Introduccin a las

Telecomunicaciones Fijas y

Mviles

Oscar R. Pons

ISBN: 978-987-33-4078-9 Tapia Encuadernaciones

Formato Electrnico Color

Inscripcin D.N.D.A. Nro: 5158426, Marzo 2014. Buenos Aires, Argentina.

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Prefacio ................................................................................................................................. 13

1 Desarrollo Global de las Telecomunicaciones .......................................................... 15

1.1 Evolucin de las Telecomunicaciones ............................................................................................ 15

1.2 Indicadores Regionales de Telecomunicaciones ........................................................................... 17

1.3 Avances de la Infraestructura de Telecomunicaciones en el Tiempo .......................................... 19

1.3.1 Situacin de la Industria en 1975 .................................................................................................................... 19 1.3.2 Situacin de la Industria en 1990 .................................................................................................................... 20 1.3.3 Situacin de la Industria desde el Ao 2000 ................................................................................................... 20

1.4 Evolucin de la Penetracin de la Telefona Fija desde 1975 ....................................................... 22

1.4.1 Cambios en el Perodo 1975-2005 .................................................................................................................. 23 1.4.2 Situacin Global al ao 2010 ........................................................................................................................... 24 1.4.3 Saturacin de la Demanda de Accesos de Telefona Fija ............................................................................... 26 1.4.4 Desregulacin y Competencia con Mltiples Operadores Fijos y Mviles en el 2012 ..................................... 27

1.5 Evolucin Econmica de la Industria de las Telecomunicaciones .............................................. 30

1.5.1 Prestaciones de Servicios Modernos de Telecomunicaciones ........................................................................ 30 1.5.2 Utilizacin de Redes e Ingresos en Servicios Fijos y Mviles ......................................................................... 31 1.5.3 Evolucin de Ingresos por Servicios y Pases ................................................................................................. 33

1.6 Segmentos Comerciales e Ingresos en Redes Fijas ...................................................................... 35

1.6.1 Servicios Provistos e Ingresos por Telefona .................................................................................................. 35 1.6.2 Accesos Fijos de Banda Ancha ....................................................................................................................... 36 1.6.3 Servicios de Transporte de Datos Empresariales en Redes Fijas ................................................................... 37 1.6.4 Inversiones de Capital en las Telecomunicaciones ......................................................................................... 38 1.6.5 Referencias del Negocio Econmico de la Internet ......................................................................................... 39

1.7 Evolucin del Trfico y su Transporte de Larga Distancia ............................................................ 40

1.7.1 Trfico Internacional de Voz y Enrutamientos ................................................................................................. 41 1.7.2 Trfico Internacional de Datos sobre IP .......................................................................................................... 43

1.8 Infraestructura de las Redes de Telecomunicaciones ................................................................... 44

1.8.1 Arquitectura de las Redes de Telefona y Demografa .................................................................................... 44 1.8.2 Conceptos sobre la Infraestructura de Telecomunicaciones de los EEUU ..................................................... 46 1.8.3 Conceptos Bsicos sobre la Infraestructura de Telecomunicaciones de Argentina ........................................ 48 1.8.4 Desarrollo de la Infraestructura de Telecomunicaciones de China ................................................................. 52

1.9 Topologa Simplificada de la Red Global de Cables Submarinos ................................................ 56

1.10 Conglomerados Urbanos y Desarrollo de Redes ........................................................................... 59

1.11 Evolucin de las Redes de Conmutacin para Telefona Fija ....................................................... 64

1.11.1 Tecnologas para las Redes Pblicas de Conmutacin Telefnica ................................................................. 64 1.11.2 Sustitucin de la Conmutacin TDM por IP en Redes Empresariales ............................................................. 65 1.11.3 Impacto de los Recursos Humanos en el Recambio Tecnolgico ................................................................... 66 1.11.4 Alternativas a la Conmutacin y Transmisin TDM ......................................................................................... 67

1.12 Ejemplos de Aplicaciones de VoIP y de Redes Convergentes ..................................................... 71

1.12.1 Tecnologas Carrier VoIP, NGN e IMS ............................................................................................................ 71

1.13 Conclusiones ...................................................................................................................................... 73

2 Redes de Trasmisin SDH ........................................................................................... 75

2

2.1 Introduccin a Redes SDH ................................................................................................................ 75

2.2 Jerarquas de Multiplexacin SDH ................................................................................................... 77

2.3 Estructuras de Tramas SDH .............................................................................................................. 80

2.4 Generacin de Tramas de Niveles Superiores ................................................................................ 81

2.5 Encabezamiento de Trama STM-1 y Procesos de Transporte....................................................... 82

2.6 Caminos SDH y Transporte de Seales ........................................................................................... 85

2.6.1 Encabezamiento HO-POH en Caminos SDH de Orden Alto .......................................................................... 86 2.6.2 Encabezamiento LO-POH en Caminos SDH de Orden Bajo .......................................................................... 87 2.6.3 Tramas en Caminos SDH de Orden Bajo (LO-POH) ...................................................................................... 88 2.6.4 Tramas en Caminos SDH de Orden Alto (HO-POH) ....................................................................................... 92 2.6.5 Transporte Asincrnico de una Trama E4 (139,264 Mbps) ............................................................................. 92 2.6.6 Transporte Asincrnico de una Trama E3 (34,368 Mbps) ............................................................................... 94

2.7 Unidades Administrativas AU, Grupos AU y Tramas STM-N ........................................................ 95

2.8 Funciones de los Punteros SDH ....................................................................................................... 97

2.9 Tramas Superiores STM-4, STM-16, STM-64 y STM-256 .............................................................. 101

2.10 Elementos de Red SDH (NE) y Topologas .................................................................................... 102

2.10.1 Evolucin del Equipamiento y Servicios SDH ............................................................................................... 102

2.11 Topologas de Redes SDH............................................................................................................... 106

2.11.1 Topologas Lineales ...................................................................................................................................... 106 2.11.2 Topologas Anillo ........................................................................................................................................... 108

2.12 Eventos y Alarmas en Redes SDH ................................................................................................. 109

2.12.1 Resumen de Eventos y Alarmas ................................................................................................................... 109 2.12.2 Performance de Errores en las Redes SDH .................................................................................................. 112

2.13 Proteccin de Redes SDH y Restauracin de Servicios .............................................................. 113

2.13.1 MSP y Mecanismos de APS .......................................................................................................................... 114 2.13.2 Proteccin MSP Lineal 1+1, 1:1 1:N .......................................................................................................... 116 2.13.3 Proteccin en Anillos SDH ............................................................................................................................ 117 2.13.4 Proteccin de la Seccin de Multiplex en Redes Anillo ................................................................................. 117 2.13.5 SNCP (Proteccin de Conexin de Subredes) .............................................................................................. 119 2.13.6 Interconexin de Dos Anillos SNCP (DRI) ..................................................................................................... 120

2.14 Sincronismo en Redes SDH ............................................................................................................ 121

