La fibra óptica

Uno de los avances en telecomunicaciones mas interesantes es el que tiene que ver con la manera de usar  la luz para poder enviar información, generalmente asociada a un rayo laser. La fibra óptica ha hecho posible que podamos enviar enormes cantidades de información usando fibras mas delgadas que un cabello humano, veamos entonces en qué consiste, luego como se llego a esta tecnología, para posteriormente analizar sus usos  en las telecomunicaciones.

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La fibra óptica  es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión. (1)

Breve historia de la fibra óptica

Las ondas de luz son una forma de energía electromagnética y la idea de transmitir información por medio de luz, como portadora, tiene más de un siglo de antigüedad. Hacia 1880, Alexander G. Bell construyó el fotófono que enviaba mensajes vocales a corta distancia por medio de la luz. Sin embargo, resultaba inviable por la falta de fuentes de luz adecuadas.

Con la invención y construcción del láser en la década de los 60 volvió a tomar idea la posibilidad de utilizar la luz como soporte de comunicaciones fiables y de alto potencial de información, debido a su elevada frecuencia portadora 1014 Hz. Por entonces, empezaron los estudios básicos sobre modulación y detección óptica. Los primeros experimentos sobre transmisión atmosférica pusieron de manifiesto diversos obstáculos como la escasa fiabilidad debida a precipitaciones, contaminación o turbulencias atmosféricas.

El empleo de fibras de vidrio como medio guía no tardó en resultar atractivo: tamaño, peso, facilidad de manejo, flexibilidad y coste. En concreto, las fibras de vidrio permitían guiar la luz mediante múltiples reflexiones internas de los rayos luminosos, sin embargo, en un principio presentaban elevadas atenuaciones.

En 1966 se produce un gran hito para los que serán las futuras comunicaciones por fibra óptica, y es la publicación por Kao y Hockman de un artículo en el cual se señalaba que la atenuación observada hasta entonces en las fibras de vidrio, no se debía a mecanismos intrínsecos sino a impurezas originadas en el proceso de fabricación. A partir de esta fecha empiezan a producirse eventos que darán como resultado final la implantación y utilización cada vez mayor de la Fibra Óptica como alternativa a los cables de cobre: (2)

En poco más de 10 años la fibra óptica se ha convertido en una de las tecnologías más avanzadas que se utilizan como medio de transmisión de información. Este novedoso material vino a revolucionar los procesos de las telecomunicaciones en todos los sentidos, desde lograr una mayor velocidad en la transmisión y disminuir casi en su 
totalidad los ruidos y las interferencias hasta multiplicar las formas de envío en comunicaciones y recepción por vía telefónica.

Las fibras ópticas son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente compactos: El grosor de una fibra es similar a la de un cabello humano. Fabricadas a alta temperatura con base en silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de computadoras, para permitir que el índice de refracción de su núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite las desviaciones, entre sus principales características se puede mencionar que son compactas, ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de confiabilidad debido a que son inmunes a las interferencias electromagnéticas de radio-frecuencia. Las fibras ópticas no conducen señales eléctricas por lo tanto son ideales para incorporarse en cables sin ningún componente conductivo y pueden usarse en condiciones peligrosas de alta tensión. Tienen la capacidad de tolerar altas diferencias de potencial sin ningún circuito adicional de protección y no hay problemas debido a los cortos circuitos. Tienen un gran ancho de banda, que puede ser utilizado para incrementar la capacidad de transmisión con el fin de reducir el costo por canal; De esta forma es considerable el ahorro en volumen en relación con los cables de cobre. Con un cable de seis fibras se puede transportar la señal de más de cinco mil canales o líneas principales, mientras que se requiere de 10,000 pares de cable de cobre convencional para brindar servicio a ese mismo número de usuarios, con la desventaja que este último medio ocupa un gran espacio en los ductos y requiere de grandes volúmenes de material, lo que también eleva los costos.

Comparado con el sistema convencional de cables de cobre donde la atenuación de sus señales (decremento o reducción de la onda o frecuencia) es de tal magnitud que requieren de repetidores cada dos kilómetros para regenerar la transmisión, en el sistema de fibra óptica se pueden instalar tramos de hasta 70 km. Sin que halla necesidad de recurrir a repetidores lo que también hace más económico y de fácil mantenimiento este material.

Originalmente, la fibra óptica fue propuesta como medio de transmisión debido a su enorme ancho de banda; sin embargo, con el tiempo se ha planteado para un amplio rango de aplicaciones además de la telefonía, automatización industrial, computación, sistemas de televisión por cable y transmisión de información de imágenes astronómicas de alta resolución entre otros. (3)

Conceptos Básicos…

Los censores de fibra óptica están formados por un amplificador que contiene el del emisor y el receptor, y un cable de fibra óptica que transmite y recibe la luz reflejada por el objeto a detectar. Las características y presentaciones dependen mucho del fabricante. Así como en las fotocélulas, la evolución tecnológica no se ha hecho muy patente, en los censores de fibra óptica se ha notado una evolución en los últimos años muy importante.

Ventajas de la fibra óptica…

Capacidad de transmisión: La idea de que la velocidad de transmisión depende principalmente del medio utilizado, se conservo hasta el advenimiento de las fibras ópticas, ya que ellas pueden transmitir a velocidades mucho más altas de lo que los emisores y transmisores actuales lo permiten, por lo tanto, son estos dos elementos los que limitan la velocidad de transmisión.

  1. Mayor capacidad debido al ancho de banda mayor disponible en frecuencias ópticas.

  2. Inmunidad a transmisiones cruzadas entre cables, causadas por inducción magnética.

  3. Inmunidad a interferencia estática debida a las fuentes de ruido.

  4. Resistencia a extremos ambientales. Son menos afectadas por líquidos corrosivos, gases y variaciones de temperatura.

  5. La seguridad en cuanto a instalación y mantenimiento. Las fibras de vidrio y los plásticos no son conductores de electricidad, se pueden usar cerca de líquidos y gases volátiles.

 

Cómo se hace una fibra optica?

La fabricación de fibra óptica es un proceso de alta tecnología. Tengamos en cuenta que el grosor estándar de la fibra es 125 micras (aproximadamente el doble que un cabello humano) y el núcleo es de unas 8 micras (en fibras monomodo, que son las usadas para comunicaciones a larga distancia). Y evidentemente, es crítico mantener la pureza y la regularidad del núcleo.

Todo ello convierte la fabricación de fibra en un proceso complicado. Sin embargo, el fundamento es sencillo (y es una idea brillante). Se trata de construir grandes tubos de vidrio que reproducen a escala macroscópica la estructura de la fibra. Estos tubos se llaman preformas. Posteriormente, la preforma se va fundiendo y estirando hasta que obtenemos un filamento alargado cuyo fino diámetro reproduce a escala microscópica la preforma original.

En este proceso, se parte de barras de vidrio huecas, que se bañan en un gas que contiene las partículas de lo que será el futuro núcleo. Calentando hasta mil grados, estas partículas comienzan a fundirse hasta que el tubo hueco colapsa y forma una vara maciza con la estructura deseada: la preforma.

Una vez hechas las preformas, se colocan verticalmente y se calientan hasta que se van fundiendo formando un hilillo continuo. De una preforma se sacan kilómetros y kilómetros de fibra. Este proceso, a pesar de la sencillez de la idea, es muy complejo y delicado, ya que hay que garantizar que el flujo se mantiene constante, que el hilo mantiene un grosor de 125 micras y que no se producen tensiones excesivas. Durante esta fase además se aprovecha para crear una capa protectora sobre el vidrio.

La fibra óptica se enrolla en grandes bobinas. Las grandes redes de comunicación usan haces de varias fibras agrupadas en un cable tan grueso como un cable eléctrico pero capaces de transmitir una cantidad de información mucho mayor, a distancias muchísimo mayores y con un menor gasto de potencia. (4)

Cómo se instala o repara la fibra óptica

 

Cuando  los grandes cables de fibra óptica son enterrados en el fondo del mar requiere de un gran esfuerzo técnico y tecnológico además de requerir enormes cantidades de dinero. También cuando se instala muchos accidentes pueden pasar. terremotos, tsunamis que hacen que estos cables requieran ser reparados.

Entre 1959 y 1996 se estableció que menos del nueve por ciento de los incidentes se debieron a causas naturales, lo que llevó al proceso de entierro de los cables. Todo comienza con el traslado de uno de los extremos del cable hasta una estación instalada en la costa. Los repetidores ópticos basados en erbio, que conectados a bordo del propio barco (que dicho sea de paso, ha sido especialmente diseñado y/o preparado para esta tarea), tienen un intervalo de 40-80 kilómetros entre sí. Dependiendo del barco, su equipo de arado, el tipo de cable y la región, se pueden instalar hasta 200 kilómetros de cable por día. De todos modos, este dato es insuficiente para establecer la duración de cada proyecto. El simple hecho de cargar un barco con el cable de fibra óptica puede demandar entre tres semanas y un mes.

