Las Redes Ópticas - Comunicaciones Electrónicas

Report
Su impacto transformador en la sociedad
Universidad de Palermo
Ing. Miguel Angel Ibañez
15 de junio de 2011
Buenos Aires
Argentina
Agenda
 Porqué "redes" y porqué "luz" para mejorar una
sociedad?. Origen y evolución de las redes Ópticas.
Laboratorio virtual de prueba.
 Cuál es el impacto técnico - social y ... cuándo llega
a la Rep. Arg. ?. Proyectos Transformadores
regionales.
 Cómo modificará hábitos y costumbres de la
sociedad?, Video 10`
 Conclusiones.
t=1 hs
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Porqué "redes" y porqué "luz" para mejorar una sociedad?
 Una RED DE TELECOMUNICACIONES consiste en una infraestructura física a
través de la cual se transporta la información desde la fuente hasta el
destino, y con base en esa infraestructura se ofrecen a los usuarios los
diversos servicios de telecomunicaciones
 La principal razón por la cual se han desarrollado las redes de
telecomunicaciones es que el costo de establecer un enlace dedicado
entre cualesquiera dos usuarios de una red sería elevadísimo, sobre
todo considerando que no todo el tiempo todos los usuarios se
comunican entre sí. Se debe compartir los recursos existentes.
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El desarrollo de Mr Kao
dio sustento teórico a
diseñar una medio de
transmisión para la luz.
Corning USA luego en
1970 lo desarrollo
Porqué "redes" y porqué "luz" para mejorar una sociedad?
 La “luz” es la onda electromagnética de mayor capacidad para ser
modulada y con ello transportar información en Gb, Tb y no es afectada
por otras longitudes de ondas mas bajas (energía eléctrica,
radiofrecuencia, microonda).
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El desarrollo de Mr Kao
dio sustento teórico a
diseñar una medio de
transmisión para la luz.
Corning USA luego en
1970 lo desarrollo
Porqué "redes" y porqué "luz" para mejorar una sociedad?
 La “luz” es la onda electromagnética de mayor capacidad para ser
modulada y con ello transportar información en Gb, Tb y no es afectada
por otras longitudes de ondas mas bajas (energía eléctrica,
radiofrecuencia, microonda).
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Porqué "redes" y porqué "luz" para mejorar una sociedad?
 La “luz” es la onda electromagnética de mayor capacidad para ser
modulada y con ello transportar información en Gb, Tb y no es afectada
por otras longitudes de ondas mas bajas (energía eléctrica,
radiofrecuencia, microonda).
El desarrollo de Mr Kao
dio sustento teórico a
diseñar una medio de
transmisión para la luz.
Corning USA luego en
1970 lo desarrollo
No existía en 1884 un
medio de transmisión
apropiado ni fuente de
luz adecuada
Daniel Colladon fue el
primero en describir la
"fuente de luz" en el
artículo que en 1842
tituló On the reflections
of a ray of light inside a
parabolic liquid stream.
Ilustración de este
último artículo de
Colladon, en 1884.
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Origen y Evolución de la fibra óptica (I de II)
 En 1790 Claude Chappe construyó en Francia un sistema de telégrafo óptico que consistía en una
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cadena de torres con sistemas de señalización móviles.
En el año 1889, el norteamericano Alexander Graham Bell desarrolló el “photophon” con el cual se
podían transmitir señales de alta voz con ayuda de la luz.
En 1870 o sea antes del descubrimiento de Bell, el físico inglés John Tyndall señaló una solución del
problema demostrando que un chorro de agua era capaz de conducir la luz.
En el año 1934 el norteamericano Norman R. French obtuvo una patente que cubría un sistema
telefónico óptico.
En 1958 se encontró una fuente de luz adecuada para ser utilizada como emisor; los premios Nobel
Arthur Schawlow y Charles H. Townes desarrollaron el laser, utilizado con éxito por primera vez por
Theodor H. Maiman en 1960.
En 1962 se descubrió que existía la posibilidad de producir un laser con materiales semiconductores.