2.14.1 Evolucin desde Sincronismo PDH a SDH y otras Redes ............................................................................ 121 2.14.2 Redes de Sincronismo SDH .......................................................................................................................... 123 2.14.3 Reconfiguracin de Red de Sincronismo SDH y Mensajes SSM .................................................................. 125 2.14.4 Suministro de Temporizacin desde SDH a otras Redes.............................................................................. 127 2.14.5 Relojes de Referencia y Mediciones de Jitter y Wander ............................................................................... 129

2.15 Planificacin de Redes SDH ........................................................................................................... 134

2.16 Ethernet Sobre SDH (EoSDH) ......................................................................................................... 135

2.16.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 135 2.16.2 Elementos de Ethernet sobre SDH ............................................................................................................... 136 2.16.3 Generic Framing Procedure (GFP) ............................................................................................................... 137 2.16.4 Concatenacin Virtual (VCAT) ...................................................................................................................... 142 2.16.5 Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) ................................................................................................... 145 2.16.6 Ejemplo de Utilizacin de VCAT y LCAS....................................................................................................... 146

2.17 Conclusiones .................................................................................................................................... 148

3 Transmisin ptica: WDM y Redes OTN .................................................................. 149

3.1 Multiplexacin por Longitud de Onda ............................................................................................ 149

3

3.1.1 Introduccin al Concepto de WDM ................................................................................................................ 149 3.1.2 Sistemas CWDM y DWDM ............................................................................................................................ 150 3.1.3 Desarrollo en el TIempo de los Sistemas WDM ............................................................................................ 151 3.1.4 Operacin Bsica de un Sistema DWDM ..................................................................................................... 152 3.1.5 Fibras pticas Normalizadas ........................................................................................................................ 153 3.1.6 Codificacin de Seales pticas ................................................................................................................... 153 3.1.7 Multiplexacin y Demultiplexacin ptica en DWDM .................................................................................... 155 3.1.8 Standares ITU-T y Generalidades de Sistemas WDM .................................................................................. 157 3.1.9 Elementos de Red Utilizados en WDM ......................................................................................................... 158 3.1.10 Ejemplos de Red DWDM............................................................................................................................... 161

3.2 Optical Transport Network (OTN) ................................................................................................... 162

3.2.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 162 3.2.2 Tramas y Jerarquas en la Rec. G.709-2003 ................................................................................................. 164 3.2.3 Concatenacin Virtual OPUk-Xv ................................................................................................................... 165 3.2.4 Mecanismo FEC Reed-Solomon ................................................................................................................... 166 3.2.5 Capas de Procedimientos en OTN ................................................................................................................ 166 3.2.6 Jerarquas de Transporte Optico y Multiplexacin ITU.T G.709-2009 .......................................................... 167 3.2.7 Concatenacin Flexible ODUFlex ................................................................................................................. 171 3.2.8 Encabezamiento de Tramas en OTN ............................................................................................................ 172 3.2.9 Tandem Connection Monitoring (TCM) ......................................................................................................... 176 3.2.10 Sealizacin de Eventos y Acciones OyM en Encabezamientos de OTU y ODU ......................................... 176 3.2.11 Capacidades de Equipos OTN actuales ........................................................................................................ 178

3.3 Conclusiones .................................................................................................................................... 180

4 Ethernet. Interfaces, Switching, VLAN y Redes Metro Ethernet ............................. 181

4.1 Tecnologas LAN Ethernet / 802.3 .................................................................................................. 181

4.2 Introduccin a Ethernet ................................................................................................................... 182

4.2.1 Tramas Ethernet 2.0 y Standart IEEE 802.3 ................................................................................................. 184 4.2.2 Nivel de Enlace en Redes 802.X ................................................................................................................... 185 4.2.3 Subcapa LLC (Logical Link Control) .............................................................................................................. 186 4.2.4 Subcapa MAC (Media Access Control) ........................................................................................................ 188

4.3 Velocidades Standares del Modelo 802.3 ...................................................................................... 190

4.4 Subcapas MAC (Media Access Control) y MAC Control .............................................................. 192

4.5 Nivel Fsico (PHY) y Subcapas ....................................................................................................... 194

4.5.1 Interfaz Subcapa MAC Capa Fsica (PHY) ................................................................................................. 195 4.5.2 Capa Fsica (PHY) ........................................................................................................................................ 195

4.6 Fast Ethernet (10/100 Mbps) ........................................................................................................... 197

4.7 Gigabit Ethernet (1GbE)................................................................................................................... 198

4.7.1 Conectores pticos y Adaptadores SFP, GBIC y otros ................................................................................ 201

4.8 10 Gigabit Ethernet (10GbE)............................................................................................................ 202

4.8.1 Nivel Fsico Ethernet a 10 Gbps .................................................................................................................... 203 4.8.2 Funciones de las Subcapas PHY en Variantes 10G ..................................................................................... 204 4.8.3 Mdulos Enchufables para la Capa PHY ...................................................................................................... 206 4.8.4 Jitter de Fase del Reloj en 10 Gbps .............................................................................................................. 207 4.8.5 Interfaces con Redes SONET/SDH ............................................................................................................... 207

4.9 40 y 100 Gigabit Ethernet ................................................................................................................ 208

4.9.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 208 4.9.2 Procesos en el Nivel Fsico ........................................................................................................................... 210 4.9.3 Procesos para Transmisin a Grandes Distancias ........................................................................................ 211 4.9.4 Microelectrnica y Placas de Lnea para 100 GbE ........................................................................................ 212

4

4.9.5 Mdulos pticos ............................................................................................................................................ 213 4.9.6 Tecnologas para Nodos y Hosts a 100 Gbps ............................................................................................... 215 4.9.7 Disponibilidad de Routers y Switches LAN con Ports 40GbE y 100GbE ...................................................... 216 4.9.8 Datacenters y Escenarios de Aplicacin para 10GbE y 40GbE .................................................................... 218 4.9.9 Crecimiento del Trfico IP y Aplicaciones para 100GbE ............................................................................... 219

4.10 Switches LAN ................................................................................................................................... 219

4.10.1 Evolucin de la Conmutacin en Redes 802.3 .............................................................................................. 219 4.10.2 Conmutacin de Tramas en Switches 802.3 ................................................................................................. 220 4.10.3 Tecnologas para Conmutacin en el Backplane de Switches 802.3 ............................................................ 221

4.11 STP (Protocolo Spanning Tree) y Enrutamiento LAN .................................................................. 224

4.12 Protocolos Rapid Spanning Tree y Multiple STP (RSTP, MSTP) ................................................ 226

4.13 Protocolo Shortest Path Bridging (SPB) ....................................................................................... 227

4.14 LAN Virtual (VLAN) ........................................................................................................................... 227

4.15 Redes Metro Ethernet ...................................................................................................................... 230

4.15.1 VLAN y Puentes de las Redes Metro Ethernet .............................................................................................. 232

4.16 Demarcacin de Prestaciones en Carrier Ethernet ...................................................................... 232

4.16.1 Tecnologas Carrier Ethernet ........................................................................................................................ 233 4.16.2 MEF Global Interconnect ............................................................................................................................... 233