En cuanto al costo de la operación, el “promedio” que he encontrado para un cable transatlántico está en el orden de los 500 millones de dólares. A pesar de este impresionante número, la instalación de cables submarinos sigue siendo más viable que depender de enlaces satelitales, con enlaces más lentos y mayor latencia. Un sistema de cableado submarino puede tener más de una docena de “dueños” entre empresas de comunicaciones y otros grupos. Y más allá de la inversión inicial, los cables no son eternos, ya que algunos quedan obsoletos frente a otras instalaciones más modernas. [5]

Veamos con una animación como es el proceso de instalación de un cable submarino de fibra óptica

Actividades:

Como has podido apreciar la fibra óptica es esencial para las comunicaciones, ahora te invito a que veas la siguiente infografia, y con ella resumirás parte de la información que has leído en esta entrada, anota los aspectos mas importantes de ella en tu cuaderno. (Haz click en el enlace)

http://www.consumer.es/web/es/tecnologia/hardware/2008/05/18/176991.php

2. Observa y analiza los siguientes videos:

Fuentes:

(1) http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica

(2) http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/optral/cap2/fibra-2.htm

(3) http://www.pablin.com.ar/electron/cursos/fibraopt/index.htm

(4) http://www.xatakaciencia.com/tecnologia/como-se-fabrica-la-fibra-optica

[5] http://www.neoteo.com/como-se-instalan-los-cables-submarinos#

Tecnología satelital

Sin duda un gran salto en la historia de las comunicaciones se dio cuando el ser humano pudo colocar satélites artificiales fuera de nuestro planeta lográndose que estos retransmitieran a la tierra diferentes señales, principalmente de comunicación: radio, televisión,llamadas telefónicas y hoy datos. Lograr esta tipo de hazaña esta relacionada con la evolución de la tecnología de los cohetes que hicieron posible que un artefacto de estos lograra vencer la fuerza natural de la gravedad y posicionar un satélite. Veremos entonces a continuación un poco de historia de cómo se gestó este tipo de avance, para luego introducirnos en todo lo que hay implicado en la construcción, diseño y puesta en orbita de un satélite.

Un poco de historia

No fue sino hasta 1945, cuando el entonces Secretario de la Sociedad Interplanetaria Británica, Arthur C. Clarke, publicó un artículo -que muchos calificaron como fantasioso- acerca de la posibilidad de transmitir señales de radio y televisión a través de largas distancias (transatlánticas) sin la necesidad de cables coaxiales (en el caso de la televisión o relevadores en el de la radio), proponiendo un satélite artificial ubicado a una altura de 36 mil km, que girara alrededor de la Tierra una vez cada 24 horas, de tal forma que se percibiera como fijo sobre un punto determinado y, por lo tanto, cubriendo en su transmisión una fracción de la superficie terrestre. Este artefacto estaría equipado con instrumentos para recibir y transmitir señales entre él mismo y uno o varios puntos desde tierra; también, añadía que para hacer posible la cobertura de todo el planeta habrían de colocarse tres de estos satélites de manera equidistante a la altura mencionada, en la línea del Ecuador. El artículo presentaba, además, algunos cálculos sobre la energía que se requeriría para que dichos satélites funcionaran, y para ello proponía el aprovechamiento de la energía solar.

Con esos elementos en mente, la Marina de los Estados Unidos de América (E.U), unos años más tarde, utilizó con éxito el satélite natural de la Tierra -la Luna- para establecer comunicación entre dos puntos lejanos en el planeta, transmitiendo señales de radar que dicho cuerpo celeste reflejaba, logrando con ello comunicar a la ciudad de Washington con la Isla de Hawai. Esto comprobó que se podrían utilizar satélites artificiales con los mismos fines, pero salvando la desventaja de depender de la hora del día para obtener las señales reflejadas. Se emprendió, un ambicioso proyecto denominado Echo, el cual consistía en utilizar un enorme globo recubierto de aluminio para que sirviera como espejo y reflejara las señales emitidas desde la Tierra. El artefacto, visible a simple vista, fue el primer satélite artificial de tipo pasivo -por su característica de servir solamente como reflejo y no tener aparatos para retransmisión-; los llamados satélites activos vendrían después, con los avances tecnológicos y las experiencias que poco a poco fueron enriqueciendo el conocimiento en este campo.

En la siguiente década, el Año Geofísico Internacional (1957-1958), marcó el banderazo de salida de una carrera espacial que durante muchos años protagonizaron E.U. y la Unión Soviética, siendo está última la que se llevó la primicia al lanzar al espacio, el 4 de octubre de 1957, el satélite Sputnik I, el cual era una esfera metálica de tan solo 58 cm de diámetro. En diciembre de ese mismo año, E.U. también lanzó su propio satélite, el Vanguard, aunque sin éxito, pues se incendió en el momento de su lanzamiento. (1)

En la mañana del 4 de Octubre de 1957 el mundo recibió una de las noticias mas impactantes del siglo XX: por primera vez en la historia de nuestra civilización se logró enviar un artefacto al espacio exterior. El nombre del aparato enviado era Sputnik I que se convirtió en el primer satélite artificial creado por la humanidad. Lo increíble era que dicho satélite alcanzaba a duras penas el tamaño de un balón de basquetbol y pesaba sólo 183 libras, alcanzando orbitar una elíptica alrededor de nuestro planeta en 98 minutos. El impacto que tuvo el Sputnik sobre el desarrollo tecnológico en el resto del siglo XX /2)

Pocos meses después USA colocó el explorer I su primer satélite de comunicaciones l, y con ello se apuntó un tanto en el mundo de la ciencia al descubrir los cinturones de radiación que rodean a la Tierra, a los que llamaron Van Allen en honor al líder de los científicos responsables de esa misión. Posterior a ese satélite, siguieron sus versiones II, III y IV, de los cuales el Explorer II falló.

El primer experimento en comunicaciones desde el espacio también fue en 1958, cuando un cohete Atlas-B, equipado con un transmisor y un reproductor, emitió hacia la Tierra un mensaje grabado con anterioridad por el presidente Eisenhower. El Atlas-Score permitió demostrar que la voz humana podía propagarse superando la considerable distancia existente entre el planeta y el satélite. El concepto fundamental era sencillo: un repetidor colocado en un lugar suficientemente elevado podría dominar mucha mayor superficie que sus homólogos terrestres. El repetidor, por supuesto, sería colocado en órbita, aunque su limitación principal sería la movilidad del objeto en el espacio.

Posicionamiento de un satélite

Según la distancia a la que se encuentran de la Tierra los científicos clasifican los satélites en GEO, MEO y LEO. GEO es la abreviatura de Órbita Terrestre Geosíncrona, lo que significa, en palabras llanas, que da una vuelta a la Tierra en 24 horas y se encuentran, por tanto, a 35.800 kilómetros de la superficie de la Tierra; las órbitas MEO son aquellas que corresponden a distancias medias (entre 10.000 y 20.000 kilómetros); y las LEO las que corresponden a distancias bajas (menos de 10.000 kilómetros).(2)

Las órbitas ideales en muchos casos serían aquellas en las que los satélites estuvieran siempre sobre el mismo punto de la Tierra. A esas órbitas las llamamos geoestacionarias. En realidad, dichas órbitas sólo pueden darse cuando el satélite se encuentra sobre el ecuador. Si fuera de norte a sur, por ejemplo, estaría medio día sobrevolando el hemisferio norte y el otro medio día el hemisferio sur; y lo que pretendemos es, precisamente, que no cambie de punto sobre la superficie. El giro de la Tierra debería, por tanto, acompañar al giro del satélite. A los satélites que están en una órbita GEO fuera del ecuador se les llama “geosincrónicos”; sólo son geoestacionarios los que están por encima del ecuador. Observad alguna vez las fotos de los satélites meteorológicos y a ver si se os ocurre desde dónde toman esas fotos.

Tipos de órbita
Altura sobre el nivel del mar (3)
Velocidad del satélite
Función del satélite
Ventajas
Órbita baja 250-1 500 km 25 000-28 000 km/hr.
  • Comunicaciones y observación de la Tierra.
Poco retraso en las comunicaciones. Se requiere menor potencia.
Órbita polar 500-800 km sobre el eje polar 26 600-27 300 km/hr.
  • Clima
  • Navegación.
Están perpendiculares sobre la línea del Ecuador, por lo que pueden observar distintas regiones de la Tierra.
Órbita geo-estacionaria 35 786 km sobre el Ecuador 11 000 km/hr.
  • Comunicaciones
  • Clima.
  • Navegación
  • GPS.
Al dar la vuelta a la Tierra a su misma velocidad, siempre observa el mismo territorio
Órbita elíptica Perigeo (cuando está más cerca de la Tierra) 200- 1 000 km Apogeo (cuando está más lejos) ~ 39 000 km ~34 200 km/hr.

~5 400 km/hr.

  • Comunicaciones
Servicios a grandes latitudes.

Cómo se pone en orbita un satelite?

La velocidad mínima a la que un objeto puede escapar a la atracción gravitatoria de un cuerpo en el espacio, la cual depende del tamaño y la masa del astro en cuestión. Un objeto (por ejemplo un cohete) lanzado con una velocidad inferior a a velocidad de escape volverá a caer sobre la superficie. Una velocidad igual a la de escape conseguirá ponerlo en órbita, mientras velocidades superiores lo alejarán del mismo. Para que un objeto pueda escapar de la tierra  su velocidad de escape es de 11,2 kilómetros por segundo.