Paralelamente se desarrollaron los elementos receptores: fotodiodos semiconductores.
Quedaba únicamente por encontrar un medio de transmisión adecuado que uniera ambos
extremos.
En principio se propusieron conductores circulares huecos y espejados con un complicado sistema
de lentes.
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Origen y Evolución de la fibra óptica (II de II)
 En el año 1966, en Inglaterra, Charles R. Kao y George A. Hockham sugirieron utilizar fibras de vidrio
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
como conductores.
Ya en los años cincuenta, en la técnica médica se utilizaban fibras de vidrio para la transmisión
directa de imágenes sobre distancias muy cortas.
En 1970, la empresa Corning Glass Works fabricó en los Estados Unidos conductores de fibra óptica
con un perfil escalonado y obtuvo valores de atenuación inferiores de 20dB/Km con una longitud de
onda de 633nm.
En 1972 se lograron valores de atenuación de 4dB/Km con conductores de fibra óptica de perfil
gradual. Hoy en día, el estado de la técnica permite obtener atenuaciones de 0,2dB/Km con
longitudes de onda de 15500nm en conductores de fibra óptica monomodo
En 1973, los primeros conductores de fibra óptica para telefonía se pusieron en funcionamiento en
barcos de la armada de los Estados Unidos.
En 1976, El primer sistema de conductores de fibra óptica se ensayó en la planta de la Western
Electric de Atlanta (Estados Unidos).
Desde el año 1976 Siemens está utilizando en Munich el tramo experimental de 2,1 Km para la
transmisión de señales telefónicas, de TV y de videoteléfono.
En el año 1977 Siemens instaló en Berlín el primer trayecto de fibra óptica para el Correo Federal
Alemán. El CERN, de Ginebra (Suiza), desde 1978 tiene en servicio un cable de conductores de fibra
óptica a prueba de radiaciones. A partir de esa época se comenzó a utilizar la nueva tecnología a
nivel mundial.
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¿Porqué fibra óptica?
Por las amplias ventajas que presenta como medio de transmisión, por ejemplo:
 Baja Atenuación: Las fibras ópticas son el medio físico de transmisión con menor atenuación, dado






que se pueden establecerse link´s directos, o sea sin repetidores, de unos 100Km.
Gran Ancho de Banda: La capacidad de transmisión es muy elevada con sistemas de transmisión en
una sola longitud de onda.
Peso y tamaño reducidos: El diámetro de una fibra óptica es menor al de un cabello humano. Un
cable de 60 fibras ópticas tiene un diámetro total de 15 a 18 mm y un peso medio de 250 Kg/Km, en
cambio un cable de cobre de 900 pares calibre 0,4 posee un diámetro que varía entre 40 y 50 mm y
un peso medio de 4.000 Kg/Km.
Gran flexibilidad y recursos disponibles: Los cables de fibra óptica se pueden construir totalmente
con materiales dieléctricos y la materia prima implementada en la fabricación es el dióxido de silicio
(SiO2), el cual es uno de los recursos de más abundancia en la superficie terrestre.
Aislamiento eléctrico: Al no existir conductores metálicos no se pueden inducir corrientes en el
cable (valido para cables de fibras ópticas sin armaduras).
Ausencia de radiación emitida: Las fibras ópticas transportan luz y no emiten radiaciones
electromagnéticas que puedan interferir con equipos electrónicos, tampoco se ve afectada por
radiaciones emitidas por otros medios que la rodean.
Costo y Mantenimiento: Los cables de fibra óptica y la tecnología asociada con su fabricación e
instalación ha caído drásticamente sus costos en los últimos años.
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Porqué "redes" y porqué "luz" para mejorar una sociedad?
 La revolución del láser y de la fibra óptica. Apenas hace 10 años la comunicación mundial
como la conocemos hoy no sería posible; pedazos críticos de tecnología en computación y
comunicación apenas estaban emergiendo. Después, en 1988, fue creado el primer cable de
fibra óptica trasatlántico, y la “súper carretera de la información” estaba a punto de
convertirse en una realidad.
