, que apareció en 1936, utiliza una serie de conductores para soportar un gran número de circuitos. El cable coaxial moderno está fabricado con tubos de cobre de 0,95 cm de diámetro. Cada uno de ellos lleva, justo en el centro del tubo, un hilo fino de cobre sujeto con discos plásticos aislantes separados entre sí unos 2,5 cm. El tubo y el hilo tienen el mismo centro, es decir, son coaxiales. Los tubos de cobre protegen la señal transmitida de posibles interferencias eléctricas y evitan pérdidas de energía por radiación. Un cable, compuesto por 22 tubos coaxiales dispuestos en anillos encastrados en polietileno y plomo, puede transportar simultáneamente 132.000 mensajes.
Fibras ópticas
Los cables coaxiales se están sustituyendo progresivamente por fibras ópticas de vidrio. Los mensajes se codifican digitalmente en impulsos de luz y se transmiten a grandes distancias. Un cable de fibra puede tener hasta 50 pares de ellas, y cada par soporta hasta 4.000 circuitos de voz. El fundamento de la nueva tecnología de fibras ópticas, el láser, aprovecha la región visible del espectro electromagnético, donde las frecuencias son miles de veces superiores a las de la radio y, por consiguiente, pueden transportar un volumen mucho mayor de información. El diodo emisor de luz (LED), un dispositivo más sencillo, puede resultar adecuado para la mayoría de las funciones de transmisión.
Un cable de fibra óptica, el TAT 8, transporta más del doble de circuitos transatlánticos que los existentes en la década de 1980. Formando parte de un sistema que se extiende desde Nueva Jersey hasta Inglaterra y Francia, puede transmitir hasta 50.000 conversaciones a la vez. Este tipo de cables sirven también de canales para la transmisión a alta velocidad de datos informáticos, siendo más segura que la que proporcionan los satélites de comunicaciones (véase Comunicación vía satélite). Otro avance importante en las telecomunicaciones, el TAT 9, un cable de fibra con mucha mayor capacidad, entró en funcionamiento en 1992 y puede transmitir simultáneamente 75.000 llamadas.
Reemisor de microondas
En este método de transmisión, las ondas de radio que se hallan en la banda de frecuencias muy altas, y que se denominan microondas, se remiten de estación a estación. Dado que la transmisión de microondas exige un camino expedito entre estación emisora y receptora, la distancia media entre estaciones repetidoras es de unos 40 Km. Un canal de relé de microondas puede transmitir hasta 600 conversaciones telefónicas.
Telefonía por satélite
En 1969 se completó la primera red telefónica global en base a una serie de satélites en órbitas estacionarias a una distancia de la Tierra de 35.880 Km. Estos satélites van alimentados por células de energía solar. Las llamadas transmitidas desde una antena terrestre se amplifican y se retransmiten a estaciones terrestres remotas. La integración de los satélites y los equipos terrestres permite dirigir llamadas entre diferentes continentes con la misma facilidad que entre lugares muy próximos. Gracias a la digitalización de las transmisiones, los satélites de la serie global Intelsat pueden retransmitir simultáneamente hasta 33.000 llamadas, así como diferentes canales de televisión.
Un único satélite no serviría para realizar una llamada, por ejemplo, entre Nueva York y Hong Kong, pero dos sí. Incluso teniendo en cuenta el coste de un satélite, esta vía resulta más barata de instalar y mantener por canal que la ruta equivalente utilizando cables coaxiales tendidos por el fondo del mar. En consecuencia, para grandes distancias se utilizan en todo lo posible los enlaces por satélite.
Sin embargo, los satélites presentan una desventaja importante. Debido a la gran distancia hasta el satélite y la velocidad limitada de las ondas de radio, hay un retraso apreciable en las respuestas habladas. Por eso, muchas llamadas sólo utilizan el satélite en un sentido de la transmisión (por ejemplo, de Nueva York hacia San Francisco) y un enlace terrestre por microondas o cable coaxial en el otro sentido. Un enlace vía satélite para ambos sentidos resultaría irritante para dos personas conversando entre Nueva York y Hong Kong, ya que apenas podrían efectuar interrupciones, cosa muy frecuente en las conversaciones, y además se verían afectadas por el gran retraso (más de un segundo) en la respuesta de la otra persona.