4.17 Conclusiones .................................................................................................................................... 233

5 Redes MPLS. DiffSev e IntServ y QoS. VPN L2/L3................................................... 235

5.1 Multi Protocol Label Switching (MPLS) ......................................................................................... 235

5.1.1 Antecedentes y Prestaciones de MPLS ........................................................................................................ 235 5.1.2 MPLS en el Mercado Actual .......................................................................................................................... 237 5.1.3 Encabezamiento de Paquetes MPLS ............................................................................................................ 237 5.1.4 Bases del Funcionamiento de MPLS ............................................................................................................ 238 5.1.5 Alternativas a MPLS ...................................................................................................................................... 240 5.1.6 Routers Duales IP/MPLS............................................................................................................................... 240

5.2 Cmputo e Implementacin del Enrutamiento en IP y MPLS ...................................................... 241

5.2.1 Actualizacin de Parmetros y Tablas MPLS ................................................................................................ 243 5.2.2 Creacin de Etiquetas para el Trfico IP Entrante ........................................................................................ 243 5.2.3 Clases de Label Switching Path (LSP) .......................................................................................................... 244

5.3 Distribucin de Etiquetas en MPLS ................................................................................................ 245

5.4 Protocolo LDP .................................................................................................................................. 246

5.4.1 Estructura de Mensajes LDP ......................................................................................................................... 246 5.4.2 Procesos de Descubrimiento de LSR ............................................................................................................ 247 5.4.3 Proceso de Establecimiento de Sesin entre LSR ........................................................................................ 247 5.4.4 Procesos de Difusin (Advertisement) durante la Sesin LDP ...................................................................... 248 5.4.5 Etiquetas y Vinculaciones.............................................................................................................................. 249 5.4.6 Creacin de Etiquetas en los LSR ................................................................................................................. 249 5.4.7 Ejemplo de Sealizacin con LDP ................................................................................................................ 250

5.5 Introduccin a RSVP y RSVP-TE .................................................................................................... 251

5.5.1 Aspectos Generales ...................................................................................................................................... 251 5.5.2 Control del Flujo de Trfico ........................................................................................................................... 254 5.5.3 Enrutamiento RSVP-TE en MPLS ................................................................................................................. 256 5.5.4 Constrained Route (CR) ................................................................................................................................ 257 5.5.5 Rutas Explcitas (ER) .................................................................................................................................... 258 5.5.6 Nuevos Objetos en Mensajes RSVP-TE ....................................................................................................... 258 5.5.7 Mensajes PATH RSVP-TE ............................................................................................................................ 259

5

5.5.8 Mensajes RESV RSVP-TE ............................................................................................................................ 259 5.5.9 Reenrutado Rpido del Camino LSP (Fast Reroute) .................................................................................... 260

5.6 QoS por Priorizacin de Trfico y MPLS DiffServ ........................................................................ 261

5.6.1 Implementacin de DiffServ en Redes IPv4 .................................................................................................. 262 5.6.2 Niveles de Servicio en DiffServ ..................................................................................................................... 262 5.6.3 Funciones en Routers de Acceso y Ncleo ................................................................................................... 263

5.7 DiffServ sobre MPLS ........................................................................................................................ 264

5.7.1 Mapeado de DiffServ en MPLS ..................................................................................................................... 265 5.7.2 DiffServ y QoS en Redes MPLS .................................................................................................................... 266 5.7.3 Conclusiones sobre DiffServ ......................................................................................................................... 267

5.8 Prestacin de Servicios QoS .......................................................................................................... 268

5.8.1 Diferencias entre QoS y Calidad del Servicio Prestado ................................................................................ 268 5.8.2 SLA y QoS en Redes de Conmutacin de Paquetes .................................................................................... 269 5.8.3 Retardo, Jitter y Prdida de Paquetes ........................................................................................................... 270 5.8.4 Herramientas para el Control de QoS en Redes de Conmutacin de Paquetes ........................................... 273

5.9 Redes Privadas Virtuales ................................................................................................................ 275

5.9.1 Familias de Redes VPN ................................................................................................................................ 275 5.9.2 Variantes en la Clasificacin de las redes VPN ............................................................................................. 276

5.10 VPN de Nivel 3 (BGP/MPLS) ............................................................................................................ 279

5.10.1 Prestaciones Bsicas de MPLS VPN Nivel 3 ................................................................................................ 279 5.10.2 Asignacin de Tablas VRF ............................................................................................................................ 281 5.10.3 RD (Route Distinguisher)............................................................................................................................... 282 5.10.4 Route Targets (RT) ....................................................................................................................................... 283 5.10.5 Distribucin de RT en Topologas Malla Hub and Spoke ........................................................................... 285 5.10.6 Minimizacin de Mensajes de Actualizacin de Tablas VRF......................................................................... 286

5.11 Establecimiento y Utilizacin de una VPN BGP/MPLS ................................................................. 287

5.11.1 Acceso a la Internet desde una VPN BGP/MPLS ......................................................................................... 288

5.12 Redes VPN MPLS de Nivel 2 ........................................................................................................... 289

5.12.1 Introduccin a VPWS y L2TPv3 .................................................................................................................... 289

5.13 Virtual Private LAN Service (VPLS) ................................................................................................ 291

5.13.1 Auto Discovery de VPLS ............................................................................................................................... 293 5.13.2 Sealizacin para Establecimiento de Tneles ............................................................................................. 293

5.14 VPLS Jerrquicas ............................................................................................................................. 293

5.15 Conclusiones .................................................................................................................................... 294

6 Telefona VoIP. H.323, SIP, MGCP y H.248 ............................................................... 295

6.1 Evolucin de las Comunicaciones Multimedia sobre IP .............................................................. 295

6.1.1 Nacimiento de las Comunicaciones sobre IP ................................................................................................ 295 6.1.2 Fase 1: Inicios de VoIP Dial-Up y la Telefona por Internet ........................................................................... 298 6.1.3 Fase 2: El Modelo H.323 ............................................................................................................................... 301 6.1.4 Fase 3: El Modelo Softswitch y Accesos de Banda Ancha............................................................................ 301 6.1.5 Ejemplo de Aplicacin del Modelo Softswitch ............................................................................................... 304 6.1.6 Vigencia del Modelo Softswitch ..................................................................................................................... 306 6.1.7 Fase 4: Convergencias Voz-Datos y Fijo Mvil con NGN e IMS ................................................................... 307

6.2 Modelo H.323 .................................................................................................................................... 309

6.2.1 Elementos de una Red H.323 ....................................................................................................................... 311 6.2.2 Ejemplo de una Red H.323 ........................................................................................................................... 314 6.2.3 Direccionamiento y Protocolos en Redes H.323 ........................................................................................... 314 6.2.4 Sealizacin RAS .......................................................................................................................................... 318