 Las fibras ópticas forman la columna vertebral del sistema global de las telecomunicaciones.
Fueron diseñadas para contener las cantidades bastas de información que pueden ser
transmitidas vía una relativamente nueva forma de luz enfocada en los rayos láser. Juntos,
láser y fibras ópticas, han ido incrementando dramáticamente la capacidad de un sistema
telefónico internacional.
 El nacimiento de nuevas tecnologías siempre lleva consigo consecuencias que afectan directa
o indirectamente las cuestiones sociales, económicas y, por supuesto tecnológicas de un
mundo cada vez más vanguardista. El nacimiento de la fibra óptica marcó también el
nacimiento de una nueva era en las comunicaciones. Nada sería lo mismo.
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Porqué "redes" y porqué "luz" para mejorar una sociedad?
Conmutación y grupo de P. Ext
1900.
 Desde el origen de las telecomunicaciones en el 1890 aprox. El incremento
del tráfico es cte.
 En 1988, fue creado el primer cable de fibra óptica trasatlántico, y la “súper
carretera de la información” estaba a punto de convertirse en una realidad.
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Porqué "redes" y porqué "luz" para mejorar una sociedad?
Redes Óptica con conmutación
óptica =>Mb/Gb/Tb
 Las fibras ópticas forman la columna vertebral del sistema global de las
telecomunicaciones. Juntos, láser y fibras ópticas, han ido incrementando
dramáticamente la capacidad de los sistema de telecomunicación
internacional y con ello el incremento del ancho de banda disponible.
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Red de Acceso: Evolución de Cobre a Fibra
Access
C.O.
Residential
SME
Metro
Primary
Cabinet Secondary
Building
Business
Copper Plant
BackBone
Cu
xDSL
CO
POP
ADSL2+
 3-20
Mbps
 <1 Mbps
Copper
Fiber to the Cabinet
Access
VDSL2
 25-50 M
 5-10 M
FTTCab
CO
BackBone
VDSL2
ONU
FTTCab
Copper
Metro
POP
Fiber to the Building
Cabinet
FTTB
VDSL2
 50-100
M
 15-40 M
FTTB
FTTH
Access
Fiber to the Home
Metro
BackBone
CO
FTTH
POP
FTTH
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100-1000
Mbps
Fibre Loop
Copper Loop
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Evolución de Ancho de Banda
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Evolución de la Redes Inalámbricas
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Evolución de los Servicios
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Evolución de los Servicios Móviles.
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Evolución de la Redes Inalámbricas II: Súper
WiFi
- Primera prueba piloto en Latinoamérica de WiFi en frec. de TV en
Misiones, UNaM en conjunto con Universidad de Rice Houston, USA.
1/ Contexto: Existen dos categorías de las
redes inalámbricas.
Larga distancia: estas son utilizadas para
distancias grandes como puede ser
otra ciudad u otro país.
Corta distancia: son utilizadas para un
mismo edificio o en varios edificios
cercanos no muy retirados.
2/ Prueba de Campo en Misiones: (Ing.s E.
Knightly O Bejarano,) con universidad
de Rice USA. Objetivo extender el
alcance utilizando frec de tv
analógicas no ocupadas UHF
convirtiendo la frec de WiFi a la de TV,
requiere un pequeño receptor y daría
solución a ultima milla inalámbrica y a
bajo costo. La FCC aprobó el uso de
“espacios en blanco” en el 2008.
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Integración de Servicios
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Laboratorio virtual
M&I
www.m
xi.nl
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Impacto técnico - social
 ¿Qué sería de nuestros conocimientos si la información que recibimos día a
día en la televisión, en internet, por una línea telefónica, o por un celular,
no existieran? si cada día ocurren tantas situaciones diferentes en el
mundo y el medio de enterarnos es por la información que nos brinda las
telecomunicaciones.
 La palabra telecomunicación significa comunicación a distancia, lo que
quiere decir que nos pueden informar algo a la distancia que queramos sin
tener que ir hasta el lugar del que vamos a recibir la información o
pertenecer a un grupo de afinidad sin necesidad de compartir un lugar
físico para su encuentro (modelo de redes sociales).
