Telefonía

La Teleinformática y la Telefonía son áreas de la ingeniería cuya función es establecer, mantener y liberar las comunicaciones entre dos o más puntos distantes. Esta comunicación puede ser analógica o digital, y puede utilizar una técnica y un medio de transmisión determinados.

Comunicaciones analógicas

1 Circuito abonado

Señalización.- Es el término que se utiliza para definir el proceso de selección y aviso entre abonados. El par de alambres por los que fluye la información, constituyen un circuito o línea y las estaciones telefónicas se conocen como abonados.

 ____________                    ________
/  /      \  \ Línea Telefónica |  PSTN  | Línea Telefónica = Switched Line = Línea conmutada
  /Teléfono\====================|(TELMEX)| PSTN = Public switched Telephone Network
 /__________\       TP          |________| TP = Twisted Pair = Par trenzado
   Abonado
El límite de resistencia del circuito o línea está determinado en 1300 o 1850 ohms, incluyendo el aparato telefónico.

          RCD = Resistencia Corriente Directa = 0.1095/(d^2)
          d = Diámetro del conductor 22 AWG o 24 AWG
El par de hilos se trenza para hacerlo más inmune a interferencias y así evitar pérdidas. Estas interferencias se conocen como "Crosstalk" y se miden en decibelios.

El abonado se identifica por un número. Este número esta compuesto por dos partes:

      xxxx-yyyy xxxx: Identifica la central al que se encuentra conectado.
                yyyy: Identifica el número de abonado dentro de esa central.
      Así se pueden tener hasta 10,000 usuarios por Oficina central (CO, central Office)
    ____________    ________                          ________    ____________
   /  /      \  \  |  PSTN  |========================|  PSTN  |  /  /      \  \
     / (4000) \====| (5267) |========================| (5228) |====/ (4000) \
    /__________\   |________|========================|________|   /__________\
                      CO1                                CO2

2 Circuito troncal

PBX = Private Branch Exchange = Conmutador telefónico

                    ____
    ____________   |    |___                          _______
   /  /      \  \  |        |========================|       |
     / (2207) \====|  PBX   |========================| PSTN  |
    /__________\   |________|========================|_______|
      Extensión              Troncales = Trunks = TK
Un PBX puede manejar hasta 10,000 extensiones y ser prácticamente una CO, como Bancomer. Se necesitan códigos de acceso para usar las troncales.

KTS = Key Telephone Systems = Equipos multilíneas, son PBX pequeños que pueden manejar hasta 30 extensiones.

También se puede redireccionar un número telefónico dado (5267-4000) a un número determinado de otras líneas (con 10 líneas). Esta agrupación se realiza en el CO. En una CO analógica se pueden manejar hasta 100 líneas en un solo bastidor, así que por comodidad se respetan los primeros 5 dígitos. En un CO digital esta limitación no existe.

3 Señalización destino o de registro

a) Decádica, marcación por pulsos, cuelga y descuelga hasta 10 veces por segundo.

b) DTMF, Dual Tone Multifrecuency, marcación por tonos. Es el tipo de señalización más ampliamente utilizado.

      Dígito           Pulsos/Segundo         Tonos (Hz)
        0                   10                 941/1336
        1                   1                  697/1209
        2                   2                  697/1336
        3                   3                  697/1477
        4                   4                  770/1209
        5                   5                  770/1336
        6                   6                  770/1477
        7                   7                  852/1209
        8                   8                  852/1336
        9                   9                  852/1477
Ambos métodos de marcación son para la telefonía analógica. El tono de aviso de llamada es una señal de 25 Hz montada en un offset de -48 voltios con picos de +-90 voltios. Una vez establecida la comunicación, la señal tiene un offset de -10 voltios.

c) Digital, marcación por bits sin modulación. La usa la telefonía digital. Tiene dos canales de voz y uno de datos a 90 kbps. Utiliza distintos protocolos para distintos fabricantes.

4 Señalización loop-start

Tipo de señalización de supervisión donde el control lo tiene el abonado. La marcación se realiza por cambios de resistencia en la línea (teléfono con disco).

El cruzamiento de llamadas se debe a que cables de diferentes líneas hacen contacto entre sí o a la inducción que un cable produce sobre otro.

5 Equipos de conmutación telefónica (PBX's)

Se llama PBX o conmutador al dispositivo que conecta entradas con salidas y su objetivo es reducir los costos de transmisión compartiendo los órganos de comunicación.

6 Facilidades en conmutadores telefónicos

Voice Mail.- Es una "caja" (PC) con discos duros donde se almacenan las llamadas no contestadas así como saludos y otros mensajes. Se puede accesar mediante un número especial o por redireccionamiento de otras extensiones.

Marcación Abreviada.- Se pueden programar números telefónicos grandes de uso común a extensiones dentro del PBX. Para el usuario se le facilita la marcación.

Desviación de llamadas (call divertion).- Las llamadas pueden ser desviadas a otro número de extensión o a otro número telefónico temporalmente,

Captura de llamadas (call pick-up).- Se pueden contestar llamadas de una extensión desde otra marcando una clave.

Retrollamada (call back).- Si al marcar una extensión ésta se encuentra ocupada, se puede marcar un código y colgar. Cuando la extensión se desocupe se realizará automáticamente la marcación nuevamente.

Tarificación (Call Metering System, Measuring Detail Recorder).- Almacena los datos de las llamadas hechas desde todas o desde ciertas extensiones.

Hot Lines.- Extensiones programadas para que al descolgarlas marquen automáticamente un número determinado. No se necesita teclado.

Anuncio de llamada (Call waiting).- Durante una llamada se escucha un sonido determinado que anuncia otra llamada que intenta conectarse.

Intrusión (Intrution).- La operadora puede entrar a cualquier llamada que se encuentre en proceso.

Pendulación (inquiry).- Se puede pasar de una llamada a otra poniendo una en espera.

Conferencia tripartita (conference).- Hasta tres personas pueden participar en una sola llamada.

Grupos PBX (Hunting Group).- Si una extensión se encuentra ocupada, se pasa a la siguiente, y así hasta encontrar una extensión disponible.

DISA (Direct Inward System Access).- Se pueden conectar dos o más PBX entre sí por medio de líneas dedicadas para armar un PBX virtual más grande. Esto ahorra gastos de interconexión a otras ciudades o países.

7 Redes telefónicas convencionales

Cada cable que sale de la CO contiene mínimo 3 cables strip. Cada cable strip tiene 50 pares de cable trenzados aislados con PVC. Alrededor de los cables strip se tienen las siguientes capas: PVC, un gel protector, pantalla de armadura y pantalla. Entre la pantalla y la armadura se inyecta nitrógeno para verificar roturas.

 ________        ____________        _________      ____________
|  C.O.  |   A  |Distribuidor|  B   |  Poste  |  C /  /      \  \
|(eg. SC)|======|(eg. SC-150)|======|Acometida|======/        \
|________|      |____________|      |_________|     /__________\
A.- Red principal. Más de cien cables Strip presurizados.

B.- Red secundaria.

C.- Línea de abonado. Aquí es donde se mete la interferencia del radio ya que este cable actúa como antena. Para evitar esa interferencia se debe de rizar.

Se puede definir una red de telecomunicaciones como el método para conectar centrales, de tal manera que un usuario de la red pueda comunicarse con cualquier otro. Se tienen tres métodos de conexión en la telefonía convencional: Malla, estrella y estrella doble.

Malla.- Es aquella en que cada central está conectada con cada una de las demás mediante troncales o enlaces. Es confiable pero cara.

                                    _____
                                   |     |
                            ____  /|_____|\  _____
                           |    |/____|____\|     |
                           |____|\  __|__  /|_____|
                                  \|     |/
                                   |_____|
Estrella.- Se utiliza una central llamada central tándem de tal forma que todas las centrales de la red queden interconectadas vía esta central tándem única. Es económica pero riesgosa.

                                    _____
                                   |     |
                                   |_____|
                           ____     __|__     _____
                          |    |___|     |___|     |
                          |____|   |_____|   |_____|
                                    __|__
                                   |     |
                                   |_____|
Doble Estrella.- Es en la que varios grupos de estrellas se interconectan vía centrales tándem.