Los satélites hoy en día se ponen en órbita integrándolos en un cohete o poniéndolo como carga en el Space Shuttle. Varios países y empresas de ámbito internacional, tienen la capacidad de lanzar cohetes y satélites de varias toneladas haciendo que orbiten de forma segura. Para la mayoría de los satélites que se ponen en la órbita, el método del lanzamiento de cohetes es considerado una de las principales vías, ya que consigue atravesar la parte más espesa de la atmósfera más fácilmente y minimiza mejor el gasto de combustible.

Después de que uno de estos dispositivos es lanzado al espacio, el mecanismo de control del cohete usa un sistema de guiado para calcular los ajustes necesarios para que el cohete siga el plan de vuelo. En muchos casos, el plan de vuelo le dice al cohete que se dirija al este, ya que la tierra rota en esta dirección, dándole al lanzamiento un empujón extra. La fuerza de esta ayuda adicional depende de la velocidad rotacional de la tierra en la localización del lanzamiento. Este impulso es más fuerte en el ecuador, donde la distancia alrededor de la tierra es más grande y la rotación más rápida. (5)

¿Cómo de grande es este impulso desde el punto de lanzamiento del ecuador? Haciendo una estimación a grosso modo, podemos determinar la circunferencia de la tierra multiplicando su diámetro por pi, que son 3,14. El diámetro de la tierra  es de aproximadamente 12,753 kilómetros, por lo que si lo multiplicamos por el número pi tendremos una circunferencia de unos 40,000 kilómetros. Para viajar alrededor de la circunferencia  en 24 horas, un punto en la superficie de la tierra tiene que moverse a unos 1700 kilómetros por hora.

Un lanzamiento desde cabo Cañaveral, en Florida, no consigue todo el impulso de la velocidad rotacional de la tierra. El centro espacial Kennedy para lanzamientos, Complex 39-A, el cual es solo uno de sus recursos de lanzamiento, está localizado a 28 grados, 36 minutos en la latitud norte. La velocidad de la rotación de la tierra, es de unos 1400 kilómetros por hora. La diferencia de la superficie de la tierra entre el ecuador y el centro espacial Kennedy, es entonces de unos 230 kilómetros por hora. Hay que tener en cuenta que la tierra es algo oblicua – más ancha por el centro – no siendo una esfera perfecta. Por esa razón, nuestra estimación de la circunferencia de la tierra es algo más pequeña.

Considerando que los cohetes pueden ir a miles de kilómetros por hora, puede que te preguntes porque una diferencia de solo 230 kilómetros importa. La respuesta es que los cohetes, junto al combustible y sus accesorios, son muy pesados. Lleva una gran cantidad de energía acelerar una masa a 230 kph, y por tanto una gran cantidad de combustible. Hacer un lanzamiento desde el ecuador, marca una diferencia real y palpable.

Una vez que el cohete llega a una atmósfera más fina, que es sobre unos 200 kilómetros de la superficie, el sistema de navegación del cohete inicia a su vez otros cohetes más pequeños, con suficiente fuerza para poner el vehículo en una posición horizontal. El satélite es entonces liberado. En este punto, los cohetes se encienden de nuevo para asegurar alguna separación entre el vehículo de lanzamiento y el propio satélite.

Diseño y construcción de un satélite

El diseño de los satélites ha evolucionado desde aquellos años del Sputnik I hasta la actualidad; sin embargo, su razón de ser sigue siendo la misma, así como la de la mayor parte de sus elementos. El paso del tiempo y los logros en las tecnologías han proporcionado instrumentos más precisos, sistemas de provisión de energía eléctrica más potentes y componentes de menor peso, pero todos ellos, en esencia, no han cambiado mucho, hay quienes afirman que la Astronáutica es aún una ciencia demasiado joven.

Los satélites pueden dividirse de manera conveniente en dos elementos principales, la carga útil y la plataforma. La carga útil es la razón de ser del satélite, es aquella parte del satélite que recibe, amplifica y retransmite las señales con información útil; pero para que la carga útil realice su función, la plataforma debe proporcionar ciertos recursos:

  • La carga útil debe estar orientada en la dirección correcta.
  • La carga útil debe ser operable y confiable sobre cierto periodo de tiempo especificado.
  • Los datos y estados de la carga útil y elementos que conforman la plataforma deben ser enviados a la estación terrestre para su análisis y mantenimiento.
  • La órbita del satélite debe ser controlada en sus parámetros.
  • La carga útil debe de mantenerse fija a la plataforma en la cual está montada.
  • Una fuente de energía debe estar disponible, para permitir la realización de las funciones programadas.  (6)

Dependiendo del tipo de satélite, y de qué características especiales tenga cada uno, pero los componentes esenciales de un satélite es:

-Paneles solares u otra fuente de energía alternativa (nuclear, normalmente), pues es obvio que necesita energía.
-Un sistema de maniobras, para orientarse en el espacio, cambiar de órbita, evitar basura espacial, etc. Normalmente se utilizan impulsores o thrusters, como pequeños cohetes en miniatura, que eyectan gases. Por el principio de acción y reacción, esto mueve a la nave (haciéndola rotar o desplazándola) Estos gases suelen ser el producto de una combustión hipergólica (dos sustancias que al contacto explotan) También hay sistemas de maniobras más exóticos, utilizando el magnetismo terrestre, giróscopos…
-Un bus o cuerpo principal del satélite, donde van los tanques de combustible del sistema impulsor, los sistemas electrónicos (el "cerebro" del satélite), los giróscopos si los hay…
-Un sistema de comunicaciones, consistente en varios transpondedores y/o antenas, para enviar y recibir información desde tierra o desde otro satélite.
-Y, por supuesto, el sistema radar. Para una explicación de cómo funciona un radar, puedes buscarlo en wikipedia, que lo explica de manera muy completa. Últimamente se están usando satélites con radares de apertura sintética, o SAR (Synthetic Aperture Radar), que permiten una mayor resolución que otros sistemas. Suelen ir montados en unos grandes mástiles desplegables, donde tienen los receptores y emisores de radiofrecuencias, para abarcar un campo mayor.
La ventaja de estos satélites es que pueden ver a través de las nubes (no reflejan las ondas de radio) y en la oscuridad (no confían en la luz visible para sus observaciones) Su desventaja es que, por la longitud de onda de las ondas de radio, tienen menor resolución teórica que otras cámaras con luz visible o ultravioleta, pero esto se compensa con técnicas de interferometría o utilizando ondas cortas de radio

Actividades:

Ahora que conoces un poco mas acerca de esta tecnologia que hay detras de colocar o construir un satelite, te invito a que realices las siguientes actividades:

1-  Visita la infografia sobre el proyecto Galileo que es la versión europea del GPS Americano y realiza un resumen en tu cuaderno de cómo funciona esta tecnología y para qué nos puede servir.

http://www.consumer.es/web/es/tecnologia/internet/2006/01/23/148669.php

2. Observa cuidadosamente los videos y responda los siguientes interrogantes (anotalos en tu cuaderno)

- Cómo recibio el mundo la noticia del primer satélite en orbita?

- Cómo respondieron los americanos a este desafío?

- Cómo ha influido esta tecnología en nuestra vida cotidiana?

- Qué tipo de aplicaciones se ofrecen  con los satélites en la agricultura, en la minería, , en el clima, geología, militar y otros campos?

- Qué pasa con  los desechos de satélites que han dejado de funcionar, qué puede pasar con estos objetos?

Haga clic sobre la imagen (Documental completo)

video

Fuentes:

(1) http://www.ciberhabitat.gob.mx/medios/satelites/artificiales/

/2) http://www.historiasdelaciencia.com/?p=418

(3) http://www.inegi.gob.mx/inegi/contenidos/espanol/ciberhabitat/medios/satelites/artificiales/que_es.htm

(4) http://www.cosmopediaonline.com/sputnik.html

(5) http://www.electronica-basica.com/satelite-orbita.html

(6) http://www.inegi.gob.mx/inegi/contenidos/espanol/ciberhabitat/medios/satelites/artificiales/anatomia.htm

Historia y evolución del teléfono

Dentro de la gran cantidad de artefactos que el ser humano ha  construido, el teléfono como ninguno pudo hacer tanto por mejorar sus condiciones de vida, ha salvado vidas, ha permitido que a diario nos podamos comunicar con nuestros seres queridos, que se hagan miles de transacciones comerciales y ha permitido que las personas se acerquen unas a otras. La historia del teléfono es bien singular porque hasta no hace mucho tiempo dábamos como inventor de este artefacto de Alexander Graham Bell, pero había una controversia porque en forma simultanea había estado en la discordia por la patente Elisha Gray,  parece que en dos sitios distintos y sin contacto dos personas inventaron el mismo aparato, aunque para agregarle mas dramatismo, ya existía alguien que había experimentado con el teléfono en su casa para aliviar las penas de su mujer Antonio Meucci a quien el Congreso de Estados Unidos en 2002 reconocido formalmente como el inventor del teléfono, ironía esta porque el inventor murió sin el crédito de su invento y pobre. Así que veamos un poco de su historia y la evolución que ha  tenido este artefacto en nuestras vidas y cuales son sus posibilidades hacia el futuro.