 Las nuevas tecnologías nos permiten no solo tener la información en
tiempo real, también nos permite movernos y permanecer conectados,
desde un celular que cada día se asemeja mas a una PC….
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Proyectos Transformadores
1.
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5.
Argentina conectada.
Red Federal de fibra óptica.
Red Provincial de fibra óptica.
Televisión directa abierta (TDA).
Programa Conectar Igualdad
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Argentina conectada
 El Gobierno Nacional impulsa el Plan
Nacional de Telecomunicaciones Argentina
Conectada, un plan estratégico quinquenal
en el que se define la infraestructura y los
servicios en materia de telecomunicaciones
para todo el territorio nacional.
 Esta política pública garantiza el acceso
universal de todos los habitantes de la
Nación a dichos servicios, reduciendo la
“distancia tecnológica” existente entre
individuos, familias, empresas, regiones y/o
países en relación al acceso a la
información, las tecnologías de la
comunicación y al uso de Internet.
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Red Federal de fibra óptica
 En materia de infraestructura se desarrollará la Red Federal de
Fibra Óptica, declarada de interés público mediante el
Decreto Nº 1552/2010 que crea el Plan Nacional “Argentina
Conectada”.
 A través de Argentina Conectada, el Estado Nacional
impulsará la construcción de infraestructura nacional
complementaria a las redes de telecomunicaciones existentes.
 Se desarrollarán en una primera etapa 10000 kilómetros de
nuevas redes, alcanzando 40000 kilómetros, triplicando la
capacidad instalada actual.
 Mediante el despliegue de infraestructura y ampliación de la
oferta de servicios, se logra un impacto directo en los precios
mayoristas de transporte de datos, logrando una disminución
en los precios al consumidor final de los servicios de Internet
de banda ancha y video. Esto generará mayores índices de
inclusión, igualdad y equidad en todo el país en cuanto a la
accesibilidad, la calidad de servicio y el precio.
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Red Provincial de fibra óptica
 Con el fin de garantizar la disponibilidad en todo el
territorio nacional de una red avanzada de
telecomunicaciones, se realizara el despliegue de la Red
Provincial de Fibra Óptica a ser construida en todas las
provincias de la Republica Argentina.
 De acuerdo al cronograma, la construcción de las Redes
Provinciales esta prevista en dos etapas:
La primera etapa a desarrollarse en el año 2011
abarca la construcción de 13.300 Km. de Fibra
Óptica.
2. La Segunda etapa contempla la construcción de
8.600 Km. de Fibra Óptica.
1.
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Televisión directa abierta (TDA)
 Es una iniciativa del Gobierno Nacional que busca
garantizar el acceso universal a la televisión de aire
de modo gratuito. La TDA permite recibir un mayor
número de señales, brindar una mejor calidad de
sonido e imagen fija y móvil, introduce la
participación de nuevas voces como las
universidades, ONG´s, pueblos originarios, entre
otras.
 Además la TDA genera nuevas fuentes de empleo a
través del impulso de la Industria Nacional y la
promoción de actividades de investigación y
desarrollo y la actualización en materia de hardware,
software y contenidos audiovisuales por parte de las
Universidades, entre otros actores sociales
mencionados anteriormente.
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Programa Conectar Igualdad


• El Programa Conectar Igualdad es una iniciativa que busca recuperar
y valorizar la escuela pública con el fin de reducir las brechas
digitales, educativas y sociales en toda la extensión de nuestro país.
• Conectar Igualdad, como una política de inclusión digital de alcance
federal, recorrerá el país distribuyendo 3 millones de netbooks en el
período 2010-2012, a cada alumno y docente de educación
secundaria de escuela pública, educación especial y de institutos de
formación docente.
• El Programa contempla el uso de las netbooks tanto en el ámbito
escolar como también en la casa de modo tal que se logre un
impacto en la vida diaria de todas las familias y de las más
heterogéneas comunidades de la Argentina.
