Aplicaciones de la fibra optica

Ingeniería de telecomunicaciones

Ingeniería de telecomunicación Ingeniería de telecomunicaciones

Centro de telecomunicaciones Áreas del saber Física, matemáticas, electromagnetismo, electrónica, Telecomunicaciones y procesado de señal. Campo de aplicación Industria electrónica y de telecomunicaciones Reconocida en Todo el mundo Subárea de Ingeniería electrónica

Emblema de los ingenieros de Telecomunicación de España

Antena para la transmisión de señales electromagnéticas.

La ingeniería de telecomunicación (también, ingeniería de telecomunicaciones, ingeniería en telecomunicación, ingeniería en telecomunicaciones) es una rama de la ingeniería que resuelve problemas de transmisión y recepción de señales e interconexión de redes. Es la disciplina de aplicación de la telecomunicación, término que se refiere a la comunicación a distancia, generalmente a través de la propagación de ondas electromagnéticas y ópticas. Esto incluye muchas tecnologías, como radio, televisión, teléfono, comunicaciones de datos y redes informáticas como Internet. La definición dada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU, del inglés International Telecommunication Union) para telecomunicación es toda emisión, transmisión y recepción de signos, señales, escritos e imágenes, sonidos e informaciones de cualquier naturaleza, por hilo, radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos.

Estructura de un sistema de telecomunicaciones [ editar ]

Un sistema de telecomunicaciones está compuesto por el emisor de información, el canal de transmisión y el receptor de la información. El emisor es un dispositivo que transforma o codifica el mensaje en un fenómeno físico: la señal. El canal o medio transmite dicha señal, y el receptor hace el proceso inverso al emisor para obtener la información.

Las funciones del emisor siempre implican de uno u otro modo la codificación de la información y su adaptación al canal. El canal de transmisión, por razones físicas, modifica o degrada de algún modo la señal en su trayecto. El receptor ha de realizar las funciones de detectar la señal, recomponerla y decodificarla con el fin de extraer la información. En este proceso siempre existe una posibilidad de error, que la ingeniería de telecomunicación trata de minimizar.

A modo de ejemplo familiar de un sistema de telecomunicación podemos considerar la comunicación vocal entre personas. Este caso podemos descomponerlo así:

El emisor: persona que habla. La consciencia de una persona quiere transmitir un mensaje (idea o concepto), el cerebro lo codifica en palabras de un idioma y se lo "envía" a la boca para que lo pronuncie, quedando finalmente codificado en una serie de sonidos producidos por las cuerdas vocales y órganos de fonación.

El medio está compuesto por la capa de aire que existe entre los dos intervinientes. Por él transcurren las vibraciones emitidas, que pueden ser afectadas de distintas maneras por ruido ambiente, ecos, otras conversaciones...

El receptor está compuesto por el conjunto oído/cerebro. El oído convierte las vibraciones a impulsos eléctricos, que son procesados por el [cerebro] con el fin de extraer el mensaje, del que informa a la "conciencia".

En otros casos, a modo de ejemplo, la comunicación se puede realizar entre faxes, teléfonos, teclado-impresora, cámara-pantalla... y el canal de comunicación puede estar compuesto por hilos, ondas de radio, fibra óptica, satélite...

Según el sentido de la transmisión, puede clasificarse la comunicación en unidireccional (del emisor al receptor) u bidireccional (comunicación en ambos sentidos).

La topología de una telecomunicación puede ser punto a punto y punto a multipunto (llamada difusión en el caso extremo con muchos receptores y con transmisión unidireccional).

El problema intrínseco de la comunicación se presenta cuando queremos transmitir información de manera rápida o entre dos puntos lejanos, o ambas cosas a la vez. Ese es el caso que ha hecho desarrollar la ingeniería de telecomunicación.[1]​

Campos de acción [ editar ]

Una definición general que permite aproximarse al perfil de un Ingeniero concibe al mismo como el profesional que, con una sólida base en ciencias básicas, puede integrar y proyectar los principios de la ingeniería para plantear soluciones a problemas del ámbito tecnológico usando como herramientas la formulación de modelos matemáticos, el diseño y el cálculo.

En particular, el Ingeniero de Telecomunicación puede definirse como un profesional cuya formación lo faculta para planificar, proyectar, diseñar y calcular sistemas, redes y servicios de generación, transmisión, detección, manejo y gestión de telecomunicaciones . Incluye también una sólida formación en las áreas de la administración y economía que lo habilitan para dirigir, organizar y explotar servicios de telecomunicaciones y para ejecutar, supervisar y evaluar proyectos relacionados con el área.