6

6.2.5 Sealizacin de Llamada (Q.931 Modificado) ............................................................................................... 321 6.2.6 Sealizacin de Control H.245 ...................................................................................................................... 323 6.2.7 Modalidades de Llamadas H.323 .................................................................................................................. 324 6.2.8 Parmetros de Mensajes en Sealizacin RAS H.323 ................................................................................. 325 6.2.9 Interconexin de Dominios H.323 con Elementos de Borde ......................................................................... 326 6.2.10 Mejoras de Prestaciones a partir de H.323 v4 ............................................................................................... 327 6.2.11 Posicin Actual en el Mercado de Sistemas H.323 ....................................................................................... 327 6.2.12 Algunas Prestaciones Avanzadas con H.323 ................................................................................................ 327 6.2.13 Trunking H.323 para Larga Distancia ............................................................................................................ 328

6.3 Modelo SIP ........................................................................................................................................ 330

6.3.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 330 6.3.2 Entidades de Redes SIP ............................................................................................................................... 332 6.3.3 Ejemplo de una Red SIP Multidominio .......................................................................................................... 333 6.3.4 Direccionamiento en Redes SIP .................................................................................................................... 333 6.3.5 Estructura de los Mensajes SIP .................................................................................................................... 334 6.3.6 Empleo de SDP en Mensajes SIP ................................................................................................................. 337 6.3.7 Extensiones de Prestaciones SIP ................................................................................................................. 344 6.3.8 Servicios Extendidos para PBX/Centrex ....................................................................................................... 352 6.3.9 Interaccin de Redes SIP con la PSTN ......................................................................................................... 353 6.3.10 Interaccin de Redes SIP con redes H.323 y otras redes VoIP .................................................................... 355 6.3.11 Comparaciones entre SIP y H.323 ................................................................................................................ 356

6.4 MGCP y Control de Media Gateways ............................................................................................. 359

6.5 H.248/MEGACO y Grandes Redes .................................................................................................. 363

6.5.1 Arquitectura de H.248 y Media Gateways ..................................................................................................... 364 6.5.2 Establecimiento de Llamadas con H.248.1 ................................................................................................... 369 6.5.3 Contextos Multimedia .................................................................................................................................... 370 6.5.4 Soluciones H.248 en el Mercado Actual ........................................................................................................ 371

6.6 Conclusiones .................................................................................................................................... 372

7 Redes TDM, Sealizacin SS7 y SIGTRAN ............................................................... 375

7.1 Telefona Digital y Redes TDM ........................................................................................................ 375

7.2 El Modelo Softswitch ....................................................................................................................... 379

7.3 Interaccin entre Redes TDM y VoIP .............................................................................................. 381

7.4 Desarrollo del Gateway de Sealizacin (SG) SS7 para VoIP ..................................................... 382

7.5 Requerimientos de SS7 y Premisas de Diseo de SIGTRAN ...................................................... 384

7.6 Redes de Sealizacin 7.................................................................................................................. 385

7.6.1 Introduccin a la Sealizacin Telefnica CAS y CCS .................................................................................. 385

7.7 Elementos de una Red de Sealizacin 7 ...................................................................................... 386

7.7.1 Modelo de Capas de la Red SS7 .................................................................................................................. 386 7.7.2 Capas de la Red de Transporte de Mensajes SS7 ....................................................................................... 387 7.7.3 Capas de Gestin de Llamadas de Telefona Bsica .................................................................................... 388 7.7.4 Capa de Interfaz para Servicios Transaccionales ......................................................................................... 388 7.7.5 Capa de Soporte para Servicios Inteligentes Avanzados ........................................................................... 388 7.7.6 Nodos y Enlaces de la Red SS7 ................................................................................................................... 389

7.8 Direccionamiento y Mensajes en Redes SS7 ................................................................................ 392

7.8.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 392 7.8.2 Tramas del Nivel de Enlace (MTP 2) ............................................................................................................. 392 7.8.3 Mensajes del Nivel de Red (MTP 3) .............................................................................................................. 393 7.8.4 ISDN User Part .............................................................................................................................................. 395

7

7.8.5 Signaling Connection Control Part (SCCP) ................................................................................................... 398 7.8.6 Transaction Capabilities Application Part (TCAP) ......................................................................................... 398

7.9 Protocolos SIGTRAN (SIGnaling TRANsport) ............................................................................... 399

7.9.1 SCTP ............................................................................................................................................................. 399 7.9.2 Protocolos de Sealizacin en SIGTRAN ..................................................................................................... 403

7.10 Conclusiones .................................................................................................................................... 412

8 Next Generation Networks (NGN).............................................................................. 413

8.1 Alcances de la Iniciativa para las NGN .......................................................................................... 413

8.2 Historia del Desarrollo de Standares para NGN ........................................................................... 414

8.3 Arquitectura General de la NGN ITU-T ........................................................................................... 417

8.3.1 Arquitectura Funcional de la NGN ITU-T Release 1 ...................................................................................... 419 8.3.2 Estrato de Servicios en NGN ITU-T Release 1 ............................................................................................. 423

8.4 Arquitectura Funcional de la NGN ITU-T Release 2 ...................................................................... 426

8.4.1 Estrato de Transporte NGN ITU-T Release 2 ................................................................................................ 427 8.4.2 Estrato de Servicios en NGN ITU-T Release 2 ............................................................................................. 428

8.5 Arquitectura General de la NGN TISPAN ....................................................................................... 431

8.5.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 431 8.5.2 Arquitectura, Servicios y Releases de NGN TISPAN .................................................................................... 434 8.5.3 Detalles de la Arquitectura NGN TISPAN...................................................................................................... 436 8.5.4 Nivel de Transporte en NGN TISPAN ........................................................................................................... 437 8.5.5 Funciones Controladas de la Red de Transporte .......................................................................................... 440 8.5.6 Nivel de Servicios y Aplicaciones en NGN TISPAN ...................................................................................... 441 8.5.7 Ncleo IMS para Control de Sesiones de Servicios PES e IMS .................................................................... 442 8.5.8 Flujos de Mensajes en el Nivel Servicios ...................................................................................................... 443 8.5.9 Funciones Adicionales de la Arquitectura TISPAN NGN ............................................................................... 444 8.5.10 Equipamiento de Usuario NGN ..................................................................................................................... 445 8.5.11 Interconexiones de Redes NGN TISPAN ...................................................................................................... 445 8.5.12 Comparaciones entre NGN Release 1 de ITU-T y TISPAN .......................................................................... 446

8.6 Conclusiones .................................................................................................................................... 450

9 Redes de Telefona Mvil de Primera y Segunda Generacin (1G, 2G) ................. 452

9.1 Crecimiento de la Telefona Mvil .................................................................................................. 452

9.2 Aspectos Bsicos de una Red de Telefona Celular .................................................................... 453

9.2.1 Redes de Transmisin Terrestre (Backhauling) ............................................................................................ 455 9.2.2 Redes y Sistemas para OyM ......................................................................................................................... 456

9.3 Evolucin de la Telefona Celular ................................................................................................... 456