          _____                                                       _____
         |     |                                                     |     |
         |_____| _____________________         _____________________ |_____|
 ____     __|__ /   _____             \ _____ /              ____   \ __|__     _____
|    |___|     |___|     |             |     |              |    |___|     |___|     |
|____|   |_____|   |_____|             |_____|              |____|   |_____|   |_____|
          __|__                ____     __|__     ____                __|__
         |     |              |    |___|     |___|    |              |     |
         |_____|              |____|   |_____|   |____|              |_____|
En la práctica se implementan mallas y estrellas construyendo líneas alternas para evitar el tráfico.

8 Tráfico Telefónico

Se suele medir el tráfico telefónico de un PBX contando el número de troncales utilizadas en una unidad de tiempo, se grafica como histograma. Estas gráficas ayudan a determinar las horas picos y para verificar que la infraestructura sea suficiente. Existe una ley empírica en donde se establece que se necesitan tres troncales por cada extensión. Esto varía dependiendo del giro de la empresa.

La Ruta Es el conjunto de troncales o enlaces que interconectan una CO con otra o una CO con un PBX. El dimensionamiento de la ruta es la determinación del número de troncales o enlaces requeridos en la conexión de la central A a la central B. Para estar en posibilidad de dimensionar correctamente una ruta se deberá tener idea de su posible utilización, es decir del número de conversaciones que se intentarán establecer al mismo tiempo sobre dicha ruta.

Esta utilización se puede definir mediante dos parámetros:

Razón de llamadas.- Número de veces que se utiliza una ruta o trayectoria por unidad de tiempo, definida también como intensidad de llamadas por trayectoria durante la hora ocupada.

Tiempo de retención.- Duración de la ocupación de la trayectoria por llamada, duración promedio de ocupación.

Otras definiciones:

Tráfico cruzado.- Es el tráfico que realmente fue conducido o establecido a través de las centrales.

Tráfico ofrecido.- Es el volumen de tráfico demandado a la central.

Congestión.- Diferencia entre tráfico ofrecido y cruzado.

Para dimensionar una trayectoria se debe obtener la intensidad de tráfico representativo de una temporada ocupada y observando la variación de un día típico se notará que cierto periodo de una hora es el que muestra la mayor lectura pico a pico.

Tráfico telefónico.- Es la acumulación de llamadas telefónicas en un grupo de circuitos o troncales considerando tanto su duración como su cantidad.

A = C x T = Flujo Telefónico = Cantidad de llamadas por hora x Duración promedio de la llamada

La unidad del flujo telefónico es llamadas/hora, una llamada/hora es la cantidad que representa una o más llamadas que tienen la duración agregada o acumulada de una hora. La unidad más usada en tráfico es el erlang, un erlang de intensidad de tráfico sobre un circuito determinado significa la ocupación continua de tal circuito. Ejemplo: Si se tienen 10 TK (troncales) y se tienen 5 erlangs, se esperaría encontrar la mitad de los circuitos ocupados en el momento de la observación.

Supóngase una CO con 10,000 abonados en la que no más del 25% requieren el servicio en forma simultánea. Por lo tanto se dimensiona la central con equipo suficiente para 2,500 conversaciones simultáneas. Cuando el usuario 2,501 intente comunicarse no lo logrará debido a que todo el equipo de conexión estará ocupado aún cuando la línea deseada esté libre. Esta llamada 2,501 se conoce como llamada bloqueada , dicha llamada ha encontrado congestionamiento. En un conmutador bien diseñado se espera que durante la hora pico se presenten momentos de congestionamiento en los que los intentos adicionales por establecer llamadas encontrarán bloqueo.

Grado de servicio.- Expresa la posibilidad de encontrar congestionamiento durante la hora pico. El grado de servicio típico es de P=0.01, esto significa que en promedio, en la hora pico se pierde una de cada cien llamadas.

P = Total llamadas perdidas / Total llamadas ofrecidas

Disponibilidad de un circuito telefónico.- Modelo para estimar la disponibilidad del circuito, ¿qué proporción del tiempo el circuito se encuentra libre? Suponiendo que es un proceso estocástico:

a) Las llamadas son aleatorias con distribución de Poisson. La velocidad media de arribo es Lambda [1/T = 1/Tiempo]

b) La duración de cada llamada, que se llama "tiempo ocupado" (holding time), se encuentra exponencialmente distribuida con media 1/Mu, se conoce como tiempo de servicio.

        N(t) = 0 Libre o 1 Ocupado Se supone que es Proceso de Nacimiento Muerte (PNM).

         Lambda-->
        0         1       N(t), t>=0 PNM  b0=Lambda d1=Mu
         <------ Mu

      P0+P1=1                P1=P0 (Lambda/Mu)
      P0=Mu/(Lambda+Mu)      P1=Lambda/(Lamdba+Mu)

      P1 = P0 (Lambda/Mu) = (1-P1)(Lambda/Mu)
      P1(1+(Lambda/Mu)) = Lambda / Mu
      P1 = (Lambda/Mu) / (1 + (Lambda/Mu)) = Lambda / (Lambda + Mu)

      Disponibilidad del Circuito = Mu / (Lambda + Mu)
Supóngase que una llamada llega cada 5 min. La duración es de 3 min. ¿Cuál es la disponibilidad?

      Lambda = 1/5      Mu = 1/3      (1/5) / (1/5 + 1/3) = 5/8

      Tráfico (Erlangs) Delta = (Lambda)(ht) ht = Holding Time      ht=E(t)=1/Mu
Fórmula de pérdida de Erlang.- Capacidad de llamadas de un grupo de circuitos telefónicos sirviendo una ruta entre dos switches. ¿Cuánto tráfico puede ofrecer un grupo antes de que la proporción de llamadas bloqueadas sea inaceptable?

Se asume que es un PNM, con distribución de nacimiento de Poisson con una cierta velocidad de arribo Lambda. La duración de la llamada tiene una distribución exponencial con E(t)=1/Mu. Se tienen r circuitos:

  b0-->  b1-->  b2-->...   bn-1-> bn--->   ...bn+r---->   br-1-->
0      1      2         n-1      n      n+1            r-1       r
 <---Mu <--2Mu <--3Mu...   <--dn  <-dn+1   ...<-(r-1)Mu   <--rMu

      bn = Lambda      (0<=n<=r-1)      br = 0
      dn = nMu    (1<=n
Nota: A la derecha del estado 2,3,... las transiciones tienen una velocidad de liberación 2Mu, 3Mu.... Esto es porque cuando hay dos o más llamadas en el sistema, ese número es el de los servidores ocupados y la velocidad de terminación aumenta en ese factor.

Probabilidad de equilibrio {Pn}

      Pn = (Po)(Lambda^n) / ((Mu^n)(n!)) = (1/D)(a^n)/(n!)
      haciendo a=Lambda/Mu D=1+a+(a^2)/(2!)+(a^3)/(3!)+...

      En particular la probabilidad Pr de que todos estuvieran ocupados:

      P[N(t)=n] = D1/D      E(r,a)=((a^r)/r!)/SUMATORIA((a^t)/t!) t=0..r

                                         (a^r)/r!
      Fórmula de Erlang = Eb = ----------------------------------- = Grado de servicio
                                  1+a-(a^2)/2!+(a^3)/3!-...+(a^r)/r!

      r = Número de troncales
      a = Promedio de tráfico ofrecido

      UC = Unidad cien llamadas x TU en Erlangs
Generación de Tabla de Bloqueo Telefónico
Generación de Gráfica de Bloqueo Telefónico

9 Señalización ground-start y E&M

En una red telefónica conmutada, la señalización transporta la inteligencia necesaria para que un abonado se comunique con cualquier otro de esa red. La señalización indica al switch que un abonado desea servicio, le proporciona los datos necesarios para identificar al abonado distante que se solicite y entonces enruta debidamente la llamada a lo largo de su trayectoria.

La señalización da también al abonado cierta información de estado, por ejemplo: tono de invitación, de ocupado y timbrado.