Historia de la invención

Históricamente la invención del teléfono se le ha atribuído al escocés-norteamericano Alexander Grahan Bell; no obstante, en junio de 2002, el Congreso de Estados Unidos reconoció que el teléfono fue concebido por un desconocido inmigrante italiano llamado Antonio Meucci ¿increíble verdad? (1(

Tal como lo han afirmado desde décadas los libros de texto en Italia, el inventor italiano Antonio Meucci es el verdadero inventor del teléfono.

Alrededor del año 1857 Antonio Meucci construyó un teléfono para conectar su oficina con su dormitorio, ubicado en el segundo piso, debido al reumatismo de su esposa.[1] Sin embargo carecía del dinero suficiente para patentar su invento, por lo que lo presentó a una empresa que no le prestó atención, pero que, tampoco le devolvió los materiales. Al parecer, y esto no está probado, estos materiales cayeron en manos de Alexander Graham Bell, que se sirvió de ellos para desarrollar su teléfono y lo presentó como propio.

En 1876, tras haber descubierto que para transmitir voz humana sólo se podía utilizar una corriente continua, el inventor estadounidense de origen escocés Alexander Graham Bell construyó y patentó unas horas antes que su compatriota Elisha Gray el primer teléfono capaz de transmitir y recibir voz humana con toda su calidad y timbre. Tampoco se debe dejar de lado a Thomas Alva Edison, que introdujo notables mejoras en el sistema, entre las que se encuentra el micrófono de gránulos de carbón.

El 11 de junio de 2002 el Congreso de los Estados Unidos aprobó la resolución 269, por la que reconoció que el inventor del teléfono había sido Antonio Meucci y no Alexander Graham Bell. En la resolución, aprobada por unanimidad, los representantes estadounidenses estiman que "la vida y obra de Antonio Meucci debe ser reconocida legalmente, y que su trabajo en la invención del teléfono debe ser admitida". Según el texto de esta resolución, Antonio Meucci instaló un dispositivo rudimentario de telecomunicaciones entre el sótano de su casa de Staten Island (Nueva York) y la habitación de su mujer, en la primera planta. (2)

En 1860 el invento de Meucci fue publicado en un periódico para la comunidad italiana que circulaba en New York y para 1862 ya tenia mas de treinta modelos de su “teletrofono” y había instalado unos en su casa, para facilitar la comunicación con su esposa que padecía de artritis y difícilmente podía desplazarse.

Con el fin de recolectar dinero para materiales, Meucci vendía sus prototipos a $6 dólares. Pero no le fue posible conseguir $250 dólares para patentar su “Telégrafo Parlante”. Lo único que pudo hacer con el dinero que tenía, fue dejar una notificación de patente pendiente renovable a un año y tristemente tres años después, no consiguió $10 dólares para renovarla.

Pensando en un patrocinador o en una gran compañía que comprara su invento. Meucci envió un prototipo mejorado con planos, documentos y todos los detalles técnicos a Western Union Telegraph Company, pero nunca fue posible arreglar una reunión con tan ocupados ejecutivos. En 1874, en vista de la falta de interés regresó a las oficinas reclamando el material dejado y curiosamente le contestaron que se había perdido. Dos años después, Alexander Graham Bell, quien había compartido un laboratorio con Meucci por largo tiempo, llenó la forma de la patente del teléfono, se convirtió en una celebridad y logró un fabuloso contrato con la Western Union.

Muchos historiadores concuerdan en que el precario dominio del idioma por parte de Meucci fue parte del problema, pero eso no le impidió dejar registradas otras catorce patentes entre 1859 y 1883. Aunque se presentó una demanda, nunca se obtuvo el debido seguimiento. Meucci no podía costear un buen abogado, además nadie quería pelear con la Western Union y ser parte de un puñado de ignorantes que pretenden estancar el desarrollo de la ciencia y el pujante progreso del país, como manifestó alguna vez Bell, cuando se le preguntó por la demanda en una entrevista para un periódico local.

Finalmente, después de vivir humildemente Antonio Meucci murió en octubre de 1889 y poco después el caso se cerró. El campo estaba libre para Bell y su descendencia. Había todo un planeta por cablear y todo un siglo para hacer dinero.(3)

Cómo funciona el teléfono?

En un sistema telefónico, la transmisión se basa en el paso, a través de un circuito, de un flujo de corriente cuyas variaciones de intensidad vienen marcadas por las propias variaciones de resistencia de dicho circuito. El aparato encargado de modificar la resistencia de éste, y, por tanto, la intensidad de la corriente, es el micrófono.

El micrófono lleva incorporado un dispositivo de forma cilíndrica, con pequeños granos de carbón —el carbón altera su grado de conductividad de la electricidad en función del factor presión—.

En uno de sus extremos, el micrófono presenta una pequeña membrana móvil que, como si de un tímpano se tratara, varía su presión sobre los granos de carbón, por efecto de las ondas sonoras. La variación de las ondas sonoras genera variaciones de presión en la membrana, de las que se derivan, a su vez, variaciones de intensidad en la corriente que atraviesa el circuito. La intensidad cambia, por tanto, al tiempo que lo hacen las ondas sonoras.

En el funcionamiento del teléfono entra en juego, asimismo, el principio del electroimán —recordemos que se trata de un núcleo de hierro dulce al que el paso de una corriente eléctrica confiere propiedades magnéticas—.

La disposición de una lámina metálica vibrante junto al electroimán del circuito emisor —donde, según se ha indicado, la intensidad de la corriente eléctrica viene determinada por las variaciones de las ondas sonoras en el micrófono—, permite que aquélla se mueva libremente, en función de la corriente y, por tanto, de las ondas sonoras responsables de dicha alteración. La laminilla metálica actúa como cuerpo vibrante emisor de sonido, el mismo que registra el micrófono.

En la central telefónica existe un generador encargado de suministrar la corriente eléctrica de baja tensión que llega al micrófono, conectado en serie dentro de la línea.

Por su parte, el receptor está conectado en circuito local; la corriente procede del transformador que alimenta la propia línea telefónica. Al unir dos aparatos a través de la central queda constituido un circuito de línea, donde aparecen los dos micrófonos intercalados, no así los receptores, que se activan a partir de las variaciones creadas por aquéllos.

Conexiones telefónicas

La primera conexión telefónica pública se verificó en Estados Unidos en 1878, gracias a la instalación de una centralita de funcionamiento manual, que hacía posible la distribución de las llamadas entre los usuarios de la red. Desde la centralita manual —sistema que, en determinadas áreas de España permaneció en uso hasta hace apenas veinte años—, se establecía la conexión a través de una red de clavijas que se introducían en sus correspondientes tomas. La conmutación automática empezó a popularizarse en los años noventa del siglo XIX, con la introducción del disco marcador, sustituido en épocas recientes por los denominados «generadores de impulsos».

En un principio, la interconexión de teléfonos se realizaba exclusivamente recurriendo al tendido de cables; hoy, este sistema se mantiene a nivel local. Sin embargo, para las comunicaciones a larga distancia se emplean actualmente la radio o satélites artificiales. (4)

EL TELEFONO AUTOMATICO:

Una de las grandes desventajas de los antiguos teléfonos era la dependencia del usuario con las operadoras en la centrales. En aquellos anos era imposible comunicarse directamente como lo hacemos ahora.
Ya hacia 1879 hubo intentos de desarrollar un sistema que permitiese al usuario, sin la intervención de operadoras, el comunicarse directamente con el usuario al otro lado de la línea. Pero todos los intentos no llevaron a éxitos prácticos.
En 1889 Almon B. Strowger patento un sistema de aparatos y centrales telefónicas automáticas, que no requerían la presencia de operadoras para efectuar la conexión entre 2 usuarios

EL DISCADO POR BOTONES:

A pesar que ya Strowger había utilizado botones pulsadores para elegir el abonado con el cual querían comunicarse, la idea de utilizar botones para esa función cayo en el olvido y volvió solo allí por los fines de los anos ’50. Con el desarrollo de sistemas electrónicos digitales (hemos de recordar: los telefonos antiguos eran exclusivamente analogicos) en las centrales telefonicas, volvieron a pensar en la posibilidad de discar con ayuda de un tablero de pulsadores. Así llegaron los expertos a la conclusión que es mejor discar utilizando un sistema de tonos de varias frecuencias, es decir cada pulsador emitirá un tono de frecuencia fija para ese pulsador y diferente de las frecuencias de los demás pulsadores. Entonces la central telefónica digital podrá reconocer esa frecuencia y "entender" que el usuario pulso ese botón determinado y no otro.

Con la inserción de centrales computarizadas y teléfonos de discado por tonos cambio el aspecto del servicio. Este se convirtió en algo dinámico, ágil y adaptado a las necesidades del nuevo mundo de actividades de fines del siglo XX. Los teléfonos se convirtieron en indispensables, ya nadie pensaba siquiera en estar lejos del teléfonos, todos querían estar al alcance de sus clientes, amigos y familiares. Los aparatos fueron cambiando de aspecto de acuerdo a la moda y al capricho del diseñador.