9.3.1 Redes Celulares 1G ...................................................................................................................................... 456 9.3.2 Redes Celulares 2G ...................................................................................................................................... 457 9.3.3 Redes Mviles 3G y 4G................................................................................................................................. 459 9.3.3 Evolucin de las Redes IS-95 (cdmaOne) hacia 3G ..................................................................................... 461

9.4 Conceptos sobre Redes IS-95 (cdmaOne) ..................................................................................... 463

9.4.1 Introduccin a IS-95 ...................................................................................................................................... 463 9.4.2 Interfaz de Aire de cdmaOne ......................................................................................................................... 464 9.4.3 Canal Inverso en cdmaOne ........................................................................................................................... 469

9.5 Evolucin de las Redes GSM hacia 3G .......................................................................................... 472

9.6 Evolucin de GSM y 3GPP .............................................................................................................. 473

9.6.1 GSM Fase 1 .................................................................................................................................................. 473

8

9.6.2 GSM Fase 2 .................................................................................................................................................. 473 9.6.3 GSM Release 96 (Fase 2+) y HSCSD .......................................................................................................... 474 9.6.4 GSM Release 97 (Fase 2+) y GPRS ............................................................................................................. 474 9.6.5 GSM Release 98 (Fase 2+), EDGE y Dominios CS y PS ............................................................................. 475 9.6.6 3GPP Release 99 y 3G UMTS ...................................................................................................................... 476 9.6.7 3GPP Release 4 y MSC Server-MGW .......................................................................................................... 478 9.6.8 3GPP Release 5, HSDPA e IMS ................................................................................................................... 479 9.6.9 3GPP Release 6 y HSUPA ............................................................................................................................ 480 9.6.10 3GPP Release 7 y HSPA ............................................................................................................................. 481 9.6.11 3GPP Release 8 y LTE/SAE ......................................................................................................................... 482 9.6.12 3GPP Release 9 y MIMO .............................................................................................................................. 484 9.6.13 3GPP Release 10 y LTE-Advanced .............................................................................................................. 485 9.6.14 3GPP Release 11 y Convergencia de Redes................................................................................................ 485

9.7 GSM (Global System for Mobile Telecommunications) ............................................................... 486

9.7.1 Introduccin a GSM ....................................................................................................................................... 486 9.7.2 Interfaces Normalizadas en la Arquitectura GSM .......................................................................................... 487 9.7.3 Bandas de Frecuencias de las Redes GSM .................................................................................................. 490 9.7.4 Identificadores Clave en Redes GSM ........................................................................................................... 491 9.7.5 Elementos de las Redes GSM Fase 2 .......................................................................................................... 492 9.7.6 BSS (Base Station Subsystem) ..................................................................................................................... 500 9.7.7 Subsistema de Gestin de Red (OAM&P) ..................................................................................................... 505 9.7.8 Canales Lgicos en la Interfaz Um ................................................................................................................ 506 9.7.9 Sealizacin en una Llamada Saliente del MS ............................................................................................. 511 9.7.10 Sealizacin en una Llamada Entrante al MS ............................................................................................... 513 9.7.11 Interfaz de Aire en GSM ................................................................................................................................ 515 9.7.12 Acceso Mltiple en GSM ............................................................................................................................... 515 9.7.13 Jerarquas de Tramas en GSM Fase 2 ......................................................................................................... 519 9.7.14 Flujo de Informacin en las Multitramas ........................................................................................................ 520 9.7.15 Saltos de Frecuencia en GSM Fase 2 ........................................................................................................... 525 9.7.16 Ajustes de Sincronismo con Time Advance .................................................................................................. 526 9.7.17 Procesos en el Nivel Fsico de GSM Fase 2 ................................................................................................. 526 9.7.18 Codificacin Diferencial, Modulacin y Transmisin RF ................................................................................ 533 9.7.19 Cobertura y Reuso de Frecuencias de una Red GSM .................................................................................. 537 9.7.20 Aspectos de Diseo de una Red de Acceso GSM ........................................................................................ 538 9.7.21 Nuevos Servicios de Datos en GSM Fase 2+ ............................................................................................... 541 9.7.22 HSCSD (High Speed Circuit-Switched Data) en GSM Release 96 ............................................................... 542

9.8 General Packet Radio Service (GPRS) ........................................................................................... 544

9.8.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 544 9.8.2 Codificacin y Transmisin de Canales GPRS ............................................................................................. 548 9.8.3 Seguridad en GPRS ...................................................................................................................................... 550 9.8.4 Calidad de Servicio en GPRS ....................................................................................................................... 550 9.8.5 Canales Lgicos en GPRS ............................................................................................................................ 550 9.8.6 Gestin de Sesiones y Enrutamiento en GPRS ............................................................................................ 553 9.8.7 Acceso a la Internet con GPRS ..................................................................................................................... 556

9.9 Conclusiones .................................................................................................................................... 556

10 Redes de Telefona Mvil 3G y LTE .......................................................................... 558

10.1 Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) ...................................................................... 558

10.1.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 558 10.1.2 Transmisin de Datos en EDGE ................................................................................................................... 559

10.2 Evolucin hacia Redes 3G y 4G ..................................................................................................... 561

10.2.1 Marco IMT-2000 y Definiciones sobre 3G ..................................................................................................... 562

9

10.3 Universal Mobile Telecommunications Network (UMTS) ............................................................. 564

10.3.1 Conceptos Bsicos y Evolucin de UMTS .................................................................................................... 564 10.3.2 Bandas de Frecuencia UMTS e Interfaces de Aire ....................................................................................... 566 10.3.3 Descripcin de UMTS Release 99 ................................................................................................................ 566 10.3.4 Terminales Mviles para UMTS .................................................................................................................... 568 10.3.5 Seguridad en UMTS ...................................................................................................................................... 569 10.3.6 QoS y Servicios de Transporte en UMTS...................................................................................................... 570 10.3.7 Protocolos de la Interfaz de Radio UTRAN ................................................................................................... 572 10.3.8 Arquitecturas y Protocolos en UMTS R99 ..................................................................................................... 574 10.3.9 Traspaso en Redes UMTS R99 .................................................................................................................... 577 10.3.10 Traspaso entre Redes UMTS R99 y GSM .................................................................................................... 578 10.3.11 Interoperabilidad de UTRAN con GERAN ..................................................................................................... 579 10.3.12 Canales Lgicos y Canales de Transporte .................................................................................................... 580 10.3.13 Protocolos de Enlace y Red en UTRA R99 ................................................................................................... 582

10.4 Nivel Fsico de WCDMA ................................................................................................................... 587

10.4.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 587 10.4.2 Canales de Transporte y Canales Fsicos ..................................................................................................... 588 10.4.3 Dispersin, Aleatorizacin y Modulacin en WCDMA ................................................................................... 589 10.4.4 Codificacin de Bloques y Adaptacin de Velocidades en WCDMA ............................................................. 594 10.4.5 Canales Fsicos Dedicados en UMTS R99 ................................................................................................... 594 10.4.6 Canal Fsicos en el Uplink de UMTS R99 ..................................................................................................... 599 10.4.7 Canal Fsicos en el Downlink de UMTS R99 ................................................................................................. 600 10.4.8 Procesos en el Nivel Fsico de WCDMA ....................................................................................................... 602

