viernes, 2 de mayo de 2014

Historia de Redes y Telecomunicaciones

En realidad, la historia de la red se puede remontar al principio del siglo XIX. El primer intento de establecer una red amplia estable de comunicaciones, que abarcara al menos un territorio nacional, se produjo en Suecia y Francia a principios del siglo XIX. Estos primeros sistemas se denominaban de telégrafo óptico y consistian en torres, similares a los molinos, con una serie de brazos o bien persianas. Estos brazos o persianas codificaban la informacion por sus distintas posiciones. Estas redes permanecieron hasta mediados del siglo XIX, cuando fueron sustituidas por el telégrafo. Cada torre, evidentemente, debia de estar a distancia visual de las siguientes; cada torre repetía la información hasta llegar a su destino. Un sistema similar aparece, y tiene un protagonismo especial, en la novela Pavana, de Keith Roberts, una ucronía en la cual Inglaterra ha sido conquistada por la Armada Invencible.



Estos telégrafos ópticos fueron pioneros de algunas técnicas que luego se utilizaron en transmisiones digitales y analógicas: recuperación de errores, compresión de información y encriptación, por ejemplo. Se ha calculado que la velocidad efectiva de estos artilugios sería unos 0.5 bits por segundo, es decir, aproximadamente unos 20 caracteres por minuto. Supongo que los métodos de seniales de humo utilizados por los indios también se podrían considerar algo así, con la diferencia de que no consistían en un establecimiento permanente, y que además no funcionaba a nivel nacional. Posteriormente, la red telegráfica y la red telefónica fueron los principales medios de transmisión de datos a nivel mundial.

Alexander Graham Bell fue el descubridor del teléfono. En realidad, él hubiera querido que fuera algo así como una ``radio por cable'', de forma que una central sirviera a los interesados informaciones habladas a cierta hora del dia, por ejemplo. Evidentemente, pronto se descubrió que era mucho mejor para la comunicación interpersonal, aunque en Hungría estuvo funcionando durante cierto tiempo un servicio como el indicado, denominado Telefon Hirmond  , que era una fuente centralizada de noticias, entretenimiento y cultura. A ciertas horas del día, sonaba el teléfono, se enchufaba un altavoz, y se empezaba a oir, por ejemplo, la saga de los Porretas (en húngaro, claro está).

La primera red telefónica se estableció en los alrededores de Boston, y su primer éxito fue cuando, tras un choque de trenes, se utilizó el teléfono para llamar a algunos doctores de los alrededores, que llegaron inmediatamente. Los primeros intentos de transmitir información digital se remontan a principios de los 60, con los sistemas de tiempo compartido ofrecidos por empresas como General Electric y Tymeshare. Estas ``redes'' solamente ofrecían una conexión de tipo cliente-servidor, es decir, el ordenador-cliente estaba conectado a un solo ordenador-servidor; los ordenadores-clientes a su vez no se conectaban entre si.

Pero la verdadera historia de la red comienza en los 60 con el establacimiento de las redes de conmutación de paquetes. Conmutación de paquetes es un método de fragmentar mensajes en partes llamadas paquetes, encaminarlos hacia su destino, y ensamblarlos una vez llegados alli. La conmutación de paquetes se contrapone a la conmutación de circuitos, el método de telefonía más habitual, donde se establece un circuito físico entre los hablantes. Inicialmente se hacía mediante interruptores físicos, y hoy en día se hace la mayoría de los casos mediante interruptores digitales.



El transmitir la información en paquetes tiene bastantes ventajas:
Permite que varios usuarios compartan la misma conexión.
Sólo hace falta reenviar los paquetes que se hayan corrompido, y no toda la información desde el principio.
Los paquetes pueden llevar información de encaminado: por donde han pasado, de donde vienen y hacia donde van.
Ademas, dado que se trata de información digital, se puede comprimir o encriptar.
La primera red experimental de conmutación de paquetes se usó en el Reino Unido, en los National Physics Laboratories; otro experimento similar lo llevó a cabo en Francia la Societè Internationale de Telecommunications Aeronautiques. Hasta el año 69 esta tecnología no llego a los USA, donde comenzó a utilizarla el ARPA, o agencia de proyectos avanzados de investigación para la defensa.