Los aparatos inalámbricos:
Para la máxima comodidad del usuario fueron desarrolandose infinidad de versiones de aparatos telefónicos inalámbricos. Estos nos permiten la comunicación telefónica sin que el auricular este conectado por un cable a la línea. Todo se hace por ondas de radio. Al principio estos aparatos utilizaban ciertas bandas de frecuencias de radio que no permitían llegar a una buena calidad de voz recibida y emitida ,pero con el tiempo fueron mejorándose estos sistemas y hoy nos permiten un cómodo uso sin movernos de nuestro sillón favorita, cuando suena el teléfono en medio de nuestro programa de TV preferido..(5)

El teléfono celular

El teléfono móvil es un dispositivo inalámbrico electrónico que permite tener acceso a la red de telefonía celular o móvil. Se denomina celular en la mayoría de países latinoamericanos debido a las antenas repetidoras que conforman la red, cada una de las cuales es una célula, si bien existen redes telefónicas móviles satelitales. Su principal característica es su portabilidad, que permite comunicarse desde casi cualquier lugar. Aunque su principal función es la comunicación de voz, como el teléfono convencional. (6)

El teléfono móvil se remonta a los inicios de la Segunda Guerra Mundial, donde ya se veía que era necesaria la comunicación a distancia, es por eso que la compañía Motorola creó un equipo llamado Handie Talkie H12-16, que es un equipo que permite el contacto con las tropas vía ondas de radio cuya banda de frecuencias en ese tiempo no superaban los 60 MHz..

Este fue el inicio de una de las tecnologías que más avances tiene, aunque continúa en la búsqueda de novedades y mejoras.

Durante ese periodo y 1985 se comenzaron a perfeccionar y amoldar las características de este nuevo sistema revolucionario ya que permitía comunicarse a distancia. Fue así que en los años 1980 se llegó a crear un equipo que ocupaba recursos similares a los Handie Talkie pero que iba destinado a personas que por lo general eran grandes empresarios y debían estar comunicados, es ahí donde se crea el teléfono móvil y marca un hito en la historia de los componentes inalámbricos ya que con este equipo podría hablar a cualquier hora y en cualquier lugar.

Con el tiempo se fue haciendo más accesible al público la telefonía móvil, hasta el punto de que cualquier persona normal pudiese adquirir un terminal. (7)

Los teléfonos celulares han evolucionado enormemente tanto en diseño y funcionalidad. los primeros aparatos eran grandes por eso han sido denominados verdaderos (ladrillos) : 1983 Motorola DynaTAC 8000X
Sistema avanzado análogo de teléfono móvil lanzado en el año 1983.

Para ver un poco esta evolución en la tecnología móvil te recomiendo el siguiente link para ver en detalle el desarrollo de este tecnología

http://www.3djuegos.com/foros/tema/868393/0/la-evolucion-del-telefono-movil/

Se distinguen tres generaciones en las que ha evolucionado el teléfono celular, veamos brevemente:

Primera generación de la telefonía celular

La primera generación comprende desde la aparición del primer teléfono de esta tecnología en el mercado mundial conocido como el “ladrillo” el Motorola DynaTAC 8000X, hasta finales de los 80. Estos  aparatos estaban constituidos por una tecnología analógica  para uso exclusivo de conversaciones de voz. La tecnología predominante en este periodo es la AMPS (Advanced Mobiles Phone System).

Segunda generación en la telefonía celular

Hace su aparición en la década de los 90, es de carácter digital y ya cuentan con beneficios adicionales al de voz, como la posibilidad de enviar mensajes (SMS) aunque sin lograr el auge actual, su batería tiene una mayor duración y autonomía, son mas seguros y su tamaño baja ostensiblemente , cuentan además con un mejoramiento el la calidad del sonido, las tecnologías predominantes son la GSM (Global System Mobile), IS-136, la CDMA (Code Division Multiple Access) y PDC (Personal Digital Communication) este ultimo usado en Japón.

La tecnología GSM es un estándar europeo nacido de los siguientes principios:

  • Buena calidad de voz (gracias al procesado digital).
  • Itinerancia.
  • Deseo de implantación internacional.
  • Terminales realmente portátiles (de reducido peso y tamaño) a un precio asequible.
  • Compatibilidad con la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados).
  • Instauración de un mercado competitivo con multitud de operadores y fabricantes.

Tercera Generación de la telefonía celular

Se caracteriza por fusionar todas las tecnologías anteriores con las Nuevas tecnologías incorporadas en los teléfonos celulares. Los aparatos cuentan con chip, tarjeta SIM donde se encuentra ingresada toda la información.

La tecnologia 3G nace de la necesidad de aumentar la capacidad de transmisión de datos para poder ofrecer servicios como la conexión a Internet desde el móvil, la videoconferencia, la televisión y la descarga de archivos. En este momento el desarrollo tecnológico ya posibilita un sistema totalmente nuevo: UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

UMTS utiliza la tecnología CDMA, lo cual le hace alcanzar velocidades realmente elevadas (de 144 Kbps hasta 7.2 Mbps, según las condiciones del terreno).

UMTS ha sido un éxito total en el campo tecnológico pero no ha triunfado excesivamente en el aspecto comercial. Se esperaba que fuera un bombazo de ventas como GSM pero realmente no ha resultado ser así ya que, según parece, la mayoría de usuarios tiene bastante con la transmisión de voz y la transferencia de datos por GPRS y EDGE.

Cuarta Generación (4G): El futuro

La generación 4, o 4G será la evolución tecnológica que ofrecerá al usuario de telefonía móvil un mayor ancho de banda que permitirá, entre muchas otras cosas, la recepción de television en Alta Definición.

Hoy en día no hay ningún sistema de este nivel que esté claramente definido.

COMO FUNCIONA UN TELEFONO CELULAR

La gran idea del sistema celular es la división de la ciudad en pequeñas células o celdas. Esta idea permite la re-utilización de frecuencias a través de la ciudad, con lo que miles de personas pueden usar los teléfonos al mismo tiempo. En un sistema típico de telefonía análoga de los Estados Unidos, la compañía recibe alrededor de 800 frecuencias para usar en cada ciudad. La compañía divide la ciudad en celdas. Cada celda generalmente tiene un tamaño de 26 kilómetros cuadrados. Las celdas son normalmente diseñadas como hexágonos (figuras de seis lados), en una gran rejilla de hexágonos.

Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

Cada celda tiene una estación base que consiste de una torre y un pequeño edificio que contiene el equipo de radio.

Cada celda en un sistema análogo utiliza un séptimo de los canales de voz disponibles. Eso es, una celda, más las seis celdas que la rodean en un arreglo hexagonal, cada una utilizando un séptimo de los canales disponibles para que cada celda tenga un grupo único de frecuencias y no haya colisiones:

Un proveedor de servicio celular típicamente recibe 832 radio frecuencias para utilizar en una ciudad.

Cada teléfono celular utiliza dos frecuencias por llamada, por lo que típicamente hay 395 canales de voz por portador de señal. (las 42 frecuencias restantes son utilizadas como canales de control).

Por lo tanto, cada celda tiene alrededor de 56 canales de voz disponibles.

En otras palabras, en cualquier celda, pueden hablar 56 personas en sus teléfonos celulares al mismo tiempo. Con la transmisión digital, el número de canales disponibles aumenta. Por ejemplo el sistema digital TDMA puede acarrear el triple de llamadas en cada celda, alrededor de 168 canales disponibles simultáneamente.

Los teléfonos celulares tienen adentro transmisores de bajo poder. Muchos teléfonos celulares tienen dos intensidades de señal: 0.6 watts y 3.0 watts (en comparación, la mayoría de los radios de banda civil transmiten a 4 watts.) La estación central también transmite a bajo poder. Los transmisores de bajo poder tienen dos ventajas:

Las transmisiones de la base central y de los teléfonos en la misma celda no salen de ésta. Por lo tanto, cada celda puede re-utilizar las mismas 56 frecuencias a través de la ciudad.

El consumo de energía del teléfono celular, que generalmente funciona con baterías, es relativamente bajo. Una baja energía significa baterías más pequeñas, lo cual hace posibles los teléfonos celulares.

La tecnología celular requiere un gran número de bases o estaciones en una ciudad de cualquier tamaño. Una ciudad grande puede llegar a tener cientos de torres. Cada ciudad necesita tener una oficina central la cual maneja todas las conexiones telefónicas a teléfonos convencionales, y controla todas las estaciones de la región. (8)

Fuentes

(1) http://www.clubplaneta.com.mx/la_invencion_del_telefono.htm

(2) http://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9fono

(3) http://www.estereofonica.com/quien-invento-el-telefono/

(4) http://www.portalplanetasedna.com.ar/telefono1.htm 

(5) http://www.escolares.net/descripcion.php?ide=657

(6) http://es.wikipedia.org/wiki/Telefon%C3%ADa_m%C3%B3vil

(7) http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_del_tel%C3%A9fono_m%C3%B3vil

(8) http://www.monografias.com/trabajos14/celularhist/celularhist.shtml#como

() http://www.3djuegos.com/foros/tema/868393/0/la-evolucion-del-telefono-movil/

 

Historia y evolución de las comunicaciones

Nuestro desarrollo humano ha tenido como protagonista la comunicación, con ella ha sido posible enviar mensajes de todo tipo permitiendo que unos y otros se puediesen entender, esto es fácil comprender hoy, sin embargo no lo fue en los tiempos antiguos donde solo era posible comunicarse con la voz, los gestos o algun tipo de señas.Sin embargo el hombre siempre se las ha ingeniado para solucionar esta situación y es ahí donde la tecnología ha entrado a ser protagonista para facilitar las cosas como veremos fueron las señales de humo,  dibujar en las cuevas fueron  sus primeras estrategias, luego hubo necesidad de dejar mensajes mas permanentes y fue necesario algún tipo de código y nace la escritura que al comienzo era pictográfica, con símbolos que representaban objetos, fue la escritura cuneiforme, es decir, con rasgos en forma de cuña grabados con determinado estilo en una tabla de arcilla. Posteriormente se desarrollaron elementos ideográficos, en donde el símbolo no sólo representaba el objeto, sino también ideas y cualidades asociadas a él.