En este sentido es imprescindible trabajar para lograr una sociedad alfabetizada en las nuevas Tecnologías
de la Información y la Comunicación (TIC), con la posibilidad de un acceso democrático a recursos
tecnológicos e información sin distinción de grupo social, económico ni de densidades poblacionales ni de
las más diversas geografías tanto rurales como urbanas.
Porque todos podemos ser parte de un programa de inclusión social llamado a generar un cambio
revolucionario en los modelos de educación. Conectar Igualdad, una nueva escuela en marcha, una
Argentina más justa.
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Proyectos Transformadores regionales.
Status: “plan de banda ancha en Latinoamérica”
Luego de ocupar durante ocho años el primer puesto del ranking de penetración de
internet, Chile entregó la posta. Así lo indica el último estudio del Barómetro Cisco que
ubica a Chile con una penetración de 10,8 por ciento, detrás de Uruguay que logró un
12,32 por ciento y Argentina con 11,71 por ciento
El informe destaca el Pan Ceibal que el gobierno uruguayo impulsa para expandir la
conectividad y la distribución de computadoras entre docentes y alumnos. Algo similiar
al Plan Argentina Conectada, ya está logrando reducir la brecha tecnológica a lo largo
del país.
“Si Uruguay logra mantener (el proyecto) en una generación, va a tener la población
más educada del continente”, se animó a predecir Franc La Rue, relator especial de
Naciones Unidas sobre la libertad de opinión y expresión.
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Proyectos Transformadores regionales.
El ranking termina con Brasil (7,11 por ciento), Colombia (5,68 por ciento), Venezuela (5,57
por ciento) y Perú (3,47 por ciento).
El estudio de Cisco e IDC, explica que la pérdida de liderazgo por parte de Chile se debe a
que el país se encuentra en una segunda etapa de expansión, que incluye a zonas rurales y a
personas de menores recursos, por lo que el acceso a banda ancha se produce de manera
paulatina. Precisamente en las zonas con posibilidades más limitadas es a dónde apuntan
los planes gubernamentales que Uruguay y Argentina vienen implementados hace tiempo.
La Rue no se cansó de destacar que “el acceso a Internet no se logra de un día al otro” pero
que debe ser una meta de los gobiernos, “aunque sea subsidiando”.
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Cómo modificará hábitos y costumbres de la
sociedad?
 Video: A Day Made of Glass Made Possible. Corning USA
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Conclusiones.
 La fibra óptica es el medio de transmisión más eficaz para cortas y las largas distancias si se
tiene en cuenta su ancho de banda disponible, y contribuirá eficazmente con la integración de
redes fijas y móviles desde su función de “capa 1”.
 La fibra óptica ha revolucionado las telecomunicaciones desde sus orígenes -1970- relevando
de los redes de transporte al coaxil y brindando acceso a nuevas velocidades de transmisión
(Gb/ Tb) obteniendo economías (Mbs/USD) y mayor confiabilidad. Queda pendiente en la
Latinoamérica lograr mayor cobertura y capacidad de la red óptica ya que las empresas
privadas define como prioridad la rentabilidad por sobre llegar y brindar servicios a mas
habitantes (política de nichos económicos).
 Se observa a nivel Latinoamérica un impulso desde los Gobiernos para el tema “Redes
Ópticas” como parte de proyectos estratégicos destinados a garantizar el acceso equitativo a
las nuevas TIC, reducir la brecha digital y ser motor de economías regionales y del país todo.
 La Rep. Argentina está concretando el paradigma anterior con una serie de proyectos
importantes (Ej. TDA, Red Federal de Fibra Óptica) que es liderado desde el Ministerio de
Planificación (Arq. J. de Vido/Lic. Luis Vitullo) que serán transformadores a mediano plazo (1 a
3 años aprox.) creando mejor cobertura, conectividad y capacidad -crítico para soportar
multiservicio en telecomunicaciones-, y con ello mejora calidad de vida y oportunidades de
todos los habitantes.
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M. gracias!
[email protected]
+54 11 58 11 2600
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