Uno de los papeles del ingeniero de telecomunicación en cuanto al diseño de nuevos sistemas de comunicación es analizar las propiedades físicas del medio de transmisión.

El profesional ocupa hoy en día las redes digitales y analógicas a lo largo y ancho del planeta (océanos incluidos) donde existan personas que necesiten comunicarse.

Su tarea es diseñar, instalar, operar y mantener equipos y redes de difusión de Radio y Televisión, Redes Telefónicas fijas (pares y coaxiales de cobre), teléfonos móviles y Globales mediante teléfonos satelitales, redes de comunicación de datos privadas y públicas.

Se utilizan todos los medios disponibles, cobre, fibra óptica, radios y satélites, logrando redes escalables y racionalizando las inversiones de infraestructura.

En los tres últimos años, las redes que más crecieron en capilaridad y capacidad de transporte son las redes de telefonía celular y de transporte de Internet, las que utilizan todos las tecnologías antes citadas. Creando una revolución en las comunicaciones entre personas e instituciones como jamás ha disfrutado la humanidad, permitiendo una globalización y democratización de la cultura.

Otro aspecto de las telecomunicaciones es la progresiva informatización de la actividad humana, posibilitando el crecimiento de las demás ramas del saber y actividad humanas. Si bien todavía tenemos casos donde muchos países no pueden desplegarse redes de comunicaciones y otros donde se ejerce la censura, el futuro es prometedor.

Los sistemas de comunicaciones están diseñados para comunicarse a través de órganos sensoriales humanos (principalmente los de percepción visual y percepción sonora), en los cuales se tiene en cuenta las características psicológicas y fisiológicas de la percepción humana, el ejemplo más común que podemos citar el sonido de campanilla que escuchamos cuando llamamos por teléfono, si bien técnicamente no es necesario si lo necesita la persona que espera ser atendida. Por otra parte los sistemas se diseñan utilizando la capacidad de nuestros órganos sensoriales de integrar la información, como ejemplo la transmisión de televisión que utiliza la remanencia visual de los ojos para transmitir menos información, abaratando el costo de los receptores y transmisores. Lo mismo sucede con la telefonía celular y la comunicación por VoIP utilizando internet como vínculo de bajo costo.

Hoy en día, en países cuyos habitantes poseen un mayor poder adquisitivo, ante ciertos tipos de defectos, a pesar de ser objetivamente razonables en función del costo beneficio, reclaman a los operadores una mayor banda ancha en servicios de internet, mayor calidad y sofisticación de telefonía celular como 3G, 4G, equipos de interfaz más sofisticados con más y mejores funciones. Un ejemplo son los teléfonos celulares, que hoy pueden incluir: captura de video, cámara fotográfica, variedad de tonos de alerta, vibrador, trunking, grabador de voz, internet por WiMax, agenda y capacidad de realizar pagos como una tarjeta de crédito.

De todos modos existe un compromiso entre reducción de costes y las demandas de los usuarios de sistemas de gran calidad, lo que consiste una importante consideración de cara al diseño de estos sistemas por parte de los grandes operadores de telecomunicaciones que deberán seguir indefectiblemente las regulaciones de los distintos gobiernos y de los organismos internacionales como La ITU.

Áreas de conocimiento [ editar ]

En España, el estudio de la ingeniería de telecomunicación está descompuesto en cuatro itinerarios, que estudian todas las áreas de conocimiento:[2]​

Sistemas de telecomunicación [ editar ]

El grado con itinerario en sistemas de telecomunicación estudia la planificación, desarrollo y gestión de proyectos para el diseño, concepción, despliegue, supervisión y explotación de:

Redes, servicios y aplicaciones de telecomunicaciones.

Sistemas de transmisión (cable y fibra óptica, incluidos medios y equipos de comunicación)

Sistemas de comunicación radio (radiodifusión, redes inalámbricas, sistemas de satélites, sistemas móviles, radar y radiodeterminación)

Circuitos RF y microondas (antenas y sistemas radiantes), además de técnicas de información y procesamiento de señales.

Sistemas electrónicos [ editar ]

El grado con itinerario en sistemas electrónicos estudia:

La planificación, desarrollo y gestión de proyectos para el diseño, concepción, despliegue y explotación de redes, servicios y aplicaciones de

telecomunicaciones.

Caracterización y utilización de componentes electrónicos (transistores, diodos, circuitos integrados, microprocesadores).

Diseño y producción de circuitos para aplicaciones en electrónica profesional y de consumo

Programación y verificación de sistemas y productos electrónicos para las tecnologías de la información y la comunicación (teléfonos móviles,

televisión digital terrestre, ordenadores...)