Sin embargo, la escritura seguía conteniendo el significado, pero no el sonido de las palabras. Más tarde, la escritura cuneiforme incorporó elementos fonéticos, es decir, signos que representaban determinados sonidos. Los jeroglíficos egipcios pasaron por un proceso similar (de pictogramas a ideogramas) e incorporaron signos para las consonantes, aunque no llegaron nunca a constituir un verdadero alfabeto. El alfabeto se originó en Oriente Próximo y lo introdujeron los fenicios en Grecia, donde le añadieron los sonidos de las vocales. El alfabeto cirílico es una adaptación del griego. El alfabeto latino se desarrolló en los países más occidentales, donde dominaba la cultura romana. (1) Luego se encontró con la necesidad de enviar mensajes a larga distancia, celebre es la anécdota de los griegos  en la batalla de Maratón que comunican su victoria y envían un mensajero a comunicar la noticia. sin embargo la carrera física tampoco fue suficiente, los Incas tenían todo un sofisticado sistema de postas y relevos para comunicarse las novedades en el imperio , de igual forma lo tenia los Persas que tenían Jinetes a caballo en el cual transportaban mensajes escritos de una estación de relevos a otra. Basándose en este sistema, los romanos desarrollaron su propio sistema de postas (del latín positus, ‘puesto’), de donde procede el término "servicio postal". En Extremo Oriente también se emplearon sistemas similares.

Los sistemas postales modernos siguieron creciendo con la aparición del ferrocarril, los vehículos de motor, los aviones y otros medios de transporte. Últimamente ha surgido el correo electrónico. Sin embargo, a lo largo de los siglos siempre se han buscado medios de comunicación a larga distancia que fueran más rápidos que los convencionales. Entre los métodos más primitivos se encuentran los golpes de tambor, el fuego, las señales de humo o el sonido del cuerno. En la edad media se utilizaban palomas mensajeras para transmitir mensajes,y como se puede ver todo un largo camino para encontrarnos con todos los avances que hoy disfrutamos por eso nos proponemos en esta entrada hacer una breve descripción de cómo se ha dado esta evolución y resaltar el papel vinculante que tiene la tecnología en todo este proceso.

CRONOLOGIA DE LA EVOLUCION DE LAS COMUNICACIONES

Veamos en detalle algunos hechos que empiezan a perfilar el avance de las comunicaciones a distancia, aunque hay muchos acontecimientos en la edad antigua como algunos de los reseñados en la presentación, veamos un resumen de los mas importantes.

5000 A.C. PREHISTORIA . El hombre prehistórico se comunicaba por medio de gruñidos y otros sonidos (primer forma de comunicación). Además, con señales físicas con las manos y otros movimientos del cuerpo. (2)

"la comunicación a grandes distancias era bastante compleja".

3000 A.C. Egipcios: representaban las ideas mediante símbolos (hieroglyphics), así la información podría ser transportada a grandes distancias al ser transcritas en medios como el papel papiro, madera, piedras, muros etc.

"ahora los mensajes pueden ser enviados a grandes distancias al llevar el medio de un lugar a otro".

1,700 – 1,500 A.C Un conjunto de símbolos fue desarrollado para describir sonidos individuales, y estos símbolos son la primera forma de ALFABETO que poniéndolos juntos forman las PALABRAS. Surgio en lo que es hoy Siria y Palestina.

"la distancia sobre la cual la información es movida, sigue siendo todavía limitada".

GRIEGOS Desarrollan la Heliografía (mecanismo para reflejar la luz del sol en superficies brillosas como los espejos ).

"Aquí también el Transmisor y el Receptor deberán conocer el mismo código para entender la información".

430 D.C. Los ROMANOS utilizaron antorchas (sistema óptico telegráfico) puestas en grupos apartados a distancias variantes, en la cima de las montañas para comunicarse en tiempos de guerra.

Cuando la heliografía ó las antorchas romanas fueron usadas, "el enemigo" en muchas ocasiones podía ver la información (descifrar), y así fue introducido el concepto de CODIFICACIÓN o cifrado de información.

Este tipo de comunicación se volvía compleja, cuando se quería mover información a muy grandes distancias (se hacía uso en ocasiones de repetidores).

1500s. AZTECAS Comunicación por medio mensajes escritos y llevados por hombres a pie. (heraldos). Los reyes aztecas los hacian correr grandes distancias (entre lo que hoy es la Cd. de México y el puerto de Veracruz), para traer mensajes y pescado fresco.

- Hacia los años 360 AC fueron creados los telegrafos de agua que almacenaban información detallada y luego se transmitía por señales de humo o fuego. La idea era poder almacenas las señales de los telégrafos de antorcha para que pudieran ser leídas posteriormente, esto se llamo telégrafo hidro-óptico y constaba de una serie de barriles llenos de agua hasta determinado nivel y se tapaban o destapaban de acuerdo a la señal de fuego que correspondiera . (3)

- En el año 1794, cuando la revolución Francesa, Claude Chappe, científico e ingeniero francés, inventó un sistema de estaciones de semáforos capaz de enviar mensajes a muchos kilómetros de distancia en algunos minutos. La distancia entre estas grandes torres (similares a las utilizadas posteriormente en el ferrocarril) podía alcanzar los 32 km. Este sistema de semáforos con telescopios y espejos reflectantes (adoptado por Gran Bretaña y Estados Unidos) era lento, pues era necesario repetir las señales en cada estación con el fin de verificar la exactitud de la transmisión.

- 1729 Stephan Gray descubre que la la electricidad puede ser transmitida

- 1801 En  la Academia de Ciencias de París ALEJANDRO VOLTA,  físico  italiano, presenta su invento llamado "pila de Volta" 

- 1837 Samuel Morse inventa el premier telégrafo  n 1938 presenta la patente de su invento, y la obtiene en 1848 (4)

- 1844 Samuel Findley Breese Morse, nacido en 1791 en Charlestown (EE.UU.), perfeccionó en este año su código Morse para telegrafía, después de su presentación al mundo en 1835. Gracias a este avance se realiza la primera transmisión telegráfica entre Washintong y Baltimore el 14 de mayo de este año, el mensaje fue un pasaje bíblico.

- 1847 Nace Graham Bell, en Edimburgo, Escocia.
En 1873, Bell obtiene su diploma de fisiólogo vocal en el Boston College.
Durante el día enseñaba a hablar a niños sordos, utilizando un dispositivo diseñado por su padre (llamado “voz visible”). Durante la noche, trabajaba en lo que él llamaba el “telégrafo musical”, o “telégrafo armónico”

- 1853 Se inventa el Telégrafo por cable para transmisión simultánea en ambas direcciones (modo dúplex), se usa el método de compensación, propuesto por el físico austriaco Julius Wilhelm Gintl

- 1861. Las líneas telegráficas cubren casi todo Estados Unidos.

- 1864. James Clerk Maxwell desarrolla la "Teoría Dinámica del campo elecctromagnético" . Predice la radiación electromagnética.

- 1865. Se crea la International Telegraph Union (ITU), organización internacional encargada de la creación y aprobación de estándares en comunicaciones. En la actualidad esta organización se llama International Telecommunications UnionInternational Telecommunications Union.

- 1866 Se instala el cableado telegráfico trasatlántico, entre Norteamérica e Inglaterra, por la compañía Cyrus Field & Associates.

- 1873 James C. Maxwell desarrolla las matemáticas necesarias para la teoría de las comunicaciones.

- 1874 El francés Emile Baudot desarrolla el primer multiplexor telegráfico; permitía a 6 usuarios simultáneamente sobre un mismo cable, los caracteres individuales eran divididos mediante un determinado código (protocolo).

- 1876 Con las ideas en mente, pero aún sin tener un sistema capaz de transmitir voz, Bell presenta su solicitud de patente, el 14 de febrero de 1876. Increíblemente, esta solicitud fue presentada pocas horas antes de una solicitud similar, presentada el mismo día por Elisha Gray.
La solicitud de patente trata sobre “Mejoras en la Telegrafía”, y la idea básica es utilizar corrientes de intensidad variable sobre los cables telegráficos, en vez de abrir y cerrar el circuito, a los efectos de poder “sumar” tonos.