Esta agencia estaba evidentemente interesada en esta tecnología desde el punto de vista de la defensa nacional. Se trataba de crear un sistema de comunicaciones donde no hubiera ningun punto central de mando y control, sino que, aunque cualquier punto de la red fuera destruido, podría ser restituida la comunicación encaminándola por otra ruta. La corporación Rand aconsejo la creación de tal tipo de red en un informe de 1962. El ancestro de la InterNet , pues, fue creado por la ARPA y se denominó ARPANET. El plan inicial se distribuyó en 1967. Los dispositivos necesarios para conectar ordenadores entre si se llamaron IMP (lo cual, entre otras cosas, significa ``duende'' o ``trasgo''), es decir, Information Message Processor, y eran un potente miniordenador fabricado por Honeywell con 12 Ks de memoria principal. El primero se instaló en la UCLA, y posteriormente se instalaron otros en Santa Barbara, Stanford y Utah. Curiosamente, estos nodos iniciales de la InterNet todavía siguen activos, aunque sus nombres han cambiado. Los demás nodos que se fueron añadiendo a la red correspondían principalmente a empresas y universidades que trabajaban con contratos de Defensa.

Pero InterNet viene de interconexión de redes, y el origen real de la InterNet se situa en 1972, cuando, en una conferencia internacional, representantes de Francia, Reino Unido, Canada, Noruega, Japón, Suecia discutieron la necesidad de empezar a ponerse de acuerdo sobre protocolos, es decir, sobre la forma de enviar información por la red, de forma que todo el mundo la entendiera. Un esfuerzo similar había sido llevado a cabo por la CCITT, o Comite Consultivo Internacional sobre Telefonia y Telegrafia, que fue capaz de poner de acuerdo a todos los paises para que cada uno tuviera un prefijo telefonico, se repartieran los costes de las llamadas entre diferentes companias nacionales, y básicamente, cualquier usuario en el mundo pudiera descolgar el auricular y marcar un número y llamar a su tía en Pernambuco.

Se trató entonces de conectar esas redes muy diversas a través de pórticos o gateways, que traducieran la información del formato comprensible por una red al formato comprensible por otras redes. Estos protocolos se referían principalmente a como tenía que estar codificada la información y cómo se envolvía en los paquetes. Hay muchas maneras posibles de codificar la información (aunque actualmente se esté llegando a una serie de estándares, por ejemplo, el texto suele estar codificado utilizando el código ASCII ), y muchas mas maneras posibles de indicar errores entre dos nodos de la red, de incluir en el paquete información sobre rutado, etc. El formato y la forma de esta información es lo que se denomina protocolo.

Más adelante, de la ARPANET se disgregó la MILNET, red puramente militar, aunque tiene pórticos que la unen a la InterNet . ARPANET se convirtió en la columna vertebral de la red, por donde tarde o temprano pasaban todos los mensajes que van por la red. España fue, paradójicamente, uno de los primeros países de Europa que instaló una red de conmutación de paquetes, la IBERPAC, que todavía esta en servicio. Esta red la utilizan principalmente empresas con múltiples sucursales, como los bancos, oficinas del gobierno, y, evidentemente, como soporte para la rama de Internet en España. España se conectó por primera vez a la Internet en 1985.