10.5 HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) ............................................................................ 604

10.5.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 604 10.5.2 Comparaciones entre WCDMA y HSDPA R5 ................................................................................................ 606 10.5.3 Canales HSDPA ............................................................................................................................................ 607 10.5.4 Procesamiento del Trfico en el Nodo B ....................................................................................................... 609 10.5.5 Procesamiento del Trfico en el Terminal Mvil ............................................................................................ 611 10.5.6 Ejemplo de Trfico HSDPA a 3.84 Mbps....................................................................................................... 612 10.5.7 Velocidades Mximas en HSDPA ................................................................................................................. 613 10.5.8 Categoras y Operacin del UE en Releases de HSDPA .............................................................................. 614 10.5.9 Gestin de Conexiones HSDPA y de Movilidad del UE ................................................................................ 615

10.6 HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) ................................................................................. 616

10.6.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 616 10.6.2 Comparacin entre HSDPA y HSUPA........................................................................................................... 617 10.6.3 Canales HSUPA en el Uplink ........................................................................................................................ 618 10.6.4 Canales HSUPA en el Downlink .................................................................................................................... 619 10.6.4 Arquitectura de HSUPA ................................................................................................................................. 621 10.6.5 Procesos en las Subcapas MAC ................................................................................................................... 621 10.6.6 Velocidad Pico Mxima en HSUPA ............................................................................................................... 626 10.6.7 Gestin del Agendamiento en HSUPA .......................................................................................................... 626 10.6.8 Temporizaciones de Canales en HSUPA ...................................................................................................... 628

10.7 HSPA y HSPA+ ................................................................................................................................. 630

10.7.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 630 10.7.2 Mejoras introducidas con HSPA y HSPA+ .................................................................................................... 632

10.8 HSPA+ (Evolved High Speed Packet Access) ............................................................................... 632

10.8.1 MIMO (Multiple Input Multiple Output) ........................................................................................................... 632 10.8.2 HSDPA con Celda Doble (DC-HSDPA)......................................................................................................... 633 10.8.3 HSUPA con Doble Celda (DC-HSUPA)......................................................................................................... 634 10.8.4 HSPA Multiportadora (MC-HSPA) ................................................................................................................. 634 10.8.5 Continuos Packet Connectivity (CPC) ........................................................................................................... 635

10

10.8.6 DPCCH Fraccional (F-DPCCH) ..................................................................................................................... 636 10.8.7 Mejoras en Estados Operacionales del Nivel RRC ....................................................................................... 637

10.9 LTE (Long Term Evolution) ............................................................................................................. 641

10.9.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 641 10.9.2 Elementos de la Arquitectura de Red LTE/SAE ............................................................................................ 643 10.9.3 Interfaces y Arquitecturas Bsicas de Planos de Usuario y Control en LTE/SAE ......................................... 647 10.9.4 Interaccin de las Subcapas del Nivel de Enlace .......................................................................................... 650 10.9.5 Protocolos de Alto Nivel en el Plano de Control de LTE ............................................................................... 651 10.9.6 Canales e Interconexiones de Capas en LTE ............................................................................................... 653 10.9.7 Canales en el Downlink de LTE .................................................................................................................... 654 10.9.8 Canales en el Uplink de LTE ......................................................................................................................... 656 10.9.9 Estructuras Genrica de Tramas FDD y TDD ............................................................................................... 658 10.9.10 Conceptos de Modulacin OFDMA ............................................................................................................... 661 10.9.11 SC-FDMA y Diferencias con OFDMA ............................................................................................................ 664 10.9.12 Mapeado de Canales y Seales en Tramas del Downlink ............................................................................ 666 10.9.13 Mapeado de Canales y Seales en el Uplink ................................................................................................ 669 10.9.14 Bsqueda de Celdas, Sincronismo y Mediciones en el Uplink ...................................................................... 672 10.9.15 Agendamiento de Recursos de Transmisin ................................................................................................. 674 10.9.16 Procesos en el Nivel Fsico del Downlink ...................................................................................................... 676 10.9.17 Procesos en el Nivel Fsico del Uplink de un UE ........................................................................................... 683 10.9.18 Modos de Transmisin en LTE y Tecnologas MIMO .................................................................................... 687 10.9.19 Velocidades Mximas Tericas en E-UTRAN ............................................................................................... 693

10.10 IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications-Advanced) ...................................... 693

10.11 LTE-Advanced .................................................................................................................................. 694

10.11.1 Agregado de Portadoras ............................................................................................................................... 695 10.11.2 Tecnologas MIMO en el Downlink y el Uplink .............................................................................................. 696 10.11.3 Nodos Conmutadores para Extensin de Cobertura de LTE-Advanced ....................................................... 697 10.11.4 Interoperabilidad de redes LTE con redes 3GPP GERAN, UTRAN y otras .................................................. 697

10.12 Conclusiones .................................................................................................................................... 698

11 Audicin, Codificacin del Audio y Mediciones de Calidad ................................... 700

11.1 Transmisin de Voz y Audio en Redes de Telefona .................................................................... 700

11.2 Telefonometra y Mediciones Acsticas en Terminales .............................................................. 702

11.2.1 Standares para Mediciones Electroacsticas ................................................................................................ 702 11.2.2 Mediciones Electroacsticas en Telefona de Banda Angosta ...................................................................... 705

11.3 Rangos de Audicin, Escalas Psicoacsticas y Sonoridad ........................................................ 709

11.3.1 Rangos de la Audicin Humana ................................................................................................................... 709 11.3.2 Escalas Psicoacsticas ................................................................................................................................. 710 11.3.3 Intensidad Sonora y Sonoridad Percibida ..................................................................................................... 711 11.3.4 Psicoacstica y Enmascaramiento del Sonido .............................................................................................. 713

11.4 Audicin y Habla Humana ............................................................................................................... 717

11.4.1 Anatoma de la Audicin................................................................................................................................ 717 11.4.2 Anlisis de la Voz .......................................................................................................................................... 718 11.4.3 Sntesis de la Voz .......................................................................................................................................... 721

11.5 Codificacin del Audio ................................................................................................................... 722

11.5.1 Antecedentes de la Telefona de Banda Angosta ......................................................................................... 722 11.5.2 Digitalizacin del Audio ................................................................................................................................ 724 11.5.3 Mtodos de Codificacin del Audio ............................................................................................................... 725

11.6 Codificacin Lineal Predictiva ........................................................................................................ 731