- La Primer Comunicación de Voz 1876 El 10 de marzo de 1876, una semana después que la patente de Bell fuera aceptada, Bell y Watson logran transmitir una señal de voz a través de un cable eléctrico. La primer frase de la historia transmitida por n cable eléctrico fue: “Mr. Watson, come here, I want you!” (“Sr. Watson, venga aquí, lo necesito!”) Bell aún no tenía 30 años.

- 1878 Se instala la primera central Telefónica en New Haven, EEUU, constaba de un cuadro controlador manual de 21 abonados.

- 1880 TOMAS ALVA EDISON descubre, en una lámpara de incandescencia, el fenómeno de emisión en una filamento caliente.

- 1882 Nikola Tesla construye un sistema de potencia alterna AC para reemplazar los generadores y motores de corriente directa (DC) que se encontraban en uso.

- 1892 Se instala la primer Central Telefónica Automática en Indiana. El Sr. Almon B. Strowger, dueño de una funeraria en Indiana, patentó un sistema de
de conmutación automático, conocido como “sistema paso a paso”. La patente fue aceptada el 10 de marzo de 1891.

- 1895 Treinta años luego de las cometas de Loomis, Guglielmo Marconi logra realizar la primer transmisión telegráfica inalámbrica tilizando ondas de radio. Pocos años antes (entre 1886 y 1888), Heinrich Rudolph Hertz, había demostrado que las predicciones de James Clerk Maxwell de 1860 acerca de las radiaciones electromagnéticas, realmente funcionaban en la práctica. .

- 1895 El profesor ruso de matemáticas de la Universidad de Kazán, ALEJANDRO POPOFF, inventa la antena que asoció al tubo de limaduras de Branly para detectar tormentas lejanas. El ingeniero italiano GUILLERMO MARCONI realiza su primer experimento de transmisión de señales radioeléctricas a poca distancia. MARCONI transmite señales Morse, sin ayuda de alambre de unión, a una distancia de milla y media.

- 1896 El teléfono de disco. Los hermanos John y Charles Erickson, junto con Frank Lundquist, diseñan el primer sistema de “disco”.

- 1900, el profesor Michael I. Pupin patenta un sistema de bobinas, las que colocadas en serie con las líneas telefónicas, mejoran las distancias a las que se podían colocar los teléfonos en 3 o 4 veces. Las “bobinas de Pupin” se  colocaban aproximadamente cada 1 km de cable, y debían estar muy bien calculadas para que mejoraran la
atenuación total.

- 1901, Marconi establece el primer enlace inalámbrico a través del Océano Atlántico. Desde Poldhu, en Inglaterra, el profesor John Ambrose Fleming realizó la primer transmisión, que fue recibida por Marconi en St. Johns, Newfoundland (Isla de Terranova)

- 1906 Se construye en América el primer sistema para transmisión de voz a través de ondas electromagnéticas. Comienzo de la era Electrónica: rectificadores, triodos, válvulas termoiónicas, amplificadores, etc
En 1906 Marconi midió el primer diagrama de radiación de una antena de hilo paralela al suelo. Dicha antena es la precursora de las actuales antenas de onda progresiva, rómbicas y V.

- 1908 LEE DE FOREST, premio Nóbel de Física, construye el triodo. Permitió el desarrollo de amplificadores de radiofrecuencia, osciladores moduladores y la mejora de los receptores al combinar las válvulas con los circuitos resonantes.

- 1915 Se hacen experimentos con radio difusión AMradio difusión AM (Amplitud Modulada).

- Primer línea telefónica transcontinental con repetidores electrónicos.

- 1918 Debido a que el uso del teléfono se incrementaba día a día, era necesario desarrollar una metodología para combinar 2 o más canales sobre un simple alambre. Esto se le conoce como "multicanalización".

- 1919 Se descubre la memoria binaria (conmutador) construido con dos triodos. El técnico investigador DAVID SARNOFF, de la RCA, presenta a la dirección comercial y a los técnicos de esta compañía su proyecto del primer receptor de radio para uso publico, siendo rechazado por unanimidad por no considerarlo rentable.

-1920 La emisora MARCONI WIRELESS de Chelsford (Inglaterra) transmite, en plan de ensayo el primer concierto de música clásica. La primera transmisión publica de radio toma lugar el 22 de diciembre en Koenigs-Wursterhausen – Alemania. Aparece la venta al publico la revista "QST", órgano oficial de la A.R.R.L. de los EE.UU. En Pittsburgh (EE.UU.) se inaugura la emisora KDLA, que es la primera que emite programas regulares de radio.
Amstrong desarrolla el circuito superheterodino

- 1921 La T.S.F. inicia en París los primeros ensayos de programas de radio para el publico utilizando la Torre Eiffel como antena.

- En 1922 Taylor y Young, del Naval Research -Laboratory (NRL), detectaron objetos en movimiento, midiendo las interferencias producidas en un sistema de radio de onda continuara la longitud de onda de 5 m con el transmisor y receptor separados, presagiando los sistemas de radar Propusieron continuar los trabajos, pero su plan no fue aceptado.

- 1925: Televisión Los primeros experimentos de televisión se iniciaron en Gran Bretaña. En 1925 john Logie , Baird presentó un sistema de exploración mecánica de las imágenes.

– 1926 En París se funda la I.A.R.U. (International Amateur Radio Union). Se descubre la Modulación en frecuencia (FM) con lo que se logra alta calidad del sonido para la radiodifusión.

- 1927 Comienza el servicio internacional entre Estados Unidos y Gran Bretaña, a través de un sistema radio telefónico.

- 1923-1938 La tecnología de la TELEVISIÓNTELEVISIÓN fue simultaneamente desarrollada por investigadores en los E.U., Unión sovietica y la Gran Bretaña.

- En 1932-RADAR: ya se había perfeccionado el sistema de radar en el NRL, y se podían detectar aviones a una distancia de 80 kilómetros del transmisor. Las primeras experiencias con un radar pulsado en EEUÚ se realizaron en el NRL, en Abril de 1936, con un sistema a la frecuencia de 28.3 MHz y un ancho de pulso de 5 microsegundos. Al cabo de unos meses el alcance se aumentó en 40 Km.
Pronto se llegó a la conclusión de que era necesario subir en frecuencia,especialmente para los sistemas embarcados. Los primeros sistemas a 200 MHz se empezaron a desarrollar en 1936. Con una potencia de 6 kW se alcanzaba una distancia de 50 núllas. El sistema se denominó CXAM.

- 1937 La BBC (British Broadcasting Corporation) obtiene el crédito por hacer la primer cobertura en por TV, al cubrir la sucesión de la corona del rey George VI en 1937.

- 1937 Telefonia digital. Alec Reeves, un brillante ingeniero que trabajaba en Francia para la “International Western Electric Company”, desarrolla una idea que sería revolucionaria en el futuro de las telecomunicaciones: la “Modulación por Pulsos Codificados”, o “PCM (Pulse Code Modulation)”

-  1941 Se desarrolla la calculadora SUZE Z3 que incluía alrededor de 600 reles para cálculos y 2000 reles para memoria, trabajaba con el código binario "Leibnizsche. Son probados en USA los primeros programas de TV a color

- 1942 Inventado el casete para grabacion magnetica de audio.

- 1943 La primera máquina “Colossus” se puso en funcionamiento en 1943, concretando el proyecto Bletchley Park, con el fin de descifrar los mensajes encriptados alemanes.
Se basaba en las ideas de la máquina de Alan Turing, quien participó personalmente en el proyecto.
Estaba compuesta por más de 1.500 válvulas o tubos de vacío, la entrada de datos era por medio de tarjetas perforadas y los resultados se almacenaban en relés
temporalmente hasta que se les daba salida a través de una máquina de escribir. Era totalmente automática, medía 2.25 metros de alto, 3 metros de largo y 1.20 metros de ancho.

- 1944 En Estados Unidos Howard H. Aiken´s diseñó el primer computador programable llamado MARK1
1945: Arthur C. Clarke, propuso en 1945 la utilización de los satélites geoestacionarios para los sistemas de comunicaciones de cobertura mundial. Un satélite en órbita circular ecuatorial de radio 42.242 vería siempre en la misma zona. Un satélite cubriría casi un hemisferio y con tres satélites espaciados 120 grados se tendría una cobertura mundial.

- 1946 Eckert y Mauchly desarrollaron la primera computadora totalmente electrónica conocida como ENAC, la cual contenía 1500 relés y acerca de 18000 tubos. El consumo de energía era de 150 kW, su peso de 30 toneladas aproximadamente y cubría un área de 140 metros cuadrados ademas era 1000 veces mas rápida que MARK

- 1946 Primer sistema teléfonico movil. El 17 de junio de 1946, en St. Louis, Missouri, AT&T presenta al mercado el primer sistema comercial de telefonía móvil vehicular para el público.El sistema funcionaba en la frecuencia de 150 MHz, utilizando 6 canales espaciados 60 kHz

- 1948 Los científicos William Shockley, John Bardeen, y Walter Brattain, trabajando para los laboratorios Bell, buscaban un reemplazo para las válvulas de vacío.
El primero de julio de 1948 el primer transistor en la historia de la Humanidad es dado a conocer

- 1950 Se establece el primer enlace de comunicaciones vía comunicaciones vía microondasmicroondas, permitiendo el transporte de información a un alto volumen a muy grandes distancias.