Telecomunicaciones



•En los años 3500 AC solo había comunicación a partir de signos abstractos dibujados en papel hecho de hojas de árboles; hacia 1184 AC ya se podían transmitir mensajes a distancia con señales de fuego, el antiguo imperio Romano y Griego poseían muy buenos sistemas de este tipo. 
•hacia los años 500 AC dos ingenieros de Alejandría (Kleoxenos y Demokleitos) usaban un sistema de recepción y transmisión de información solo en la noche, el sistema constaba de dos caminos separados por una colina, dependiendo de cuantas antorchas y como fueran acomodadas en la colina el mensaje podía ser leído (para el mensaje “One hundred Cretans have deserted" fueron utilizadas 173 antorchas y la transmisión duró alrededor de 1 hora y media).
•Quizás uno de los primeros intentos de telecomunicaciones o transmisión de información a largas distancias fue la Maratón que consistía en que una persona llevaba un mensaje de un sitio a otro corriendo a través de kilómetros de distancia (En los años 490 AC la victoria de Atenas sobre Grecia fue transmitida por un hombre y luego de decirlo murió ya que era muy extenuante el correr a través de tantos kilómetros). 
•Luego nacieron otras formas de comunicación donde las personas se situaban en sitios altos y transmitían la información a otros a través de gestos hechos por el movimiento de sus brazos, hasta que las información llegaba a su destino. En áreas selváticas donde se dificultaba obtener línea de vista para transmisión de información, desde sitios altos, fueron desarrollados los telégrafos de tambor. 
•En los años 150 AC habían acerca de 3000 redes de telégrafos de agua alrededor del imperio Romano. 
•En los años 150 AC habían acerca de 3000 redes de telégrafos de agua alrededor del imperio Romano. 
•Los romanos trabajaron en este tipo de transmisión y tenían Telégrafos de humo por una longitud total de 4500 kilómetros, estos se usaban ampliamente para señalización militar. 
•En el año 1794, cuando la revolución Francesa fue necesario inventar un nuevo sistema de comunicación fue entonces cuando Claude Chape desarrollo el Telegrafo Óptico con su propio alfabeto, que incluían como 196 caracteres (letras en mayúscula y minúscula, signos de puntuación , marcas etc...).
•La red de telégrafos constaba de 22 estaciones que unían a la población de Lille con la capital (Paris) separadas una distancia de 240 km y tomaba solo de 2 a 6 minutos transmitir un mensaje, leerlo e interpretar los símbolos podía tomar alrededor de 30 horas. 


Principios de las telecomunicaciones eléctricas


•En 1750 Benjamin Franklin, con su famoso experimento de la cometa estableció la ley de conservación de la carga y determinó que debían de haber cargas positivas y negativas. 
•En 1780 Charles Agustin de Coulomb midió fuerzas eléctricas y magnéticas utilizando una balanza de torsión que él mismo inventó. 
•1801 En la Academia de Ciencias de París ALEJANDRO VOLTA, físico italiano, presenta su invento llamado "pila de Volta" 
•1819 Hans Crinstian Oersted encontró que un hilo por el que circulaba corriente hacía que se desviase una aguja imantada, demostrando que la electricidad podía producir magnetismo. Antes se consideraban fenómenos independientes. 
•En 1831, Michael Faraday demostró que un campo magnético variable podía producir una corriente eléctrica, utilizando para ello un imán en movimiento y viendo la corriente inducida en un hilo próximo. 
•1833-1837 Carl Friedrich Gauss (1777-1835) y Wilhelm Weber (1804-1891) inventan varios telégrafos electromagnéticos. Weber realiza una conexión entre Göttinger Sternwarte y la Universidad con dos alambres. 
•1873, los experimentos de Faraday permitieron a James Clerk Maxwell, profesor de la Universidad de Cambridge en Gran Bretaña, establecer la interdependencia de la electricidad y el magnetismo. En su A treatise on Electricity and Magnetism publicó la primera teoría unificada electromagnética. Postuló que la luz era de naturaleza electromagnética y que era posible la radiación a otras longitudes de onda. 
•En 1875 Edison descubrió que las chispas de los interruptores eléctricos producían radiaciones, en 1885, patentó un sistema de comunicaciones utilizando antenas monopolo con carga capacitiva. 
•1876 El 14 de febrero Alexander Graham Bell patenta el primer teléfono, este sistema estaba compuesto de micrófono y parlante, casi al mismo tiempo Elisa Gray patenta el micrófono . 
•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.  
•En 1887-1888 H. Hertz probó la validez de las teorías de Maxwell. Para su experimento Hertz utilizó un dipolo alimentado en su centro con las descargas de una bobina. 

•Como antena receptora usó una espira cuadrada con un entrehierro en el que se producían descargas. 