La mayoría de las grandes ciudades están hoy enlazadas por una combinación de conexiones por microondas, cable coaxial, fibra óptica y satélites. La capacidad de cada uno de los sistemas depende de su antigüedad y el territorio cubierto (los cables submarinos están diseñados de forma muy conservadora y tienen menor capacidad que los cables de superficie), pero, en general, se pueden clasificar de la siguiente forma: la digitalización simple a través de un par paralelo proporciona decenas de circuitos por par; la coaxial permite cientos de circuitos por par y miles por cable; las microondas y los satélites dan miles de circuitos por enlace y la fibra óptica permite hasta decenas de miles de circuitos por fibra. La capacidad de cada tipo de sistema ha ido aumentando notablemente desde su aparición debido a la continua mejora de la ingeniería.
Teléfonos y radiodifusión
Los equipos de telefonía de larga distancia pueden transportar programas de radio y televisión a través de grandes distancias hasta muchas estaciones dispersas para su difusión simultánea. En algunos casos, la parte de audio de los programas de televisión se puede transmitir mediante circuitos de cables a frecuencias audio o a las frecuencias de portadora utilizadas para transmitir las conversaciones telefónicas. Las imágenes de televisión se transmiten por medio de cables coaxiales, microondas y circuitos de satélites.

lunes, 14 de abril de 2008

telefono: su historia

Evolución del teléfono
En 1854, el inventor francés Charles Bourseul planteó la posibilidad de utilizar las vibraciones causadas por la voz sobre un disco flexible o diafragma, con el fin de activar y desactivar un circuito eléctrico y producir unas vibraciones similares en un diafragma situado en un lugar remoto, que reproduciría el sonido original. Algunos años más tarde, el físico alemán Johann Philip Reis inventó un instrumento que transmitía notas musicales, pero no era capaz de reproducir la voz humana. En 1877, tras haber descubierto que para transmitir la voz sólo se podía utilizar corriente continua, el inventor estadounidense de origen inglés Alexander Graham Bell construyó el primer teléfono capaz de transmitir y recibir voz humana con toda su calidad y su timbre.
Teléfono magnético de Bell
El conjunto básico del invento de Bell estaba formado por un emisor, un receptor y un único cable de conexión. El emisor y el receptor eran idénticos y contenían un diafragma metálico flexible y un imán con forma de herradura dentro de una bobina. Las ondas sonoras que incidían sobre el diafragma lo hacían vibrar dentro del campo del imán. Esta vibración inducía una corriente eléctrica en la bobina, que variaba según las vibraciones del diafragma. La corriente viajaba por el cable hasta el receptor, donde generaba fluctuaciones de la intensidad del campo magnético de éste, haciendo que su diafragma vibrase y reprodujese el sonido original.
En los receptores de los teléfonos modernos, el imán es plano como una moneda y el campo magnético que actúa sobre el diafragma de hierro es de mayor intensidad y homogeneidad. Los transmisores modernos llevan un diafragma muy fino montado debajo de un rejilla perforada. En el centro del diafragma hay un pequeño receptáculo relleno de gránulos de carbono. Las ondas sonoras que atraviesan la rejilla provocan un vaivén del receptáculo. En el movimiento descendente, los gránulos quedan compactados y producen un aumento de la corriente que circula por el transmisor.
Partes del aparato telefónico
El aparato telefónico consta de un transmisor, un receptor, un dispositivo marcador, una alarma acústica y un circuito supresor de efectos locales. Si se trata de un aparato de dos piezas, el transmisor y el receptor van montados en el auricular, el timbre se halla en la base y el elemento de marcado y el circuito supresor de efectos locales pueden estar en cualquiera de las dos partes, pero, por lo general, van juntos. Los teléfonos más complejos pueden llevar un micrófono y un altavoz en la pieza base, aparte del transmisor y el receptor en el auricular. En los teléfonos portátiles, el cable del auricular se sustituye por un enlace de radio entre el auricular y la base, aunque sigue teniendo un cable para la línea. Los teléfonos celulares suelen ser de una sola pieza, y sus componentes en miniatura permiten combinar la base y el auricular en un elemento manual que se comunica con una estación remota de radio. No precisan línea ni cables para el auricular.
Los teléfonos antiguos usaban un único dispositivo como transmisor y receptor. Sus componentes básicos eran un imán permanente con un cable enrollado que lo convertía en electroimán y un fino diafragma de tela y metal sometido a la fuerza de atracción del imán. La fuerza de la voz, en cuanto ondas de sonido, provocaban un movimiento del diafragma, que a su vez generaba una minúscula corriente alterna en los cables del electroimán. Estos equipos eran capaces de reproducir la voz, aunque tan débilmente que eran poco más que un juguete.