11.7 Calidad del Servicio de Voz en las Redes de Telecomunicaciones ........................................... 733

11

11.7.1 Antecedentes Histricos de la Transmisin de la Voz ................................................................................... 733 11.7.2 Satisfaccin del Usuario en Conexiones sobre Redes de Telecomunicaciones ........................................... 734 11.7.3 Calidad de Experiencia y de Servicio en Redes de Comunicaciones (QoE/QoS) ......................................... 736 11.7.4 Medicin de Calidad de la Voz en Redes segn la ITU-T ............................................................................. 738 11.7.5 Rec. ITU-T P.800 (Definicin del MOS)......................................................................................................... 740 11.7.6 Rec. ITU-T P.830 (Medicin del MOS en Banda Ancha) .............................................................................. 741 11.7.7 Rec. ITU-T P.835 (Medicin Especial del MOS) ........................................................................................... 742 11.7.8 Rec. ITU-T G.107 (Modelo-E para Clculo de Prdidas Boca-Odo) ........................................................... 742 11.7.9 Rec. ITU-T P.861 (Medicin Objetiva de Calidad con PSQM) ...................................................................... 744 11.7.10 Rec. ITU-T P.862 (Medicin Objetiva de Calidad con PESQ) ....................................................................... 745 11.7.11 Rec. ITU-T P.563 (Medicin de Calidad no Intrusiva y MOS-LQO) .............................................................. 747 11.7.12 Rec. ITU-T P.564 (Medicin de Calidad de Voz en VoIP) ............................................................................. 748

11.8 Resumen de Prestaciones de Codecs para Telefona .................................................................. 750

11.8.1 Ejemplos de Codecs de Telefona de Banda Angosta .................................................................................. 752 11.8.2 Ejemplos de Codecs ETSI para Telefona Mvil GSM de Banda Angosta .................................................... 755 11.8.3 Ejemplos de Codecs de Telefona de Banda Ancha ..................................................................................... 757

11.9 Conclusiones .................................................................................................................................... 759

12 IPTV, Codecs de Video y Mediciones de Calidad .................................................... 761

12.1 Servicios de TV por Subscripcin .................................................................................................. 761

12.1.1 Servicios de Video OTT................................................................................................................................. 762 12.1.2 Conceptos Bsicos de IPTV .......................................................................................................................... 763

12.2 Arquitectura de una red Triple Play con IPTV. .............................................................................. 765

12.2.1 Arquitectura Bsica ....................................................................................................................................... 765 12.2.2 Protocolos en Arquitectura IPTV no-NGN ..................................................................................................... 767 12.2.3 IPTV en Redes NGN e IMS ........................................................................................................................... 771

12.3 Evolucin de Codecs de Video ITU-T e ISO .................................................................................. 774

12.3.1 Codecs ITU-T H.26X e ISO MPEG-n ............................................................................................................ 774 12.3.2 ITU-T H.120: Codecs para Videoconferencia con Transmisin Digital Primaria ........................................... 774 12.3.3 ITU-T H.261: Codec de Video para Servicios Audiovisuales a N x 64 Kbps ................................................. 775 12.3.4 ITU-T H.262 (MPEG-2 Parte 2, ISO 13818-2) ............................................................................................... 776 12.3.5 ITU-T H.263: Codec de Video a Baja Velocidad. Video 3gp en Redes Mviles ............................................ 777

12.4 Standares ISO/IEC MPEG ................................................................................................................ 779

12.4.1 Aplicaciones de MPEG-2 Parte 2 y MPEG-4 Parte 2 y Parte 10 ................................................................... 779

12.5 MPEG-1 (ISO/IEC 11172): Codificacin para Almacenamiento en Medios Digitales. ............... 781

12.6 MPEG-2 (ISO/IEC 13818) .................................................................................................................. 781

12.6.1 Seal de Video de Entrada............................................................................................................................ 782 12.6.2 Niveles y Perfiles Normalizados .................................................................................................................... 785 12.6.3 Proceso General de Codificacin .................................................................................................................. 785 12.6.4 Flujo Estructurado de Datos de Video ........................................................................................................... 788 12.6.5 Secuencias GOP y Tramas I, P y B .............................................................................................................. 791 12.6.6 Codificacin Espacial (Intra Trama) .............................................................................................................. 792 12.6.7 Codificacin Temporal (Inter Trama) ............................................................................................................. 795 12.6.8 Estructura de un Codec MPEG-2 para Video ................................................................................................ 798 12.6.9 Escalabilidad MPEG-2................................................................................................................................... 801

12.7 MPEG-4 (ISO/IEC 14496) .................................................................................................................. 802

12.7.1 MPEG-4 Parte 2: Codificacin de Objetos Visuales ...................................................................................... 803 12.7.2 Estructuras, Objetos y Streams de MPEG-4 P2 ............................................................................................ 805 12.7.3 MPEG-4 Parte 10 (ITU-T H.264 AVC): Codec Avanzado de Video .............................................................. 809

12.8 La Visin Humana ............................................................................................................................ 817

12

12.8.1 Resolucin Visual en Pantallas 2D ................................................................................................................ 817 12.8.2 Aspectos de la Visin Humana ...................................................................................................................... 819 12.8.3 Propiedades de la Visin Humana ................................................................................................................ 824

12.9 Calidad de Imagen y Video .............................................................................................................. 826

12.9.1 Introduccin ................................................................................................................................................... 826 12.9.2 Artefactos en la Compresin de Video Tipo MPEG ....................................................................................... 827 12.9.3 Evaluacin Subjetiva de la Calidad del Video ............................................................................................... 828 12.9.4 Evaluacin Objetiva de la Calidad del Video ................................................................................................. 829 12.9.5 ITU-T y la Normalizacin de la Evaluacin Objetiva de la Calidad de Video Multimedia .............................. 831

12.10 Conclusiones .................................................................................................................................... 833

Referencias ........................................................................................................................ 835

Prefacio 13

Prefacio

Este libro intenta ilustrar sobre temas fundamentales de las telecomunicaciones modernas, como ser el estado del desarrollo de redes fijas para servicios de telefona y redes mviles para telefona y datos, en ambos casos a nivel global, nuevas tendencias en redes pblicas de datos, tcnicas para medicin de la calidad en la recepcin de seales de audio y video y el impacto de los codecs, y el funcionamiento de tecnologas y sistemas que forman parte de la infraestructura de la gran mayora de los operadores de redes pblicas.

El tratamiento de redes IP, las tecnologas para accesos de banda ancha y un estudio detallado sobre protocolos, tecnologas y servicios de la Internet se han omitido por razones de espacio, asumiendo que el lector tiene una formacin bsica sobre estos temas, y existe una abundante cantidad de documentos y libros en castellano sobre estos temas en particular.

Se enfocan temticas sobre la infraestructura de transmisin, conmutacin y sealizacin en las redes de telecomunicaciones modernas fijas y mviles, para servicios de voz sobre redes TDM e IP, y datos empresariales y video utilizando tecnologas Ethernet y MPLS, que soportan la conectividad de redes IP.

Con la excepcin del Captulo 1, los dems temas tienen un tratamiento tcnico de nivel introductorio, y estn dirigidos a quienes trabajan en la gestin de sistemas, sus tecnologas, servicios e interoperabilidad en empresas y organismos orientados a las telecomunicaciones pblicas. Parte del material del libro puede til para el personal tcnico de empresas de provisin de servicios de Internet (ISP) y empresas de servicios de TV, Internet y telefona sobre redes de cable, as como para estudiantes de carreras afines.