Funciones de Señalización:

      Supervisión
            Control (Forward)
                  Tomar
                  Retener
                  Liberar
            Estado (Backward)
                  Desocupado
                  Ocupado
                  Desconectar
      Dirección
            Estación
                  Decádica
                  DTMF
                  Digital
            Enrutamiento
                  Canal
                  Troncal
      Auditiva/Visual
            Alerta
                  Timbrado
                  Aviso descolgado
            Progreso
                  Tono de marcar
                  Tono de ocupado
Señalización por canal asociado (SAC).- Cada canal lleva la voz y su propia señalización. Ejemplo: ISDN

Señalización por canal común (SCC).- Cada canal lleva la voz y un canal exclusivo lleva la señalización de todos los canales. Ejemplo: R2-MTC

La señalización de supervisión proporciona la información acerca de la línea o el circuito e indica si el circuito está en uso o no. Informa al switch y a los circuitos troncales de interconexión acerca de las condiciones en la línea. Por ejemplo que la parte que llama ha descolgado o colgado y que la parte llamada ha descolgado/colgado. Estos dos términos son convenientes para designar las dos condiciones de señalización en una troncal o enlace. Si la TK está desocupada se indica la condición de colgado (on hook) y si la TK está ocupada se indica la condición de descolgado (off hook).

Señalización E&M (Ear and Mouth).- Esta es la forma más común de supervisión de TK. La señalización E&M existe únicamente entre el punto interfecial entre el TK y el switch.

                    ____
    ____________   |    |___        ___               _______
   /  /      \  \  |        |======|   |=============|       |
     /        \====|  PBX   |======|E&M|=============| PSTN  |
    /__________\   |________|======|___|=============|_______|
Cuando decimos que un enlace usa E&M a cuatro hilos es porque tenemos dos hilos para transmisión, 2 hilos para recepción, uno para E y otro para M. Un E&M a dos hilos usa uno para transmisión, el mismo para recepción y otro para E y también para M. El primero se conoce como Full Duplex, el segundo se llama Half Duplex.

On  Hook = Colgado
Off Hook = Descolgado

  Señalización E&M tipo 1              Señalización E&M tipo 2
Condición       M        E          Condición      M/SB       E/SG
On  Hook       GND    Abierto        On  Hook    Abierto    Abierto
Off Hook     -48 Vcd    GND          Off Hook    -48 Vcd      GND

  Señalización E&M tipo 3              Señalización E&M tipo 4
Condición     M/SB      E/SG          Condición     M/SB      E/SG
On  Hook    Abierto   Abierto         On  Hook    Abierto   Abierto
Off Hook    -48 Vcd     GND           Off Hook      GND       GND

  Señalización E&M tipo 5
Condición     M/SG      E/SG
On  Hook    Abierto   Abierto
Off Hook      GND       GND
Ground Start es una señalización de supervisión, el PSTN libera la línea cuando ya no se encuentra en uso. En contraste el Loop Start que es una señal de supervisión donde el abonado es el que libera la línea.

Llamada Entrante:

    ____________      3  2  1  _______      ____________ 
   /  /      \  \     +  -  + |       |    /  /      \  \
     /   B    \===============| PSTN  |======/   A    \
    /__________\      -  +  - |_______|     /__________\

      1) A esperando que B conteste.
      2) Durante la llamada.
      3) Cuando cuelga B toda la línea de B A PSTN se libera.
Cuando B contesta a A, el PBSTN cambia la polaridad y se establece la comunicación. La llamada no acaba hasta que A cuelgue.

Llamada Saliente:

    ____________  5  4  3  2  1  _______      ____________ 
   /  /      \  \ +  -  +  -  + |       |    /  /      \  \
     /   A    \=================| PSTN  |======/   B    \
    /__________\  -  +  -  +  - |_______|     /__________\

      1) A termina de marcar.
      2) B descuelga.
      3) Durante la llamada.
      4) Cuelga B.
      5) Cuelga A.
Cuando A acaba de marcar, el PSTN cambia la polaridad, cuando B contesta se vuelve a cambiar la polaridad. Cuando B cuelga cambia una vez más.

10 Aplicaciones especiales de PBX's

Leased Line.- Se caracteriza por no pasar a través de un sistema de conmutación. No es necesario ningún sistema de marcación. Se suele usar para comunicar módems (DCE, Data Comunication Equipment) que a su vez se conectan a PC's (DTE, Data Terminal Equipment).

Extensión Remota.- Se puede obtener tono de marcado de una ciudad/País distinto si el PBX al que se encuentra conectado tiene una conexión de tipo Leased Line, enlace de microondas o circuito privado de larga distancia a otro PBX en otra ciudad/País.

Troncal - Extensión.- Cuando una leased line comunica dos sistemas de conmutación se le llama Tie Line. Para acceder al PBX remoto se marca una extensión determinada, usualmente contesta el conmutador.

Troncal - Troncal.- Aquí es suficiente marcar un código especial seguido de la extensión deseada para comunicarse con cualquier extensión del PBX remoto. Para que este esquema funcione, se necesita tener el mismo tipo de señalización (E&M). Para lograrlo se recomienda tener PBX compatibles entre sí.

11 Datos a través de redes telefónicas convencionales

En general se utiliza el esquema de una DTE (PC, Mac) conectado a un DCE (módem) a través de un cable serial.

Secuencias Terminal-Módem

Secuencia de Transmisión
1.- DTE levanta DTR
2.- DCE levanta DSR
3.- DTE levanta RTS
4.- DCE levanta CTS
5.- DTE manda los datos
6.- DTE tira RTS
7.- DCE tira CTS
Repetir de 3 a 7
Secuencia de Recepción
1.- DTE levanta DTR
2.- DCE levanta DSR
3.- DCE levanta DCD
4.- DTE Recibe los datos
5.- DCE tira DCD
Señales del Módem
1.- Ring Indicator : Levantada por el módem cuando el teléfono suena.
2.- Data Terminal Ready : Levantada por el DTE para habilitar al módem para contestar llamadas entrantes.
3.- Data Set Ready : Levantada por el módem al encenderse en respuesta a un Data Terminal Ready y a un Ring Indicator.
4.- Request To Send : Levantada por el DTE cuando necesita transmitir.
5.- Data Carrier Detect : Levantada por el módem cuando detecta que hay señal presente.
6.- Clear To Send : Levantada por el módem cuando está desocupado.
7.- Transmit Data : Datos enviados del DTE al módem,
8.- Receive Data : Datos recibidos por el DTE.

Si los DCE usan una leased line, se puede considerar al cable telefónico como un simple cable. Si se una un shared line, se debe utilizar el sistema de marcación respectivo.

Los DCE usan una portadora donde montar sus datos debido a que así se reduce la tasa de error, se obtiene mayor distancia con menor potencia y se logra mayor inmunidad al ruido.

Estándares BELL para comunicación de datos por la red telefónica
103J, 113C, 113D Full duplex, binary, serial, asynchronous, speeds up to 300 bps, switched network 103J-originate and answer, 113C-originate only, 113D-answer only.
208A Synchronous, binary, 4800 bps, 4 wire (unconditional) 3002 channel, auto-adaptative equalization, test loopback, multipoint pooling and point to point.
208B Synchronous, binary, 4800 bps, switched network, auto-adaptative equalization.
202S, 202T 1200 bps asynchronous on switched network, 1800 bps asynchronous on private lines.
212A 2 wire full duplex DDD, 0-300 bps or 1200 bps.
201 Serial binary, synchronous, full-duplex, half-duplex, switched network or private lines, 2000 bps (201A), 2400 bps (201B or 201C).
209A Synchronous, binary, serial, 9600 bps, 4 wire private line with 3002 D-1 conditioning.
Estándares CCITT para comunicación de datos por la red telefónica
V.22 1200 bps, duplex on network and leased lines, fall back to 600 bps, synchronous or asynchronous.
V.22bis 2400 bps, introduced in 1984.
V.24 List of definitions of signals flowing detween DTE and DCE.
V.26 2400 bps, 4 wire leased line, synchronous.
V.26bis 2400/1200 bps, switched network, fallback to 1200 bps.
V.27 4800 bps, manual equalizer, leased lines.
V.27bis 4800 bps, automatic adaptative equalizer, fallback to 2400 bps.
V.27ter 4800/2400 bps, switched network.
V.28 Unbalanced double current interchange circuits, similar to electrical specs of RS-232, data rates up to 20,000 bps.
V.29 9600 bps, 4 wire leased line, full or half-duplex fallback rates of 7200 bps and 4800 bps.
V.32 9600 bps, 2 wire, full-duplex, general switched telephone network or point to point leased. Introduced in 1984.
V.32bis 14000 bps, introduced in 1991.
V.32terbo 19200 bps, introduced in 1993.
V.FastClass (V.FC) 28800 bps, introduced in 1993.
V.34 28800 bps, introduced in 1994, improved V.FastClass, backwards compatible with earlier V. módems.
V.35 48 kbps synchronous or 40.8 kbps asynchronous, digital interface.
V.42 57600 bps, introduced in 1995, backwards compatible with earlier V. módems.
V.54 Defines 4 loops in a data circuit for testing and trouble shooting from the local DTE through the remote DCE. Each loop has a defined function.