•1899 El día 28 de marzo MARCONI asombra con la primera comunicación por radio entre Inglaterra y Francia a través del Canal de la Mancha. Las primeras palabras fueron para Branly, descubridor del cohesor. 
•El 12 de Diciembre de 1901 Marconi estableció la primera -comunicación transoceánica entre Gran Bretaña y Terranova, en Canadá. La frecuencia utilizada fue 820 KHz (366 m). La potencia del transmisor eran 15 kW. La antena transmisora era un monopolo en abanico, soportado por dos mástiles de 48 m separados 60 m. La antena receptora fue un hilo metálico, suspendido en una cometa. 
1925: La Televisión: 
•(1930-39) El desarrollo de las microondas y el RADAR 
•1930 Walter Schottky y otros físicos descubrieron el mecanismo de los semiconductores, se invento el LED, rectificadores y celdas fotovoltaicas. 
•El magnetrón fue descubierto en el año 1940 en Gran Bretaña, por Boot y Randall. Dicho descubrimiento permitió el desarrollo del radar en ondas centimétricas. 
•1945: Arthur C. Clarke, propuso en 1945 la utilización de los satélites geoestacionarios para los sistemas de comunicaciones de cobertura mundial.

Comunicación comercial via Satélite 

•1965: El primer satélite comercial en órbita geoestacionaria fue el INTELSAT I, también llamado Early Bird. 
•1968-FAX- La firma electrónica alemana Grundig introduce el concepto de Foto-telegrafía al permitir la transmisión de imágenes a través de líneas telefónicas. 
•1969 Nacimiento de Internet, gracias al desarrollo de la red de computadores ARPANET por VP Algore. 
•1981: Finlandia, Suecia, Noruega y Dinamarca: sistema NMT (Nordic Mobile Telephone), 450MHz-. 
•1982: European Telecommunications Standards Institute (ETSI) establece un patrón común: El Groupe Special Mobile (GSM). Para una futura red celular de ámbito Europeo. 

1992: Nace internet comercialmente 
1992: Empieza a funcionar la tecnologia GSM 

•1999 Se declara en quiebra IRIDIUM el Primer sistema de comunicaciones Móviles de Tercera Generación, que iba a implantarse en el mundo. 
•2001 La compañia DoCoMo lanza comercialmente la telefonia UMTS o de tercera generación en Europa.
2007 4G son las siglas utilizadas para referirse a la cuarta generación de tecnologías de telefonía móvil. Es la sucesora de las tecnologías 2G y 3G, y que precede a la próxima generación, la 6/5G.
Al igual que en otras generaciones la ITU creó un comité para definir las generaciones. Este comité es el IMT-Advanced y en él se definen los requisitos necesarios para que un estándar sea considerado de la generación 4G. Entre los requisitos técnicos que se incluyen hay uno muy claro, las velocidades máximas de transmisión de datos que debe estar entre 100Mbit/s para una movilidad alta y 1Gbit/s para movilidad baja. De aquí se empezó a estudiar qué tecnologías eran las candidatas para llevar la etiqueta 4G. Hay que resaltar que los grupos de trabajo de la ITU no son puramente teóricos, sino la industria forma parte de ellos y estudian tecnologías reales existentes en dichos momentos. Por esto el estándar LTE de la norma 3GPP no es 4G porque no cumple los requisitos definidos por la IMT-Advanced en características de velocidades pico de transmisión y eficiencia espectral. Aún así la ITU declaró en 2010 que los candidatos a 4G como era éste podían publicitarse como 4G.

La 4G está basada completamente en el protocolo IP, siendo un sistema y una red, que se alcanza gracias a la convergencia entre las redes de cables e inalámbricas. Esta tecnología podrá ser usada por módems inalámbricos, móviles inteligentes y otros dispositivos móviles. La principal diferencia con las generaciones predecesoras será la capacidad para proveer velocidades de acceso mayores de 100 Mbit/s en movimiento y 1 Gbit/s en reposo, manteniendo una calidad de servicio (QoS) de punta a punta de alta seguridad que permitirá ofrecer servicios de cualquier clase en cualquier momento, en cualquier lugar, con el mínimo coste posible.


El WWRF (Wireless World Research Forum) pretende que 4G sea una fusión de tecnologías y protocolos, no sólo un único estándar, similar a 3G, que actualmente incluye tecnologías como lo son GSM y CDMA.1

La empresa NTT DoCoMo en Japón, fue la primera en realizar experimentos con las tecnologías de cuarta generación, alcanzando 100 Mbit/s en un vehículo a 200 km/h. La firma lanzó los primeros servicios 4G basados en tecnología LTE en diciembre de 2010 en Tokio, Nagoya y Osaka.

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