Diseño y operación de sistemas de medición automatizados, análisis de señales y control de instalaciones y equipos

Telemática [ editar ]

Artículo principal: Telemática

El grado con itinerario en telemática estudia:

La planificación, desarrollo y gestión de proyectos para el diseño, concepción, despliegue y explotación de redes, redes de comunicación basadas en

ordenadores, servicios y aplicaciones de telecomunicaciones.

Diseño, operación, implementación y gestión de redes de comunicación públicas y privadas (en general, servicios y aplicaciones basadas en redes

telemáticas)

Especificación, diseño, desarrollo, mantenimiento y despliegue de elementos de conmutación y protocolos para la interconexión de usuarios a través

de diferentes medios de transmisión.

Sonido e imagen [ editar ]

El grado con itinerario en sonido e imagen estudia:

La planificación, desarrollo y gestión de proyectos para el diseño, concepción, despliegue y explotación de redes, servicios y aplicaciones de

telecomunicaciones

El análisis, especificación, diseño y mantenimiento de sistemas y equipos de audio y video, así como el uso de técnicas y herramientas de

procesamiento de audio y video para codificar, transmitir, recibir y procesar información en cualquier medio (internet, comunicaciones móviles, redes físicas)

El diseño de salas de producción y grabación de audio y video.

El diseño de control de ruido y control de vibraciones, así como la caracterización del ruido ambiental.

El diseño de sistemas de aislamiento acústico y de transductores electroacústicos

Las titulaciones de ingeniería de telecomunicación deben reunir una serie de competencias específicas con objeto de capacitar a sus estudiantes para ejercer la profesión regulada de ingeniero técnico de telecomunicación.[3]​[4]​

Asignaturas [ editar ]

Algunas de las asignaturas estudiadas en el grado son las siguientes:

Asignaturas de formación básica comunes para todas las ingenierías [ editar ]

Física (General, clásica y moderna, y específica de propagación de ondas)

Programación (General y orientada a objetos, suele ser C y Java)

Matemáticas (Álgebra, cálculo y ecuaciones diferenciales)

Análisis de Circuitos (Corriente continua y corriente alterna, regímenes transitorio y permanente)

Electrónica Básica (Componentes y circuitos amplificadores básicos. Cálculo de ganancias a partir de equivalentes de pequeña señal. Amplificadores operacionales)

Señales y Sistemas (Tanto en tiempo continuo como discreto. Transformada de Fourier)

Computadores (Arquitecturas básicas y programación en lenguaje ensamblador. Arquitecturas de Harvard y Von Neumann)

Asignaturas de formación común de telecomunicación [ editar ]

Electrónica Digital

Electrónica Analógica

Teoría de la Comunicación

Redes

Tratamiento Digital de la Señal

Normativa y servicios de telecomunicación

Comunicaciones ópticas

Administración de empresas

Asignaturas propias de cada itinerario [ editar ]

Sistemas de Telecomunicación Electrónica de comunicaciones Sistemas de Telecomunicación Radiocomunicaciones Microondas Subsistemas de Radiofrecuencia Comunicaciones Móviles

Telemática Redes corporativas Seguridad en sistemas y redes de telecomunicación Computación en la red Redes de comunicaciones móviles Ingeniería WEB Centros de dato y provisión de servicios

Sistemas Electrónicos Sistemas electrónicos de control Fabricación de equipos electrónicos Arquitectura de procesadores Sistemas electrónicos analógicos y mixtos Diseño de sistemas electrónicos digitales Sistemas para la conectividad

Sonido e Imagen Acústica Tratamiento digital de Audio Tratamiento digital de imágenes Televisión Sistemas audiovisuales avanzados Ultrasonidos

Historia [ editar ]

Obviando posibles predecesores en la mitología griega, la mensajería a caballo y las señales de humo, la ingeniería de telecomunicación tal y como se concibe actualmente empezó con la telegrafía. Desde sus inicios ha estado profundamente unida a la electrónica de señal.

Estos son algunos hitos históricos en los que ha sido determinante la ingeniería de telecomunicación, acontecidos la gran mayoría en el siglo XX, contribuyendo a la era digital:

En los últimos años y aprovechándose del desarrollo en el campo de la informática, ha experimentado un auge muy notable, inventando nuevas ramas basadas en los sistemas digitales de emisión y recepción, como la telemática y la telefonía móvil. La penetración de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) a nivel mundial sigue imparable, aunque de forma desequilibrada en los continentes, con 4 000 millones de suscripciones a la telefonía móvil, 1 300 millones a líneas fijas y cerca de un cuarto de la población a internet.[5]​

Regulación y atribuciones profesionales [ editar ]

La regulación en España se establece a través de varias normativas. La Orden CIN/355/2009[6]​ establece los requisitos de los planes de estudios que conducen a esta profesión. Los estatutos del Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación [7]​ establecen la colegiación como requisito indispensable para su ejercicio en España.