12 Distorsión en el canal telefónico

La señal que se transmite a través de un canal de voz sufre de diferentes formas de distorsión. La señal de salida del canal se distorsiona de tal manera que deja de ser réplica exacta de la señal de entrada.

La distorsión por atenuación de la respuesta imperfecta en amplitud - frecuencia. Esta distorsión se evitaría si todas las frecuencias en la banda de paso estuvieran sujetas a la misma pérdida. A mayor frecuencia se tiene mayor pérdida:

      0.5 Khz -> -9 db
      3.3 Khz -> -9 db
      8.0 Khz -> -12 db
      12  Khz -> -45 db
Distorsión por retardo de envolvente, intermodulación Freeman.

Diafonía.- Se refiere al acoplamiento no deseado entre el medio de Tx y el de Rx. Sus causas pueden ser tres:

Acoplamiento eléctrico en el medio de Tx.

Control inadecuado de la respuesta en frecuencia.

Falta de sincronía en los sistemas de Tx.

Existen dos tipos de diafonía:

Inteligible.- Por lo menos existen cuatro palabras entendibles para quien escucha una conversación ajena en un periodo de 7 segundos.

Ininteligible.- Cualquier otra forma de disturbio de un canal sobre otro.

Comunicaciones Digitales

El término "comunicación digital" cubre un área amplia de las técnicas de las telecomunicaciones incluyendo transmisión y radio digital. La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales entre dos o más puntos en un sistema de comunicaciones. Radio digital es la transmisión de portadoras analógicas moduladas digitalmente; puede ser entre dos o más puntos en un sistema de comunicaciones. Los sistemas de transmisión digital requieren de una facilidad física entre el Tx y el Rx tal como cables de cobre o de fibra óptica. En un sistema de radio digital el medio de transmisión es el espacio o la atmósfera. En un sistema de transmisión digital la fuente original de transmisión puede ser digital o analógica. Si se tratara de una señal analógica, ésta deberá ser convertida a digital antes de la transmisión y será recuperada en su forma original después de haber sido recibida. En un sistema de radio digital la señal moduladora y demoduladora son pulsos digitales, los pulsos digitales podrán ser originados por un sistema de transmisión digital, por ejemplo un mainframe; entonces la propiedad que distingue a un radio digital de un radio am, fm o pm es que en éste las señales moduladora y demoduladora son pulsos digitales en vez de formas de onda analógicas.

      Transmisión Digital:

      a) Transmisión de pulsos digitales entre dos o más puntos.
      b) Requiere un medio físico: cobre o fibra.
      c) La fuente puede ser analógica siempre y cuando se convierta a digital.

                                 ____     _   _        ____
                                |    |  _| |_| |_     |    |
                                | Tx |________________| Rx |
                                |____| Cobre o Fibra  |____|

      Radio Digital:

      a) Transmisión de portadoras analógicas moduladas digitalmente entre dos o más puntos.
      b) El espacio o la atmósfera es el medio de conducción entre el Tx y el Rx.
      c) La señal moduladora y demoduladora son pulsos digitales.

                               ) Microondas: 34 Mbps  Radio: 64 kbps
 _____   _______             ) )               _______   _____
|     | | Radio |    |(-   ) ) )       -)|    | Radio | |     |
| DTE |_| Módem |____|       ) )         |____| Módem |_| DTE |
|_____| |_______|              )              |_______| |_____|

1 Capacidad del canal

      El límite de Shannon para la capacidad de información de un canal es:

      C = 3.32 B Log ( 1 + SNR )

      C : Capacidad del canal
      B : Ancho de banda
      SNR : Relación Señal/Ruido

      Tomando el canal telefónico como ejemplo:

      B: El ancho de banda es de 3.1 Khz (de 0.3 Khz a 3.4 Khz)
      SNR: para el teléfono es de 1000, BER (Bit Error Rate) = 1x10e-3
      C = 3.32 ( 3.1 K ) Log ( 1 + 1000 ) = 30.88 kbps
Así usando el teléfono convencional la máxima velocidad de transmisión que se puede obtener es de 30.88 kbps. Esta velocidad se puede incrementar usando métodos de compresión y de modulación.

2 Teorema de Nyquist

Supóngase una señal f(t) de banda limitada a B Hz, esto significa que se encuentra libre de componentes de frecuencias mayores de B Hz. Luego se tiene una señal cuyas frecuencias son f<=B Hz.

Nyquist probó que una señal de banda limitada puede ser reconstruida si la velocidad de muestreo es fc >= 2B Hz. Así la mínima velocidad de muestreo es de 2B veces por segundo, a esta velocidad se le denomina velocidad de muestreo de Nyquist.

Tomando como ejemplo la voz humana, ésta puede ser limitada a B=4 Khz y aún ser reconocible. La velocidad de muestreo deberá ser, según Nyquist, fc=8 Khz. Si se digitaliza con una resolución de 8 bits se tendrá (8 Khz)(8 bits) = 64 kbps, esta velocidad/resolución de muestreo se conoce como Toll Quality.

3 Tipos de modulación y sus características

Modulación es el proceso mediante el cual el contenido de información de una señal de voz, vídeo o datos se transporta a una onda portadora para poder ser transmitida. La modulación tiene como objetivo la transmisión más eficiente de la información y además la hace más inmune al ruido.

      Intervalo de muestreo: T = 1 / fc
      Tiempo de muestreo: Tao. Habitualmente Tau < T
La modulación puede ser flat o natural. La natural toma la señal durante todo el tiempo de muestreo. La flat toma un valor fijo durante todo el tiempo de muestreo, puede ser el valor inicial, el final o un promedio.

Modulación en Amplitud (AM)

Se basa en el teorema de traslación de frecuencia de la transformada de Fourier. Éste teorema establece que la multiplicación de una señal f(t) por una señal senosoidal de frecuencia fc traslada su espectro en +-Wc radianes.

            volts                        volts                         volts
              |                            |                             |
          ( ( | ) )                        |                             |
         (   (|)   )          *            |               =             |
        (     |     )               |      |      |             ( | )    |    ( | )
       (      |      )              |      |      |            ( (|) )   |   ( (|) )
      (       |       )             |      |      |           (   |   )  |  (   |   )
     (        |        )            |      |      |          (    |    ) | (    |    )
 ------------------------- Hz  ------------------------- Hz  ------------------------- Hz
    -Wn               +Wn          -Wc           +Wc      -Wc-Wn   -Wc+Wn Wc-Wn     Wc+Wn
Existen dos tipos: Single Side Band (SSB) y Double Side Band / Supress Carry (DSB/SC)

Modulación por Amplitud de Pulsos (PAM)

La base teórica de PAM es el teorema de muestreo. La frecuencia de la portadora debe ser al menos mayor que el doble de la frecuencia de la señal moduladora.