La invención del transmisor telefónico de carbono por Emile Berliner constituye la clave en la aparición del teléfono útil. Consta de unos gránulos de carbono colocados entre unas láminas metálicas denominadas electrodos, una de las cuales es el diafragma, que transmite variaciones de presión a dichos gránulos. Los electrodos conducen la electricidad que circula a través del carbono. Las variaciones de presión originan a su vez una variación de la resistencia eléctrica del carbono. A través de la línea se aplica una corriente continua a los electrodos, y la corriente continua resultante también varía. La fluctuación de dicha corriente a través del transmisor de carbono se traduce en una mayor potencia que la inherente a la onda sonora original. Este efecto se denomina amplificación, y tiene una importancia crucial. Un transmisor electromagnético sólo es capaz de convertir energía, y siempre producirá una energía eléctrica menor que la que contiene una onda sonora.
El equivalente eléctrico del imán permanente es una sustancia plástica denominada electreto. Al igual que un imán permanente produce un campo magnético permanente en el espacio, un electreto genera un campo eléctrico permanente en el espacio. Tal como un conductor eléctrico que se mueve en el seno de un campo magnético induce una corriente, el movimiento de un electrodo dentro de un campo eléctrico puede producir una modificación del voltaje entre un electrodo móvil y otro estacionario en la parte opuesta del electreto. Aunque este efecto se conocía de antiguo, fue sólo una curiosidad de laboratorio hasta la aparición de materiales capaces de conservar una carga electrostática durante años. Los transmisores telefónicos se basan actualmente en este efecto, en vez de en la resistencia sensible a la presión de los gránulos de carbono, ya que se consigue con un micrófono de electretos muy pequeño, ligero y económico. Los micrófonos de electretos se basan en los transistores para la amplificación requerida.
Dado que el transmisor de carbono no resulta práctico a la hora de convertir energía eléctrica en presión sonora, los teléfonos fueron evolucionando hacia receptores separados de los transmisores. Esta disposición permite colocar el transmisor cerca de los labios para recoger el máximo de energía sonora, y el receptor en el auricular, lo cual elimina los molestos ruidos de fondo. El receptor sigue siendo un imán permanente con un arrollamiento de hilo conductor, pero ahora lleva un diafragma de aluminio sujeto a una pieza metálica. Los detalles del diseño han experimentado enormes mejoras, pero el concepto original continúa permitiendo equipos sólidos y eficaces.
La alarma acústica de los teléfonos se suele denominar timbre, referencia al hecho de que durante la mayor parte de la historia de este equipo la función de alarma la proporcionaba un timbre eléctrico. La creación de un sustituto electrónico para el timbre, capaz de generar un sonido agradable a la vez que distintivo a un coste razonable, constituyó una tarea sorprendentemente ardua. Para muchas personas, el sonido del timbre sigue siendo preferible al de un zumbador electrónico. Sin embargo, dado que el timbre mecánico exige un cierto volumen físico para resultar eficaz, la tendencia hacia equipos cada vez menores impone el uso de alarmas electrónicas en la mayoría de los teléfonos. La sustitución progresiva del timbre permitirá asimismo cambiar, en un futuro próximo, el método actual de activación de la alarma —corriente alterna de 90 voltios (V) y 20 hercios (Hz) a la línea— por técnicas de voltajes menores, más compatibles con los teléfonos transistorizados. Algo similar se está produciendo con el esquema de marcado de los teléfonos.
El marcado telefónico ya ha sufrido toda una evolución a lo largo de su historia. Existen dos formas de marcado, el de pulso y el de multifrecuencia o tono.
El disco de marcado tiene un diseño mecánico muy ingenioso; consta de los números 1 al 9 seguidos del 0, colocados en círculo debajo de los agujeros de un disco móvil y perforado. Se coloca el dedo en el agujero correspondiente al número elegido y se hace girar el disco en el sentido de las agujas del reloj hasta alcanzar el tope y a continuación se suelta el disco. Un muelle obliga al disco a volver a su posición inicial y, al mismo tiempo que gira, abre un conmutador eléctrico tantas veces como gire el disco, para marcar el número elegido; en el caso del 0 se efectúan 10 aperturas, ya que es el último número del disco. El resultado es una serie de pulsos de llamada en la corriente eléctrica que circula entre el aparato telefónico y la centralita. Cada pulso tiene una amplitud igual al voltaje suministrado por la pila, generalmente 50 V, y dura unos 45 ms (milisegundos, milésimas de segundo). Los equipos de la centralita cuentan estos pulsos y determinan el número que se desea marcar.