Los ingenieros de telecomunicación tienen atribuciones para la firma de proyectos y direcciones de obra, tanto en el ámbito civil como en la edificación. Los proyectos más habituales firmados por ingenieros de telecomunicación son los relacionados con las infraestructuras para el despliegue de redes de telecomunicaciones en dominio público y privado, así como todos los relacionados con el uso del espectro radioeléctrico.

Patronazgo [ editar ]

En las áreas culturales influidas por la tradición cristiana, el santo patrón de los ingenieros de telecomunicación, del telégrafo, del teléfono, de la radio y de la televisión es el arcángel Gabriel, cuya festividad se festeja cada 29 de septiembre. San Gabriel, que además es patrón de los servicios diplomáticos, filatélicos y radiólogos, es patrón de las telecomunicaciones desde que el 12 de enero de 1951 el papa Pío XII nombró al ángel patrón de la radio y las comunicaciones.[8]​[9]​

Véase también [ editar ]

Referencias [ editar ]

IA comienza a mostrar aplicaciones en telecomunicaciones

MWC 2019 – El CEO de Telefónica, José María Álvarez-Pallete, y el CEO de Microsoft, Satya Nadella presentaron en el MWC 2019 una de las alianzas más comentadas del primer día del evento. No es porque la alianza entre ambas compañías sea nueva —Microsoft fue una de las primeras en colaborar con Telefónica en su cuarta plataforma cognitiva— sino por el hecho de que los dos CEOs se sentaran juntos en una conferencia de prensa —todo un síntoma de época—.

El acuerdo anunciado viene a profundizar en el trabajo ya realizado por ambas compañías sobre Aura al permitir combinar las redes de Telefónica y la plataforma Azure AI para diseñar los servicios que las empresas de telecomunicaciones ofrecerán en el futuro. Como decíamos, no es un tema nuevo para Telefónica, que ya ha mostrado cómo está intentando empujar la inteligencia artificial dentro de su ecosistema, apalancado en acuerdos con socios.

En concreto, Microsoft y Telefónica buscarán extender el uso de Azure Cognitive Services tanto en la relación con los clientes —en dónde ya están trabajando desde Aura— como en los procesos de negocio, creando nuevas experiencias en el hogar impulsadas por la inteligencia artificial, además de explorar el uso de tecnologías inteligentes para transformar las redes. Las compañías crearán un grupo de trabajo para estudiar la aplicación de IA y machine learning en optimización de redes, reducción de costos y transformación del sector. Es decir, según lo que podemos entender de este anuncio, Microsoft y Telefónica se proponen utilizar IA en cualquier espacio dónde pueda ser útil para mejorar procesos de la organización.

No son las únicas compañías que están trabajando en cómo IA y las tecnologías de aprendizaje automático pueden ayudar a las empresas de telecomunicaciones a mejorar procesos y generar nuevos negocios. Este año, MWC fue sede de una buena cantidad de lanzamientos de productos que cubren casi todos los ámbitos del negocio de un operador de telecomunicaciones.

Por ejemplo, Openwave Mobility anunció un administrador de congestión de redes de radio (RCM) apoyado en machine learning que permitirá reducir el número de celdas congestionadas entorno al 20 por ciento. La solución detecta y predice la congestión localizada y permite a los operadores tener una visión completa de la red de acceso de radio.

También del lado del RAN, Nokia anunció que, junto con China Telecommunications Corporation) demostrarán innovaciones en machine learning para la optimización de 5G RAN mMIMO. Se trata de los primeros resultados de la cooperación firmada entre ambas compañías en octubre de 2018 para desarrollar aplicaciones de AI/ML para el RAN 5G.

Nokia desarrolló el algoritmo base y trabajó junto con CTC para analizar el potencial de mora de performance en las futuras redes 5G y crear una primera demostración y prueba de concepto. En concreto, se creó un programador basado en machine learning que permite mejorar la eficiencia espectral y la experiencia de usuario. Además, se desarrolló un algoritmo de AI/ML usando la huella de RF para mejorar la precisión en locaciones indoor en redes celulares.

El proveedor de equipamiento buscará continuar con la investigación y desarrollo en AI y machine learning en los Hubs de Colaboración Cognitiva que abrirá durante 2019. En estos espacios, Nokia espera poder colaborar en aplicaciones y mejoras de su plataforma de servicios cognitivas AVA.