Suponiendo que m(t) es una señal de banda limitada y que g(t) es un tren de pulsos con periodo T, entonces f(t) será una señal tipo PAM si T<=1/(2Fm)

  m(t)                         g(t)                        f(t)=m(t)*g(t)
  |                            |                           |
  | ~~~~~~~~}       {~~~~      |_    __    __    __    _   |    |~~|         |~|  |~
  |~        }       {        * | |  |  |  |  |  |  |  |  = |~|  |  |         | |  |
  |          ~~~~~~~~          | |  |  |  |  |  |  |  |    | |  |  |  |~~|   | |  |
  |                            | |  |  |  |  |  |  |  |    | |  |  |  |  |  |  |  |
  |                            | |  |  |  |  |  |  |  |    | |  |  |  |  |  |  |  |
  |                            | |  |  |  |  |  |  |  |    | |  |  |  |  |  |  |  |
 ------------------------- t  ------------------------- t  ------------------------- t


            m(w)                         g(w)                           f(w)
              |                            |                              |
             (|)                          (|)                            (_)
            ( | )             * )        ( | )        (  =     )        (|||)        (
           (  |  )               )      (| | |)      (          )      (/|||\)      (
          (   |   )               )    ( | | | )    (            )    (| ||| |)    (
         (    |    )               )  (| | | | |)  (              )  (/| ||| |\)  (
        (     |     )               )( | | | | | )(                )(  | ||| |  )(
 ------------------------- w   ------------------------- w   ------------------------- w
    -Wm               +Wm
La aplicación principal de PAM es mandar más de una señal en un solo canal (multiplexeo).

                           ____           ____
        Ch1 --------------| \  |         |  / |--------------Ch1
        Ch2 --------------|  \_|_________|_/  |--------------Ch2
        Ch3 --------------|    |         |    |--------------Ch3
        Ch4 --------------|____|         |____|--------------Ch4
La suma de los anchos de banda por 4 será la velocidad a muestrear.

Modulación por Impulsos (MIC), Pulse Coded Modulation (PCM)

Puede ser descrita como un método de conversión de analógico a digital. Esta conversión está basada en tres principios: Muestreo, Cuantificación y Codificación.

 ___________          ________          ______________            ____________
|           |        |        |        |              |Analógica |            |Digital
|Información|------->|Muestreo|------->|Cuantificación|--------->|Codificación|------->PCM
|___________|        |________|  PAM   |______________|          |____________|
                                                                     CODEC
a) Muestreo: Consiste en tomar valores instantáneos de la señal analógica a intervalos de tiempo determinados. Se toma el doble de la frecuencia de la señal.

b) Cuantificación: Los continuos valores de amplitud de la señal muestrada son descompuestas por un número finito de amplitudes. Las amplitudes alineadas están divididas dentro de intervalos y todas las muestras cuyas amplitudes caen dentro de un intervalo específico son dadas por la misma amplitud de salida. Por ejemplo con una resolución de 8 bits se pueden tener 256 distintos valores de amplitud.

c) Codificación: Los procesos de muestreo y cuantificación producen una representación de la señal original. Para la codificación se usa un código de informática, tomando en cuenta que dicho código debe tener mayor capacidad de sincronización, mayor capacidad para la detección de errores y mayor inmunidad al ruido. Esta etapa usa un CODEC (codificador - decodificador).

La modulación tipo MIC o PCM se usa extensivamente en la telefonía digital (en los SPC, Storage Program Control que usan el multiplexeo por división de tiempo, TDM). Se nombra a un canal de 64 kbps como un Clear Channel o un Toll Quality. Sin embargo se suele usar velocidades de 32, 16, 8 y hasta 4 kbps para meter dos, cuatro, ocho y hasta 16 conversaciones telefónicas en un solo canal de 64 kbps.

Ventajas de la comunicación digital
- Se pueden lograr mayores distancias.
- Es menos sensible al ruido.
- Mejor utilización del ancho de banda (Con el uso de un MUX).
- Mayor privacía y seguridad de la información.
- Se pueden integrar voz y datos en el mismo medio de comunicación.
Desventajas de la comunicación digital
- Los niveles de la señal de cuantificación están igualmente espaciados.
- Los niveles de la señal de amplitudes pequeñas se distorsionan.
- Se tienen errores de cuantificación.

4 Leyes de compresión

Se puede aumentar los niveles de cuantificación pero esto eleva también el ancho de banda. Sin embargo, si se eleva el número de pasos de cuantificación para señales pequeñas se evitan las distorsiones sin tener que aumentar el ancho de banda. Esta técnica se usa en las leyes A y Mú. Se aplican sobre el CODEC.

Tomando un valor cualquiera : XYYYZZZZ
Donde : X es el signo, YYY es el segmento y ZZZZ es la amplitud de la señal
Ley A:
El segmento 000 se usa para representar hasta 1/128 de la señal.
El segmento 001 se usa para representar hasta 1/64 de la señal.
El segmento 010 se usa para representar hasta 1/32 de la señal.
El segmento 011 se usa para representar hasta 1/16 de la señal.
El segmento 100 se usa para representar hasta 1/8 de la señal.
El segmento 101 se usa para representar hasta 1/4 de la señal.
El segmento 110 se usa para representar hasta 1/2 de la señal.
El segmento 111 se usa para representar el resto de la señal.
Ley Mu
El segmento 000 se usa para representar hasta el valor 16.
El segmento 001 se usa para representar hasta el valor 32.
El segmento 010 se usa para representar hasta el valor 48.
El segmento 011 se usa para representar hasta el valor 64.
El segmento 100 se usa para representar hasta el valor 80.
El segmento 101 se usa para representar hasta el valor 96.
El segmento 110 se usa para representar hasta el valor 112.
El segmento 111 se usa para representar hasta el valor 128.

Modulación FSK (Frecuency Shift Keying)

FSK es la más simple de las modulaciones digitales y por lo tanto es de bajo desempeño. Es similar a la modulación en frecuencia excepto que la señal moduladora es un tren de pulsos binarios que varía entre dos voltajes discretos.

En la modulación digital la relación de cambio a la entrada del modulador se le llama bit-rate y tiene como unidad bps. A la relación de cambio a la salida del modulador se le llama baud-rate. En esencia el baud-rate es la velocidad de símbolos por segundo.

En FSK el bit rate = baud rate. Así por ejemplo un 0 binario se puede representar con una frecuencia f1, y el 1 binario se representa con una frecuencia distinta f2. El módem usa un VCO, que es un oscilador cuya frecuencia varía en función del voltaje aplicado.

Modulación PSK, BPSK (Binary Phase Shift Keying)

Con un sistema BPSK son posibles dos salidas de fase diferentes con una sola portadora. Si la señal de entrada cambia de estado, la fase de la señal de salida se recorre entre dos ángulos de 180°, la frecuencia se mantiene. Aquí también bit rate = baud rate.

Modulación QAM (Quadrature Amplitude Modulation)

Se usa el Dibit como unidad de transmisión:

     Dibit       Cambio de Fase
      00                0°
      01               90°
      10              180°
      11              270°
Aquí bit rate = 2 baud rate. También se mantiene la frecuencia.

Modulación QPSK (Quaternary Phase Shift Keying)

Con este método de modulación pueden ser obtenidos 4 diferentes fases a partir de una sola portadora. Entonces deberán ser 4 condiciones diferentes a la entrada debido a que la entrada al modulador QPSK es una señal binaria se deberán generar 4 diferentes condiciones. Para ello es necesario tomar grupos de 2 bits llamados dibits desplazados hacia el modulador que producirán una sola salida.

     Dibit       Cambio de Fase
      QI
      00              -135°
      01               -45°
      10               135°
      11                45°
Aquí bit rate = 2 baud rate.

En 8PSK el bit rate = 4 baud rate.

En 16PSK el bit rate = 8 baud rate.

5 Técnicas de transmisión

FDM Frecuency Division Multiplexing y TDM Time Division Multiplexing.

FDM Frecuency Division Multiplexing

Este tipo de multicanalización se basa en el teorema de traslación de frecuencias con modulación SSB (Single Side Band).

Considerando los límites de un canal normal de voz y aplicando SSB:

                           ___
                          |\ /|
300-3400 Hz ------------->| X |--------->Salida
                          |/_\|
                            |<------20 Khz
fc = 20000 Hz y fm = 300-3400 Hz
Considerando la adición, Banda Lateral Directa: 20300 a 23400 Hz
Considerando la sustracción, Banda Lateral Inversa: 16600 a 19700 Hz
Las componentes de alta frecuencia quedan en la parte baja del espectro.