Los pulsos eléctricos producidos por el disco giratorio resultan idóneos para el control de los equipos de conmutación paso-a-paso de las primeras centrales de conmutación automáticas. Sin embargo, el marcado mecánico constituye una de las fuentes principales de costes de mantenimiento, y el proceso de marcado por disco resulta lento, sobre todo en el caso de números largos. La disponibilidad de la amplificación barata y fiable que trajo el transistor aconsejó el diseño de un sistema de marcado basado en la transmisión de unos tonos de potencia bastante pequeña, en vez de los pulsos de marcado de gran potencia. Cada botón de un teclado de multifrecuencia controla el envío de una pareja de tonos. Se utiliza un esquema de codificación ‘2 de 7’ en el que el primer tono corresponde a la fila de una matriz normal de 12 botones y el segundo a la columna (4 filas más 3 columnas necesitan 7 tonos).
Actualmente, la mayoría de los teléfonos llevan botones en vez de disco de marcado. Dado que el sistema de tonos se comercializaba opcionalmente con un coste adicional, en las centrales se siguen recibiendo pulsos o multitonos. Como un usuario que compra un equipo puede disponer de una línea que no admite señales de multifrecuencia, los teléfonos de botones disponen generalmente de un conmutador que permite seleccionar el envío de pulsos o tonos.
Hay un elemento funcional importante del teléfono que resulta invisible para el usuario: el circuito supresor de efectos locales. Las personas controlan el tono de voz al hablar y ajustan en consonancia el volumen, fenómeno que se denomina ‘efecto local’. En los primeros teléfonos, el receptor y el transmisor del equipo iban conectados directamente entre sí y a la línea. Esto hacía que el usuario oyera su propia voz a través del receptor con mucha más intensidad que cuando no lo tenía pegado a la oreja. El sonido era mucho más fuerte que el normal porque el micrófono de carbono amplifica la energía sonora al mismo tiempo que la convierte de acústica a eléctrica. Además de resultar desagradable, esto obligaba al usuario a hablar con mayor suavidad, dificultando la escucha por parte del receptor.
El circuito supresor original contenía un transformador junto con otros componentes cuyas características dependían de los parámetros eléctricos de la línea telefónica. El receptor y el transmisor iban conectados a diferentes ‘puertos del circuito’ (en este caso, diferentes arrollamientos del transformador), no entre sí. El circuito supresor transfiere energía del transmisor a la línea (aunque parte también a otros componentes), sin que nada pase al receptor. Así se elimina la sensación de que uno grita en su propia oreja.
Circuitos y centrales
La llamada telefónica se inicia en la persona que levanta el auricular y espera el tono de llamada. Esto provoca el cierre de un conmutador eléctrico. El cierre de dicho conmutador activa el flujo de una corriente eléctrica por la línea de la persona que efectúa la llamada, entre la ubicación de ésta y el edificio que alberga la centralita automática, que forma parte del sistema de conmutación. Se trata de una corriente continua que no cambia su sentido de flujo, aun cuando pueda hacerlo su intensidad o amplitud. La central detecta dicha corriente y devuelve un tono de llamada, una combinación concreta de dos notas para que resulte perfectamente detectable, tanto por los equipos como por las personas.
Una vez escuchado el tono de llamada, la persona teclea una serie de números mediante los botones del auricular o del equipo de base. Esta secuencia es exclusiva de otro abonado, la persona a quien se llama. El equipo de conmutación de la central elimina el tono de llamada de la línea tras recibir el primer número y, una vez recibido el último, determina si el número con el que se quiere contactar pertenece a la misma central o a otra diferente. En el primer caso, se aplican una serie de intervalos de corriente de llamada a la línea. La corriente de llamada es corriente alterna de 20 Hz, que fluye en ambos sentidos 20 veces por segundo. El teléfono del usuario tiene una alarma acústica que responde a la corriente de llamada, normalmente mediante un sonido perceptible. Cuando se responde al teléfono levantando el auricular, comienza a circular una corriente continua por su línea que es detectada por la central. Ésta deja de aplicar la corriente de llamada y establece una conexión entre la persona que llama y la llamada, que es la que permite hablar.
En los primeros teléfonos, la corriente estaba generada por una batería. El circuito local tenía, además de la batería y el transmisor, un arrollamiento de transformador, que recibe el nombre de bobina de inducción; el otro arrollamiento, conectado a la línea, elevaba el voltaje de la onda sonora. Las conexiones entre teléfonos eran de tipo manual, a cargo de operadores que trabajaban en centralitas ubicadas en las oficinas centrales de conmutación.
A medida que se fueron desarrollando los sistemas telefónicos, las conexiones manuales empezaron a resultar demasiado lentas y laboriosas. Esto fue el detonante para la construcción de una serie de dispositivos mecánicos y electrónicos que permitiesen las conexiones automáticas (véase Electrónica). Los teléfonos modernos tienen un dispositivo electrónico que transmite una serie de pulsos sucesivos de corriente o varios tonos audibles correspondientes al número marcado. Los equipos electrónicos de la central de conmutación se encargan de traducir automáticamente la señal y de dirigir la llamada a su destino.
La tecnología de estado sólido ha permitido que estas centrales puedan procesar las llamadas a una velocidad de una millonésima de segundo, por lo que se pueden procesar simultáneamente grandes cantidades de llamadas. El circuito de entrada convierte, en primer lugar, la voz de quien llama a impulsos digitales. Estos impulsos se transmiten entonces a través de la red mediante sistemas de alta capacidad, que conectan las diferentes llamadas en base a operaciones matemáticas de conmutación computerizadas. Las instrucciones para el sistema se hallan almacenadas en la memoria de una computadora. El mantenimiento de los equipos se ha simplificado gracias a la duplicidad de los componentes. Cuando se produce algún fallo, entra automáticamente en funcionamiento una unidad de reserva para manejar las llamadas. Gracias a estas técnicas, el sistema puede efectuar llamadas rápidas, tanto locales como a larga distancia, determinando con rapidez la ruta más eficaz.
Actualmente, no existe en Estados Unidos ni en Inglaterra ningún teléfono atendido de forma manual. Todos los abonados son atendidos por centrales automáticas. En este tipo de central, las funciones de los operadores humanos las realizan los equipos de conmutación. Un relé de corriente de línea de un circuito ha sustituido el cuadro de conexión manual de luz de la centralita y un conmutador de cruce hace las funciones de los cables. Dado que ahora es cuando los ordenadores empiezan a estar en condiciones de entender comandos hablados, casi un siglo después de las primeras centrales automáticas, se sigue utilizando el visor para mostrar el número marcado. Los registros de entrada almacenan este número y luego lo transmiten a la central de conmutación, que a su vez activa el conmutador de cruce para completar la llamada o dirigirla a un conmutador de mayor nivel para el tratamiento pertinente.
Telefonía transoceánica
El servicio telefonía transoceánica se implantó comercialmente en 1927, pero el problema de la amplificación frenó el tendido de cables telefónicos hasta 1956, año en que entró en servicio el primer cable telefónico submarino transoceánico del mundo, que conectaba Terranova y Escocia.
Telefonía por onda portadora
Utilizando frecuencias superiores al rango de voz, que va desde los 4.000 hasta varios millones de ciclos por segundo, o hercios, se pueden transmitir simultáneamente hasta 13.200 llamadas telefónicas por una misma conducción. Las técnicas de telefonía por onda portadora también se utilizan para enviar mensajes telefónicos a través de las líneas normales de distribución sin interferir con el servicio ordinario. Debido al crecimiento de tamaño y complejidad de los sistemas, se utilizan los amplificadores de estado sólido, denominados repetidores, para amplificar los mensajes a intervalos regulares.
Cable coaxial
El cable coaxial, que apareció en 1936, utiliza una serie de conductores para soportar un gran número de circuitos. El cable coaxial moderno está fabricado con tubos de cobre de 0,95 cm de diámetro. Cada uno de ellos lleva, justo en el centro del tubo, un hilo fino de cobre sujeto con discos plásticos aislantes separados entre sí unos 2,5 cm. El tubo y el hilo tienen el mismo centro, es decir, son coaxiales. Los tubos de cobre protegen la señal transmitida de posibles interferencias eléctricas y evitan pérdidas de energía por radiación. Un cable, compuesto por 22 tubos coaxiales dispuestos en anillos encastrados en polietileno y plomo, puede transportar simultáneamente 132.000 mensajes.
Fibras ópticas
Los cables coaxiales se están sustituyendo progresivamente por fibras ópticas de vidrio. Los mensajes se codifican digitalmente en impulsos de luz y se transmiten a grandes distancias. Un cable de fibra puede tener hasta 50 pares de ellas, y cada par soporta hasta 4.000 circuitos de voz. El fundamento de la nueva tecnología de fibras ópticas, el láser, aprovecha la región visible del espectro electromagnético, donde las frecuencias son miles de veces superiores a las de la radio y, por consiguiente, pueden transportar un volumen mucho mayor de información. El diodo emisor de luz (LED), un dispositivo más sencillo, puede resultar adecuado para la mayoría de las funciones de transmisión.