Donde fue posible, se ha buscado presentar la evolucin histrica de las diferentes tecnologas y los cambios de paradigmas, particularmente sobre redes de la siguiente generacin basadas en IP, destinadas a sustituir la infraestructura actual basada en la conmutacin de circuitos TDM y el sistema de sealizacin SS7. Por mltiples razones, estas iniciativas se han lentificado, como ser su complejidad normativa e industrial, dificultades en emular la calidad de servicio de redes TDM y problemas comerciales con los proveedoes de servicios sobre la Internet, que utilizan las redes fijas y mviles actuales solo para conectividad terminal-proveedor externo, en desmedro de nuevos ingresos por servicios para los operadores de redes fijas y mviles.

El Captulo 1 presenta los cambios en las telecomunicaciones en los pases industrializados y en desarrollo desde 1975, evolucionando a la par de nuevas tecnologas en un camino de prueba y error y presenta los cambios asociados a la aparicin y adopcin masiva de las computadoras personales, la telefona mvil, la Internet y nuevas aplicaciones y servicios multimedia, impensables a principios de los aos 90. Tambien enfoca los servicios e ingresos en el segmento de las redes fijas y, parcialmente, en las redes mviles. Para enfatizar el vnculo entre las telecomunicaciones y las estructuras sociales en la prestacin del servicio de telefona urbana, se analizan diferentes parmetros demogrficos y socioeconmicos en grandes urbes, y la expansin de las redes para proveer conectividad entre diferentes locaciones nacionales y entre pases.

En los Captulos 11 y 12, se presentan los medios disponibles para medir, objetiva y subjetivamente, la calidad percibida por los usuarios en la recepcin de seales de telefona y de video, la necesidad de compresin del audio y video que fluye en las redes utilizando codecs, y cuales son los mecanismos ms relevantes de la codificacin y decodificacin del audio telefnico y el video. Junto con esto, se resume el funcionamiento de los sistemas fisiolgicos y psicolgicos de la audicin, el habla y la visin humana y como algunos fenmenos limitantes de la audicin, el habla y la visin se explotan en el desarrollo de nuevos codecs.

El resto de los Captulos cubre cuatro reas tecnolgicas que conforman gran parte de la infraestructura de las telecomunicaciones fijas y mviles modernas de voz, datos y video en redes fijas y mviles, y que son:

Tecnologas para la Transmisin Digital Electro-ptica. Captulo 2: Redes SONET/SDH originales y de la siguiente generacin (SDH-NG, mapeado de tramas Ethernet); Captulo 3: Redes WDM, particularmente DWDM y redes OTN (Optical Transport Network).

Tecnologas para el transporte de datos en redes modernas y redes VPN. Captulo 4: Interfaces, Switches y Redes Ethernet VLAN locales, MAN y WAN; Captulo 5: Redes MPLS y redes VPN MPLS de Nivel 2 y Nivel 3.

Prefacio 14

Tecnologas e iniciativas para la sustitucin del trfico bajo TDM por el trfico sobre redes IP/MPLS. Captulo 6: Origen de la VoIP; Redes H.323; Redes SIP; Redes MGCP; Redes H.248/MEGACO; Captulo 7: Conmutacin TDM, Sealizacin SS7 sobre redes TDM y sobre redes IP (SIGTRAN); Captulo 8: Redes NGN ITU y TISPAN, con introduccin a redes IMS (IP Multimedia Subsystem).

Tecnologas que dan forma a las redes mviles de segunda, tercera y cuarta generacin. Captulo 9: Introduccin a redes mviles; tecnologas 1G, 2G, 3G y 4G; redes cdmaOne y redes GSM/GPRS (en detalle para RAN y Ncleo); Captulo 10: Introduccin general a redes 3G; UMTS y WCDMA; accesos HSDPA; accesos HSUPA; accesos HSPA y HSPA+; Introduccin a redes LTE (pre-4G); esquemas de operacin de la Interfaz de Aire; Nuevas arquitecturas del Ncleo de redes LTE.

La seccin Referencias contiene informacin sobre documentos, libros y pginas WEB que complementan el contenido de cada Captulo. Algunas de las fuentes han sido utilizadas como material de consulta y, donde corresponda, se hace mencin al origen, generalmente en el dominio pblico.

La totalidad de los diagramas, grficos, figuras, tablas y frmulas han sido elaboradas han sido recreadas por el autor, teniendo en cuenta las diferentes consideraciones sobre el manejo de material y nombres bajo categoras de Marcas Registradas y Propiedad Intelectual. Aunque se busca no escribir opiniones personales, que deben ser realizadas por expertos en las diferentes temticas, en algunos casos esto ocurre al tratar sobre tendencias tecnolgicas, evoluciones de tecnologas y servicios y otros. Aunque la opinin del autor es pblicamente verificable en una gran cantidad de fuentes, no exime al autor de su exclusiva responsabilidad.

Para el desarrollo de diversos temas sobre la evolucin de las tecnologas hasta la ltima dcada, ha sido invaluable el aporte documentario de mi colega y amigo Roberto Ares, con una carrera de ms tres dcadas en las telecomunicaciones pblicas y en la docencia, reflejada en numerosos libros, papers y publicaciones que, generosamente, ha puesto en el dominio pblico a travs de su sitio www.robertoares.com.ar.

Cuento tambien con mi propia experiencia y numerosos escritos, papers y apuntes personales desarrollados durante mis actividades en ENTel, Telecom, Telintar, Movicom BellSouth, Iplan, Equitel-Siemens, en servicios de consultora en algunas de los proveedores de tecnologas ms relevantes de la Argentina y en numerosos emprendimientos y estudios personales.

El origen y la consistencia de la informacin aqu presentada est avalado por publicaciones de expertos y entidades de primer nivel, obtenidas a travs de la Internet y disponibles en el dominio pblico, originadas en tesis, presentaciones y white papers de profesionales de centros educativos de los EEUU, Canad, la Unin Europea y pases centrales de Asia-Pacfico, complementada con presentaciones en seminarios pblicos de fabricantes, consorcios industriales y organismos internacionales y regionales de normalizacin y de servicios como la ITU, el Banco Mundial, ETSI, ANSI, ATIS, FCC y numerosos otros.

Espero que este documento pueda facilitar el entendimiento de diferentes facetas de la industria de las telecomunicaciones, desde una perspectiva nacional, y que pueda ser til para lectores de mltiples disciplinas.

1. Desarrollo Global de las Telecomunicaciones 15

1 Desarrollo Global de las Telecomunicaciones

1.1 Evolucin de las Telecomunicaciones

Las telecomunicaciones contribuyen a mejorar la calidad de vida de los individuos en el hogar y en el trabajo, y facilitan el crecimiento en todas las reas de actividad, si bien la infraestructura soporte y el uso de las redes vara con la economa y la demografa socio-econmica de cada pas. El progreso se basa en avances en sistemas de comunicaciones y de informacin personal y corporativa (TIC), los servicios de la Internet y, en forma creciente,