La multicanalización por División de Tiempo (TDM, Time Division Multiplexing) es aplicada a la telefonía.

- 1955 Narinders Kapany de la India descubre que una fibra de vidrio aislada puede conducir luz a gran distancia (primeros estudios sobre las fibras ópticas)

- 1956 Primer cable telefónico transoceánico (36 canales de voz).

- 1957 Octubre 4, es lanzado por la USSR el primer SATÉLITE atificial, llamado Sputnik., era una esfera con un diámetro de 58 centímetros y un peso de 84 kilogramos.

- 1959 Primeros circuitos integrados: Dos ingenieros independientes y trabajando para empresas diferentes, desarrollaron los primeros circuitos integrados de la historia.
Jack St. Clair Kilby trabajando para Texas Instruments, desarrolló el primer circuito integrado de germanio. Por su parte, Robert N. Noyce trabajando para Fairchild Semiconductor, desarrolló el primer circuito integrado de silicio.
En 1959 Noyce fue Gerente General de Fairchild Semiconductor. En 1968 decidió crear su propia compañía, y con algunos colegas fundó INTEL.

- 1962 Primer satélite de comunicaciones: el Telstar 1, fue lanzado a una órbita terrestre baja, de 952 x 5632 km.
Era también el primer satélite de financiación comercial, a cargo de AT&T. Telstar fue desarrollado en los laboratorios Bell, a cargo de John R. Pierce.

- 1962-1966 El nacimiento de las comunicaciones digitales de alta velocidad. El servicio de la transmisión de datos es ofrecido comercialmente; canales de banda ancha para señales digitales; PCM es usada para transmisión de TV y voz.

- 1963 Se perfecciona los osciladores de microondas de Estado Sólido por Gunn.

- 1964 Fue formado INTELSAT (International Telecommunications Satellite Organization).

- 1965 INTELSAT lanza el satélite Pajaro Madrugador (Early Bird). Permitió los primeros intercambios de programación de T.V. entre Norteamerica y Europa.

-1966 A comienzos de la década de 1960, AT&T diseñó el primer MODEM, al que llamó “Dataphone”. Sin embargo, no fue hasta 1966 que tuvo aplicación
práctica, gracias a los trabajos de John Van Geen, del Stanford Research Institute, que permitieron detectar correctamente la información, aun en líneas con ruidos

- 1968: Los satélites de la serie INTELSAT III se empezaron a lanzar en 1968, podían transmitir 1200 circuitos telefónicos y 2 canales de TV.
1971: Los de la serie IV se empezaron a lanzar en 1971, con 4000 canales y 2 de TV .

- 1969 Primera red de computadores ARPANET, mientras Armstrong caminaba sobre la Luna, entraba en funcionamiento la primer red de computadoras, la
ARPANET. La ARPANET estaba basada en los trabajos del Dr. J.C.R. Licklider (Director de ARPA en 1962), Robert Taylor (sucesor de Licklider en 1966 y del Dr.
Lawrence (Larry) G. Roberts (responsable del proyecto ARPANET)

- 1970 Fibra Optica A principios de 1970, los ingenieros Robert Maurer, Peter Schultz y Donald Keck de la Corning Glass Works refinaron el proceso de construcción de las fibras ópticas, consiguiendo pérdidas menores al 1% en un km, y permitiendo el uso de fuentes de luz de menor costo, como los LEDs.

- 1972 Primer PBX digital A fines de 1972, Northern Telecom (actualmente Nortel Networks) diseña la primer PBX digital. En menos de 3 años, esta PBX (conocida como SG-1 o PULSE) fue instalada en más de 6.000 empresas. La PULSE fue rediseñada, convirtiéndose en una central privada totalmente digital, implementando conmutación digital por división de tiempo (TDM). Este nuevo modelo, fue conocido como SL-1

- 1972 primeras 2839 conexiones de TV cable construidas en EEUU.

- 1974 Primera calculadora programable de bolsillo lanzada por Hewlett-Packard

- 1975 La compañía IBM desarrolla la primera impresora láser tipo IBM 3800, SONY saca al mercado el "Betamax", se inaugura en Toronto/Canada el TV mas grande del momento (553.33 m).

-  1977 Telefonia celular. El primer prototipo de sistema celular comercial es instalado en Chicago, por AT&T, en 1977.

-1978 En 1978, más de 2000 celulares son probados por el público .

-1979 En 1979 el primer sistema celular comercial comenzó a funcionar en Tokio.

- 1982 Finalmente, en 1982, la FCC autoriza el servicio comercial de telefonía celular en Estados Unidos .

-1983 El primer sistema comercial con tecnología AMPS (Advanced Mobile Phone Service) comienza a funcionar en Chicago

- 1987 Se empieza a utilizar el Nuevo formato de audio digital (DAT) donde la portadora de sonido excede en velocidad de grabación.

- 1987: Tecnología del GSM es Time Domain Multiple Access (TDMA).

-1989 Sistemas de radiodifusión satelital digital en Alemania. Hay entones TV de alta definición. Con el Voyager 2 se capturan datos de 4.4 billones de kilómetros mas allá del planeta Neptuno. Se establece el primer sistema de comunicaciones RDSI en el área de Rotterdam

.- 1989 Nacimiento de la INTERNET La “World Wide Web” (www) fue creada en 1989 por Tim Barners Lee en elInstituto Europeo de Investigación de
Física de Partículas (CERN) en Ginebra (Suiza). Barners-Lee presentó los conceptos en un artículo publicado en 1989, dónde se propone un sistema para mantener y
compartir la información de los trabajos realizados por los físicos del CERN.
Este sistema, llamado “Mesh” originalmente, fue bautizado en 1990 por Barners-Lee como “World Wide Web”.

- 1990 Nacimiento de Frame Relay

- En 1990 cuatro empresas privadas (Digital Equipment, StrataCom, Northern Telecom y Cisco) deciden reunir sus esfuerzos para implementar un protocolo de comunicaciones interoperable entre sus equipos. La “Banda de los Cuatro” (“Gang of Four”), como fueron denominados en su momento, sentó las bases de la tecnología de Frame Relay, y en 1991 estableció el “Foro de Frame Relay” (Frame Relay Forum).

- 1996 Comienza la telefonia IP: En octubre de 1996 es ratificada la versión 1 de H.323, por el grupo de estudio 16 de la ITU-T. H.323 es el primer estándar para la transmisión de multimedia (voz, video y datos) a través de redes de paquetes 1999 En marzo de 1999 es aprobado el RFC 2543, por el grupo de estudio MMUSIC del IETF, dando origen oficial al protocolo SIP (Session Initiaton Protocol)

1998  Sistemas de redes Ópticas pueden transmitir 3.2 Terabits por Segundo (equivale a 90.000 volúmenes de una enciclopedia). Crean el Chip DSL (Suscriptor de Línea Digital) que puede bajar datos a 1.5 megabits por segundo, 30 veces mas rápido que los módems análogos.

- 1998 Nace Bluetooth Las compañías Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba e Intel formaron un “Grupo de Interés Especial” (SIG) para desarrollar una tecnología de conectividad inalámbrica entre dispositivos móviles de uso personal, que utilizara la banda no licenciada de  frecuencias (ISM). Fue el nacimiento de Bluetooth El nombre Bluetooth tiene sus orígenes en Harald Blåtand (en Inglés Harald I Bluetooth), quien fue Rey de Dinamarca, entre los años 940 y 985. Como buen Vikingo, Harald consideraba honorable pelear por tesoros en tierras extranjeras. En 960 llegó a la cima de su poder, gobernando y unificando Dinamarca y Noruega. Así como el antiguo Harlad unificó Dinamarca y Noruega, los creadores de Bluetooth esperan que ésta tecnología unifique los mundos de los dispositivos informáticos y de telecomunicaciones.

- 2003 Wireless Lan En junio de 2003, es aprobada la recomendación IEEE 802.11g, como evolución tecnológica de la serie de recomendaciones 802.11, de redes LAN
inalámbricas.
El mercado de LAN inalámbrico tiene una marcada tendencia de crecimiento, desde 1997, cuando fue ratificada por el IEEE la primer recomendación de la serie 802.11. En gran medida, esta tendencia se ha dado gracias a la “Wi-Fi Alliance”, una organización internacional formada en 1999 para certificar la interoperabilidad de dispositivos de redes inalámbricas, basadas en las recomendaciones IEEE 802.11. A partir de marzo de 2000 la Wi-Fi comenzó a extender certificados de interoperabilidad. En 2004,

- 2009. (Feb, 17). Los Estados Unidos apagan la televisión analógica para dar paso a la Televisión Digital

   

Fuentes

(1) http://www.rrppnet.com.ar/hiscomunicacion.htm

(2) http://eveliux.com/mx/historia-de-las-telecomunicaciones.php

(3) http://www.uv.es/hertz/hertz/Docencia/teoria/Historia.pdf

(4) http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/redcorp/material/2008/Presentacion%20Historia%20de%20las%20Telecomunicaciones%202008%20(notas).pdf