Un cable de fibra óptica, el TAT 8, transporta más del doble de circuitos transatlánticos que los existentes en la década de 1980. Formando parte de un sistema que se extiende desde Nueva Jersey hasta Inglaterra y Francia, puede transmitir hasta 50.000 conversaciones a la vez. Este tipo de cables sirven también de canales para la transmisión a alta velocidad de datos informáticos, siendo más segura que la que proporcionan los satélites de comunicaciones (véase Comunicación vía satélite). Otro avance importante en las telecomunicaciones, el TAT 9, un cable de fibra con mucha mayor capacidad, entró en funcionamiento en 1992 y puede transmitir simultáneamente 75.000 llamadas.
Reemisor de microondas
En este método de transmisión, las ondas de radio que se hallan en la banda de frecuencias muy altas, y que se denominan microondas, se remiten de estación a estación. Dado que la transmisión de microondas exige un camino expedito entre estación emisora y receptora, la distancia media entre estaciones repetidoras es de unos 40 Km. Un canal de relé de microondas puede transmitir hasta 600 conversaciones telefónicas.
Telefonía por satélite
En 1969 se completó la primera red telefónica global en base a una serie de satélites en órbitas estacionarias a una distancia de la Tierra de 35.880 Km. Estos satélites van alimentados por células de energía solar. Las llamadas transmitidas desde una antena terrestre se amplifican y se retransmiten a estaciones terrestres remotas. La integración de los satélites y los equipos terrestres permite dirigir llamadas entre diferentes continentes con la misma facilidad que entre lugares muy próximos. Gracias a la digitalización de las transmisiones, los satélites de la serie global Intelsat pueden retransmitir simultáneamente hasta 33.000 llamadas, así como diferentes canales de televisión.
Un único satélite no serviría para realizar una llamada, por ejemplo, entre Nueva York y Hong Kong, pero dos sí. Incluso teniendo en cuenta el coste de un satélite, esta vía resulta más barata de instalar y mantener por canal que la ruta equivalente utilizando cables coaxiales tendidos por el fondo del mar. En consecuencia, para grandes distancias se utilizan en todo lo posible los enlaces por satélite.
Sin embargo, los satélites presentan una desventaja importante. Debido a la gran distancia hasta el satélite y la velocidad limitada de las ondas de radio, hay un retraso apreciable en las respuestas habladas. Por eso, muchas llamadas sólo utilizan el satélite en un sentido de la transmisión (por ejemplo, de Nueva York hacia San Francisco) y un enlace terrestre por microondas o cable coaxial en el otro sentido. Un enlace vía satélite para ambos sentidos resultaría irritante para dos personas conversando entre Nueva York y Hong Kong, ya que apenas podrían efectuar interrupciones, cosa muy frecuente en las conversaciones, y además se verían afectadas por el gran retraso (más de un segundo) en la respuesta de la otra persona.
La mayoría de las grandes ciudades están hoy enlazadas por una combinación de conexiones por microondas, cable coaxial, fibra óptica y satélites. La capacidad de cada uno de los sistemas depende de su antigüedad y el territorio cubierto (los cables submarinos están diseñados de forma muy conservadora y tienen menor capacidad que los cables de superficie), pero, en general, se pueden clasificar de la siguiente forma: la digitalización simple a través de un par paralelo proporciona decenas de circuitos por par; la coaxial permite cientos de circuitos por par y miles por cable; las microondas y los satélites dan miles de circuitos por enlace y la fibra óptica permite hasta decenas de miles de circuitos por fibra. La capacidad de cada tipo de sistema ha ido aumentando notablemente desde su aparición debido a la continua mejora de la ingeniería.
Teléfonos y radiodifusión
Los equipos de telefonía de larga distancia pueden transportar programas de radio y televisión a través de grandes distancias hasta muchas estaciones dispersas para su difusión simultánea. En algunos casos, la parte de audio de los programas de televisión se puede transmitir mediante circuitos de cables a frecuencias audio o a las frecuencias de portadora utilizadas para transmitir las conversaciones telefónicas. Las imágenes de televisión se transmiten por medio de cables coaxiales, microondas y circuitos de satélites.