Plan de modulación del CCITT

Grupo Estándar
Este grupo está constituido por 12 canales de voz de 60 Khz a 108 Khz

            ___       ______
           |\ /|     |      |
Canal 1 -->| X |---->|      |
           |/_\|     |      |
108 Khz----->|       |      |
            ___      | 60 a |
           |\ /|     | 108  |
Canal 2 -->| X |---->|  Khz |----> Tomando BLI
           |/_\|     |      |
104 Khz----->|       |      |
            ___      |      |
           |\ /|     |      |
Canal 12 ->| X |---->|      |
           |/_\|     |______|
64 Khz------>|
Super Grupo Estándar
Este grupo está constituido por 5 grupos estándar, 60 canales de voz de 312 Khz a 552 Khz

            ___       ______
           |\ /| 312 |      |
Grupo 1 -->| X |---->|      |
           |/_\| 360 |      |
420 Khz----->|       |      |
            ___      |312 a |
           |\ /| 360 | 552  |
Grupo 2 -->| X |---->|  Khz |----> Tomando BLI
           |/_\| 408 |      |
468 Khz----->|       |      |
            ___      |      |
           |\ /| 504 |      |
Grupo 5 -->| X |---->|      |
           |/_\| 552 |______|
612 Khz----->|
Grupo Maestro Estándar
Este grupo está constituido por 5 super grupos estándar, 300 canales de voz de 812 Khz a 2044 Khz

            ___       ______
           |\ /| 812 |      |
Super 1 -->| X |---->|      |
           |/_\|1052 |      |
1364 Khz---->|       |      |
            ___      |812 a |
           |\ /|1060 | 2044 |
Super 2 -->| X |---->|  Khz |----> Tomando BLI
           |/_\|1300 |      |
1612 Khz---->|       |      |
            ___      |      |
           |\ /|1804 |      |
Super 5 -->| X |---->|      |
           |/_\|2044 |______|
2556 Khz---->|
Super Grupo Maestro
Este grupo está constituido por 3 grupos maestros, 900 canales de voz de 8516 Khz a 12388 Khz

              ___       ______
             |\ /|8516 |      |
Maestro 1 -->| X |---->|      |
             |/_\|9748 |      |
10560 Khz ---->|       |      |
              ___      |8516 a|
             |\ /|9836 |12388 |
Maestro 2 -->| X |---->|  Khz |----> Tomando BLI
             |/_\|11068|      |
11880 Khz ---->|       |      |
              ___      |      |
             |\ /|11156|      |
Maestro 3 -->| X |---->|      |
             |/_\|12388|______|
13200 Khz ---->|
Agregando 15 grupos maestros se tiene un canal de alta capacidad. Es la adición del CCITT al FDM. Las portadoras están en: 0, 1116, 1364, 1612, 1860, 2180, 2356, 2604, 2852, 3100, 3348, 3596, 3844, 4092 y 4340.

La BELL tiene la U-600 y L-600 que tienen 600 canales de voz. Usan otras frecuencias.

TDM Time Division Multiplexing

Es la intercalación en tiempo de muestras de diferentes fuentes de tal forma que la información de esas fuentes sea transmitida en serie sobre un mismo canal de comunicación. Es el método de combinar diversas señales muestradas en una secuencia definida.

Para multiplexar canales de audio se usan MUX estáticos o estadísticos. Los primeros asignan un tiempo determinado a cada canal, aún y cuando no estén en uso. Los estadísticos, por el contrario, sólo asignan tiempo a los canales que se encuentran en uso. Se suelen multiplexar 30 canales de voz (64 kbps), reservando 2 canales para señalización y control, en un canal de 2048 Mbps.

Estándares para TDM

Denominación     Canales de Voz      Velocidad (Mbps)
   DS-1                24                 1.544
   DS-1C               48                 3.152
   DS-2               672                44.736
   DS-4              4032               274.176
                                                          CCITT No.
   E-1                 30                 2.048              1
   E-2                120                 8.448              2
   E-3                480                34.368              3
   E-4               1920               139.264              4
   E-5               7680               565.148              5

6 Métodos de compresión de voz

- Permite la reducción del ancho de banda de un canal digital.
- Optimiza el aprovechamiento de una portadora digital al distribuirle un mayor número de canales de un enlace.
- Reduce el costo por concepto de equipos de mayor capacidad y las rentas correspondientes que involucraría el servicio.
- Optimiza y reduce el espectro de comunicaciones.
- La desventaja es esta tecnología es que a menor tasa de codificación, la calidad e inteligibilidad de la señal de voz disminuye gradualmente.

Codificación de Forma de Onda

Modulación Adaptativa Diferencial por Pulsos Codificados (ADPCM)
Usa el mismo muestreo que el PCM (8000 muestras/segundo). Se obtiene aplicando la cuantización a la diferencia entre muestra y muestra estimada de acuerdo a una función de predicción de cambio de la muestra anterior a la siguiente.

La cuantización de las diferencias de valores puede realizarse con pocos bits de información. Lo que reduce la tasa total de la señal. La CCITT ha estandarizado este valor a 32 kbps. Al dispositivo utilizado en una red pública se le llama "transcoder".

Modulación Delta de Forma Continuamente Variable (CVSD)
El muestreo es de hasta 32000 muestras/segundo. La modulación delta se basa en la codificación de la diferencia entre muestras de una señal PCM en función de cambios de un solo paso sencillo.

La modulación CVSD consiste en una modulación delta cuyo cambio entre muestras se basa en una combinación de pasos escalares aditivos fijos y de cambio exponencial. La tasa de transmisión de una señal CVSD es: Tasa = 32 Khz x 1 Bit = 32 kbps.

Interpolación de voz con tiempo asignado (TASI)

Esta técnica reduce aún más la tasa de compresión de las conversaciones de voz, de 2 a 1, sobre líneas privadas de transmisión múltiple. Se basa en que, dado que la comunicación humana es esencialmente half-duplex por naturaleza, alrededor del 50% de la conversación consiste en periodos de silencio inherentes.

En TASI se transmite información o paquetes solamente durante la conversación de voz actual, interpolando otras conversaciones en el mismo canal de transmisión cuando éste se encuentra ocioso.

7 Interfaces digitales más comunes

Los interfaces tienen como objetivo interconectar los equipos de diferentes proveedores asegurando un acoplo mecánico y eléctrico.

Estas interfaces también son utilizadas como un punto de prueba para el análisis del flujo de datos y detección de errores en sistemas fuera de servicio.

Las interfaces más comunes son:

RS-232C (EIA) o V.24 (CCITT)

La interfaz RS-232C o V.24 es la interfaz más común. Es ampliamente utilizada en los puertos de programación o configuración de los equipos de comunicaciones. Tiene gran aplicación en los enlaces de baja velocidad: 20 kbps como máximo. Usa un conector de 25 pines ISO DIS2110. La máxima longitud del cable es de 15 mts.

El nivel "1" lógico (marca) mayor de +5V y menor de +15V
El nivel "0" lógico (espacio) mayor de -15V y menor de -5V
CCITT    EIA    DB-25    DB-9  Descripción
 101     AA       1            Protección a tierra
 102     AB       7        5   Señal de tierra
 103     BA       2        3   Transmisión de datos
 104     BB       3        2   Recepción de datos
 105     CA       4        7   Petición de envío
 106     CB       5        8   Aceptación de envío
 107     CC       6        6   Módem listo
 108.1
 108.2   CD       20       4   Terminal de datos lista
 125     CE       22       9   Indicador de llamada
 109     CF       8        1   Detector de portadora
 110     CG       21           Detección de calidad de señal
 111     CH       23           Selección de velocidad de datos
 112     CI       23
 126     CK       11           No asignado
 113     DA       24           Transmisión de reloj
 114     DB       15           Transmisión de reloj
 115     DD       17           Recepción de reloj
 118     SBA      14           Datos transmitidos secundarios
 119     SBB      16           Datos recibidos secundarios
 120     SCA      19           Petición de envío secundario
 121     SCB      13           Aceptación de envío secundario
 122     SCF      12           Detección de portadora secundaria

V.35 (CCITT)

Utilizado para la transmisión de datos a 48 kbps. Es idóneo para transmisiones de 64 kbps a no más de 10 mts. Común en sistemas satelitales. Usa un conector de 34 pines ISO 2593.

El nivel "1" lógico -0.55V (20% de tolerancia)
El nivel "0" lógico +0.55V (20% de tolerancia)
CCITT     ISO 25903    Descripción
 101         A         Protección a tierra
 102         B         Señal de tierra
 103A        P         Transmisión de datos
 102B        S         Transmisión de datos
 104A        R         Recepción de datos
 104B        T         Recepción de datos
 105         C         Petición de envío
 106         D         Aceptación de envío
 107         E         Módem listo
 109         F         Detector de recepción de datos
 114A        Y         Transmisión de reloj
 114B        AA        Transmisión de reloj
 115A        V         Recepción de datos
 115B        X         Recepción de datos.

RS-449 (EIA) o V.36 (CCITT)

Utilizado para transmisión de datos a 72 kbps a menos de 10 mts. Usa un conector de 37 pines ISO 4902.

El nivel "1" lógico -0.55V (20% de tolerancia)
El nivel "0" lógico +0.55V (20% de tolerancia)

V.37 (CCITT)

Utilizado para transmisiones de datos a 72 kbps a menos de 10 mts. Es aplicable en transmisiones de 96, 112, 128, 144 y 168 kbps. Usa un conector de 37 pines ISO 4902.

RS-449 (EIA) o V.10 (CCITT)

Utilizado para transmisiones de datos a más de 20 kbps. Es aplicable en transmisiones de hasta 2 Mbps a no más de 10 mts. Usa un conector de 37 pines ISO 4902.

RS-423 (EIA) o V.10 (CCITT)

Utilizado para transmisión de datos a 100 kbps. Las distancias que se pueden alcanzar con éste tipo de interfaz es de hasta 50 mts a 20 kbps ó 10 mts a 100 kbps. Utiliza los conectores de 15 pines (ISO 4903) ó de 37 pines (ISO 4902).

RS-422 (EIA) o V.11 (CCITT)

Utilizado para transmisión de datos a 10 Mbps. Las distancias que se pueden alcanzar con este tipo de interfaz es de hasta 1000 mts. a 100 kbps, 50 mts a 2 Mbps o 10 mts a 10 Mbps. Utiliza los conectores de 15 pines (ISO 4903) ó de 37 pines (ISO 4902).

Interface Paralela (Centronics)

Pin   Descripción              Pin   Descripción
 1    Data Strobe              19    Data Strobe Return
 2    Data Bit 1               20    Data Bit 1 Return
 3    Data Bit 2               21    Data Bit 2 Return
 4    Data Bit 3               22    Data Bit 3 Return
 5    Data Bit 4               23    Data Bit 4 Return
 6    Data Bit 5               24    Data Bit 5 Return
 7    Data Bit 6               25    Data Bit 6 Return
 8    Data Bit 7               26    Data Bit 7 Return
 9    Data Bit 8               27    Data Bit 8 Return
10    Acknowledge              28    Acknowledge Return
11    Busy                     29    Busy Return
12    Paper End                30    Input Frame Return
13    Select                   31    Input Prime
14    Supply Ground            32    Fault
15    Oscxt                    33    Undefined
16    Logic Gnd                34    Undefined
17    Chasis Gnd               35    Undefined
18    +5V                      36    Undefined

8 Medios de transmisión

E1

El E1 es un canal de comunicación con un ancho de banda de 2.048 Mbps, se divide en 30 canales PCM de 64 kbps c/u ley A, y se reservan dos: uno para señalización (canal 16) y otro para sincronía (canal 0). La señalización supervisa la línea y los registros usando el protocolo R2-MFC (MultiFunction Control). La conexión del E1 tiene que seguir las normas eléctricas y mecánicas G.703 y la estructura de la trama G.704.

Redes de Datos

CTI

Es la combinación de tecnologías telefónicas y de computación. Esta combinación de tecnologías permiten a los sistemas de comunicaciones de voz y datos trabajar juntos con el fin de intercambiar información de manera rápida, simple y eficiente.

Servidor de control de llamadas integrado a la computación

Es un servidor de telefonía/computación para el control de llamadas, capaz de conectar un amplio rango de conmutadores telefónicos a una gran variedad de ambientes de procesadores de datos. Proporciona algoritmos tipo Call Blending que se adaptan, entre otras, a las siguientes llamadas y peticiones:

Llamadas entrantes
Marcación predictiva
Retrollamadas de voz
Interactive web response
Petición de fax
Peticiones de e-mail
Voz sobre IP
Mensaje unificado

Tarjetas Dialogic tipo SC BUS

D41 ESC		4 puertos analógicos
D160 SC LS	16 puertos analógicos
D300 SC		30 puertos digitales (E1)
VFX 40 ESC	4 puertos de fax
CP4/SC		4 puertos de fax
CP4/SC		6 puertos de fax
CP4/SC		12 puertos de fax
Antares 2000/50	Reconocimiento de voz

Estándares

Se logra la comunicación con los conmutadores a través de estándares abiertos como:

PABX		CSTA y CSTA II (Computer Supported Telephony Application)
APIs		TAPI (Windows) y TSAPI (Novell, NetWare)

Eventos

ANI
DNIS
Timbrado
Transferido
Se encola en grupo ACD
Desvío
Colgado
Descolgado
Wrap UP
Status de agente
Conferencia
Status de queue

Llamadas entrantes

Se recibe el ANI/DNIS, luego con esta información se hace una búsqueda en la base de datos, este proceso tarda en promedio 1 a 2 segundos después por último la llamada se transfiere a un grupo ACD con lo que el canal del marcador y puerto de reconocimiento (de voz y tonos) queda liberado para una nueva llamada.

Enrutamiento inteligente

Basado en el ANI y DNIS los cuales son recibidos, la aplicación accesará la base de datos con el fin de proporcionar la cuenta o accesar la tabla de clasificación de cliente para así poder determinar como enrutar la llamada. Existen tres formas de enrutamiento:

Enrutamiento condicional
El cliente llama a la compañía y basado en el ANI, se hace una búsqueda en la base de datos, y se accesan a los datos correspondientes del cliente, con lo que se identifica el tipo de grupo de ACD que le corresponde (Crédito, cliente VIP, etc.).

Último agente
Después de hacer la búsqueda en la base de datos con el ANI del cliente se verifica el estatus de la última llamada del mismo cliente, en caso de que el agente que lo atendió esté disponible se le transfiere la llamada.

En caso de que este agente no este disponible, se pasa la llamada a quién halla recibido más llamadas de este cliente.

Agente especialista
Basado en el número marcado (DNIS) y el número del cliente (ANI), después de accesar a la base de datos, la llamada se enruta al agente o al grupo de agentes (grupo ACD) que están entrenados para manejar a este tipo de clientes.

Tráfico

Tabla de Erlangs basada en grado de servicio del 1%

Erlangs (e)		Puertos
0.1511			2
0.8607			4
1.8900			6
3.0960			8
4.4170			10
5.8170			12
7.2760			14
8.7860			16
10.330			18
11.910			20
15.960			25
Ejemplo

900 Llamadas en hora pico
4 segundos para recibir llamada y transferirla
900 * 4 / 3600 = 1 Erlang o 6 puertos.

Marcación predictiva

La idea detrás de la marcación predictiva es la de automatizar y aumentar la productividad de los agentes en un centro de atención telefónico que trabaja en campañas de llamadas salientes.

Tradicionalmente los agentes hacen las llamadas manualmente alcanzando una productividad de trabajo del 30%, comparado con un 80% de productividad usando un sistema de marcación predictivo.

Considera datos históricos, los últimos resultados de la marcación y eventos en tiempo real (número de agentes disponibles, por ejemplo) para lograr un equilibrio entre el tiempo promedio de espera de una llamada a otra y las llamadas abandonadas.

Marcadores

Uno de los recursos del sistema de marcación predictiva son los marcadores. Estos pueden detectar los siguientes resultados:

Contesta
No contesta
Ocupado
Tono de Fax

Ya que cada conmutador maneja frecuencias y cadencias distintas para dichos tonos se necesitan marcadores que puedan reconocerlos.

Centros de contactos

El mundo de los centros de llamadas está cambiando. Internet y el comercio electrónico han cambiado la manera en que los clientes hacen negocios. Quieren llegar a una de las maneras más convenientes para ellos y esperan que uno esté ahí para cubrir sus necesidades cuando ellos lo requieren.

Los centros de llamadas están convirtiéndose en centros de contacto que manejan llamadas sobre IP, correo electrónico, interacciones con Web, charlas en vivo y transacciones comerciales.

Interactive web response

En los últimos años los servicios de internet, especialmente el de páginas web, se han convertido en una forma muy popular para accesar información, realizar transacciones y enviar información. Existen aplicaciones relacionadas a internet necesarias para mejorar la comunicación con los clientes.

Frecuentemente, después de accesar una página web para solicitar algún producto o servicio, el usuario requiere hablar con un operador en vivo para confirmar ciertos detalles, hacer preguntas o realizar un proceso de transacción.

Con esta aplicación se puede realizar llamadas a los usuarios para que puedan ser contactados, con operadores de un centro de atención telefónica, una vez que se completó la página web.

E-Business

No se debe limitar al e-commerce, que es básicamente autoservicio, también debe contemplar ventas y servicio, es decir contacto con una persona de la empresa. Las nuevas tecnologías no sustituyen a las anteriores, las complementan. Se necesitan coordinar las campañas en web-chats, en Internet, en e-mail y en teléfono (IVR y marcación predictiva); es decir unificar los esfuerzos en una misma dirección.

Precio de contactar a un cliente (en U.S.A.):

Internet, Web		4 centavos
Internet, e-mail	2 dólares
Internet, chat		2.5 dólares
Teléfono		5 dólares

Monitoreo

"Si no lo puedes medir, no lo puedes administrar"

El ACD optimiza el tiempo del operador y minimiza los tiempos de espera de los clientes, el CRM (Customer Relationship Management, Administración de la relación con el cliente) optimiza la atención al cliente. Ninguna de ellas optimiza realmente al negocio. Con el monitoreo se pretende mejorar la lealtad de los clientes, mejorar la utilidad y elevar la calidad de servicio.

Al analizar el desempeño global del centro de llamadas se obtiene la información necesaria para identificar las necesidades de capacitación, llevar a cabo algunos cambios y apoyar a los agentes de atención al público, para así asegurar una interacción más eficaz y efectiva con el cliente y optimizar las relaciones con ellos. Es decir se busca una mejora continua en la relación operador - cliente.

Monitoreo de agentes
	Por muestreo aleatorio
	Por calendario
	Por demanda
	Para coachear en tiempo real
Monitoreo de clientes
	Monitorear la experiencia del cliente para mejorar las campañas
Monitoreo de transacciones
	Para proteger al negocio
	Por eventos
	Basada en reglas de negocios

Grabación

De las interacciones de los clientes en múltiples medios (voz, datos, web-chats, e-mail), basadas en reglas de negocios (Por agente, por DNIS número marcado, ANI número del cliente, por grupo ACD, por datos del IVR, por CRM campos o pantallas).

Grabar es la clave para evaluar el desempeño de los operadores y entender a los clientes, utilizando lo que ellos dicen para tomar acciones estratégicas dentro del negocio.

Grabación en tiempo completo
Monitoreo en tiempo real del desempeño del operador
Grabación a base de reglas
Grabación por demanda

Los registros grabados deben ser disponibles a todas las áreas interesadas para así poder mejorar las campañas.

Evaluación

De las interacciones con los clientes de forma estándar e imparcial. Se considera la información significativa, con un método organizado, buscando la productividad y evitando la calificación sesgada de parte de los supervisores.

Análisis

De las métricas generales de desempeño, no solo del centro de llamadas (ACD y CRM), si no también del impacto sobre el negocio.

Aprendizaje

Obtenido automáticamente, priorizado y personalizado. Se realiza en el mismo lugar de trabajo en horarios de baja demanda y en función de las carencias detectadas del operador.

Puntuación

La grabación y la reproducción son buenas, pero los medios por los cuales se evaluan las llamadas y se toman desiciones para mejorar el desempeño del centro de llamadas son los puntos realmente importantes.

Se deben tomar los datos y convertirlos en información significativa y útil. Se suele hacer una gráfica de productividad vs calidad. La productividad se toma de datos del ACD/PBX, del sistema de ventas (o de cobranza, o de la campaña que se trate), de algún servicio de medición de satisfacción del cliente y de datos de recursos humanos. La calidad se toma de las evaluaciones que los supervisores realizan sobre los agentes.

Un ejemplo de evaluación de calidad

Saludo
Estándar.-¿El agente usó el saludo estándar de la compañía?
Identificación.- ¿El agente identificó a la compañía y así mismo?
Tono de voz.- Califique el tono de voz en cuanto a cortesía y profesionalismo
Comunicación
Adaptabilidad.- Evalúe la habilidad del agente para comunicarse al nivel del cliente y confirmar el que se haya entendido
Lenguaje.- Evalúe la habilidad del agente para usar la terminología apropiada, clara y concisamente.
Respuestas.- ¿El agente respondió todas las preguntas e inquietudes del cliente?
Conocimiento
Exactitud.- ¿El agente dio información correcta y completa así como instrucciones adecuadas?
Explicación.- ¿El agente explicó los derechos y responsabilidades del cliente?
Políticas.- Evalúe la habilidad del agente para aplicar las regulaciones y guías de las políticas de la empresa
Actitud
Sinceridad.- ¿Cómo fue el tono de sinceridad, preocupación y ayuda del cliente?
Empatía.- Califique la habilidad del agente para establecer empatía con el cliente
Atención.- ¿El agente le dio al cliente su total atención?
Técnica
Calidad de voz.- ¿Cómo fue la calidad de la voz del agente en términos de tono y pronunciación?
Espera.- Califique la habilidad del agente para poner al cliente en espera
Enojo.- ¿El operador se mantuvo calmado y servicial?
Cierre
Gracias.- ¿El agente agradeció al cliente por la llamada?
Transferencia.- Evalúe la habilidad del operador para transferir la llamada apropiadamente
Ofreciemiento de ayuda.- Evalúe el nivel de ayuda ofrecido al cliente
Evaluación del sistema.- ¿Funcionó el sistema correctamente durante la llamada?

Coacheo

La ayuda que puedan brindar los supervisores a los agentes será más efectiva si se enfoca a las fortalezas y debilidades individuales de cada agente.

¿Porqué evaluar las llamadas?

Para incrementar la retención de los agentes y así evitar la rotación

Evaluaciones justas y objetivas
Remueve revanchismos y preferencias personales
Basadas en calificaciones y no en opiniones
Calibradas para buscar exactitud y consistencia
Incrementan el reconocimiento por hacer un trabajo bien hecho
Aumentan la moral del grupo de agentes
Mejoran las oportunidades de promoción
Premiar a los agentes que entiendan el negocio

Para mejorar la productividad del supervisor

Realizar mas evaluaciones en menos tiempo
Eliminar las revisiones manuales en papel
Usar formas rápidas y fáciles de llenar
Analizar la productividad y calidad al mismo tiempo
Calificar múltiples centros de llamada desde una misma ubicación
Acceso rápido y conveniente a los datos del desempeño del centro de llamadas
Mejora la visión del desempeño del centro de llamadas
Manejo más eficiente del centro de llamadas
Les da mas poder a los supervisores y a los agentes

Para tomar mejores decisiones

Medir el efecto de entrenamiento, contratación o cualquier otro factor en la productividad y en la calidad
Medir fácilmente cualquier cosa importante en el centro de llamadas
Incluír información de otras aplicaciones del negocio

Estandarizar la calidad de los programas

Balancear:
Productividad.- Números a corto plazo y valor inmediato de las llamadas de los agentes
Calidad.- Números a largo plazo, satisfacción del cliente y lealtad
Establecer estándares y medirse contra ellos
Amarrar las compensaciones, bonos, incentivos, reconocimientos y promociones
Mejorar el desempeño de toda la compañía gracias al centro de llamadas

¿Cómo decidir qué se debe medir?