También lo hará Huawei, que en octubre anunció dos chips con AI que esperan utilizar para llevar inteligencia a distintos escenarios y reducir los costos de computación para los operadores. Huawei asegura haber desarrollado numerosos algoritmos sobre estos chips que permitirar mejorar la eficiencia de los recursos, reducir el consumo de energía y, fundamentalmente, hacer la operación mucho más simple.

Del lado de los dispositivos, Qualcomm Technologies anunció la cuarta versión de su motor de inteligencia artificial (AI) que permite experiencias de AI en voz, cámara y hasta realidad aumentada en la mayoría de los smartphones que utilizan su plataforma Snapdragon 855, principalmente de la marca Sony y Xiaomi.

Y, por último —al menos de este primer acercamiento a las noticias sobre IA—, del lado del marketing, Calix añadió capacidades de aprendizaje automático a su producto de marketing en la nube que, asegura, podría ayudar a los operadores de servicios de telecomunicaciones a reducir el churn. El algoritmo analiza cerca de 30 atributos de comportamiento y experiencia de servicio de los usuarios, permite segmentar a clientes de alto riesgo y entregar esa información en tablas diseñadas especialmente para el equipo de marketing.

La inteligencia artificial no son únicamente robots humanoides —aunque algunos nos quieran hacer creer—. AI es un mundo de infinitas oportunidades y aplicaciones que recién comienza a dar sus primeros pasos en las telecomunicaciones. Telefónica y Microsoft lo saben, y no quieren perder el tren.

Aplicaciones de la fibra optica

¿Qué es la fibra óptica y cuáles son sus aplicaciones?

La fibra óptica nació en 1950, cuando la medicina hizo uso de la misma para poder ver correctamente el interior de un cuerpo humano. Al hablar de fibra óptica, la primera idea que se nos viene a la mente es su uso para aplicación en electrodomésticos, como puede ser la televisión o un teléfono. Sin embargo, en el momento de su creación, el uso para esta nueva tecnología estaba muy lejos de ser el mismo que se le da hoy en día.

La fibra óptica transporta mensajes (a través de su tecnología aplicada) en forma de haces de luz que representan datos, a través de un finísimo cable por el que pasan los pulsos de luz de un extremo a otro, cuya fuente puede ser láser (es la que más se utiliza) o emisores LED (ésta actualmente casi no es utilizada).

Los cables de fibra óptica están formados por un material que no pesa, que ocupa escaso espacio, de un tamaño diminuto, duradero y de alta capacidad. Esto permite que las aplicaciones de la fibra óptica vayan desde la medicina, pasando por la transmisión de Internet, hasta el ejército.

Aplicaciones de la fibra óptica en medicina

En este campo son evidentes las ventajas que puede aportar el uso de la fibra óptica como ayuda a las técnicas endoscópicas clásicas y, de hecho, están siendo sustituidos los sistemas tradicionales por los modernos fibroscopios.

Diversos aparatos como laringoscopios, rectoscopios, broncoscopios, vaginoscopios gastroscopios y laparoscopios, incluyen ya esta tecnología, la cual nos permite con gran precisión la exploración de cavidades internas del cuerpo humano.

Los fibroscopios realizados con ayuda de las técnicas optoelectrónicas cuentan con un extremo fijo o adaptable para la inserción de agujas, pinzas para toma de muestras, electrodos de cauterización, tubos para la introducción de anestésicos, evacuación de líquidos, etc. Una fibra se encarga de transportar la luz al interior del organismo y la otra lleva la imagen a un monitor.

El fibroscopio complementa a la radiología, al proporcionar visiones cercanas y amplificadas de puntos concretos y permitir la toma de muestras. El fibroscopio es particularmente útil para la detección de cánceres y úlceras en estado inicial que no son visibles a través de rayos X. Su uso puede ser:

Terapéutico: permiten la actuación quirúrgica en vías biliares para eliminar cálculos, extraer cuerpos extraños, etc.

Postoperatorio: observación directa y prácticamente inmediata a la operación de las zonas afectadas.

Otra importante aplicación de la fibra óptica aparecida hace relativamente poco tiempo son las operaciones transatlánticas. Gracias a los inmensos anchos de banda y a la velocidad a la que viaja la información a través de este medio, hoy en día ya es posible que, un cirujano pueda operar a un paciente interactuando en tiempo real mediante altas tecnologías sobre un paciente que se encuentra en otro continente.

Fibra óptica en aplicaciones militares

Cabe destacar beneficios de esta tecnología para los militares, que radican fundamentalmente en: